자율주행 화물자동차 개발 현황과 국내 시장 적용 방안

들어 자동차 시장은 자동차 생산 이후 최대의 변혁기를 맞이하고 있다.다양한 산업 기술 융복합 결정체인 자동 운전 자동차(Autonomous vehicles)의 개발이 주요 동인이다.자동 운전 자동차 기술의 개발은 과거부터 지속적으로 추진되고 있었지만, 지금은 국민 생활의 근처까지 도달하고 있는 상황이다.이로써 세계 각국에서는 자동 운전 기술 개발의 주도권을 초래하기 때문에 기술 경쟁에 열을 올렸으며 가장 앞장 서고 있는 구글(Google)는 2018년 12월 4일 첫 무인 택시 모델 사업을 실시하여 자동 운전 시대의 개막을 알리는 신호탄을 쏘아 올렸다.모델 사업 대상 400명의 회원으로 안전 부분에서 합격점을 받고 있다는 언론 보도도 들린다.”We’re building the world’s Most Experienced Driver”는 구글 자동 운 전자 회사인 웨이 모 홈페이지 첫 화면에 나오는 모토다.세계에서 가장 경험 풍부한 드라이버를 만들고 있다는 것이다.이미 구글에서 자동 운전 테스트 주행 거리가 1,000만마일(1,600만 km)을 돌파했다는 것은 일반적인 혼자서는 불가능한 운전 경험이라고 말할 수 있어 그동안의 기술 개발의 진척 상황을 살핀다.자동 운전은 승용차뿐 아니라 화물 자동차 역시 개발되고 있다.특히 향후 물류 시장이 직면하는 화물 자동차 운전자의 고령화, 운전 인력 부족, 안전성, 물류비 등의 여러 문제점을 해결할 수 있는 좋은 대안으로 생각한다.본고에서는 최근 개발되는 자동 운전 화물 자동차의 기술 개발 현황과 도입 효과 및 국내 운송 시장 이해 관계자의 의견을 소개하겠어.자동 운전 화물 자동차의 기술 개발 현황 볼보 베라(Volvo Vera)는 볼보 사에서 개발 중인 자동 운전 전기 화물 자동차의 콘셉트카인.베라는 운전석이 없는 특이한 외관으로 화물의 최대 적재 용량이 32톤이다.베라는<그림 1>처럼 분리형 트레일러를 운송하는 트랙터 같은 형태로 화물이 탑재된 트레일러 밑에 들어가서 연결한 뒤 이동하는 방식이다.

그림 1볼보 베라(Vo Vera)자료:트랙스 닷컴 https://www.trucks.com/2018/09/13/vera-volvo-trucks-electric-autonomous-truck베라는 클라우드 서비스를 기반으로 운송 통제 센터에서 원격 구동되기 때문에 먼저 비교적 짧은 거리의 대량 운송, 반복적이고 정기적인 고정 경로 운송 등에 활용될 것으로 예상된다.벨라의 주요 기술적 특징은 센티 이내의 단위로 차량의 현재 위치를 파악하고 모니터링하고 차량에 발생하는 상황에 정확하고 신속히 대응할 수 있다는 것이다.운송 통제 센터는 운송 진행 상황을 지속적으로 모니터링하고 각 차량의 위치, 배터리 충전 상황, 화물 적재량 및 차량 정비 요구 사항 등에 대한 피드백을 받는다.이에 따른 불필요한 대기 시간을 줄이고 운송의 정확성을 향상시킬 수 있다.또 동일한 경로를 운행하는 차량과 연계하며 교통 흐름을 최적화할 뿐 아니라 배기 가스가 없이 소음이 적은 친환경 운송에 기여할 것으로 기대된다.볼보 측은 벨라를 이용한 솔루션이 기존의 도로 인프라와 트레일러(Load carriers)을 활용하기 때문에 비용적인 면에서도 효율적이라고 설명했다.베라는 현재 개발 중인 상용화 시점은 미정이다.다임러 퓨처 트랙(Future Truck)2025다임러는 2014년 7월 자동 운전 컨셉 트랙인 퓨처 트랙(Future Truck)2025를 소개했다.콘셉트는<그림 2>처럼 완전 자동 운전으로 실용화 시기를 2025년과 목표로 하고 있다.다임러는 2015년에는 차량에 탑재된 카메라와 레이더를 이용하고 주변 상황을 감지해서 주행하는 “하이웨이 파일럿(Highway Pilot)”시스템을 발표했다.또 미국 네바다 주에서 세계 최초의 자동 운전 트럭 도로 주행 번호판을 취득하고 미국 최초로 일반 도로에서의 자동 운전 화물 자동차의 군중 주행을 실시했다.2016년에는 네덜란드 정부 주도로 자동 운전 화물 자동차의 군중 주행 실험에 참여하고 독일과 네덜란드의 도로에서 3대의 군중 주행 시험을 실시했다.

