자율주행 화물자동차 개발 현황과 국내 시장 적용방안 봅시다

자동차 시장은 자동차 생산 이래 최대의 변혁기를 겪고 있었다 다양한 산업기술의 융복합 채결체인 자율주행 자동차(Autonomous vehicles)의 개발이 그 주요 동인이었던 자율주행 자동차 기술의 개발은 이전부터 계속 이루어졌지만, 이제는 국민생활의 가까이까지 도달한 귀추라 할 수 있다. 이로써 세계 각국은 자율 주행 기술 개발의 주도권을 가지고 오기 위해서 치열하게 기술 경쟁에 열을 올렸으며 가장 선두에 있는 구글(Google)는 20최초 8년 첫 2월 4최초로 첫 무인 택시 시범 사업을 시행하는 자율 주행 시대의 개막을 알리는 신호탄을 쏘아 올렸다. 모델 사업 대상 400명의 회원으로 안전부 쪽에서 통과점을 받고 있다는 언론 보도도 들린다. Were building the worlds Most Experienced DriverTM은 구글 자율주행 자회사인 웨이모의 홈페이지 첫 화면에 나쁘지 않다는 모토였다. 세계에서 가장 경험이 많은 드라이버를 만들고 있다는 것이었다. 이미 구글에서 자율 주행 시험 주행 거리가 최초의 000만 마쵸쯔(최초의 600만 km)을 돌파했다는 것은 처음인조 같은 혼자로서는 불가능한 운전 경험이 있고, 그 사이의 기술 개발의 진전 귀 츄울 나타낸다. 자율주행은 승용차뿐 아니라 화물자동차도 함께 개발되고 있다. 특히, 향후 물류 시장이 직면할 화물 자동차 드라이버의 고령화, 운전자 부족, 안전성, 물류비등 여러가지 문제를 해결할 수 있는 좋은 대안으로서 생각하고 있다. 본 논문은 최근 개발 중인 자율주행 화물자동차의 기술개발 현황과 도입효과 및 국내 운송시장 이해관계자의 의견을 종합해 소개한다.​

벨라는 볼보 사에서 개발 중인 자율주행 전기화물 자동차의 컨셉트카였다 베라는 운전석이 없는 독특한 외관으로 화물의 최대 적재 용량이 32톤이었다 베라는<그림 하나>과 함께 분리형 화장실 1러시아를 운송하는 트랙터와 같은 형태로 화물이 탑재된 훈련 1러시아의 아래에 들고 연결한 뒤 이동하는 방식이었다

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자료:트랙스 닷컴, https://www.trucks.com/20최초 8/09/첫 3/vera-volvo-trucks-electric-autonomous-truck​ 베라는 클라우드 서비스를 기반으로 운송 통제 센터에서 원격으로 구동되기 때문에 우선 비교적 짧은 거리의 대량 수송, 반복적이며 정기적인 고정 경로 운송 등에 활용될 것으로 예상된다. 베라의 주요 기술적 특징은 센티 미터 이내의 단위로 차량의 현 위치를 파악하고 모니터링하고 차량에 발발하는 정세에 정확하고 신속히 대응할 수 있습니다. 운송 통제 센터는 운송 진행 정세를 지속적으로 모니터링 해, 각 차량의 위치, 배터리 충전 정세, 화물 적재량 및 차량 정비 요구사항 등에 대한 피드백을 접수한다. 이를 통해 불필요한 대기시간을 줄이고 운송의 정확성을 향상시킬 수 있다. 또 이 경로를 운행하는 차량과 연계해 교통 흐름을 최적화할 뿐 아니라 배기가스가 없어 소리도 적고 친환경 운송에도 기여할 것으로 기대된다. 볼보 측은 벨라를 이용한 솔루션이 기존 도로 인프라와 트레찰러(Load carriers)를 활용하기 때문에 비용 면에서도 효율적이라고 설명했다. 벨라는 현재 개발중이고 상용화 시기는 아직 미정입니다.​

