자율주행 화물자동차 개발 현황과 국내 시장 적용계획

자동차 시장이 자동차 생산 이래로 최대의 변혁기를 맞고 있었다 다양한 산업기술의 융복합 결정체인 자율주행자동차(Autonomous vehicles)의 개발이 주요 동인이었다.자율주행자동차 기술의 개발은 과거부터 계속 진행되어 왔지만, 이제는 국민생활 근처까지 도달한 상황이라고 할 수 있다. 이 때문에 세계 각국은 자율주행 기술개발의 주도권을 얻기 위해 치열하게 기술 경쟁에 열을 올렸고, 가장 선두 구글은 2018년 12월 4일 첫 무인택시 시범사업을 벌여 자율주행 시대의 개막을 알리는 신호탄을 쏘아 올렸다. 시범사업 대상인 400명의 회원들로부터 안전체분에서 합격점을 받았다는 언론보도도 들린다. We’re building the world’s Most Experienced Driver™는 구글 자율주행 자회사인 웨이모 홈페이지 톱페이지에 와인으로 표시된 모토였다. 세계에서 가장 경험이 많은 드라이버를 만들고 있다는 것이었다. 이미 구글 자율주행 1000만 마일(1,600만km)을 돌파했다는 것은 일반적인 혼자서는 불가능한 운전 경험이라고 할 수 있습니다. 자율주행은 승용차뿐 아니라 화물자동차도 함께 개발되고 있다. 특히 앞으로 물류시장이 직면할 화물자동차 운전자의 고령화, 운전 인력 부족, 안전성, 물류비 등 여러 문제점을 해결할 수 있는 대안으로 꼽힌다. 본고에서는 최근 개발되는 자율 주행 화물 자동차의 기술 개발 현황과 도입 효과 및 국내 운송 시장 이해 관계자의 소견을 정리해서 소개하겠습니다.​

볼보사에서 개발 중인 자율주행 전기화물자동차의 콘셉트카이다. 벨라는 운전석이 없는 독특한 외관으로 화물의 최대 적재 용량이 32톤입니다. 벨라는 <그림 1>과 같이 분리형 트레일러를 운송하는 트랙터와 같은 형태로 화물이 탑재되어 있는 트레일러 아래에 들어가 연결한 후 이동하는 방식이다.

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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 고정 경로 운송 등에 활용될 것으로 예상된다. 벨라의 주된 기술적 특징은 센티미터 이내의 단위로 차량의 현재 위치를 파악하고 모니터링함으로써 차량에 발발하는 상황에 정확하고 신속하게 대응할 수 있었다. 운송통제센터는운송진행현황을지속적으로모니터링하고각차량의위치,배터리충전현황,화물적재량및차량의정비요구사항등에대한피드백을받는다. 이를 통해 불필요한 대기 시간을 줄이고 운송의 정확성을 향상시킬 수 있습니다. 역시 동일 경로를 운행하는 차량과 연계해 교통 흐름을 최적화할 뿐 아니라 배기가스가 없어 소음이 적어 친환경 운송에도 기여할 것으로 기대된다. 볼보 측은 벨라를 이용한 솔루션이 기존 도로 인프라와 트레일러(Load carriers)를 활용하기 때문에 비용 면에서도 효율적이라고 설명했다. 벨라는 현재 개발중으로, 상용화 시점은 아직 미정이었다.​

다일러는 2014년 7월 자율주행 콘셉트 트럭 ‘퓨차트럭 2025’를 소개했다. 컨셉은 <그림 2>와 같이 완전 자율주행이며, 실용화의 시기를 2025년으로 하고 있다. 데일러는 2015년에는 차량에 탑재된 카메라나 레이더를 이용해 주변의 귀추를 감지, 주행하는 ‘하이웨이 파일럿’ 시스템을 선보였다. 역시, 미쿠네바다주에서 세계에서 처음으로 자율주행 트럭의 도로 주행 번호판을 취득해, 미쿠에서 처음으로 일반도로에서의 자율주행 트럭의 군중 주행을 실시했습니다. 2016년에는 네덜란드 정부 주도로 자율주행 화물자동차의 군집주행 검토에 참여해 독일과 네덜란드 도로에서 3대의 군집주행 테스트를 실시했다.

