스마트시티는 한글로 풀면 지능형 도시라고 해석할 수 있습니다. 지능형 도시란 무엇이며 지능을 가진 똑똑한 도시는 어떻게 진화하고 있을까요? 이번 편에서는 지능형 도시 구현을 위해서 4차 산업혁명의 핵심 기술인 인공지능이 적용되고 있는 사례들을 살펴보고 똑똑한 미래 도시의 진화 방향을 살펴보도록 하겠습니다.
스마트시티에서의 미래 교통 체계는 지금 우리가 이용하는 교통 체계와는 전혀 다른 모습이 될 것입니다. 그렇다면 미래에는 어떠한 교통수단을 이용해서 다니게 될까요? 또 교통수단이 활성화되려면 같이 도입해야 할 환경은 무엇이 있을까요?
어떠한 자율주행 차량이 스마트시티에 도입이 될까?
최근 교통 체계 관련 가장 많이 언급되는 것은 자율주행 차량입니다. 많은 기업이 자율주행 차량 개발에 힘을 쏟고 있고, 많은 도시에서도 자율주행 차량을 우선적으로 도입하려는 검토나 시도를 하고 있습니다.
전문 조사기관인 Navigant Research에 따르면 2018년 현재 자율주행 기술이 가장 앞선 기업은 GM이라고 합니다. 이어서 구글 자매사 웨이모, 다임러-보쉬, 포드, 폭스바겐 그룹 등의 순으로 평가했습니다.
글로벌 기업들은 자율주행 기술 5단계 중 3~4단계의 기술을 확보한 것으로 알려져 있습니다. 하지만 실제로 양산, 특히 5단계의 완전한 자율주행 차량이 도로에 등장하기까지는 시간이 걸릴 것으로 예상합니다.
따라서 일반 사람들의 개인 차량보다는 버스나 택시 등 대중교통에 자율주행 차량이 먼저 도입될 것입니다. 특히 일정한 노선을 다니는 버스는 자율주행 차량이 가장 먼저 도입될 분야입니다. 이미 싱가폴, 프랑스, 미국, 호주 등 여러 나라에서 작은 지역 대상이지만, 자율주행 셔틀이 다니고 있습니다.
자율주행 셔틀이 활성화된다면 대규모 도시의 경우 더 촘촘한 대중교통 체계를 구축할 수 있어 개인 차량을 이용하는 수요를 대체할 수 있습니다. 지금의 대형 버스 위주의 대중교통 수단을 이용하기 위해서는 사람들이 집에서 큰 도로까지 걸어 나와서 이용해야 하는 불편함이 있습니다.
그러나 소형 자율주행 셔틀이 보편화된다면 마치 유치원 등하교 버스가 집 앞까지 오는 것처럼, 골목까지 서비스를 제공할 수 있게 될 것입니다. 더 나아가 자율주행 택시까지 완벽하게 도시에 정착이 된다면 자율주행 중심의 모빌리티 서비스 제공이 가능한 스마트시티가 될 것입니다.
다른 한편으로 하늘을 나는 차량을 목표로 하는 경우도 있습니다. 일본 정부는 10년 이내에 공중을 나는 차량 도입을 목표로 우버, 에어버스, 보잉, NEC, 전일본공수(ANA), 도요타의 지원을 받는 스타트업 ‘카티베이터'(Cartivator) 등 기업으로 구성된 그룹을 출범시키면서, 올해 이 계획의 로드맵 초안을 내놓을 계획입니다.
우버는 이미 ‘플라잉 택시(Flying Taxi)’ 모델을 공개하고 2023년까지 2천만 유로(약 259억 원)를 투자해 프랑스 파리의 신규 시설에서 플라잉 택시 서비스를 개발하기로 했습니다. 또한 아우디와 에어버스, 구글의 공동 창업자 래리 페이지가 세운 키티호크 역시 이 분야에 뛰어들었습니다.1
핵심은 자율주행 차량이 아니라 커넥티드 카
그렇다면 자율주행 차량이 잘 운행되려면 어떤 것이 필요할까요? 이를 위해서는 차와 주변의 차가 연결되고, 도로 등 스마트시티 인프라들과 연결이 되어야 합니다. 자율주행 차량 혼자서 모든 상황을 판단해서 운전하는 것보다는 주변의 차들과 끊임없이 정보를 주고받고, 스마트 도로를 통해 수 ㎞ 앞에서 발생한 교통사고나 안개 등의 돌발 상황에 미리 대비할 수 있기 때문입니다.
