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첨단 안전차량의 IT융합 기술동향

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2012-06-22 00:49:09

본문

1. 서론
2020년 미래 자동차사회의 키워드는 이동성의 재발견, 전방위적 유연성, 첨단기술의 융합, 소통과 협력으로 정리될 수 있다. 여기서 이동성의 재발견은 자동차에 대한 인식변화와 소유에 대한 욕구 감소로 자동차산업의 역할에 획기적인 변화가 예상, 전방위적 유연성은 시장과 소비자는 물론 구성원의 다양한 문화적 배경, 가치를 반영하기 위한 프로세스의 최적화가 필요, 첨단기술의 융합은 안전, 편의, 쾌적 등의 소비자 욕구에 대응하기 위해 첨단기술이 응집된 신개념 자동차의 부각, 소통과 협력은 자동차산업의 지속적 성장을 목표로 고객, 기업, 정부, 사회 등과 활발한 교류 및 공존모델이 시도될 것임을 의미한다.

글 / 이재관 (자동차부품연구원)
출처 / 한국자동차공학회 오토저널 2012년 6월호

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산업융합은 기존 산업의 기술, 제품, 서비스를 재조합하여 새로운 가치(Value), 시장(Market), 일자리(Job)를 창출하는 신성장 원동력이 라고 할 수 있고 특히 자동차산업을 중심으로 하는 관련산업과의 융합화가 미래 자동차시장의 주도권을 좌우할 것으로 판단된다. 즉 주력산업의 성장 정체화, 소비자 욕구의 다양화 등으로 21세기 글로벌 경제는 기술∙산업간의 창조적이고 미래 지향적인 결합을 통해서 미래 융합시대로 급속히 전환할 것으로 예상되며 다국적 기업들은 융합을 통해 경쟁력과 시장을 선점하여 각국은 국가 차원의 산업융합 발전전략을 추진할 것으로 전망하고 있다.

이러한 글로벌 시장의 환경변화에 산업융합은 우리나라 자동차산업의 산업구조 고도화와 체질 개선을 토대로 지속 가능한 글로벌경쟁력과 고부가가치 신산업∙신직역 발굴을 위한 핵심 매개체라고 볼 수 있다. 최근 이러한 자동차산업의 기술 융합화를 주도하는 분야는 자동차산업과 IT산업 간의 융합으로 볼 수 있다. 자동차산업은 보수성이 높아 신기술의 진입장벽이 매우 높고 긴 Life Cycle을 갖는 특성 때문에 자동차업체
주도로 일반 IT기술을 자동차에 융합하는 것에는 한계성이 존재하게 된다. 그리고 자동차를 단순 운송수단에서 안전∙쾌적한 생활∙업무공간으로 변화시키기 위하여 자동차업체, IT업체, SW사업자 등이 전략적 협력관계를 맺고 관련제품의 상용화를 가속할 필요가 있다.

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또한 교통사고로 인한 인명과 재산 피해는 경제적 손실뿐만 아니라 정량화할 수 없는 사회적 손실이 막대하다는 점에서 반드시 줄여야 하는 당면과제이고 복지사회 실현을 위해 외부와 소통할 수 있는 미래 수송시스템을 구현하는 것은 꼭 필요한 사회적 이슈이다. 첨단 안전차량은 기계 중심의 자동차기술에서 전기전자,정보통신, 첨단교통, 제어계측 등의 신기술을 융합한 미래 교통사회용 차량으로 주변상황을 자동으로 인식하여 주행안전성과 운전자편의성을 향상시키고 지능형교통체계 또는 차량정보센터와 연동하여 교통효율을 개선할 수 있는 인간친화형 자동차이다 <그림 3>.

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2. 국내외 개발동향
첨단 안전차량은 자동차의 부가가치를 높일 뿐만 아니라 교통사고 감소에 획기적인 역할을 담당할 것으로 기대된다. 전문기관의 조사자료에 따르면 차량간, 차량-인프라간 통신기술을 포함한 첨단 안전차량에 의해 교통사고 감소효과는 약 80% 정도로 전망하고 있으며 정량화할 수 없는 사회적 손실을 막을 수 있다는 점에서 선진국 진입을 위해서 반드시 개발되어야 하는 범국가적인 분야이다. 첨단 안전차량은 단계적으로 운전자를 지원하여야 한다.

