러시아워 시간의 상하이. 지퍼 머지(Zipper Merge)같은 효과적인 끼어들기 방식이 필요할까요? 이곳에서는 경적을 울리고 액셀러레이터를 밟아 속력을 내는 것이 암묵적인 룰입니다. 브레이크를 밟아야 할 때는 경적을 한 번 더 울립니다. 방향을 바꾸기 위해 교차로 한 가운데서 후진하는 차도 볼 수 있습니다. 여기에 좁디좁은 틈을 아슬아슬하게 통과하는 셀 수 없이 많은 전기 스쿠터 라이더를 피하는 방법은 순전히 운전자의 운에 달려있습니다. 심지어 당연하다는 듯이 인도로 주행하는 전기 스쿠터 라이더나 전기 자동차 운전자들도 심심치 않게 볼 수 있습니다. 뮌헨에서 활동하는 매니지먼트 컨설턴트이자 상하이재경대학교를 졸업한 Julian Schneider는 "중국인들에게 도로는 안전한 공간이 아닙니다."라고 이야기합니다. 그는 차들이 빵빵거리며 경적을 울려대는 탓에 교차로를 건너는 보행자들은 횡단보도 신호가 녹색불인 상황에서도 안전을 위협받는다고 덧붙입니다. 차들이 이렇게 경적을 울리는 이유는 적색 신호에서 우회전을 하는 것이 법적으로 허용되어 있기 때문입니다. (캐나다, 호주 및 미국도 동일한 교통 신호 체계를 가지고 있습니다.) 그 결과, 전 세계에서 교통사고 사상자가 가장 많은 국가라는 오명을 쓰게 되었습니다. 이와 관련된 수치는 2018년 WHO(World Health Organization)에서 발표한 최신 데이터에서도 확인할 수 있습니다.
하지만 중국 정부는 이러한 상황에 전쟁을 선포했습니다. 그리고 문제를 해결하는 과정에서 국가의 기술적 역량을 강화할 수 있는 조치를 특히 더 반기고 있습니다. 예를 들면, 서구권 국가에서 계획으로만 존재하는 스마트 시티가 이곳 중국에서는 점차 현실성이 높아지고 있습니다. 2011년에 발표된 12차 중국 5개년 계획에서 언급된 스마트 시티는 이후 후속 계획이 시행되는 동안 New Smart City라는 이름으로 상당한 발전을 이루게 되었습니다. "중국제조 2025(Made in China 2025)" 원칙은 2015년부터 시행되었는데, 이를 통해 중국은 로봇 공학, 인공 지능 및 전기 이동성과 같은 혁신 분야에서 글로벌 리더십을 확보하기 위해 노력하고 있습니다.
그리고 커넥티드 카는 이러한 중국 정부의 계획에 꼭 들어맞는 개념입니다. 중국의 스타트업은 미래의 자동차 교통 분야의 개척자들입니다. 대도시의 열악한 교통 상황이 실제로 이들 손에 달려있습니다. 2016년에 설립되었지만 이미 업계의 주요 기업으로 성장한 로보택시 회사 Pony.ai의 CEO James Peng은 중국에서 해결해야 할 도전 과제의 난이도가 특히 더 높다고 생각합니다. 그는 자율 주행 분야의 개척자인 미국에서의 경험 및 데이터보다 상황을 예측할 수 없는 중국의 경험 및 데이터가 더 가치 있고 의미 있다고 이야기합니다. Pony.ai는 이미 중국 남부 도시의 공공 도로에서 자율 주행차의 대규모 현장 테스트를 진행하고 있습니다. Baidu, AutoX 및 DiDi Xungking 등 다른 현지 업체들 또한 이미 테스트에 착수했습니다. 내부 관계자들은 2023~2025년 사이에 대규모 비즈니스를 위한 돌파구가 마련될 것으로 기대하고 있습니다. 2030년에는 수백만 대의 로보택시가 전 세계에서 가장 큰 시장의 도로를 주행하게 될 것입니다. 면허증을 보유한 운전자가 중국 전체 인구의 약 25% 정도밖에 되지 않고, 대부분은 가까운 시일 내에 자차를 구매할 여력이 없다는 사실이 개발에 박차를 가하고 있습니다.
