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하이패스는 종전의 수작업 방식이나 기계화 방식과는 달리 무정차 통행료 수납 방식을 적용해 극심한 영업소 교통대란의 해결책으로 현재 고속도로 이용객 과반수가 하이패스를 이용할 정도로 각광받고 있다.
그러나 하이패스는 단차로 기반 요금징수 시스템으로 요금 징수 지역에서 반복적인 지·정체를 줄일 수는 있지만, 요금 징수 후 합류부의 상충이 그 효과를 반감시키고 있다. 이에 본 연구팀은 기존의 단차로 영업소에서 발생하는 정체를 최소화하고, 온실가스 배출량도 줄일 수 있는 다차로 무정차 스마트 톨링 기술을 연구하고 있다.
△하이패스 단점 보완 시급
명절이나 주말에 고속도로에 나가보면 길이 꽉 막히다가도 요금소만 통과하면 뻥 뚫리고, 반대로 길이 막히지 않다가도 요금소 앞에만 오면 밀리는 것을 누구나 경험해 봤을 것이다.
도로가 주차장으로 변해버리는 광경은 비단 고속도로뿐만 아니라 위성도시에서 대도시로 출퇴근하는 차량이 많은 시 경계선의 톨게이트에서도 자주 볼 수 있는 풍경이다. 바로 이러한 교통체증과 운영관리비 문제를 해결하기 위해 무정차 무인 시스템이 등장했다.
국내에서는 고속도로 영업소 지·정체를 근본적으로 개선하기 위해 무정차 요금징수 시스템인 하이패스를 도입해 운영하고 있지만, 하이패스는 단차로에 제한적으로 운영되고, 차단기 작동 등에 따라 발생하는 정체와 차량·인명 사고 등으로 인해 효율성이 떨어지고 있다. 이와 같은 문제를 개선하기 위해 고속 주행환경을 유지하면서 요금처리가 가능한 다차로 기반의 요금징수 시스템의 필요성이 높아지고 있는 것이다.
현재 미국, 영국, 싱가폴 등에서는 이미 다차로 기반 요금징수 시스템을 사용하고 있다. 이제 국내에서도 다차로 기반의 무정차 영업시스템인 ‘스마트 톨링시스템’을 개발해 하이패스의 단점을 보완하고 효율성을 극대화해야 할 때다.
△다차로에서도 멈춤 없는 스마트 톨링
본 연구팀은 고속주행환경을 유지하면서 통행료 지급을 가능하게 해주는 사용자 중심의 다차로 고속주행 기반 요금처리기술(스마트톨링 시스템)을 개발했다. 스마트톨링 시스템은 세계 최초로 적외선·주파수를 활용한 능동적인 DSRC(Dedicated Short Range Communication·근거리전용통신) 기술을 적용했으며, 스마트 하이웨이의 무정차, 다차로 기반의 고속주행환경에서 차량의 속도를 줄일 필요 없이 자동으로 요금을 내는 시스템이다.
스마트톨링 시스템은 통신시스템, 차종 분류시스템, 위반 촬영시스템, 통합 차로 제어시스템, 통합정산 시스템 등으로 이뤄져 있으며, 현 하이패스 단말기 550만대를 수용할 수 있게 개발됐다.
통신 시스템은 고속주행 차량을 대상으로 통과하는 차량에 탑재된 단말기와 통신을 통해 요금을 징수하고 실시간 24시간 서비스가 가능하도록 설계했다.
차종 분류시스템은 고속주행 환경을 유지하면서 차량의 통행료를 계산하기 위해 차량의 종류를 구분하는 기술로 한 번에 4차로, 차량속도 160㎞/h까지 차종 분류가 가능하도록 개발했다.
통합정산 시스템은 고속주행 환경을 유지하면서 요금수납 처리를 가능하게 해주는 기술로 기존 하이패스 단말기, 스마트 하이웨이 전용단말기 등 다양한 요금지급 수단에 따른 요금수납을 통합적으로 처리하도록 설계했다.
통합차로 제어시스템은 기존의 하이패스단말기, 개발 중인 스마트 하이패스단말기, 그리고 단말기 미장착 차량도 무정차, 다차로 기반에서 요금을 정산할 수 있게 개발했다.
2011년 여주 체험도로에 스마트톨링 시스템을 장착한 3개의 갠트리(Gantry·수평 빔 중간에 넓은 간격을 두고 지지대를 내려 다리 모양으로 만든 구조물)를 설치했으며, 2012년에는 갠트리를 슬림화·경량화해 기존 3개에서 2개로 갠트리를 축소하는 등 성능을 한 단계 더 업그레이드했다.
현재는 한국도로공사 인증센터와 협력해 자체성능평가를 하고 있으며, 가까운 미래에 고속도로에서 스마트톨링 시스템을 직접 경험할 수 있을 것이다.
△차세대 지능형 교통시스템 시장 겨냥
스마트톨링 시스템에 적용하는 비접촉식 차종분류시스템은 단일차로에서도 적용할 수 있으며 유지보수 시 차로 폐쇄가 필요 없어 교통정체 해소에 기여한다. 또한, 지·정체된 차가 줄어들수록 발생하는 이산화탄소 배출량도 감소해 경제사회적 효과를 두루 얻을 수 있다.
스마트톨링 시스템은 속도가 핵심인 고속도로에서의 혼잡을 줄여줄 획기적인 기술이다. 이 기술은 지능형 교통시스템과의 호환성을 더 높은 수준으로 끌어올릴 수 있어 다양한 목적에 활용이 가능해 차세대 지능형 교통시스템(ITS) 시장을 선도할 것이다.
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