그림 2 다임러 퓨처트럭 2025 자료 : 카잠TV, https://www.youtube.com/watch?v=XZxZC0lgOlc

그림 3미러 카메라 적용 트럭 자료:YOUCAR, https://www.youtube.com/watch?v=R_bIfdqCWRk이후 2018년 9월에 독일 하노버에서 개최된 “IAA Commercial Vehicles 2018″에 양산형 부분 자동 운전 시스템인 액티브 드라이브 어시스트(ADS:Active Drive Assist)기술을 선 보였다.ADSL은 자동차 스스로 제동, 가속, 조향이 가능하며, 액티브 레이더와 카메라를 통해서 전달되는 도로 정보를 결합하고 차량의 전방 측면, 상하 지형 등 전 방위의 움직임을 어느 속도도 능동적으로 제어하는 기술이다.기본적으로 운전자의 개입을 필요로 하지만 운전의 편리성과 사고 예방 등 안전성 향상에 크게 기여할 수 있다고 평가한다.또 사이드 미러 대신 밀러 캠(mirror-cam)이 적용된 최초의 미러리스 트랙 기술도 보였다.<그림 3>처럼 트럭에 사이드 미러가 없다.밀러 컴 시스템은 차량 외부에 장착된 2대의 카메라와 운전석 내부의 A기둥에 장착된 2개 15인치 디스플레이로 구성되어 측 후방의 사각 지대를 없애고 드라이버로 향상된 전 방위 시야를 제공한다.또, 사이드 미러 제거에서 공기 역학, 안전성, 차량 조작 효율성을 향상시킬 수 있다.이처럼 다임러는 2014년 퓨처 트럭의 발표 이후 계속적으로 자동 운전 부분의 기술을 한 단계씩 추가하고 완전 자동 운전에 다가오고 있다.구글의 웨이 모(WAYMO)구글의 자동 운전 사업 부문인 웨이 모기는 2018년 3월부터 미국 조지아 주 애틀랜타에서 자동 운전 화물 자동차 운행 시범 서비스를 시작했다.실제로 구글은 약 10년간 자동 운전 기술을 연구 개발한 업계 톱이나 할 수 있다.2018년 12월 4일에는 완전 무인 자동 운전 택시 서비스의 모델 사업을 실시하여 그동안의 축적된 기술을 보이고 있다.웨이 모 자동 운전 화물 자동차는 우선 구글 데이터 센터 내 화물 운송의 일부를 맡게 될 것이다.웨이 모 트랙에 사용되는 자동 센서와 기술은 웨이 모기가 시험 운행 중인 파시피카미니발에 들어선 것과 상당 부분 같다는.소형 자동차에 비하여 대형 화물 자동차의 경우 길이가 긴 회전 반경이 크기 때문에 다양한 고려 요소가 존재하지만 그동안 축적된 기술을 통해서 자동 운전 선두 업체의 면모를 보일 것으로 기대되고 있다.

그림 4웨이 모 자동 운전 트럭 자료:전자 신문, http://www.etnews.com/20180310000033신경(Nuro)신경은 슈퍼 마켓 배송용 자동 운전 자동차를 개발하는 미국의 슈퍼 마켓 체인 크로 거(Kroger)와의 제휴를 통해서 2018년에 테스트 서비스를 시작했다.뉴로(Nuro)는 두 구글 웨이 모 출신의 엔지니어가 공동 창업한 자동 운전 로봇 분야의 스타트 업이다.뉴로는 기존 제품 배송용 로봇과 달리 인도에서는 없는 도로를 달리도록 설계됐다.자동 운전 자동차 기술을 채택하고 있지만 사람이 탑승하는 것이 아니라 상품이 적재된다.