이곳에서 살아남는 자율 주행 자동차는 어디에서든 살아남을 수 있습니다. 중국 현지의 로보택시 개척자들은 V2X가 경험할 수 있는 최악의 상황에 대비하기 위해 중국 대도시를 테스트 실험실로 활용하고 있습니다. 자율 주행과 관련한 아이디어가 언제 어디서나 안전하게 구현되도록 보장하기 위해서는 로데슈바르즈에서 제공하는 자동차 테스트 솔루션이 필요합니다.
물론 자동차 혁명은 미국에서 시작되었습니다. 2014년에 출시된 Google의 앙증맞은 자율 주행 자동차 "에그(Eggs)"는 자율 주행 자동차가 나아가야 할 방향을 제시했습니다. 그리고 2015년 이러한 노력은 공공 도로에서의 첫 번째 무인 주행으로 이어졌습니다. Google 또는 2017년에 설립된 Google의 자매회사 Waymo는 가장 긴 테스트 주행 거리와 정교한 소프트웨어로 자율 주행 기술의 기준으로 간주되고 있습니다. 하지만 수십 개의 미국 기업 및 여러 개의 중국 기업들은 특히 캘리포니아에서 자체 현장 테스트와 관련된 유리한 규제 조건의 이점을 누리고 있습니다. 이곳에서는 상업용 로보택시의 사용과 관련된 법적 제도가 이미 마련되었을 뿐만 아니라, 무인 자동차에 탑승한 승객의 안전을 책임지는 세이프티 드라이버(Safety Driver) 없이 주행할 수 있는 승인도 받았기 때문입니다. 도로에서 발생하는 모든 문제는 관제 센터에서 원격 제어로 해결합니다.
Google의 자매회사인 Waymo는 공공 도로에서 자율 주행 자동차를 이미 운행하고 있는 수많은 미국 및 중국 기업 중 하나입니다. Waymo의 첫 번째 상업용 로보택시가 향후 몇 년 내로 출시될 전망입니다.
유럽은 미국 및 중국과 비교하여 스타트업 이니셔티브가 부족한 상황입니다. 이곳에서는 주요 IT 관련 업체와 합작 벤처를 구성하기 위해 자동차 산업에서 개발하는 서비스에 의존하고 있으며, 기술이 발전한 독일에서조차 대중교통을 이용하기 전이나 후에 이용하는 자동 셔틀 또는 운송 수단 개발과 관련하여 자동차 산업에 의존하면서 현지 프로젝트를 진행하고 있습니다. 그렇지만 독일은 전국적으로 시행되는 4단계 수준의 자율 주행 관련 법안을 2021년 7월에 통과시킨 최초의 국가가 되었습니다. 자동차 렌트 회사 Sixt는 빠르면 2022년에 뮌헨에 로보택시를 보급할 계획을 즉시 발표하였습니다. Sixt의 로보택시는 Intel의 자회사 Mobileye의 기술을 사용하여 길을 탐색하며, 세이프티 드라이버가 택시에 동승할 예정입니다.
전 세계적으로 커넥티드 카의 자율 주행과 관련된 아이디어에 박차를 가하고 있습니다. 자동차는 바퀴 달린 스마트폰과 점점 더 유사해지고 있습니다. 우리의 목표는 모든 사람에게 도로 교통안전을 보장하는 것입니다. 이를 위해서는 커넥티드 카 내부의 아주 작은 공간에 탑재된 기술을 신뢰할 수 있어야 합니다. 언제, 어디서든 말이죠. 그리고 혁신적인 T&M 솔루션을 사용할 때만 이 모든 아이디어가 현실이 될 수 있습니다. 자동차가 도로를 달리기 전에 모든 항목을 꼼꼼하게 테스트해야 하니까요.
