안전운전에 있어 운전자와 자동차의 비중은 절대적이다. 위험 상황을 감지, 차량을 우회 또는 정지시킬 판단을 내리는 역할이 운전자에게 있으며, 운전자의 명령을 받아 신속하게 움직이는, 혹은 충돌 등의 사고가 발생하더라도 운전자의 생명을 지킬 수 있을 만한 내구성을 갖춰야 하는 역할이 자동차에 있다.
그러나 최근에는 운전자와 차량의 역할만으론 안전운행에 한계가 있다는 시각이 지배적이다. 교통의 또 하나 중요한 요소인 도로의 진화에 많은 관심이 쏠리고 있는 이유다.
□ 첨단 도로의 시작 ‘스마트하이웨이’ = 스마트하이웨이는 차량이 다른 차량 또는 도로와 서로 통신해 기존의 교통 문제를 해결하는 미래형 고속도로다. 정부는 2007년부터 2014년까지 약 871억 원을 투입, 스마트 하이웨이 상용화에 힘을 쏟고 있다. 오는 8월 사업이 완료될 예정이다.
스마트 하이웨이 사업단은 핵심1과제로 ‘도로기반 시설 핵심기술 개발’을 추진하고 있다. 도로 자체의 고도화 작업을 통해 운전자의 안전운행을 돕는 기술이 망라됐다.
터널 자연 채광시스템(연구: ㈜썬앤라이트)은 자연채광을 이용해 터널 입구부 조명에너지를 절감하는 반사거울 시스템이다. 반사판 및 시스템 구동축, 컨트롤 박스, 조도센서 등으로 이뤄진 이 시스템은 1차 경면반사판이 태양을 추적, 태양광을 끌어오면 터널내부로 고정된 2차 확산반사판이 빛을 반사시킨다. 터널 내 조도센서와 연계한 LED 출력의 자동제어가 가능하며 자동제어프로그램 및 컨트롤박스를 통해 4단계로 조절할 수 있다. 터널 입구부로부터 최대 90m까지 태양광을 유입함으로써 운전자의 블랙홀 현상을 막는 한편, 경계부 조명에너지 절감효과(약 30%)도 발휘한다.
안개시정거리 자동측정시스템(연구: 한국교통대)은 기존 CCTV 영상을 이용해 실시간 자동으로 안개시정거리를 측정하는 시스템이다. 기존 설치된 CCTV에 시정거리 측정 알고리즘을 더하고, 문자발생기, 영상분배기 등으로 구성된다. 기존 광학센싱 방식은 대기 중 안개입자의 밀도를 측정해 시정거리를 계산하기 때문에 눈, 비 등의 밀도변화에 따른 편차가 크고 대당 3000만 원에 달하는 고가 장비다. 그러나 영상처리 방식은 CCTV에서 획득한 차량동적 정보와 영상처리 알고리즘을 이용, 기상변화에 영향을 받지 않으면서 신뢰도를 크게 높였다. 기존 설치된 CCTV를 이용하기 때문에 추가 구축비용이 들지 않는 것도 장점이다.
안개를 아예 걷어낼 수 있는 시스템도 도입됐다. 능동형 안개소산 시스템(연구: 한국유지관리)은 안개 시정거리를 자동 감지해 안개가 걷힐 때까지 기다리는 것이 아닌 건조공기, 응결핵, 음이온 등을 발사해 안개입자를 침강·소산시키는 역할을 한다. 강풍기, 열풍기, 제어판 및 연료탱크로 구성된 이 시스템은 최대 100m에 달하는 소산 성능과 방무벽 대비 50%에 불과한 비용절감 효과를 거두고 있다. 계절 및 상습 연무 구간에 따라 이동식 설치가 가능하다.
융설액 자동 분사시스템(연구: ㈜리트코)은 실시간으로 강설 혹은 결빙을 예측해 도로에 융설액을 자동으로 분사, 눈이 쌓이지 않도록 하는 기능을 수행한다. 검지센서, 상태 판정 및 예측 알고리즘, 분사노즐 및 펌프스테이션으로 이뤄진 이 시스템은 90%에 이르는 감지정확도와 10cm의 최대 융설 성능을 발휘한다. 기존 외산 시스템 대비 노즐 등을 국산화함으로써 비용을 절반 수준으로 낮출 수 있다는 설명이다. 최대 분사거리는 11m에 달하며 노즐당 분사구를 7개로 늘려 보다 넓은 범위를 커버할 수 있다. 노즐의 개별상태를 점검할 수 있어 유지보수에도 효과적이다.
□ 민간 차원 연구 활발 = 민간 차원의 도로 관련 기술연구도 그 어느 때보다 활발하다.
