Ⅰ Ⅱ 교통물류 5 대분야개념 Smart Mobility R&D 방향
I 교통물류 5 대 Mobility 개념 1.1 교통물류 R&D 기술개요 1.2 교통물류 R&D 현황및문제점 1.3 교통물류 R&D 비전및추진전략 3
교통물류기술의특징 정의및필요성 교통물류기술은사람과재화를경제적, 안정적이며친환경적으로원하는목적지로수송하기위해기존교통공학기술에관련과학기술을융합하여최적시스템을개발하고이를공급하는기술 교통물류기술개발은국가발전과고급일자리창출의핵심 특징 : 미래통섭기반시스템기술 각종첨단기술 ( 자동차, 정보통신, 도로, 도시, 우주항공, 로봇 ) 의융합 인문사회학과공학의융합 정책과기술의융합 기술만으로애플의 DNA 를만족시킬수없다. 기술은인문학과결합돼야하고사람의마음에서우러나오는휴머니티를반영해야한다 스티브잡스 4
국가 R&D 의교통물류연구사업 사업목적 선진국대비높은교통 물류비용절감및안전하고효율적인교통 물류환경구축을위한도로 교통 물류기술개발 지속가능하고안전한국가도로교통 물류시스템구축기반기술구현 사업현황 구분 현황 사업기간 2007 ~ 계속 총사업비계속사업 (2011 년까지기투자액 3,289 억원 ) 사업규모사업규모 2013 년 56,627 백만원 ( 사업단 1 개, 연구단 2 개, 일반과제 13 개 ) 지원조건 출연 ( 기업참여시 Matching) 사업시행주체국토교통부 ( 주관 ) / 국토교통과학기술진흥원 ( 전문기관 ) 5
교통물류 R&D 추진배경 OECD 하위권수준인교통혼잡비, 물류비, 교통사고비등의획기적인저감을통한교통물류선진국진입을위한기술개발필요 추진경과 2001.12 : 과학기술기본계획 ('02~'06) 에신규사업으로반영 2003. 4 : 국가교통핵심기술개발사업기본계획 ('03~'07) 수립 2003. 6 : 국가교통핵심기술개발사업 착수 2006. 5 : 건설교통 R&D 혁신로드맵 수립으로 2007 년부터 교통체계효율화사업 으로사업명을변경하여추진 2007.12. : 제 1 차건설교통 R&D 중장기계획 ('08 '12) 수립 2012. 4. : 제 2 차건설교통 R&D 중장기계획 ('13 '17) 수립 2013. 1. : 교통물류연구사업 으로사업명변경 6
교통물류 R&D 지원근거및정책 국가통합교통체계효율화법제 98 조및동법시행령제 87 조에근거하여교통운영 환경 수단, 물류시설 장비등기술개발추진 녹색성장추진계획 (2010) 에서편리한대중교통및자전거이용을위한인프라개선, 효율적연계수송체계구축등추진 지속가능국가교통물류발전계획 (2011) 에서저탄소녹색물류체계구축, 친환경교통물류기술개발등추진 제 7 차국가교통안전기본계획 (2012) 에서안전한교통인프라구축, 스마트교통수단운행, 안전관리시스템강화등추진 사업개편내역 연도 2002 ~ 2006 2007 ~ 2012 2013 ~ 사업명국가교통핵심기술개발사업교통체계효율화사업교통물류연구사업 주요내용 교통운영효율화, 대중교통활성화, 교통안전향상, 환경친화적교통, 동북아물류기술 5 개분야기술개발추진 지능형교통체계, 미래형교통시스템, 물류시스템등 3 개분야기술개발추진 도로재료및시공분야를포함시켜자동차 - 교통운영 - 도로시설 - 물류체계를융합하는 교통물류연구 체계로개편하여추진 7
교통물류기술의특징 교통물류는국가발전의중요한밑거름 과거국가재건및고도경제성장시대는 SOC 공급위주의하드웨어측면이강조됨현재급변하는미래사회에효율적으로대응할수있는새로운교통기능이요구됨성공적인미래교통시스템의구현을위하여세계적인기반기술확보와선제적인연구개발및정책적지원이필요한시점임교통물류기술분야의국제협력강화와기술공유, 전문가교육등도필요함국가 R&D 과제를보다실효성있게추진하기위한관련법 제도의수정 보완, 안정적재원조달, 책임있는행정체계구축등도요구됨 8
