R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121TLRP-B146733-04 | |||||
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| 연구사업명 | 교통물류연구 | |||||
| 연구과제명 | 자율주행기반 대중교통시스템 실증 연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-27 ~ 2021-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 강경표 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
16명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
39명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 6,240,000,000 원 기업 : 1,691,308,000 원 계 : 7,931,308,000 원 |
총연구비 | 정부 : 26,779,000,000 원 기업 : 8,767,831,000 원 계 : 35,546,831,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국교통연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B552989-000511-01 | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
1. 연구개발의 필요성 가. 사회문화적 측면 ○ 지속가능한 친환경 동력시스템 기반 신교통수단 개발 및 운영전략 확보 필요 ○ 수요응답형 대중교통수단(버스)의 자율주행기술 구현으로 도심지 등에서 교통혼잡완화 가능 나. 기술적 측면 ○ 자율주행 상용화 대응 제한된 조건에서 기술 검증 및 자율협력주행 기반 육상용 대중교통(소형, 중대형버스) 시스템 개발을 통한 초기 산업 생태계 조성 필요 ○ 첨단 대중교통수단으로서 고밀도 운행 및 대중교통의 고급화, 교통약자에 대한 편의시설 제공을 위한 네트워크 노선운영을 위한 무인자동운행 핵심기술의 개발→실증→실용화 필요 ○ 기 확보된 핵심기술을 기반으로 시스템 측면에서의 통합 및 운영과 시스템의 신뢰성을 확보하기 위한 체계적인 연구로 자율주행 대중교통 시스템 구축·시연 필요 다. 경제·사회적 측면 ○ 자동화된 무인운전 대중교통수단의 개발을 통한 교통 분야 ICT·SW 개발관련 중소·중견 기업의 시장경쟁력 확대가 기대됨 ○ 세계적으로 자율주행 기반 대중교통에 대한 지속적인 요구증대와 기술의 지능화·정보화에 대한 미래 수요에 선제적으로 대응하기 위해 실제 운행을 전제로 체계적인 R&D 추진 중 ○ 라. 국가 R&D 중복투자 방지 및 연계·활용기반 연속성 확보 ○ 자율협력주행 기반 대중교통은 타 교통수단과 일반도로를 공유하는 환경에서 운행되는 교통수단으로서 교통안전 중심의 지능형 교통체계인 C-ITS와의 연계를 반드시 고려해야 함 ○ 따라서, 현재 지자체에서 시범 서비스를 적용 또는 계획 중인 C-ITS 사업과 연계하여 지원시스템/인프라를 공동 활용하는 서비스 연구개발 및 실증연구 추진 필요 ○ 또한, 국가대중교통정보센터(TAGO) 등 기존 버스운행정보(BIS/BMS)와 연계 또는 활용 가능한 실증연구 추진 필요 ○ 마. 국민체감형 편의성 증진 및 스마트 모빌리티 기반 기술 확보 ○ 실시간 이용수요에 효율적으로 대응할 수 있는 스마트 대중교통 시스템 구축을 위해서는 도로교통 상황 반영이 가능한 경로범위에 즉각적인 대응과 최적 경로 선정이 매우 중요함 ○ 또한, 운영대상으로 선정된 공간적 범위의 이용수요를 적절히 만족시킬 수 있는 차량규모 선정과 이에 대한 실시간 배차 및 운영계획의 최적화가 필요함 ○ 국민이 이용할 수 있는 대중교통 모빌리티서비스(TaaS) 모델을 적용하기 위한 실증연구로서 도시교통체계에서 자율주행 대중교통 도입시 예상되는 이슈를 선제적 연구가 필요함 2. 기획연구의 변경 배경 가. 자율주행정책의 전환 ○ 해외 미국의 자율협력주행차(CAV), 유럽의 자율협력주행(CAD), 일본의 자율주행(AD) 정책 등 ○ 국내 국토부는 ‘자율협력주행기반 국가교통체계 혁신연구’ 기획연구 및 예비타당성 수행 국토부는 도로국(첨단도로안전과 C-ITS), 교통국(신교통개발과 자율주행관련 R&D), 국토지리정보원(정밀전자지도) 등이 공동·협력하기 위한 자율주행차 TF를 구성·운영 나. 