자율주행 화물자동차 개발 현황과 국내 시장 적용작정

자동차 시장은 자동차 생산 이래 가장 큰 변혁기를 지나고 있습니다. 다양한 산업기술의 융복합 판정체인 자율주행자동차(Autonomous vehicles) 개발이 주요 동인입니다. 자율주행 자동차 기술의 개발은 과거로부터 진행되고 있었지만, 지금은 국민 생활의 근처까지 오고 있는 상황이라고 말할 수 있다. 이 때문에 세계 각국에서는 자율주행 기술개발의 주도권을 잡기 위해 치열하게 기술경쟁에 열을 올리고 있으며, 가장 앞서는 구글은 20하나8년 하나 2월 4하나 첫 무인택시 시범사업을 실시해 자율주행 시대의 개막을 알리는 신호탄을 쏘아 올렸다. 시범사업 대상 400명의 회원으로부터 안전체면에서 통과점을 받고 있다는 언론보도 들려온다. 'We're building the world's Most Experienced Driver®'는 구글의 자율주행 자회사인 웨이모의 홈페이지 첫 화면에 나와 있는 모토입니다. 세계에서 가장 경험이 많은 드라이버를 만들고 있다는 것입니다. 이미 구글에서 자율주행 시험주행 거리가 1만 마하나(1만,600만km)를 돌파했다는 것은 일체적인 혼자서는 불가능한 운전 경험이라고 할 수 있습니다. 자율주행은 승용차뿐 아니라 화물자동차도 개발되고 있다. 특히 향후 물류시장이 닥칠 화물자동차 운전자의 고령화, 운전인력 부족, 안전성, 물류비 등 다양한 문제점을 해결할 수 있는 좋은 대안으로 꼽고 있다. 본고에서는 최신 개발된 자동 주행 화물 자동차의 기술 개발 현황과 도입 효과, 그리고 국내 운송 시장의 이해 관계자의 견해를 소개하겠습니다.​

벨라는 볼보ウィ이 개발 중인 자율주행 전기화물자동차의 콘셉트카입니다. 벨라는 운전석이 없는 특이한 외관으로 화물 최대 적재 용량이 32톤입니다. 벨라는<그림 1>과같이분리형트레일러를수송하는트랙터처럼화물이탑재된트레일러아래로들어가서연결한뒤이동하는방식입니다.

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자료:트랙스닷컴, https://www.trucks.com/2018/09/13/vera-volvo-trucks-electric-autonomous-truck 벨라는 클라우드 서비스를 기반으로 운송통제센터에서 원격으로 구동되기 때문에 우선은 비교적 짧은 거리의 대량 운송, 반복적이고 정기적인 고정경로 운송 등에 활용될 것으로 예상된다. 벨라의 주요 기술적 특징은 센티미터 이내의 단위로 차량의 현 위치를 파악하고 모니터링하여 차량에 발생하는 귀취에 정확하고 신속하게 대응할 수 있다는 것이었다. 운송통제센터는 운송진행귀취를 지속적으로 모니터링하고, 각 차량의 위치, 배터리 충전귀취, 화물 적재량 및 차량 정비 요구사항 등에 대한 피드백을 받는다. 이를 통해, 불필요한 대기시에 시간을 줄여, 운송의 정확성을 향상시킬 수 있다. 또 동하나 경로를 운행하는 차량과 연계해 교통흐름을 최적화할 뿐 아니라 배기가스가 없어 소리가 적어 친환경 운송에도 기여할 것으로 기대된다. 볼보 측은 벨라를 이용한 솔루션이 기존 도로 인프라와 트레하나러를 활용하기 때문에 비용 면에서도 효율적이라고 설명했다. 벨라는 개발 중이고 상용화 시기는 아직 미정이었다