기추진 R&D 의문제점 장기적인국가교통물류비전과목표, 획득전략없는단기실용화비중 우주항공및해양분야등과같은 2030 년장기목표필요 정량화된기술목표기반시스템통합형대형프로젝트 (Mega Project) 와이를 뒷받침하는핵심기술의연계 Roadmap 부재 2013-2017 중장기계획에선정된 63 개중점과제는 2008-2012 와유사한 3-5 년단기목표실용화대상단발성과제성격 9 타부처에서진행중인첨단기술분야와의융합기반부재 자동차, 정보통신등관련분야와시스템통합개발및구현사례미흡
교통물류패러다임전환 기술개발중심 국민체감목적중심 공급자중심 수요자중심 요소기술중심 ICT 기술융복합을통한과제발굴 공공수요대응 민간 R&D 수요포용 연구기관편중 중소기업민간참여확대 기술공급자, 요소기술중심에서벗어나, 국민체감, 목적중심, ICT 기술융 복합등패러다임전환필요 10
교통물류 R&D 기본방향 '11 년도로교통사망자 5,229 명 사고피해비용약 12 조원 교통혼잡비 27 조 7 천억 ('09) 28 조 5 천억 ('10) 온실가스배출량 ( 교통부문 ) 8,256 만톤 CO2eq 도로교통 7,794 만톤 CO2eq 교통약자 '11 년 12,418 천명 (24.5%) '16 년약 13,120 천명 (25.7%) 물류비의 73.2% 는수송비, 보관비는 22.4% 로, 유류비증가에따른물류비증가지속 자동차 1 만대당사망자 2.64 명 안전하고쾌적한교통환경구현을위한 11
교통물류비전및목표 비전 모두가누리는안전하고쾌적한교통환경 단기전략 교통사망자 20% 감소지원 교통혼잡비용 15% 감소 온실가스 BAU 대비 15% 감축 공공교통수단편의성승용차대비 60% 수준확보 GDP 대비물류비 10.5% 이내 목표 중장기전략 교통사망자 50% 감소지원 교통혼잡비용 30% 감소 온실가스 BAU 대비 34. 3% 감축 공공교통수단편의성승용차대비 80% 수준확보 GDP 대비물류비 10% 이내 추진전략 Safe Mobility Smart Mobility Eco Mobility Welfare Mobility Logi Mobility 차량및운전자피해최소화 도로인프라안전성능향상 교통사고예방및대응체계선진화 도시부상습지정체해소 간선도로용량증대및통행속도향상 친환경교통수단확대 쾌적한도로환경구현 능동적오염물질감축및관리 교통약자 Barrier Free 보장 공공교통이용편의증진 수송시스템혁신및물류비용절감 물류시설및장비성능향상 물류작업환경개선 12
교통물류 R&D 추진전략 국민공감형, 생활밀착형및목적지향형의정책비전방향수정 Safe, Smart, Eco, Welfare, Logi Mobility 핵심기술과연계된국가교통물류정책목표수립 교통사고사망자 5000명살리는교통안전정책 IT 기반도로용량 2배확대하는첨단교통정책 도로교통온실가스 ½ 줄이는청정교통정책 소득 4만불선진국형대중교통기반복지교통정책 국가물류비용 ½ 줄이는물류교통정책 교통물류분야강소형 R&D 추진체계 기술 + 정책융합기능 도로 + 자동차 + 대중교통 + 통신 + 도시융합기능 13
교통물류 R&D 추진전략 2030 목표지향형대형개발과제 Mega Project 로전환 기술개발 5대목표를궁극적으로달성하는장기적추진체계기반 교통물류 R&D 사업에철도및항공 R&D 사업의관련기술부분융합 ( 관련연구기관간융합 ) 도로대중교통자동차정보통신도시 Safe Mobility Smart Mobility Eco Mobility Welfare Mobility Logi Mobility 교통사고사망자 5000명살리는 Mega Project IT 기반도로용량 2배확대하는 Mega Project 도로교통온실가스 ½ 줄이는 Mega Project 소득 4만불선진국형복지교통구현 Mega project 국가물류비용 ½ 줄이는 Mega project 14
