▲ 협력지능형교통시스템(C-ITS)의 기능과 사례 [출처=iNIS]
미국 전기자동차(EV) 선도업체인 테슬라는 자율주행자동차에 대한 연구개발을 가장 활발하게 전개하고 있다. 자율주행차는 지능형교통시스템(ITS)를 활용하고 있지만 미래에는 협력지능형교통시스템(C-ITS)으로 안전성과주행성을 높이고 있다. 이러한 측면에서 C-ITS 연구개발(R&D)이 활발하게 전개되고 있다.

C-ITS은 ITS에서 발전된 차세대 지능형교통시스템으로서 '2개 이상의 하위 객체(개인, 차량, 도로 및 데이터 센터) 간 양방향 통신과 교통정보의 상호 공유를 통해 도로교통의 안전성, 지속성, 효율성 및 편리성을 향상시키는 오픈형 교통 플랫폼 시스템'을 의미한다.

최근 현황을 살펴보면 C-ITS는 차량, 사람, 도로변 각종 센서·노변장치 및 정보를 생산 관리 배포하는 정보관리센터(C-ITS센터)로 구성된다. 각 구성요소 간 쌍방향 통신을 통해 교통이 정체되는 발생원인을 감소시켜 경제적이면서 최적합화된 교통 경로를 제공한다. C-ITS의 주요 서비스, 국내외 개발 현황, 장단점은 다음과 같다.

◇ 스스로 인지할 수 없는 위험 상황에 대처하도록 정보 지원  

기존 ITS는 일반 운전환경과 사고 이후의 피해 경감에 중점을 두고 있지만 C-ITS는 운전 지원에 필요한 정보, 인식, 경고 서비스 제공 등에 초점을 맞춘다. 후자는 다양한 정보를 양방향 통신을 통해 제공함으로써 '드라이빙 경고', '센싱 드라이빙', '협력 드라이빙'과 같은 서비스를 구현한다.

'드라이빙 경고' 서비스는 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 통한 상태 데이터 교환을 서비스한다. 데이터는 위치, 속도, 주행 방향, 차량 결함 등 특수 상황에 대한 정보와 경고 등을 포함한다. 도로 사용자가 통찰력을 갖고 운전할 수 있도록 돕고 아직 눈에 띄지 않는 잠재적인 위험을 인식한다.

'드라이빙 경고' 서비스의 사려를 보면 교차로 충돌 경고, 긴급 차량 경고, 위험한 상황 경고, 정지 차량 경고, 교통 체증 경고, 충돌 전·충돌 후 경고 등으로 다양하다. 자동차는 정차보다는 이동 중에 각종 위험 상황에 직면하므로 주변 환경의 변화에 대한 정보 처리가 필수적으로 요구된다.

'센싱 드라이빙'은 상태 데이터 외에도 다양한 센서로부터 얻은 관찰 내용과 고급 환경정보를 공유하며 자율주행차량 이용자가 스스로 인지할 수 없는 위험을 다른 차량으로부터 제공받을 것을 말한다. 통신 사각지대에 놓인 비통신 도로 사용자도 다양한 교통 상황으로부터 보호를 받을 수 있다. 

'센싱 드라이빙' 서비스는 추월 경고, 확장된 교차로 충돌 경고, 취약한 도로 사용자 경고, 협동 적응형 크루즈 컨트롤, 장기 도로 공사 경고, 특수차량 우선 순위 등으로 달성된다. 주행하고 있는 도로 상황에 친숙하지 않은 운전자에게는 큰 도움이 된다.

'협력 드라이빙'은 V2X 통신을 통해 특정 데이터를 제공해 복잡한 교통 상황에서도 지능적으로 상호 작용하며 운행이 조정되도록 지원한다. 특히 모든 도로 사용자의 행동을 예측해 고도로 자동화된 자율주행이라는 장기 목표 달성의 핵심 기술로 평가를 받고 있다.

'협력 드라이빙' 서비스는 정적 또는 동적 군집주행(static or dynamic Platooning), 지역 예약(Area reservation), 협력 차선 합류(Cooperative Merging), 협력 차선 변경(Cooperative Lane Change), 협력 추월(Cooperative Overtaking) 등으로 구현된다. 군집주행은 운전자 부족 현상에 시달리는 화물자동차의 운행에 큰 도움이 된다.

◇ 미국과 유렵연합(EU) 등은 C-ITS 도입에 필요한 인프라 정비

국토교통부는 2022년 9월19일 미래 모빌리티 시대 선제적 대응전략인 ‘모빌리티 혁신 로드맵 5개 과제’를 발표했다. 2025년까지 전국 시·도별 1곳 이상의 C-ITS 시범운행지구를 지정하고 운전자가 개입하지 않는 자율주행 레벨 4(Level 4)의 버스·택시를 출시할 계획이다. 2027년까지 C-ITS 기능을 장착한 승용차를 출시하겠다는 목표를 수립했다.

2023년 12월12일 과학기술정보통신부와 국토교통부는 ‘협력지능형교통시스템(C-ITS) 단일 통신방식 결정 전문가위원회’에서 C-ITS를 위한 단일 통신방식을 LTE-V2X로 결정했다. LTE은 '롱 텀 에볼루션'으로 4세대 통신망이이며 차량과 모든 사물의 통신에 활용된다. 

