자율주행 화물자동차 개발 현황과 국내 시장 적용계획

자동차 시장은 자동차 생산 이래 최대의 변혁기를 맞고 있는 중이었다 “다양한 산업기술의 융복합 결정체인 (Autonomous vehicles)의 개발이 그 주된 동인이었던 자율주행자동차 기술개발은 과거부터 계속 진행되어 왔으나, 지금은 국민의 생활 가까이에 도달한 추세라고 할 수 있어” 이에 따라 세계 각국은 자율주행 기술개발의 주도권을 잡기 위해 치열한 기술경쟁에 열을 올렸고, 구글은 2018년 12월 4일 첫 무인택시 시범사업을 시행해 자율주행시대를 여는 신호탄을 쏘아 올렸다. 시범사업 대상인 400명의 회원으로부터 안전 부분에서 통과점을 받고 있다는 언론의 보도도 들려온다. ‘We’re building the world’s Most Experienced Driver™’는 구글 자율주행 자회사인 웨이모의 홈페이지 첫 화면에 나쁘지 않다는 모토였다. 세계에서 가장 경험이 많은 운전자를 만들고 있다는 것이었다 이미 Google에서 자동 운전 테스트 주행 거리가 1,000만마일(1600만 km)을 돌파했다는 것은 일반적인 혼자서는 불가능한 운전 경험이라고 말할 수 있어 그동안의 기술 개발의 진척 상황을 보내겠습니다. 자율주행은 승용차뿐 아니라 화물자동차도 마찬가지 개발되고 있다. 특히 향후 물류시장이 직면할 화물자동차 운전자의 고령화, 운전인력 부족, 안전성, 물류비 등 여러 문제점을 해결할 수 있는 좋은 대안이라고 본다. 본고에서는 최근 개발되는 자율 주행 화물 자동차의 기술 개발 현황과 도입 효과 및 국내 운송 시장 이해 관계자들의 의견을 정리하고 소개하겠습니다.​

벨라는 볼보사에서 개발 중인 자율주행 전기화물자동차의 콘셉트카였다. 벨라는 운전석이 없었으며, 특이하게 생긴 화물 최대 적재량은 32톤이었다. 벨라는 <그림 1>에 나타나 분리형 트레일러를 운송하는 트랙터와 같은 형태로 화물이 탑재되어 있는 트레일러 아래로 들어가 연결한 후 이동하는 방식이다.

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자료: 트럭스닷컴, https://www.trucks.com/2018/09/13/vera-volvo-trucks-electric-autonomous-truck 벨라는 클라우드 서비스를 기반으로 운송 통제 센터에서 원격으로 구동되기 때문에 우선은 비교적 단거리 대량 수송, 반복적이고 정기적인 고정 경로 수송 등에 활용될 것으로 예상된다. 벨라의 주된 기술적 특징은 센티미터 이내의 단위로 차량의 현재 위치를 파악하고 모니터링하여 차량에 발생하는 정세에 정확하고 신속하게 대응할 수 있다는 것이었다. 운송 통제 센터는 운송 상황을 지속적으로 모니터링하고 각 차량의 위치, 배터리 충전 상황, 화물 적재량 및 차량의 정비 요구사항 등에 대한 피드백을 받아. 이를통해불필요한대기시간을줄여운송의정확성을향상시킬수있어. 역시 같은 경로를 운행하는 차량과 연계하여 교통흐름을 최적화할 뿐만 아니라 배기가스가 없어 소리가 적어 친환경 운송에도 기여할 것으로 기대된다. 볼보 측은 벨라를 이용한 솔루션은 기존 도로 인프라와 트레일러(Load carriers)를 활용하기 때문에 비용적인 측면에서도 효과적이라고 설명했다. 벨라는 현재 개발 중이고 상용화는 아직 미정이었다

