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Part 5. 5년 후 미래 물류의 새로운 대안 될 자율주행 트럭

기사승인 2020.07.03  11:17:04

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- 물류를 더 물류답게 하는 대안 테크놀로지 ②

미래 물류의 가장 확실한 대안을 하나만 꼽으라면 그것은 아마도 자율주행 트럭이 될 가능성이 가장 클 것이다. 아직 기술 개발이 진행 중이라 완전한 안정성과 최고의 경제성을 모두 갖춰야 한다는 전제 조건이 있지만 그래도 운전자 부족과 고령화 등 현재의 물류 산업에 넘쳐나는 문제를 해결할 대안임에는 이견이 없을 것이다.

시장조사업체 AMR(Allied Market Research)에 따르면 글로벌 자율주행 트럭 시장 규모는 2019년 사상 처음 10억 달러를 돌파했으며, 오는 2025년까지 연 10.4% 성장하면서 고속도로 운송을 중심으로 미래 물류의 새로운 대안이 될 것으로 관측되고 있다.

경제 논리에서 자율주행 트럭은 이미 확실한 대안으로서의 가치를 지닌다. 우선 인원 면에서 일반 트럭 1대를 24시간 풀가동하려면 2명 이상의 운전자가 필요하다. 하지만 자율주행 트럭을 이용하면 운전자 없이 24시간 논스톱 운행이 가능하다. 배송 시간 단축과 인건비 절감이 가능하다는 말이다. 특히 자율주행 트럭으로 직배송 시스템이 구축되면 물류창고에 대한 필요성도 감소하기 때문에 이런저런 비용 장점을 모두 합하면 총소유비용(Total Cost of Ownership, TCO)을 절감할 수 있다. 자율주행 트럭을 운행하는 업체 입장에서는 안정성과 함께 경제성 확보가 가능하다는 뜻이다.

물류 회사라는 대규모 판매처 확보로 보급도 유리
업계에서는 일반 차량보다 물류 운송 트럭의 자율주행이 먼저 이루어질 것으로 전망하고 있다. 그 이유는 ‘변수’의 차이에 있다. 즉, 일반 자율주행 차량은 예측하기 힘든 도로 상황과 날씨 등 다양한 변수의 영향을 받지만 주로 특정 구간을 반복해 운행하는 자율주행 트럭은 변수가 일반 자율주행 차량보다 적기 때문이다. 탑재된 첨단 센서를 통해 발생 가능한 변수에 대응하는 능력이 강화된다면 사고 가능성도 대폭 감소시킬 수 있다.

개인이 모든 구입의 주체가 되는 일반 자율주행 차량은 판매가 본격화되기까지 시간이 걸릴 수밖에 없지만 기업이 주체가 되는 자율주행 트럭은 판매 보급에 있어서도 유리한 위치에 있다고 볼 수 있다. 특히 자율주행 트럭은 물류 회사라는 대규모 판매처를 확보할 수 있는 것도 장점이다.

구글 Waymo, 운전자 고령화·부족 문제 대안으로 선택
구글 산하의 자율주행 기술회사 Waymo는 지난해 9월 자사의 자율주행 기술이 적용된 8등급 트럭으로 화물을 적재하고 고속도로를 왕복하는 시험주행을 한 후, 2020년부터 이 기술을 모든 8등급 트럭과 라스트마일 배송 차량에 확대 적용할 계획이라고 발표했다. Waymo는 자율주행이 물류 산업이 겪고 있는 운전자 고령화 및 인력 부족 문제를 해결할 수 있는 대안이라고 밝혔다.

미국은 공차 중량(Gross Vehicle Weight Rating, GVWR) 규정에 따라 트럭 차종을 1등급(Class 1)에서 8등급(Class 8)까지 분류하고 있다. 소형 트럭은 1~2a 등급, 중형 트럭은 2b~6 등급, 대형 트럭은 7~8 등급으로 구분된다.

Waymo는 캘리포니아와 조지아 주에서 트랙터 트레일러 자율주행의 시험주행에 성공한데 이어 지난해 초에는 처음으로 8등급 트럭에 자율주행 기술을 적용, 애틀랜타 구글 데이터 센터에서 화물을 적재하고 운전자가 탑승한 상태에서 고속도로를 왕복 운행하는 시험주행까지 연달아 성공했다. Waymo는 렉서스, 재규어, 토요타 등 자동차 업체들이 제작한 맞춤형 콤팩트 카와 밴 등 라스트마일 배송 차량에도 자율주행 기술을 확대 적용할 예정이다.

