1. 보고서 개요 (p.1)

● 최근 미국 교통부(US Department of Transportation)는 통신 기능 보유 자동차(Connected-vehicle) 연구 프로그램에 많은 투자를 하고 있으며, 이를 통해 다양한 연구를 추진하고 있음. 본 보고서는 이 연구 프로그램의 일부로서 추진되고 있으며, 교통안전 증진을 목적으로 연구되고 있는 차량 간 통신(Vehicle-to-vehicle communication) 기반의 교통안전 응용기술 연구계획에 대한 내용을 담고 있음

● 본 연구계획서는 차량 간 통신 기반의 교통안전 응용기술 연구에 대한 배경, 비전, 목적, 목표, 개요를 중심으로 하고 있으며, 상세 로드맵과 주요연구 과제에 대한 핵심 내용을 요약하고 있음. 연구결과를 통해 향후 교통안전 응용기술과 관련한 의사결정 수립에 활용하고자 함

2. 연구의 배경 및 목적 (pp.1~2)

● 미국 교통부는 자동차 제조업체들과 공동으로 차량 간 통신 시스템에 대한 연구를 수행하고 있음. 미국 교통부는 이러한 연구를 통해 현재 운영 중이거나 개발이 진행되고 있는 다양한 교통안전 응용기술의 효과성을 증대시키고, 아울러 소비자 비용을 감소시킬 수 있음을 증명하고자 함

● 교통안전과 관련하여 차량 간 통신(Vehicle-to-vehicle communication)은 미국 교통부의 Connected vehicle 연구 프로그램에서 가장 중요한 요소인데, 여러 가지 통신 수단을 살펴본 결과, 5.9 GHz 근거리 전용 통신(5.9 GHz DSRC : Dedicated Short Range Communications)만이 효율성과 신뢰성 측면에서 인명과 관계된 정보를 다룰 수 있는 유일한 대안으로 판단됨

● 차량 간 통신은 무선통신망을 이용하여 차량 간에 차량 운행 및 교통안전과 안전과 관련한 방대한 데이터를 교환하고 각 차량은 이러한 데이터를 활용하여 운전자에게 교통안전과 관련한 안내 혹은 경고 메시지를 보내거나, 사고가 예상되는 경우 사고를 피하거나 그 피해를 최소화할 수 있는 동작을 취할 수 있음

● 차량 간 교환되는 데이터는 차량의 경위도 좌표, 현재 시각, 주행방향 및 각도, 속도, 감가속도, 차량 흔들림(Yaw-Rate), 가속 상태(throttle position), 브레이크의 상태 등 차량주행과 관련한 거의 모든 정보가 해당함

● 이러한 배경에서 본 차량 간 통신 기반의 교통안전 응용기술 연구의 목표는 지금까지 제안되고 개발된 다양한 교통안전 기술이 교통안전에 대한 요구를 충족하는지, 기술적으로나 경제적으로 실현 가능한지, 객관적으로 준수율이 측정될 수 있는지, 운전자들이 이를 받아들일 수 있는지, 마지막으로 이러한 교통안전 응용기술이 효과적인지를 결정하고자 함

● 본 연구 계획은 connected-vehicles 연구 프로그램 중 오직 차량 간 통신만을 대상으로 하고 있음. 따라서, connected-vehicles 연구 프로그램의 다른 영역인 차량과 인프라 간 통신(vehicle-to-infrastructure connectivity)과 차량과 소비자 장비 간 통신(vehicles-to-consumer devices)에 대한 내용은 검토하지 아니함

● 아울러, 본 연구에 참여하는 주요 기관은 미국 교통부의 첨단교통체계(ITS : Intelligent Transportation Systems) Joint Program Office 이외에도 미국 교통부 내 소속 기관인 미국 도로교통안전국(NHTSA), 미국 연방 도로교통국(FHWA), 미국 연방 자동차 운수사업 안전관리국(FMCSA), 미국 도로교통기술연구원(RITA), 미국 연방 대중교통국(FTA) 등이 있으며, 외부 기관으로 다양한 자동차 제조업체, 공급기관, 운영기관 등이 있음

3. 상세 연구 계획 (p.3)

