1. 서 론

사고기록장치(Event Data Recorder, EDR)는 자동차 사고(충돌 등) 발생 시, 국토교통부령으로 정하는 사고 전·후 일정한 시간 동안 자동차의 운행정보를 저장하고 저장된 정보를 확인할 수 있는 장치 또는 기능을 말한다고 정의하고 있다.

사고기록장치는 일반적으로 자동차의 에어백 제어장치(Airbag Control Unit, ACU)에 내장된 데이터 기록용 장치를 의미하며, 자동차 제작사의 전용 장비를 OBD(On-Board Diagnostics) 단자나 ACU에 전용 케이블을 직접 연결하여 데이터를 추출한다.

우리나라의 자동차관리법 제29조의3에서 자동차제작자등은 국토교통부령으로 정하는 바에 따라 사고기록장치를 장착하고, 2015년 12월 19일부터 그 기록정보를 공개하도록 의무화되었다.⁽¹⁾ 또한, 자동차제작자등에 사고기록추출장비 유통·판매 의무를 부여하여 누구나 사고기록추출장비를 구매하여 사고 기록을 추출할 수 있도록 하였다.

사고기록장치에 기록된 데이터는 충돌 시점 이전과 이후의 데이터로 나뉘는데 기록 시점 이전의 데이터에는 최대 5초 전까지의 자동차 정보가 포함되며, 자동차 속도, 엔진 스로틀밸브 열림량, 가속 페달 변위량, 제동 페달 작동 여부, 좌석안전띠 착용 여부, 자동차안전성제어장치(ESC, Electronic Stability Control) 작동 여부, 조향핸들 각도 등이 있다. 기록 시점 이후의 데이터에는 에어백 전개 시간, 보행자보호시스템 전개 시간 등이 있다.

사고기록장치는 충격이나 화재 등 가혹한 사고 상황에서도 내부 데이터가 손실되지 않도록 견고하게 제작하는 것이 필요하다.

현재 자동차에 장착되고 있는 사고기록장치는 자동차관리법과 ‘자동차 및 자동차부품의 성능 및 기준에 관한 규칙’(이하 ‘안전기준’이라 한다) 등 하위법령으로 규정하고 있으며, 자율주행자동차에 대하여도 동일하게 적용되는 것이 적절한지에 대한 검토가 필요한 시점이다.

또한, 사고기록장치는 충돌 시 승객보호를 위해 법규에서 정하고 있는 고속의 충돌시험 상황에서 운행정보 등 데이터를 기록, 저장, 추출 등을 할 수 있는지와 사고기록장치에 내장된 가속도 센서로부터 측정된 데이터의 정확성을 확인하는 것이 필요해 보인다.

현재 국내 자동차 충돌 관련 시험 법규는 안전기준 시행세칙에서 규정하고 있는 시험과 자동차안전도평가 시험이 있으며, 정면충돌, 부분정면충돌, 측면충돌, 기둥측면충돌 등 다양한 형태의 시험방법으로 자동차의 충돌 안전성을 평가하고 있다.

외국의 경우 미국과 유럽 UN/ECE는 자율주행자동차의 사고기록장치에 대한 장착 일반기준, 기록조건, 기록항목 등을 규정하였으며, 중국은 사고기록장치에 내장된 센서의 정확도 등을 평가하는 규정을 제정하였다.

본 연구에서는 일반 승용차 등에 장착되고 있는 사고기록장치의 장착 기준에 대하여 자율주행자동차에서는 어떠한 기준으로 장착하는 것이 필요한지를 검토하여 사고기록장치의 장착 관련 안전기준 개정안을 제시하고, 또한, 사고기록장치가 충돌 시 승객보호를 위해 법규에서 정하고 있는 고속의 충돌시험 상황에서 운행정보 등 데이터를 기록, 저장, 추출 등을 확인하기 위한 충돌시험 방법과 사고기록장치 센서 데이터 요소의 신뢰성을 평가하기 위한 시험방법 등 자동차 안전기준 시행세칙 개정 방안을 제시하고자 한다.

