| 2차년도 |
● 2차 연도: 자율 군집 주행을 위한 V2X 통신상의 WAVE 표준 기반 응용 프로토콜 및 서비스 연구 - V2X 통신상에서 자율 군집 주행을 지원하기 위한 WAVE 표준 기반 응용 프로토콜 설계 및 개발☞ 자율 군집 주행을 위한 SAE J2735 기반의 응용 메시지 형식 연구☞ 군집과 군집 간의 통신, 멀티 홉 통신을 가능하게 하는 응용 프로토콜 연구☞ 군집 내 효율적인 차량 간 정보 전달 방법 연구☞ 자율 군집 주행 응용 서비스의 세부 기능 설계 및 개발- 자율 군집 주행의 안정적인 지원을 위한 V2X 통신의 신뢰성 및 보안성 문제 탐색 및 해결 방안 연구☞ 자율 군집 주행의 안정성 향상을 위한 V2X 통신 신뢰성 보장 연구☞ 자율 군집 주행 차량과 운전자를 공격하거나 개인 정보를 침해하는 시도를 방어하는 연구
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○ 연구내용● 자율 군집 주행을 위해서는 차량의 주행 정보, 센싱 정보, 군집 형성 및 해체에 관련된 다양한 정보를 V2X 통신을 통해 교환할 때 필요한 WAVE 표준 기반의 응용 계층 프로토콜이 표준화 되어 있지 않기 때문에 자율 군집 주행을 위한 응용 프로토콜을 제안하고, 이를 활용한 응용 서비스를 개발하여 자율 군집 주행 보급시기를 앞당기고자 하는 연구○ 연구개발 범위- 자율 군집 주행을 위한 SAE J2735 기반의 응용 메시지 형식 연구- 군집과 군집 간의 통신, 멀티 홉 통신을 가능하게 하는 응용 프로토콜 연구- 군집 내 효율적인 차량 간 정보 전달 방법 연구- 자율 군집 주행 응용 서비스의 세부 기능 설계 및 개발- 자율 군집 주행의 안정성 향상을 위한 V2X 통신 신뢰성 보장 연구- 자율 군집 주행 차량과 운전자를 공격하거나 개인 정보를 침해하는 시도를 방어하는 연구
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
● 최소한의 제약과 최대한의 자율을 보장하는 생체 영감 (bio-inspired) 모델 적용을 통한 융합 연구 - 제안된 연구는 자연의 새 또는 물고기 떼 (flock)의 유동적이고 자율적인 움직임으로부터 영감을 얻은 생체 영감 모델을 자율 군집 주행에 적용하는 학제간 융합 연구임- 제안된 연구가 추진되었을 경우, 최소의 제약을 둔 flocking 행동 모델 기반 군집 주행 알고리듬의 개발을 통해 군집 내 자율 주행 차량들이 리더의 명령을 수동적으로 따르기만 하는 기존의 자율 군집 주행에서 탈피하여, 자율 주행 차량이 본래의 기능을 모두 활용할 수 있도록 자율성을 보장할 수 있음● Flocking 행동 모델 기반의 자율 군집 주행과 이를 위한 V2X 통신의 새로운 응용 프로토콜 설계 및 표준화 기여- 지능형 교통 체계 (Intelligent Transport Systems, ITS)의 효율성 및 안전성 증진을 위해 자율 주행 차량들의 군집 주행은 필수적이며 그중에서도 똑똑한 자율 주행 차량들의 자율성을 보장하는 군집 주행의 연구가 필요함- 미국 도로 교통 안전국 (National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA)은 2016년 말, 규칙 제정 공고 (Notice of Proposed RuleMaking, NPRM)를 통해 2022년까지 모든 완성차 업체의 V2X 통신 기술 장착을 의무화하며 차량 통신의 중요성이 부각되고 있음 - 따라서, 미래의 자율 주행 차량들은 V2X 통신 기술을 사용하게 될 것이며 이와 관련해 표준 (SAE J2735, SAE J2945, IEEE 1609 series) 등이 현재까지 개정 중임- 하지만 현재까지 군집 주행을 위해 필요한 정보를 담는 메시지 (message)와 군집 형성, 해체 등에 필수적인 협의 과정을 위한 응용 프로토콜이 표준으로 명시화되어 있지 않음- 제안된 연구가 추진되었을 경우, flocking 행동 모델 기반의 자율 군집 주행을 이론적으로 검증하고 요구 사항을 최소화해 실현함으로써 자율 주행 차량들의 자율성을 충분히 보장할 수 있으며, 자율 군집 주행 차량을 위한 V2X 통신 응용 프로토콜 설계 및 표준화 기여를 통해 자율 군집 주행 알고리듬 및 V2X 통신 기술 연구의 선도적 위치를 차지할 수 있음
