중국은 빠른 경제성장과 더불어 운송의 진보와 자동차의 대중화가 급속히 진행되고 있다. 2006년 기준 중국의 간선도로의 총 길이는 약 4만5400 킬로미터의 고속도로를 포함하여 이미 약 193만 킬로미터에 도달했다. 이러한 추세는 중국의 경제개발 전략에 따라 한층 가속화될 전망이다. 이와 함께 중국은 전세계의 주요 자동차 생산국이자 소비국의 하나로 자리잡아가고 있다. 일본 시사통신에 따르면, 중국의 지난해 신규 자동차 판매량은 850만 대로 미국에 이어 세계 두 번째 자동차시장으로 부상했다. 올해도 중국의 경제성장은 여전히 두 자릿수에 달할 것으로 예상된다. 현재 중국의 자동차 보유량은 1천명 당 50대로 이는 세계 평균 보유량(1천명 당 120대)을 훨씬 상회하는 수준이다.
이에 따라 중국에서도 자동차에 의한 교통사고, 교통혼잡, 에너지의 대량 소비 및 환경오염과 같은 사회적 문제가 대두되고 있다. 중국은 교통체제로부터 발생하는 이러한 심각한 문제에 대처하기 위하여 정부기관을 비롯해 산업체, 연구소 등이 활발한 활동을 전개하고 있다.
중국에서 ITS와 ITS 관련 기술에 대한 R&D 연구는 괄목할만한 주목을 받아왔다. 제 10차 국가 ‘5개년 계획’ 기간 동안(2001~2005년) 중국정부는 교통 기반시설을 확충했고 동시에 운영효율 및 교통 서비스의 질적 개선을 위한, 그리고 교통사고를 줄이기 위한 중요한 수단으로서 ITS 기술을 선택했다. 또한 2006~2010년에 해당하는 11차 5개년 계획(Five-year Plan)을 보면, 중국정부가 ITS 기술 개발과 대규모 적용을 추진하기 위한 노력을 더욱 경주할 것임을 시사하고 있다.

ITS 현황과 개발 계획

최근 들어 중국의 ITS는 개념연구 단계에서 테스트 및 적용 단계로 넘어가고 있다. 특히, 도로 ITS에 대한 연구개발에서는 교통안전 개선, 에너지 보존 및 환경보호 촉진, 교통망 용량 및 교통효율 증진, 중국적인 특성을 가진 ITS 장비제조 및 서비스 산업 개발 등에 있어서 중요한 역할을 수행하고 있다. 도로교통 시스템에 관한 주요 ITS 연구 프로젝트에는 정책 및 소프트웨어 연구, 기술 연구개발, 도시와 고속도로에서의 ITS 실증 등이 포함되어 있다. 정책 및 소프트웨어 연구에는 중국의 ITS 개발전략 연구, ITS 구성 및 교육 시스템 등이 포함되어 있다. 기술 연구개발은 도시고속도로에서의 교통량, 교통정보 수집 및 통합, 공공 교통 시스템에 대한 기술 최적화, ITS 데이터에 대한 관리 기술, ITS 프로젝트에 대한 평가 기술, 교통 검지기 개발, 그리고 DSRC 개발 및 적용을 포함하는 중요 분야이다. 더 나아가 일부 주요 도시와 간선도로에서 ITS 실증시험이 수행되었다. 예를 들면, 베이징 시는 2008 올림픽 경기를 대비하여 지능형 교통관리 시스템(Intelligent Traffic Management System) 프로젝트를 출범시켰고, 상하이 시는 도시고속도로 지능형 관리 시스템(City Expressway Intelligent Management System)을 구축하여 교통혼잡 상황을 개선했다. 광저우에서는 통합 교통정보 서비스 플랫폼(Integrated Traffic Information Service Platform)을 구현했으며, 여기에는 도시 간 버스 승차권 관리 시스템(Inter City Bus Ticket Management System), 택시 관리 시스템(Taxi Management System), 버스 발차 시스템(Bus Dispatching System) 및 교통행정정보 시스템(Transport Administration Information System) 등이 포함된다. 간선도로에서의 ITS 실증에는 통행료 징수 시스템 및 국가 고속도로를 위한 ETC, 통합 고속도로 관리 시스템, 도시 간 승객 수송 시스템 등이 포함된다.
2006년부터 2010년까지의 중국 ITS 개발 계획은 ▷올림픽 경기와 세계 엑스포 등 대규모 행사 시 도시 혼잡에 대한 교통 서비스 ▷국가 고속도로 관리 및 ETC ▷사고관리 및 교통안전 ▷교통정보(데이터) 수집 및 서비스 ▷혁신 및 산업화 등의 분야에 초점을 맞추고 있다.
ITS 기술의 연구분야에서는 복합 운송 조화, 교통정보 서비스에 대한 지원 기술, 지능형 교통 통제 시스템 및 차량 기반시설 통합 등이 수행될 예정이다. 도시 ITS에 관한 시험 및 적용은 다음과 같은 목록으로 구성된다.
즉, 국제행사(2008년 베이징 올림픽, 2010년 상하이 세계 엑스포)에 ITS 적용, 지능형 교통 신호통제 시험, 지능형 공공 운송 발차 시스템, 통합 교통정보 시스템의 실증 및 비상 관리 시스템 등이 포함된다. 고속도로 또는 도시 간 ITS에 관한 연구 중에는 ETC 시스템, 국가 고속도로 관리 센터 및 시스템, 그리고 고속도로 교통안전 관리 및 기상보고 시스템 등에 초점이 맞추어져 있다.
ITS 기술의 혁신 및 산업화에 관해서는 교통 검지기 및 DSRC 장치, 교통신호 통제 시스템, 공공 운송 발차 및 관리 시스템, 교통정보 서비스 시스템 및 시설, 차량 간 혹은 차와 기반시설 간 통신 시스템, 그리고 지능형 차량 및 지능형 고속도로 등을 포함하는 제품이나 시스템들이 개발될 예정이다.