그림 5신경(Nuro)자동 운전 배송 차 자료:오토 데일리, http://www.autodaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=406715일반 자동차 운전 자동차와 마찬가지로 라이더, 레이더, 카메라 등을 탑재하고 있어, 보행자와 자전거 인식 장애물 회피 등의 기능을 갖추고 있다.고객이 스마트 폰을 사용하고 식료품을 구입하면 자동 운전 차가 물건을 싣고 배달하는 방식이다.트렁크 내부의 온도 조절이 가능하며 신선 식품의 배송도 가능하다.완전 무인 자동차로 탑승자의 안전을 위한 별도의 장치가 필요 없이 제조 단가가 낮다는 장점이 있다.스트롤 드래곤(Strolling Dragon)스트롤 드래곤(Strolling Dragon)은 중국 물류 업체 쑤닝 물류(Suning Logistics)이 상하이에서 시험 주행을 완료한 자동 운전 중장비 트랙이다.스트롤 드래곤은 L4자동 운전 능력을 갖추고 있어 쑤닝 물류(Suning Logistics)의 자동화 차량 가운데 최대의 무인 화물 자동차이다.인공 지능(AI), 딥 러닝 기술 및 레이저 레이더 같은 첨단 장치를 갖춘 스트롤 드래곤은 300m이상의 거리에서도 장애물을 재빨리 인식할 수 있다.또 비상 정지가 가능, 25m/s의 반응 속도로 장애물을 피할 수 있고 80km/h의 속도에서도 안전하고 자율적인 주행이 가능하다고 소개된다.쑤닝은 자동 운전 화물 자동차 자동화된 차량 및 로봇을 통해서 배송 업무를 원활히 수행하는 스마트 물류 시스템을 구축할 계획이다.

그림 6 스트롤 드래곤 자율주행 화물자동차 자료 : 로봇신문, http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=14040

투 심플(Tusimple)중국에서는 인공 지능(AI)와 자동 운전 트랙 기술이 만나는 항구의 무인화를 시도하고 있다.중국의 자동 운전 트럭 스타트 업 투 심플(tusimple)은 항구의 무인화를 위한 자동 운전 화물 자동차를 공개했다.항만 내에서 자동 운전이 가능한 자동 운전 화물 자동차가 컨테이너상 하차를 완수하는 영상도 공개됐다.자동 운전 화물 자동차의 항만 적용 때문에 종래의 항구 시스템과 연결할 수 있는 무인 컨테이너 운영 솔루션도 함께 개발했다.