II 첨단교통 (Smart Mobility) R&D 방향 2.1 첨단교통기술특성 2.2 첨단교통비전및목표 2.3 Smart Mobility R&D 추진
첨단교통이란? 기존도로효율을저해하는교통혼잡을최소화하고도로용량을확대하여 궁극적으로국민들에게막힘없는도로주행환경을제공하기위한 교통 / 차량 / 도로 / 통신융복합기반의체계종합형시스템기술을의미함 도로본기능회복도로용량확대자율주행도로기반확보 정보통신기술 (ICT) 으로도로혼잡의근본적원인모니터링과혼잡구간해결을통해도로주행성능을확보하여도로의본기능을회복함 도로체계종류별로도로용량에영향을주는교통운영및기하구조한계성극복을통해기존도로의교통량처리능력을극대화함 차량기술발전으로운전자안전과주행편의를제공하는스마트카및무인자율주행차등미래형자동차의주행환경을제공하는첨단도로체계기반을확보함 16
17 첨단교통개념도
첨단교통기술특성 교통정체완화기술 : 간선도로망상습정체원인파악및정체지속시간최소화 통합교통운영시스템기술 : 도심지교차로의반복적혼잡문제의상황인식기반대응 도로포장및시공기술 : 기하구조적인혼잡원인해결로도로주행환경개선 고속도로군집주행지원시스템기술 : 국토부의 2040 비전인 Door-to-Door 자율주행도로구현 스마트전용차로제어장치기술 : 안정된대열운행이가능한수요대응형전용차로 주행 / 안전성능평가및표준화기술 : 차량의도로주행안정성시험평가 차세대교통시뮬레이션기술 : 차량 -ICT 융복합기능연계교통류분석 / 평가 / 설계 차량정밀상대측위장치기술 : 위성항법음영지역주행시차량의위치정확도향상 18
교통혼잡비증가및도로투자한계 도시부 17 조 6 천억, 지방부 ( 고속도로포함 ) 10 조 1 천억 교통부문 : 도로, 철도및도시철도, 해운및항만물류등 ( 출처 : 국토교통부 2012 국토해양통계연보, 한국교통연구원 전국교통혼잡비용추정과추이분석 ) 19
미래형자동차실용화가속 스마트카 ( 산업통상자원부 ) 개발및대중화 : ICT 첨단안전차량기능 (Cooperative Adaptive Cruise Control 등 ) 차량 -ICT 융합무인자동차개발 : GPS 및 ICT 융합정밀측위기술활용자율주행경로제어 분산된센서및제어장치로부터주변환경을인식하여안전주행이가능하도록경고및회피가능한차량시스템 도로의모든상황을인지하고, 빅데이터환경기반으로사전에안전주행이가능하도록통합제어가가능한차량시스템 Open 플랫폼기반으로 ICT 인프라와연계하여교통 / 운행환경에지능적으로적응하며목적지까지안전하게이동하는미래이동수단 < 기술개발방향 > ADAS 중심안전편의성고도화 LKAS, SCC, TPMS 등 (Delphi, 현대등 ) 보행자인식 ( 스테레오카메라, Lidar 를이용한보행자인식 ) (Volvo 등 ) < 산업통상자원부 > < 기술개발방향 > 셀프드라이빙인공지능시스템기술 (TRW 등 ) Intelligence in-vehicle Lidar, 비젼센서를이용한주변 (BMW 등 ) < 산업통상자원부 / 미래창조과학부 > < 기술개발방향 > 차량통합형개방형플랫폼 (OS) ( 애플, 구글등 ) 목적지안전이동을위한무인주행시스템운행환경자율적응형드라이빙 < 미래창조과학부 > 현재지능형자동차무인카 (Google Car) 혁신형자동차 20
기술개발필요성 교통혼잡해결 : 국민의 10 대불편사항선정 (2013 년미래부조사 ) 통행속도향상및도로용량증대 : 국토부도로국중점추진정책 미래자율주행도로환경제공 : 박근혜정부중점추진과제 2013-2017 중장기계획연계 : 단위과제 R&D 를목표중심중대형체계종합과제로통합 기존추진과제개발기술활용 : 스마트하이웨이사업, u-t 기반기술등 R&D 결과물활용 산업부등타부처자동차분야 R&D 기술융복합 지능형자동차, 스마트카, 무인자율자동차등기술의도로체계적용도로-ICT 융합기반도로정보통신인프라기술 V2X 기반 C-ITS 기술활용 21
