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[오토저널] 자율주행차 시대의 도래를 준비하는 신차 안전도 평가제도

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글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2019-04-04 15:17:19

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자율주행 자동차는 과연 사고로부터 안전한가? 자율주행 자동차의 개발은 1986년 미국에서 GM 쉐보레 밴을 개조한 ‘내브랩 1’이 선보인 이후 오늘날 자동차 업계는 물론 IT 업계까지 개발에 앞다투어 뛰어들고 있으며, 자율주행차의 개발이 운전자의 편의성 제공, 물류비용 절감뿐만 아니라 사람의 판단과 실수에 기인한 사고를 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 기대해 왔다. 하지만 최근 발생한 테슬라 오토파일럿 차량의 트레일러 및 중앙분리대 충돌사고와 우버 자율주행차의 보행자 사망 사고는 자율주행차량이 과연 사람 운전자보다 안전한지에 대한 본질적인 질문을 던지는 계기가 되었으며, 2017년 3월 미국자동차 협회(American Automobile Association)가 발표한 조사 결과에서도 73%의 응답자들이 자율주행차에 탑승하는 것이 두렵다고 답해 사고 안전성에 대한 신뢰성 확보는 자율주행 자동차의 성공을 위한 필수조건이라 할 수 있다. 본 고에서는 상용화를 앞둔 자율주행차 안전을 위한 자동차 업계의 개발 방향과 유럽, 미국 및 한국 신차 안전도 평가 제도 (New Car Assessment Program)의 향후 자율주행 자동차 평가 방안 및 검증 기준에 대하여 살펴보고자 한다.

 


자동차 안전 기술의 발전


자동차 산업은 지난 50년보다 향후 5년에서 10년 사이에 더 많이 바뀔 것으로 예상되며 자동차 안전기술 분야의 발전이 가속화될 것으로 전망하고 있다. 능동안전 장치가 출현하기 전까지 차량의 안전 개발은 고장력 강판을 적용한 차체 강성 강화와 차량 사고시 충돌에너지의 효율적 흡수와 분산을 통해 충돌시 승객 생존공간을 확보하는 차체 구조물 설계 및 에어백과 시트벨트 등 수동안전 장치의 충격 흡수력 증대에 주력해 왔다.


또한, 차량 충돌사고 발생 시 화재발생에 대한 예방, 승객의 탈출을 돕기위한 기술 및 부상자의 긴급 구조를 위한 차량 응급구난 시스템 기술 개발이 빠르게 진행되고 있다. 비록 고장력 강판을 사용한 차체와 수동안전 장치의 보편화가 교통사고 사망자수 감소와 부상을 줄여주는 데 기여해 왔으나 여전히 전세계에 연간 100만명이 넘는 교통사고 사망자가 발생하고 있다.


한편 능동안전 분야에서는 전방충돌경고(FCW), 차선이탈경고(LDW)와 같은 안전 경고 시스템을 시작으로 최근 가격 경쟁력을 갖춘 카메라, 레이더, 라이다의 개발을 통한 자동비상제동(AEB), 적응형 순항제어(ACC), 차선이탈 방지 및 제어(LDW & LKA), 사각지대경고(SBZA) 및 자동주차보조(Automatic Parking Assist) 장치 등이 개발되고 있으며, 이러한 운전자 지원시스템(ADAS)을 장착한 차량이 현재 도로 위를 달리고 있다<그림 1>.

 

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미국 고속도로 안전보험 협회(IIHS)의 조사에 따르면 운전자 지원 시스템을 장착했을 경우 차량 간 충돌사고가 최대 50%까지 감소하는 것으로 조사되었다. GM은 쉐보레 볼트 EV 차량에 5개의 라이다, 16개의 카메라와 21개의 레이더 센서를 장착하여 주야간 360도 전방위 감시가 가능한 자율주행차를 대량 생산 설비에서 제작, 2017년 6월부터 공공도로에서 시험운행중이다. 이러한 실도로 환경 검증을 통하여 수년 내 완전 자율주행차의 상용화가 가능할 것으로 전망하고 있다<그림 2>.