다임러는 2014년 7월 자율주행 콘셉트 트랙인 퓨처트럭 2025를 소개했다. 컨셉은 <그림 2>와 함께 완전 자율주행이며, 실용화 시기를 2025년으로 목표로 하고 있다. 다임러는 2015년에는, 차량에 탑재된 카메라 본인 레이더를 이용해, 주변의 상황을 감지해 주행하는 「하이웨이 파일럿」시스템을 발표했다. 역시, 미쿡네바다주에서 세계 최초로 자율주행 트럭의 도로 주행 번호판을 취득해, 미쿡으로 당초 일반도로에서의 자율주행 화물자동차 군집주행을 실시했다. 2016년에는 네덜란드 정부 주도로 자율주행 화물자동차의 군중주행 연구에 참여해 독일과 네덜란드 도로에서 3대의 군중주행 테스트를 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 열린 ‘IAACommercial Vehicles 2018’에서 양산형 부분 자율주행 시스템인 액티브 드라이브 어시스트(ADS: Active Drive Assist) 기술을 선보였다. ADS는 자동차 스스로 브레이크·가속·스티어링이 가능해 액티브 레이더와 카메라를 통해 전달되는 도로 정보를 결합해 차량의 전방·측면·상하 지형 등 전방향의 움직임을 어떤 속도에서도 능동적으로 제어하는 기술이었다. 기본적으로는 운전자의 개입이 필요하지만, 운전의 편리성이나 사고예방 등 안전성 향상에 크게 기여할 수 있는 것으로 평가됩니다. 아울러 사이드미러 대신 미러컴이 적용된 최초의 미러리스트럭 기술도 선보였다. <그림 3>과 함께 트럭에 사이드 미러가 없다. 미러캠 시스템은 차량 외부에 장착된 2대의 카메라와 운전석 내부의 A-필러에 장착된 2개의 15인치 디스플레이로 구성되며 측후방 사각지대가 없어 어린이 운전자에게 향상된 전방위 시야를 재공합니다. 역시 사이드 미러의 제거로 공기 역학, 안전성, 차량 조작의 효율성을 향상시킬 수 있어.이와 함께 다임러는 2014년 퓨처트럭 이후 지속적으로 자율주행 부분의 기술을 1단계씩 추가해 완전 자율주행에 접근하는 모습이었다.​

구글의 자율 주행 사업 부문인 웨이모는, 2018년 3월부터 조지아주 애틀랜타에서 자율 주행 화물 자동차의 운행 모델 서비스를 개시했어. 실제, 구글은 약 10년간 자율 주행 기술을 연구 개발해 온 업계 톱이라고도 말할 수 있다. 2018년 12월 4일에는 완전 무인 자율주행 택시 서비스 시범사업을 실시해 그동안 축적된 기술을 보여주고 있다. 웨이모의 자율주행차들은 우선 구글 데이터 센터 내의 일부 화물 수송을 담당할 것이다 웨이모 트럭에 사용되는 자율주행 센서나 기술은 웨이모가 시험운행 중인 퍼시픽카 미니밴에 들어간 것과 상당 부분 같다고 한다. 소형차에 비해 대형 화물차의 경우 길이가 길고 회전 반경이 커 여러 가지 고려 요소가 존재하지만 그동안 축적된 기술을 통해 자율주행 1위 업체로서의 면모를 보여줄 것으로 기대된다.

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자료:본인문, http://www.et 새롭게 http://www.et/20180310000033

뉴로는 슈퍼마켓 배송용 자율주행자동차를 개발해 미국의 슈퍼마켓 체인 ‘크로거(Kroger)’와 제휴해 2018년 시범 서비스를 시작했다. 뉴로(Nuro)는 2명의 구글 웨이모 출신 엔지니어가 공동 창업한 자율주행 로봇 분야의 스타트업이다. 뉴로는 기존의 상품 배송용 로봇과 달리 보도가 아닌 도로를 주행할 수 있도록 설계됐다. 자율주행자동차기술을채택하지만사람이탑승하는것이아니라상품이적재된다.