교통혼잡감소및도로용량증대를위한첨단교통 단기 (~2018) : 교통혼잡 15% 저감및군집주행지원기술개발 중기 (~2023) : 교통혼잡 30% 저감및군집주행도로기반구축 장기 (~2030) : 사망자수 ZERO 및도로용량 2 배의안전한고속자율주행도로구현 < 도시부상습지정체해소 > 네트워크기반스마트 Congestion Free 통합운영시스템개발 도심지교차로혼잡해소를위한지능형신호시스템개발 차량 -ICT 융복합기능연계운영기반의교통류분석 / 평가 / 설계를위한교통시뮬레이션기술개발 조립식쾌속시공도로포장 (REGOPAVE) 기술개발 < 간선도로용량증대및통행속도향상 > 고속군집주행지원시스템기술개발 실시간수요대응형스마트전용차로제어장치기술개발 대심도등위성항법음영지역도로구간의실시간차량주행정밀측위장치기술개발 차량의도로주행안정성시험평가를위한주행 / 안전성능평가및표준화기술개발 22
첨단교통추진전략 도시부상습지정체해소 ICT 융복합기반교통시스템 운영기술구현을통해교통혼잡 해결과도로본기능회복 혼잡한간선도로망과도심권가로망을개선하고교통수요관리및교통운영체계기술고도화추진 도시부상습정체구간문제해결과도시교차로의교통상황대응운영체계기술우선개발 간선도로용량증대및통행속도향상 안정된대열운행등도로주행제어기술구현을통해차량집단화주행도로환경제공과도로용량향상 버스전용차로의비효율적운영제어체계를개선하고집단대열운행의안정성확보등도로주행제어기술개발 위성항법음영지역에서차량주행안전제어기술고도화, 차량군집주행제어가가능한도로인프라기반의자율주행기술개발추진 23
24 첨단교통기술트리
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1 네트워크기반스마트 Congestion Free 통합운영시스템개발 연구목표 도로네트워크를공간적범위로하여반복정체해소 (1 단계, 2015~2018, 혼잡 15% 저감기술 ), 비반복정체해소 (2 단계, 2019~2023, 혼잡 30% 저감 ), 장기적으로자율교행기반미래형도로교통관리기술을개발 (3 단계, 2024~2030, 혼잡 50% 저감 ) 하여궁극적으로 Congestion Free 도로구현 연구주요내용 네트워크기반교통정체관리통합운영기술개발능동적 CORRIDOR 교통운영및용량증대기술개발 CORRIDOR 진출입교통류최적화제어기술개발 기대효과 상습정체구간 ( 수도권, 6 개특 / 광역시 ) 에확대구축시교통혼잡비용연간교통혼잡비용 15%, 약 1 조 8 백억원절감효과기대, 도로및교통, ICT 산업고용창출, 경제활성 26
기획과제연구결과 (1) - 네트워크기반스마트 Congestion Free 통합운영시스템개발
2 고속군집주행지원시스템기술개발 연구목표 V2X 실시간정보가공유되고제어되는군집주행기술개발 / 고속군집주행실현을위한기반기술확보 / V2X 능동형교통관리를통한혼잡시간대통행속도 50% 증가 연구주요내용 군집주행설계기술군집주행기반도로교통관리기술 군집주행지원통신인프라구축기술군집주행개발지원 기대효과 통행속도 50% 증대를통한용량증대및지정체완화, 버스전용차로효율적활용및용량증대제고, 군집주행차량연료소모 12% 감소 ( 물류비용개선 ) 28
기획과제연구결과 (2) - 고속군집주행지원시스템기술개발
4 도심지교차로혼잡해소를위한지능형신호시스템개발 연구목표 도심지돌발교통상황및긴급 e-call 등이벤트대응형도시부교차로네트워크상황인식통합교통운영시스템패키지개발 연구주요내용 도시부교차로네트워크통합교통운영및신호제어운영모듈및 S/W 개발신호교차로교통류운영최적화기반의통과교통량확대를위한통신인프라시스템구축긴급 e-call 대응최적주기및현시배정적응형신호운영및제어 기대효과 전국 36,000 개소의신호체계모듈및시스템교체 ( 단가 1,000 만원예상 ) 에따른실용화효과기대 ( 약 3,600 억규모 ) 30
