KCL LIFE 2021년 SPRING호

기상재현 표준암실 기반 도로교통인프라 성능평가

안전한 자율주행 환경을 만들다

글 정윤석 KCL 도로안전반 책임연구원

자율주행차 상용화가 본격화되면서 도로의 안전, 교통 운영의 효율성 등을 고려한 주행 인프라 구축의 필요성이 대두되고 있다.
이에 KCL은 기상재현 표준암실 기반 도로교통인프라 성능평가 등으로 안전한 미래자동차 자율 주행환경 조성에 앞장서고 있다.

도로교통인프라가 왜 중요한가

정부는 2030년 미래자동차 세계 선도국가로 도약하겠다는 의지와 전략을 담은 ‘2030 미래자동차산업 발전전략(’19.10.)’을 발표하고, 완전자율주행차(Level 4)를 2027년까지 상용화하기 위하여 필수적인 제도와 인프라(통신·교통관제·도로 등)를 2024년까지 전국 주요 도로에 완비할 계획을 추진 중에 있다.

센서(카메라·라이다·레이더 등) 기반인 자율주행차의 안전한 운행을 위하여 센서 대응 인식성능 향상을 위한 기존 도로교통인프라의 성능 개선 및 도로환경 핸디캡 상황에서도 자율주행 센서의 인식성능 확보가 가능한 신규 도로교통인프라의 개발이 필수적이다. 완전자율주행차(Level 4)의 상용화 지원을 위하여 다양한 센서 기반의 도로교통인프라의 인식성능 평가·인증을 위한 시험방법의 표준화가 선행되어야 한다.

도로교통인프라는 도로법(국토교통부) 및 도로교통법(경찰청)에 의거하여 설치·관리되고 있는 도로안전시설 12종과 교통관리시설 6종으로 구분되며 세부내용은 아래 표와 같다.

구분	세부 시설명	세부 내용	관련법
도로 안전시설 (12종)	시선유도시설	시선유도표지, 갈매기표지, 표지병	도로법
	도로조명시설	연속조명, 국부조명, 터널조명	도로법
	차량방호안전시설	방호울타리, 충격흡수시설	도로법
	기타안전시설	미끄럼방지시설, 과속방지턱, 도로반사경, 장애인안전시설, 낙석방지시설, 도로전광표시, 터널 및 장대교량 설치 시설, 긴급제동시설, 노면요철포장, 무단횡단금지시설	도로법
교통 관리시설 (6종)	교통안전시설	교통신호기, 교통안전표지, 교통노면표시	도로교통법
	도로표지	경계표지, 이정표지, 방향표지, 노선표지, 기타표지	도로법
	도로표지	안전표지, 안내표지, 보조표지	도로교통법
	기타관리시설	긴급연락시설, 도로교통정보 안내시설, 과적차량 검문소, 지능형교통체계(ITS)	도로법

도로안전시설과 교통관리시설 예시

인공강우 표준암실은 왜 필요한가

KCL이 보유하고 있는 인공강우 표준암실은 길이 35m, 폭 6.5m, 높이 4m의 규모로서, 빛의 산란을 방지할 수 있는 무광페인트로 마감처리가 되어 도로교통인프라의 시인성능 평가 및 자동차 등화장치의 시험·평가가 가능하다.

노면표시(차선 등)는 주·야간과 기상조건에 상관없이 운전자에게 정확한 정보를 제공해야 하므로, 시인성능 기준은 차량의 전조등에 반사되는 재귀반사도를 주로 활용한다. 표준 측정 조건(KS M 6080)은 광원인 전조등의 높이가 0.65m이고, 수광부인 운전자의 눈높이가 1.2m인 상태에서 30m의 가시거리를 확보해야 한다.

표준암실 조감도

표준암실 내부 전경

강우 모사실험 전경

특히, 우천 시에 도로에 시공된 노면표시가 수막에 가리어 시인성이 현저하게 저하되므로, 우천 시에 운전자의 안전을 확보할 수 있는 시인성능 기준이 관리주체별로 제시되어 있다.

재귀반사성능을 측정하는 산업표준(KS M 6080)에 명시된 젖은 노면 조건은 표면 전체가 고루 젖도록 물을 부어서 측정 현장과 그 주변이 일시적으로나마 표면이 포화상태를 조성한 후 1분 후에 재귀반사도를 측정하고, 비가 오는 노면 조건은 평균 20mm/h의 강우 밀도가 5분 이상 내리게 한 다음 강우 중 재귀반사도를 측정한다.

관리주체별 재귀반사성능 기준

구분	백색(mcd/(㎡·lx))			황색(mcd/(㎡·lx))			청색(mcd/(㎡·lx))
	일반 차선		우천 시	일반 차선		우천 시	일반 차선		우천 시
	준공 시 기준	재도색 기준	성능 기준	준공 시 기준	재도색 기준	성능 기준	준공 시 기준	재도색 기준	성능 기준
경찰청	240	100	100	150	70	70	80	70	40
국토부	250	100	175	175	70	123	-	-	-
서울시	240	120	70	150	70	40	80	40	20
도로공사	240	10	175	175	90	123	100	70	-

실도로 기반
성능평가는
어떻게 활용되는가

국토부(’20. 9)는 비가 오는 밤에도 차선이 잘 보이는 안전한 도로환경을 위해 고속국도, 일반국도의 차선 휘도 전수조사를 실시하고, 디지털 관리시스템을 구축하여 시인성 부족 구간 등 도로환경 위험요소를 선제적으로 관리할 수 있는 시스템을 구축 중에 있다. 차선 휘도 전수조사를 위하여 모바일 재귀반사 조사장비를 기존 10대에서 24대로 대폭 확대하였고, 각 도로관리청 관리자의 전문성 강화를 위하여 관련 전문가 교육도 정기적으로 마련할 계획이다.

표준암실을 활용하여 랩(Lab) 기반 재귀반사 성능평가를 수행하였다면, 실도로 기반 재귀반사 성능평가를 위해서는 차량에 장착하여 주행 속도로 연속적인 재귀반사 성능을 측정할 수 있는 모바일 측정장비와 현장에서 직접 재귀반사 성능을 측정할 수 있는 포터블 측정장비가 있다.

모바일(Mobile) 재귀반사 측정장비

차량운행 중 실시간 재귀반사성능 측정 가능
6m 전방 지점 재귀반사성능 측정
ASTM E 1710 규격에 맞는 30m 기하구조
비디오 영상과 측정값의 Overaly 가능
측정 데이터와 거리정보(DMI)를 이용한 데이터 관리 가능
최대 측정 가능 속도: 90 km/h

포터블(Portable) 재귀반사 측정장비

주간 및 야간 재귀반사성능 측정 가능
습윤상태 및 우천시 반사도 측정 가능
측정기하: 30m
측정면적: 50mm × 200mm

노면표시유지관리시스템은
왜 필요한가

도로포장의 효율적인 유지관리를 위하여 도로포장관리시스템(Pavement Management System)이 구축되어 30년간 운영되고 있듯이, 노면표시유지관리시스템(Pavement Marking Management System) 구축을 통한 노면표시의 체계적인 유지관리의 필요성이 제기되고 있다. 그러므로 표준암실 기반 재귀반사 성능평가 인프라와 실도로 기반 재귀반사 성능평가 장비를 모두 보유하고 있는 KCL이 도로교통시설물 관리주체(지방국토관리청, 한국도로공사 등)와 긴밀한 협업을 통해 지속적으로 성장하고 있는 노면표시 성능평가 기술을 선도할 것으로 기대된다.

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