차대차 사고현황 분석 및 사고방지 첨단안전장치(AEB) 실증연구 이재원 선임연구원 Ⅰ. 서론 과학기술의 발전으로 자동차 첨단 안전장치의 개발이 가속화되면서 탑승객 및 보행자의 안전성이 개 선되어 교통사고 사상자 감소에 크게 기여할 것으로 예측된다. 전통적으로 자동차 안전장치는 안전벨트, 에어백 등으로 대표되는데 이들은 차량이 실제 사고가 발생 했을 때 탑승객을 보호하는 장치로서 2차 안전장치(Secondary Safety System) 또는 수동형 안전장치 (Passive Safety System)라고 일컫는다. 하지만 최근에는 교통사고 자체를 예방하거나 피해를 경감시 키는 능동형 안전장치(Primary Safety System)가 개발되어 각광받고 있다. 현재 적용되고 있는 대표적인 능동형 안전장치로는 급커브나 미끄러운 도로에서 자동차의 조향 능력 이 상실되는 것을 방지하는 차체자세제어장치(ESC), 타이어공기압경고장치(TPMS), 차선이탈경고장치 (LDWS) 등이 있다. 향후에는 운전자의 부주의, 졸음운전 시 선행 차량, 보행자 등을 인식하여 자동으 로 사고를 회피하기 위해 제동하는 비상자동제동장치(AEB)의 장착이 확대될 것으로 예상된다. 안전한 차량을 생산하여 인명피해를 최소화하기 위해서 국제 사회는 다각적인 노력을 하고 있다. 예를 들어 UN은 Global NCAP을 통해 신흥국의 신차평가를 지원하고 있으며 RCAR 1) 는 안전성 워킹그룹 등을 통해 새로운 안전기준에 대한 연구를 수행하고 있다. 이에 보험개발원 자동차기술연구소에서도 교 통사고로 인한 인적 물적 피해를 경감시키기 위한 일환으로 AEB 시스템에 대한 실증연구를 하고 있다. 본고는 차대차 교통사고에 대한 현황을 분석하고 분석 자료와 AEB 시스템의 실효성에 대한 실증 연 구 결과를 제공하고자 작성되었으며, 향후 지속적인 연구를 통해 자동차 제작사가 Active Safety 장치 의 장착을 확대하도록 제언할 계획이다. 1) 세계자동차기술연구위원회(Research Council for Automobile Repairs) : 자동차보험업계의 보험비용 경감 및 소비자의 차량유지비용 부담을 절감시키기 위하여 자동차의 안전성, 수리성 및 손상성 등의 개선연구를 위한 국제협력 기구 KART Report 3
Ⅱ. 국내 교통사고 발생 현황 2011년 경찰청 집계 교통사고 발생건수 221,701건 중 교통사고 종류별 비율을 살펴보면, <그림 1>과 같이 차대차 사고는 72.9%(161,681건), 차대인 사고는 22.4%(49,701건), 차량단독 사고는 4.7%(10,319 건)으로 나타났다. 이중 차대차 사고는 <그림 2>와 같이 측면접촉(끼어들기, 차선변경)사고 37.6%(334,211건), 후면추돌 26.9%(239,634건), 측면충돌 23.2%(206,754건), 역돌 6.8%(60,334건), 정면충돌 1.8%(16,411건) 순으 로 나타났다. 그림 1> 교통사고 종류별 비율(경찰청) 그림 2> 차대차사고 종류별 비율(보험개발원) (단위: 건) (단위: 건) 특히 차대차 사고 중 가장 높은 비중을 차지하고 있는 측면접촉사고는 사각지대감지장치(BSD), 차선 이탈경고장치(LDWS), 차선이탈방지장치(LKS) 등을 통해 사고율 감소 효과를 거둘 수 있을 것으로 판 단된다. 측면접촉사고 다음으로 큰 비중을 차지하고 있는 후면추돌 및 측면충돌 사고의 경우, 향후 능동안전 시스템(예 : 비상자동제동장치(AEB), 전방충돌경고장치(FCW) 등)의 장착 증가에 따라 사고율 감소에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 AEB 시스템은 차량, 보행자, 자전거, 오토바이 등을 인식하여 사 고를 회피하므로 사고방지효과가 큰 것으로 나타나고 있다. 미국 IIHS의 연구결과에 의하면 AEB 시스템을 장착한 SUV 차량인 볼보 XC60의 경우 중형, 고급형 SUV 전체와 비교할 때 대물담보 15%, 자차담보 20%의 사고발생건수 감소효과가 있는 것으로 나타났 다(출처 : IIHS Status Report, April 25, 2013). 4 www.kart.or.kr