"Jürgen Meyer (로데슈바르즈 오토모티브 시장 부문 부사장)
미래의 자동차 교통에 관한 보도를 살펴보면 전기 이동성과 자율 주행이라는 유행어가 빠지지 않는다는 사실을 확인할 수 있습니다. 하지만 자율 주행의 근간을 이루는 이러한 주요 기술이 종종 안건으로 제시됨에도 불구하고 이러한 기술은 사실 상당히 독립적입니다. 자동차 산업은 이 두 가지 문제를 동시에 해결해야 하는 엄청난 과제에 직면해있으며, 이는 주요 자동차 제조업체에도 중요한 과제입니다.
Waymo, Argo AI 또는 Baidu와 같이 전통적인 자동차 산업에 속하지 않고 새롭게 시장에 진입한 업체들이 독자적으로 개발한 내비게이션 시스템으로 기존의 자동차 제조업체에 압박을 가하는 동안, 기존의 자동차 제조업체들은 독립성을 유지하면서 기존의 가솔린 플랫폼을 전기 플랫폼으로 전환하기 위한 방안을 모색해야 합니다. 이와 더불어, 전자 공학이 자동차 개발에 차지하는 부분이 빠르게 증가하고 있습니다. 급속히 발전하고 있는 운전자 지원 시스템은 안전성을 강화하고 자율성을 높입니다. 어느 시점에서 달성하게 될 5단계 수준의 완전 자율 주행은 최종 목표가 아닙니다. 궁극적으로는 협력 지능형 교통 시스템(C-ITS, Cooperative Intelligent Transporation System)이라는 거대한 목표 하에 큰 그림을 그려나가고 있습니다.
이 비전은 기술 수단을 바탕으로 교통안전(2050년에 교통 사망자 0명을 달성하기 위한 "비전 제로(Vision Zero)") 및 교통 효율성을 극대화하려는 목적으로 더 높은 관점에서 교통을 살펴보고 있습니다. 하지만 이러한 비전은 차량이 서로 통신하는 것뿐만 아니라 주변 인프라 및 교통 관제 센터와 통신할 수 있을 때만 달성될 수 있습니다. 5G 이동 통신은 이러한 네트워크의 연결 기반을 제공할 것입니다.
기술 주제에서 일반적으로 볼 수 있는 것처럼, 통신이 가능한 자동차에 대한 이야기는 호기심을 자극하는 문구들로 가득 차 있습니다. 차량-사물 통신(Vehicle-to-Everything)을 의미하는 V2X는 V2V(Vehicle-to-Vehicle), V2I(Vehicle-to-Infrastructure), V2N(Vehicle-to-Network) 및 V2P(Vehicle-to-Pedestrian)를 아우르는 개념적인 상부 구조를 구성합니다. 미래의 자동차는 출발 지점에서 도착지까지 안전하고, 빠르며, 편안하게 이동할 수 있도록 주위의 사물 및 대상과 활발히 통신할 것입니다. 하지만 이 기술이 실현되려면 먼저 개발, 조정 및 투자 작업이 완료되어야 합니다. 다행히 가장 중요한 전제조건인 적절한 무선 시스템을 보장하는 5G는 이미 구축이 완료되었습니다. 이제 자동차에 기술을 설치할 차례입니다.
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스마트 시티의 필수 요소: 무선 네트워크로 연결되는 자동차는 주변 인프라 및 다른 도로 사용자와 통신합니다. 자율 주행 모드에서는 모든 신호가 자동으로 처리됩니다. 로데슈바르즈의 모바일 무선 네트워크 시뮬레이터를 사용하면 실제 환경에서 위기 상황을 만나기 전에, 테스트 환경에서 V2X 시나리오를 구현하고 자동차의 대응을 확인할 수 있습니다.
복잡한 도로 상황과 교통 상황을 예측할 수 없다는 점에서 인간은 꽤 훌륭한 운전자입니다. 하지만 기술은 이제 일부 부분에서 인간을 앞서나가고 있습니다. 미래의 자동차 모델은 카메라, 레이더 및 Lidar 센서를 통해 주변 환경을 360˚ 확인할 수 있으며, 경로를 인지하고, 신속하게 반응하며, 경계를 늦추지 않고 지치지도 않습니다. 여기에 무선 통신까지 더해진다면, 관련 서비스 지원 없이는 운전자가 접근할 수 없는 차량 안내 시스템에 원거리의 상황 정보가 통합될 수 있습니다.