2. 자동차 사고기록장치 관련 법규 현황

2.1. 외국의 사고기록장치 법규 현황

주행데이터 저장은 자율주행자동차 대상 사고 재건에 필요한 충돌 관련 사고기록 정보, 자율주행시스템의 상태, 운전자 상태 등을 파악하는 매우 중요한 요소 중 하나이다.

사고기록장치는 미국 CFR Part 563 “Event Data Recorders”에서 2006년에 가장 먼저 도입되었으며,⁽²⁾ 유럽의 경우 자율주행 자동차의 규정에 대한 논의가 시작된 2010년대 후반에 일반 자동차는 사고기록장치가 자율적으로 장착되고 있었으나 UN 규정에 포함되어 있지 않았다. 이에 자율주행자동차에 대한 데이터저장은 매우 중요한 사항임을 인식하고, 유럽집행위원회는 2018년 사고기록장치에 관한 신규 UN 기준 제정을 목표로 사고기록장치 전문가기술그룹의 결성을 UNECE WP. 29에 제안하였다.⁽³⁾

2019년 6월 제179차 WP. 29 총회에서 자율주행자동차 레벨3 수준 이상의 안전과 보안을 위하여 자율주행자동차 안전 비전(Safety vision), 핵심 안전사항(Key Safety and principles) 등 WP. 29의 활동 우선순위를 정리한 자율주행자동차 법규 체계 구성 문서(ECE/TRANS/WP.29/2019/34)를 채택하였다. 이에 따라 GRVA(자율주행자동차 전문분과) 산하에 사고기록/자율주행 데이터저장장치 (EDR/DSSAD IWG) 등 4개의 전문가기술그룹(IWG)도 함께 승인되었다.

사고기록장치 전문가기술그룹은 미국 CFR　Part 563 EDR 규정을 토대로 가속도 단위 및 환산계수, 타이어공기압 모니터링장치(TPMS) 등 첨단운전자보조장치(ADAS, Advanced Driver Assistance System) 항목, 저장시간 및 저장주기 등을 검토하여 사고기록장치 신규 UN 기준안을 제출하였으며, 2021년 3월 WP. 29 총회에서 최종안이 채택되었다. 사고기록장치에 관한 신규 UN 기준은 Fig. 1과 같이 00시리즈와 01시리즈로 구성된 2단계 접근방법으로 진행되었으며, 두 시리즈는 주요 구성 내용은 모두 동일하나, 사고기록장치 데이터 항목에 차이가 있으며, 또한 그 기준의 시행 시기를 달리하였다.^(4,5)

Fig. 1

UN-adopted standards for event data recorders

자율주행 기능 등 첨단안전장치 항목을 반영하기 위하여 EDR/DSSAD IWG는 전복 사고 경사 각속도(Roll over Yaw rate), 뒷좌석 안전벨트 경고등, 타이어공기압 모니터링장치(TPMS), 비상자동제동장치(AEBS), 전개형보행자보호장치, 보행자보호(VRU), 차선이탈경고장치(LDWS), 자동명령조향기능(ACSF), 긴급구난체계(eCall) 등 데이터 기록 항목을 대폭적으로 추가 제안하였으며, 이는 UN 기준 01시리즈로 제정되었다.

EDR/DSSAD 전문가기술그룹은 2025년 회의에서 자율주행시스템(ADS)의 성능평가를 지원하기 위한 DSSAD 가이드 문서 초안을 공개하였는데, 이는 ADS의 안전성과 신뢰성을 더욱 효과적으로 평가하기 위한 것으로 주요 데이터 기록 항목과 저장 등 핵심 성능 요소들이 포함되어 있다. 이 초안에는 기록 대상 데이터를 타임-스탬프(Time-stamp) 방식과 타임-시리즈(Time-series)방식으로 구분하여 제시하고 있는데, 모든 내용을 의무 적용하기보다는 핵심 데이터 항목을 선택적으로 반영하는 방식으로 향후 신규 자율주행 시스템 기준 및 세계기술기준(GTR)에 포함될 예정이다.⁽⁶⁾ 본 연구에서는 자율주행시스템 관련 EDR에 대하여만 검토하고자 한다.