도시교통분야 자율주행 대중교통체계 상용화 로드맵 대응한 준비 시급 ○ 해외 상업용차량(트럭 군집주행), 대중교통버스(셔틀), 교통약자 이동수단 등에 대한 자율주행기술(L3+)은 이미 개발 완료되어 상용화 단계에 도달함 특정 구간/구역에 반복적으로 운행하는 운송목적, 즉 도시교통환경(Urban Environment Systems)에서 물류운수, 지선셔틀(Fist&Last mile solution), 교통약자이동 등은 C-ITS 인프라와 협력하여 자율협력주행서비스를 시범·제공 중임 ○ 국내 자동차의 자율주행 고도화 기술(Level 3+)에서는 자동차(시스템) 스스로의 도로 및 교통환경 모니터링, 주행결정, 제어권 전환, 최소위험상황 유도제어 등의 한계 극복방안이 필요함 ‘도로교통인프라’ 협력기술과 시스템 개발은 도로교통분야의 ‘자율협력주행시스템’에서 핵심이며, 이러한 협력기술의 핵심인 C-ITS는 현재 시범사업을 추진 중에 있음 특히, BRT 인프라 구축 및 BIS/BMS 기술은 기존 ITS 기술 및 서비스분야로서 이미 세계 최고수준이며, C-ITS 기반의 자율협력주행시스템으로 전환이 필요 다. 기획연구의 변경 내용 ○ 기존 ‘궤도기반 PRT’의 ‘자율협력주행기반 대중교통시스템’으로 기획연구 내용 변경 (철도연) ‘전용노선(미니트램) 기반 PRT’ 추진(‘16) (KOTI): ‘한국형 자율주행시스템(KoA) 및 자율주행 대중교통서비스 개발’ 제안(‘16.12)에서 C-ITS(C-IPTS) 관련 디지털 인프라, V2X기반 운영제어, 센터관제 등 추가 제시 ○ 과제제안요구서(RFP) 기후 변화 대응형 스마트 모빌리티 연계기술을 활용한 PRT 실용화 기술개발 → 자율 [최종목표] 1. 연구단 ○ 교통혼잡과 배기배출물/미세먼지로 인한 환경오염 등의 도심교통 문제 해결 및 기존에 개발된 자율주행 기술을 활용하여 체험형 서비스 R&D를 구현하는 실증연구 추진으로 개발 완료 후 국민이 직접 체감할 수 있는 육상용 신교통서비스(Transit as a Service, TaaS) 확보 ○ 자율협력주행 기반 육상용 친환경 스마트 대중교통(소형/중·대형 버스) 시스템 기술 개발, 지능형 인프라 연계 운영/검증 기술 개발 및 실증을 통한 대중교통시스템 혁신의 시발점 2. 세부과제 목표 ○ (1세부) 자율협력주행 기반 친환경 대중교통 플랫폼 기술 개발 자율협력주행 기반 대중교통시스템 알고리즘 적용 기술 개발(서울대학교) 자율협력주행 기술(인지/측위/판단/제어) 및 C-IPTS 연동 차량서비스 (차량관리/관제/응용서비스) 확장을 위한 SW & HW 플랫폼 개발(성우모바일) 자율협력주행 기술 적용을 위한 소형 및 대형 버스 개조기술 개발(현대자동차) 자율협력주행 및 승객 안전을 위한 비전 센서 기반 인지 최적화 기술 개발(스트라드비젼) ○ (2세부) 지능형 인프라 연계 자율주행지원 관제시스템 개발 관제센터 구축을 통한 자율협력주행 대중교통 관제 부분의 기술 선점과 운영기술 확보(KOTI) 자율협력주행 안정성과 운행 효율성을 높이기 위한 V2X 인프라(WAVE, C-V2X, 5G) 적용(SK텔레콤) 실시간 교통 정보 및 사고 정보 등 동적 정보를 반영한 자율협력주행 디지털 인프라(HD map) 구축(SK텔레콤) 안정적인 무인 자동운행을 위한 실시간 신뢰성 평가 알고리즘 및 유지보수정책 최적화 알고리즘을 개발(NZERO) C-ITS 사업 연계와 5G 기반의 V2X 진화를 고려한 WAVE/C-V2X Hybrid 방식의 협력형 차량통신/보안 기술 적용 및 표준 개발하고자 함(CEST) ○ (3세부) 사용자 중심 대중교통 운영환경 구축 및 실증 평가 실증 단지 선정/설계/구축/평가 및 가이드라인 개발 (한국교통연구원) 자율협력주행 대중교통 및 자율협력주행/일반차량 혼합상황 모사 가능한 시뮬레이션 개발 (한국교통연구원, 텔레컨스) 스마트 대중교통 운영 효율성 평가 시스템 개발 (한국교통연구원, 텔레컨스) 수요 대응형 스마트 대중교통 이용자 편의 서비스 첨단화 시스템 개발 및 적용 (한국교통연구원, 인포뱅크) C-IPTS 기반 관제시스템 빅데이터 활용(서비스) 기술 개발 및 서비스 종류별 최적 데이터 처리 기술 개발(인포뱅크) 실증단지 구축 및 실용화 추진을 위한 법？