무선 통신으로 하룻밤 만에 자동차에 최신 소프트웨어가 업데이트되고, 새로운 기능으로 무장한 자동차는 이제 다음 여행을 떠날 준비가 되었습니다. 자동화된 시험 주행은 대시보드 컴퓨터에 목적지를 입력하는 것으로부터 시작됩니다. 목적지가 입력되면 컴퓨터 시스템은 네트워크에서 최신 지도와 교통 정보를 불러오기합니다. 조금 전 일어난 사고 때문에 Beethoven Street의 교통이 차단되었습니다. 관련 차량은 자동으로 해당 내용을 보고하고 경로를 우회합니다. 관제 센터가 전체 교통 상황을 파악하고 교통 신호 단계를 최적화하기 때문에 도시 중심부의 교통은 큰 정체 없이 원활하게 흘러갑니다. 적색 신호가 녹색 주행 신호로 바뀌면 자동차가 원격으로 재시동됩니다. 신호등("로드사이드 유닛")은 무선으로 신호를 녹색으로 변경합니다.
첫 번째 자동차("호스트 차량")가 신호를 전달받아 같은 차선을 따라 달리는 다른 자동차에 V2V 무선 신호 체인을 개시하면, 뒤따르는 차량의 속도가 제어됩니다. 두 블록 아래 도로에서 큰 사고가 발생했습니다. 보행자가 갑자기 차도로 뛰어드는 바람에 자동차가 급정거를 한 것입니다. V2V 신호가 동시에 뒤쪽 차량으로 전송되는데, 사고가 도로 교통 상황에 부정적인 영향을 미치지 않도록 눈 깜짝할 동안에 순차적으로 신호가 빠르게 전송됩니다. 붐비는 도시 고속도로로 진입할 때는 차량에 탑재된 컴퓨터가 다음 차량에 고속도로로 진입하겠다는 신호를 보내고 뒤차가 속력을 줄이면 차선을 변경합니다. 잠시 후, 마법처럼 응급 구조 차선이 만들어집니다. 응급 차량이 접근하고 있기 때문입니다. 모든 자동차가 이렇게 길을 터줄 수 있는 이유는 교통 관제 센터에서 응급 차량의 경로에 있는 모든 자동차에 무선 통신으로 알림을 전송했기 때문입니다.
목적지에 도착하면 주차 공간을 찾아야 합니다. 주차에 필요한 모든 과정은 주차 관리 시스템이 담당하는데, 이 시스템이 자동차를 주차 공간으로 안내하여 스스로 주차할 수 있도록 합니다. 호출 신호는 나중에 출구에서 다시 사용됩니다.
테스트 주행은 무선 네트워크 및 자동차 자율성(C-ITS)을 기반으로 하는 이동성 시스템이 다양한 교통 상황(사용 사례)과 관련된 자동화 메커니즘을 필요로 한다는 사실을 명확히 보여줍니다. 그리고 이를 위해서는 제조업체와 무관한 방식의 표준화가 필요합니다. 5G 자동차 협회(5GAA, 5G Automotive Association) 등과 같은 기구에서는 이러한 필요성을 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 5GAA에는 로데슈바르즈를 포함하여 자동차 및 통신 산업을 대표하는 주요 선두 기업들이 모두 포함되어 있는데, 조직 이름에서 확인할 수 있듯이 5G 이동 통신에 초점을 맞추고 있습니다.
자동차 산업은 문제점을 사전에 고려할 수 있도록 5G 표준화 프로세스에 일찍 착수했습니다. 5G는 높은 전송 속도, 가용성, 신뢰성 및 짧은 신호 전파 시간(지연 시간)이라는 고유한 특성 때문에 초기부터 교통 네트워크의 이상적인 후보로 간주되어 왔습니다. 셀룰러 이동 통신(기지국 변경을 통한 무선 트래픽)은 통신 작업의 일부만 처리할 수 있는데, 자동차는 사각지대나 임시 상황에서도 서로 직접적으로 소통할 수 있어야 합니다. 이러한 목적으로 5G 이전 세대인 LTE에서 사이드링크 인터페이스("PC5")가 이미 제공되었으며, 5G에도 동일한 인터페이스가 통합되었습니다. 사용 환경에 따라 네트워크(셀룰러-VTX, C-VTX, Uu) 또는 PC5 사이트링크에서 통신이 실행됩니다.