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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 이후 2018년 9월 독일 하노버에서 개최된 ‘IAA Commercial Vehicles 2018’에서 양산형 부분 자율주행 시스템인 액티브 드라이브 어시스트(ADS: Active Drive Assist) 기술을 선보였다. ADS는 자동차 스스로 제동, 가속, 스티어링이 가능하며 액티브 레이더와 카메라를 통해 하달되는 도로정보를 결합해 차량의 전방, 측면, 상하 지형 등 전 방향의 움직임을 어떤 속도로든 능동적으로 제어하는 기술이다. 기본적으로는 운전자의 개입을 필요로 하지만, 운전의 편리성이나 문제의 예방 등 안전성 향상에 크게 기여할 수 있는 것으로 평가될 것입니다. 또 사이드미러 대신 밀러컴이 적용된 최초의 미러리스트럭 기술도 선보였다. <그림 3>과 같이 트럭에 도어 미러가 없다. 미러캠 시스템은 차 밖에 장착된 2대의 카메라와 운전석 내부의 A-필러에 장착된 2개의 15인치 디스플레이로 구성되어 있어 측 후방의 사각지대를 없애고 운전자에게 향상된 전방위 시야를 제공합니다. 역시 원사이드 미러 제거로 공기역학, 안전성, 차량 조작의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.이처럼 다임러는 2014년 퓨차트럭 출시 이후 자율주행 부분의 기술을 한 단계씩 추가해 완전 자율주행으로 다가가고 있다.​

구글의 자율주행 사업부문인 웨이모는 2018년 3월부터 미국 조지아주 애틀랜타에서 자율주행 화물자동차의 운행 시범 서비스를 개시했다. 실제로 구글은 약 10년간 자율주행 기술을 연구개발해 온 업계 1위다. 2018년 12월 4일에는 완전무인 자율주행택시 시범사업을 실시해 그동안 축적된 기술을 보여주고 있다. 웨이모의 자율주행 화물 자동차는 우선 구글 데이터센터 내 화물 운송의 일부를 담당하기로 되어 있었다 웨이모 트럭에 사용되는 자율주행 센서와 기술은 웨이모가 시험운행 중인 퍼시픽 미니밴과 상당 부분 같은 것으로 알려졌다. 소형차에 비해 대형 화물자동차의 경우 길이가 길고 회전 반경이 커 여러 가지 고려 요소가 존재하지만 그동안 축적해 온 기술을 통해 자율주행의 선두 업체로서의 면모를 보여줄 것으로 기대된다.

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자료 : 전자신문, http://www.etnews.com/20180310000033

뉴로는 슈퍼마켓 배송용 자율주행차를 개발해 미국의 슈퍼마켓 체인 ‘크로거(Kroger)’와 손잡고 2018년 시범서비스를 시작했다. 뉴로(Nuro)는 2명의 구글웨이모 엔지니어가 공동 창업한 자율주행 로봇 분야의 스타트업이었다. 뉴로는 기존 상품 배송용 로봇과 달리 보도가 아닌 도로를 주행할 수 있도록 설계됐다. 자율주행차 기술을 채택하고 있는데 사람이 탑승하는 것이 아니라 상품이 적재된다.

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자료:오토데일리,http://www.autodaily.co.kr/,새로운s/articleView.html?idxno=406715,일반자율주행자동차와같이라이더,레이프입니다,카메라등을탑재하고있으며,보행자나자전거의인식,장애물회피등의기능을갖추고있다.고객이스마트폰을사용하여식품을구매하면자율주행차량이물건을적재배달하는방식이었다. 트렁크 내부의 온도 조절도 가능해 신선한 음식 배송도 가능하다. 완전무인제동차로 탑승자의 안전을 위한 별도의 장치가 필요 없어 제조단가가 인상된다는 장점이 있다.​

스트롤링 드래곤(Strolling Dragon)은 중국 물류회사인 쑤닝물류(Suning Logistics)가 상하이에서 시험주행을 완료한 자율주행 중장비 트럭이다. 스트로링 드래곤은 L4 자율주행 능력을 갖추고 있어 소녕물류(Suning Logistics) 자동화 차량 중 가장 큰 무인 화물자동차다. 인공지능(AI)이나 딥러닝 기술, 레이저, 레이더와 같은 어린이용 첨단 장비를 갖춘 스트로링 드래곤은 300m 이상 거리에서도 아이들을 빠르게 인식할 수 있습니다. 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 차량이나 로봇을 통해 배송 업무를 원활하게 수행하는 스마트 물류 시스템을 구축하기로 했다.

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자료 : 로봇신문, http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=14040

China에서는 인공지능(AI)과 자율주행 트럭 기술이 만원인 항구의 무인화를 시도하고 있다. China 자율주행트럭 스타트업 투 심플(tusimple)은 항구 무인화를 위한 자율주행 화물자동차를 공개했다. 항만 내에서 자율주행이 가능한 자율주행 화물자동차가 컨테이너 상하차량을 완수하는 영상도 공개됐다. 자율주행 화물자동차의 항만 적용을 위해 기존 항구 시스템과 연결할 수 있는 무인 컨테이너 운영 솔루션도 함께 개발했다.