그림 7투 심플 자동 운전 트랙(항만 구역 운송)자료:South China Morning Post, https://www.scmp.com/video/china/2140299/chinese-self-driving-truck-start-tusimpleaid-port-logistics고속 운송 자동 운전은<그림 8>처럼 이미 성공하고 있다.간선 운송과 함께 구역 내 운송에 이어지는 무인 자동 운전 기술 솔루션을 보유한 선진적인 진보를 보이고 있다.항만 내에서는 5대의 완전 자동 운전 화물 자동차가 시험 운행을 갖고 향후 항만 테스트에 25대의 화물 자동차가 투입될 것으로 내다봤다.항만처럼 특정 구역에서 운행하게 외부 도로에서 운행하기에는 기술적 차이가 있지만 둘이 안전하게 실현되면 자동 운전에 상당히 근접한 상황이라고 낙관할 것이다.그림 8 투 심플 자율주행 화물자동차 (간선운송) 자료 : 투심플, https://www.youtube.com/watch?v=teMXT-j6jns현대차 자율주행 화물차 국내에서는 2018년 8월 현대차가 대형 트레일러 자율주행차로 의왕~인천 간 약 40km 구간 고속도로 자율주행에 성공했다.그림 9현대 자동차 자동 운전 화물 자동차 자료:HMG저널-현대 자동차 그룹 뉴스 미디어(https://blog.hmgjournal.com)현대 자동차가 보였다 시연은 미국 자동차 공학회(SAE)기준으로 3단계 자동 운전 기술을 갖춘 트레일러가 연결된 최대 중량 40톤 급 엑시 엥토 자동 운전 차 1대에서 열렸다.국토 교통부는 2018년 6월 말 처음 현대 차에 대형 트럭 자동 운전 임시 운행 허가증을 발행했다.현대 자동차는 자동 운전 트럭의 물류 산업 활용 가능성을 검증하기 때문에 계열사인 현대 글로비스와 협업하고 실제로 해외 수출 부품을 싣고 달리는 시나리오를 택했다.자동 운전 차는 고속 도로의 자연스러운 교통의 흐름과 연계한 차선 유지, 지능형 차선 변경 기능, 선두 차량 차선 변경식 대응, 도로 정체 상황으로 완전 정지 및 출발, 터널 통과(2개)등의 기술을 안정적으로 선 보였다.다만, 영동 고속 도로에서 제2경인 고속 도로로 갈아타고 서창 JC구간에서는 최소한의 안전을 확보하기 위해서 운전자가 직접 운전하도록 했다.서창 JC을 지나면 다시 목적지인 아야 바다 IC까지 자동 운전 모드로 전환했다.자동 운전 화물 자동차의 도입 예상 효과를 먼저 조사한 것처럼, 세계적으로 자동 운전 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.승용차를 시작으로 화물 자동차까지 점차 그 범위가 확대되고 있는 실정인 상용화가 그리 멀지 않게 보인다.자동 운전 화물 자동차의 도입 비용은 볼수밖에 없다 경제적 문제지만 우선적으로 자동 운전 기술이 도입됐을 때의 물류 시장에서 효과를 볼까 생각한다.전반적으로는 자동 운전 화물 자동차의 등장으로 물류 산업 패러다임이 획기적으로 전환될 것이다.물류 산업의 최적화와 효율화를 도모하고 다양한 물류 시장의 문제점을 해결할 해결사 등장이다.첫째, 자동 운전 화물 자동차가 상용화되면 안정성 향상으로 교통 사고율을 현저히 낮출 수 있다고 예상한다.첨단 전 방위 센서를 통해서 사람이 알 수 없는 부분까지 실시간으로 완벽하게 감지하고 대응하면 이론상 사고 발생하는 것이 없기 때문이다.물론 도로상에서 발생하는 변수에 완벽하게 대응할 수 있을 때 얘기다.둘째, 정확한 운송 일정 관리 및 운송 시간 감소로 운영 효율을 극대화할 수 있다.무인으로 운송된다면 사람에게 필요한 수면, 식사, 화장실 휴식 시간 등이 운송 시간에 포함되지 않기 때문이다.이에 따른 수송 효율은 증가하고 수송의 정시성도 향상될 것이다.셋째, 연비 향상에 의한 연료비가 절감될 것.자동 운전의 경우, 최적 연비 주행 기능이 탑재되면서 사람이 운전하기보다 연비가 향상할 수 있다.또한, 사고로부터 안전하게 되고 차체를 가벼운 소재로 제작할 수 있게 된다.차량 중량은 연비와 가장 밀접한 부분에서 무게 감소를 통해서 연료를 절약하고 연비 향상으로 연결될 것이다.넷째, 화물 자동차 운전자 부족 문제 및 노동 환경의 개선이다.미국 유럽 중국 등 수천 km이상의 장거리 운송이 되는 지역에서는 큰 효과를 가져올 것이다.장거리 운전자는 며칠 걸리는 장거리 운행으로 가족과 떨어져서 보내고 앉아 있고 운전 할 뿐이므로 건강 문제 등의 불만이 상당히 있다.젊은층은 고강도 운전 업종을 피하고 드라이버 부족 문제도 심각하게 대두되고 있다.자동 운전은 이런 고강도 운전 업무를 무인으로 대체하거나 업무 강도를 완화시킬 수단이 되므로, 향후의 드라이버 부족 문제의 좋은 해결책이 될 것이다.