- 제어안전 및 재해안전이 가능하기 위해서는 초기단계로 정보안전이 동작할 것
- 경보안전에 있어서 미경보 및 오경보를 사전에 설정한 수준까지 확보할 것
- 성능측면에서 미경보는 오경보 보다 중요시 해야 할 것
- 시스템의 이상을 자동적으로 진단할 수 있는 자가진단기능을 반드시 설정해서 이상이 감지된 경우에는 적절하게 대처할 수 있어야 하고 운전자에게 그 상황을 통보할 것
- 기술적으로 발생되는 성능 상의 한계는 반드시 검증하고 예상되는 한계를 명확히 해둘 것

해외경쟁사 대비 국내 완성차업체의 첨단 안전차량 기술역량은 비슷한 수준이나 부품단위의 기술은 선진국에 비해 2~5년 정도의 격차를 보이고 있으며 자동차 전체 보다도 6% 정도 떨어지는 것으로 조사되었다<표 1>. 특히 센서, 반도체는 핵심 원천기술이 국산화되지 않아 수입 의존도가 상당히 높고 국내에서는 개발초기단계로 성능 및 가격 경쟁력이 미흡하며 SW, 전자제어 등에 대한 설계 및 검증기술도 부족한 상황이다.

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이러한 상황에서 자동차-IT산업간의 문화적, 기술적 장벽을 완화하여 핵심 원천기술 확보와 업종간 융합 활성화를 통해 기술격차를 조기 해소하고 글로벌시장 공략을 위한 아이템을 발굴하여 새로운 생태계조성이 시급한 상황이다.

첨단 안전차량을 구현하기 위한 중요한 기술로는 다음과 같은 분야들이 있다

Human Factor 및 Vehicle Interface 기술
- 운전자 및 주행상황에 대한 실시간 측정 및 분석기술
- 운전자 워크로드 최적화 설계기술
- 멀티모달 정보 입출력기술

지능형 안전시스템 통합관리 및 성능 평가기술
- 제어 통신망 및 멀티미디어와 외부 네트워크와의 인터페이스 기술
- 차량 OEM 단말장치와 외부 인터페이스 시스템 서버간 프로토콜 기술
- 차량정보 외부 연동 서비스 구현기술.

차량모듈 통합설계 시스템기술
- 파워트레인, 섀시, 바디 각 모듈 시스템기술
- 모듈 표준화기술 및 기능 통합화 확대기술
- 차세대 칵핏기술 (X-by-wire와 접목)

신뢰성 평가 및 고신뢰성 설계기술 - 모듈 기반 신뢰성 예측기술
- 전자파, 내환경, 내구성 신뢰성 평가기술
- 통합 시스템 고신뢰성 설계기술

첨단 운전자 주행안전지원 시스템기술 - 전후방 주행안전지원 시스템기술
- 횡 방향 주행안전지원 시스템기술
- 저속 근거리 주행안전지원 시스템기술
- 인프라 기반 주행안전지원 시스템기술

또한 최근 국내외시장에서 활발하게 양산 적용/확대 중인 첨단 안전차량의 국내외 주요업체의 개발동향은 다음과 같다.

