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차선 이탈 경고와 차선 변경 도움 시스템에 대한 연구
조회수2,924 다운로드수0 등록일2016-01-05
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글로벌리포트 정보 - 리포트 구분, 콘텐츠 구분, 출처, 원문 제목, 언어, 국가, 등록일, 발행일, 과학기술 분류, 저자, 전문가칼럼, 키워드, 첨부파일
리포트구분 기술리포트 콘텐츠구분 도로교통
출처 Transport Research Laboratory
원문제목 Study on lane departure warning and lane change assistant systems원문보기
언어 - 국가 영국
등록일 2016-01-05 발행일 2013-01-10
첨부파일 등록된 첨부파일이 없습니다.
□ 소개 
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차선 이탈 경고(lane departure warning, LDW) 시스템은 차선의 경계선에 대해 차량의 위치를 모니터링함. 차량이 의도치 않게 차선을 벗어나는 위험에 처할 때, 운전자가 도로 전방에 대해 충분히 주의하지 않고 있을 때, 이 시스템은 운전자에게 경고를 전달함. 이 시스템은 차량이 차선 경계선 안에 있도록 지원하는 관여를 하지는 않음. 그러나, 일부 시스템은 차량이 이동하고 있는 차선 안에 있도록 관여함으로써 단순한 경고를 보완함. 차선 유지 지원(lane keep assist, LKA) 시스템은 이 보고서의 중점은 아니지만, 문헌 검토 및 시스템 검토에서 포함되었음.

차선 변경 지원(lane change assistant, LCA) 시스템은 운전자가 차선을 변경할 때 돕기 위해 인접 차선을 모니터링함. LCA 시스템이 갖춰진 차량의 운전자가 차선 변경 조종을 개시하고 시스템이 인접 차선에서 차량을 탐지하면, 이 시스템은 운전자에게 다른 차량의 존재에 대해 경고를 줌. 이 시스템은 현재 차선 변경이 수행되는 것을 막는 관여를 하지 않지만, 이러한 기능은 미래의 시스템에서 제공될 예정임.

이 연구의 목적은 LDW와 LCA 시스템의 성능 기준과 다음의 기준을 만족시키기 위한 비용과 편익에 대한 정보를 수집하고 평가하는 것임:

- 경량 차량: 예를 들어, 분류 M1과 N1
- 중량 화물차량(heavy goods vehicles, HGV): 예를 들어, 분류 N2와 N3
- 대형 승객차량(large passenger vehicles, LPV): 예를 들어, 분류 M2와 M3

이 연구는 장비가 갖춰진 차량의 탑승자와 다른 차량의 탑승자에게 잠재적인 사고의 감소를 고려함. 취약한 도로 사용자(예를 들어, 보행자, 자전거 및 오토바이 사용자)에 대한 잠재적 편익도 고려되었음.

현재 LCA 시스템은 다른 차량을 탐지하는 목적으로만 설계되어 있음. 보행자 및 자전거 사용자를 탐지하기 위한 시스템의 미래 개발은 이 시스템의 편익을 상당히 증가시킬 수 있음. 향상된 LCA 시스템의 사용은 운전자에게 운전자의 차량과 다른 도로 사용자들 간의 위치 관계에 대한 종합적인 정보를 제공할 수 있음. 이 시스템은 전통적인 거울 시스템을 대체하는 것도 가능함. 이로써 연료의 소비를 절감하여 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있음. 이와 같은 잠재적 편익도 이 연구에서 조사되었음.
 
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□ 논의 
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⊙ 도입부 
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이 연구가 시작된 이후로, 유럽 위원회(European Commission)는 LDW와 LCA 시스템과 같은 첨단 기술을 포함하는 "일반적인 안전 규정(General Safety Regulation)"에 대해 제안하였음. 그 제안에는 LDW 시스템에 대한 요구사항이 포함되어 있는데, 큰 차량은 2013년부터 이러한 시스템을 갖추도록 요구하였음. 게다가, 이 시스템은 구체적인 기술적 요구사항도 준수하도록 요구됨. 이 연구 프로젝트는 "일반적인 안전 규정" 안에서 사용될 수 있는 LDW 시스템과 LCA 시스템에 대한 기술적 명세서를 제공하기 위해서 현재의 기준과 기술을 검토하였음.