중국은 2021년 사고기록장치의 항목 등 기준을 제정하였으며, 사고기록장치에 내장된 가속도 센서 데이터를 적분 계산한 델타-V의 정확도 등을 포함하는 이벤트 데이터 기록 시스템(Vehicle Event Data Recorder System) 규정을 제정하여 2022년부터 시행하고 있다.⁽⁷⁾

2.2. 우리나라의 사고기록장치 법규 현황

자동차관리법 제29조의3은 사고기록장치의 장착 및 정보제공 등에 대해 규정하고 있다. 동법 제1항에서 국토부령으로 정하는 기준에 따른 차종은 승용자동차(초소형승용자동차는 제외한다), 차량총중량 3.85톤 이하의 승합자동차 및 차량총중량 3.85톤 이하의 화물자동차(초소형화물자동차 및 피견인자동차는 제외한다)이며, 국토교통부령으로 정하는 사고기록장치 장착은 안전기준 제56조의2제2항에서 규정하고 있다.⁽⁸⁾

동 안전기준은 또한 자동차관리법 제2조제10호에서 ‘자동차의 충돌 등 국토교통부령으로 정하는 사고’란 다음 세 가지의 어느 하나에 해당하는 상황이 발생한 경우로 정하고 있다.

첫째, 0.15초 이내에 진행방향의 속도 변화 누계가 시속 8킬로미터 이상에 도달하는 경우(측면방향의 속도 변화가 기록되는 자동차의 경우에는 측면방향 속도 변화 누계가 0.15초 이내에 시속 8킬로미터 이상에 도달하는 경우를 포함한다)

둘째, 에어백 또는 좌석안전띠 프리로딩 장치 등 비가역안전장치가 전개되는 경우

셋째, 보행자 또는 자전거운전자 등과 충돌 시 보행자 등의 상해를 완화하기 위하여 차실 외부에 설치된 안전장치(이하 “보행자보호시스템”이라 한다)가 전개되는 경우이다.

자동차관리법 제29조의3제4항은 사고기록장치의 장착기준 등 필요한 사항을 국토교통부령으로 정하도록 하고 있으며, 이에 따라 제56조의2(사고기록장치) 제4항은 [별표 5의25]에서 자동차 사고기록장치의 장착기준을 규정하고 있다. 동 별표의 장착 일반기준으로, 에어백 등 비가역안전장치 또는 보행자보호시스템의 전개 상황과 0.15초 이내에 진행방향의 속도 변화 누계가 시속 25킬로미터를 초과하는 경우(비가역안전장치가 장착되지 않은 차량의 경우에 한정한다)의 상황이 발생하여 기록된 운행정보는 이후 다른 사고의 운행정보가 기록되더라도 덮어씌워지지 않도록 규정하고 있다. 또한, 사고기록장치는 3회 이상의 사고에 관하여 그 운행정보를 기록하고 저장할 수 있도록 하고 있다.⁽⁹⁾

상기 [별표 5의25]에서 사고기록장치 기록 항목에 대하여 진행방향 속도변화 누계 등 55개 항목의 운행정보에 대하여 기록간격·시간, 초당 기록횟수 등 기준에 따라 필수적으로 기록되도록 규정하고 있다. 또한, 이들 55개 항목 외에 추가로 12개 항목의 운행정보를 기록하려는 경우에도 기록간격·시간, 초당 기록횟수 등에서 정하는 기준에 따라 기록하도록 하고 있다.

3. 우리나라의 자율주행자동차 사고기록장치 관련 법규 검토

운행 중인 자율주행자동차는 사고에 대한 기록정보가 확보되어야 하므로 사고기록장치는 충돌 등 사고 전후 일정 시간 동안 자동차의 운행정보를 저장하고 저장된 정보를 확인하려면 임의로 비활성화되지 않는 것이 필요하다. 또한, 사고기록장치 기록정보는 전원이 꺼져도 저장된 정보를 확보할 수 있는 비휘발성 메모리에 기록되어 자동차에 전원이 끊긴 후에도 유지되는 것이 필요하다.

