미래 교통 C-ITS 기술 동향_141

미래 교통 C-ITS 기술 동향

한국건설기술연구원 | 류승기 연구위원

Ⅰ. 개 요 ········································································ 143

Ⅱ. 동향 분석 ································································· 144

1. 국내 동향 ································································ 144

2. 해외 동향 ································································ 145

Ⅲ. 향후 전망 ································································· 147

<참고문헌> ······································································· 148

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미래 교통 C-ITS 기술 동향

한국건설기술연구원 | 류승기 연구위원

Green Technology Trend Report

Ⅰ. 개 요

도로 교통 산업은 여객과 물자를 전국으로 신속하고 효율적으로 수송하는 역할을 담당하여 국가

산업 경제에서 혈관과 같은 역할을 한다. 유럽의 경우, 전체 수송 물동량의 44%는 도로 교통망을

활용하고 있으며, 철도망이 발달한 유럽 국가에서도 도로 교통망이 여객 수송 분담률 73%를 담당

한다. 우리나라의 경우도 크게 다르지 않으며, 도로 교통망은 국가경제를 뒷받침하는 중요한

인프라이다. 그러나 최근 글로벌 경기 침체와 정부 정책 패러다임 변화로 도로에 대한 투자는

1990년대까지 급격하게 증가하였다가 2000년대부터 완만하게 증가하는 경향으로 바뀌었다. 반면,

자동차 시장은 2000년대까지 급속히 증가하다가 최근 들어 증가세가 둔화하였지만, 자동차 판매

대수는 지속적으로 증가하여 교통시설의 공급과 수요의 불균형으로 교통정체, 교통공해, 교통사고와

같은 문제를 양산하고 있다.

미국, 유럽 국가 및 아시아 선진국은 이러한 문제를 해결하기 위해 ITS 서비스를 적극적으로

도입하고 있으며, 최근에는 자동차에 모바일 통신 및 IT 기술을 융합하는 연구가 활발하다. 이

연구는 커넥티드 자동차, V2X, 지능형 자동차 등 여러 가지 명칭으로 사용하고 있는데, 포괄적

으로는 협력적 교통시스템(Cooperative 또는 Connected ITS, C-ITS)을 통칭한다. C-ITS 기술은

차세대 ITS 기술로 관심을 모으게 되었는데, 이는 스마트폰의 보급으로 인해 이동 중인 자동차에서

교통정보를 서로 교환할 수 있는 상호접속 통신환경이 구축되었기 때문이다. ITS 기술은 도로인프라,

자동차, 사람(이용자)을 대상으로 기존의 교통체계를 고도화하는 방향으로 발전하였으며, 특히,

도로인프라를 중심으로 고도화하는 기술이 대부분이었다. 최근 IT 및 통신기술의 발달로 자동차

IT 융합 기술은 기존 ITS 서비스 패러다임을 바꾸고 있으며, 이러한 과정에서 세계적으로 관심을

모으고 있는 기술이 C-ITS 기술이다. 즉, 도로인프라 중심의 기술이었던 ITS에서 자동차 및 이용자

중심의 C-ITS 기술로 전환되고 있다.

C-ITS 기술은 초기의 ITS 기본 방향을 보완한 것으로 혼잡 및 사고의 사후관리에서 사전예방

서비스로 발전하였다. C-ITS 기술은 자동차 내외부의 위험요소를 감지하여 운전자에게 알려

주거나 자동차가 자율적으로 운행하여 안전하고 편리한 주행환경을 조성하기 위한 것으로 자동차의

차체 검지기능 및 제어, 자동차와 도로, 자동차와 자동차 간 통신에 의한 송수신 등 자동차와

도로의 상호연계를 통해 운전자의 안전주행 서비스를 실현한다. C-ITS 기술은 사람, 자동차,

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도로인프라가 상호 접속하는 기술로 먼 미래의 이야기가 아닌 조만간 현실화되는 스마트한 교통

체계이다. 이번 보고서는 지금의 ITS 서비스를 보다 향상시킬 것으로 예상하고 있는 C-ITS

기술에 대한 국내외 기술 동향을 정리하였다.

Ⅱ. 동향 분석

1. 국내 동향

우리나라 ITS는 지능형교통체계 기본계획 21(2000년)을 수립한 후, 2012년에 C-ITS 개념을

보완해 수정계획을 발표했다. 여기서 C-ITS 기술이라 할 수 있는 자동차·도로 ITS는 도로교통

시스템의 구성요소(교통수단 및 시설)에 첨단기술을 적용하여 교통운영·관리의 효율성을 극대화

하고, 이용자 편의와 안전성을 제고하며, 연료소모 및 CO2 배출량을 저감시키는 미래형 교통체계로

정의하였다. 초기의 ITS 기술은 1993년 사회간접자본투자기획단에서 ITS 도입을 검토한 후 건설

교통부(현 국토교통부)를 중심으로 추진하였으며, 이때 지점 교통정보(교통량, 통행속도) 수집

체계와 실시간 전달체계와 센터시스템을 갖추면서 중앙정부 중심의 ITS 추진 기반을 조성했다.