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자료:오토데일리, http://www.autodaily.co.kr/ 새롭게 s/article View.html?idxno=406715 일반 자율주행자동차와 동일하게 라이더, 레이입니다, 카메라 등을 탑재하고 있으며 보행자나 자전거 인식, 장애물 회피 등의 기능을 갖추고 있습니다. 고객이 스마트폰을 사용해 식료품을 구입하면 자율주행차가 물건을 실어 배달하는 방식입니다. 트렁크 내부 온도 조절도 가능하고 신선한 음식 배송도 가능하다. 완전무이제차로 탑승자의 안전을 위한 별도의 장치가 필요 없이 제조단가가 오른다는 장점이 있다.​

스트링드래곤(Strolling Dragon)은 중국 물류회사인 쑤닝물류(Suning Logistics)가 상하이에서 시험주행을 완료한 자율주행 중장비 트럭이다. 스트링드래곤은 L4 자율주행 능력을 갖춘 소령물류(Suning Logistics)의 자동차 중 최대 무인 화물자동차였다. AI·딥러닝 기술··레이더 같은 초기 단장치를 갖춘 ‘스트링 드래곤’은 300m 이상 거리에서도 장애물을 빠르게 인식할 수 있다. 또 비상 정지가 가능, 25m/s의 반응 속도로 장애물을 피할 수 있고 80km/h의 속도에서도 안전하고 자율적인 주행이 가능하다고 소개되고 있다. 쑤닝은 자율주행 화물자동차, 자동화된 차량과 로봇을 통해 배송업무를 원활하게 수행하는 스마트 물류시스템을 구축할 예정이었다.

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자료:로봇신문,h/신개s/articleView.html?idxno=14040

차이나에서는 인공지능(AI)과 자율주행 트럭 기술이 만과인항 무인화를 시도하고 있다. 차이나 자율 주행 트럭의 스타트업 투 심플은 항구 무인화를 위한 자율 주행 화물 자동차를 유출하였다. 항만 내에서 자율주행이 가능한 자율화물자동차가 컨테이너의 상하차를 달성하는 영상도 유출됐다. 자율주행 화물자동차의 항만 적용을 위해 기존 항구 시스템과 연결할 수 있는 무인 컨테이너 운영 솔루션도 함께 개발했다.

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자료: South 중국 Morning Post, https://www.scmp.com/video/china/2140299/chinese-self-driving-truck-start-tusimpleaid-port-logistics 간선 운송 자율주행은 <그림 8>과 함께 이미 성공하였다. 간선 운송과 함께 구역내 운송으로 연결되는 무인 자율주행 기술 솔루션을 보유한 진보를 보이고 있다. 항만 내에서는 5대의 완전 자율주행 화물자동차가 시험운행을 실시해 향후 항만테스트에 25대의 화물자동차가 투입될 것으로 전망하고 있다. 항만과 함께 특정 구역에서 운행하는 것과 외부 도로에서 운행하는 것은 기술적인 차이가 있지만 두 가지가 안전하게 실현된다면 자율주행에 훨씬 가까워진 귀취라고 낙관할 수 있을 것이다.

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

한국에서는 2018년 8월, 현대차가 대형 트레일러 자율주행차로 의왕-인천간 약 40km 구간의 고속도로 자율주행에 성공했어.

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자료: HMG저널과 현대차그룹 뉴스미디어(https://blog.hmgjournal.com), 현대차가 선보인 시연은 미국 자동차공학회(SAE) 기준 3단계 자율주행기술을 갖춘 트레일러가 연결된 최대 중량 40t급 액시언트 자율주행차 1대로 진행됐다. 국토교통부는 2018년 6월 내용처에서 현대자동차의 대형 트럭 자율주행입니다.시운행 가결증을 발부했다. 현대차는 자율주행트럭의 물류산업 활용의 현실성을 검증하기 위해 계열사인 현대글로비스와 공동으로 실제로 해외 수출부-다발을 싣고 달리는 시그아인리오를 선정했다. 자율주행차는 고속도로의 자연스러운 교통흐름과 연계한 차선 유지, 지능형 차선 변경 기능, 선두차선 변경 인식 대응, 도로 상황에 따른 완전정지 및 출발, 터널 가결(2개) 등의 기술을 안정적으로 선보였다. 다만 영동고속도로에서 제2경인고속도로로 갈아타는 서창JC 구간에서는 가장 작은 안전을 위해 운전자들이 직접 운전하도록 했다. 서창 JC를 지과인면이 다시 목적지인 능해IC까지 자율주행 모드로 전환했어.

