[5편] C-ITS로 교통 안전 혁신: 협력 지능형 교통 시스템의 모든 것

목 차

1. 교통안전 혁신 달성, C-ITS (협력 지능형 교통 시스템) 개요
2. 기존 ITS 시스템과 C-ITS 시스템과의 세부 비교
3. C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)의 주요 구성도 및 핵심 기술
4. C-ITS (협력 지능형 교통 시스템) 국내 동향 및 해외 동향
5. 마무리

 

1. 교통 안전 혁신 달성, C-ITS (협력 지능형 교통 시스템) 개요

협력 지능형 교통 시스템 (C-ITS, Cooperative Intelligent Transport Systems)은 차량과 인프라 간의 실시간 통신을 통해 교통안전과 효율성을 향상하는 기술입니다. 이 시스템은 차량 간 통신(V2V), 차량과 인프라 간 통신(V2I), 차량과 보행자 간 통신(V2P)을 포함합니다. C-ITS는 도로 교통의 문제를 해결하고, 교통 혼잡을 줄이며, 사고를 예방하는 데 중요한 역할을 합니다.

1.1 C-ITS (협력 지능형 교통 시스템) 기본 개념

C-ITS는 Cooperative Intelligent Transportation System의 약자로, 기존 ITS에 협력적인 통신 기능을 추가하여 차량, 인프라, 보행자 간의 실시간 정보를 교환하는 시스템을 말하며, 차량이 주행 중 운전자에게 주변 교통상황과 급정거, 낙하물 등의 사고 위험 정보를 실시간으로 제공하는 시스템을 말합니다.

1.2 C-ITS (협력 지능형 교통 시스템) 구축 전략 로드맵

정부는 아래 그림과 같이 3단계의 로드맵을 제시하고 있으며, 2024년까지 주요 고속도로, 2027년까지 도심 및 주요 도로, 2030년까지 전국 도로에 C-ITS 통신 인프라를 단계적으로 구축하고, 2024년부터 C-ITS 관리와 보안을 위한 통합관리체계를 마련할 계획입니다.

C-ITS(협력 지능형 교통 시스템) 구축 전략 (* 출처: 국토교통부)

 

2. 기존 ITS 시스템과 C-ITS 시스템과의 세부 비교

구분	기존 ITS	C-ITS
기본개념	- 지능형 교통 시스템 (교통 관리 중심)	- 협력 지능형 교통 시스템 (교통 안전 중심)
개념도	- 수집과 제공 체계의 분리 인한 공간 제약 존재 - 센터 중심의 정보 제공 인한 지연 발생 - 돌발 상황 대한 신속한 대응 한계	- V2V, V2I, V2P 간 지속적인 데이터 공유 - 개별 차량 대상으로 실시간 정보 제공 - 신속하고 능동적인 돌발 상황 사전 대응 및 예방
통신 방식	- 센서, 카메라, GPS 등을 통한 정보 수집	- V2V, V2I, V2P 등을 통한 실시간 통신
주요 기술	- CCTV, 신호 제어 시스템 - 교통 정보 제어 시스템	- 사고 예방 - 교통 효율성 향상 - 보행자 안전 확보
정보 전달	- 중앙 시스템을 통한 정보 수집 및 배포	- 차량, 인프라, 보행자 간의 실시간 정보 교환
적용 범위	- 교통 관리, 대중 교통 관리, 도로 안전 관리	- 자율 주행차 - 스마트 시티와 연계된 교통 안전 및 효율성 향상
통신 기술 활용	- 기존 통신 인프라 활용	- 최신 통신 기술을 활용한 실시간 협력 통신
장점	- 기존 통신 인프라와의 호환성 용이 - 다양한 교통 관리 기능 용이	- 실시간 정보 교환을 통한 높은 안정성과 효율성 확보
단점	- 실시간 정보 교환의 한계 - 제한된 협력적 기능 존재	- 최신 통신 기술 접목 필요 - 초기 구축 비용 부담

ITS와 C-ITS는 모두 교통 시스템의 혁신을 이끄는 중요한 기술입니다. ITS는 전통적인 교통 관리와 정보 제공에 중점을 두고 있는 반면, C-ITS는 차량, 인프라, 보행자 간의 실시간 협력적 통신을 통해 교통안전과 효율성을 더욱 향상하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 두 시스템의 융합과 발전은 미래의 스마트 교통 시스템 구현에 중요한 역할을 할 것입니다.

 

3. C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)의 주요 구성도 및 핵심 기술

아래 표와 같이 ADAS 4가지 유형인 전방 충돌 회피, 차선 이탈 경고, 사각지대 감시 및 후방 감시에 따른 주요 기술들에는 어떤 것이 있는지 알아보고 여기에 사각지대를 감시하기 위한 ADAS 센서기술인 레이더(Radar), 라이더(Ridar) 등에 대해서도 알아보겠습니다.

