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[오토저널] 자율주행자동차 안전기준 추진 동향

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글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2020-05-22 11:05:10

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GM, BMW 등 전통적인 자동차 제작사 뿐만 아니라 구글, 애플 등 IT 회사까지도 자율주행기술의 개발에 참여하는 등 자율주행자동차의 상용화를 위한 치열한 경쟁을 벌이고 있는 것은 지금의 현실이며 현재 미국을 포함한 세계 각국 정부에서도 자율주행자동차의 기술개발을 산업계에 맡기고 정부는 상용화 촉진을 위한 지원에 집중하고 있는 추세이다. 그러나 테슬라 자동차가 자율주행모드에서 사고가 발생해 운전자가 사망한 사례가 있었으며 2018년 3월 우버의 자율주행자동차가 보행자까지 사망에 이르게 하여 자율기술의 안전성에 대한 의문을 낳게 하였다. 따라서 “자율주행기술이 운전자 과실로 인한 사고를 90% 이상을 줄일 수 있다”는 전망이 그저 장밋빛으로 퇴색되지 않으려면 자율주행자동차의 상용화는 반드시 안전도 확보가 전제되어야 할 것이며 국민의 재산과 생명을 보호하기 위한 안전성 확보는 결코 타협대상이 될 수 없다.


자율주행 기술레벨
자율주행자동차는 특정 자율주행 기술레벨을 갖춘 자동차를 의미한다. 자율주행자동차의 성능과 안전을 확인하기 위해서는 해당 자동차에 장착된 자율주행시스템의 수준을 일정한 잣대로 평가하기 위한 기준이 필요한데, 이것이 바로 자율주행 기술레벨이다.

 

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<그림 1>은 국토교통부 및 한국교통안전공단 자동차안전연구원에서 SAE J3016 문서내용을 기반으로, 세부 카테고리와 레벨간의 차이점을 일목요연하게 구분하여 주행 시나리오와 함께 재구성하고, 레벨과 레벨 차이의 구분에 대한 이해를 돕기 위해 제작된 인포그래픽이다. 현재 양산되고 있는 자동차에 장착된 자율주행 기술은 대부분 Level 2 수준이며 Level 3 이상의 자율주행 기술은 개발이 진행되고 있을 뿐, 아직은 공식적으로 실용화 단계까지 도달하지 못하고 있는 상황이다. 또한 Level 5의 자율주행자동차는 운영설계영역이 무제한이므로 단기간의 실현은 불가능하다. 따라서 현재 상황에서의 기술개발 및 안전성 확보의 주요 타겟은 Level 2~4이며, 특히 페달과 핸들을 동시에 자동차가 제어가능하며 제한된 조건(자동차전용도로 등)에서 자율주행이 가능하며, 자율 주행 중 비상상황 시 운전자가 개입하여야 하는 Level 3에 우선순위를 두어야 한다.


자율주행자동차 안전도 확보 대응
자동차 국제기준인 UN기준과 UN GTR기준의 제·개정 담당 기구인 UN/UNECE/WP29를 소개하고자 한다. 정식명칭은 『자동차기준 국제조화 회의(World Forum for
Harmonization of Vehicle Regulations)』로 1995년 문호를 전 세계에 개방하면서 자동차 안전기준 조화 분야의 유일한 글로벌기구가 되었으며, 한국은 국토교통부가 정식으로 가입하여 현재까지 활동을 해오고 있으며 관련 자세한 내용은 오토저널에 게재되고 있는 “UNECE 자동차 국제기준 월간 동향”을 참조하기 바라며 특히 자율주행분야는 2019년 4월호를 참조하기 바란다.


자율주행자동차 안전기준
●자율주행자동차 안전기준 (Level 3, 전용도로)
<그림 2>는 자동차전용도로에서 Level 3 자율주행 시 흐름도이며 이를 기반으로 현재 제정중인 안전기준을 소개하고자 한다. 즉 정상상황에서 안전하게 차선 및 타 차량과의 간격을 유지(자동차로 유지기준) 하고, 차선을 변경(자동차로 변경기준)하기 위한 주행안전 기준이 필요하며 고장 및 급박한 위험 등 이상상활 발생 시 안전한 대처를 위한 고장안전기준, 시스템→운전자간 제어권 전환기준 및 해킹에 대비한 사이버보안 기준 등이 필요하다.


다음은 이를 기반으로 작성된 Level 3 자율주행 안전기준 구성(안)이다.