국내 화물 운송 시장에서의 자동 운전 화물 자동차의 적용에 관한 의견국내 화물 운송 시장의 운송 거리는 미국 유럽 중국처럼 길지 않다.장거리 대표 구간인 서울-부산도 500㎞이내로 하루, 2일 정도로 왕복 운송이 가능하다.국내 환경에서는 해외에 비해서 자동 운전 화물 자동차에 대한 수요가 약간 적을지 모른다는 생각도 한다.2018년 12월 제11회 KOTI화물 운송 시장 발전 포럼에서 “화물 자동차 자동 운전 기술 개발 현황 및 발전 방안”이라는 주제를 다룬 바 있다.화물 운송 시장 이해 관계자의 자동 운전 화물 자동차 도입과 관련, 가장 중요한 고려 사항은 비용 문제였다.화물 자동차가 상용화되더라도 기존의 화물 자동차에 비해서 비싼 장비이다.지금의 기술 수준에서는 기존의 화물 자동차 가격의 2배 이상으로 자동 운전 업계는 예상했다.계속 첨단 장비 기술이 발전하는 수요가 많아지면 가격은 떨어지지만 사업자의 입장에서 투자 대비 이익이 보장돼야 도입하는 것은 당연한 이치다.자동 운전 화물 자동차가 드라이버의 역할을 얼마나 대체될지 그 수준과 비용이 향후 도입 시기를 결정할 것.또 하나, 모든 기술을 받아들일 필요는 없다는 것이다.각 사업자의 필요에 맞추어 부분적인 도입이 가능할 것이다.장거리 고속 도로 운행이 많은 사업자는 현재 Level3기술에서도 운행 가능한 자동 운전 기술을 융합시킬 수도 있다.한때 물류 센터의 자동 운반 로봇인 가진 로봇이 화제가 된 적이 있었다.이지만 국내 물류 센터는 미국 중국 등과 같이 평면의 공간은 아니다.다소 좁은 면적을 여러층으로 구분하여 물류 센터가 형성됐고 국내에서 가진 로봇의 도입은 크게 적극적이지 않았다.이와 마찬가지로 자동 운전 기술도 각 사업 환경에 따라서 필요 기술이 도입되는 것이 국내 시장의 향후 모습인 시장 원리에 따른 흐름이다.마지막으로, 국내 운송 시장에 맞는 다양한 자동 운전 기술 개발이 필요하다는 의견이 있다.예를 들면 라스트 마일 배송에서 자동 운전 도입 전략이다.전자 상거래의 발달에 따른, 소화물의 물동량이 많아지면서 라스트 마일의 배송 물동량이 크게 늘고 있다.택배 운전사의 경우 좁은 지역에서 짧은 거리를 오락가락하며 택배 화물을 배송한다.하루 약 200~300여개를 배송하지만 짧은 거리를 이동할 때마다 운전석에 오르거나 내리거나를 반복해야 한다.이런 환경에 맞게 짧은 거리는 운전자가 직접 탑승하지 않아 자동 운전을 통해서 승강 노동을 대신 방안이 강구될 만하다.이렇게 운송 여건에 맞는 다양한 기술을 다각적으로 도입하는 방안이 필요하다.끝나면서 자동 운전은 대부분의 사람이 궁금하고 기대하고 있는 기술 분야이다.필자도 요즘 운전할 때마다 자동 운전이 되면 교통 체증이 발생해도 편하고 즐겁게 이동할 수 있는 것 아니냐며 많이 생각한다.운전이 재미 있는 때도 있지만 어쩔 수 없는 경우도 많기 때문이다.실제 도로 위에는 예측하지 못한 변수가 너무 많아서 자동 운전이 언제 완전히 우리의 생활 속으로 들어올지는 예상할 수 없다.그러나 각 파트 기술이 한 단계씩 연착륙할 때마다 자동 운전에 가까워진 것은 확실하다.그리고 그 기술이 기존의 생활과 일하는 방법을 편리하고 효율적으로 한다.먼 미래인가, 가까운 최근인지는 분명하지 않지만 화물 운송 시장에도 자동 운전 기술의 단계적 도입을 통해서 종사자의 업무 환경 개선 및 즐거운 일자리가 만들어지는 것을 기대하고 있다.참고문헌 1. Trucks.com, https://www.trucks.com/2018/09/13/vera-volvo-trucks-electric-autonomous-truck2. Carjam TV, https://www.youtube.com/watch?v=XZxZC0lgOlc3. South China Morning Post, https://www.scmp.com/video/china/2140299/chinese-self-driving-truck-start-tusimple-aidport-logistics4. TuSimple, https://www.youtube.com/watch?v=teMXT-j6jns5. YOUCAR, https://www.youtube.com/watch?v=R_bIfdqCWRk6.전자신문, http://www.etnews.com/201803100000337.오토데일리, http://www.autodaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=4067158.로봇신문, http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=140409. HMG저널-현대자동차그룹뉴스 미디어(https://blog.hmgjournal.com)글:신민성/물류연구본부연구원출처:한국교통연구원물류브리프