다임러는 2014년 7월 자율 주행 컨셉 트럭의 퓨처 트랙(Future Truck)2025를 소개했다. 콘셉트는<그림 2>와 함께 완전 자율 주행이며 실용화 시기를 2025년에 목표로 하고 있다. 다임러는 2015년에는 차량에 탑재된 카메라 내 레이더를 이용하고 주변 그이츄이울 감지해서 주행하는 '하이웨이 파일럿(Highway Pilot)'시스템을 발표했다. 역시 미국 네바다주에서 세계 최초로 자율주행 트럭의 도로주행 번호판을 취득하고, 미국에서 애호하며 일반 도로에서의 자율주행 화물자동차의 군중주행을 실시했다. 2016년에는 네덜란드 국가 주도로 자율 주행 화물 자동차의 군중 주행의 검토에 참가하고 독일과 네덜란드의 도로에서 3대의 군중 주행 시험을 실시했다.

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자료:Carjam TV, https://www.youtube.com/watch?v=XZxZC0lgOlc

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자료:YOUCAR, https://www.youtube.com/watch?v=R_bIfdqCWRk​ 이후 2018년 9월 독일 하노버에서 개최된 'IAA Commercial Vehicles 2018'에 양산형 부분, 자율 주행 시스템인 액티브 드라이브 어시스트(ADS:Active Drive Assist)기술을 선 보였다. ADS는 자동차 스스로 제동, 가속, 스티어링이 가능하며 액티브 레이더와 카메라를 통해 전달되는 도로정보를 결합해 차량의 전방, 측면, 상하지형 등 전방위 움직임을 어느 속도로도 능동적으로 제어하는 기술이다. 기본적으로 운전자의 개입을 필요로 하지만, 운전의 편리성이나 문재예방 등 안전성 향상에 크게 기여할 수 있다고 평가한다. 또 사이드미러 대신 미러컴이 적용된 최초의 미러리스트럭 기술도 선보였다. <그림 3>과 함께 트럭에 사이드 미러가 없다. 밀러 컴 시스템은 차량 외부에 장착된 2대의 카메라와 운전석 내부 A-기둥에 장착된 2개 15인치 디스플레이로 구성되어 측 후방의 사각 지대를 오프오링 어린이 운전자에게 향상된 전 방위 시야를 제공한다. 또 사이드미러 제거로 공기역학과 안전성, 차량 조작의 효율성을 향상시킬 수 있다.이렇게 대이이다 러시아는 2014년 퓨처 트럭의 발표 후 지속적으로 자율 주행 부분 기술을 한 단계씩 추가하는 완전 자율 주행에 다가오는 모습이다.​

구글의 자율 주행 사업 부문인 웨이 운전하는 2018년 3월부터 미국 비상으로 아이를 달렌터에서 자율 주행 화물 자동차 운행의 시험 서비스를 시작했다. 사실, 구글은 10년간 자율 주행 기술을 조사 개발한 업계 선두다. 2018년 12월 41에는 완전 무인의 자율 주행 택시 서비스 시범 사업을 실시하고, 그동안의 축적된 기술을 나타내고 있다. 웨이 모의 자율 주행 화물 자동차는 우선 구글 데이터 센터 내 화물 운송의 1부를 맡게 될 것이었다 웨이 모 트랙에 사용되는 자율 주행 센서 및 기술은 웨이 모기가 시험 운행 중인 포시피카의 미니밴에 들어간 것과 상당 부분 히가시 1 했다고 한다. 소형차에 비해 대형 화물차의 경우 길이가 길고 회전반경이 크기 때문에 여러 가지 고려 요소가 존재하지만 그동안 축적된 기술에 따라 자율주행에 앞장설 것으로 기대된다.

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자료:전자 신문, http://www.et세로프게 s.com/20180310000033​

뉴로는 슈퍼 마켓 배송용의 자율 주행 자동차를 개발하고 미국의 슈퍼 마켓 체인 크로 거(Kroger)와 제휴를 통해서 20일 8년의 시범 서비스를 시작했다. 뉴로(Nuro)는 두 구글 웨이 모 출신의 엔지니어가 공동 창업한 자율 주행 로봇 분야 스타트 업이었다 뉴로는 기존 상품 배송용 로봇과 달리 보도가 아닌 도로를 주행할 수 있도록 설계됐다. 자율주행 자동차 기술을 채택하고 있지만 사람이 타는 것이 아니라 상품이 적재된다.