이 연구에서 고려된 두 시스템은 두 부류의 사고에서 사상자의 수를 줄일 수 있음:

- 차량이 주행 중인 차선에서 의도치 않게 벗어나게 되어 발생한 사고
- 차량이 차선을 변경할 때 다른 차량과 충돌하여 발생한 사고
 
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⊙ 방법론적 이슈 
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여기서 보고된 비용-편익 분석은 두 가지 주요 단계로 이루어져 있음: 시스템에 대한 목표 인구(target population)를 정의하고, 그런 다음에 목표 인구에 대한 시스템의 효과성을 정의하는 것임. 목표 인구와 효과성 모두를 정의할 때 파악된 여러 가지 이슈가 있음. 이러한 이슈는 아래에서 논의됨.

유럽과 미국에서 비용-편익 분석을 수행한 여러 연구가 파악되었음. 원칙적으로, LDW와 LCA 시스템을 갖춤으로써 피할 수 있는 사고의 타입에 대해서는 합의가 이루어져 있음. 파악된 사고 그룹은 높은 수준에 있는 것으로, 전방 충돌, 차선 이탈 충돌, 그리고 측면 충돌 등임. 목표 주민을 정의할 때 인과관계 인자들(causation factors)은 고려되지 않았음. 따라서 적용된 효과성 값은 무엇이 사고를 일으켰나를 고려해야 함.

영국 데이타에 대한 분석에 의하면, 관련 사고(목표 인구)를 파악하는 것은 쉽지 않았음. 사고 타입은 사고의 주변 환경과 사고 유발 인자를 사용하여 주의깊게 수집 분석되었음. 그러나, 일부 경우에 데이타는 일관성을 보이지 않았음. 따라서, 이 방법론에 대한 검증 단계는 STATS19에서 도출된 국가적 추정치의 상한 및 하한 경계를 추정하기 위해 사용되었음.

이 연구는 안전 시스템의 효과성을 정의하기 위해 수행된 것은 아님. 따라서, 시스템의 효과성은 문헌의 정보에 근거하였음. 효과성은 보통 사고 표본의 퍼센티지로 보고됨. 이는 목표 인구일 수도 있고, 목표 인구의 부분 집합일 수도 있음. 파악된 정보에는 두 가지 주요 정보원이 있었음:

- 미국에서 수행된 현장 운영 시험
- 경고를 제공함으로 가용한 반응 시간의 증가에 근거한 추정치
 
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⊙ 비용과 편익 
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편익-비용 비율의 범위는 여러 다른 시스템과 차량 타입에 대해 만들어졌음. 분석의 최종 결과는 시스템의 비용과 편익의 불확실성에 의해 크게 영향을 받았음. 앞에서 언급된 것처럼, 이 분석은 이전의 연구보다 목표 인구를 정교화하기 위해 시도하였음. 그 결과는 시스템에 의해 영향을 받을 수 있는 잠재적 사고의 범위였음. 그러나, 일부 경우에 효과성에서의 불확실성은 전체 결과에 더 영향을 미칠 수 있음. 평균 목표 인구에 근거하여 수정된 편익-비용 비율이 계산되었음. 수정된 비율은 초기의 분석에서 도출된 결론을 확인하였음.

치명적(fatal), 심각한(serious), 그리고 경미한(slight) 부상에 대해 사용된 사상자 평가는 일부 EU 국가에서 보다 훨씬 낮았고, 상대적으로 오래되었음. 더 높은 사상자 평가를 사용하는 것은 더 커다란 금전적 편익으로 이어질 것임. 예를 들어, 치명적, 심각한, 그리고 경미한 부상에 대한 영국의 2006년 평가는 각각 1,936,285유로, 217,568유로, 그리고 16,770유로였음(1파운드 당 1.3유로의 환율에 근거할 때).
 
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⊙ LDW와 LCA 시스템에 관한 잠재적 위험 
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이러한 시스템의 목적은 운전자를 돕고, 사고의 위험을 감소시키는데 도움이 되도록 하는 것이지만, 이러한 시스템과 관련된 잠재적 위험이 존재함. 이와 관련하여 두 가지 핵심적인 분야가 있음:

- 의도치 않은 결과: 이는 운전 차량과 운전자의 해동과 관련된 것임. 운전자는 차선 이탈 결고 시스템에 지나치게 의존하여 주의가 산만한 행동을 취할 수 있음. 차선 이탈 경고나 차선 변경 지원이 바람직하지 않은 운전자의 반응으로 이어진다는 증거는 없으나, 관련 문헌이 상대적으로 적고 의도치 않은 결과에 중점을 둔 연구는 더 적음. 