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 사회적 측면● 연료 소모 감축을 통한 에너지 소비량 절감 및 차량 배기가스 감소를 통한 대기 오염 완화- 우리나라는 최근까지 미세먼지, 초미세먼지 등으로 분류되는 대기 오염으로 인해 사회적으로 큰 골치를 앓고 있으며 차량 주행 시 연료의 불완전연소를 통한 배기가스 역시 이로부터 자유롭지 못한 실정임- 또한, 차량의 연료로 쓰이는 대부분의 자원은 한정적이며 특정 지역에 집중되어 있으므로 과거로부터 계속해 사회적 분쟁을 일으키는 요소임- 제안된 연구가 추진되었을 경우, 공력 특성 개선을 통한 연료 소모 감축과 배기가스 감소를 통해 대기 오염을 완화하고 국민의 건강을 증진할 수 있으며, 에너지의 보존 및 재사용 등의 사회적 문제에 기여할 수 있음● 자율 군집 주행과 V2X 통신 기술의 사용을 통한 운전자와 보행자의 안전성 보장 및 군집 내 자율 주행 차량들의 privacy 보장 - 대부분 교통사고는 운전자의 전방주시 태만 또는 보행자의 부주의로 인해 발생하며, 이를 해결하기 위해 많은 노력이 이루어지고 있고 특히나 V2X 통신의 여러 응용 중 V2V (Vehicle-to-Vehicle), V2P (Vehicle-to-Pedestrian)를 사용함으로써 각자의 센서 정보 또는 상황 정보를 전달하고자 하는 노력이 있었음- 또한, 통신의 보안성 증진에 따른 주고받는 정보의 신뢰도는 군집 주행 내 운전자들에게 신뢰 있는 주행이 가능하게 하며 군집 내 운전자의 privacy를 보장할 수 있음- 제안된 연구가 추진되었을 경우, V2X 통신 기술의 사용을 통해 교통사고의 빈도를 줄이는 효과가 있으며 이는 국민의 교통안전에 이바지를 할 것이고, 도로 내 군집 주행 차량들의 신뢰 있는 주행 및 보안성 증진을 통해 보행자와 군집 내 운전자 모두 자신의 privacy를 해치지 않을 수 있음○ 경제적 측면● 공기 저항 감소를 통한 공기역학 개선에 따른 연료 소모의 감소와 전문 인력 감축을 통한 비용 절감- 자율 군집 주행은 차량 간 거리 유지를 통해 공기의 저항을 최소화시킬 수 있으며 이에 따른 연료 소모의 감축 효과를 얻을 수 있음- 또한, 화물 트럭 운전의 경우 운전자는 고수준의 주행 능력, 상황 판단 능력 등을 필요로 하는데 자율 군집 주행이 가능하면 모든 운전자가 전문적인 수준을 함양하지 않아도 됨 - 제안된 연구가 추진되었을 경우, 자율 군집 주행을 통해 연료 소모를 감축시켜 해외에 의존하고 있는 연료 수입을 낮추고 대기 오염으로 인한 사회적 비용을 절감할 수 있으며, 전문 인력 사용에 필요한 비용을 절감할 수 있음 ● 국내의 ITS 기술 개발을 촉진하고 우리나라가 세계적으로 선도하는 산업이 될 수 있음- 국내 ITS 기술 개발은 교통 혼잡 개선 등의 응용을 위한 소프트웨어 또는 첨단 하드웨어의 연구 등으로 활발히 이루어지고 있으나 아직까지 자율 군집 주행과 V2X 통신의 측면의 기술 개발 또는 연구가 진행된 적이 없음- 더불어 V2X 통신 표준 기관인 미국의 자동차공학회 (SAE), 전기 전자 기술자 협회 (IEEE)에서도 자율 군집 주행을 위한 V2X 통신 응용 프로토콜 설계 및 표준화는 아직까지 이루어진 적이 없음- 제안된 연구가 추진되었을 경우, 현재까지 완성차 및 부품 산업이 歐美 위주일지라도 자율 군집 주행과 관련한 V2X 통신 기술 개발 을 통해 자동차 및 ITS 기술 산업 발전을 촉진하고 세계적으로 선도할 수 있음
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| 활용방안 |
● 최소한의 제약과 최대한의 자율을 보장하는 flocking 행동 모델 기반의 자율 군집 주행 연구를 통해 자율 주행 차량의 자율성을 높이면서도 자체의 똑똑한 지능을 십분 활용할 수 있도록 할 것이며, 이를 통해 교통 혼잡 개선 및 도로 교통 안전성 증진을 이뤄낼 것임● 기존에 다뤄지지 않았던 자율 군집 주행을 위한 V2X 통신의 새로운 응용 프로토콜 설계 및 표준화 기여를 통해 유럽, 미국이 선도하는 ITS 기술 수준에 국내의 ITS 기술이 대등하게 또는 그보다 앞선 위치에 설 수 있음● 자율 군집 주행과 V2X 통신 기술 사용에 있어 중요하게 여겨지는 운전자 또는 보행자의 privacy를 보장할 수 있도록 하여 신뢰 있는 통신을 지향하고 이로부터 개개인이 얻는 정보를 안심하고 사용할 수 있도록 하며 다양한 서비스를 제공 받을 수 있음● 자율 군집 주행을 통한 연료 소모의 감소, 전문 인력 필요의 감소, 도로 교통 효율성 증진은 사회적, 경제적 비용을 절감할 수 있도록 하며 배기가스 감소 등을 통한 대기 오염 문제, 도로 교통 안전성 증대에 따른 교통사고 감소 등의 사회적 문제 해결에 기여할 수 있음
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