1. 서론: 군집주행이란 무엇인가?
군집주행(Platooning)은 여러 대의 차량이 일정한 간격을 유지하며, 마치 열차처럼 하나의 그룹으로 움직이는 주행 방식입니다. 이 기술은 차량 간 **V2V(Vehicle-to-Vehicle) 통신**을 기반으로 실시간 정보를 공유하며, 선두 차량의 가속·감속·조향 정보에 따라 후속 차량들이 자동으로 반응합니다.
특히 **대형 트럭과 상용차량**에서 연비 절감, 도로 혼잡 완화, 안전성 향상 등의 장점이 부각되며, 자율주행 시대를 앞둔 현재 군집주행은 핵심 기술로 주목받고 있습니다.
2. 군집주행의 구성 요소 및 통신 구조
군집주행 시스템은 다음과 같은 주요 구성 요소로 구성됩니다:
- 선도 차량 (Lead Vehicle): 전체 군집을 주도하며, 속도와 경로 설정
- 추종 차량 (Following Vehicles): 실시간 통신을 통해 선도 차량의 움직임을 모방
- V2V 통신 모듈: 차량 간 실시간 데이터 공유 (속도, 브레이크, 위치 등)
- 센서 시스템: 레이더, 카메라, LiDAR 등을 통한 주변 감지
- 제어 알고리즘: 선도 차량을 기반으로 후속 차량 주행 제어
V2V 통신은 DSRC 또는 C-V2X를 통해 구현되며, 수 밀리초(ms) 수준의 지연 시간을 가진 통신 환경이 요구됩니다. 이는 **신속한 제동 및 가속 반응**을 가능하게 합니다.
3. 군집주행의 작동 원리
군집주행은 다음과 같은 과정으로 이루어집니다:
- 차량 연결: 여러 대의 차량이 군집을 형성하고 선도 차량을 지정
- V2V 동기화: 모든 차량이 위치, 속도, 가속도 데이터를 실시간으로 교환
- 자동 제어: 추종 차량은 선도 차량의 데이터를 기반으로 자율적으로 가속·감속·조향 수행
- 군집 유지: 일정 거리와 속도를 유지하며 이동
- 이탈 및 재진입: 차량이 개별적으로 군집을 빠져나가거나 다시 진입할 수 있음
이 과정은 완전 자동으로 제어되며, 일반 운전자가 조작하지 않아도 됩니다.
4. 군집주행의 장점
- 연료 절감: 후속 차량은 공기 저항 감소로 평균 5~10% 연비 향상
- 도로 혼잡 감소: 차량 간 간격이 최소화되어 교통 밀도 향상
- 사고 예방: 즉각적인 반응으로 추돌 사고 가능성 감소
- 운전자 피로 감소: 자동화 주행으로 운전 부담 완화
- 물류 효율화: 트럭 군집을 통한 배송 시간 단축 및 일관성 향상
특히 물류 산업에서는 군집주행이 **운영 비용 절감과 친환경 운송 실현**에 기여하는 기술로 주목받고 있습니다.
5. 실제 적용 사례
- Volvo Trucks & Peloton Technology: 북미 고속도로에서 트럭 군집주행 실증 진행
- Daimler: 독일 아우토반에서 자사 트럭을 이용한 V2V 기반 군집 테스트
- 현대자동차: 상용차 군집주행 테스트베드 구축 및 국토부 연계 시범 운영
- EU ENSEMBLE 프로젝트: 유럽 주요 트럭 제조사가 공동으로 군집주행 표준화 진행
대부분의 사례는 고속도로에서 이루어지고 있으며, 도심 지역이나 복잡한 교차로에서는 아직 기술적인 제약이 있습니다.
6. 기술 요소 심화: CACC vs ACC
군집주행에서 사용되는 제어 방식은 일반적인 ACC(Adaptive Cruise Control)가 아닌 CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control) 기술입니다.
ACC:
차량 앞뒤 간격을 유지하며 센서 기반으로 속도 제어
CACC:
V2V 통신 기반으로 전방 차량의 실제 제어 데이터를 수신해 반응
- 반응 시간: CACC는 수 밀리초로 ACC보다 월등히 빠름
- 간격 유지: CACC는 10~15m까지 단축 가능, ACC는 약 30m 이상 필요
- 효율성: CACC는 더 많은 차량 수용 가능
7. 한계와 과제
군집주행은 아직 완전히 상용화되지 않았으며, 다음과 같은 문제를 해결해야 합니다:
- 통신 지연 및 끊김: 고속 환경에서도 안정적인 V2V 통신 유지 필요
- 차량 간 상호 운용성: 제조사 간 표준 미통일 문제
- 도로 인프라 부족: 전용차로, 스마트 인프라 구축 필요
- 법제도 미비: 군집주행 중 안전책임, 사고 시 책임 소재 불분명
또한 군집을 탈퇴하거나 진입하는 차량의 **동적 전환 제어**도 큰 기술적 도전 과제입니다.
8. 향후 전망
군집주행은 자율주행 기술의 일부로 통합되어, 향후 다음과 같이 발전할 것으로 예상됩니다:
- 5G/6G 기반 초저지연 V2V 통신 활용
- AI 기반 최적 군집 구성 알고리즘
- 전기트럭 + 군집주행 결합으로 에너지 효율 극대화
- 스마트 물류 플랫폼과의 통합
특히 물류 중심의 스마트 하이웨이, 고속도로 전용 군집 주행차로 등이 현실화될 경우, 군집주행의 경제성과 기술 효용성은 더욱 강화될 것입니다.
결론
군집주행 기술은 커넥티드카, 자율주행, 스마트 물류가 융합된 형태의 **차세대 교통 솔루션**입니다. V2V 통신 기반의 실시간 정보 교환을 통해 안전하고 효율적인 군집 주행이 가능해지며, 이로 인한 사회적·경제적 효과도 기대할 수 있습니다.
현재는 상용화 초기 단계이지만, 향후 통신 인프라와 법제도의 발전에 따라 군집주행은 미래 도로의 표준이 될 가능성이 큽니다.