무인운전
무인운전(無人運轉, unmaned operation)은 자동차나 열차 같은 주행기계에서 사람, 즉 운전자 없이 자동 또는 원격 조종 장치로 하는 운전을 말한다.
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목차
구분
자동차
무인운전은 스스로의 위치를 파악하고 장애물을 인식할 수 있는 감지 시스템, 이에 따라 감속 및 가속, 조향 등의 명령을 내리는 중앙제어 장치, 명령에 따라 필요한 작동을 취하는 액추에이터 등의 구성으로 실행되어진다. 진로 및 장애물의 인식이 기술의 관건이 되며, 인공위성을 이용한 위성항법장치(GPS:Global Positioning System)와 도로를 따라 부착된 신호를 이용하여 진로를 인식하는 방법 등이 연구되어 있다.[1]
철도
무인운전 시스템은 기관사, 관제사 없이 열차 스스로 설치된 장치와 상호작용을 통해 운행 간격, 속도와 위치를 무인으로 통제할 수 있게 하는 기술이다. 운행 노선은 프로그래밍된 대로 움직인다. 특히 출입문과 열차의 진로에 장애물이 있어 그것을 통제하는 것이 가능하다. 철도의 무인운전을 가능하게 하는 자동화 시스템은 세계대중교통협회에서 4단계로 구별시켰다. 대한민국에서는 주로 서울 인근 지역들에서 많이 이용되고 있는데, 신분당선 지하철, 부산-김해 경전철, 의정부 경전철, 우이신설 경전철, 인천도시철도 2호선, 용인 경전철 등으로 4단계 중 가장 높은 등급인 GOA4 단계이다. GOA4단계는 열차의 운행부터 출입문을 여닫는 부분, 비상상황이 발생했을 경우까지 모두 자동으로 구성되어 사람의 손길이 필요 없는 마지막 단계이다.[2] 열차 무인운전 시스템은 사람들이 우려하는 것보다 훨씬 더 안전하고 정확한 시스템이다. 1980년대 열차 무인운전 시스템이 처음 개발된 배경 또한 안전과 정확성을 강화하기 위해서였다. 도시가 확장되고 인구가 급격히 팽창함에 따라 더 많은 승객이 열차를 이용하게 되었고, 이에 따라 열차 이용 시 안전사고 위험도 높아지고 정시성이 떨어지는 등 많은 불편이 생겨나게 되었다. 이를 개선하기 위하여 달리는 열차와 지상 관제센터 간 통신을 이용한 신호시스템이 필요하게 된 것이다. 유인운전의 경우, 관제실에서 열차의 흐름을 실시간 모니터링하며 각 열차의 운전사에게 운행 명령을 내린다. 그리고 열차 운전사는 관제실과 통신을 주고받으며 상황에 맞추어 열차를 운전한다. 열차가 정차역에 멈추면 운전사가 육안을 통해 승강장의 상황을 확인하며 열차의 문을 열고 닫는다. 승객이 너무 많이 몰리면 미처 눈으로 확인하지 못한 돌발상황이 발생할 수도 있고, 이는 종종 안전사고의 원인이 되곤 했다. 열차 무인운전 시스템은 기관사와 관제사를 거치지 않고 차량 스스로 지상에 설치되어 있는 장치와 상호 통신하며 열차의 운행 간격과 속도, 위치 등을 자동으로 통제한다. 열차 운행은 미리 프로그램된 알고리즘에 따라 움직인다. 또한 안전사고 위험이 존재하는 열차 출입문 개폐를 자동으로 통제하는 시스템도 갖추어져 있어, 열차 출입문에 장애물이 감지되면 출입문은 닫히지 않고 열차 또한 출발하지 않는다. 열차가 정차해 있는 동안 뒤따라 오는 다른 열차들의 속도 또한 자동으로 통제된다.[3]
원리
