자율주행기술에 따른 운전자 과실로 인한 사고를 90% 이상 줄일 수 있다는 전망이 다만 장밋빛으로 끝나지 않으려면 자율주행자동차 상용화는 반드시 안전도 확보가 전제돼야 한다. 국민의 재산과 생명을 보호하기 위한 안전성 확보는 결코 타협 대상이 될 수 없기 때문이다. 자율주행자동차의 현행 안전기준과 향후 추진방향에 대해 알아보자.
자율주행자동차 및 자율주행 기술수준의 정의 자율주행자동차의 안전성을 말하기 전에 자율주행자동차의 구조 및 특징을 충분히 이해해야 한다. 즉, 기존 자동차와의 차이를 명확히 알아야 하고, 또한 자율주행 자동차의 기술 수준을 충분히 숙지해야 한다.”자동주행자동차”란 운전자가 직접 제어하지 않고 자동차 내부에 탑재된 장치가 자동차 외부의 신호 등과 연계하여 현재 자동차의 상태 및 주변환경 등을 인지·판단하여 자동차를 능동적으로 수정 또는 제어하여 정해진 경로를 추종하거나 설정된 목표지점에 도달할 수 있도록 하기 위한 기술을 적용한 자동차를 말한다. 즉, 인간이 인지·판단·제어하던 기존 자동차의 운전을 기계(시스템)가 스스로 행하는 자동차를 말한다. 또 자율주행 자동차는 특정 자율주행 기술 수준을 갖춘 자동차를 의미한다. 자율주행 자동차의 성능과 안전을 확인하기 위해서는 해당 자동차에 장착된 자율주행 시스템의 수준을 일정한 잣대로 평가하기 위한 기준이 필요한데 이때 필요한 것이 자율주행 기술 수준이다.현재 양산되고 있는 자동차에 장착된 자율주행 기술은 대부분 레벨 2 수준이다. 레벨 3이상의 자율주행 기술은 개발만 진행되고 있을 뿐, 아직 정식으로 양산 단계까지 이르지 못한 상황이다. 또 레벨5인 자율주행자동차는 운영설계 영역이 무제한이기 때문에 단기간의 실현이 불가능하다. 따라서 현 상태에서의 기술개발 및 안전성 확보의 주된 타깃은 레벨3과 레벨4이다. 특히 레벨 3은 제어권 전환 시의 안전도 확보 문제, 그리고 레벨 4는 운행설계 영역에서 시스템이 전적으로 책임을 지고 있으므로 우선 안전이 확보되어야 할 것이다.
▲자율주행자동차 안전기준, 패러다임 변화=자율주행자동차는 기존 자동차의 성능 평가와는 다른 패러다임을 갖고 있다. 우선 운전자의 영역이 인간에서 시스템으로 전환된 것이다. 이전에는 운전은 사람이 행해 그에 대한 책임을 지게 했지만, 시스템이 운전하므로 시스템의 운전능력에 대한 검증이 필요한 것이다.또 자동운전등급 34는 운행설계영역(Operational Design Domain, ODD)과 연계돼 그 영역 안에서만 작동한다. 따라서 기존 주행시험장에서는 모든 운행설계 영역을 담당할 수 없다. 즉, 지리적으로 ODD를 이탈하여 다른 기술적 ODD 기준을 반영한 평가가 불가능하고, 자동차에 내장된 고정밀 지도도 없다. 따라서 새로운 평가 방법을 도출해야 한다. 즉, 실도로시험 또는 시뮬레이션 등의 새로운 평가방법을 추가해야 한다.이에 따라 국제 자동차 안전기준의 제정·개정을 담당하는 UNECE/WP.29에서는 자율주행 자동차의 안전기준 개발을 위해 <그림 3>과 같은 평가방법을 적용하는 것으로 하고 있다.즉 자율주행자동차는 기존 주행시험장의 평가방법과 실제 도로에서의 평가방법이 필요하다. 또한 시뮬레이션 및 가상장치의 평가 및 제작사의 자기선언 등을 확인하는 적합성 평가 등 복합적인 평가방법이 필요하며 현재 기준 논의가 진행 중이다.