사고기록장치는 제56조의2제4항 [별표 5의25]에서 규정하고 있는 에어백 등 비가역안전장치가 전개되는 경우 등 3가지 경우 외에 자율주행자동차의 사고기록장치 기록 조건으로 비상제동장치의 비상자동제동단계가 작동되는 경우와 전복 시 탑승자를 보호하는 모든 보호 시스템(이하 “전복사고보호시스템”이라 한다)이 활성화될 때 기록하는 것이 필요하다. 여기서, 전복사고는 다중으로 충격을 받는 사고가 발생할 수 있으므로 사고 전후의 운행정보를 사고 발생 시간 순서대로 3회 이상 기록할 수 있도록 하는 것이 필요해 보인다.

또한, 다음의 3가지 상황에서 기록된 운행정보는 이후 다른 사고의 운행정보가 기록되더라도 덮어씌워지지 않아야 한다.

첫째, 에어백 또는 좌석안전띠 프리로딩 장치 등 비가역안전장치가 전개되는 경우

둘째, 보행자 또는 자전거운전자 등과 충돌 시 보행자 등의 상해를 완화하기 위하여 차실 외부에 설치된 안전장치(이하 “보행자보호시스템”이라 한다)가 전개되는 경우

셋째, 비가역안전장치가 장착되지 않은 자동차는 0.15초 이내에 진행방향의 속도 변화 누계가 시속 25킬로미터를 초과하는 경우

제56조의2제4항의 [별표 5의25] 자동차 사고기록장치의 장착기준에서 자율주행자동차 특성을 고려하여 다음과 같이 운행정보를 사고기록으로 추가 또는 변경하는 것이 필요해 보인다.

첫째, 사고기록장치의 기존 운행정보에서 충돌사고에 준하는 속도변화누계 발생, 비가역안전장치 전개, 보행자 보호 시스템 활성화가 발생하는 경우 기록하는 것이 필요하다.

둘째, 기존 기록이벤트(Trigger)에 전복사고 시 비가역안전장치 전개, 임박한 충돌 가능성을 감지하여 비상자동제동장치(AEB, Autonomous Emergency Braking)가 작동하는 경우를 추가로 포함하는 것이 필요하다.

셋째, 기존 사고기록장치의 운행정보에서 자율주행자동차의 좌석 구분을 ‘운전석, 조수석’ 대신 ‘1열 좌측·우측 탑승자’처럼 ‘n 열 좌·우측’ 개념을 적용하는 것이 적절할 것으로 판단하여 비가역안전장치(에어백, 좌석안전띠 프리텐셔너) 작동과 관련하여 운행정보 명칭을 바꾸는 것이 필요하다.

넷째, 자율주행기능 관련 신규 기록항목으로 자율주행자동차의 기반이 되는 시스템으로서 센서나 카메라가 위험 상황을 감지하여 사고의 위험을 운전자에게 경고하고 운전자가 판단하여 대처할 수 있도록 도와주는 첨단운전자보조장치(ADAS, Advanced Driver Assistance System)와 운전자의 지속적인 주행 책임과 제어권을 유지하면서 자동차의 가속, 제동, 조향을 지속적으로 보조하는 첨단 주행 제어 기능을 조합하는 운전자주행보조장치(DCAS, Driver Control Assistance Systems) 관련 기록항목을 추가하는 것이 필요하다. 예를 들어, 자율주행 중에 운전자가 제어권을 이양받아 주행할 때 자율주행 레벨 2단계(Lv. 2) 운전자 보조 기능이 수동 운전 모드를 지원할 수 있으므로 관련 운전자 주행 보조 및 모니터링 기능 관련 기록항목을 추가하는 것이다.

4. 자율주행자동차 사고기록장치 관련 법규 개정 방안

4.1. 자율주행자동차 사고기록장치 관련 시행규칙 개정 방안

자율주행자동차 사고기록장치 관련 법규 개정 방안에 대하여 검토한 바와같이 기존 사고기록장치에서 개정 또는 신설이 필요한 규정 방안을 마련하는 것이 필요하다.

현재 자동차에 적용되고 있는 사고기록장치는 안전기준 제56조의2와 동 기준의 [별표 5의25]에서 규정하고 있다. 자율주행자동차의 사고기록장치의 장착기준에 대해서는 별도의 별표를 신설하여 개정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 이에 따라 안전기준 제56조의2제4항 개정 방안을 Table 1과 같이 제시하였다.