서울특별시는 국토교통부와 함께 C-ITS을 구현하기 위해 V2X 기반 인프라를 상암, 강남 등 도심 지역 및 중앙버스 전용차로가 구비된 도로에 시범적으로 구축했다. 현대오토에버는 서울외곽순환도로, 경부고속도로, 중부고속도로 일부 구간에서 C-ITS 실증사업을 완료했다.

미국의 경우에는 2021년 연방통신위원회(FCC)가 5.9GHz 주파수 대역을 셀룰러 방식의 V2X에 할당했다. 기존에 구축해 활용하던 근거리 통신(DSRC)은 단계적으로 배제하고 5.9GHz 대역의 75MHz 대역폭을 활용해 C-ITS 구축을 강화하기 위한 목적이다.

근거리 통신(DSRC)과 같은 WAVE 통신은 최대 27Mbps 전송율로 시속 200킬로미터(Km/h) 이동성을 보장하지만 대략 250~300미터 범위의 단거리를 커버한다. 차량 트래픽이 많은 경우에는 전송 성능이 열화되는 문제점이 나타나기 때문이다.

유럽연합(EU)은 2016년 암스테르담 선언을 통해 커넥티드카와 자율주행 상용화를 위한 EU 회원국 간 협력을 합의했다. 2021년 기준 유럽의 C-ITS 공동 구축사업은 18개국, 6000Km에 걸쳐 1차 C-Roads를 구축했으며 이후 정보통신 호환성 및 서비스를 검증해왔다. 특히 WAVE 표준 기반과 함께 C-V2X 통신표준 방식도 병립된다.

독일 주요 지능형교통시스템 기업인 유넥스 트래픽(Yunex traffic)은 공동관리시스템(Cooperative Management System: CMS)을 이용한 노변 기지국(RSU)의 ITS-G5 연결을 통해 인프라-차량(I2V) 및 차량-인프라(V2I) 연결을 촉진했다. 유넥스 트래픽은 C-ITS 구축에 필요한 프레임워크까지 제공한다.

◇ SWOT 분석을 통해 중장기 계획 수립해야 성공 가능

▲ 협력지능형교통시스템(C-ITS)의 SWOT 분석 [출처=iNIS]
유럽연합 유러피언 지능형교통시스템 플랫폼(EUEIP)은 2019년 유럽 협력지능형교통시스템  배포 및 평가 워크숍을 개최했다. 관련 세미나에서 C-ITS 확산에 대한 강점·약점·기회·위협(SWOT) 분석 관련 보고서를 공유했다. 회원국이 차세대 교통정책을 수립할 때 참고하도록 위함이다.

강점(S)은 C-ITS 관련 관계자 간의 협력 구축 및 강화가 용이하고 이해관계자 프레임 워크와 구조가 확립되어 있다는 것이다. 따라서 새로운 기술의 확립과 유익한 서비스 제공이 용이해진다. 다수 국가가 협력해 공통 인프라를 구축하면 호환성도 확보할 수 있을 것으로 전망된다.

약점(W)은 C-ITS 서비스의 이점 및 비용이 명확하지 않고 불확실하다는 점이다. C-ITS 서비스가 복잡해 이를 구축하는데 많은 시간이 소모되므로 기다리는 인내가 필요하다. 단기간에 가시적인 성과를 내기보다 정부가 중장기 계획을 수립해 차근차근 실천해야 하는 이유다.

C-ITS에서는 서비스 가용성 및 품질이 기존의 지능형교통시스템 보다 향상되며 도로 안전과 교통 효율성이 개선될 뿐 아니라 환경 영향도 축소한다는 기회(O)가 생긴다. 교통시스템을 재설계해야 하므로 새로운 투자가 필요하고 기존에 존재하지 않는 신규 서비스를 구현해야 한다는 측면을 고려해야 한다.

C-ITS에서 국가 간, 기업 간 또는 공공기관 간에 상호 협력이 불명확하고 글로벌 투자가 빠르지 않으며 중앙 정부나 지방자치단체의 정책 지원이 불충분하다는 점은 위협(T) 요소라고 봐야 한다. ITS만 보더라도 2000년대 초반부터 큰 관심을 받았지만 선진국조차도 아직 인프라 구축은 미흡한 실정이다.

종합하면 C-ITS은 교통안전 개선, 교통 효율성 향상, 사회적 포용성 증대, 스마트 시티(smart city) 구현을 촉진할 수 있을 것으로 전망된다. 기술 지원, 특허 확보 및 표준화 등을 통해 글로벌 시장을 개척하고 산업 경쟁력을 강화해 일자리를 창출하고 외국인으로부터 투자를 유치할 수 있을 것으로 전망된다.

참고로 ITS 분야의 특허는 2000년대 후반에 크게 증가한 이후 감소했으나 2010년대 후반부터 지속적으로 늘어나는 추세를 보이고 있다. 국내의 주요 특허 출원기업은 현대전자, SK텔레콤, LG전자 등이다. LG전자와 비츠로시스는 교통관리(ATMS) 분야에 특화된 기업으로 평가를 받는다.