[Tech Report] 스마트 시티의 교통 관리와 IoT 기술

[마우저 일렉트로닉스=포니마 압뜨(Poornima Apte)] 도심에서의 교통 혼잡이 갈수록 심각한 문제가 되고 있다. 커넥티드 카 서비스 및 모빌리티 분석 기업 INRIX에 따르면, 팬데믹 이전에 미국 운전자들은 평균적으로 연간 약 100시간을 도로에서 낭비하는 것으로 조사되었다. 

같은 기간 동안 전세계적으로는 약 191시간을 도로에서 낭비하는 것으로 조사되었다. 팬데믹의 엔데믹화가 진행됨에 따라 이제 직장인들은 회사로 복귀하며 감소했던 교통량이 다시 증가하고 있다. 도시 인구가 증가와 도시 지속가능성에 대한 요구가 높아지면서 도시 당국자들은 전반적인 교통 전략의 일환으로서 교통 관리를 재점검해야 할 필요성이 생겼다.

교통 전략의 일환으로 사물 인터넷(IoT)과 같은 첨단 기술을 활용할 수 있다. IoT 센서를 탑재한 기기들이 자동차, 교량, 도로, 다른 차들, 도로 표지판 등으로부터 데이터를 중앙의 플랫폼으로 전송하고, 이 데이터를 활용해서 교통 혼잡을 제어하는 것이다.

IoT를 활용한 교통 관리

자동차에 탑재된 센서들은 V2V(vehicle-to-vehicle)나 V2I(vehicle-to-infrastructure) 통신을 가능하게 해준다. 교통 혼잡이 발생할 경우, 이러한 통신은 교통 관리 담당자들에게 혼잡 상황을 실시간으로 알려줄 수 있다.

이를 통해 많은 사용자들이 사용하는 내비게이션 앱인 티맵, 카카오맵처럼 우회 경로를 제시하고 도시 당국이 특정 구간을 폐쇄하거나 개방할 수 있다. 또한 팬데믹에서 빠져나오는 지금과 같은 시점에, 사람들의 새로운 통근 양상으로 인한 혼잡 패턴을 분석하고 혼잡 시간대를 피해서 건설 프로젝트나 그 밖에 다른 유지보수 작업을 계획할 수 있다.

IoT를 이용해 주차 공간을 찾는 등 교통 관리 효율을 높이는데 이용할 수 있다. 주차장이나 그 밖에 다른 주차 장비들로 IoT 센서를 설치함으로써 비어 있는 주차 공간에 관한 정보를 실시간으로 제공하고, 주차 요금 지불을 자동으로 처리할 수 있으며, 주차 설비를 효율적으로 사용할 수 있다.

차량에 설치된 GPS 시스템이 운전자를 가장 가까운 주차 공간으로 안내하면, 빈 주차 공간을 찾기 위해 운전자가 시내를 돌아다닐 필요가 없으므로 시간과 에너지를 절약할 수 있다.

또한 IoT를 활용함으로써, 시 당국에서는 통행료를 효율적으로 징수할 수 있다. 더 나아가서 이용 구간과 이용 시간대에 따라서 더 정교하게 통행료 징수가 가능하다. 이를통해 특정 시간대에 혼잡 요금을 부과할 수도 있다.

예컨대, 오리건주는 유류세를 보강하는 조치로 마일당 통행료를 지불하는 징수 모델을 시험 중이다. 자동차에 탑재된 센서가 차의 이동거리를 기록해서 통행료를 계산하는 것이다. 여기에 더해서 특정 시간대에 따라서 혼잡 요금을 부과할 수도 있다.

스마트 교통 신호등이 서로 간에 통신하고 교통 혼잡과 차량 흐름에 관한 데이터를 교환할 수 있다. 교통 신호등에 탑재된 센서가 실시간 교통 상황에 관한 정보를 제공할 뿐만 아니라 주변을 모니터링해서 범칙 행위를 잡아낼 수도 있다.

교통 공학적으로 차량 흐름 패턴을 분석하고 그에 따라 교통 신호등 제어를 동기화할 수 있다. IoT를 사용하면 그때그때 교통 상황에 따라서 민첩하게 제어할 수 있다. 피크 시간대가 아닌 한가한 시간에는 사전에 지정된 시간 간격으로 운전자가 빨간 신호등 앞에서 마냥 기다리고 있을 필요가 없다. 동기화된 교통 제어는 이 대기 시간을 단축할 수 있다.

IoT 기반 디바이스로부터 제공되는 데이터는 교통 관리와 관련한 정부 정책을 수립하는 데 있어서 신뢰할 수 있는 토대가 된다. 또한 어느 구간을 어느 시간대에 이동했는지에 대한 기록에 누구나 접근할 수 있으므로 시민들에게 프로세스에 대한 투명성을 높일 수 있다. 

스마트 교통 관리의 과제

스마트 교통 관리로 나아가기 위해서 해결해야 할 과제는 기술적으로 ‘스마트’ 측면을 어떻게 구현할 것이며, 매끄러운 시행을 위해서 정부 정책을 어떻게 수립할 것이냐 하는 것이다.

교통 신호등이나 그 밖에 다른 스마트 장치들이 실시간으로 작동하기 위해서는 실시간 커넥티비티가 필요하다. 도시의 점점 더 많은 기능들에 IoT 도입이 가능해짐에 따라 네트워크 인프라에 대한 수요는 계속해서 증가할 것이다. 그러므로 스마트 교통 관리를 실현하기 위해서는 신뢰할 수 있는 광역 통신망(WAN)이 필요하다. 이를 위해서 5G 기술이 중요한 역할을 할 것이다.

또 다른 복잡한 문제는 생성된 데이터를 누가 소유하고 이것을 기존 시스템에 어떻게 통합할 것이냐 하는 것이다. 이 과정에서 행정기관의 관료주의가 걸림돌이 될 수 있다. 따라서 스마트 기술 기업은 민간과 공공 분야 사이의 간극을 메울 수 있는 경험이 필요할 것이다.

도시 당국은 기존 관리 시스템에 첨단 기술을 통합하기 위한 기반을 마련해야 할 것이다. 프라이버시와 보안 규정을 엄격하게 준수하면서 어떤 데이터를 수집할 것인지 이해해야 한다. 중앙에서 단일의 대시보드로부터 통찰을 제공하고 실시간으로 대응하기 위해서는 정부 당국과 스마트 기술 사업자가 다양한 데이터 층들을 통합해야 한다.

오하이오주 컬럼버스의 사례처럼 전세계적으로 많은 도시에서 스마트 시티 사업이 활발하게 펼쳐지고 있다. IoT는 ‘사물들’이 서로 대화할 수 있도록 함으로써 교통 관리뿐만 아니라 그 밖에 다른 많은 도시 기능을 ‘스마트’하게 만들 수 있다.