이후 2000년대에는 5대 광역권을 중심으로 첨단교통모델도시 사업(2003년), 광역버스정보시스템,

전자지불수단 보급 확대, 차세대 교통기술 개발을 위한 R&D가 추진되었다. 최근 들어 ITS 근거

법인 교통체계효율화법을 국가통합교통체계효율화법으로 전부 개정(2009년)하면서 대상 범위를

자동차·도로, 철도, 해상, 항공교통분야로 확대하였다. 동시에, C-ITS 기술에 대한 국제적인

트렌드에 부합하도록 수정계획(2012년)을 개정했다.4)

한국의 ITS 기술은 주요 교통시스템을 중심으로 확대 추진하였으며, 특히, 고속도로, 일반국도

등 간선도로망을 중심으로 전국적으로 확대하였다. 고속도로는 약 3,600km 전 구간에 ITS

서비스를 제공하고 있으며, 고속도로 중심의 C-ITS 기술 기반을 갖추기 위해 수년전부터 차세대

고속도로 ITS 연구개발 프로젝트인 스마트 하이웨이 프로젝트를 추진하였다. 또한, 정부는 범 부처

3대 분야 17개 신성장동력에 ITS 기술을 포함해 향후 상용화될 차세대 ITS 기술을 개발하기 위한

국가사업을 추진했다. 국내에서는 자동차에 IT기술을 융합하여 운전 부주의 등으로 인한 사고를

방지하는 주행안전지원기술 개발과 자동차가 스스로 주행하는 자율주행기술 등 자동차 또는

이용자 중심의 C-ITS기술개발에 투자하고 있다. 국토교통부에서 2012년 수행한 u-Transportation

기반기술사업과 한국도로공사에서 현재 수행 중인 스마트 하이웨이 사업 등이 대표적이다.

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자료 : MOCT, “지능형교통체계(ITS)계획 2020”, 2012

<그림 1> 지능형교통체계 기술개발 아키텍처

2. 해외 동향

미국 연방도로국(FHWA)은 ITS 2010-2014 연구전략 프로그램을 최근 발표했는데, 교통상황을

스스로 인지하는 스마트 자동차인 커넥티드 자동차가 갖추어야 할 C-ITS 필수 기술과 기술개발

전략을 제시하였다.3)

커넥티드 기반의 DMA 기술은 교통 혼잡을 줄여 전국 교통망의 모빌리티를 향상시키기 위해

무선통신망 기반으로 교통약자를 위한 안전 정보, 통행 정보, 환경 정보를 서로 공유하게 하는

것이 기본 골격이다. 미래 교통 환경은 커넥티드 자동차와 스마트 인프라 환경에서 모바일 디바

이스와 도로 공간에서 생성되고 전달되는 많은 교통 데이터를 제공할 전망이다. 이러한 미래 교통

환경 속에서 우리가 이용하는 어플리케이션들은 보다 창의적이고 용이하게 사용되도록 개발되어야

하며, 개발된 어플리케이션 툴을 활용해 더욱 안전하고, 스마트해지며, 환경 친화적인 교통 환경을

조성하길 기대하고 있다. DMA 기술 개발의 실천 전략은 6개 분야(EableATIS, FRATIS,

IDTO, INFLO, MMITSS, RESCUME)를 개발하는 것이며, 자세한 내용은 미국 ITS홈페이지

(http://its.dot.gov)에서 확인할 수 있다.

실천전략을 요약하면, 첫째, 첨단여행자정보시스템의 고도화(Enable ATIS) 기술은 다양한

교통수단(승용차, 화물차, 전철, 비행기, 배, 자전거, 보행자 등)과 많은 교통인프라(도로, 철도,

항공, 해운 등)에서 생성되는 다양한 여행자 정보를 통합하도록 데이터 공유체계를 구축하여

출발지부터 목적지까지 모든 교통정보를 이용자의 요구에 맞추어 제공하는 기술이다. 여기에는

단기 예측 기술, 빅 데이터 처리 분석 기술의 개발과 더불어 운전을 방해하지 않는 전달 메커니즘

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기술도 포함된다. 미래의 여행자정보시스템은 더욱 직관적이고 신뢰성 높은 정보를 생성 및 제공

하는 체계를 요구하며, 이용자에게 보다 강력해진 실시간 의사결정 정보를 제공한다.