 

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자율주행차는 초정밀 GPS, 정밀지도와 4G/5G 통신망을 갖춘 네비게이션의 도움으로 가장 빠른 길을 검색하고, 외부와 끊임없이 통신하는 V2X 기술과의 융합으로 주행 환경을 정확히 파악하여 최적의 경로로 주행한다. 또한 부주의, 음주 운전, 과속, 메일링 등 사람 운전자로부터 발생될 수 있는 실수를 제거하여 승객을 안전하고 편안하게 목적지까지 운송할 것이다. 동시에 차량은 운전대가 사라지고 편안함, 휴식, 여가 활동을 위한 공간이라는 새로운 패러다임으로 전환 될 것이다<그림 3>.

 

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하지만 자율주행차는 상당 기간은 사람이 운전하는 차량과 같은 도로를 달려야 하므로 충돌사고의 위험을 완전히 피하기는 어렵다. 따라서 이러한 위험이 모두 사라지기 전까지는 자율주행차에도 현재와 같은 신차 충돌 안전도 평가에서 시행하는 충돌 안전성에 대한 요구조건을 만족하여야 할 것이다<그림 4>.

 

 


유럽의 신차 안전도 평가


유럽은 지난 수십 년간 교통사고 안전성 향상 노력으로 교통사고 사망자 측면에서 세계에서 가장 안전한 상태를 유지해오고 있다. EuroNCAP은 1997년부터 충돌안전성, 보행자안전성 등 수동안전을 위주로 5 Star rating 평가를 진행했으며, 2013년 이후 도입된 능동안전 장치의 평가 비중은 현재 전체의 약 30%를 차지하고 있다.


최근 발표된 ‘EuroNCAP 2025 roadmap’은 2020년에 기존 자동긴급제동(AEB)평가에 교차로에서 우회전/좌회전시 차량 간 충돌 상황, 앞 차량과의 경사 충돌 상황 등을 추가하여 실제 도로에서 발생할 수 있는 다양한 상황에 대한 적응력 평가를 포함하고 있다<그림 5>. 더불어 음주, 졸음운전 등 운전자의 주의산만을 감지하여
경고해주는 운전자 모니터링 시스템 평가, 차량 간 충돌상황을 완화하고 회피를 도와주는 자동조향 장치(Autonomous Emergency Steering) 평가를 계획하고 있다.

 

2024년에는 도로 위 긴급상황과 사고상황을 운전자에게 알려주어 사고를 방지해주는 V2x 평가가 진행될 예정이다. 이러한 사고예방 시스템들의 평가와는 별도로 자율주행 차량에 대한 평가는 주차장, 도심도로, 고속도로 등 각 다양한 도로 상황에서 차량의 성능을 평가할 예정이다.

 

 

미국의 신차 안전도 평가


미국도로교통안전국(NHTSA)이 1995년 이후 도입한 USNCAP은 정면충돌, 측면충돌과 전복 등 차량의 충돌사고 상황에서 인체모형 더미의 머리, 가슴, 다리 각 부위에서 측정된 상해치를 종합하여 5 Star rating으로 평가하고 Star rating을 차량에 의무적으로 부착하는 제도를 시행해 왔다. 이 제도의 시행으로 소비자의 차량 안전에 대한 관심이 높아지고 안전 장치의 표준 장착 비율을 높여서 사고시 승객의 상해를 감소시켜 줌으로써 사상자를 줄이는 데 많은 기여를 해왔다.


하지만 IRTAD(International Traffic Safety Data and Analysis Group)의 조사에 따르면 2015년 미국의 교통사고 사망자 수가 전년 대비 다시 증가하는 추세를 보이고 있어, 미국도로교통안전국(NHTSA)에서는 현행 충돌안전성 평가 항목에 자동긴급제동 시스템 평가를 포함한 11가지 사고 예방 안전성의 평가를 40%까지 강화하는 안을 제시하고 2020년 이후 시행하는 계획을 제작사들과 협의 중이다<그림 6>.