ITS 기반 교통안전 기술

중국 자동차산업의 가파른 성장은 일반 시민들의 일상생활에 엄청난 변화를 가져왔다. 점점 더 많은 사람들이 이동수단으로 자동차에 의존하고 있다. 그 결과 자동차 관련 교통사고율이 현저하게 증가하고 있다(그림 1 참조). 중국에서도 이미 교통사고 문제가 심각한 사회문제로 대두되었으며, 이로 인해 ITS에서 가장 중요한 이슈 중 하나인 첨단 교통안전 기술이 중국정부와 자동차업계로부터 주목을 받고 있다. 국가과학기술개발계획(2006~ 2020년) 프로그램에서, 교통안전 기술은 우선 프로젝트 중 하나이며 차량 안전기술에 관한 연구개발이 강조되고 있다. 그동안 중국에서도 많은 ITS 기반 교통안전 기술이 연구되었다. 그 사례를 일부 소개한다.
운전환경 인식
첨단 교통안전 기술에 대한 가장 중요한 이슈 중 하나로서 중국에서는 차량, 차선 및 보도, 목표 차량의 추적을 포함하는 운전환경 인식에 관한 연구가 수행되고 있다. 여기서는 차량 발견과 결합된 방해 방지(anti-disturbance) 차선 검출 방법이 제안되고 있다. 차선 설정 지점의 최적화에 의해 도로에서 운전하는 다른 차량에 의하여 야기되는 방해를 제거하자는 것이다. 최적화 공정에는 지점 설정 요소의 사전 선택, 방해 지점의 제거 및 유효 차선 지점의 보완 등이 포함된다. 방해 제거를 하는 동안 차량 경계를 정확하게 찾아내기 어려운 문제점을 해결하기 위해 퍼지 방해 설정이 도입되며, 지점 설정 요소의 방해 정도를 기술하기 위해 퍼지 이론의 귀속도(membership degree)가 사용되었다. 각종 조건 하에서의 실험은 차선 검출방법이 차선들을 정상적으로 인식하고, 차선 조변수들을 정확하게 획득할 수 있으며, 알고리즘은 차량 방해에 대한 대처 능력을 가지고 있다는 것을 보여주게 된다. 여러 독립적인 감지기 사용으로 인하여, 독립적인 제어기를 가진 다수의 개별 센서를 이용하는 현재의 다분화된 접근법에 비하여 정보의 융합이 운전환경의 종합적이고도 신뢰성 있는 검출에 필수적이다. 종합 운전환경 인식 시스템은 모든 이용 가능한 센서 정보에 대한 공통적인 접근에 의하여 모든 적용에 접근 가능한 종합적이고도 일관된 환경 모델을 만들어낼 수 있는 네트워크에 통합된다. 그리고 융합 방법으로서 신경망, 칼만 필터, 통계적 확률이론 등이 조사되고 있다. 종합 운전환경 인식 시스템은 각종 센서(상태, 속도 및 가속도, 요레이트, 스티어링 각도, 환경)와 머신 비전, 라이더를 이용하여 정보를 수집하고 그 정보를 통해 차선 유지 및 검출, 장애물 검출 등을 수행한다.