다임러는 2014년 7월 자율주행 콘셉트 트랙인 퓨처 트랙(Future Truck) 2025를 소개했다. 컨셉은 <그림 2>와 함께 완전 자율주행이며, 실용화 시기를 2025년으로 하고 있다. 다임러는 2015년에는 차량에 탑재된 카메라 자기레이더를 이용해 주변 상황을 감지해 주행하는 하이웨이 파워 넛(Highway Pilot) 시스템을 선보였다. 역시 미국 네바다 주에서 세계 최초로 자율주행 트럭의 도로주행 번호판을 취득했고, 미국에서 처음으로 하나반도에서의 자율주행 화물자동차 군집 주행을 실시했다. 2016년에는 네덜란드 국가 주도로 자율주행 화물자동차의 군중주행 겸열에 참여하여 독하나과 네덜란드 도로에서 3대의 군중주행 테스트를 실시하였다.

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

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자료:YOUCAR, https://www.youtube.com/watch?v=R_bIfdqCWRk 다음 20하나8년 9월 독 하나하노버에서 개최된 'IAA Commercial Vehicles 20 하나8'에서 양산형 부분 자율주행 시스템인 액티브 드라이브 어시스트(ADS:Active Drive Assist) 기술을 선보였다. ADS는 자동차 스스로 제동, 가속, 스티어링이 가능해 액티브 레이더와 카메라를 통해 전달되는 도로정보를 결합해 차량의 전방, 측면, 상하 지형 등 전방위 움직임을 어느 속도로든 능동적으로 제어하는 기술이었다. 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. 미러컴 시스템은 차량 외부에 장착된 2대의 카메라와 운전석 내부의 A-필러에 장착된 2개의 1개 5인치 디스플레이로 구성되며 측 후방의 사각지대가 없어 운전자에게 향상된 전방위 시야를 제공한다. 역시 사이드미러 제거로 공기역학, 안전성, 차량 조작의 효율성을 향상시킬 수 있다.이와 함께 다일러는 20하나4년 퓨처 트랙 발표 이후 지속적으로 자율주행 부분 기술을 한 단계씩 추가하며 완전한 자율주행으로 접근하는 모습이었다.​

구글의 자율주행 사업부문인 웨이모는 2018년 3월부터 미국 조지아주 애기트랜터에서 자율주행 화물자동차의 운행 시범서비스를 시작했다. 실제로 구글은 약 10년간 자율주행 기술을 연구 개발해온 업계 1위라 할 수 있다. 2018년 12월 4일에는 완전 무인 자율주행 택시 서비스 시범사업을 실시해 그동안 축적된 기술을 공개하고 있다. 웨이모의 자율주행 화물자동차는 우선 구글 데이터센터 내 화물운송의 일부를 담당하게 됩니다. 웨이모 트럭에 쓰이는 자율주행 센서와 기술은 웨이모가 시험운행 중인 퍼시피카 미니밴에 들어간 것과 상당히 동일한 것으로 알려졌다. 소형차에 비해 대형 화물자동차의 경우 길이가 길고 회전반경이 크기 때문에 여러 가지 고려 요소가 존재하지만 그동안 축적된 기술을 통해 자율주행 선두기업의 면모를 보여줄 것으로 기대되고 있다.

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자료:정남근, http://www.etnews.com/20일803일0000033

뉴로는 슈퍼마켓 배송용 자율주행자동차를 개발해 미국의 슈퍼마켓 체인 크로거(Kroger)와 손잡고 20일 8년 시범서비스를 시작했다. Nuro는 구글 웨이모 출신 엔지니어 2명이 공동 창업한 자율주행 로봇 분야의 스타트업입니다. 뉴로는 기존의 상품 배송용 로봇과 달리 보도가 아닌 도로를 주행할 수 있도록 설계되어 있습니다. 자율주행자동차 기술을 채택하고 있지만 사람이 탑승하는 것이 아니라 상품이 적재된다.