WLAN(variant 802.11p) 기반의 대체 사이드링크 기술은 주요 시장인 미국과 중국뿐 아니라 모든 유럽 제조업체에서 5G-PC5를 선호한다고 밝힌 후 시장에서 사라지게 되었습니다.
이처럼 이상적인 계획을 구현하기 위해서는 앞으로 출시될 차세대 자동차가 5G를 사용할 준비가 되어 있어야 합니다. 모든 신규 차량에 eCall 긴급 통화 시스템을 의무적으로 장착하도록 한 결과, 일반 이동 통신 기능이 몇 년 만에 표준화되었습니다. 하지만 5G는 미래 교통 시나리오에서 수행할 주요 역할에 있어 이전 표준보다 훨씬 더 까다롭습니다. 안전이 최우선시되는 실시간 애플리케이션에서 연결 실패란 있을 수 없습니다. 따라서 자동차 통신을 담당하는 텔레매틱스 유닛 제조업체와 자동차 제조업체는 로데슈바르즈와 같은 전문가의 도움을 받아야 합니다.
모든 특수 테스트 장비는 개발업체 및 시스템 통합업체에 이동 통신뿐만 아니라, Bluetooth, WLAN 및 GNSS를 포함한 모든 유형의 무선 시스템을 효율적으로 통합할 수 있는 수단을 제공합니다. R&S®CMW500 또는 R&S®CMX500 등 이동 통신 장치 테스터는 모든 기능에서 이동 통신 네트워크를 시뮬레이션하고, 연결된 장치의 성능을 측정 및 평가하고, 자율 주행 사례와 같은 5G 적용 사례의 실험실 테스트를 지원합니다. 또한, 자동차의 무선 인터페이스인 안테나에도 관심을 기울이고 있습니다. 턴키 방식의 측정 시스템은 필요한 테스트를 자동화하고, 특별한 전문 지식(예: 전체 차량 안테나 테스트 또는 FVAT)이 필요한 시간 소모적이고 오류가 자주 발생하는 절차를 담당하는 제조업체의 부담을 덜어줍니다.
이동 통신 장치 테스트기 외에도, 로데슈바르즈는 자동차 제조업체 및 공급업체에 eCall, 멀티미디어 장비, 자동차 데이터 버스, 레이더 센서 또는 전기 드라이브 등 전자 및 전기 자동차 부품을 개발하고 테스트하는 데 필요한 모든 테스트 장비를 제공합니다. 또한, 로데슈바르즈 포트폴리오에는 전자기 호환성을 테스트할 수 있는 장비도 포함되어 있습니다. 이를 통해 로데슈바르즈의 T&M 장비가 자동차의 미래에 일조하고 있다는 사실을 알 수 있습니다.
R&S®CMW500 및 R&S®CMX500과 같은 이동 통신 테스터기는 완벽한 이동 통신 네트워크를 시뮬레이션합니다. 아직은 발생하지 않지만 충분히 일어날 수 있는 시나리오를 바탕으로 실험실 환경에서 실제 조건을 구현하여 자동차 텔레매틱스 유닛이나 전체 자동차처럼 연결된 장치를 테스트할 수 있습니다.
안테나 테스트는 무선으로 시행되며 대규모 테스트 장비를 필요로합니다. 자동차가 턴테이블에서 회전하면 자동으로 테스트가 시작됩니다. 턴테이블 및 회전 암의 조직화된 움직임은 측정 안테나가 자동차 위 가상 반구 지점 끝에 위치할 수 있도록 도와주기 때문에 모든 공간 방향을 포함하는 완벽한 그림을 제공합니다.
