도심 교차로 사고감소 위한 인프라 융합 AEB 모델의 시나리오 기반 평가방법론 = Scenario-Based Evaluation Methodology of Infra-Converged AEB Model for the Reduction of Urban Intersection Accidents
저자
발행사항
서울 : 국민대학교 일반대학원, 2022
학위논문사항
학위논문(박사)-- 국민대학교 일반대학원 : 기계설계학과 기계설계학전공 2023. 2
발행연도
2022
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
ix, 114 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 정재일
UCI식별코드
I804:11014-200000660547
소장기관
AEB(Automated Emergency Braking)로 불리는 비상자동제동장치는 주행 차로 전방의 위험상황을 센서로 인지하여 충돌이 임박한 경우 자동으로 급제동함으로써 사고를 줄이기 위한 장치이다. AEB는 43~50%에 이르는 높은 사고감소 효과로 인해 일찍이 국내‧외 안전기준과 NCAP에 도입되어 왔으며, 최근에는 보행자, 자전거보행자 등 대상 확대와 함께 EuroNCAP의 경우 교차로에까지 평가항목이 확대될 예정이다. 교차로 관련 사고는 해마다 증가하는 추세이고, 특히 도심 교차로의 경우 교외지역에 비해 사고에 의한 사망률이 높기 때문에 이에 대한 안전도 향상 방안으로써 교차로 AEB 도입이 검토되고 있다고 할 수 있다.
우리나라 정부도 KNCAP 2025 로드맵을 통해 2025년부터 교차로 AEB 도입을 예정하고 있으며, 이러한 국‧내외 동향에 발맞춰 자동차 업계에서는 법규 대응을 위한 기술개발을 진행하고 있다. 하지만, 아직은 차량에 탑재된 온보드(On-board) 센서에 의존하고 있기 때문에 코너(Corner) 센서 개발 등에 의해 교차로 위험상황을 대응하고 있지만 이는 추가적인 센서 장착에 따른 비용증가 요인으로 작용하게 된다.
한편, 인프라의 V2X(Vehicle-to-Everything) 신호 정보를 활용하여 사고를 줄이기 위한 방안도 병행해서 검토되어 왔으며, EuroNCAP에서는 2025년부터 V2X 통신 기술을 접목한 평가방법을 도입할 예정이고, 우리나라도 2023년 이후 V2X에 대한 평가방법 개발 및 도입을 발표(모빌리티 혁신 로드맵, 2022년 9월)한 바 있다.
이러한 교차로 AEB 및 V2X 평가의 NCAP 도입 동향과 관련하여 인프라에서 감지된 신호를 차량의 전방 센서와 융합하여 교차로 상황을 대응할 수 있는 AEB를 구현한다면 추가 센서 없이 제품 비용을 단축할 수 있고, 정부의 방침대로 V2X 보급이 활성화 되는 경우에는 더욱 활용성이 매우 높아질 것이다.
이에 본 논문에서는 도심 교차로 관련 국내‧외 사고사례와 평가시나리오 연구사례들을 분석하여 교차로 NCAP에 적용할 수 있는 평가시나리오들을 도출하였고, 국내의 NCAP 시험결과와 어느 정도 정합성을 확인할 수 있는 차량센서 기반 AEB 모델과 이를 개선한 인프라 신호 융합 AEB 모델을 제안하였다. 또한, 제안된 모델에 의해 교차로 차대차 충돌 사고를 획기적으로 감소시킬 수 있고, 인프라에서 제공하는 위험상황에 대한 통신주기를 0.2sec로 이하로 하는 경우에는 충돌 사고가 근본적으로 예방될 수 있음을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
An Automated Emergency Braking called AEB is a device to reduce accidents by recognizing a dangerous situation in front of a driving lane with a sensor and automatically braking it when a collision is imminent. AEB has been introduced to domestic and foreign safety standards and NCAP due to the high accident reduction effect of 43~50%, and recently, EuroNCAP will expand its evaluation items to junction crossing along with the expansion to pedestrian and cyclist protection. Intersection-related accidents are on the rise every year, and especially in urban intersections, the death rate from accidents is higher than in suburban areas, so it can be said that the introduction of intersection AEB was considered as a way to improve safety.
The Korean government is also planning to introduce junction crossing AEB from 2025 by the KNCAP 2025 Roadmap, and in line with these domestic and foreign trends, the automobile industries is developing technologies to respond to laws. However, since still reling on on-board sensors installed in vehicles, they are trying to respond to intersection risk situations by developing like corner sensors, but this will acts as a cost increase factor due to additional HW installation.
Meanwhile, measures to reduce accidents using V2X information from infrastructure have been reviewed, and EuroNCAP plans to introduce an evaluation method that combines V2X communication technology from 2025, and Korea announced the development and introduction of V2X evaluation method after 2023 (Mobility Innovation Roadmap, September 2022).
With regard to trends in introducing this intersection AEB and V2X assessment into NCAP, implementing AEB that can respond to intersection situations by fusing signals detected in the infrastructure with vehicle's forward sensors will reduce product costs without additional sensors, and if the supply of V2X is activated according to the government's policy, its utilization will be very high.
Therefore, this paper analyzed domestic and foreign accident cases and evaluation scenarios related to urban intersections to derive evaluation scenarios that can be applied to NCAP at intersections, and proposed a vehicle sensor-based AEB model that is somewhat consistent with domestic NCAP test results and an improved infrastructure signal convergence AEB model. In addition, it was confirmed through simulation that the proposed AEB model can significantly reduce car-to-car collision at intersections, and that collision accidents can be fundamentally prevented if the communication cycle for dangerous situations provided by the infrastructure is set to 0.2sec or less.
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