무인운전의 자율성을 용이하게 하는 주요 기술은 레이더, 센서, GPS 추적, 소프트웨어이다. 무인운전 차량은 실제 사람 운전자와 동일한 방식으로 작동하는데, 사람의 감각을 대체하는 장치인 레이더, GPS 내비게이터, 초음파 센서와 함께 작동한다. 비디오카메라는 GPS 내비게이션이 경로를 추적하는 동안 신호등 활동을 포착하고, 라이더(lidar)는 차선을 유지하기 위해 도로를 확인한다. 또한 차량에서 생성된 데이터를 지속해서 수집하고 분석하는 중앙 컴퓨터가 필요하다. 머신러닝도 무인운전 차량의 개발에 중요한 역할을 하며, 자동차는 기상 조건, 신호등, 잠재적 위험, 인간이 운전할 때 의사 결정에 고려해야 하는 모든 사항에 대해 훈련받아야 한다. 머신러닝은 일부 결정이 미리 내려졌거나 규칙에 따라 결정되지만 차량의 결정 및 수행 조치를 용이하게 한다. 차량에 적용하기 위해서는 포괄적인 네트워킹 인프라도 필요하다.[4]
장단점
열차 무인운전 시스템은 안전성과 비용 절감, 수익 증대라는 장점을 갖고 있다. 열차 기관사 홀로 몇 천 명의 승객이 이용하는 열차를 운행한다면 필연적으로 사고의 위험은 항상 존재할 수밖에 없다. 그렇다고 지하철(전철)에 여객 열차처럼 승무원을 배치하여 사고 예방에 나선다면 그만큼 비용이 상승되고, 이는 고스란히 승객의 부담으로 돌아오게 된다. 열차 무인운전 시스템은 이러한 딜레마를 해결할 수 있는 방법이다. 초기 시스템 개발과 구축에는 비용이 들지만, 이후 운영비용을 절감할 수 있는 시스템이다. 또한 소위 휴먼 에러라고 하는 인간의 실수에 따른 사고 위험을 낮출 수 있다. 승무원의 휴식 등에 소요되는 시간이 필요 없고, 프로그램에 따라 열차가 지연되면 알아서 속도를 더 내거나 출입문 개폐 시간을 조절하는 등의 자동회복운동 기능으로 정시운행성이 높아짐에 따라 열차 운행 빈도를 더욱 높일 수도 있다. 이는 곧 수송능력 향상과 더 많은 수익으로 이어지게 된다. 그러나 열차 무인운전 시스템에도 단점은 있다. 혹시 발생할지도 모르는 소프트웨어 버그나 해킹 및 바이러스 침투로 인한 시스템 다운의 위험 등이다. 해킹으로 인한 전 세계 인터넷망 마비, 바이러스 침투로 인한 금융전산망 다운 등 우리 사회를 혼란에 빠뜨리는 문제가 무인운전 시스템에도 일어나지 말라는 법은 없다. 이를 대비하여 시스템 구축 시 보안 장비, 방화벽 등을 구축하며 정기적인 보안 검사로 운영 시 보안 유지에 각별히 유의하고 있다. 이 밖에도 완전 자동화의 이면에 놓여진 인간 소외의 문제, 일자리 감소 등의 단점도 간과할 수는 없는 부분이다.[3]
관련 기업
구글
구글(Google)은 운전대와 페달이 없는 무인운전을 구현하고자 오랜 기간에 거쳐 연구해 왔다. 컵케이크처럼 생긴 구글카 역시 운전대와 페달이 없고, 출발 버튼을 누르면 자동으로 운행을 시작한다. 구글이 직접 제작한 이 프로토타입 자동차는 차량에 달린 감지기로 360도 방향에 걸쳐 축구장 2개를 합친 것 만한 길이의 거리를 살핀다. 시승자들은 자전거를 타고 지나가는 구글 직원 같은 장애물을 피해서 천천히 안전하게 주행하는 무인운전 차량을 2분 동안 경험했다. 첨단 소프트웨어 알고리즘으로 무장한 구글카는 점점 똑똑해지고 있다. 2009년부터 테스트를 시작한 구글의 자율주행 자동차는 단순한 고속도로에서 벗어나 신호등과 횡단보도, 공사 표지판, 자전거, 행인 등으로 가득한 일반도로를 달리며 다양한 상황에 대처하는 법을 학습했다. 