1. 서론 및 배경

 

2009년 미국도로교통협회(AASHTO)가 IntelliDriveSM의 전략계획을 수립함에 따라 Connected Vehicle 시스템의 실질적 수요처인 주(州) 당국과 지방 교통국들은 인프라의 도입에 관한 분석의 필요성을 인식하였다.

 

Connected Vehicle 시스템의 인프라 도입 분석의 배경은 다음과 같다.

- 프로젝트 착수 시부터 현재까지 다양한 인프라 도입 방안, 전략, 시나리오 등이 고려되어 왔으며 이에 대한 분석이 필요하다. 초기에는 전국적으로 약 30만 대의 DSRC(Dedicated Short Range Communication: 근거리 무선통신)기지국이 필요할 것으로 예상하였다.

- 프로젝트에 참여한 다양한 주체들의 정보와 의견을 반영한 인프라 도입 분석이 필요한 실정이다. 현재 연구개발, 시험 및 평가 분야는 연방 Connected Vehicle 프로그램이 주도적으로 추진하고 있으며, 기획 및 기술 분석은 완성차업체의 컨소시엄인 Vehicle Infrastructure Integration Consortium(VIIC)와 Crash Avoidance Metrics Partnership(CAMP)이 담당하고 있다.

- Connected vehicle 기술을 활발히 도입하고 있는 일부 지방 교통국의 경험과 결과를 수렴한 분석이 진행되어야 한다.

 

2. 인프라 도입의 단계: 시장과 기술

 

다양한 외부 요인들은 Connected Vehicle 시스템 어플리케이션의 도입을 통해 주 당국과 지방 교통국이 얻는 효과와 이익에 영향을 끼친다. 이러한 이슈들은 결국 인프라 도입에 대한 수요처의 의사결정에 영향을 줄 것이다. 수요처의 Connected Vehicle 인프라 도입을 결정하는데 있어 중요한 요건들은 아래와 같다.

- 각 차종(소형, 중형, 대형, 특수)별 차량 시장의 규모와 특성, Connected Vehicle 기술과 시스템이 시장에 미칠 영향

- 애프터마켓 장비의 역할과 공공분야 시스템 도입의 어플리케이션에 영향을 주는 외부 요인들

- 보안 및 인증 관리를 포함한 시스템의 데이터 통신 성능

- Connected Vehicle 노변기지국과 신호제어기 인터페이싱과 관련된 비용과 기술적 사항 등

 

3. 어플리케이션

 

인프라 도입 분석에 있어 중요한 점은 각 주 당국과 지방 교통국에서 적용성을 극대화할 수 있는 어플리케이션을 파악하는 것이다. 각 수요처가 필요로 하는 어플리케이션을 선정하기 위해 다섯 가지의 목표로 어플리케이션을 분류하였다.

 

1) 안전성 개선

 

안전 개선은 Connected Vehicle 도입을 통해 달성할 수 있는 가장 핵심적인 항목이다. 미국 고속도로안전관리국(NHTSA)은 V2V와 V2I 통합 기술이 교통사고를 최대 79%까지 감소시킬 수 있다는 분석결과를 발표하였다.

Connected Vehicle이 제공하는 어플리케이션은 안전개선 부분에서 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

- 교차로에서 발생하는 충돌 저감

- 종방향 및 횡방향(차선 변경이나 합류) 충돌 저감

- 2차 충돌 저감

- 탈선 사고 저감

- 정확하고 신속한 도로상황 정보 제공

 

2) 이동성 증진

 

이동성 개선의 사회경제적 파급효과가 크다는 것은 널리 알려진 사실이다. 교통체증은 미국 경제에 매년 수백만 시간과 수십억 달러의 비용을 안겨주고 있다. 기존 인프라의 효율적인 활용을 통해 신규 인프라 건설에 대한 부담을 덜고 이동성 증진에 기여할 수 있다.

- 기존 설비의 효율적 사용(예: 적응식 교통류 제어)

- 정확하고 신속한 운전자 정보 제공

- 사고 및 돌발상황이 교통류에 주는 영향 최소화

- 화물 배송 및 대중교통 운행의 신뢰성 제고

 

3) 환경적 피해 저감

 

전 세계적으로 환경문제와 도로 및 차량으로 인해 발생할 수 있는 환경적 피해에 주의를 기울이고 있다. 이러한 환경적 피해를 저감시키기 위한 목표는 다음과 같다.

