주행시험장 기반 자율주행자동차 안전성 평가 모형 개발
Development of a Proving Ground-Based Safety Evaluation Model for Automated Vehicles
- 주제(키워드) 자율주행자동차 , 주행시험장 , SOTIF의 V&V , 안전성 평가 , 실차 검증
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 윤일수
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 D.N.A.플러스융합학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035867
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
자율주행시스템의 복잡성이 증가함에 따라, 이에 대한 안전성 평가의 중요성이 더욱 커지고 있다. 특히, 자율주행 중심의 기술이 자율협력주행으로 발전함에 따라, 차량과 도로 인프라 간의 상호작용 능력이 핵심적인 안전 요소로 부상하고 있다. 이러한 변화에 대응하기 위해 다양한 환경에서 자율주행시스템의 안전성을 평가하기 위한 방안이 제시되어 왔으나, 여전히 자율주행자동차는 실제 도로에서 예기치 못한 위험 상황에 대한 대응 능력이 부족하다. 이로 인한 교통사고가 지속적으로 발생함으로써 사회적 수용성을 저해하는 문제가 존재한다. 이에 본 연구는 자율협력주행이 가능한 자율주행자동차의 안전성을 확보하기 위해 SOTIF의 검증 및 유효성 확인 단계를 주행시험장 내에 체계적으로 적용하는 방법론을 개발하는 것을 목표로 한다. 특히, 사전 검증 기반의 안전성 확보 체계를 마련하고자 하였다. 이를 위해 본 연구는 SOTIF의 검증 및 유효성 확인 단계 개선사항을 도출하여 다음과 같이 세 가지 연구 목표를 중심으로 수행되었다. 첫 째, 검증 및 유효성 확인 단계에서 활용되는 확인 및 미확인 위험 시나리오 선정 방법론을 정립하였다. 둘째, 주행시험장의 다양한 평가환경을 고려하여 자율협력주행의 안전성 평가를 위한 평가항목 및 평가지표를 제안하였다. 셋째, 제안된 두 시나리오와 평가항목 및 평가지표를 연계한 일련의 안전성 평가 절차를 제시하였다. 마지막으로 실차 기반 개선된 검증 및 유효성 확인 단계를 K-City에서 수행함으로써, 개선된 검증 및 유효성 확인 체계의 실효성을 실증적으로 확인하였다. 본 연구는 자율주행시스템의 대응능력이 중요한 이슈로 대두되는 현시점에서, 주행시험장 기반의 안전성 평가 모형을 제시함으로써 예측 불가능한 위험 상황까지 고려한 실증적 평가체계를 확립하였다는 점에서 의의가 있다. 이는 자율주행자동차의 신뢰성과 사회적 수용성을 향상시키는 기반이 될 것으로 기대된다. 주제어: 자율주행자동차, 주행시험장, SOTIF의 V&V, 안전성 평가, 실차 검증
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 연구의 목적 및 목표 3
제2절 연구의 범위 및 수행 절차 4
1. 연구의 범위 4
2. 연구의 방법 및 수행 절차 6
제2장 관련 이론 및 선행연구 고찰 7
제1절 SOTIF의 검증 및 유효성 확인 7
1. 검증 및 유효성 확인의 개발 역사 7
2. SOTIF의 V&V 9
3. V&V의 활용 동향 16
제2절 자율주행자동차 평가 관련 기술 동향 고찰 18
1. 개요 18
2. 자율주행자동차 안전성 평가 시나리오 18
3. 자율주행자동차 안전성 평가항목과 지표 22
제3절 자율주행자동차 평가 관련 연구 25
1. 개요 25
2. SOTIF의 V&V 단계 시나리오 한계점에 관한 연구 25
3. 안전성 평가 시나리오 개발 동향에 관한 연구 26
4. 안전성 평가 기준에 관한 연구 27
5. 안전성 평가 프레임워크에 관한 연구 28
제4절 시사점 및 기존 연구와의 차별성 30
제3장 검증 및 유효성 확인 단계 개선방향 설정 32
제1절 검증 및 유효성 확인 단계 개선을 위한 기본방향 32
제2절 개선항목별 발전 방향 35
1. 미확인 위험 시나리오 선정 방안 정립 35
2. 자율협력주행 주행안전성 평가항목 및 KPI 개발 방법론 41
3. V&V 수행 절차 설계 방안 정립 43
제4장 검증 및 유효성 확인 단계 개선사항 적용 46
제1절 개요 46
제2절 ODD 기반 K-City 평가환경 및 시스템 정의 47
1. 자율주행 실험도시 47
2. ODD 분류체계 기반 K-City 평가환경 제시 48
제3절 확인 및 미확인 위험 시나리오 선정 및 시뮬레이션 구현 56
1. 평가지표 설정 59
2. 확인된 위험 시나리오 구현 61
3. 미확인 위험 시나리오 선정 및 구현 64
4. 확인 및 미확인 위험 시나리오의 TTC와 TTS 비교 69
제4절 평가항목 및 KPI 개발과 K-City 적용 가능성 확인 72
1. 개요 72
2. 자율협력주행 대표 use case 그룹화 및 평가대상 도출 73
3. 국내 ｢도로교통법｣ 기반 평가항목 도출 74
4. 평가항목과 K-City 평가환경 비교를 통한 적용 가능성 확인 84
5. 선택적 및 필수 평가항목 선정과 KPI 도출 87
제5절 시나리오와 KPI 연계 검증 및 유효성 확인 수행 절차 제안 93
제5장 실차 기반 개선된 검증 및 유효성 확인 단계 실효성 검증 96
제1절 개요 96
제2절 검증 및 유효성 확인 수행 절차 기반 안전성 평가 준비 99
1. 대상자동차 기능 및 평가 요구사항 정의 99
2. Use case 기반 평가환경 및 시스템 요구사항 도출 100
3. 확인된 위험 시나리오 및 평가항목 선정 102
제3절 확인 및 미확인 위험 시나리오 기반 실차 주행과 KPI 측정 105
1. 확인된 위험 시나리오 기반 실차 검증 105
2. 미확인 위험 시나리오 기반 실차 검증 116
제4절 소결 129
제6장 결론 및 향후 연구과제 133
제1절 결론 133
제2절 연구의 한계 및 향후 연구 방향 135
참고문헌 136