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자료:오토데일리, http://www.autodaily.co.kr/ 셀롭改s/articleView.html?idxno=406715 일반 자율주행자동차와 마찬가지로 라이더, 레이브입니다, 카메라 등을 탑재하고 있으며 보행자나 자전거 인식, 장애물 회피 등의 기능을 갖추고 있다. 고객이 스마트폰을 이용해 식료품을 구입하면 자율주행차가 물건을 싣고 배달하는 방식이었다. 트렁크 내부 온도 조절도 가능하고 신선 음식 배송도 가능하다. 완전 무인자동차로 탑승자 안전을 위한 별도의 장치가 필요 없고 제조단가가 오전이라는 장점이 있다.​

스트로링 드래곤(Strolling Dragon)은, 중국의 물류 메이커, 쑤닝 물류(Suning Logistics)가 샹하이에서 시험 주행을 완료한 자동 운전 중장비 트럭. 스트로링 드래곤은 L4 자율주행 능력을 갖추어 소녕 물류(Suning Logistics)의 자동화 차량 중 최대의 무인 화물 자동차이다. 인공지능(AI), 딥러닝 기술과 레이저, 레이더와 같은 초단 장치를 갖춘 스트로링 드래곤은 300m 이상 거리에서도 장유물을 빠르게 인식할 수 있다. 또 비상 정지가 가능 25m/s의 반응 속도로 장애물을 피할 수 있고 80km/h의 속도에서도 안전하고 자율적인 주행이 가능하다고 소개된다. 쑤닝은 자율주행 화물 자동차, 자동화된 차량 및 로봇을 통해 배송 업무를 원활히 수행하는 스마트 물류 시스템을 구축할 계획.

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자료:로봇신문, t/새롭게s/articleView.html?idxno=1404040

중구에서는 인공지능(AI)과 자율주행트럭 기술이 만나 항구 무인화를 시도하고 있다. 중구 자율주행트럭 스타트업 투 심플(tusimple)은 항구의 무인화를 위한 자율주행 화물자동차를 유출했다. 항만 내에서 자율주행이 가능한 자율주행 화물자동차가 컨테이너의 상하차를 푸는 영상도 유출됐다. 자율주행 화물자동차의 항만 적용을 위해 기존 항구 시스템과 연결할 수 있는 무인 컨테이너대 운영 솔루션도 함께 개발했다.

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자료:South China Morning Post, https://www.scmp.com/video/china/2일 40299/chinese-self-driving-truck-start-tusimpleaid-port-logistics 간선운송의 자율주행은 <그림 8>과 같이 이미 성공하였다. 간선 운송과 함께 구역 내 운송으로 이어지는 무인 자율주행 기술 솔루션을 보유하는 진보를 보이고 있다. 항만 내에서는 5대의 완전 자율주행 화물자동차가 시험운행을 하고 앞으로 항만 테스트에 25대의 화물자동차가 투입될 것으로 예상했다. 항만처럼 특정 구역에서 운행하는 것과 외부 도로에서 운행하는 것에는 기술적 차이가 있지만 두 가지가 안전하게 실현된다면 자율운전에 상당히 근접한 상황이라고 낙관할 수 있을 것이다.

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

국내에서는 20하나8년 8월 현대차가 대형 트레하나러 자율주행차량으로 의왕~인천 간 약 40km 구간의 고속도로 자율주행에 성공했다.

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자료:HMG저널-현대자동차그룹 뉴스미디어(https://blog.hmgjournal.com), 현대자동차가 보여준 시연은 미국자동차공학회(SAE) 기준 3단계 자율주행 기술을 갖춘 트레하나러가 연결된 최대 중량 40t급 액시언트 자율주행차 한 대로 이뤄졌다. 국토교통부는 2011년 6월 스토리 처음으로 현대차에 대형 트럭의 자율운전 임시운행 허가증을 발부했습니다. 현대차는 자율주행 트럭의 물류산업 활용 현실성 검증을 위해 계열사인 현대글로비스와 협업해 실제 해외수출 부속을 싣고 달리는 시그아인리오를 선택했습니다. 자율주행차는 고속도로의 자연스러운 교통 흐름과 연계한 차선 유지, 지능형 차선 변경 기능, 선두 차량의 차선 변경 인식 대응, 도로 정체 정세에 따른 완전 정지 및 출발, 터널 통과(2개) 등의 기술을 안정적으로 선보였다. 다만 영동고속도로에서 제2경인고속도로로 갈아타는 서창JC 구간에서는 최소한의 안전을 확보하기 위해 운전자가 직접 운전하도록 했습니다. 서창JC를 지과인면에서 다시 목적지인 능해IC까지 자율주행모드로 전환했다.

