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Nikkei X-TECH_2021.6.18

MaaS용 자율주행차, 무인화에 도전
미쓰비시전기의 운행 시스템

미쓰비시덴키(三菱電機)가 MaaS(Mobility as a Service) 전용 자율주행차량의 운행 관리 시스템을 개발했다. 차량의 운행 다이어그램과 주행 경로를 이용자의 승차 신청 상황에 따라 실시간으로 유연하게 변경할 수 있는 점이 특징이다. 운행 관리 업무의 성력화(省力化)와 이용자의 편리성 향상을 목표로 개발되었으며, 차량에 직원이 타지 않아도 되는 무인화 기술을 확립하는 것이 최종 목표이다.

MaaS 전용 자율주행 차량의 운행에는 많은 인력이 소요된다. 예를 들어 주행 시에는 운전자와 보안요원이 차량에 탑승해야 한다. 현재 운용되는 자율주행버스의 운행 비용 대부분은 인건비가 차지하고 있다. 미쓰비시덴키 사회스마트 인프라사업개발실의 고바야시(小林) 주관 기사장은 “높은 인건비가 사업화의 과제가 되고 있다”라고 말한다.

차량 운행을 관리하는 관제 센터에도 인력이 많이 소요된다. 사업화를 위해서는 최대한 많은 차량을 1명의 스태프가 관리할 수 있도록 할 필요가 있다. 미쓰비시덴키 사회스마트 인프라사업개발실의 가타다(堅田) 과장은 “가능한 인력을 투입하지 않고, 실시간으로 관리할 수 있는 시스템이 요구되고 있다”라고 말한다.

-- 4가지 시나리오를 통해 실증 실험 --
이번에 개발한 시스템의 실용성을 확인하기 위해 미쓰비시덴키는 올 3월, 고베제작소(고베 시) 내에서 실증 실험을 실시했다. 고베제작소 내에 길이 1.5km의 주행 루트를 마련해 정류장을 5곳 설치. 주행 루트 한 바퀴에 약 20분이 소요되는 코스를 구축했다. 미쓰비시덴키 직원 약 15명이 차량 이용자로 참가했다.

실증 실험에서는 현행 노선버스와 같은 일정 노선을 정시 운행하는 교통 서비스 적용을 전제로 (1) 통상적 운행 (2) 통과 주행 (3) 우회·지름길 주행 (4) 증편·감편 운행이라는 4가지 시나리오를 적용했다. 리조트 시설이나 공원 등 사유지에서의 이용도 상정하고 있다고 한다.

 -- 승차 신청에 스마트폰은 사용 안 해 --
실증 실험에서 사용된 자율주행 차량은 아이산테크놀로지가 개발한 4인승 차량이다. 골프 카트를 베이스로 한 것으로, 통상적인 주행용으로 2대, 증편용으로 1대를 마련했다. 최고 속도는 20km/h이지만, 실험에서는 8km/h로 천천히 주행했다. 운전석에는 직원이 탑승하기 때문에 탑승 정원은 3명. 운전석의 스태프는 정류장에서 출발 시의 조작 등을 시행했다.

실험 내용을 구체적으로 살펴보면, 우선 정류장에 설치된 태블릿을 통해 이용 희망자가 승차를 신청한다. 스마트폰은 사용되지 않는다. 스마트폰을 사용할 경우, 이용 희망자가 전용 앱을 설치할 필요가 있어 스마트폰 조작이 미숙한 사람에게는 어려움이 많다. “이러한 허들을 낮추기 위해 태블릿 화면을 터치해 조작하는 방법을 채택했다”라고 고바야시 주관 기사장은 말한다.

이용 희망자가 태블릿에 사원증을 태그하면, 단말기에 화면이 뜬다. 화면을 터치해 승차를 신청하고 목적지(정류장)를 지정한다. 실용화 시에는 ‘Suica’ 등 교통 IC카드 이용을 상정하고 있지만, 이번 실험에서는 IC칩이 내장된 사원증을 사용했다.

관제센터 시스템은 이용 희망자의 승차 신청과 목적지 지정 등의 정보를 바탕으로 자율주행차량에 운행 지시를 내린다. 통상적으로 주행하는 2대의 차량은 시스템이 작성한 운행 다이어그램에 근거해 자율주행한다. 이 2대의 차량으로부터 주행 시 차량의 위치 정보 및 주행 상태 등이 시스템에 전송된다.