자율주행자동차의 장착 일반기준으로 먼저 운행정보 항목과 해당 항목의 기록간격·시간, 초당기록 횟수 등을 정하는 것이 필요하며, 이 항목들을 표로 작성하여 쉽게 확인할 수 있도록 정하는 것이 바람직하다. 그리고, 제3장에서 검토한 바와 같이 사고기록장치가 임의로 비활성화되지 않도록 하고 기록정보는 비휘발성메모리에 기록하는 것이 필요하다.

상기와 같은 내용을 포함하는 자율주행자동차 사고기록장치 장착기준은 별도의 별표, 즉 [별표 xx]를 신설하여 규정하는 것이 적절할 것으로 판단되어 Table 2와 같이 제시하였다.

신설하는 [별표 xx]의 자율주행자동차 사고기록장치 기록조건은 Table 3과 같다.

신설하는 [별표 xx]의 자율주행자동차 사고기록장치 기록항목은 3장에서 검토한 운행정보 등이 4가지 사항에 대한 기준 마련이 필요하며, 본 논문에서는 자율주행과 관련한 주요 사항인 첨단운전자보조장치(ADAS) 및 운전자주행보조장치(DCAS) 관련 기록항목의 추가 항목에 대한 방안을 Table 4와 같이 제시하였다. 예를 들어, 자율주행 중에 운전자가 제어권을 이양받아 주행할 때 Lv. 2 운전자 보조 기능이 수동 운전 모드를 지원할 수 있으므로 관련 운전자 주행 보조 및 모니터링 기능 관련 기록항목을 추가하는 것이다. 여기서, ADDW(Advanced Driver Distraction Warning)는 자동차 내 카메라 센서로 운전자의 시선과 머리 움직임을 추적해 전방 주시 태만을 경고하는 시스템이며, DDAW(Driver Drowsiness and Attention Warning)는 운전자의 졸음과 부주의를 실시간으로 감지하여 경고해 주는 자동차 안전 시스템이다.

Table 4.

Proposed establishment of standards for data recording items of event data recorders in autonomous vehicle

개정안(신설)

[별표 xx] 자율주행자동차 사고기록장치 장착기준(제56조의2 관련)

3. 자율주행자동차 사고기록장치 기록항목 가. 다음의 운행정보는 사고기록장치를 통해 해당란에서 정하는 기준에 따라 필수적으로 기록되어야 한다.

4.2. 자율주행자동차 사고기록장치 관련 시행세칙 개정 방안

사고기록장치가 충격을 받는 충돌 상황에서 운행정보 등 데이터를 기록, 저장, 추출 등을 할 수 있는지를 확인하는 법규 개정 방안을 마련하고자 하며, 현행 ‘자동차 및 자동차부품의 성능과 기준 시행세칙’(이하 ‘안전기준 시행세칙’이라 한다)에서 규정하고 있는 충돌 시 승객보호시험에서 이를 확인하는 것이 효율적이라고 판단된다. 또한, 이 시험을 통해 사고기록장치에 내장된 가속도 센서로부터 측정된 데이터의 정확성을 확인하는 시험 방안을 제시하고자 한다.

안전기준 시행세칙 [별표 1]의 ‘1. 충돌 시 승객보호시험’에서 1.9 조항인 충돌 시험방법에는 다음 4가지의 충돌시험을 규정하고 있다.⁽¹⁰⁾

상기와 같이 정면충돌 및 측면충돌에 대한 4가지의 시험방법을 규정하고 있으며, 사고기록장치 데이터의 신뢰성을 확인하기 위한 충돌시험 관련 개정 시행세칙은 4가지 방법의 충돌시험이 있지만 동일한 내용으로 시험방법을 마련할 수 있다. 본 논문에서는 대표 개정 사례로서, 총중량 3.5톤 이하 승용자동차 및 총중량 2.5톤 이하 화물자동차의 변형구조물 부분정면충돌 시험방법에서 운행정보 등 데이터를 기록, 저장, 추출 등에 대한 신뢰성 확보 방안을 Table 5와 같이 제시하였다.