 

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또한 최근 미국 도로교통 안전국(NHTSA)에서는 그 동안 각 주의 재량에 맡겨왔던 법규를 모든 주에서 통용될 수 있는 자율주행차의 안전에 관한 12개 가이드라인인 “자율주행 시스템(Autonimous Driving System) 2.0”을 발표하였다. 여기에는 물체와 상황 감지 및 반응에 대한 내용 뿐만 아니라 기능의 고장 등의 이슈를 기록할 수 있는 데이터 기록과 공유에 대한 내용, 사이버 보안, HMI, 시스템 안전성, 윤리적 고려사항, 위급상황시 대처방안 등이 다양하게 포함되어 있다. 미 의회에서도 자율주행 시스템에 대한 법률로 하원에서 발의한 ‘Self Driving Act’와 상원에서 발의한 ‘AV Start Act’의 논의가 활발히 진행되고 있다.

 


한국의 신차 안전도 평가


한국 신차 안전도 평가(Korea NCAP)는 1999년 제도 도입 후 수동안전 장치 위주의 평가를 진행해 왔으며 2013년 이후 충돌안전성, 보행자안전성, 사고예방안전성 3개 분야에 대하여 각각 5 Star rating으로 평가하고 3개 분야의 점수를 종합하여 1~5 등급의 다섯 단계로 평가하며 그 결과를 한국교통안전공단 인터넷 홈페이지에 게시하고 미디어에 발표하고 있다. 인구밀도가 높고 복잡한 교통환경을 가진 한국의 경우 Korea NCAP의 시행과 안전벨트 착용 의무화 등 안전 법규 강화에도 불구하고 2015년 교통사고 사망자수가 10만 명당 9.1명으로 유럽의 5명 수준 대비 여전히 높은 수치를 보이고 있다.


한국 정부는 교통사고 사망자 수를 보다 감소시키기 위해 2017년부터 능동안전 장치의 장착을 촉진하고자 장착에 대한 배점과 기능 평가를 강화하고 있다. 그리고 자율주행차의 상용화에 대비하여 자동차안전연구원은 2018년 말 완공을 목표로 K-City를 건설중이며 자율주행차를 위한 교차로 충돌, V2X, 사이버공격 대비 및 제어권 전환 등 실제 도로에서 발행할 수 있는 사고 환경을 고려한 자율주행 기술의 평가 시나리오를 대학교, 연구기관, 자동차 제작사와 함께 개발하고 있다<그림 7>.


고성능 카메라, 레이더, 라이다 센서와 자율주행 소프트웨어 기술의 눈부신 발전에 따라 사고예방 안전 시스템과 자율주행차의 개발은 더욱 빠르게 발전할 것이다. 자율주행차의 성공을 위해서는 승객에게 충분히 안전하고 신뢰할 수 있는 차량을 개발하 여 제공해야 할 것이다. 이를 위해 유럽, 미국, 한국 등 세계 신차 안전도 평가 프로그램(NCAP)은 지금까지의 에어백과 시트벨 트 등 수동안전 장치와 카메라, 레이더, 라이다 등 센서를 장착한 사고예방 시스템을 포함한 능동안전 장치의 평가 뿐만 아니라 눈, 비, 안개, 역광 등 열악한 환경 조건과 컴퓨터 알고리즘의 오류, 사이버공격 등 돌발상황으로 차량이 통제력을 잃어 발생할 수 있는 충돌 등 다양한 유형의 실차 평가 방법을 개발중이며 Roadmap에 제시하고 있다. 초정밀 GPS, 전자 지도와 4G/5G 통신을 기반으로 한 네비게이션 그리고 빅데이터와 인공지능 인지알고리즘을 처리할 수 있는 고성능 컴퓨터와 소프트웨어를 장착하여 사람 운전자보다 적어도 10배, 100배는 더 안전한 자율주행차 개발로 최종 목표인 ‘Zero Crash’의 실현을 위하여, 자 동차 제작사들이 개발에 박차를 기울이고 있으며 이에 맞추어 신차 안전도 평가제도들도 이를 검증할 수 있는 시험 방법과 시 스템 개발에 노력을 기울이고 있다. 머지않은 미래에 4차 산업혁명의 핵심이라 할 수 있는 자율주행차를 타고 도로 위를 달리 는 즐거운 상상을 해본다. 

 

글 / 김동석 (한국지엠)

출처 / 오토저널 2018년 7월호 (http://www.ksae.org)  

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