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자료:South중국MorningPost,https://www.scmp.com/video/china/2140299/chinese-self-driving-truck-start-tusimpleaid-port-logistics간선운송자율주행은<그림 8>과함께이미성공하였습니다. 간선 운송과 함께 구역내 운송으로 이어지는 무인 자율주행 기술 솔루션을 보유한 진보를 보이고 있습니다. 항만 내에서는 5대의 완전 자율주행 화물차가 시험운행을 하고 앞으로 항만 테스트에 25대의 화물차가 투입될 것으로 예상하고 있다. 항만과 함께 특정 구역에서의 운행과 외부 도로에서의 운행은 기술적인 차이가 있습니다만, 이 두 가지가 안전하게 실현되면, 자율주행에 상당 부분이 근접하는 형태가 된다고 낙관할 수 있을 것입니다.

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

국내에서는 2018년 8월 현대차가 대형 트레일러 자율주행차로 의왕~인천 간 약 40km 구간의 고속도로 자율주행에 성공했다.

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자료: HMG저널-현대자동차그룹 뉴스미디어(https://blog.hmgjournal.com) 현대차가 선보인 시연회는 미국자동차공학회(SAE) 기준 3단계 자율주행 기술을 갖춘 트레일러가 연결된 최대중량 40t급 액시언트 자율주행차 1대로 진행됐다. 국토교통부는 2018년 6월 스토리 스탤리(streesture richicholy)로 현대차에 대형트럭 자율주행 임시운행 통과증을 발급했다. 현대자동차는 자율주행 트럭의 물류산업 활용 가능성을 검증하기 위해 계열사인 현대글로비스와 협업해 실제 해외수출 부속을 싣고 달리는 시봉인리오를 선택했다. 자율주행차는 고속도로 교통의 자연스러운 흐름과 연계된 차선 유지, 지능형 차선 변경 기능, 선두 차량 차선 변경 인식 대응, 도로 정체 상황에 따른 완전 정지 및 출발, 터널 통과(2개) 등의 기술을 안정적으로 선보였다. 다만 영동고속도로에서 제2경인고속도로로 갈아타는 서창JC 구간에서는 가장 작은 안전을 확보하기 위해 운전자가 직접 운전하도록 했다. 서창JC를 지인이면 다시 목적지인 능해IC까지 자율주행 모드로 전환했다.

이미 살펴본 것처럼 전 세계적으로 자율주행 기술 개발은 활발하다. 승용차를 시작으로 화물자동차까지 점차 그 범위가 확대되고 있는 상황이어서 상용화가 크게 머지않은 것으로 보인다. 자율주행 화물자동차의 도입 비용은 따져볼 수밖에 없는 경제적 문제지만 우선 자율주행 기술이 도입됐을 때 물류시장에서 효과를 살펴보자.전반적으로 자율 주행 화물 자동차의 등장으로 물류 산업의 패러다임입니다.이 획기적으로 전환할 것이다 물류 산업의 최적화와 효율화를 도모해, 다양한 물류 시장의 문제점을 해결하는 해결사의 등장이라고도 말할 수 있다.첫째, 자율주행 화물자동차가 상용화되면 안정성이 떨어지기 때문에 교통사고율을 현저하게 낮출 수 있을 것으로 예상한다. 첨단 전방향 센서로 사람이 인지하지 못하는 부분까지 실시간으로 완벽하게 감지해 대응하면 이론상 발생이 없기 때문이었다. 물론 도로상에서 발생하는 변수를 완벽하게 대응할 수 있을 때, 이야이야이미입니다.두번째,정확한운송일정관리및운송시간감소로운영효율을극대화할수있습니다. 만약 무인 운반 시에는 수면, 섭취, 배꼽, 휴식 시간 등이 운송 시간에 포함되지 않기 때문이다 이로 인해 운송효율은 증가하고 정시성도 향상될 셋째, 연비향상으로 연료비가 절감될 것이다. 자율주행일 경우 최적 연비주행 기능이 탑재돼 사람이 운전하는 것보다 연비가 향상될 수 있다. 역시 사구니에서 안전하고 차체를 가벼운 소재로 제작할 수 있게 됩니다. 차량 중량은 연비에 가장 직결되어 있어, 중량 감소에 의해 연료를 절약할 수 있어 연비 향상으로 연결될 것이다.

