지능형 교통 쳬계(ITS)는 꽤 오랜시간 전에 등장한 기술 중 하나이다. 그렇지만 차량, 교통과 연관된 많은 사고와 이슈 때문에 차량과 도로시설물 사이에서의 상호정보교환에 대한 필요성 대두로 C-ITS가 제안되었다. 그리고 사물 인터넷을 통한 차량-차량, 차량-인프라 간의 양방향 데이터 교환으로 도시에서 발생하는 문제를 신속 하게 대응 예방하는 것을 목표로 제안되었다.
최근 C-V2X, DSRC 방식 채택으로 글로벌이 시끄러웠는데 이 C-ITS 기술에 대해 조금 더 세부적으로 알아보자.
■ 차세대 지능형 교통 체계(C-ITS)의 개념, 활용 서비스
C-ITS는 기존의 지능형 교통 체계(ITS)에 협력이라는 개념이 추가된 시스템이다. ITS는 CCTV, 검지기와 같은 장치로부터 수집 한 데이터를 일방향으로 제공한다. 이때 데이터의 제공이 센터 중심으로 이루어지며 데이터 수집 및 제공 체계가 분리되어 있어 도로에서 발생하는 돌발 상황에 빠르게 대처하기 어렵다 는 한계점이 존재한다. 이를 해결하고자, 차량 내 단말기와 노변 장치, 센터 간의 데이터를 양방향으로 제공하는 C-ITS가 제안되었다. 다양한 객체 간의 데이터 교환이 실시간으로 이루어지기 때문에 C-ITS에서는 빠르고 정확한 상황 대처뿐만 아니라, 교통사고 등의 사전 예방이 가능하다.
국토교통부와 한국도로공사는 C-ITS를 활용한 대표적인 서비스로, 총 15가지(① 위치기 반 데이터 수집, ② 위치기반 교통 정보 제공, ③ 요금징수시스템, ④ 도로 위험 구간 정보 제공, ⑤ 노면 기상정보 제공, ⑥ 도로 작업 구간 주행 지원, ⑦ 교차로 신호 위반 위험 경고, ⑧ 우회전 안전운행 지원, ⑨ 버스 운행관리, ⑩ 옐로우 버스 운행 안내, ⑪ 스쿨존 속도제어, ⑫ 보행자 충돌방지 경고, ⑬ 차량 추돌 방지 지원, ⑭ 긴급차량 접근 경고, ⑮ 차량 긴급상황 경고)를 제안하고 있다.
■ 차세대 지능형 교통체계(C-ITS)의 통신 기술
C-ITS 시스템을 구현하기 위한 필수 기술로는 대표적으로 V2X 통신 기술이 있다. Vehicle to Everything을 의미하는 V2X는 V2V(Vehicle to Vehicle), V2N(Vehicle to Network 혹은 Nomadic Device), V2I(Vehicle to Infrastructure), V2P(Vehicle to Pedestrian), P2N(Pedestrian to Network)과 같이 모든 객체 간의 통신을 통틀어 지칭한다.
C-ITS에 사용되는 통신 기술은 크게 DSRC와 C-V2X(LTE, 5G) 두 가지가 사용되고 있 다. 먼저, DSRC(Dedicated Short Range Communication)는 와이파이 기반의 근거리 전용 통신 시스템으로, 수백 미터 이내에 있는 차량과 도로시설물을 연결한다. 그동안 DSRC는 IEEE 802.11p, 802.11bd와 같은 표준을 기반으로 ITS와 같은 다양한 교통 서비 스에서 활용되어 왔다. 하지만 방대한 데이터를 처리하기에는 DSRC는 범위와 속도에서 한 계를 가졌고, 이를 극복하기 위해 C-V2X라는 이동통신(Cellular) 기반 통신 기술이 등장하 게 되었다.
DSRC의 경우, WAVE(Wireless in Vehicular Environment) 통신 표준을 위한 기반시 설들이 이미 많이 구축되어 있고, 안정적인 것이 특징이다. 이에 반해 C-V2X는 신규 투자가 필수적이지만, LTE, 5G 기반이기 때문에 서비스 가능 구역이 넓어지고 통신 시 정보를 지연 (delay) 없이 빠르게 전송할 수 있다.
■ 동적 정보 시스템(LDM)
C-ITS 운영을 위해서는, 방대한 데이터를 실시간으로 저장하고 표현하는 기술이 필요하다. 이를 위해 제안된 동적 정보 시스템인 LDM은 지도, 차량, 도로상황 등과 관련된 정보들을 규격화하여 표현하는 기술을 의미한다. LDM은 도로 인프라와 차량 간에 주고받는 정보 의 표현 규격을 표준화하고, 이를 처리하기 위해 계층적으로 체계화하고 있다. LDM은 총 4개의 레이어로 이루어져 있는데, 일반적인 지형 정보부터 자세하게는 차량의 위치 정보까지를 실시간으로 업데이트하며 저장하고 있다.
레이어 1은 영구적인 정적 데이터를 포함하며, 주로 지형을 포함한 지도를 의미한다. 레이어 2는 운전 중에 얻을 수 있는 일시적인 정적 데이터를 포함하며, 레이어 3은 일시적인 동적 데이터를 포함하며, 사고, 정체, 날씨와 같은 교통 정보와 기상 상황 정보를 제공한다. 레이어 4는 가장 동적인 데이터를 포함하며, 차량의 위치, 속성, 상태 등의 정보를 저장한다
■ 고정밀 지도
LDM에서 정적 데이터에 해당하는 가장 기본적인 도로지도는 기존에는 표준 노드 링크 방식으로 구축되었지만, 최근에는 고정밀 지도(HD Map)를 활용하고 있는 추세이다. 이 둘 의 가장 큰 차이점은 각각 도로 기반, 차선 기반으로 정보를 제공한다는 점이다.
HD Map은 도로가 아닌 차선 각각이 링크로 표현되어 있어, 예를 들어 고속도로에서도 특정 나들목에서만 정체가 심한 경우 등을 고려하여 교통 서비스를 제공할 수 있다. 또한, HD Map은 도로뿐만 아니라 도로시설물 즉 지면 표시, 표지판, 신호등, 횡단보도와 같이 교통 서비스에 필요한 다양한 데이터를 저장하고 있다
HD Map은 위 그림과 같은 방식으로 제작된다. 우선 Mobile Mapping System(MMS) 즉 위성항법장치(GNSS), 라이다(LiDAR), 카메라 등의 다양한 센서가 부착된 차량을 활용하여 도로 노면 및 주변 지형지물의 위치와 정보를 취득한다. 이후 측량한 데이터를 점군 혹은 벡터 데이터로 변환하고, 도식화함으로써 최종적으로 지도를 구축한다.
최근 ITS에서 C-ITS로 진화를 시도하는 이유는 기존의 단방향을 벗어나 양방향 통신을 통해 좀 더 사고를 예방하고 높은 품질의 서비스를 제공하고자 함이 아닌가 한다. 이상적으로는 완벽한 구현을 위해 교통 정보의 실시간 공유가 이루어져야 하지만 한계점이 존재하는게 사실이다. 그리고 서비스가 확장됨에 따른 보안 이슈 역시 고려 대상이다.
이에 앞으로 서비스가 진화가 되기위해 반드시 필요한 C-ITS 서비스를 위해서 통신 방식 이슈부터 기술적인 연구에 지속적인 관심이 필요한게 아닌가 한다.