● 미국 교통부는 2002년부터 자동차 제조업체와 함께 차량 간 통신 기반의 충돌방지 시스템(crash avoidance systems)을 개발하고 평가해왔음. 이러한 시스템으로서, 응급상황 정지등 경보(Emergency Stop Lamp Warning), 전방 추돌 경보(Forward Collision Warning), 교차로 통행 지원(Intersection Movement Assist), 차로 변경과 사각지대 경보(Blind Spot and Lane Change Warning), 앞지르기 금지 경보(Do Not Pass Warning), 차량제어 상실 경보(Control Loss Warning) 등이 있음

● 본 연구는 이러한 선행 연구와 응용기술을 바탕으로 현재 가장 우선적으로 요구되는 연구를 파악하고 엔지니어링 프로토타입을 개선하며, 아울러 보다 복잡한 사고 상황에 대한 다양한 시나리오를 구축하고자 하며, 이를 통해 궁극적으로 교통사고를 감소시키고자 함

● 이를 위해 본 연구계획에서는 7게의 트랙을 설정하여, 트랙별로 차량 간 통신 기반의 교통안전 응용기술 연구 내용과 목표를 상세히 기술하고 있음. 본 요약보고서에서는 이를 간략히 트랙별로 소개하고자 함

3.1. 트랙 1: 차량 충돌 사고 시나리오 프레임워크(Crash Scenario Framework) (p.6)

● 본 트랙에서는 차량 충돌 사고의 프레임워크를 세우고, 이를 통해 차량 충돌 문제를 더 정의하여 새로운 차량 충돌 방지 대책을 세우고 설명하려 함. 이를 위해 2007년 구축된 37개의 차량 충돌 사고 직전 시나리오를 참고하고자 함. 따라서 전체 37개의 프레임워크를 구축할 예정임

● 이를 통해, 충돌 방지 응용기술에 필요한 각종 기능, 효과성 평가방안을 제안하고, 충돌 방지 기술의 유형을 구분하고, 교통사고 빈도 혹은 심각도를 기준으로 해당 교통안전 응용기술 혹은 시스템의 우선순위를 부여하여 다른 트랙에서 이러한 정보를 활용하고자 함

3.2. 트랙 2: 정보의 상호 교환성(Interoperability) (p.6)

● 교통안전 정보의 원활한 교환은 차량 간 통신 기반의 교통안전 응용기술 개발에 중요한 요소임. 본 트랙에서는 교통안전 응용기술이 차량의 제조업체, 모델에 관계없이 전체적으로 운영될 수 있는지를 검토하고자 함. 이는 차량 간 교통안전 시스템의 효과성을 담보하는 요소 중의 하나임

● 주요 내용으로서, 이와 관련한 통신 표준과 규약(예를 들어, SAE J2735 message set, IEEE1609)을 개발하고 테스트하며, 실용적이며, 보급 가능한 보안 프로토콜을 개발하여 테스트하고, 통신으로 전달되는 각종 데이터의 권리와 운전자의 프라이버시와 관련되는 사안들을 제정하고자 함

3.3. 트랙 3: 편익 평가(Benefits Assessment) (p.6)

● 본 트랙에서는 교통안전 응용기술의 개발과 보급에 따른 예상 편익을 정량화하고자 함. 현재뿐만 아니라 앞으로 개발할 다양한 교통안전 응용기술의 편익을 산정하기 위해서는 적절한 성과지표(Performance measures)와 객관적인 절차가 필요한데, 이를 위해 첨단 충돌 방지 기술의 평가 방법론[Advanced Crash Avoidance Technologies(ACAT) Safety Impact Methodology]을 활용할 것임

3.4. 트랙 4: 응용기술 개발(Application Development) (p.7)

● 본 트랙에서는 앞선 트랙 1에서 논의된 내용을 바탕으로 선택된 교통안전 응용기술체계에 대해 각각 초기 시제품(원형)을 개발하고자 함. 프로토타입의 개발을 위해서 우선 최초에 제안된 디자인을 따르지만, 핵심 기능이 정상적으로 작동할 수 있도록 해야함