- 운전자의 수용 정도: 첫째, 이 시스템은 운전자가 이들을 어떻게 사용하는지 경고가 의미하는 바가 무엇인지를 확실히 이해할 수 있도록 매우 직관적일 필요가 있음. 이들은 또한 절대적인 최소값에 대해 가짜 경고를 방지할 필요가 있음. 그러나, 일부 운전자들은 차량 시스템에 의존하는 것을 꺼려할 수도 있음. 운전자의 수용 정도는 문헌에서 높게 나타나지만, 이는 참가자에 대한 선택의 오류 때문일 수 있음. 중요한 점은 운전자는 그들 자산의 위험에 대한 인지능력을 가지고 있고, 이는 차선 이탈 경고나 차선 변경 지원 시스템의 것과는 다를 수 있다는 것임.
 
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□ 결론 
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많은 LDW와 LCA 시스템이 현재 시장에 나와 있음.


- LDW 시스템의 대부분은 전방 카메라 시스템을 활용하고 있음.

- 일부 시스템(특히, 적외선 센서를 사용하는 시스템)은 차선 경계선이 교차할 때까지 경고를 발송하지 않음.

- LCA 시스템은 두 가지 타입으로 나눠질 수 있는데, 하나는 사각지대(blind spot) 모니터링이고 다른 하나는 차선 변경 경고임.


LDW와 LCA 원리에 근거한 많은 시스템도 파악되었음. LKA는 이러한 것들 중의 하나이고, 일부 차량 제조업체에 의해 이미 제공되고 있음.


기존의 기준에 대한 검토는 현재 요구사항이 없는 영역을 강조하였음. 여기에는 다음의 내용이 포함됨:


- LDW: 여러 날씨 상황에서의 운영 성능

- LDW: 탐지가능한 차선 마킹의 정의

- LDW: 이전의 추정치에 근거한 차량 위치의 외삽 추정(extrapolation)

- LCA: 차선 변경이 파악될 때 경고를 발송하는 능력

- LCA: 다가오는 차선에서 정지해 있는 물체나 차량에 반응하지 않는 능력에 대한 평가


LDW 시스템에 의해 영향을 받을 수 있는 세 가지 사고 타입이 파악되었고, LCA 시스템에 대해서는 네 가지 사고 타입이 파악되었음. 이러한 사고 타입은 이 시스템에 의해 영향을 받을 수 있는 사고의 목표 인구를 정의하는데 사용되었음.
효과성 값은 기존의 문헌에서 검토되었고, 잠재적인 사상자 편익을 정의하기 위해 목표 인구에 적용되었음. 문헌에서 폭넓은 범위의 효과성 값은 추정된 편익의 범위도 클 수 있음을 의미함.
편익 추정치의 범위를 줄이기 위해서는 효과성 정보와 시스템 비용에 관한 더 정확한 정보가 필요함. 시스템의 효과성에 관한 정보는 현장 운영 시험을 통해 도출될 수 있음.
사고 데이타의 개선도 목표 인구에 대해 파악된 범위를 줄이는데 도움이 될 것임.
두 시스템에 대해 파악된 사상자 그룹은 상호 배타적(mutually exclusive)이어서, LDW/LCA 시스템의 결합에 대한 편익은 각 시스템의 편익의 합과 같음.
투자 수익은 LCA 시스템보다는 LDW 시스템이 더 클 수 있음. 규모가 더 큰 차량에 설치하는 것이 작은 차량에 설치하는 것보다 더 나은 수익을 보일 수 있음.
첨단 LCA 시스템이 모든 차량 타입에 대한 거울을 대체한다면, EU 27개국에 있어 4만 톤의 이산화탄소 배출량 감소가 가능할 것임.
초기의 기술적 명세서는 LDW와 LCA에 대해 만들어졌음. 하지만, 이러한 명세서는 규제 조치에 사용되기 전에 더 많은 개발과 협의를 필요로 할 것임.

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