이렇게 주변 모든 것과 연결되는 차량 운행 기술 체계를 V2X라고 합니다. V2X는 Vehicle to Everything의 약자로, 차량이 주행 중 도로나 교통 시설, 다른 차량 등과 정보를 교환•공유할 수 있는 기술을 말합니다.
그리고 V2X를 통해 모든 것과 연결되는 차량을 커넥티드 카(Connected Car)라고 합니다. 완전한 자율주행 차량은 커넥티드 카 기술을 통해 완성되겠지만, 자율주행 차량은 커넥티드 카를 통해 바뀔 미래 교통 체계의 한 부분일 뿐입니다.
우선 커넥티드 카는 자율 협력 주행이 가능합니다. 자율주행 차량은 자기 혼자서 앞뒤 차량과의 안전거리를 유지하면서 운행될 수밖에 없지만, 커넥티드 카가 보편화되면 여러 대의 차량이 같이 팀을 이루어서 운행할 수 있습니다.
이러한 것을 군집주행(Platooning) 기술이라고 하는데, 선두의 차량과 뒤에 따르는 여러 대의 차량이 끊임없이 정보를 주고받으면서 운행을 할 수 있습니다. 업계에서는 이를 통해 교통안전을 확보하고, 연료비도 10% 이상 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
군집주행 기술 적용이 우선 검토되고 있는 분야는 트럭 등 상용차 분야입니다. 일본의 경우에는 2020년까지 고속도로 트럭 군집주행 기술을 테스트하고, 2022년까지 도쿄-오사카 간 도로에서 트럭 군집주행 실용화를 추진해, 2022년부터 본격적인 도입에 나설 예정입니다.2 볼보 트럭도 스웨덴, 독일, 네덜란드를 잇는 군집주행 테스트에 참여해 기술 개발을 하고 있습니다.
특히 커넥티드 카는 인포테인먼트 분야에 더 많은 변화를 가져올 것입니다. 개인용 자율주행 차량이든, 자율주행 셔틀이든, 사람들은 앞으로 이동의 시간에 더 많은 자유 시간을 갖게 될 것입니다. 이렇게 확보된 새로운 자유 시간 동안 사람들은 회사 일을 더 하거나, 아니면 음악이나 영화를 즐길 수 있게 됩니다.
이러한 이동 간의 자유 개념을 더 확장하여 도요타는 ‘이동 서비스 플랫폼’인 ‘이팔레트(e-Palette)’를 소개하고 있습니다. 이팔레트는 카세어링 등의 일반 승객을 이동시키는 역할을 할 수도 있고, 상점이나 이동용 호텔도 될 수 있다고 제시하고 있습니다. 즉 차량이 이동하는 모든 서비스 공간이 될 수 있다는 것이고, 이러한 서비스를 제공하는 핵심 기술 중 하나가 커넥티드 카 기술이 될 것입니다.
커넥티드 카를 선점하기 위해 글로벌 기업들은 많은 투자를 통해 제품을 개발하고 있습니다. 특히 커넥티드 카 플랫폼에서는 구글 ‘안드로이드 오토(Android Auto)’, 애플 ‘카 플레이(Car Paly)’가 경쟁 중이며, 스마트폰에 이어 새로운 격전지가 될 것으로 예상됩니다.
양방향 통신이 가능한 차세대 첨단교통체계(C-ITS)를 도입하다.
앞서 말씀드린 커넥티드 카는 차량과 차량 간 통신(V2V, Vehicle to Vehicle) 및 차량과 도로 인프라 간 통신(V2I, Vehicle to Infrastructure)이 필요함을 설명해 드렸습니다. 그러나 도시에는 많은 종류의 차량이 이동하고 있으며, 교통사고나 도로 수리 등 돌발 상황 또한 지속해서 발생하고 있습니다. 그러기에 스마트시티에서는 차량뿐만 아니라 도시 인프라에 대한 관리까지 고민해야 합니다.
이에 대한 해결방법이 바로 차량 및 차량 주변의 전체적인 정보를 관리하고 조정하는 차세대 첨단교통체계(C-ITS, Cooperative-Intelligent Transport Systems)입니다.
현재 도로 위의 차량은 교통신호와 정해진 교통규칙에 의해 이동하고 있으며 차량 경로 안내용 내비게이션과 운전자의 직접적인 시야에 의한 정보 외에 차량 이동 경로의 실시간 교통사고나 도로의 이상 상태 등을 미리 파악하고 대처하기는 쉽지 않습니다.