이미 봤듯이 세계적으로 자율주행 기술의 개발은 활발하다. 승용차를 시작으로 화물자동차까지 점차 그 범위가 확대되고 있는 실정으로 상용화가 크게 멀지 않아 보인다. 자율주행 화물자동차의 도입 비용은 생각하지 않을 수 없는 경제적 문제이지만, 우선적으로 자율주행 기술이 도입되었을 때 물류 시장에서의 효과를 살펴보겠습니다.전반적으로 자율주행 화물자동차의 등장이 물류산업의 패러다임이다. 가 획기적으로 전환된다고 합니다. 물류 산업의 최적화와 효율화를 도모해, 여러가지 물류 시장의 문제점을 해결하는 해결사의 등장이라고도 말할 수 있다.우선 자율주행 화물자동차가 상용화되면 안전성 향상으로 교통문제율을 현저히 낮출 수 있을 것으로 예상됩니다. 첫 번째 단전 방향 센서로 사람이 눈치채지 못하는 부분까지 가끔 완벽하게 감지해서 대응하면 이론상 문제 발생 활 하나 없기 때문입니다. 물론 도로상에서 발생하는 변수를 완벽히 대응할 수 있을 때 스토리 위다.둘째, 정확한 운송과정의 관리 및 운송시에는 감소하여 운영효율을 극대화 할 수 있다. 무인 수송의 경우 사람에게 필요한 수면, 식사, 착실, 휴식 시 등이 수송 시에 포함되지 않기 때문입니다. 이에 따라 운송 효율은 증가하고 운송의 정시성도 한층 향상될 것입니다.셋째, 연비 향상에 따라 연료비가 삭감된다는 것입니다. 자율주행의 경우 최적연비 주행기능이 탑재돼 사람이 운전하는 것보다 연비를 높일 수 있다. 또 한 가지 문제에서 안전한 지상 서차체를 가벼운 소재로 제작할 수 있게 된다. 차량 중량은 연비에 가장 직결되는 부분이며, 중량 감소로 연료를 삭감함으로써 연비 향상으로 연결됩니다.

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넷째, 화물자동차의 운전자 부족 문제 및 노동환경의 개선입니다. "미국, 유럽, China 등 수천 km 이상의 장거리 수송을 하는 지역에서는 매우 큰 효과를 가져올 것입니다" 장거리 운전자들은 며칠씩 걸리는 장거리 운행으로 가족과 떨어져 지내며 주저앉아 운전만 하고 있으니 건강 문제 등 큰 어려움을 겪을 것이다. 젊은층은 강력한 운전업종을 기피하면서 운전자 부족 문제도 심화되고 있다. 자율주행은이런강력한운전업무를무인으로대체하거나업무강도를완화할수있는수단이되니앞으로운전자부족문제의좋은해결미리계획될것입니다.