또한, 이 변형구조물 부분정면충돌 시험방법에서 사고기록장치의 가속도 센서로부터 측정되는 데이터의 정확성을 확인하는 방안으로, 자동차에 설치된 사고기록장치에서 측정되는 가속도 데이터와 비교하기 위한 자동차 가속도계의 설치 위치 등 시험방법에 대한 개정안은 Table 6과 같다.

자율주행자동차 사고기록장치 기록항목에서 진행방향 속도변화값의 최소 기록범위를 –100 km/h부터 100 km/h까지로 하고, 그 정확도를 ± 10%로 하는 규정(안)을 자율주행기술개발혁신사업으로 수행된 연구에서 제안된 바 있다. 이를 바탕으로 충돌 시 승객보호시험에서 사고기록장치에 내장된 가속도 데이터로부터 델타-V를 구하고, 이를 통해 그 정확도를 확인하는 방법 등에 대한 개정안을 Table 7과 같이 제시하였다.

Table 7.

Proposed amendment to occupant crash protection tests of event data recorders of data in autonomous vehicle

안전기준 시행세칙 [별표 1] 1. 충돌 시 승객보호시험

개정안(신설)

1.12.8 종·횡 방향 가속도 데이터 요소의 정확도 측정 방법 1.12.8.1 자동차 가속도계는 최소 ±500 g로 시험 데이터가 측정 범위를 초과하지 않아야 하며, 10 kHz 샘플링 주파수를 갖는 데이터 계측 시스템을 사용하여 데이터를 획득한 후 150 Hz 2차 필터(Butterworth low-pass filter)를 사용하여 데이터를 획득하여야 한다. 1.12.8.2 획득한 가속도 또는 델타-V 데이터는 델타-V 곡선 적합성 요구사항을 충족해야 하며, 델타-V 데이터에서 클리핑이 발생해서는 안 된다. 1.12.8.3 델타-V 곡선의 적합성은 다음 단계에 따라 판정한다. 1.12.8.3.1 측정한 종방향(또는 횡방향) 가속도 데이터에 대해 적분 계산을 수행하여 종방향(또는 횡방향) 델타-V를 구한다. 1.12.8.3.1.2 종방향(또는 횡방향) 델타-V를 기준 신호로 사용하여 상한 및 하한 관리 한계를 결정한다. 상한 관리 한계는 종방향(또는 횡방향) 델타-V에 10 km/h를 더한 값이고, 하한 관리 한계는 종방향(또는 횡방향) 델타-V에서 10 km/h를 뺀 값이다. 1.12.8.3.3 사고기록장치 가속도 센서를 통해 적분 계산된 종방향(또는 횡방향) 델타-V와 자동차 가속도 기준 종방향(또는 횡방향) 델타-V는 다음과 같이 중첩된다. 1.12.8.3.3.1 비가역적 구속 장치가 전개되는 순간을 정렬 점으로 사용한다. 즉, 측정의 시작 순간(예: 전류 캘리퍼 기기가 비가역적 구속 장치의 전개를 감지하는 순간)을 사고기록장치에 기록된 비가역적 구속 장치 전개 순간과 정렬한다. 1.12.8.3.3.2 연속으로 작동하는 탑승자 보호 제어 알고리즘이 있는 자동차의 사고기록장치의 경우, T0를 정렬 점으로 사용할 수 있다. 1.12.8.3.4 사고기록장치 종방향(또는 횡방향) 델타-V는 종방향(또는 횡방향) 델타-V의 상·하한 제어 한계 범위 내에 있어야 한다.

5. 결 론

자율주행자동차에 장착되는 사고기록장치에 대한 안전기준과 이와 관련한 안전기준 시행세칙 개정의 필요성 등을 검토하여 자율주행자동차의 특성을 고려한 사고기록장치의 장착 일반 기준, 기록 조건 및 기록 항목에 대한 안전기준 개정안을 제시하였으며, 사고기록장치에 내장된 센서의 신뢰성 확인을 위한 시험방법, 데이터 요소의 정확도 측정 방법 등 자동차 안전기준 시행세칙 개정 방안을 제시하였다.