수천 가지 다양한 상황을 학습하면서 무인자동차는 사람이 운전하는 것보다 더 안전한 차가 될 수도 있다. 360도 사방을 감시하면서 사람이 보지 못하는 사각지대까지 모두 볼 수 있기 때문이다.[5] 또한 구글의 자율주행차 개발업체인 웨이모(Waymo LLC)가 운전석에 안전요원이 탑승하지 않은 완전 무인운전이 가능한 자율주행차 운전을 공식적으로 시작했다. 운전석을 비워둔 채로 자율주행차 운행을 하는 것은 웨이모가 처음이다. 웨이모가 처음에 3대의 차를 완전 무인 자율주행 상태로 피닉스 도로에 내놓고 운행하기까지 2년이 걸렸고, 이를 100대로 늘리는 데 다시 1년이 걸렸다. 웨이모의 앱을 통해 완전 무인 자율주행 호출택시 서비스를 이용한 사람은 1,500여 명에 이른다. 1주일에 평균 1,500회 차량을 운행했으며, 이 가운데 5~10%는 완전 무인 상태로 운행했다. 웨이모 무인 차량은 만약의 사태에 대비해 직원이 운행 상황을 원격으로 모니터링한다. 이를 위해 차량에는 8개의 카메라가 설치해져 있다.[6]
화웨이
화웨이(Huawei)는 자사의 주력 인공지능 구동 스마트폰에 자동차 운전 방법을 학습하여 자동으로 장애물을 감지하는 무인운전을 실행케 했다. 인공지능을 물체 인식과 결합함으로써 기술은 수천 가지의 물체가 나타날 때 이를 구별할 수 있으며 장애물을 발견하면 가장 적절하게 조처할 수 있다.[7] 로드리더(RoadReader) 프로젝트는 포르쉐 파나메라(Porsche Panamera)를 화웨이 메이트 10 프로의 인공지능 기능을 사용해 목표 식별과 인공지능 학습능력을 결합해 무인운전차로 변신시켰다. 이를 위해 화웨이는 속도, 성능 등 방면에서 여러 차례 테스트를 진행했다. 로드리더 프로젝트의 핵심은 자동차의 구동력보다는 주변 환경을 인지하는 자동인식 기능이다. 알려진 바에 따르면 화웨이가 개조한 파나메라는 고양이, 개, 공, 자전거 등 주변의 약 1000개 물체를 식별할 수 있다. 물체를 식별한 뒤 최적의 행동을 구현한다. 예컨대 도로에 갑자기 동물이 나타나면 차량은 긴급히 브레이크 경고를 보낸다. 만약 자동차가 정지 경고를 듣지 않으면 직접 핸들을 꺾어 물체를 비껴 간다. 개발 중인 대다수의 자율주행차는 제3자 기술업체의 개입을 필요로 하지만 로드리더 프로젝트는 스마트폰에 탑재된 NPU(Neural Network Processing Unit, 신경망 연산 전용 프로세서) 성능을 충분히 활용한다는 데 의의가 크다.[8]
㈜케이티
㈜케이티는 두산퓨얼셀㈜과 수소경제 활성화를 위한 인공지능 기반 발전용 연료전지 사업에 협력하여 지능형 통합에너지 관리 플랫폼인 KT-MEG(Micro Energy Grid)를 활용해 연료전지용 지능형 무인운전 플랫폼을 공동 개발한다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화학적 반응을 통해 전기와 열을 생산하는 고효율 발전 시스템이다. 이를 위해 2020년 4월 14일 서울 동대문 노보텔 앰배서더 호텔에서 두산퓨얼셀과 연료전지 사업확대를 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. 연료전지 지능형 무인운전 플랫폼은 연료전지를 사용하는 발전사업자가 운영을 위해 많은 인력이 상주하지 않고도 자동으로 안정적인 고품질 전력을 생산하는 플랫폼이다. 이 플랫폼에는 자동 연료전지 운전, 실시간 운전정보 수집, 문제 발생시 비상 조치, 예지정비 등 운영 전반과 시설 내 화재와 침입 등 상황에 대한 영상보안 시스템을 통한 무인 관제가 포함된다.[9]