둘째, 첨단물류정보시스템(FRATIS) 기술은 물류 분야에 특화된 실시간 통행 관리 서비스로서,

화물 수송 공차 비율 또는 터미널 공실률을 최소화하도록 물류시설과 연계하여 수송 관리를

최적화한다. 향후 국제 교역이 활발해지면서 화물의 이동거리가 길어지고, 이에 따른 컨테이너

수송이나 저장기지 등의 운영을 최적화하기 위해 물류 수송정보 및 물류 인프라 정보가 연계되어

유기적으로 전달할 예정이다.

셋째, 통합형 교통수단 운영(IDTO) 기술은 현재 운영 중인 데이터나 통신기술이 아닌 새로운

형태의 데이터와 새로운 통신방식을 이용하는 차세대 교통수단, 새로운 운영체계, 새로운 서비스를

위한 기술이다. 미래의 교통체계에는 차세대 교통수단의 등장과 더불어 이에 적합한 교통인프라,

기존 체계와 연계하는 운영시스템을 새롭게 준비하는 어플리케이션이 적용될 예정이다. IDTO는

3개의 어플리케이션(T-CONNECT, T-DISP, D-RIDE)으로 구성되며, T-CONNECT의 목표는

여행자가 최단시간에 목적지까지 이동하기 위한 최적 교통수단 정보를 제공하는 것으로 교통수단

간의 정보 연계가 원활해야 한다. T-DISP는 여행자가 휴대하는 통신기기를 이용해 원하는 여행

정보를 요청하고 센터는 최적의 정보를 전달하는 서비스이다. D-RIDE는 일종의 자동차 임대

방식이 아닌 카풀 이용 방식으로서 센터에서 수요자와 공급자의 니즈(Needs)를 매칭하는 서비스

기술이다.

넷째, 지능형 교통망 교통류 최적화(INFLO) 기술은 커넥티드 자동차, 여행자 및 인프라에서

수집한 많은 데이터를 빠르게 전달하여 활용하는 기술이다. INFLO 기술은 대기행렬 안내

(Q-WARN), 근접자동차 주행속도 감응(SPD-HARM), 협력적 자율주행(CACC) 어플리케이션으로

구성되어 있다. Q-WARN 기술은 전방의 교통 유고상황 시 뒤따르는 자동차가 서행하면서 대기

행렬이 발생하고, 이러한 정보를 후미 자동차에 전달하는 어플리케이션이다. SPD-HARM 기술은

상류부의 교통 흐름, 주행속도에 맞추어 후미 자동차의 교통류 속도를 맞추어 가는 주행 속도

감응 어플리케이션이다. CACC 기술은 도로 용량을 극대화하는 것으로 일종의 군집 자율 주행

기술이다.

다섯째, 다중교통수단 신호시스템(MMITSS) 기술은 미래의 교통신호시스템이며, 모든 교통

수단과 인프라가 상호 접속하는 환경에서 종합적인 교통정보를 교환하는 기술이다. MMITSS

기술은 긴급자동차나 보행자 이동에 대한 우선권 부여, 물류 자동차에 대한 신호 우선권을 부여

하면서도 전체적으로 교통망의 성능을 극대화하는 기술이다.

여섯째, 긴급 상황 대응, 연락체계, 일관된 관리체계 및 대피(RESCUME) 기술은 교통망에서

사고가 발생하였을 때 상황에 신속히 대응하고, 체계적인 연락망으로 사고관리와 대피를 지원하는

차세대 어플리케이션이다. RESCUME 기술은 무선통신 환경을 확대하여 긴급 상황 센터, 응급

의료센터, 대중교통관리센터, 응급 구조 기관 및 피해자와의 원활한 정보교환을 갖추도록 센터끼리

또는 센터와 인프라 사이의 통신 기술을 개발하는 것으로 4개의 세부 기술(응급자동차 경로 가이드,

공사구간 경고, 응급통신과 대피, 추돌경고)이 포함된다.

외국의 C-ITS 기술은 국제 표준을 적용하여 상호 접속 가능한 통신 환경 표준기술을 연구

중이며, IEEE 802.11p, IEEE 1609.x, 자동차 무선통신프로토콜 WAVE, SAE J2735 DSRC v.2

미래 교통 C-ITS 기술 동향_147

등이 개발되어 있다. C-ITS 표준 기술은 미국자동차산업협회, 유럽 통신표준연구소(ETSI),

Car2Car 유럽자동차협회 등을 중심으로 국제적인 표준 협력 프로그램을 진행하고 있으며, 상호

운영성을 고려한 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼을 개발 중이다.

