An Empirical Driving Model Study on Complex Road Topography

Abstract

2017년 1월 라스베이거스에서 열린 Consumer Electronics Show에서 자율주행차량과 Connected Car가 큰 주목을 받았다. 연료소모량 감소는 자율주행차량의 필요성 중 하나로 자율주행차량 시대에 대비한 연료 효율적인 차량 제어가 필요하다. KOTEMS에 따르면 교통부문 연도별 온실가스 배출량은 2015년 1억tonCO2eq를 넘어섰고, 이 중 도로에서 배출되는 온실 가스는 전체의 95.54%를 차지한다. 이러한 이유로 온실가스 감축을 위한 노력이 필요하다. 연료소모량은 차량의 주행 행태와 도로 지형에 큰 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 자율주행차량 시대에 대비하여 도로의 종단 지형과 횡단 지형을 모두 포함하는 복합도로전형 구간에서의 연료 효율적인 최적주행전략 개발을 목표로 하였다. 오르막-곡선 구간과 내리막-곡선 구간으로 나누어 최적주행전략 모형을 개발하였다. 설계 규칙과 문헌고찰을 통해 도로지형을 생성하였으며, 시나리오를 설정하여 속도프로파일을 생성하였다. Comprehensive Modal Emission Model에 적용하여 연료소모량을 산출한 후 최적주행전략 모형을 개발하였다. 개발한 모형을 베이스라인 연료소모량과 비교한 결과 오르막-곡선 구간은 연료소모량이 7.55% 감축되었으며, 내리막-곡선 구간은 10.98% 감축되었다. 개발한 모형을 실제 도로에 적용하여 검증하였다. 그 결과 오르막-곡선 구간은 연료소모량은 21.24% 감축되었으며, CO2 배출량은 16.12% 감축되었다. 내리막-곡선 구간은 연료소모량은 17.09%, CO2 배출량은 18.57% 감축되었다. 개발한 모형의 적합성 판단을 위해 주행시간의 증가율과 연료소모량의 감소율을 비교하였다. 그 결과 오르막-곡선 구간은 10번의 검증 모두 적합한 주행전략이었으며, 내리막-곡선 구간은 10번의 검증 중 8번의 검증에서 적합한 주행전략이었다고 판단하였다.