현대로템㈜
[[현대로템㈜]은 2011년부터 2014년까지 국토교통부, 국토교통과학진흥원, 한국철도기술연구원 주관으로 진행된 국책과제인 도시철도용 무선통신기반 열차제어시스템 표준체계구축 및 성능평가에 참여했다. 열차 무인운전시스템의 핵심이 되는 신호시스템 기술을 개발하고 평가하기 위한 국책과제에서 현대로템은 독자적인 열차 및 지상 열차제어 신호시스템 소프트웨어를 설계·제작하여 설치 및 성능시험을 완료했으며, 영국 로이드레지스터사(Lloyd’s Register)가 인증하는 열차 제어·신호에 대한 국제 철도 안전규격인 SIL 4 인증을 획득하는 등 성공적으로 과제를 수행했다. 이러한 과정을 통해 현대로템은 열차 무인운전 시스템의 핵심기술인 차상 ATP/ATO 장치와 지상 ATP 장치 등을 개발했다. 차상 ATP/ATO 장치는 열차의 자동 무인운전을 제어하는 핵심 설비 중 하나이며, 현대로템은 이 장치에 실시간 고장기록 및 분석 기능을 탑재해 차량의 유지보수성을 향상시켰다. 또한 차상 신호장치뿐 아니라 선로 및 관제실 등 지상에 설치되는 지상 ATP 장치도 있는데, 이 장치는 열차 간의 안전거리(이격)를 제어하고 열차의 위치 추적과 진로 감시, 스크린도어 연동 제어가 가능하다. 이렇게 개발된 현대로템의 신호시스템은 전남 대불선(무안~영암)에서 성능시험을 성공적으로 완료했고, 와이파이 및 LTE-R 무선통신방식을 이용한 성능입증으로 열차제어시스템에 LTE-R 무선통신 방식 도입의 기반을 마련하기도 했다.[3]
부정적 견해
서울교통공사가 서울 지하철에서 무인운전 시범 운행을 하면서 논란이 일었다. 공사 측은 미래 먹거리 발굴을 위한 신기술 개발 차원이라고 설명하지만, 노동조합 측은 직원 일자리가 줄어들 수 있다며 반박한 것이다. 서울교통공사는 8호선에서 전자동운전(DTO·Driverless train operation) 시험 운행을 했다. 전자동운전은 기관사가 수동으로 조작하지 않아도 출발 및 정지, 출입문 개폐가 가능한 시스템이다. 전동차 무인운전은 우이신설경전철, 부산지하철 4호선, 인천지하철 2호선 등에서 운영되고 있다. 하지만 설계 단계부터가 아닌 기존에 운행 중인 지하철에 도입하려 하는 것은 서울지하철 8호선이 처음이다. 서울교통공사 노동조합은 즉각 반발했다. 노조는 서울시청 앞에서 기자회견을 열고 "공사가 추진하는 전자동운전은 무인운전, 시민 안전을 위협하는 행위를 중단하라"고 촉구했다. 노조는 서울 지하철에는 무인운전 도입이 적합하지 않다고 주장한다. 양명식 노조 승무본부장은 "무인운전을 도입한 싱가포르는 터널 내 대피로가 있어 열차가 멈춰서더라도 긴급 대피가 가능하지만 우리는 관련 시설이 마련돼 있지 않다"고 말했다. 공사는 시범운영이 완전한 무인운전인 UTO(Unattended train operation)가 아닌 DTO라고 강조한다. 공사 관계자는 "DTO는 기관사가 열차에 1명 탑승하므로 비상상황에 출입문 개폐 등 응급 조치가 가능하다"고 말했다. 노조는 공사 측의 무인 시스템 도입 목적이 인력 줄이기에 있다고 보고 있다. 임형석 노조 역무본부장은 "회사 입장에선 무인운전 구축에 초기 비용이 많이 들겠지만, 이후엔 인력 채용을 하지 않아도 된다. 예산 수천억 원으로 지금 인력 구조를 한 번에 감축하려는 구조조정 수단"이라고 말했다. 