포드 : 주력모델인 테크토러스에 레이더기술을 활용한 어댑티브 크루즈컨트롤, 충돌경고 등의 첨단안전시스템을 채용

GM : 2012년 적용을 목표로 충돌경고/회피, 고속도로 등 제한적 환경에서의 자율주행을 지원하는 모듈화된 시스템을 개발

BMW : 뉴5시리즈 이상에 헤드업 디스플레이, 어댑티브 크루즈컨트롤, 차선이탈경보, 나이트비전 등을 개발

도요타 : 운전자의 눈동자 움직임을 인식하는 졸음방지, 위급시에 자동으로 차량을 멈추는 자동정지, 야간에 보행자를 인식하는 야간 적외선 시스템을 개발

현대 : 어드밴스드 스마트 크루즈컨트롤, 급제동경보, 차선이탈경보 등 일부 차종(그랜저 이상)에 대해 첨단안전시스템을 양산

3. 향후 당면과제
자동차, 사람, 도로가 상호 호환성을 갖고‘3M 미래 복지교통사회 실현’을 위해서 첨단 안전차량의 경쟁력 확보는 세계 일류 도로교통 선진국 달성을 위해서 꼭 해결해야 할 국가적 당면과제이므로 범국가적인 차원에서 Big Picture 및 추진방안을 세워야 할 것이다. 즉 지금까지의 Bottom Up 형태로 진행되었던 국가지원사업을 관련부처가 함께 모여 공감대를 형성하고 Top Down 형태로 국가 차원의 통합적인 미래상, 추진전략, 추진체계, 통합 R&D 로드맵 등을 마련할 시점으로 판단된다. 또한 해외 전문기관의 통계자료에 따르면 교통사고의 원인 분석결과 89%가 운전자의 오인식, 오조작으로 발생하는 것으로 알려졌다. 특히 OECD 회원국 평균의 2배 수준의 교통사고 사망자로 교통문화 최하위 국가인 우리나라의 불명예를 회복하고 교통사고로 발생되는 사회적 비용(2010년 기준, 약 12조 원)을 절감하여 이 제원을 국가적 복지정책이나 상술한 3M 미래 복지교통사회 실현을 위해 선순환시키려는 정부의 강력한 의지와 정책 수반이 필요할 것이다<그림 4>.

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또한 점점 더 치열해지고 있는 글로벌 시장에서 우리나라의 주력산업의 지속 성장동력과 관련산업의 동반 성장동력을 동시에 확보하기 위해서 자동차산업을 중심으로 하는 산업융합을 촉진하고 국가적인 차원에서 지원이 필요할 것이다.

이러한 관점에서 첨단 안전차량은 사회적 문제로 대두되고 있는 교통사고를 대폭 줄일 수 있고 자동차, 정보통신, 첨단교통, 서비스/컨텐츠 등의 타산업 간의 융합을 촉진시켜 자동차에 대한 패러다임을 변화시켜 새로운 산업분야를 창출할 수 있는 분야이다.

첨단 안전차량은 운전자 수용성과 사회적 수용성을 동시에 만족해야 하므로 조기 실용화 관점에서 관련기술을 허가하기 위한 제도적(예, 표준화, 주파수 할당), 법규적(예, 안전규제, 인센티브) 정비가 필요하다. 그리고 글로벌 시장의 환경변화에 능동적 및 선제적으로 대응하기 위해서는 범국가적인 차원에서 R&D 지원사업이 유기적으로 진행될 수 있는 정책 기반과 정산학연의 공동체계 마련이 필요하다.

특히 세계 최고 수준의 한국형 첨단 안전차량을 개발하고 글로벌 시장을 선점/주도할 수 있도록 안전규제에 수동적인 대처가 아닌 국내 산업계의 기술역량 및 실용화계획을 감안한 능동적인 대응전략 수립이 필요하다. 또한 기존의 첨단 안전차량의 생태계 조성과 관련된 정책부서간의 역할을 정립하여 주무부처를 중심으로 범국가적 차원의 유지적인 공조체계 구축이 필요하며 정책부처간의 전문화 강화 및 통합체계 구축이
필요하다.

아울러 미래 자동차산업의 경쟁력은 자동차 자체를 만드는 기술력 보다는 미래 교통사회와 공존할 수 있는 신개념 자동차의 소비자 니즈 충족이 관건이나 자동차산업의 글로벌경쟁력 강화와 신기술∙신아이디어를 보유한 New Players의 신사업 모델 확보가 용이하도록 통합적 협력방안 수립이 필요하다.
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