   
 Waymo의 자율주행 트럭 <출처: Waymo>

UPS의 전략적 대안… 자율주행 기술업체 투심플에 투자
미국의 대표적 배송업체인 UPS는 지난 해 중국의 자율주행 차량업체인 투심플(TuSimple, 圖森未來)의 일부 지분을 매입하는 전략적 투자를 결정했다. 배송업체가 자율주행 업체에 대한 투자를 하는 것은 상당히 이례적이라 발표 이후 그 배경에 관심이 모아졌다.

그 의문을 풀기 위해선 투심플이 어떤 기업인지를 알아야 한다. 투심플은 2021년 운전자가 전혀 필요 없는 배송을 목표로 악천후에서도 안전한 주행이 가능한 카메라 중심의 자율주행 트럭 인식 솔루션을 개발한 업체다. 현재는 8등급 자율주행 견인 트레일러(1만5,000㎏)를 운행할 수 있는 기술을 개발 중이다.

투심플이 개발한 카메라 중심의 자율주행 트럭 인식 솔루션은 레벨 4의 기술이다. 레벨 4 기술은 특정 조건 아래 운전자 개입 없이 자동차 스스로 목적지까지 찾아가도록 하는 기술 수준으로 운전자가 수동 운전이 불가능한 상황에서도 안전하게 자율주행을 할 수 있도록 지원한다. UPS는 이 레벨 4 기술을 이용해 자율주행 트럭 기반의 물류 혁신을 촉진한다는 전략이다. UPS는 투심플의 레벨 4 기술이 접목된 자율주행 트럭이 물류 네트워크의 효율 및 배송서비스 품질을 높이고 비용을 절감시키면서 공급사슬 혁신까지 가속화시킬 것으로 기대하고 있다.

지금까지 UPS는 주문량이 폭주하는 피크 기간에는 제3의 배송업체와 계약을 체결해 물량을 처리해왔다. 하지만 투심플의 레벨 4 기술을 도입하면 이들 업체의 활용을 최소화하면서도 업무의 효율성을 제고시켜 배송 비용을 30% 정도까지 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

   
 투심플(TuSimple)의 자율주행 트럭 <출처: TuSimple>

스타스키·로드스마트, 인력 필요 없는 무인트럭 배송 프로세스 구축
미국의 자율주행 트럭 제조 스타트업 STARSKY ROBOTICS는 인터넷 화물 중개업체 LOADSMART와 함께 모든 과정에서 운전자 개입을 전혀 요구하지 않는 무인 트럭으로 화물을 수송하는 프로젝트를 지난 해 플로리다 주 고속도로에서 성공적으로 수행했다. 기존 트럭 운송 회사에서는 1회분 화물을 적재한 각 트럭 수송에 5명 정도의 인력이 필요했으나, STARSKY는 LOADSMART 같은 인터넷 화물 중개업자를 통해 인력이 필요 없는, 운전자 개입을 완전 제거한 배송 프로세스를 구축했다.

이 획기적 프로젝트는 STARSKY가 새롭게 실용화한 인터페이스 기술 ‘허치(HUTCH)’가 핵심 역할을 수행한다. 허치에서는 화물 중개업자가 배송업자인 STARSKY의 운영체제에 직접 접근해 전화 등으로 문의하지 않고도 트럭의 빈 화물 공간을 이용할 수 있다.

   
 LOADSMART와 STARSKY ROBOTICS가 자율주행 트럭으로 최초의 자동 발송 및 배송 테스트를 완료했다고 알리는 이미지 <출처: LOADSMART>

기존 일자리 사라진다는 우려… 풀어야 할 숙제
자율주행 트럭은 주로 고속도로를 운행하는데 복잡한 시내 도로와 달리 신호등이 별로 없고, 구불구불한 도로나 교차로도 많지 않기 때문에 차량을 멈추지 않고 한 방향으로 일정한 속도를 유지하며 달릴 수 있다는 장점이 있다.

자율주행 기술은 아직 발전 단계에 있어 현재는 운전자 탑승이 의무화되어 있지만 기술발전에 따라 완전 무인 운행 단계에 들어서면 운행 효율성 제고와 비용 절감이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있을 것이다. 운전자가 필요 없는 자율주행 트럭은 그 자체로 물류 서비스의 혁신을 가져올 대안으로 평가되지만 트럭 이용이 활성화되는 과정에서 기존 일자리가 사라질 것이라는 우려도 있다.

   

자율주행 트럭 우리나라에선?