이러한 정보를 받은 시스템은 배차 정보(정류소 도착 예정 시간, 정리 번호, 승차하는 차량의 번호 등)를 태블릿에 전송. 승차 희망자는 이 정보를 태블릿 화면에서 확인할 수 있다.

-- 주변 지도를 만들면서 자차 위치 추정 --
자율주행 차량의 지붕에는 차량 전체를 감시하는 3D 라이더(LiDAR) 1대가 탑재되어 있었다. 라이더는 자차 위치 추정 등에 사용된다. 자차 위치 추정에는 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 기술이 사용되었다. 이 기술을 통해 라이더로 취득한 데이터를 기반으로 자차 위치 추정과 차량 주변의 지도 제작을 동시에 실시할 수 있다.

실증 실험에서는 SLAM 기술로 만든 지도 데이터를 기반으로 사전에 주행 루트를 설정. 정상 주행 루트에서 우회 루트로의 변경과 대기 차량의 주행 루트 투입이 자동으로 실시되었다. 또한 차량과 관제센터시스템은 LTE(4G) 무선통신으로 정보를 주고받았다. “실용화 시에는 5G나 V2X(Vehicle-to-X, 차량사물통신) 등의 이용을 상정하고 있다”(고바야시 주관 기사장)라고 한다.

차량이 도착한 정류장에 승차 또는 하차 희망자가 있으면 차량은 자동으로 정지. 희망자가 승∙하차한 후 직원의 조작으로 차량은 출발했다. 승∙하차 희망자가 없는 경우에는 해당 정류장을 통과. 다음 정거장에 승∙하차 희망자가 없는 경우에는 해당 정거장을 우회해 다 다음 정거장으로 향했다.

2대로 정상 운행 시의 주행 간격은 8~10분. 대기시간이 8~10분을 넘거나, 대기 인원이 3명이 넘을 경우에는 증편해 3대의 차량을 주행시켜 차량의 주행 간격을 5분 정도로 좁혔다.

이번 실증실험을 통해 미쓰비시덴키는 적용한 4가지 주행 시나리오에서 차량을 자동 운행 관리할 수 있다는 것을 확인했다. “우회 또는 지름길 운행으로 이동 시간을 약 45% 단축, 증편·감편 운행으로 대기 시간을 약 16% 단축할 수 있었다”(가타다 과장)라고 한다. 사전 시뮬레이션을 통해 이동 시간 약 32% 단축, 대기 시간은 약 7% 단축할 수 있을 것이라고 예상하고 있었지만, 이를 웃도는 결과를 얻을 수 있었다고 한다.

-- 무인화에 순풍, 보안요원 필요 없어져 --
또한 이번 실증 실험에서는 주행 경로 상의 횡단보도를 일반 보행자가 건너거나, 운행 경로 상의 갓길에 일반차량이 세워져 있는 경우, 주행 경로 상의 교차로에 일반차량이 진입하는 경우 등이 있었다. 이러한 경우에는 시험 차량에 탑재한 라이다를 사용해 보행자나 차량을 검지, 차량은 자동으로 정지했다.

미쓰비시덴키는 앞으로 정상 주행 차량과 정류장을 늘리고 주행 경로를 연장하는 등, 시스템을 개선. 트러블(차량 고장 등) 발생 시의 대응에도 주력할 방침이다. 예를 들면, 고장 난 차량을 자동으로 주행 루트에서 벗어나게 해 갓길에 정지시키는 방법을 고려할 수 있다.

자율주행 차량을 무인화하기 위한 노력도 필요하다. 이번 실증실험에서는 차량이 출발할 때 인력이 필요했지만, 무인 운전 철도 ‘유리카모메(ゆりかもめ)’와 같이 안전하게 자동으로 출발하기 위한 대응이 필요하다. 이 점에 대해 고바야시 주관 기사장은 “적외선 센서로 승∙하차 완료를 검지하거나. 착좌 센서 및 안전벨트 센서를 사용해 승객의 유무를 검지하는 등의 방법을 생각할 수 있다”라고 말한다.

MaaS 전용 자율주행 차량의 무인화에는 제도적으로도 순풍이 불고 있다. 소프트뱅크 자회사인 BOLDLY(도쿄)가 운행 관리하는 이바라키(茨城) 현 사카이마치(境町)의 자율주행버스 주행에서 올 4월부터 보안요원의 승차가 불필요하게 되었다. 긴급 시 등에 대비해 운전자 1명의 승차는 필요하지만, 사업화의 과제인 인건비의 절감으로 이어지는 메리트가 있다.

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