국내 화물운송시장의 운송거리는 미크, 유럽, 중국과 함께 길지 않다. 장거리 대표구간인 서울부산도 500km 이내에서 1, 2일 정도면 왕복 운송이 가능하다. 국내 여건에서는 해외에 비해 자율주행 화물차에 대한 수요가 다소 적다는 생각도 든다. 2018년 12월 제11회 KOTI 화물운송시장 발전포럼에서 '화물자동차 자율주행 기술 개발 현황 및 발전 예정'이라는 주제를 다루고 있다. 화물운송시장 이해관계자들의 자율주행 화물차 도입과 관련해 가장 중요한 고려사항은 비용 문재였다. 화물자동차가 상용화된다고 해도 기존 화물자동차에 비하면 값비싼 장비가 될 터였다. 최근 기술 수준으로는 기존 화물차 가격의 두 배 이상일 것으로 자율주행업계는 예상하고 있다. 이어 첨단장비 기술이 발달하면서 수요가 많아 지상가는 떨어지겠지만 사업자 입장에서 투자에 대한 이익이 보장돼야 도입하는 것은 당연했다. 자율주행 화물자동차가 운전자의 역할을 얼마나 대체할 수 있는지, 그 수준과 비용이 향후 도입 시기를 결정할 수 있을 것이었다. 역시 한 가지, 모든 기술을 받아들일 필요는 없다는 것이었다. 각 사업자의 요구에 따른 부분적인 도입이 가능했다. 장거리 고속도로 운행이 많은 사업자는 현재 Level3 기술로도 운행 가능한 자율주행 기술을 도입할 수 있다. 한때 물류센터 자동운반 로봇인 키 즉석봇이 화제가 된 적이 있었다. 하지만 국내 물류센터는 미쿡, 중국 등과 함께 평면의 넓은 공간이 아니다. 다소 좁은 면적을 복수층으로 구분해 물류센터가 형성되어 있어 국내에 있어 키 즉석봇의 도입은 그다지 적극적이지 않았다. 이와 마찬가지로 자율주행기술도 각 사업환경에 따라 필수적인 기술이 도입되는 것이 향후 국내시장의 모습이며, 시장원리에 따른 흐름일 것이다. 마지막으로 국내 운송시장에 맞는 다양한 자율주행 기술의 개발이 필요하다는 생각이 있다. 예를 들면, 라스트 마일 배송에 있어서의 자동 운전의 도입 전략이었다. 전자 상거래의 발달에 수반해, 소화물의 취급량이 많아, 지상서, 라스트 마일 배송의 취급량이 크게 증가하고 있다. 택배기사는 좁은 지상에서 짧은 거리를 걸으며 여러 번 택배를 배송합니다. 하루 약 200~300개를 배송하는데 짧은 거리를 이동할 때마다 운전석 상하를 반복해야 합니다. 이런 환경에 맞추어 짧은 거리는 운전사가 직접 탑승하지 않아 자동 주행을 통해서 승강 노동을 대신할 예정이 강구된다. 이와 함께 운송 환경에 맞춰 다양한 기술을 다각도로 도입할 예정이다.​

자율주행은 대부분의 사람들이 알고 싶어 하는 기술 분야였다 필자도요즘운전을할때마다자율주행이되면교통체증이생겨도편하고재미있게이동할수있지않을까하는소견을자주합니다. 운전이 재미있을 때도 있지만 어쩔 수 없이 할 일도 많기 때문이었다. 사실 도로 위에는 예측하지 못한 변수가 많아 자율주행이 언제 완전히 우리 생활 속으로 들어올지는 예상할 수 없습니다. 하지만 각 부품 기술이 한 단계씩 연착륙할 때마다 자율주행에 근접해 있는 것은 확실하다. 그 때문에 지금까지의 생활이 자신의 업무 방식을 편리하고 효율적으로 해 줄 것이다 먼 미래의 초지, 최근의 초지는 아직 확실치 않지만 화물운송시장에도 자율주행기술의 단계적 도입을 통해 종사자의 업무환경 개선 및 즐거운 첫자리가 이뤄지기를 기대한다.참고문헌1.Trucks.com, https://www.trucks.com/2018/09/13/vera-volvo-trucks-electric-autonomous-truck2.CarzamTV,https://www.youtube.com/watch?v=XZxZC0lgOlc3.South중국MorningPost, 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. 전자신문, http://www.et/201803100000337. 오토데초리, http://www.autodaily.co.kr/ 셀롭개s/articleView.html?idxno=4067158. 로봇신문, http://www.irobot 셀롭개s.com/셀롭개s/articleView.html?idxno=1409 HM교통성 미디어연구원(물류연구원)