그러나 앞으로의 스마트시티에서는 목적지 외에는 차 이동에 대해 아무것도 신경 쓰지 않아도 될 수 있습니다. 차세대 첨단교통체계에 의해 더욱 정교해진 실시간 교통신호 통제와 차량 이동에 대한 직•간접적인 제어를 통해 도로 위의 이동이 더욱 편리하고 안전해질 것이기 때문입니다.
이런 차세대 첨단교통체계는 국가의 미래 핵심 먹거리가 될 가능성이 크기에 주요 국가들은 기술을 선도하고 시장을 선점하고 위해 노력하고 있습니다.
미국의 경우 차량 간 통신에 대해 오래전부터 투자를 하고 있습니다. 1997년 자동 도로 시스템(Automated Highway System, 자동차에 위험 경고나 운전 보조를 해서 안전 주행을 지원하는 시스템)을 시작으로 최근에는 ‘지능형 교통체계 전략 계획 2015-2019’을 통해 커넥티드 카의 실용화와 첨단 자동화를 추진하고 있습니다.3
향후 첨단교통체계를 통해 약 80%의 교통사고 예방 효과를 기대하고 있으며, 2019년부터는 모든 상용 차량에 커넥티드 차량용 단말기의 장착을 의무화할 예정입니다.
유럽은 커넥티드 카와 자율주행차의 상용화를 위한 회원국 간 협력 합의(암스테르담 선언, 2016년)를 통해 2019년까지 C-ITS 용 인프라 구축을 진행하고 있습니다. 2020년까지 운전자가 필요 없는 주행 수준(Level 4)을 완료하고, 자동차에 운전의 우선권 및 책임이 있으며 자동차 페달과 운전대가 필요 없는 완전자율주행 단계(Level 5)는 2025년 개발 완료를 목표로 하고 있습니다. 4
우리나라도 첨단교통체계에 오랜 시간 투자해오고 있습니다. 대전-세종 간 첨단교통체계 시범사업(2016년)을 통해 기술에 대한 실증을 완료했으며, 제주 차세대 지능형 교통 시스템(2018년~2020년)을 구축 중입니다.5
또한 4세대 이동통신(LTE)과 차량무선통신(WAVE, Wireless Access in Vehicular Environments)을 결합한 차량-사물 간 통신(V2X·Vehicle to Everything) 인프라의 구축 및 오차범위 30㎝ 이내 고정밀지도 등 미래 기술을 확보하기 위한 사업을 진행 중입니다.
점차 도시가 복잡해지면서 교통 문제는 모든 도시가 해결하고 싶은 숙제이며, 앞으로 자율주행을 중심으로 우리가 이용하게 될 모빌리티 서비스는 이러한 문제를 더욱 안전하고 편리하게 해결하게 될 것입니다. 다만 아직 자율주행 기술이 언제 완벽하게 우리의 삶 속으로 들어올지 모르지만, 앞서 말씀드린 기술적인 측면과 아울러 법률 제도 등의 사회적 제도들도 갖추어야 할 것입니다.
예를 들어 자율주행 차량이 사고를 냈을 때, 제조사가 책임을 질 것인지, 아니면 차량 탑승자가 책임을 질 것인지 등의 문제에 대해 미리 많은 고민과 사회적 합의를 해야 할 것입니다. 빠른 시일 내에 스마트시티가 확산되어 안전하고 편안한 자율주행 커넥티드 차량을 이용할 수 있게 되기를 기대합니다.
글 l LG CNS 엔트루컨설팅 스마트엔지니어링그룹
[‘스마트시티’ 연재 현황]
[1편] 각국의 도시와 기업은 왜 스마트시티에 집중할까?
[2편] 스마트시티, 미래 모습을 현재에 그리다.
[3편] 도시, 분산발전을 통해 에너지를 생산하다.
[4편] ESS, 새로운 발전소 없이 전력을 공급한다.
[5편] ESS를 이용하여 휴대폰 요금을 면제 받는다면?
[6편] 전기를 아끼면 돈을 벌 수 있을까?
[7편] 똑똑한 도시로의 진화, 스마트시티의 미래
[8편] 스마트시티에 어울리는 건축물, 그린 빌딩
[9편] 싱가포르가 전 국토를 가상현실로 만드는 이유는?
[10편] 건물의 에너지 사용을 제어하는 인공지능
[11편] 시민과 함께 만드는 스마트시티의 새로운 행정 서비스
[12편] 스마트시티, 차세대 드론 서비스를 제시하다
[13편] 스마트시티, 건설 로봇이 짓고 물류 로봇이 배달한다
[14편] 자율주행 차량이 스마트시티와 연결된다면?