전술한 바와 같이, 전세계적으로 자율 주행 기술의 개발은 활발하게 진행되고 있다. 승용차를 비롯해 화물자동차까지 점차 그 범위가 확대되고 있는 상황이라 상용화는 그리 멀지 않아 보인다. 자동 운전 화물 자동차의 도입 코스트는 훈계할 수밖에 없는 경제적 사건이지만, 우선적으로 자동 운전 기술이 도입되었을 때의 물류 시장에서 효과를 보고 싶습니다전반적으로 자율주행 화물 자동차의 등장에 의해 물류 산업의 패러다임이다.이 획기적으로 전환될 것이다. 물류 산업의 최적화·효율화를 도모해, 다양한 물류 시장의 과제를 해결하는 해결자의 등장이라고도 말할 수 있다.첫째, 자율주행화물자동차가 상용화되면 안전성 향상에 따라 교통사고율을 현저히 낮출 수 있을 것으로 예상됩니다. 첨단 전방향 센서를 통해 사람이 인지할 수 없는 부분까지 실시간으로 완벽하게 감지해 대응하면 이론상 사고가 발생할 수 없기 때문이다. 물론 도로상에서 발생하는 변수를 완벽하게 대응할 수 있을 때야말로 이미입니다.둘째, 운송 일정 관리 및 운송 시간의 감소로 운영 효율을 극대화할 수 있다. 무인 운송이라면 사람에게 필요한 수면, 섭취, 화장실, 휴식 시간이 운송 시간에 포함되지 않기 때문이다. 이에 따라 운송 효율은 증가하고 운송의 정시성도 향상될 것이다.셋째, 연비향상으로 연료비가 절감된다. 자율주행의 경우, 최적 연비 주행 기능이 탑재되어 사람이 운전하는 것보다 연비가 향상될 수 있다. 또 하나의 사고로부터 안전하고 차체를 가벼운 소재로 제작할 수 있게 된다. 차량 중량은 연비에 가장 직결되는 부분으로 중량 절감으로 연료 절약으로 연비 향상으로 이어진다.

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넷째, 화물자동차의 운전자 부족사건과 노동환경 개선이다. 미쿡, 유럽, China 등 수천 킬로 이상의 장거리 수송을 하는 영토에서는 큰 효과를 볼 것이다. 장거리 운전자들은 며칠씩 걸리는 장거리 운행 때문에 가족과 떨어져 지내거나 앉아서 운전하다 건강 사건 등으로 애를 먹고 있습니다. 젊은층은 고강도 운전업종을 기피하면서 운전자 부족 사건도 심각하게 대두되고 있다. 자율주행은 이런 고강도 운전업무를 무인으로 대체하거나 자신과 업무강도를 완화하는 수단이 되기 때문에 앞으로 운전자 부족 사건의 좋은 해법이 될 것이다.