5 차량 -ICT 융복합기능연계운영기반의교통류분석 / 평가 / 설계를위한교통시뮬레이션기술개발 연구목표 스마트카기술등자동차첨단안전및편리기능이적용된교통류시뮬레이터개발로향후 C-ITS 기반의교통정보수집, 가공및제공 ( 제어 ) 에관련된교통류해석및설계기반기술확보 (1 단계 4 년은 VISSIM 등상용시뮬레이터와연계, 2 단계 5 년은상용시뮬레이터대체개발 ) 연구주요내용 스마트카기술기반의첨단차량기능의도로체계주행연계기술개발차량 -ICT 연계연속류 / 단속류도로체계설계및운영시뮬레이션 연속류 / 단속류네트워크교통류해석및교통관리전략개발차량 -ICT 기반대규모교통자료수집및관리기술 기대효과 차량 -ICT 기반의첨단자동차기능이반영된새로운교통류시뮬레이터확보로수입에의존된시뮬레이션패키지대체효과 연속류 / 단속류네트워크교통류해석및교통관리전략개발 차량 -ICT 연계연속류 / 단속류도로체계설계및운영시뮬레이션 (VISSIM 등연계 ) 31
7 대심도등위성항법음영지역도로구간의실시간차량주행정밀측위장치기술개발 연구목표 V2X 기술등지상이동체국제표준통신체계 (CALM : Communication Access for Land Mobile - ISO/TC204) 기반실시간차량 ( 자차및상대차량 ) 주행정밀측위장치개발 연구주요내용 기존내비게이션또는모바일디바이스연계형정밀측위장치개발 V2X 통신기반의자차및상대차량측위기술 V2X 통신등 CALM 기반도로체계위치측위통신인프라설계통신성능기반측위결과분석통신최적화알고리즘설계 기대효과 차내장치 (OBU) 의고정밀측위모듈탑재실용화로수입대체효과기대 ( 약 5 천억원시장규모 : 1 천만대네비게이션측위모듈개선 ( 양산단가 5 만원예상 )) V2I 및 V2V 통신을이용한자차측위및주변차량측위기술 V2X 를이용하여다양한도로형태에따른실제상대거리기반주변차량측위기술 주변차량측위를위해차량간통신을이용한주기적메시지교환 32
8 주행 / 안전성능평가및표준화기술개발 연구목표 스마트자동차안전성평가기술및실도로주행환경에서의객관적성능평가를위한평가시스템을구축하여스마트모빌리티구현을위한기반기술확보 연구주요내용 스마트자동차주행성능평가기반기술개발 HumanMachine 상호연계안전성평가기술개발 Smart Mobility 평가기반구축 ( 정부정책반영 ) 기대효과 안전도평가기술개발을통한첨단교통의불확실성해소및국제기구 (UN ECE) 활동및국내안전기준도입연구를통한합의된안전기준도출 33
교통혼잡 15% 및군집주행지원기술개발 인간중심의속도관리체계변화적시적소의교통정보제공확대실시간교통제어확대 IT기술을이용한기존교통시설운영효율화교통수요관리강화및교통운영효율화미래형교통기술개발및구현 도로주행제어기술 - 고속군집주행지원시스템기술개발 - 스마트전용차로제어장치기술개발개발 - 위성항법음영지역실시간차량주행정밀측위장치개발 - 주행 / 안전성능평가및표준화기술 교통시스템운영기술 - 네트워크기반스마트 Congestion Free 통합운영시스템개발 - 도심지교차로지능형신호시스템기술개발 - 교통류분석 / 평가 / 설계시뮬레이션기술개발 - 조립식쾌속시공도로포장기술개발 기반기술확보 - 교통공학 / 자동차성능 / 통신체계연계를통한 ICT 융합스마트모빌리티기반기술개발
첨단교통기대효과 초고속스마트자율주행도로를통한편안한고속주행 스마트신호시스템, Smart Congestion Free 도로를통한상습지정체구간해소로정확한시간통행 스마트전용차로를통한도로이용효율성확대로행복한도로이용 기술개발가속화 : 새로운사업모델발굴을통한이공계융합인력확보 국제표준주도 : 세계각국의표준주도로기술표준특허창출 미래시장선점 : 차량 -ICT 기술기반지적재산권선점 교통혼잡비절감 : 도로용량현수준 2 배달성에따른건설투자비감소 부가가치창출 : 도로통행시간단축으로 SOC 사업관련부가가치창출 고용창출효과 : 융합기술전문신진연구인력양성으로일자리창출 35