차대차 사고현황 분석 및 사고방지 첨단안전장치(AEB) 실증연구 Ⅲ. 실제 도로상에서의 차대차 사고형태 분석 실제 도로상에서 발생하는 차대차 사고의 형태를 분석하기 위해서, 블랙박스 교통사고 영상 데이터 및 사고처리자료 3,190건(2011~2012년)을 분석하였다. 1. 사고시간 사고시간을 분석한 결과, <그림 3>과 같이 18시에서 자정까지가 가장 많은 31%를 차지하였고 자정에 서 아침 6시까지가 26%로 그 뒤를 이었다. 블랙박스 영상을 기준으로 사고 당시의 외부 밝기를 분석한 결과 <그림 4>와 같이 야간이 54%로 주간 46%보다 높게 나타났다. 그림 3> 사고시간 그림 4> 사고당시 외부밝기 22 21 31 54 46 주간 간 26 2. 도로상황 사고 당시의 노면 상황과 교통사고 발생장소는 <그림 5>, <그림 6>과 같으며, 노면 상황(블랙박스영상 확인)은 건조한 상태가 85%, 그 외는 15%를 차지하였다. 기상청 발표에 따르면 2011~2012년 인천(블랙 박스 데이터 수집지역)에서 10mm 이상 비가 온 날은 118일(평균 16%), 눈이 온 날(진눈깨비, 싸락눈 8 일 제외)은 44일(평균6%)이므로 노면 상황에 대한 영상분석의 신뢰도는 높은 것으로 판단된다. 교통사 고가 발생한 장소는 일반도로에서 70%, 교차로 22%, 골목길 8%로 나타났다. KART Report 5
그림 5> 노면 상황 그림 6> 교통사고 발생장소 3. 사고유형 블랙박스 영상을 통해 분석한 <그림 7>의 교통사고 유형은 <그림 2> 차대차 사고 종류별 비율 과 유사 하게 나타났으며 끼어들기, 차선변경을 포함하는 측면접촉 사고가 33.4%, 후면추돌 사고가 32.7%, 교차 로 및 골목길에서의 측면충돌 사고가 18.7%, 좌 우회전 및 유턴 사고가 9.7%를 차지하였다. 특히 AEB 시스템의 동작으로 차대차 사고에 대한 예방 경감을 기대할 수 있는 후면추돌, 측면충돌, 좌 우회전 시 추돌 사고 등은 전체 사고의 58.4%를 차지하였다. 일반적으로 선진국의 경우 후면추돌 사 고가 가장 높은 점유율을 나타내지만 측면접촉 사고 유형이 가장 높은 빈도를 차지한 것은 차선변경이 잦은 우리나라의 교통문화에서 비롯된 것으로 추측된다. 그림 7> 유형별 교통사고 6 www.kart.or.kr
차대차 사고현황 분석 및 사고방지 첨단안전장치(AEB) 실증연구 4. 주행속도, 충돌속도 주행속도별로 사고건수를 살펴보면 <그림 8>과 같이 사고 발생 전 주행속도가 30km/h 초과 40km/h 이하일 경우가 16.5%를 차지하여 가장 높은 빈도를 보였으나 전체 속도구간에서 대체로 고른 분포를 나 타내었다. 특히 주행속도 50km/h이하의 사고가 누적빈도 63%를 차지하였고 80km/h이하의 사고는 누 적빈도 94%를 차지하였다. 그림 8> 주행속도별 사고건수 사고건수 491 500 429 400 305 300 48 207 200 32 17 100 7 0 431 418 77 305 201 181 10k h 20k h 30k h 40k h 50k h 60k h 70k h 80k h 80k h 87 1 적 도 100 80 60 40 20 0 주행속도 KART Report 7