운전자 행동 및 모델링
첨단 안전 시스템에 관한 요건을 도출하기 위해서는 운전자 행동과 운전자-차량-환경의 상호작용, 그리고 인터페이스에서의 지원 시스템에 관한 다양한 상황에 대한 광범위한 정확한 정보가 필요하다. 우선, 운전자 행동을 조사하기 위해 운전자 동작 및 차량 상태에 대한 정보를 측정할 수 있도록 차량 테스트베드가 구현되었다. 또한 포착된 데이터를 검토하고 추출하고 분석하기 위해 특별한 데이터 처리 프로그램이 개발되었다. 테스트베드를 기초로 하여 33명의 운전자가 참여하는 운전실험이 도시 교통 환경에서 수행되었다. 이 실험 데이터에 대한 통계 결과를 이용하여 시간 간격 및 시간별 충돌을 포함하는 운전자 특성 조변수의 분포를 연구하고 있다. 연구자들은 이 결과가 액티브 안전 시스템의 설계를 위한 귀중한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
운전자는 사람-자동차-도로의 폐쇄 루프에서 중요한 부분이기 때문에 운전자 모델은 횡방향 및 종방향 제어 둘 다에서 필수적이다. 운전자 실험 및 운전자 행동 연구를 기반으로 하여 운전자 핸들 조작 특징을 기술하는 일부 운전자 모델을 확립하기 위하여 일부 연구가 수행되었다. 그리고 이 모델들은 차량 제어연구 및 첨단 안전차량(Advanced Safety Vehicle, ASV)의 평가에 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
첨단 지능형 순항 제어 시스템
추적성, 연비, 승차감을 동시에 고려한 전속력 순항 제어 시스템으로 간주되는 첨단 지능형 순항제어(Automatic Cruise Control, ACC) 시스템은 교통소통, 교통안전, 에너지원 활용과 주행 안전성의 개선에 있어서 엄청난 가능성을 포함하고 있다. 도심 교통혼잡은 물론, 고속도로 교통을 고려한 실행 가능한 시스템을 개발하기 위해 첨단 ACC의 프로토타입 시스템이 구축되었으며, 비선형 차량 종방향(longitudinal) 동적 시스템 및 운전자 행동에 대한 모델링, 여러 제어 알고리즘의 설계 및 평가와 같은 일부 기본적인 문제들이 검토되고 있다. 종방향 차량 다이내믹에 대한 통합 비선형 방정식이 차량의 정지/주행 순항 제어를 위해 도출되었다. 이 방정식을 기반으로 하여 비선형 시스템을 선형의 제어 가능한 정상적인 형태로 전환하기 위해 피드백 선형화 변환이 사용되었다. 그리고 이 정상적인 형태가 저속이나 정지/주행 조건에 관하여 보다 정확한 가속 추적을 유지하기 위해 추적 제어 알고리즘이 조사되었다. 불확정성이 큰 차량 종방향 가속에 대한 계층적 스위칭 제어에 관한 연구도 제시되었다. 또한 연료 소비량을 고려한 ACC 시스템의 제어 전략에 관한 연구도 제시되었다.
차선일탈경보/차선유지보조 시스템
차선일탈경보 시스템(Lane Departure Warning, LDW)과 차선유지보조 시스템(Lane Keeping Assist System, LKAS)은 첨단 ASV에 있어서 매우 중요하다. 특히 협력적 차-도로 LDW/LKAS에 대한 연구개발은 특별한 교통상황에서는 의미가 있다. 이와 관련하여 자기유도(magnetic guidance) 기술, 온보드 장치, 실험용 플랫폼 및 현장 운용 시험을 포함하는 프로토타입 시스템에 관한 연구활동이 진행되고 있다.

황금시장 중국

22개 성, 4개 직할시, 5개 자치구, 666개 시, 1735개 현, 697개 시 관할구로 구성돼 있어 약 3000여 개의 지자체 단위 시장이 존재하는 중국은 ITS의 황금시장으로 부상하고 있다. 실제로 중국은 IT기술 투자 확대와 북서 지역 개발정책에 따라 ITS 등에 관한 기술 수요가 급증하고 있다. 더욱이 올림픽 경기에 이어 세계 엑스포 등 국제 행사가 줄줄이 계획되어 있어 자동차시장과 함께 ITS의 성장 잠재력이 무궁무진할 것으로 예상된다.