3.1 C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)의 주요 구성도

아래 그림과 같이 C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)의 구성요소는 4가지로 차량(Vehicle), 보행자를 포함한 사람(Person), 도로변 각종 센서와 노변장치(Road Side Unit), 정보를 생산 관리 배포하는 정보관리센터(C-ITS센터)로 구성됩니다. 그림에서 보면, C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)를 위해서는 차량과 정보를 주고받는 노변 기지국, 신호제어기, 도로 기상정보 시스템, 보행자 검지기, 요금징수기, 돌발상황 검지기 등 다양한 도로 인프라가 중요합니다.

C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)의 구성도 (* 출처: 국토교통부)

그리고 C-ITS 센터는 연계 기관과 정보를 공유하고 데이터를 처리해 현장에 전송하며, 현장 정보는 다시 차량으로 보내져 차량 간 안전 정보를 교류하는 쌍방향 소통 시스템입니다. 차량에는 안테나, 통신장치, 운영장치, 차량정보 수집장치, 내비게이션과 스마트폰 등의 표출장치가 있으며, 지능형 교통 정보는 C-ITS센터와 지원시스템을 통해 주행 중인 차량에 제공됩니다.

3.2 C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)의 주요 핵심 기술

C-ITS (협력 지능형 교통 시스템)는 애플리케이션 서비스, V2X 통신기술, 디지털 인프라, 빅데이터 처리, 자동차 정보 연계, 정보보호와 보안 등 다양한 기술 요소를 통합하여 교통 문제를 해결하고 안전성을 높이는 시스템입니다.

구분	세부 설명	핵심기술 요소
애플리케이션 기술	운전자에게 직접적인 C-ITS 효과를 보여주는 서비스로, 교통 문제 해소와 운전자의 수용성, 기술적 적용성이 검토됨. 다양한 서비스 개발이 중요하며, 요금징수, 교통정보 서비스와 연계할 수 있는 애플리케이션 개발 필요	- 대중 교통 서비스 - 보행자 사고 예방 애플리케이션 - 요금 징수 및 교통 정보 제공 - 안전 정보 통합 서비스
V2X 통신 기술	C-ITS는 V2X 무선통신환경을 기반으로 하며, 충돌 직전 상황을 전파할 수 있는 성능 조건 요구. WAVE, LTE, 5G 등의 통신 방식으로 표준화가 필요하며 다양한 교통 주체들이 활용할 수 있는 무선통신 환경 조성 필요	- WAVE, LTE, 5G 다양한 교통 주체(보행자, 이륜차, 자전거 등)수용 가능한 무선 통신 환경
디지털 인프라 기술	V2X 기반 서비스는 도로 기하구조, 시설물 디지털 정보, 정밀 지도 데이터, 절대측위 보정기술, 원거리 이벤트 정보, 기상정보 등 많은 인프라 정보를 필요로 하며, 자율주행 서비스의 요구사항을 충족함.	- 도로 기하구조 정보 - 정밀 지도 데이터 - 절대 측위 보정 기술 - 원거리 이벤트 정보 및 기상 정보
빅데이터 기술	교통부문 빅데이터 처리 기술 개발 필요. 위치정보, 차량 상태정보, 경로정보, 도로변 센서 정보 등 다양한 데이터를 활용하여 새로운 서비스 개발, 교통 운영 관리, 정보 신뢰도 향상 기대.	- 정밀 측위 위치 정보 - 차량 상태 정보 및 경로 정보 - 도로변 센서 정보(돌발 상황, 국지적 기상정보, 이벤트 정보 등)
차량 정보 연계 기술	차량 정보를 연계한 교통 서비스가 제한적으로 사용되고 있으며, C-ITS를 위한 차량 정보 표준화가 진행 중. 기존 ITS 정보기반은 노면 센서 수준이나, 차량 위치기반 상태정보가 중요한 정보로 다양한 서비스 개발과 교통안전 해결 방안 제공 기대	- 차량 위치기반 상태정보 - 디지털 운행 기록계 정보(EDR) - 차량 정보 표준화(미국, 유럽 표준)

C-ITS는 교통 문제 해결과 안전성 향상을 위해 애플리케이션 서비스, V2X 통신기술, 디지털 인프라, 빅데이터 처리, 자동차 정보 연계, 정보보호와 보안 등 다양한 기술 요소를 통합한 시스템입니다. 이를 통해 다양한 통신방식으로 실시간 정보를 교류하고, 정밀 지도 데이터와 절대측위 보정기술을 활용하여 자율주행 서비스 요구사항을 충족시키며, 새로운 서비스 개발과 교통 운영 관리의 신뢰도를 높입니다. 또한, 차량 위치기반 상태정보와 보안 기술을 통해 안전한 서비스를 제공합니다.

