2.2 운전 자동화 등급 분류의 기본 원칙
SAE J3016 표준의 등급 분류 체계는 자율주행 기술의 수준을 명확히 구분하기 위해 일련의 기본 원칙에 기반한다. 본 절에서는 등급 분류를 결정하는 핵심 기준과 원칙을 체계적으로 분석한다.
1. 분류의 핵심 축: DDT 수행 역할의 분배
SAE J3016 등급 분류의 가장 근본적인 원칙은 동적 운전 과업(Dynamic Driving Task, DDT)의 수행 역할이 인간 운전자와 운전 자동화 시스템 사이에 어떻게 분배되는가에 기반한다는 것이다(SAE International, 2021). DDT는 세 가지 하위 과업으로 구성된다.
- 횡방향 차량 운동 제어(Lateral Vehicle Motion Control): 조향을 통한 차량의 좌우 방향 제어이다.
- 종방향 차량 운동 제어(Longitudinal Vehicle Motion Control): 가속 및 제동을 통한 차량의 전후 방향 제어이다.
- 주행 환경 감시 및 대응(Object and Event Detection and Response, OEDR): 주행 환경 내의 객체, 사건, 도로 조건 등을 감지하고 적절히 대응하는 기능이다.
각 등급은 이 세 가지 하위 과업 중 시스템이 수행하는 범위에 따라 결정된다.
2. 분류 원칙 1: DDT 하위 과업의 수행 범위
등급 분류의 첫 번째 원칙은 시스템이 DDT의 어떤 하위 과업을 수행하는가이다.
| 등급 | 횡방향 제어 | 종방향 제어 | OEDR |
|---|---|---|---|
| Level 0 | 인간 | 인간 | 인간 |
| Level 1 | 시스템 또는 인간 | 시스템 또는 인간 | 인간 |
| Level 2 | 시스템 | 시스템 | 인간 |
| Level 3 | 시스템 | 시스템 | 시스템 |
| Level 4 | 시스템 | 시스템 | 시스템 |
| Level 5 | 시스템 | 시스템 | 시스템 |
Level 1에서 시스템은 횡방향 또는 종방향 제어 중 하나만을 수행하며, 나머지는 인간이 수행한다. Level 2에서는 시스템이 횡방향과 종방향 제어를 동시에 수행하나, OEDR은 여전히 인간의 책임이다. Level 3 이상에서는 시스템이 DDT의 전체(횡방향 제어, 종방향 제어, OEDR)를 수행한다.
3. 분류 원칙 2: DDT 대체 수행(Fallback)의 주체
등급 분류의 두 번째 원칙은 시스템이 DDT를 더 이상 수행할 수 없는 상황에서 DDT 대체 수행(DDT Fallback)의 주체가 누구인가이다.
DDT Fallback이란 시스템이 ODD의 경계에 도달하거나 시스템 고장 등으로 인해 DDT를 지속할 수 없을 때, 최소 위험 상태(Minimal Risk Condition, MRC)에 도달하기 위해 수행하는 대응 행동을 의미한다.
- Level 0~2: 인간 운전자가 항시 OEDR을 수행하므로, 시스템의 한계 상황에서 인간이 즉시 개입하여 DDT를 인수한다. 별도의 DDT Fallback 절차가 요구되지 않는다.
- Level 3: 시스템이 DDT의 전체를 수행하나, 시스템이 DDT를 지속할 수 없는 상황에서는 인간 운전자에게 제어권 전환을 요청(Transition Demand)한다. 인간 운전자는 적절한 시간 내에 DDT를 인수하여야 한다.
- Level 4: 시스템이 DDT의 전체를 수행하며, DDT Fallback도 시스템 자체가 수행한다. 시스템이 자력으로 MRC에 도달하여야 하며, 인간의 개입은 요구되지 않는다.
- Level 5: Level 4와 동일하게 시스템이 DDT 및 DDT Fallback을 수행하며, ODD의 제한 없이 모든 운용 조건에서 이를 수행한다.
4. 분류 원칙 3: 운용 설계 영역(ODD)의 범위
등급 분류의 세 번째 원칙은 시스템이 DDT를 수행할 수 있는 운용 설계 영역(ODD)의 범위이다.
- Level 1~4: ODD가 제한적이다. 시스템의 설계 및 검증은 특정 ODD 내에서만 유효하며, ODD 외부에서의 운용은 보장되지 않는다. 예를 들어, Level 4 로보택시는 특정 도시의 지오펜스 구역이라는 제한된 ODD를 가진다.
- Level 5: ODD의 제한이 없다. 인간 운전자가 주행할 수 있는 모든 도로 조건과 환경에서 시스템이 DDT를 수행할 수 있다. 이는 현재 기술 수준에서 달성되지 않은 목표이다.
5. 분류 원칙 4: 인간 역할의 구분
SAE J3016 표준은 인간의 역할을 다음과 같이 명확히 구분한다.
운전자(Driver): DDT의 일부 또는 전부를 실시간으로 수행하는 사용자이다. Level 0~2에서 인간 운전자는 항시 OEDR을 수행하며, 시스템 사용 여부와 관계없이 주행의 주체이다.
DDT 대체 준비 사용자(DDT Fallback-Ready User): Level 3에서 시스템의 제어권 전환 요청에 응답하여 DDT를 인수할 준비가 되어 있는 사용자이다. OEDR을 수행할 필요는 없으나, 시스템의 전환 요청에 적절한 시간 내에 응답할 수 있어야 한다.
탑승자(Passenger): Level 4(특정 ODD 내) 및 Level 5에서 DDT나 DDT Fallback에 대한 어떠한 역할도 수행하지 않는 사용자이다.
이러한 역할 구분은 각 등급에서의 법적 책임 소재, 사용자 인터페이스 설계, 운전자 모니터링 시스템의 요구 수준 등을 결정하는 데 핵심적인 기준이 된다.
6. 분류 체계의 주요 경계
SAE J3016 등급 체계에서 가장 중요한 두 가지 경계는 다음과 같다.
Level 2와 Level 3 사이의 경계: OEDR의 수행 주체가 인간에서 시스템으로 전환되는 경계이다. Level 2까지는 인간이 주행 환경을 감시하여야 하며, Level 3부터는 시스템이 이를 수행한다. 이 경계는 주행 중 인간의 주의 의무(Duty of Attention)를 결정하며, 법적 책임 프레임워크에 직접적인 영향을 미친다.
Level 3과 Level 4 사이의 경계: DDT Fallback의 수행 주체가 인간에서 시스템으로 전환되는 경계이다. Level 3에서는 시스템의 한계 상황에서 인간이 개입하여야 하지만, Level 4에서는 시스템이 자력으로 안전한 상태에 도달하여야 한다. 이 경계는 시스템의 자율성 수준과 안전 설계 요구 사항을 결정한다.
7. 참고 문헌
- SAE International. (2021). Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles (J3016_202104).
- Gasser, T. M., & Westhoff, D. (2012). BASt-study: Definitions of automation and legal issues in Germany. Proceedings of the 2012 Road Vehicle Automation Workshop.
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