▲자율주행자동차의 현재 안전기준=현재 모든 자동차의 안전기준은 UNECE WP.29에서 만들어졌으며 자율주행자동차는 GRVA라는 분과에서 논의되고 있다. 그 아래에 전문기술분과로서 자율차기능기술기준과 자율차 검증방법, 사이버보안, OTA(Over the Air, 무선소프트웨어 업데이트), 그리고 자율주행 데이터 저장시스템에 대한 기준을 만드는 분과가 있다. 주로 유럽이 주도하고 있으며 일본과 중국, 그리고 한국 등이 기준 제정에 활발하게 참여하고 있다. 자동차안전연구원이 대표적인 역할을 하고 있다.
<그림 5>는 레벨 3 자동 운전 자동차 운행의 경우에 발생 가능한 시나리오를 구성한 플로 차트이다. 신규로 제정된 레벨 3 자동운전 자동차 안전기준에 대해 간단히 설명하면 다음과 같다. 우선 자동차에서 유지기능을 사용할 때의 안전기준으로서 주행안전 확보를 위해 검지성능에 의한 최고속도 및 전 차량과의 최소안전거리가 제시되었다. 또 이상시의 상황별 제어권 전환에 관한 기준, 긴급시의 경우는 비상운행기준에 의해 최대한 감속 및 비상조향으로 대응하는 기준이 있으며 이미 올해 7월 1일부터 적용되고 있다.
특히 제어권 전환과 관련하여 운전전환 요구를 한 때부터 10초 이내에 운전자의 대응이 없을 경우 이후부터 위험최소화 운행을 자동으로 시작해야 하며, 운전전환 요구 경고는 시각청각 촉각, 시각청각 촉각 중에서 선택하여 사용해야 하며, 운전전환 요구 후 4초 이내에 경고신호를 늘리기 시작하여 운전자가 운전조작을 하거나 위험최소화 운행이 시작되어야 한다.또한 운전자 모니터링 시스템은 운전자의 착석 여부 및 안전벨트 착용 여부와 운전자의 운전 조작 가능 여부를 항상 감지해야 한다. 거기에 따르는 검지등의 기준은 따로 제정되고 있다.다음은 자율주행정보 기록장치(Data Storage System for Automated Driving, DSSAD)에 대한 것이다. 이 장치는 자율주행차에 의한 사고 발생 시 신속한 피해자 보호와 구제를 위해 사고 원인과 책임소재 판단 기준이 되는 자동운전시스템 작동 등을 기록하는 장치다. 운행 주체가 누구인지, 문제가 있는지 등 책임의 소재 등을 판단하기 위해서 필요한 시스템으로서 자동 주행 시스템의 작동 및 해제, 운전 전환 요구, 드라이버의 조작 입력, 비상 운행의 개시 및 종료, 임박한 충돌 위험의 감지, 운행 정보의 기록 시점, 충돌 인지, 위험 최소화 운행 개시, 시스템 및 차량의 심각한 고장 등, 사고 책임에 관한 항목과 내용이 포함되게 되어 있다. 이 장치는 상기 사건의 날짜, 시간(±1.0초) 정밀도 및 최소 6개월 이상의 발생기록 또는 2,500건 이상의 기록이 가능해야 하며, 자율주행정보 기록장치에 저장된 정보는 최소한 표준화된 인터페이스(OBD 포트)에 의한 통신 인터페이스를 사용하는 표준화된 방식으로 읽을 수 있어야 한다. 또 의무 장착이 되어 있다.