제도 정비(법제연구원) [연구내용 및 범위] 1. (1세부) 자율협력주행 기반 친환경 대중교통 플랫폼 기술 개발 ○ 자율협력주행 기반 대중교통시스템 알고리즘 적용 기술 개발(서울대학교) - 중소형 버스의 인지 및 측위 알고리즘 개발/적용 연구 - 중소형 버스의 판단 및 제어 알고리즘 개발/적용 연구 - 대형 버스의 인지 및 측위 알고리즘 개발 - 대형 버스의 판단/제어 알고리즘 개발 - 센서 고장 진단/대응 기술 개발 ○ 자율협력주행 기술(인지/측위/판단/제어) 및 C-IPTS 연동 차량서비스(차량관리/관제/응용서비스) 확장을 위한 SW & HW 플랫폼 개발(성우모바일) - Connected 자율주행 구현을 위한 차량 내부 통신 환경 구축 - 측위 시스템 HDmap 연동시의 HDmap 포맷 범용성 확보를 위한 HDmap Engine 개발 - 자율협력주행 취약시나리오 DB화를 통한 자율주행 기술 시험 환경 구축 연구 - 자율협력주행 기반 대중교통 이용편의성 확보를 위한 승객용 HMI 개발 - 자율주행 시스템 작동 및 조작편의성 확보를 위한 운전자용 HMI 개발 ○ 자율협력주행 기술 적용을 위한 소형 및 대형 버스 개조기술 개발(현대자동차) ○ 자율협력주행을 위한 중소형 디젤버스 제작 및 차량 개조 ○ 자율협력주행을 위한 중소형 전기버스 제작 ○ 자율협력주행을 위한 대형 전기버스 제작 - 중소형/대형 전기버스 기반 조향/구동/제동제어 시스템 적용 ○ 자율협력주행 및 승객 안전을 위한 비전 센서 기반 인지 최적화 기술 개발(스트라드비젼) - 인식 알고리즘 성능 개선을 위해 카메라 센서를 통한 학습 DB 수집 - V2X 정보를 활용한 인식 알고리즘 성능 개선 2. (2세부) 지능형 인프라 연계 자율주행지원 관제시스템 개발 ○ C-IPTS 기반 자율협력주행 대중교통 관제시스템 구축(KOTI) - C-IPTS 기반 자율협력주행 대중교통 관제시스템 개발 - C-ITS/BIS/BMS/민간운용 교통정보센터 자율협력주행 연계 기술 개발 - 수요 대응형 스마트 대중교통서비스 제공을 위한 사용자-센터-버스 연계 기술 개발 - 차상 운행정보 현시 및 모니터링 기술개발 - C-IPTS 자율협력주행 대중교통 빅데이터 수집/처리/분석/저장 기술 개발 ○ 자율협력주행을 위한 C-IPTS 디지털 인프라 기술 개발(SK텔레콤) - 실증단지 HD map 구축을 위해 아래 표와 같이 현지 측량을 통한 데이터 획득 및 map 데이터 후처리, 정적 데이터 구축 예정 - HD map 서비스 적용/고도화 - 실시간 정적/동적 업데이트 정보 확대 적용 - 5G 망 기반 V2X 연동 및 서비스 적용 ○ 실시간 차량-관제시스템 모니터링 및 신뢰성 평가 기술 개발(NZERO) - 소형/중·대형 자율주행 플랫폼과 연계 시스템 개발 - 실시간 모니터링 기술 개발 - 유지보수 및 차상제어모니터링 통합 신뢰성 평가 시스템 개발 ○ 자율주행 대중교통서비스 제공 및 실증을 위한 표준 및 통신기술 개발(CEST) - V2X(WAVE/C-V2X/5G) Hybrid 통신·보안기술 개발 - C-IPTS 실증을 위한 표준 개발 - V2X 기반 시뮬레이터 연계를 위한 인터페이스 설계 및 개발 3. (3세부) 사용자 중심 대중교통 운영환경 구축 및 실증 평가 ○ 실증연구 수행방안 수립 및 시물레이션/편의서비스 핵심기술 개발(한국교통연구원) - 실증 단지 선정/설계/구축/평가 - 스마트 대중교통 운영 효율성 평가 시뮬레이터 핵심 알고리즘 개발 - 수요 대응형 스마트 대중교통 이용자 편의 서비스 핵심 기술 개발 ○ 스마트 대중교통 운영 효율성 평가 시물레이션 개발(텔레컨스) - 스마트 대중교통 운영 효율성 평가 시뮬레이터 개발 ○ 스마트 대중교통 이용자 편의 서비스 및 빅데이타 활용시스템 개발(인포뱅크) - 시범 서비스를 위한 자율협력주행 버스를 위한 시스템 개발 - 시범 서비스를 통한 검증 및 고도화 ○ 실증단지 구축 및 실용화 추진을 위한 법？제도 정비(법제연구원) - 자율협력주행버스 실증과정에서 발생하는 문제 또는 갈등사안에 대한 법제지원 - 자율협력주행버스 실증/상용화를 위한 법제도 정비 - 자율협력주행버스 실증/상용화를 위한 입법지원 |
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| 최종보고서 | 1-2. [서식] 자율주행기반 대중교통시스템 실증 연구_최종보고서(연구단)_최종제출본.pdf | |||||