실제로 공사는 지난 2013년부터 무인운전 도입을 검토해 왔다. 당시 컨설팅 회사 맥킨지는 서울시의 의뢰로 만든 보고서에서 "UTO 시스템을 순차적으로 도입할 경우 2030년 기준 590억 원의 비용이 절감될 것"이라고 예상했다. 노조는 공사가 무인운전에 대한 시민 불안감과 거부감을 고려해 DTO 방식을 우선 시도한 뒤 UTO에 나설 것이라고 우려한다. 하지만 공사는 DTO 시범운영은 그간 기술만 도입하고 활용하지 않았던 신기술을 시험해보기 위한 것이라고 설명한다. 전문가들은 민간 영역에 무인시스템이 퍼지며 생긴 사회적 일자리 갈등이 공공영역에도 나타난 것이라 지적했다.[10]
각주
- ↑ 〈무인운전차〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 철도연, 〈(김진백 기자) 열차의 무인운전 시스템〉, 《네이버 블로그》, 2018-01-10
- ↑ 3.0 3.1 3.2 현대로템, 〈알아두면 쓸데있는 열차 무인운전 시스템 상식!〉, 《티스토리》, 2017-10-16
- ↑ Charlotte Trueman, 〈자율주행 차량 기술, 어디까지 왔나? 100% 무인 운전은 언제쯤?〉, 《CIO》, 2019-11-08
- ↑ 〈지하철보다 싼 우버, 운전대 없는 구글 무인차… 이건 혁명이다〉, 《한국일보》, 2015-10-19
- ↑ 곽노필 기자, 〈운전석 빈 자율주행 호출택시 미국서 탈 수 있다〉, 《한겨레》, 2020-10-09
- ↑ Christina Mercer, Tom Macaulay, 〈'IT·자동차회사 출사표' 무인운전 차량 개발 중인 기업 18선〉, 《CIO》, 2018-04-03
- ↑ ChinaFocus, 〈화웨이, 스마트폰 하나로 포르쉐를 ‘자율주행차’로 변신〉, 《티스토리》, 2018-02-23
- ↑ 유경표 기자, 〈KT, 두산퓨얼셀과 '연료전지 무인운전 플랫폼' 공동개발 나선다〉, 《시장경제》, 2020-04-14
- ↑ 이승호 기자, 〈서울지하철 무인운전 갈등 “신기술 시험” vs “감원이 목적”〉, 《중앙일보》, 2018-06-29
참고자료
- 〈무인운전차〉, 《네이버 지식백과》
- 유경표 기자, 〈KT, 두산퓨얼셀과 '연료전지 무인운전 플랫폼' 공동개발 나선다〉, 《시장경제》, 2020-04-14
- Christina Mercer, Tom Macaulay, 〈'IT·자동차회사 출사표' 무인운전 차량 개발 중인 기업 18선〉, 《CIO》, 2018-04-03
- ChinaFocus, 〈화웨이, 스마트폰 하나로 포르쉐를 ‘자율주행차’로 변신〉, 《티스토리》, 2018-02-23
- 곽노필 기자, 〈운전석 빈 자율주행 호출택시 미국서 탈 수 있다〉, 《한겨레》, 2020-10-09
- 〈지하철보다 싼 우버, 운전대 없는 구글 무인차… 이건 혁명이다〉, 《한국일보》, 2015-10-19
- Charlotte Trueman, 〈자율주행 차량 기술, 어디까지 왔나? 100% 무인 운전은 언제쯤?〉, 《CIO》, 2019-11-08
- 철도연, 〈(김진백 기자) 열차의 무인운전 시스템〉, 《네이버 블로그》, 2018-01-10
- 이승호 기자, 〈서울지하철 무인운전 갈등 “신기술 시험” vs “감원이 목적”〉, 《중앙일보》, 2018-06-29
- 현대로템, 〈알아두면 쓸데있는 열차 무인운전 시스템 상식!〉, 《티스토리》, 2017-10-16
같이 보기