앞으로 안전기준의 추진방향에 대해 다양한 추진내용이 있는데 여기에서는 중요한 두 가지 사항에 대해 논하기로 하자. 우선 첫 번째로, 상술한 시뮬레이션, 주행시험장 및 실도로평가 등에 필요한 시스템의 자율주행평가 시나리오의 개발이 시급하다. 이를 위해 WP.29에서도 별도의 전문가 그룹을 구성해 논의하고 있다. <그림 6>은 복수의 도로조건, 차량조건 및 교통상황까지 고려해 논의된 평가시나리오의 예이다.
다음은 점점 중요성이 강조되는 사이버보안에 관한 내용이다. 2020년 6월 25일 유엔이 발표한 보도자료에 따르면, 유엔 유럽경제위원회(United Nations Economic Commission for Europe, UNECE)의 차량규정 국제조화를 위한 세계포럼(WP.29)에서는 사이버보안과 무선업데이트에 관한 새로운 유엔기준을 채택했다. 이 기준은 2021년 1월부터 법규로 발효 예정이며 유예기간을 거쳐 2022년 7월부터는 신규 자동차(New Type Vehicle), 2024년 7월부터는 모든 양산차(New Vehicle)에 적용하기로 했다.특히 자동차의 사이버보안에 대해서는 현재의 보안 취약점 대책을 실현했다고 해도 기술의 발달과 함께 새로운 약점이 나타나는데, 이를 토대로 한 보안 대책이 계속적으로 이루어져야 한다.이러한 배경에서 차량의 사이버보안은 <그림 7>과 같이 2가지 개념으로 평가할 필요가 있다. 첫째, 자동차 라이프사이클에 대한 제조업체의 사이버보안 관리능력(즉 사이버보안 관리시스템)을 평가한다. 즉, 보안관리체계(Cyber Security Management System, CSMS)에 초점을 맞추어 제작사의 조직구조, 프로세스 및 통치에 대한 사이버보안 요구사항을 확인한다. 둘째, 실제 차량에 적용된 보안대책을 평가한다. 차량을 실제로 테스트하고, 차량 아키텍처 설계, 리스크 평가 절차 및 사이버보안 제어의 구현이 올바르게 이루어지고 있는지를 확인하면서, 보다 구체적으로 차량에 대한 형식승인을 실시한다.또한 사이버보안 평가를 위해 기준(Regulation)에서는 프로세스 체크와 차량을 평가해야 한다고 되어 있지만 어떻게 심사(Audit)하고 평가를 실시할지에 대한 구체적인 내용이 없다. 물론 UN에서도 해석서를 준비하고 있지만, 관련 표준(예: ISO/SAE21434)을 참조하라고 명기하고 있는 부분의 OEM(완성차 제조업체)은 이들 표준을 사용해 규정 원칙이 어떻게 충족되고 있는지를 나타낼 수 있어야 할 것이다.
마치 자율주행 자동차가 늘어뜨리는달콤한 혜택은 안전성이 보장된 상태에서만 누릴 수 있는 것이다. 기술은 타협할 수 있지만 안전은 타협의 대상이 아님을 충분히 알아야 한다. 유엔도 자율주행 정의를 수립하고 안전성 확보를 위한 기준 마련에 본격적으로 나서고 있다. 자율주행차의 안전성 확보를 위해 한국도 안전기준 제·개정을 통해 적극 대응해야 한다고 판단된다.
자율주행 자동차가 가져다주는달콤한 혜택은 안전성이 보장된 상태에서만 누릴 수 있다. 기술은 타협할 수 있지만 안전은 양보하거나 타협 대상이 아니다. 유엔은 자율주행 정의를 수립하고 안전성 확보를 위한 기준 마련을 본격 추진 중이다. 자율주행차의 안전성 확보를 위해 우리도 안전기준 제정이나 개정에 적극 나서야 한다.”
글 : 신재곤 연구단장 / 한국교통안전공단 자동차안전연구원 출처 : 한국교통연구원 월간교통