● 보다 구체적으로 설명하면, 차량에 앞서 제안된 응용기술을 장착하고, 이를 테스트할 수 있도록 준비하는 것이 이 트랙의 내용임. 최초 프로토타입의 제작이 완료되면, 트랙 3의 과정을 거치면서 해당 응용기술의 예상 편익을 산정하게 됨

3.5. 트랙 5: 운전자 요소(Driver Issues) (p.7)

● 본 트랙에서는 운전자와 관련한 다양한 요소가 교통안전 응용기술의 효과성에 미치는 영향을 평가할 수 있는 프레임워크를 개발하고자 함. 운전자들의 안전운전에 도움을 주고, 쉽게 이해할 수 있으며, 별다른 어려움 없이 적응할 수 있는 인터페이스가 요구됨

● 목적 및 핵심과업으로서 운전자 문제의 영향이 운전자와 차량 간 상호 연계( Driver- Vehicle ？ Interface, 이하 DVI)에 미치는 영향 평가 체계를 개발하고자 함. 그에 따른 핵심 과업은 DVI 가이드라인 문서 개발, 다양한 DVI 효과 검정을 위한 시험 절차 개발, 운전자가 다양한 DVI 처리에 동의하는지, 차량 간 DVI 표준화 결여로 인해 운전자를 지원하려는 경고 정보에 운전자가 얼마나 혼선을 일으키는지 등을 결정

● 이 트랙의 연구내용은 connected-vehicles 연구의 다른 세부 연구내용인 인적요소(human factors)와 피드백을 주고받으며 수행될 예정임. 이 과정에서는 connected-vehicles 환경 하에서 운전자들이 통신 장비 및 돌발상황으로 인해 발생할 수 있는 주의분산(distraction)을 억제하고자 함

3.6. 트랙 6: 정책 관련 이슈(Connected-Vehicles Policy Issues) (p.8)

● 차량 간 통신 기반의 교통안전 응용기술의 성공적인 보급을 위해서는 정책적인 관점에서 고려해야 할 다양한 이슈가 존재함. 이는 connected-vehicles 연구에서 차량과 인프라 간 통신, 차량과 운전자의 개인장비 간 통신과도 연계하여 검토가 필요함

● 이를 위해, 본 트랙에서는 교통안전 응용기술의 가치에 대한 홍보, 교통안전에 대한 편익을 극대화시키기 위한 초기 보급 및 애프터마켓 전략, 성공적인 운영과 보안관리 대책, 응용기술의 안전하고 적절한 사용을 위한 교육, 응용기술의 시스템 디자인에 영향을 줄 수 있는 정책 목록(예를 들어, 프라이버시) 등에 대한 검토를 구체적으로 수행함

3.7. 트랙 7: 상업용 차량(Commercial Vehicles) (p.8)

● 본 트랙에서는 차량 간 통신을 활용한 교통안전 응용기술을 적용할 수 있는 화물트럭 및 버스와 같은 상업용 차량을 파악하고 관련 응용기술의 적용 가능성을 타진하고자 함. 상업용 차량은 일반 차량과 다른 물리적 특성과 성능을 지니고 있음

● 상업용 차량에 대하여 앞서 소개한 트랙별 내용을 그대로 적용할 수 있음. 예를 들어, 충돌 사고 상황별로 시나리오에 대한 프로토타입을 구축하고, 응용기술별 우선순위를 선정하며, 정보의 상호 교환성을 검토하고, 편익을 평가할 수 있는 방법론을 개발하며, 마지막으로 정책적 이슈를 파악하고 검토함

3.8. 요약 및 정리 (pp.4~5)

● 본 보고서의 내용은 <그림 1>을 통해 요약할 수 있음. <그림 1>은 앞서 검토한 트랙별 주요내용을 기반으로 차량 간 통신 기반의 교통안전 응용기술 연구에 대한 로드맵을 나타내고 있음

● 본 연구는 미국 교통부 내 소속 기관인 미국 도로교통안전국, 미국 연방도로교통국, 미국 연방자동차운수사업안전관리국, 미국 도로교통기술연구원, 미국 연방대중교통국 등이 트랙별로 연구를 담당함