아이티에스뱅크(www.itsbank.net)는 무선 차량검지기를 이용한 ‘교차점 안전 알리미’를 개발했다. 이 시스템은 주택가, 학교주변 이면도로 등 생활도로 교차로 비신호구간의 교통사고를 최소화하기 위한 시스템이다. 무선 객체 검지부, 교차점 제어부, 정보 제공부로 구성돼 있다. 무선 객체 검지부에서 차량, 보행자의 유무 및 방향성을 판독한 데이터를 교차점 제어부로 전송하면, 교차점 제어부는 감지신호를 받아 도로안전경고등을 제어하게 된다. 도로안전경고등은 차량 접근 및 비상상황 등의 여부에 따라 운전자와 보행자 모두에게 불빛으로 신호를 보낸다. 평상시에는 황색 점멸을 반복하다가 차량 진입시에는 적색 점멸, 과속 차량이 진입 시에는 황·적색 교차 점멸을 발산하는 것이 특징이다. 경고등은 노면에 매설되는 형태로 설치되기 때문에 신호등처럼 따로 설치공간을 마련할 필요가 없고 주변 건물에 불빛 공해도 주지 않는다. 차량 진입은 물론 과속 차량 판단, 주·정차 단속에도 효과를 발휘한다.
신도산업(www.moosago.com)은 야생동물 퇴치기로 눈길을 끈다. 노루, 고양이 등 야생동물들이 도로에 갑자기 뛰어들어 차량에 충돌할 위험을 방지하는 한편, 갑자기 나타난 동물에 운전자가 안전운행에 영향을 미치는 일이 없도록 하는 시스템이다. 야생동물이 기피하는 섬광과 경고음을 컴퓨터 칩에 내장·작동하도록 함으로써 야생동물의 접근을 막는다. 태양전지로 작동하는 이 제품은 최대 감지거리 15m의 센서가 동물을 감지하면, 총소리, 호랑이 소리, 개 짖는 소리 등을 120dB의 고출력 음향으로 고휘도 LED 섬광과 함께 발사한다. 도로 조건에 따라 유연한 설치가 가능하다.
신도산업의 또다른 제품인 시설물 블랙박스는 충격흡수시설 등의 내부에 설치, 현장상황을 실시간 동영상으로 즉각 저장·전송하는 시스템이다. 가속도 센서가 시설물에 내장돼 충격의 강도를 체크하고, 충돌 전 5초, 충돌 후 15분 간의 영상을 메모리에 저장한다. 촬영범위를 이탈해도 차량번호 식별이 가능하며, 적외선 LED를 적용해 야간 인식에도 문제없다. 메모리카드에 저장된 영상은 관리자에게 문자메세지와 함께 전송된다. 사고시 운전자의 구조에 즉각 반응할 수 있는 한편, 시설물을 치고 도주하는 차량을 식별해 보수비용을 부담케 하는 효과도 발휘한다.
두리시스템(www.doorisys.co.kr)은 터널 진입 차단 시설을 공급한다. 터널 내부에서 발생할 수 있는 교통사고 및 화재 등을 자동으로 감지해 터널 내부로 진입하는 후속 차량에게 알려줌으로써 2차 피해를 막을 수 있다. 문 형태의 지지대와 수직·수평 분사 노즐을 사용, 워터 스크린 방식의 글자영상 램프를 이용해 터널을 향해 운전하는 후속 차량에게 터널 내부 상황을 인지시킨다. 표지판과 경광등 및 스피커를 이용해 운전자의 시각과 청각을 한번 더 자극시킴으로써 위험 상황을 더욱 확실하게 전달할 수 있다. 워터 스크린을 펼치는 방식이기 때문에 차가 브레이크 제동거리 초과에 의한 진입 차단장치 통과에도 차량 및 진입 차단장치의 파손을 염려할 필요가 없다.
두리시스템의 원적외선 기반 방무·방풍 시설은 원적외선 방사네트를 이용해 안개 및 강풍을 차단하는 시스템으로 주목받고 있다. 원적외선 중 5~20㎛의 파장역이 안개 차단망 효과를 내는 것에 착안했다. 5~20㎛대 원적외선은 물분자와 같은 진동수를 가지고 있어 물 분자에 방사·침투돼 물 분자 내부 에너지를 활성화시킴으로써 표면장력을 깨트리고 1㎛ 이하의 작은 입자로 분열시킨다. 원적외선 방사램프를 겸용으로 설치하면 원적외선 진동파장이 증가해 그 효과가 더욱 증대된다. 이 기술을 통해 도로에 유입되는 안개를 효과적으로 제거함으로써 다중 추돌사고를 방지하고 상습 안개구간에 대한 정체구간 억제 효과를 얻을 수 있다. 바람이 심하게 부는 도로 및 교량에서는 방풍벽 효과를 발휘한다.