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넷째, 화물자동차 운전자 부족 문제와 근로환경 개선이었다. 미크, 유럽, 중국 등 수천 킬로그램의 장거리 운송을 하는 지상에서는 상당한 효과가 있을 것이다 장거리 운전자들은 며칠이 걸리는 장거리 운행 때문에 가족과 떨어져 지내며 앉아서 운전하는 만큼 건강 문제 등 많은 고생을 할 것이다. 젊은층은 고강도 운전업종을 피해 운전자 부족 문제도 심화되고 있다. 자율주행은 이런 고강도 운전업무를 무인으로 대체하고 과도운전, 업무강도를 완화하는 수단이 되기 때문에 앞으로 운전자 부족문제가 좋은 해결계획이 될 수 있을 것이다.

국내 화물운송시장의 운송거리는 미국 유럽 중국과 함께 길지 않다. 장거리 대표구간인 서울부산도 500km 이내에서 하루 정도면 왕복 운송이 가능하다. 국내 환경에서는 해외에 비해 자율주행 화물자동차의 수요가 다소 적다는 생각도 든다. 2018년 12월 제11회 KOTI 화물운송시장 발전포럼에서 ‘화물자동차 자율주행 기술개발 현황 및 발전계획’이라는 주제를 다룬 바 있다. 화물운송시장 이해관계자들의 자율주행 화물자동차 도입과 관련해 가장 중요한 고려사항은 비용 문제였다. 화물차가 상용화된다고 해도 기존 화물차에 비해 가격이 비쌀 것이다 최근 기술 수준에서는 기존 화물자동차 가격의 2배 이상으로 자율주행업계는 예상하고 있다. 이어 최초의 단장비 기술이 발전하고 수요가 많아 지역 가격은 떨어지겠지만 사업자 입장에서 투자에 대한 이익이 보장돼야 도입하는 것은 당연했다. 자율주행 화물자동차가 운전자의 역할을 얼마나 대체할 수 있을지 그 수준과 비용이 향후 도입 시기를 표결할 수 있을 것이다. 나는 역시 한가지, 모든 기술을 다 받아들일 필요가 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 고라봇이 화제가 된 적이 있었다. 그러나, 국내의 물류 센터는 미국, 중국등과 함께 평면의 넓은 공간은 아니다. 다소 좁은 면적을 여러 층으로 구분해 물류센터가 형성되고 있어 국내에서 고라봇의 도입은 그다지 적극적이지 않았다. 이와 마찬가지로 자율주행 기술도 각 사업 환경에 따라 필이코슬이 도입되는 것이 국내 시장의 향후 모습일 것이며 시장원리에 따른 흐름이다. 마지막으로 국내 운송시장에 맞는 다양한 자율주행 기술 개발이 필요하다는 소견이 있다. 예를 들어 라스트 마일 배송에서의 자동운전 도입 전략이었다. 전자상거래의 발달에 따라 소화물의 취급량이 많고, 지역에서의 라스트마일 배송물의 취급량이 크게 증가하고 있다. 택배기사의 경우 좁은 지역에서 짧은 거리를 걷거나 여러 번 반복해서 택배화물을 배송합니다. 하루 약 200300개를 배송하지만 짧은 거리를 이동할 때마다 운전석의 오르내림을 반복해야 합니다. 이런 환경에 맞추어 짧은 거리는 운전자가 직접 타지 않고 자율 주행을 통해서 승강 노동을 대신 계획이 마련된다. 이 것과 동시에, 운송 환경에 응한 다양한 기술을 다각적으로 도입하는 계획이 필요하다.​

자율주행은 대부분의 사람들이 궁금해하고 기대하는 기술 분야다. 필자도 최신 운전을 할 때마다 자율 주행하면 교통 체증이 일어나도 쾌적하고 즐겁게 이동할 수 있지 않을까 생각합니다. 운전이 재미있을 때도 있지만 어쩔 수 없이 하는 일도 많기 때문입니다. 사실 도로에는 예측하지 못한 변수가 많아 자율주행이 언제 완벽하게 우리 생활 속으로 들어올지는 예상하기 어렵다. 하지만, 각 파트 기술이 한 단계씩 연착륙할 때마다 자율 주행에 가까워지고 있는 것은 확실하다. 그래서 그 기술이 기존의 생활과인 업무 방식을 편리하고 효율적으로 만들어 줄 것입니다. 먼 미래인지, 가까운 미래인지 분명치 않지만 화물운송시장에도 자율주행기술의 단계적 도입을 통해 종사자들의 업무환경 개선 및 즐거운 일자리가 생기기를 기대한다.참고문헌1 Trucks.com, 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://www.youtube.com/watch?v=R_bIfdqCWRk6. 전자신문, http://www.etnews.com/201803100000337 오토데일리, http://www.autodaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=4067158 로봇신문, http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=140409.HMG 저널-현대자동차그룹뉴스미디어(https://blog.hmgjournal.com) 글: 신민성 / 물류연구본부 연구원출처: 대한민국교통연구원 물류블리프

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