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자료:오토 데일리, http://www.autodaily.co.kr/새로 s/articleView.html?idxno=406715​ 일반, 자율 주행 자동차와 마찬가지로 라이더, 레이요, 카메라 등을 탑재하고 있어 보행자나 자전거 인식, 장어 린이 물의 회피 등의 기능을 갖추고 있다. 고객이 스마트 폰을 사용하고 식료품을 구입하면 자동 운전 차가 물건을 싣고 배달하는 방식입니다. 트렁크 내부의 온도 조절도 가능하고 신선하고 맛있는 음식 배송도 가능하다. 완전 무인자동차로 탑승자 안전을 위한 별도의 장치가 필요 없고 제조단가가 낮다는 장점이 있다.​

스트롤링 드래곤(Strolling Dragon)은 중국의 물류 회사인 쑤닝 물류(Suning Logistics)가 상하이에서 시험 주행을 완료한 자율주행 중장비 트럭이다. 스토우롤링도라곤은 L4자율 주행 능력을 갖고 있으며 쑤닝 물류(Suning Logistics)의 자동화 차량 중 가장 큰 무인 화물 자동차였다 인공 지능(AI), 디플러 닌 기술이나 레이저 레이더 같은에 나비 무당 장치를 갖춘 스토우롤링도라곤은 300m이상의 거리에서도 장애물을 신속하게 인식할 수 있다. 역시 비상 정지가 가능, 25m/s의 반응 속도로 장애 기물을 피할 수 있고 80km/h의 속도에서도 안전하고 자율적인 주행이 가능한 것으로 소개된다. 쑤닝은 자율주행 화물자동차, 자동화된 차량과 로봇을 통해 배송업무를 원활하게 수행하는 스마트 물류시스템을 구축하는 방안이었다.

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자료:로봇 신문 http://www.irobot새로 s.com/새로 s/articleView.html?idxno=14040

중국에서는 인공지능(AI)과 자율주행 트럭 기술이 만자신항의 무인화를 시도하고 있다. 중국 자율주행 트럭 스타트업 투 심플(tusimple)은 항구의 무인화를 위한 자율주행 화물자동차를 유출했다. 항만 내에서 자율주행이 가능한 자율주행 화물자동차가 컨테이너크 상하차를 완주하는 영상도 유출됐습니다. 자율주행 화물자동차의 항만 적용을 위해 기존 항구 시스템과 연결할 수 있는 무인 컨테이너 운영 솔루션도 개발했다.

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자료:South China Morning Post, https://www.scmp.com/video/china/2140299/chinese-self-driving-truck-start-tusimpleaid-port-logistics​ 간선 운송, 자율 주행은<그림 8>과 함께 앞서고 성공한 바 있다. 간선 운송과 함께 구역 내 운송으로 이어지는 무인 자율주행 기술 솔루션을 보유한 진보를 보이고 있다. 항만 내에서는 5대의 완전 자율 주행 화물 자동차가 시험 운행을 실시했고 향후 항만 테스트에 25대의 화물 자동차가 투입될 것이라고 내다봤다. 항만과 같이 특정 구역을 운행하는 것과 외부 도로에서 운행하는 것은 기술적인 차이가 있지만, 양쪽이 안전하게 실현되면 자율주행에 상당히 근접한 상황이라고 낙관할 수 있을 것이다.

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자료:TuSimple, https://www.youtube.com/watch?v=teMXT-j6jns

국내에서는 20하나 8년 8월 현대 자동차가 대형 트레일러 자율 주행 차량에서 의왕-인천 간 약 40km구간 고속 도로, 자율 주행에 성공했다.