자료 : US DOT, “Transforming Transportation through Connectivity : ITS Strategic Research Plan”, 2012

<그림 2> C-ITS 서비스 (미국)

Ⅲ. 향후 전망

C-ITS 기술은 상호접속 가능한 자동차와 인프라 교통 시스템을 구축하기 위해 시작품 수준의

제품 기술을 향상하고 상용화하기 위해 더욱 노력해야 한다. 미국 스마트폰 가입자는 2010년에

약 20%에서 2012년에는 약 50%까지 증가하였으며, 이러한 사회적 트렌드를 고려하여 향후 미래

교통 분야는 커넥티드 자동차 기술, 근거리 인터모달 기술 등 ITS 미래 유망 기술에 주목하고

있다. 최근 영국 교통연구소(TRL)에서 발표한 미래유망기술 보고서에 따르면, 향후 미래에 필요한

교통 기술로 V2I/V2V 서비스 , 바이오연료 제조기술, 자율주행자동차 기술, 배터리 전기자동차

기술, 연료전지자동차 기술 등을 꼽았다.5) 차세대 ITS 기술개발은 미국, 유럽, 일본 등 선진국을

중심으로 집중적인 투자가 이루어지고 있으며, 우리나라도 개인 공감형 서비스를 위한 교통

신기술의 보급 및 연계 서비스 개발을 포함해 C-ITS의 종합적인 개발 포트폴리오를 수립해 추진

해야 한다.

C-ITS 기술은 상용화에 앞서 기술적 완성도를 높이고 충분한 검증을 거쳐야 하며, 이를 위해

미국은 V2V/V2I 시제품 실증 실험을 지속적으로 실시하고 있다. 2013년에 승용차 기반 V2X

기술을 개발하고, 2014년까지 상용자동차 기반 V2X 기술개발을 통해 전국으로 확대한다는 목표를

세우고 상용자동차의 운행 시나리오를 수립해 커넥티드 자동차의 안전성을 테스트하고 있다.

2011년에는 브룩클린, 미네소타, 플로리다, 버지니아 등에서 24대 자동차에 대해서 690일 동안

매일 운전자의 행동 분석과 더불어 20,000마일 이상의 실증데이터를 수집하는 C-ITS 실증

실험을 실시했고, 앞으로 자동차 수를 3,000대로 늘려 트럭, 상용자동차, 버스로 다양하게 실험할

예정이다. C-ITS 기술은 사람의 인지 능력보다 신뢰도가 높은 정보를 제공하는 것이 목표이며,

자동차 산업과 인프라 산업에 큰 영향을 줄 것으로 예상된다. 우리나라도 C-ITS 기반조성을 위한

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연구개발과 동시에 C-ITS 시범사업을 적극적으로 추진하여야 한다. 전국 보급을 위해서는 다양한

테스트베드를 통해서 효과를 검증하고 기술을 발전시켜야 하며, 국제 표준에 부합하도록 노력해야

한다.

새로운 미래 교통 시장을 지원하기 위한 인센티브제도 도입, 규제 완화, 주파수 할당, 제품

인증과 빠른 평가시스템 등 여러 분야에 대한 기술 개발과 제도 정비를 추진해야 한다. 국토

교통부, 산업통상자원부, 미래창조과학부 등 여러 부처는 서로 협력하여 C-ITS 기술 개발을 지원

해야 하고, 국제 시장을 점유하기 위한 표준화에 적극적이어야 하며, 모두가 공유하는 미래 유망

서비스와 핵심기술 개발 로드맵을 정비해야 한다. 또한, C-ITS 산업 활성화를 위해 협력형

시스템 기반의 안전지원서비스와 생활 체감의 스마트 서비스 등을 종합적으로 구현할 수 있는

기반 조성과 서비스 구축사업 추진이 필요하다. 도로를 주행하는 모든 자동차가 완전한 상호접속

통신 기능을 구비하여 서로 접속 가능하며, 풍부한 교통정보를 생성하는 교통 환경이 구축된다면

여행자, 물류 관리자, 화물 운송자, 시스템 관리자, 기타 이용자에게 양질의 교통 서비스를 제공

할 수 있다. 또한, 이용자에게 여객 및 화물 운송시간, 스케줄, 실시간 위치파악, 경로, 운송비용

등 정확한 교통정보를 제공할 수 있다. C-ITS 산업이 활성화되면 모든 교통시설의 자산관리

상태를 보다 정확히 파악할 수 있으며, 모든 자동차에 대해서 도로와 자동차 간의 통신으로

불필요한 교통 정체를 개선할 수 있을 것으로 전망된다.

<참고문헌>

1. EEA, “The contribution of transport to air quality”, 2012

2. TTI, “2012 Urban Mobility Report Powered by INRIX Traffic Data”, 2012

3. U.S DOT, “Transforming Transportation through Connectivity : ITS Strategic Research

Plan, 2010-2014(Progress Update 2012)”, FHWA-JPO-12-019, 2012

4. 국토해양부, “차량·도로교통분야 지능형교통체계(ITS)계획 2020”, 2012

5. TRL, “A horizons scan of transport technologies”, 2013