4. C-ITS (협력 지능형 교통 시스템) 국내 동향 및 해외 동향

4.1 C-ITS(협력 지능형 교통 시스템) 국내 동향

국토교통부는 2025년까지 자율주행 레벨4의 버스와 택시, 2027년까지 승용차를 출시하는 목표로 '모빌리티 혁신 로드맵 5개 과제'를 발표했습니다. 주요 내용은 다음과 같습니다.

1. 완전자율주행 시대 개막    2. 교통 체증 없는 항공 모빌리티 구현  3. 스마트 물류로 맞춤형 배송체계 구축  4. 다양한 이동 서비스 확산  5. 모빌리티와 도시 융합을 통한 미래도시 구현

또한, 2025년까지 전국 시·도별 1곳 이상의 시범운행지구를 지정하고, 2027년까지 도심 혼잡지역에 실시간 통신 인프라를 조기 구축할 계획입니다. 통신 방식은 직접통신(WAVE 또는 C-V2X)과 기존 이동통신망(V2N)을 혼합하여 추진합니다.
'지능형 교통체계(ITS) 기본계획 2030'에서는 인공지능과 사물인터넷(IoT) 등의 첨단기술을 활용하여 교통시설과 수단 간의 실시간 쌍방향 소통을 통해 정보의 정확성을 높이고, 교통 서비스의 효율성을 증진하는 방향으로 나아갑니다.

4.2 C-ITS (협력 지능형 교통 시스템) 해외 동향

■ 미국의 C-ITS

미국은 자율주행 시스템과 도로 통합을 위한 비전(ConOps)을 3단계로 개발 중입니다. 

1단계: 자율주행차량과 기존 도로 인프라의 통합 추진(소규모 차량 운영, 시스템 효율 향상 등)    2단계(2023년 초): 자율협력 성능 향상 및 시스템 호환성 확보  3단계(2025년 초): 차량-도로 시스템의 완전 자동화 실현

ADS 통합 목표(안전, 효율성, 호환성, 공정성) 및 8개의 ADS 유스케이스 정의, 2035년까지 도로 ADS 통합과 교차로 연료 소비 20% 감축, 차로 용량 2배 증가, 총 10% 연료 소비 감축을 목표로 하고 있습니다.

 

■ 유럽의 C-ITS

2016년에 C-ROADS 협의체를 출범하여 범 유럽적 C-ITS 도입과 기술 사양 개발 및 교류 추진을 하고 있으며 18개국 참여하여 비 EU 국가와 협업을 통해 진행되고 있습니다.

도입 현황:    - 50개 이상 유럽 도시에서 C-ITS 서비스 도입   - 20,000km 도로에 노변 장비 설치, 100,000km에 C-ITS 서비스 제공.  목표와 계획:   - 도로 안전과 통행자 지원 Usecase 개발, 상호호환성 및 하위호환성 확보, 주요 도심으로 서비스 확대   - 국경 지역 실증 통해 상호호환성 향상. 공공기관의 여행자 정보 제공 및 정책 개발에 활용.

 

전세계 C-ITS 시장은 2020년 23억 달러이며, 2031년까지 82억 달러로 성장할 것으로 전망됩니다. 국내에서도 C-ITS를 활용한 자율주행 상용화를 위해 표준화와 협력이 필요하며, 이를 통해 새로운 비즈니스 기회와 일자리 창출을 기대할 수 있습니다.

 

5. 마무리

위에서 살펴본 바와 같이 C-ITS(협력 지능형 교통 시스템)은 차량과 도로 인프라가 협력하여 운전자에게 주변 교통상황과 사고 위험 정보를 실시간으로 제공하는 시스템입니다. C-ITS(협력 지능형 교통 시스템)은 하드웨어, 소프트웨어, 서비스로 구성되며, 특히 서비스 부분이 빠르게 성장하고 있습니다. 우선신호시스템(TSP), 대중교통 통신, 텔레매틱, 주차관리 시스템, 여행정보 제공 시스템 등이 C-ITS 서비스에 포함됩니다.

 

C-ITS는 차량과 도로 인프라 간의 협력을 통해 운전자에게 실시간 교통 정보를 제공합니다. 이는 교통 안전성을 향상하고 교통 체증을 줄이는 데 도움이 됩니다. C-ITS 시장은 성장하고 있으며, 서비스 부분이 특히 주목할 만합니다. 국내에서도 표준화와 협력을 통해 C-ITS를 활용한 자율주행 상용화를 기대할 수 있습니다. 결론적으로, C-ITS는 우리의 교통 체계를 혁신하고 미래를 개선하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.