스마트 하이웨이

스마트 하이웨이(smart highway)는 기존의 도로기술에 차량간 통신 등 첨단 지능형 교통시스템(ITS, Intelligent Transport Systems) 및 지능형 차량 제어기술을 융복합하여 교통정체 및 사고를 미연에 방지하여 인적, 물적 손실을 최소화하는 첨단 지능형 고속도로이다.

개요

스마트 하이웨이는 첨단 정보통신기술과 자동차 및 도로 기술을 결합하여, 이동의 편리성과 안전성을 향상시킨 차세대 지능형 고속도로이다.

사고 발생률을 줄이고 고속도로의 이동성, 편리성, 안전성을 향상시키기 위해 정보통신기술(ICT)과 도로 및 자동차 기술을 융합시킨 지능형 고속도로로, 2007년부터 국토교통부의 중점 프로젝트 중 하나로 추진되고 있는 국가 연구개발 사업 중의 하나이다.

스마트 하이웨이에는 낙하물이나 사고, 고장 등의 돌발상황을 자동으로 검지하는 시스템인 스마트 아이(Smart-I)가 도입되어 빠른 대응과 조치가 가능하며, 도로 상의 다양한 실시간 상황들을 빠르게 전송하는 도로 전용 통신망 기술 'WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)'가 도입되어 돌발상황 및 교통정보 전송이 가능하다. 또한 고속 주행시 차선 변경이나 감속 없이도 자동으로 통행료 정산이 가능한 무정차 다차로 기반의 스마트 톨링(smart tolling) 시스템이 도입되어 교통 정체 및 교통사고 예방 효과를 기대할 수 있다.

2007년부터 시작된 스마트 하이웨이 사업의 결과, 2013년 5월 중부내륙고속도로 내 시험도로에서 연구 성과를 발표하였으며, 2014년 11월 국토교통부에서 서울과 세종을 연결하는 민자고속도로를 부분적으로 자율주행이 가능한 스마트 하이웨이로 건설하기로 발표한 바 있다. 미국, 유럽, 독일 등의 해외의 경우 속도무제한급 자동차 전용도로를 상용화 하고 고속도로 설계 속도를 140Km/h로상향화 할 뿐 아니라, 무인자동차 주행을 위한 미래형 도로에 대한 연구 개발을 진행하고 있다.

스마트 하이웨이

ITS

ITS란 교통수단이나 교통시설에 정보·통신·전자제어 등 첨단기술을 도입해 교통체계 운영의 효율성과 안전성을 높인 기술이다. 도로 전광판을 통해 차량의 정체 상황을 알리거나, 버스 정류장에서 도착정보를 확인하는 것, 고속도로 하이패스 단말기를 통해 통행료를 지불하는 것 등도 모두 포함된다.

최근에는 ITS에서 한 걸음 더 나아가 '차세대 ITS(C-ITS)'에 대한 관심이 높아지는 추세다. 단순히 도로 구간 정보를 제공하는 데 그치지 않고, 도로·자동차·보행자가 차량 내·외부에 부착된 센서를 통해 서로 정보를 주고받아 사고를 예방하고 교통 효율성을 높이는 협력형 시스템이다. 차량 간 통신(V2V·Vehicle to Vehicle)과 차량과 도로시설 간 통신(V2I·Vehicle to Infrastructure)으로 상징되는 사물인터넷(IoT)이 기술의 핵심이다.

특히 C-ITS는 'V2V'를 통해 차량 상호 간에 실시간으로 소통하기 때문에 운전자와 차량 입장에서는 다른 차량에 대한 정보를 더 빠르고 정확하게 제공받아 상황에 대처할 수 있다. C-ITS와 자동제동장치(AEBS), 차로이탈방지장치(LDWS) 등을 연동하면 졸음운전 등으로 인한 위급 상황에서 차량을 자동으로 제어하는 것도 가능하다.

교통연구원은 C-ITS 도입으로 교통사고 발생 비율은 76% 감소하고, 교통혼잡은 30~60%, 혼잡비용은 8000억원가량 절감 효과가 있을 것으로 분석했다.

차세대 지능형 교통시스템 추진 계획(국토교통부)

2014~2016년	* 대전~세종고속도로 등 87.8km대상 시범 사업 실시
2017~2020년	* 전국 고속도로에 전면 설치, '스마트 하이웨이' 달성
2021~2025년	* 대도시권 1만2,000km에 도입
2025~2030년	* 중소도시권 1만km에 도입, 전체도로 30%에 설치

더욱이 C-ITS는 향후 자율주행차 시대를 완성할 '커넥티드 카'의 핵심 기술이라는 점에서도 관심이 높다. 자율주행차가 자체적인 기능으로 안개, 폭우 등 위험 상황을 모두 피해 운행하기는 어렵기에 C-ITS는 향후 자율주행차 상용화의 핵심 기술이다.

이런 연구를 토대로 하이패스 단말기 도입 등 1993년부터 ITS 사업에 나섰던 정부는 최근 'C-ITS'로 무게중심을 옮기고 있다.

