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[교통] 일본 로컬 5G 실증사례 (9): 로컬 5G를 활용한 원격형 자율운행버스의 공도 실증
Public road demonstration of remote monitoring type autonomous bus using local 5G
August 16, 2022 | By 손장우 (son@netmanias.com)
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중앙마에바시역 (공도 실증지)

 

 

관제센터에서 자율주행버스를 원격감시, 조작, 조정 수행

 

 [분야: 교통]  로컬 5G를 활용한 원격형 자율운행버스의 공도 실증
 주관사: TOPIC (사단법인)  수요기관: 마에바시시  실증기간: 2021.12-2022.03
 로컬 5G 주파수: 4.8-4.9GHz  5G망 구성: SA  이용환경: 옥외
 로컬 5G망 구조: 5G Control Plane 공유형(사업장내 UPF, 5G RAN)  5G Radio: eMBB
 주요 참여사와 역할
 - TOPIC(ICT 지역개발 공통 플랫폼 추진 기구): 전체 과제 총괄
 - NEC: 로컬 5G 망 구축, 기술 검증
 - 일본 모빌리티: Use Case 실증
 - 마에바시시: 공도 실증 필드 제공 

 

배경 및 도입효과 


버스 운전자 부족, 인구 감소로 인한 버스 수입 감소로 현재의 버스 노선을 유지하기가 어려울 것으로 예상되는 변두리지역에 원격 자율운행 기술을 도입하여 운행 비용의 감소, 운전자 부족의 보완, 지역주민의 이동수단 확보를 목표로 한다. 

 

로컬 5G 응용/Use Case 

 

 


원격형 자율운행에서는 무인자율운행버스를 원격 감시할 뿐만 아니라 필요에 따라 관제관이 원격으로 조작(정지, 발진, 차문 개폐, 전조등 점멸 등)하거나 조정(핸들, 가속, 브레이크)한다. 즉, 일반적으로는 버스 스스로 자율운행을 하지만 이상 상황 발생시 감시자가 원격으로 운행에 개입하는 것이 원격형 자율운행의 특징이다. 

 

관제센터에서 차량에 탑재된 카메라(버스 주변 영상: 자율주행버스에서 외부를 보는 영상)와 도로변 전주에 설치한 카메라(사각지대 영상 포함: 자율주행버스 외부에서 버스를 보는 영상)로부터 영상을 로컬 5G망을 통해 수신하여, 관제관이 이를 실시간으로 보면서 복수대의 자율주행버스를 원격 감시, 조작, 조정한다. 관제관 1명이 복수대의 차량을 담당한다.

 

자율주행버스의 FHD 카메라 영상(버스 2대, 버스 탑재 FHD 카메라 4대, FHD 카메라 1대 5Mbps, 2대 버스 합계 총40Mbps)과 전주에 설치된 FHD 카메라 영상(전주 2개, 전주당 HFD 카메라 1대, FHD 카메라 1대 5Mbps, 2개 전주 합계 총 10Mbps)이 로컬 5G망을 통해 관제센터의 AI 에지 서버로 전달되고, 관제관이 집중하도록 보행자/ 장애물을 강조 표시한 후 관제센터로 스트리밍된다.

 

무선구간의 품질저하나 인터넷 구간에서 전송품질에 문제가 생긴 경우 카메라 영상의 데이터율을 실시간으로 조절하여 낮은 Rate으로 전달하여 화면이 끊기지 않게 했다. 관제센터에서 관제관이 화면을 감시하며 필요에 따라 자율주행버스의 컨트롤 PC로 제어명령(조작, 조정)을 전달한다.


로컬 5G 망구조

 

도입 및 운영 비용을 절감하기 위해 5GC Control Plane을 사업장에 두지 않고 AWS 클라우드에 호스팅함. 5GC CP은 NEC S/W임. 도로 근처 서버실에 UPF, CU/DU를 설치하고 버스와 전주에 5G UE와 4K카메라를 설치한다. 사업장 서버실(UPF)과 클라우드 5GC CP간, 사업장간은 인터넷상의 VPN 회선으로 연결된다.
도로1은 카메라 영상 트래픽이 서버실에서 바로 관제센터로 전달되나, 도로 2의 경우는 인터넷(VPN)을 경유하여 관제 센터로 전달된다.  

 

 구분  설명
 사업장 외부  AWS 퍼블릭 클라우드에 5G Core Control Plane을 공유
 사업장 외부 연결  사업장 – AWS 퍼블릭 클라우드: 인터넷(VPN)
 사업장간  관제센터 – 사업장 2: 인터넷(VPN)
 사업장내  사업장 1, 2 공히: UPF 1식, CU/DU 1식, RU 1식, 5G UE 2식
 디바이스  사업장 1, 2 공히: 자율주행버스 2대 (각 버스당 5G UE 1식, 카메라 4식 탑재)

 

Use Case/응용별 요구 사항과 로컬 5G망의 수용/지원능력

 

  상향 하향
 응용 레벨의 요구사항/목표치

 버스내 카메라 영상이 관제센터의

 관제화면에 디스플레이될 때까지

 소요시간 2초
 

 관제관이 내린 지정에

 버스가 반응할 때까지

 소요시간(원격조작 응답시간) 200ms
 

 실증 사업장에서 실측치  평균 151ms로 요구사항 만족  평균 31ms*로 요구사항 만족
 

* 관제센터의 관제원이 발진버튼을 누르고 도로상의 버스가 발진할 때까지 시간을 측정함: 터치패널 버튼 클릭후 제어명령/발진 패킷 송신처리시간(평균 5ms) + 로컬 5G 통신시간(평균 26ms)+자율운행시스템(버스내)에서 제어명령/발진 수행 시간(<1ms) 

 

로컬 5G 장비: NEC, Foxconn 

 

 

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