•일반 사항(ODD, 운행설계 영역)
 –도로조건(차로갯수, 중앙분리대 여부), 작동속도(~60km/h, ~110km/h), 도로교통법(교통표지 등)
 –시스템 감지 불가 선언(공사지역, 특수기후, 노면 마찰계수, 경찰수신호, 응급차량 등)


•주행운전 : 제동/가속/조향기능, 제어권 전환 등
 –전방감지센서 범위기준, 비상운전(Cut-in 대응 등)
 –운전자 오버라이드, 제어권전환 조건, 시간 및 방법 등


•위험최소화 운행(MRM) : 주행차로 감속 후 정차, 갓길 차로 변경 후 정차 등
•HMI : 시스템 상태 표시 및 고장표시 등
•운전자 가용성 인지/모니터링 : 운전자 운전석 위치, 운전자 움직임 여부(머리, 눈 등)
•시스템 신뢰성 : 적합성 심사, 실차시험(이중화 등)
•사이버 보안 및 소프트웨어 무선 업데이트
•자율주행 데이터 저장 시스템(DSSAD) : 사고 책임 소재 판단 및 제작결함 여부 파악


●신규 자율주행자동차 안전기준 (Level 3~5)
자율주행자동차는 기본적으로 사람이 운전하다가 시스템이 운전하는 형태로 바뀜에 따라 평가 및 검증방법에 새로운 패러다임을 도입해야 한다<그림 3>. 특히 Level 3~5은 운행설계영역(Operational Design Domain)과 연계되며, 그 영역 내에서만 작동하므로, 지리적 운영설계영역(ODD)를 이탈하거나 다른 기술적 운영설계영역(ODD) 기준 및 차량 내장 고정밀맵(High Density Map)이 포함되지 않는 등 일부 제약사항으로 기존 주행시험장에서의 평가가 불가한 경우가 발생한다. 그간 일반자동차의 안전성을 평가하기 위해 주행시험장내에서 실차(기능검증)시험만을 주로 실시하였으나, 기존 주행시험장이 상위레벨(3~5) 시스템을 갖는 자율주행자동차의 운영설계영역(지리적 요건 등)에 포함되지 않으므로 자율주행기능의 구현 불가, 상이한 각국 도로교통법의 준수성 검증 등의 문제점, 특정상황의 실차시험실현 어려움 등을 해소하고자 <그림 4>와 같이 새로운 평가방법인 3가지 접근법(3-Pillars Approach)이 제시되었다.

 

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평가방법론중 주행시험로 시험평가는 도심과 고속영역으로 구분하여 도심영역에서 비보호 좌회전, 인지사각 보행자의 무단횡단 등 대표상황을 우선 검토항목으로 선정하였고, 고속영역은 그간 연구결과 및 문헌 등을 조사·분석하여 기술적 난이도를 갖는 시나리오와 사고데이터 분석을 통한 시나리오를 통합하여 데이터베이스화하고, 이를 안전성 검증시 데이터베이스의 시나리오를 사용하는 방향으로 논의하고 있다.


공로주행시험평가는 도심영역과 고속영역에서 자율주행자동차가 도로교통법 준수(제한속도 준수, 선회방향의 방향지시등 점등 등) 여부와 주위 도로이용자의 주행상황에 따른 운행능력을 검증하기 위해 정상상태에서 일상적으로 발생되는 교통상황을 고려한 확인점검표(Checklist)를 마련하고 필수확인 교통상황과 시험중 추가로 발생되는 선택적인 교통상황에 대해 자율주행시스템이 적절하게 대응하는 지를 확인하는 방법이다.


또한, 주행시험장 및 공로에서 시험평가로 확인이 곤란한 사항(시스템 오류, 악천후 상황, 특정지역의 도로교통법 준수 등)은 청문 및 서류 확인, 컴퓨터기술 등을 활용하여 자율주행시스템의 기능안전(Functional Safety), 안전전략(적합성평가근거 : 제작자 자기선언, 실도로시험 데이터, 컴퓨터시뮬레이션/가상시험) 등을 확인하는 적합성심사평가(청문)를 주행장 및 공로의 실차시험평가를 보완하는 목적으로 실시할 예정이다.


즉 자율주행자동차는 기존의 주행시험장 평가방법과 실도로에서의 평가방법, 시뮬레이션 및 가상장치의 평가 및 제작사의 자기선언 등을 확인하는 적합성 평가 등 복합적 평가방법이 필요하며 이에 대한 기준 논의가 이루어지고 있다.