국내 화물 운송 시장의 운송 거리는, 미국, 유럽, China와 같이 길지 않다. 장거리 대표 구간인 서울-부산도 500km 이내로 하루나 이틀 정도면 왕복 운송이 가능하다. 국내 환경에서는 해외에 비해 자율주행 화물차에 대한 수요가 다소 적을 수 있다는 소견도 있다. 2018년 12월 제11회 KOTRA 화물운송시장 발전포럼에서 ‘화물자동차 자율주행 기술개발 현황 및 발전방안’이라는 주제를 다룬 바 있다. 화물운송시장 이해관계자들의 자율주행 화물자동차 도입과 관련해 가장 중요한 고려사항은 비용사건이었다. 화물차가 상용화된다면 기존 화물차에 비해 가격이 비싸질 것이다 최근 기술수준으로는 기존 화물차 가격의 2배 이상이 될 것으로 자율주행업계는 예상하고 있다. 당초 단장비 기술이 발달하고 수요가 많아 영토 가격은 떨어지지만 사업자로서 투자에 대한 이익이 보장돼야 도입하는 것은 당연한 도리였다. 자율 주행 화물차가 운전자의 역할을 얼마나 대체할 수 있을지는 향후 도입 시기를 가늠할 수 있을 것이다 또 하나, 모든 기술을 받아들일 필요가 없다는 것이었다 각 사업자의 요구에 따른 부분적인 도입이 가능했다. 장거리 고속도로의 운행이 많은 사업자는, 현재 Level3 기술로도 운행 가능한 자율주행 기술을 도입할 수도 있어. 한때 물류센터의 자동운반 로봇인 키 즉시 로봇이 화제가 되기도 했다. 그러나, 국내 물류 센터는 미국, China등과 같이 평면의 넓은 공간이 아닙니다. 약간 좁은 면적을 복수층으로 구분해 물류센터가 형성되어 있어 국내에서의 키체 로봇의 도입은 그다지 적극적이지 않았다. 마찬가지로 자율주행기술도 각 사업환경에 따라 필익사가 도입되는 것이 국내 시장의 향후 모습일 것이고 시장원리에 따른 흐름일 것이다. 마지막으로 국내 운송시장에 맞는 다양한 자율주행기술 개발이 필요하다는 생각이 있다. 예를 들어 라스트 마일 배송을 통한 자율주행 도입 전략이었다 전자상거래의 발달에 따라 소화물의 취급량이 많고, 영토서, 라스트마일 배송의 취급량이 대폭 증가하고 있다. 택배기사의 경우 좁은 지상에서 짧은 거리를 왔다갔다 하면서 택배화물을 배송한다. 하루 약 200~300개를 배송하는데 짧은 거리를 이동할 때마다 운전석으로 오르내리기를 반복해야 한다. 이런 환경에 맞추어 짧은 거리는 운전사가 직접 타지 않고 자율 주행을 통해서 승강 노동에 대체 방안이 강구될 법도 없다. 이와 같이 수송 환경에 따른 다양한 기술을 다각도로 도입할 필요가 있다.​

자율주행은 대부분 사람들이 궁금해 하는 기술 분야였다. 필자도요즘운전할때마다자율운전을할수있다면교통체증이생성되더라도편하고즐겁게이동할수있지않을까하는생각을많이가지고있어. 운전이 재미있을 때도 있지만 어쩔 수 없이 하는 경우도 많기 때문이다. 사실 도로 위에는 예측하지 못한 변수가 수두룩하기 때문에 자율주행이 언제 완벽하게 우리 생활 속으로 들어갈지는 예상하기 어렵다. 하지만, 각 파트 기술이 한 단계씩 연착륙할 때마다 자율 주행에 가까워지고 있는 것은 확실하다. 따라서 기존의 생활이 나쁘지 않고 업무 방식을 편리하고 효율적으로 만들어 줄 것이다. 먼 장래인지, 가까운 장래인지는 확실하지 않지만 화물운송시장에도 자율주행기술의 단계적 도입에 의해 종사자의 업무환경 개선과 즐거운 일자리가 만들어지기를 기대한다.참고문헌 1. Trucks.com, https://www.trucks.com/2018/09/13/vera-volvo-trucks-electric-autonomous-truck2.Carjam, https://www.youtube.com/watch?v=XZxZC0lgOlc3.South, 중국 Morning Post, https://www.scmp.com/video/china/2140299/chinese-self-driving-truck-start-tusimple-aidport-logistics4.TuSimple,https https://www.youtube.com/watch?v=R_bIfdqCWRk6. 나는 나쁘지 않은 글, http://www.autodaily.co.kr/ 새로운 http://www.et/201803100000337. 오토데일리, http://www.autodaily.co.kr/ 새로운 http://www.autodaily.co.kr//새 s/article View.html?idxno=1409. HMG 저널-현대자동차그룹 뉴스미디어(https://blog.hmgjournal.com 물류연구: 신민성)

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