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자료:HMG·저널과 현대 자동차 그룹의 뉴스 미디어(https://blog.hmgjournal.com)​ 현대 자동차가 보인 시연은 미국 자동차 공학회(SAE)기준 3단계 자율 주행 기술을 갖춘 훈련 1러시아가 연결된 최대 중량 40톤 급 엑시 안또 자율 주행 차 1대에서 열렸다. 국토 교통부는 2018년 6월 내용, 거실 그늘에 현대 자동차에 대형 트럭 자율 주행 이다시 운행 허가증을 발행했습니다. 현대차는 자율주행 트럭의 물류산업 활용의 현실성 검증을 위해 계열사인 현대글로비스와 협업해 실제 해외 수출 부분을 싣고 달리는 시나리오를 선택했습니다. 자율 주행 차는 고속 도로의 자연스러운 교통의 흐름과 연계한 차선의 유지, 지능형 차선 변경 기능, 선두 차량의 차선 변경식 대응, 도로 정체의 정세에 통한 완전 정지나 출발, 터널 통과(2)등의 기술을 안정적으로 선 보였다. 다만, 영동 고속 도로에서 제2경인 고속 도로로 갈아타고 서창 JC구간에서는 가장 작은 안전을 확보하기 때문에 운전자가 직접 운전하도록 했습니다. 서창JC를 지본인면, 다시 목적지인 능해IC까지 자율주행 모두 전환했다.

이미 봤듯이 세계적으로 자율주행 기술의 개발은 활발하다. 승용차를 시작으로 화물자동차까지 점차 그 범위가 확대되고 있는 실정이라 상용화는 멀지 않아 보인다. 자율주행 화물자동차의 도입비용을 생각하지 않을 수 없는 경제적 사건이지만, 우선적으로 자율주행 기술이 도입되었을 때 물류시장에서의 효과를 보자.전체적으로 보면 자율주행 화물자동차의 등장으로 물류산업의 패러다임이 획기적으로 전환될 것이다. 물류산업의 최적화와 효율화를 도모해, 다양한 물류 시장의 사건점을 해결하는 해결사의 등장이라고도 말할 수 있다.둘째, 자율주행 화물자동차가 상용화되면 안정성을 낮춰 교통문제율을 현저히 오전에 낼 수 있을 것으로 예상한다. 최초의 단전 방향 센서로 사람이 알아채지 못하는 부분까지 실시간으로 완벽하게 감지해 대응하면 이론상 문제 발생의 활 하나 없기 때문이다. 물론 도로상에서 발생하는 변수를 완벽하게 대응할 수 있을 때 이미지다.둘째, 정확한 운송 일정의 관리와 운송 시간의 감소로 운영 효율을 극대화할 수 있다. 무인 수송의 경우, 수면시간,식사, 해우소, 휴식시간 등은 포함되지 않았기 때문이었다 이를 통해 운송 효율이 증가하고 운송의 정시성도 향상될 것이다. 셋째, 연비 향상으로 연료비가 절감될 것이다 자율주행의 경우 최적연비 주행기능이 탑재돼 사람이 운전하는 것보다 연비가 향상될 수 있다. 역시 사글리므로, 안전한 지상서의 차체를 가벼운 소재로 제작할 수 있게 된다. 차량의 중량은 연비에 가장 직결된 부분으로 중량 감소로 연료를 절약하고 연비를 높일 수 있다.

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넷째, 화물자동차 운전사 부족 문제와 노동환경 개선이었다. 미국, 유럽, 중국 등지로 몇 천 킬로미터 이상의 장거리 수송을 하면 큰 효과를 볼 수 있다 장거리 운전자들은 며칠씩 걸리는 장거리 운행 때문에 가족과 떨어져 지내거나 앉아서 운전만 하는 바람에 건강 문제 등 큰 어려움을 겪고 있다. 젊은층은 강력한 운전업종을 기피하고 있고, 운전자 부족 문제도 심화되고 있다. 자율주행은 이런 강력한 운전업무를 무인으로 대체하고 자신의 업무강도를 완화하는 수단이 되어 앞으로 운전자 부족 문제를 잘 해결할 수 있을 것이다.