 

사이버보안 기준 (Cyber Security)

국제기준제정기구(WP.29) 산하 전문가기술회의그룹(ITS/AD IWG)에서 자율차 및 커텍티드 자동차의 상용화가 예상됨에 따라 사이버보안 및 데이터보호, 소프트웨어 업데이트 관련 논의가 시작되었으며 2017년 3월 R.E.3 부속서로서 자율주행 및 커텍티드 자동차의 사이버보안 및 데이터보호 가이드라인이 채택되었으나 이는 기준으로 사용하기에는 선언적 의미가 강하다.

 

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처음에는 ITS/AD IWG 산하에 사이버보안 특별전문가그룹(CS/OTA TF)을 구성하여 사이버보안 및 소프트웨어 업데이트 관련 세부기술을 논의하였으나 현재는 GRVA 산하에서 기준제정작업을 수행하고 있다. 사이버보안(데이터보호 포함) 권고안 초안을 개발(~2018. 12) 하였으며 현재 이를 보완중으로 테스트 단계를 위한 개발을 진행하고 있으며 새로운 위협들과 완화방안을 보장할 수 있도록 주기적 검토(3년) 및 업데이트를 추진하기로 하였다. 특히 사이버 보안은 제작사 마다 달리 적용함에 따라 중요성에 비해 정형화된 검증 평가방법을 적용하기가 상당히 어려운 현실이다. 따라서 앞에서 언급한 3가지 평가방법중 적합성심사평가(청문)를 적
용하여 제작사의 대응전략 등 프로세스 등을 검증하여 안전도를 확보하는 방안을 추진중이다.


다만 현재의 안전기준(가이드라인)이 일반기준, 기술 보안기준에 대한 세밀한 시험절차가 정의되어 있지 않아 검증하는데 애로사항이 있다. 따라서 추가로 테스트 절차를 개발하고 있으며 이는 제품을 시험하는 것이 아닌 법규를 보증하는 것으로 필요한 요구기준 및 서류의 평가방법에 대한 가이드 제공 등 법규의 유효성 및 강건성을 검증하고 승인당국/시험기관이 동일한 OEM서류에 근거한 동일한 결론을 얻을 수 있는가를 검증하는 절차를 개발하는 것으로 2019년 9월 개발 완료를 목표로 현재 TF를 구성하여 개발중에 있으며 한국에서도 자동차안전연구원이 기준제정에 참여하고 있다.

 

자율주행자동차가 가져다 줄 달콤한 혜택들은 안전성이 보장된 상태에서만이 누릴 수 있는 것이다. 기술은 타협할 수 있지만 안전은 타협대상이 아니라는 점을 충분히 인식하고 있을것으로 판단되며 미국도 자율주행자동차의 규제완화 및 기술개발 촉진을 주요 내용으로 가이드라인을 제시하고 법안을 의회에 제출했지만 우버의 사고를 기점으로 분위기가 반전되어 안전을 강조하고 있으며, 그간 자율주행자동차의 기능 위주로 접근했던 UN도 최근 자율주행에 대한 정의를 수립하고 안전성 평가를 위한 기준제정을 목적으로 본격적으로 움직이기 시작했다. 우리도 자율주행자동차의 안전성 확보를 위한 안전기준 수립에 보다 적극적으로 대응해야 할 때이다.


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우리나라 국토교통부에서도 2020년 조건부 자율주행기능을 갖는 자율주행자동차의 상용화를 추진하기 위해 안전기준 등 제도정비, 인프라 확충, 기술개발 지원 등 범정부적 지원체계 마련을 추진하여 2016년 2월 자율주행자동차의 시험연구개발을 위한 임시운행 허가제도를 시행한 후 2019년 4월 현재 자동차 제작사, 대학 등 26여개 업체가 62대 자율주행자동차의 임시운행허가를 취득하고 공로에서 상용화를 위한 시험·연구개발에 박차를 가하고 있고, 2018년 12월 자율주행자동차 실험도시 K-City 도 준공되어 학교 및 중소 기업 등 자율차 관련 개발 업체에서 사용 중에 있으며, 안전도 확보를 위한 Level 3 자율주행자동차 안전기준도 현재 연구를 수행중으로 빠른 시일내 안전기준을 도출하여 금년내 법제도 제개정 추진 등 자율주행자동차의 안전성 확보를 위해 최선을 다하고 있다.

 

글 / 신재곤 (한국교통안전공단 자동차안전연구원)

출처 / 오토저널 2019년 6월호 (http://www.ksae.org)  

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