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실데이터 기반 자율주행자동차 안전성 평가 시나리오 개발 방법론 정립

Real Data-Based Methodology for Developing Safety Evaluation Scenarios for Automated Vehicles

  • 고우리 (Woori Ko, 아주대학교 일반대학원)

초록/요약

An automated vehicle is a vehicle that can operate by itself without the manipulation of a driver or passenger. Automated vehicles perform the necessary functions of recognition, decision-making, and control on their own, thereby significantly reducing traffic accidents caused by human error. As a result, automated driving technology is being actively developed worldwide, and the market size is experiencing rapid growth. However, along with the increase in demand for real-world automated driving, traffic accidents related to automated driving have also risen. To address the heightened public anxiety and low trust regarding the safety of automated driving, the establishment of a social system is essential. In particular, developing a scenario-based evaluation process to assess and certify safety in all possible driving situations is essential. This is because safety evaluation and certification are very important for ensuring reliability and commercialization of automated vehicles. Therefore, this study aimed to develop a scenario-based evaluation process for the safety evaluation and certification of automated vehicles. To achieve this objective, the research focused on two main aspects. First, a comprehensive framework for scenario development was proposed, including a standardized scenario format and its writing method to ensure consistent outputs. Second, detailed development procedures for each scenario stage were presented. To validate the proposed framework and methodology, a case study was conducted using real-world expressway data to depict realistic traffic situations, and scenarios were ultimately defined following the proposed format. This study is significant in that it provides a methodology for scenario development at a time when research on evaluating the driving safety of automated vehicles is necessary. Furthermore, the scenarios developed according to the proposed methodology can serve as foundational resources for future safety evaluations of automated vehicles.

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초록/요약

자율주행자동차는 운전자 또는 승객의 조작 없이 스스로 운행 가능한 자동차이다. 자율주행자동차는 주행에 필요한 인지, 판단, 제어를 차량이 스스로 수행함으로써 운전자 과실로 인한 교통사고를 획기적으로 줄일 수 있다. 그러므로 자율주행 기술 개발은 전 세계적으로 박차를 가하고 있고, 시장 규모 역시 높은 성장세를 보인다. 하지만, 실도로 자율주행 수요 증가와 함께 자율주행 관련 교통사고 역시 증가하고 있다. 이로 인한 자율주행 안전성에 대한 이용자의 높은 불안감과 낮은 신뢰도 문제를 해소하기 위해서는 사회적 제도의 마련이 필요하다. 특히, 주행 중 발생할 수 있는 모든 상황에 대한 안전성을 평가 및 인증하기 위해서는 시나리오 기반 평가 프로세스 개발이 필요하다. 따라서, 본 연구는 자율주행자동차의 안전성 평가 및 인증을 위한 시나리오 기반 평가 프로세스를 개발하고자 크게 두 가지 측면에 집중하였다. 우선 시나리오 개발에 대한 전반적인 프레임워크를 제시하고 통일된 결과물을 도출하기 위한 시나리오 포맷과 작성 방법을 정립하였다. 다음으로 시나리오 단계별로 세부적인 개발 절차를 제시하였다. 제시한 시나리오 개발 프레임워크 및 방법론은 실효성을 확인하기 위하여 실도로 데이터를 기반으로 고속도로에 대한 현실적인 교통상황을 묘사하여 시나리오를 개발하였다. 이렇듯 사례 연구를 수행한 뒤 최종적으로 제시한 포맷에 따라 시나리오를 정의하여 나타내었다. 본 연구는 자율주행자동차의 주행 안전성을 평가하기 위한 연구가 필요한 시점에서 시나리오 개발 방법론을 제시하였다. 또한, 제시한 방법론에 따라 개발된 시나리오는 향후 자율주행자동차의 주행 안전성 평가를 위한 근거자료로 활용할 수 있는 점에서 의의가 있다.

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목차

제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 연구의 목적 4
제2절 연구의 범위 및 수행 절차 5
1. 연구의 범위 5
2. 연구의 방법 및 수행 절차 5
제2장 선행연구 고찰 7
제1절 관련 기술 동향 고찰 7
1. 국외 시나리오 기반 평가 프로젝트 7
2. 자율주행 관련 국내‧외 기준 12
제2절 선행연구 고찰 14
제3절 시사점 및 기존 연구와의 차별성 18
제3장 시나리오 포맷 개발 및 프레임워크 제시 21
제1절 시나리오 용어 정의 21
제2절 시나리오 단계 정의 23
제3절 시나리오 포맷 개발 27
1. 상황 시나리오 포맷 28
2. 범위 시나리오 포맷 30
3. 시험 시나리오 및 시험유형 포맷 32
제4절 시나리오 프레임워크 제시 34
제4장 시나리오 개발 방법론 정립 37
제1절 개요 37
제2절 상황 시나리오 개발 방법론 38
제3절 범위 시나리오 개발 방법론 40
제4절 시험 시나리오 및 시험유형 개발 방법론 42
제5장 사례 연구 및 검증 45
제1절 개요 45
제2절 상황 시나리오 개발 사례 연구 및 검증 46
1. 상황 시나리오 데이터 검토 및 전처리 46
2. 데이터 분석 및 상황 개발 49
3. 상황 시나리오 포맷화 63
제3절 범위 시나리오 개발 사례 연구 및 검증 67
1. 범위 시나리오 요소 설정 67
2. 요소별 범위값 설정 및 포맷화 73
3. 개별 상황에 대한 범위 시나리오 개발 86
제4절 시험 시나리오 및 시험유형 개발 사례 연구 및 검증 91
1. 실험값 조합 생성 92
2. 평가지표 설정 97
3. 모델링 수행 및 결과 분석 99
제5절 소결 109
제6장 결론 및 향후 연구과제 111
제1절 결론 111
제2절 향후 연구과제 114
참고문헌 117

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