국내 화물운송시장의 운송거리는 미쿡, 유럽, 중국 모두 길지 않다. 장거리 대표의 구간인 서울-부산도 500km이내에 한 이틀의 수준이라면 왕복 운송이 가능하다. 국내 여건에서는 해외에 비해 자율주행 화물차 수요가 다소 적을 수 있다는 생각이 든다. 20일 8년 2월 제일차 KOTI의 화물 운송 시장의 발전 포럼에서 "화물 자동차 자율 주행 기술 개발 현황 및 발전 의도"라는 주제를 다룬 바 있다. 화물운송시장 이해 관계자들의 자율주행 화물차 도입과 관련해 가장 중요한 고려사항은 비용 문제였다. 트럭이 상용화된다고 해도 기존 트럭에 비해 값비싼 기기가 될 것이다 지금의 기술 수준으로는 기존의 화물 자동차 가격의 2배 이상으로 자율 주행 업계는 예상했다. 이어 처음 단장비 기술이 발전하고 수요가 많아지면 가격이 떨어지겠지만 사업자 입장에서 투자에 대한 이익이 보장돼야 도입하는 것은 당연했다. 자율주행 화물차가 운전자의 역할을 얼마나 대체할 수 있는지, 그 수준과 비용이 향후 도입 시기를 가늠할 수 있을 것이다. 또 한가지 모든 기술을 받아들여1필요가 없다는 것이었다 각 사업자의 필요에 따른 부분적인 도입이 가능했다. 장거리 고속 도로 운행이 많은 사업자는 현재 Level3기술에서도 운전 가능한 자율 주행 기술을 융합시킬 수도 있다. 한때 물류센터 자동운반 로봇인 키바로봇이 화제가 된 적이 있었다. 그러나 국내 물류센터는 미쿡, 중국 등과 마찬가지로 평면의 넓은 공간이 아니다. 다소 좁은 면적을 복수층으로 구분해 물류센터가 형성되어 있어 국내에 있어서의 키바 로봇의 도입은 그다지 적극적이지 않았다. 이와 마찬가지로 자율 주행 기술도 각 사업 환경에 의해서 필이 쵸크슬이 도입되는 것이 국내 시장의 향후 모습 1, 시장 원리에 따른 흐름 1것이었다 마지막으로 국내 운송시장에 맞는 다양한 자율주행 기술의 개발이 필요하다는 소견이 있다. 예컨대 라스토우마 1배송으로 자율 주행의 도입 전략이었다 전자 상거래의 발달로 소화물 취급량이 많아지면서, 라스토우마 1배송 물동량이 크게 증가하고 있다. 택배기사의 경우 좁은 지상에서 짧은 거리를 여러 번 반복해 택배화물을 배송한다. 하루 약 200~300여개를 배송하는데 짧은 거리를 이동할 때마다 운전석에 올랐다 내렸다를 반복해야 할 것이다. 그런 환경에 맞춰 짧은 거리는 운전자가 직접 타지 않고 자율주행으로 승하차 노동을 대체하겠다는 의도가 강구된다. 이처럼 운송 환경에 맞춰 다양한 기술을 다각도로 도입하는 의도가 필요하다.​

자율주행은 대부분의 사람들이 기대했던 기술 분야였다 필자도 요즘 운전할 때마다 자율주행이 된다면 교통체증이 생겨도 편하게 이동할 수 있지 않을까 하는 소견이 많다. 운전이 재밌을 때도 있지만 어쩔 수 없이 할 일도 많기 때문이었다. 실제로 도로 위에는 예측하지 못한 변수가 많아 자율주행이 언제 완벽하게 우리 생활 속으로 들어갈지는 예상하기 어렵다. 하지만 각 부품 기술이 한 단계씩 연착륙할 때마다 자율주행에 근접해 있는 것은 확실하다. 그리고 그 기술은 기존의 생활 방식을 편리하고 효율적으로 만들 것이다 먼 미래인지, 가까운 근년인지는 확실치 않지만 화물운송시장에도 자율주행 기술을 단계적으로 도입해 종사자의 업무환경 개선과 즐거운 일자리가 생기길 기대한다.​ 참고 문헌 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.South반도 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. 전과 인문 http://www.et세로프게 s.com/201803100000337. 오토 데일리, http://www.autodaily.co.kr/세로프게 s/articleView.html?idxno=4067158. 로봇 신문 http://www.irobot세로프게 s.com/세로프게 s/articleView.html?idxno=140409.HMG·저널과 현대 자동차 그룹의 뉴스 미디어(https://blog.hmgjournal.com)​ 문:싱밍송/물류 연구 본부 연구원 출처:한국 교통 연구원 물류 브리프