현대차, 대형트럭 고속도로 군집주행 국내 최초 시연 성공
자율주행 트럭을 활용하는 군집주행 기술은 고령화 심화와 운전자 부족 등의 문제를 해결하는 현실적인 대안이다. 군집주행은 운전자가 실행하면 위험하지만 자율주행 기술을 통해서는 안전하게 이루어져 레벨 4와 레벨 5로 가는 디딤돌 역할을 하는 것은 물론 그 자체가 물류 혁신으로 평가받고 있다. 또 에너지 소비를 줄이면서 환경오염을 저감할 수 있는 실천적 대안이기도 하다. 실리콘밸리에서는 군집주행에 인공지능(AI) 기반의 트럭을 이용해 연비 향상 기술을 개발 중이다. 선도 트럭은 연료를 최대 4.5%, 후속 트럭들은 10% 절감이 가능하다는 연구 결과가 나오고 있다.

미국 자동차공학회는 자율주행차 기술을 자율주행이 전혀 없는 레벨 0에서 완전 자율주행이 실현되는 레벨 5까지 총 6단계로 분류하고 있다. 현재 상용화가 임박한 기술은 자동 시스템이 운전 전반을 실행하나 위험시 운전자가 개입하는 레벨 3의 군집주행(Platooning)으로, 트럭 2~4대를 무선통신으로 연결해 후속 트럭들이 선도 트럭을 그대로 따르도록 하는 것이 핵심이다. 현대자동차는 지난 해 11월 국내 최초로 고속도로 내 대형트럭 군집주행 시연에 성공했다. 이 시연은 2018년부터 시작된 국토교통부 주관 정부과제의 일환으로 국토교통부 외 한국도로공사, 현대자동차, 국민대학교 등 민관산학이 함께 참여했다.

   
 국내 최초로 고속도로 군집주행 시연 중인 현대자동차의 대형트럭

운전자 부족 및 환경오염 문제 해결하는 현실대안
대형트럭 군집주행은 여러 대의 화물차가 줄지어 함께 이동하는 일종의 자율주행 운송기술로, 미래 물류산업 혁신은 물론, 대형 교통사고 발생을 획기적으로 저감시켜 줄 것으로 기대를 모은다. 또 뒤 따르는 트럭에 공기 저항이 최소화 되면서 연비를 높이고 배출가스를 저감하는 환경 친화적인 효과도 뛰어난 것으로 알려졌다.

현대자동차는 이번 시연 성공을 계기로 군집주행 기술 고도화는 물론, 고 단계의 대형트럭 자율주행 기술과 접목시켜 보다 완벽한 상용차 자율주행 기술을 확보한다는 계획이다. 시연은 여주 스마트하이웨이(여주시험도로)에서 트레일러가 연결된 최대중량 40톤급 대형트럭 엑시언트 2대로 진행됐다.

여주 스마트하이웨이는 정부가 V2X 무선통신 등 자율협력주행기술 개발을 위해 중부내륙 고속도로 내 7.7㎞ 구간에 구축한 테스트베드이다. 평소 자율주행 기술 연구를 위한 차량들이 수시로 이 도로를 달리고 있어 일반 고속도로와 주행조건이 거의 동일하다. 이번에 성공한 시연 기술은 ▲군집주행 생성, ▲타 차량 컷 인/컷 아웃(Cut-in/Cut-out), ▲동시 긴급제동, ▲V2V(Vehicle to Vehicle : 차량 대 차량) 통신 기술 등이다. 안전을 위해 최고 속도는 60㎞/h로 제한했다.

군집주행 운행은 뒤 따르던 트럭 운전자가 선두 차량에 접근 후 군집주행 모드로 전환하면 시작된다. 군집주행 모드로 전환된 이후 후방 트럭은 최소 16.7m 간격을 유지하며 앞에 가는 차량의 가속, 감속에 맞춰 실시간 제어가 이뤄진다. 운전자는 엑셀레이터 및 브레이크 페달에 발을 올려놓을 필요가 없어 운전 피로도를 경감할 수 있다. 또 차선유지 자동제어 기술도 적용, 추종 트럭의 운전자는 핸들에서 손을 떼는 것도 가능해져 운전으로부터 완전히 해방될 수 있다.

타 차량이 트럭과 트럭 사이에 들어오거나 나오는 상황도 대처가 가능하다. 일반 차량이 군집주행 중인 트럭과 트럭 사이로 들어오면 자동으로 추종 트럭은 일반 차량과 간격을 충분히 이격(최소 25m)해 달리게 된다. 선두 트럭이 전방 불시의 상황으로 급제동, 급정차를 하더라도 군집주행으로 따르던 트럭도 동시에 급제동을 가하는 기술도 성공적으로 구현해 냈다. 이번 시연은 현대자동차와 LG전자가 협업해 공동 개발한 군집주행용 통신기술인 V2V 기술이 적용되면서 한 차원 높은 군집주행 기술 구현이 가능했다.