- 비효율적인 교통 운영을 통해 과다로 발생하는 배출가스 저감

- 도로 상의 취급 물질(예: 염화칼슘) 사용을 줄임으로써 비용저감과 운영 성능까지 개선

 

4) 전자지불 방식의 촉진

 

기존 교통인프라를 통해 제공되고 있는 전자 지불시스템의 과금 처리 속도와 정확도가 개선된다면 이동성 증진과 운영비용 절감에 기여할 수 있다.

 

5) 교통국의 운영 성능 개선

 

Connected Vehicle의 도입은 안전과 같은 운전자 측면의 혜택뿐만 아니라 이를 운영하는 교통국도 운영 관리 측면에서 다음과 같이 개선된 효과를 얻을 수 있다.

- 연방교통청(DOT) 소유 교통 모니터링 인프라에 대한 의존도 감소

- 시스템 유지관리에 필요한 재원의 감소

- 성과 측정을 위한 정보의 유용성 증가

 

4. 도입 시나리오 및 전략

 

Connected Vehicle 인프라 도입에 대한 시나리오는 20년 동안의 단계적인 시스템 도입을 바탕으로 접근하였다. 도입 예상 시나리오에는 현황 평가를 통해 단계별로 도입될 기술과 수반되어야할 외부 활동과 정책적인 결정 등이 포함되었다.

 

대부분의 공공기관은 이동성, 안전성, 내부 운영 개선을 위한 어플리케이션을 통해 단기적으로 효과를 입증할 수 있다면 Connected Vehicle 시스템 인프라 도입을 적극 추진할 것이다. 반면에, DSRC 관련 인프라는 장기적인 관점에서 향후 안전 관련 어플리케이션의 적용에 대비한 투자가 될 것이다.

 

NHTSA는 2013년에는 일반차량, 2014년에는 대형차량의 DSRC 도입에 관련된 결정을 발표할 계획이며, 본 결정은 V2V 안전 장비의 차량 장착 의무화에 관한 것으로 향후 교통국의 인프라 도입 의사결정에 중요한 요인이 될 것이다.

 

본 보고서의 도입 시나리오는 NHTSA가 DSRC 장비의 모든 신규차량 의무 장착화를 결정했다는 가정 하에 작성되었다. 본 가정에 따르면, 2020년 모델, 즉 2019년에 출시될 신규차량부터 OBE(On-board Equipment)가 탑재될 것이다.

 

V2V 안전 장비의 차량 장착 의무화는 주 당국이나 지방 교통국의 노변기지국(RSE) 도입률과 설치시기에 가장 큰 영향을 끼칠 것이다. OBE가 탑재된 차량 수에 따라 노변기지국을 통한 서비스의 효과가 다르게 나타날 것이기 때문이다. 빠른 인프라 도입을 위해 집중해야할 분야는 다음과 같다.

- 우선도입이 예상되는 상용차, 대중교통차량, 응급 및 공공 안전 차량 등의 잠재적 수요자의 니즈를 파악하여 적절한 어플리케이션과 도입 전략을 수립해야함

- 각 교통국의 운영 목적에 부합하고 그들이 운영하고 있는 유지관리 차량, 상용차량, 특수 차량 등에 쉽게 적용이 가능한 어플리케이션과 도입 전략이 필요함

- 각 교통국이 중점적으로 추진하는 분야와 최종 수요자인 운전자의 참여를 유인할 수 있는 어플리케이션에 집중해야함. 위치기반 안전서비스, 요금 징수 어플리케이션 등이 그 예가 될 수 있음.

- 애프터마켓과 후처리장치(retrofit)의 빠른 도입을 장려할 수 있는 전략이 필요함

 

5. 정책 및 사업화에 대한 이슈

 

정책 및 사업화에 대해 AASHTO가 고려하는 이슈들은 다음과 같다.

- 거버넌스 체계, 책임소재, 보완 이슈 등 미해결된 문제들의 해결을 가속화시킬 수 있는 주체와 그의 리더십이 필요함

- Connected Vehicle 시스템과 어플리케이션의 도입을 위해 주 당국과 지방 교통국에 5.9GHz DSRC 라이센스를 보증해주어야 함

- 본 기술과 어플리케이션의 빠른 도입을 위해서는 지방 교통청(State DOTs)을 독려하여 기존에 상용차의 스크리닝과 통관 절차에 활용되고 있는 기술의 5.9GHz DSRC 방식 전환을 촉진시켜야함

- AASHTO 회원들의 DSRC 인프라 도입에 관련해 개별적인 활동 및 참여가 요구됨