주행속도 및 충돌속도를 확인한 결과, 평균 주행속도는 44.1km/h이었고 평균 충돌속도는 24.7km/h 이었다. 따라서 사고 당시 평균 감속 비율은 44%로 나타났으며, 감속 비율은 70km/h이하 주행속도에 서는 47%까지 증가하다가 그 후에는 감소하는 모습을 보였다. 그림 9> 주행속도 및 충돌속도 (A ) Ⅳ. 차대차 AEB 시스템 실증연구 차대차 후면 추돌사고에 대한 AEB 시스템의 원활한 사고방지효과를 평가하기 위해 <그림 10>과 같은 차량타겟을 제작하였다. 차량타겟을 제작하는 이유는 AEB 장착차량의 사고경감 효과 측정을 위한 시 험을 실시하는 도중 예기치 않은 충돌사고가 발생할 경우를 감안하여 안전을 고려하고 반복적인 평가수 행을 가능하게 하기 위함이다 레이더 센서가 벌룬 타겟을 차량과 유사하게 인식하도록 도전성 차폐 섬유 테잎을 부착하였고 범퍼 및 트렁크 리드 내측 및 타겟의 전면 내측에는 레이더 신호가 타겟을 투과하여 다른 차량 또는 사물을 인 식하지 못하도록 레이더 신호 흡수제를 부착하였다. 그리고 이동이 가능하도록 트롤리를 제작하여 벌룬 타겟을 고정하였고 외부는 차량의 실사 사진을 인쇄하여 덮어 마무리하였다. 그 결과 <그림 11>과 같이 실제 차량의 후부와 유사한 모습의 타겟이 제작되었다. 8 www.kart.or.kr
차대차 사고현황 분석 및 사고방지 첨단안전장치(AEB) 실증연구 그림 10> 벌룬 타겟의 내부 모습 그림 11> 벌룬 타겟의 외부 모습 KART Report 9
AEB 시스템에 대한 평가 프로토콜을 가장 먼저 제시한 EuroNCAP(2014년 차대차 AEB 평가 도입 예정)의 City Safety 평가기준 2) 에 의거, 볼보 S80 모델을 대상으로 평가를 실시하여 <표 1>과 같은 결 과를 얻었다. 해당 차량의 평가결과는 13.316점(95.1%)로 나타나 해외 기관에서 실시한 다른 모델과의 평가결과 3) 와 비교해 볼 때 그 성능이 우수한 것으로 나타났다. 그림 12> 차대차 City Safety 평가 모습 표 1> 평가결과 시험속도(km/h) 배점 충돌속도 획득점수 10 1 회피 1.000 15 2 회피 2.000 20 2 회피 2.000 25 2 회피 2.000 30 2 회피 2.000 35 2 회피 2.000 40 1 회피 1.000 45 1 11 km/h* 0.756 50 1 22 km/h* 0.560 계 14 13.316 결과 95.1% *3회 시험의 평균 충돌속도 2) AEB 시스템이 장착된 차량이 정지하고 있는 차량 타겟의 후면을 전폭으로 10~50km/h(5km/h씩 증가)의 속도로 접근하여 충돌방지 성능을 평가 3) 영국 Thatcham의 City Safety 평가결과 : Subaru Outback 13.998, Volvo V60 13.311점, Ford Focus 7.051점, Honda CR-V 1.104점 10 www.kart.or.kr
차대차 사고현황 분석 및 사고방지 첨단안전장치(AEB) 실증연구 Ⅴ. 결론 및 향후 계획 실제 교통사고 상황을 분석한 결과, AEB 시스템에 대한 정확한 평가를 위해서 현재의 주간, 전폭 추 돌시험에서 더 나아가 야간, 옵셋 추돌, 측면충돌, 좌 우회전 시 추돌 등에 대한 평가를 고려할 필요가 있다. 또한 대부분의 사고를 포괄하기 위해서는 80km/h까지의 고속구간에 대한 평가가 필요하며, 운전자 의 평균 감속 비율이 44%에 이르므로 운전자가 미리 대응할 수 있도록 FCW(Forward Collision Warning) 기능에 대한 평가기준 마련 및 장착률 확대를 위한 다양한 노력이 요구된다. 미국 IIHS의 AEB 시스템에 대한 사고통계 분석결과에서 AEB 시스템은 사고감소효과가 큰 것으로 입증되었고 영국 Thatcham에서는 차량모델별 등급평가에 반영(2012.10)하여 AEB 시스템의 장착을 장 려하고 있다. 우리 연구소도 AEB 시스템을 장착한 차량에 대한 사고방지 효과를 지속적으로 평가함으로써 그 성 능을 검증하고 보험통계를 분석하여 사고감소 및 지급보험금 절감 효과가 있는지 연구할 예정이다. 또한 차대보행자 사고에 대한 평가방법 연구를 통해 RCAR(세계자동차기술연구위원회) 평가기준 제정 시 연 구소 연구결과가 반영될 수 있도록 추진하고자 한다. 향후 우리 연구소는 첨단 안전장치에 대한 지속적인 사고방지 효과검증 실증연구 및 국내 상황에 적 합한 평가기준 연구 등을 통해 첨단 안전장치가 시장에서 조속히 정착될 수 있도록 노력할 계획이다. KART Report 11