이번 시연에서 2대 대형트럭 각각에 탑재된 V2V 시스템은 가속, 감속 등 차량의 제어정보뿐 아니라 카메라, 레이다 등 각종 센서에서 수집된 ADAS 정보를 군집주행 중인 차량들 간에 실시간으로 교환, 공유될 수 있는 환경을 제공한다. 또한 ‘실시간 선두차량 전방영상 공유’ 기능도 V2V 기술을 활용해 구현했다. 선두 차량의 전방영상을 실시간으로 추종 차량 모니터에 보여줌으로써 전방 시야 감소를 해소할 수 있도록 했다.

이번 국내 최초 시연 성공으로 현대자동차는 대형트럭 군집주행 기술 상용화에 대한 자신감을 고취할 수 있게 됐다는 평가다. 현대자동차는 이번 시연 성공에 그치지 않고 국토교통부 주관의 대형트럭 군집주행 정부과제 수행을 통해 군집차량 차간거리 축소, 도로교통 인프라 정보 활용 등 고 단계의 군집주행 기술 개발에 역량을 집중할 계획이다.

지난해에는 현대글로비스와 3단계 테스트도 성공
현대자동차는 그 동안 자율주행 기술과 관련 기술 경쟁력 제고 및 시장 선점을 위해 연구개발 조직을 강화하고 관련 투자를 지속 확대해 왔다. 특히 상용차에 대한 군집주행 기술 외에도 운전자의 개입이 전혀 필요 없는 완전자율주행 트럭 개발에도 속도를 낼 방침이다. 그룹 내 물류기업인 현대글로비스와도 자율주행 트럭 기술 고도화 및 상용화를 위한 협업 체계를 지속 발전시켜 대형트럭 자율주행 기술의 완성도를 높일 계획이다.

현대자동차는 지난해 8월 현대글로비스와 협업, 영동고속도로와 제2경인고속도로 40㎞ 구간에서 실제 해외로 수출되는 자동차 부품을 탑재한 대형트럭으로 자율주행 기술 시연에 성공한 바 있다. 당시 구현 기술은 자율주행 3단계(미국자동차공학회(SAE) 기준) 수준이었다. 현대자동차 관계자는 “향후 V2X 통신을 접목시킨 상용차 커넥티드카 기술 개발에도 박차를 가할 계획”이라며 “변화하는 시장의 니즈에 부응하기 위해 가까운 미래에 군집주행으로 달리는 대형트럭을 선보일 것”이라고 말했다.

대형트럭에 대한 자율주행, 군집주행 기술의 발전은 곧 물류산업 전반의 패러다임을 획기적으로 전환시킬 것으로 전망된다. 교통사고율을 현저히 낮출 뿐 아니라 정해진 시간대에 정확한 운송이 가능해져 운영 효율을 극대화할 수 있으며, 대기환경 개선에도 일조할 것으로 예상된다.

라스트 원 마일 배송의 대체 수단 된 자율주행 로봇

자율주행 로봇 배송은 운송 사업자의 라스트 원 마일 배송 서비스뿐 아니라, 상업시설 등에서의 관내 배송과 쇼핑 지원 등 새로운 서비스와도 연계할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

이런 이유로 해외 물류업계에서는 이미 몇 년 전부터 택배 배송의 대체 혹은 보조 수단으로 자율주행 로봇을 이용하고 있다. 영국의 Starship 사는 영국과 독일에서 무인배송차량을 이용해 피자 등 음식배달 서비스를 제공하고 있으며, 독일의 DeutschePostDHL 사는 ‘포스트봇(Postbot)’을 활용한 우편배달 실증실험을 실시했다. 중국에서는 징동 사가 자율주행 로봇으로 소형 상품 배송을 실시하고 있으며 이외에도 다양한 자율주행 로봇 실증실험이 활발하게 이뤄지고 있다.

일본도 예외는 아니다. 오래전부터 심각한 배송인력 부족 현상을 겪고 있는 일본은 이런 문제를 해결할 대안으로 자율주행 로봇을 선택했다. 일본 정부는 지난 해 9월 로봇 수요자(운송사업자, 지자체)와 공급자(국내외 개발자, 법규제 관계부처)로 구성된 '자율주행 로봇을 활용한 배송 실현을 위한 민관협의회'를 발족했다. 일본 정부는 앞으로 민관협의회 논의를 바탕으로 자율주행 로봇 배송 로드맵을 구체화할 계획이다.

   

   

김재황 기자 jhzzwang@klnews.co.kr

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