차세대지능형 교통시스템 개념도

기술

스마트하이웨이사업은 크게 도로, 통신, 자동차 분야와 이를 통합해 성과를 검증하는 테스트베드를 구축·운영하는 과제로 구성되어 있다.

대표적인 기술로는 고속주행 환경에서도 정차하지 않고 자동 요금정산이 가능한 스마트 톨링 시스템, 낙하물, 결빙 등의 돌발상황 발생 시 이를 검지해 운전자에게 알려주는 '도로정보검지 레이더 시스템' 등이 있다.

스마트 톨링

스마트 톨링은 속도를 줄이지 않고 요금을 지불하는 시스템이다. 고속도로 톨게이트에서는 항상 차가 막힌다. 고속도로 요금계산을 위해서 차례로 줄을 서서 작은 문을 통과하다 보니 이러한 현상이 나타나는 것인데 이러한 불편함을 해결하기 위해 하이패스를 장착한 차량도 많이 등장했다. 하지만 톨게이트에 진입해서는 안전상의 이유로 30km/h의 속도 제한이 있는데다 하이패스 차로 변경시 차량 엇갈림 현상, 속도변경에 따른 교통사고 발생, 도로 정체 등 여전히 개선되지 못한 불편한 부분들이 있다. 하지만 속도를 줄이지 않고 자동으로 요금을 지불하는 스마트 톨링(Smart Tolling) 시스템이 도입되면 지금처럼 속도를 줄이지 않고 많은 차들이 한꺼번에 통과할 수 있어 도로 정체 현상이나 교통사고율이 현저하게 줄어들 수가 있다.

스마트 아이(SMART-I)

스마트 아이란 7개의 카메라로 1km 구간의 파노라마 영상을 실시간으로 촬영하는 감시 카메라 시스템이다. 차량용 무선통신(Wireless Access in Vehicular Environments·WAVE) 기술을 바탕으로 각종 돌발 변수를 실시간으로 알려준다. 일곱 개 방향의 상황을 동시에 포착하는 카메라 등으로 구성된 스마트아이가 도로 곳곳에 설치돼 전방 도로의 교통상황을 차량내 '스마트 단말기'로 전송한다. 특히 스마트 아이(SMART-I)는 야간이나 악천후 등 영상검지가 어려운 상황에서 더욱 스마트한 성능을 자랑하는데 레이더 검지기로 도로상의 각 차량 속도와 위치, 교통량 등을 파악해 ​교통체증을 해소하는 데 큰 도움을 준다.

한국도로공사는 시스템이 전면 도입되면 교통사고 발생량이 60%가량 감소할 것이라고 밝혔다.

V2X 통신기술

V2X는 'Vehicle to Everything'의 약자로 운전 중, 유/무선망을 통하여 다른 차량 및 도로 등 인프라가 구축된 사물과 교통정보와 같은 정보를 교환하는 통신기술을 말한다.

V2V 통신기술

V2V는 'Vehicle to Vehicle'의 약자로 차량 간에 무선으로 정보를 주고받는 기술을 말한다.

V2V는 이동 중이거나 정차 중인 차량들 간의 신호 또는 데이터를 송수신하는 무선통신기술로 일정범위 내에 있는 자동차들이 무선 통신을 통해 각자의 위치/속도 정보와 주변 교통상황정보 등을 주고받으며 갑작스러운 교통사고를 예방하는 시스템이다

즉 도로위를 달리는 차량들이 서로의 정보를 주고받으며 충돌 위험성을 차단하는 시스템이다.

V2I 통신기술

V2I는 'Vehicle to Infrastructure'의 약자로 차량과 도로 인프라 간에 무선으로 정보를 주고받는 기술을 말한다. V2I는 차량 내에 설치된 통신 단말기와 정보를 서로 교환할 수 있는 일종의 기지국을 도로 곳곳에 설치하여 차량으로부터 주행정보를 수집하고, 이를 중앙서버에서 분석하여 교통상황 및 사고정보 등을 차량에게 제공하는 기술이다.

V2N 통신기술

V2N은 'Vehicle to Normadic'의 약자로 차량과 모바일 기기간에 무선으로 정보를 주고받는 기술을 말한다. V2N은 차량 내의 내비게이션 시스템과 같은 기기들과 스마트폰 태블릿 등의 모바일 기기를 연결하는 기술이다.

참고자료

• 〈스마트 하이웨이〉, 《두산백과》
• 〈스마트 하이웨이〉, 《위키백과》
• 전정홍 기자, 〈대형참사 막는 `스마트 하이웨이`…도로가 알아서 지켜준다〉, 《매일경제》, 2016-08-01
• 김덕수 기자, 〈한국도로공사 ‘스마트 하이웨이’... 세계 수준 지능형 고속도로〉, 《한국건설신문》, 2017-07-10
• 윤석만 기자, 〈“1㎞ 전방 주의운전” … 스마트 하이웨이로 바뀌는 고속도〉, 《중앙일보》, 2015-07-07

같이 보기

• 스마트 톨링
• 하이패스
• 지능형 교통시스템

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