교통물류 5대 분야 개념 Ⅰ

Smart Mobility R&D 방향 Ⅱ

교통물류 5대 Mobility 개념

1.2 교통물류 R&D 현황 및 문제점

1.1 교통물류 R&D 기술 개요

I

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1.3 교통물류 R&D 비전 및 추진전략

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교통물류 기술의 특징

정의 및 필요성

교통물류기술은 사람과 재화를 경제적, 안정적이며 친환경적으로 원하는 목적지로

수송하기 위해 기존 교통공학기술에 관련 과학기술을 융합하여 최적 시스템을 개발 하고 이를 공급하는 기술

교통물류기술 개발은 국가 발전과 고급 일자리 창출의 핵심

특징 : 미래 통섭 기반 시스템기술

각종 첨단기술(자동차, 정보통신, 도로, 도시, 우주항공, 로봇)의 융합

인문사회학과 공학의 융합

정책과 기술의 융합

“기술만으로 애플의 DNA를 만족시킬 수 없다. 기술은 인문학과 결합돼야 하고 사람의 마음에서 우러나오는 휴머니티를 반영해야 한다”– 스티브 잡스

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국가 R&D의 교통물류연구사업

사업 목적

선진국대비 높은 교통•물류비용 절감 및 안전하고 효율적인 교통 • 물류 환경 구축을 위한 도로․교통•물류 기술 개발

지속가능하고 안전한 국가 도로교통•물류시스템 구축 기반기술 구현

사업 현황

구분 현황

사업기간 2007 ~ 계속

총 사업비 계속사업(2011년까지 기 투자액 3,289억원)

사업규모 사업규모 2013년 56,627백만원(사업단 1개, 연구단 2개, 일반과제 13개)

지원조건 출연(기업참여시 Matching)

사업시행주체 국토교통부(주관) / 국토교통과학기술진흥원(전문기관)

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교통물류R&D 추진배경

추진경과

2001.12 : 과학기술기본계획('02~'06)에 신규사업으로 반영

2003. 4 : 국가교통핵심기술개발사업 기본계획('03~'07) 수립

2003. 6 : 「국가교통핵심기술개발사업」 착수

2006. 5 : 「건설교통R&D 혁신로드맵」 수립으로 2007년부터

「교통체계효율화사업」 으로 사업명을 변경하여 추진

2007.12. : 「제1차 건설교통R&D중장기 계획('08∼'12)」 수립

2012. 4. : 「제2차 건설교통R&D중장기 계획('13∼'17)」 수립

2013. 1. : 「교통물류연구사업」 으로 사업명 변경

OECD 하위권 수준인 교통혼잡비, 물류비, 교통사고비 등의 획기적인 저감을 통한 교통물류 선진국 진입을 위한 기술개발 필요

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교통물류R&D 지원 근거 및 정책

국가통합교통체계효율화법 제98조 및 동법시행령 제87조에 근거하여 교통운영․환경․수단, 물류시설․장비 등 기술개발 추진

「녹색성장 추진계획」(2010)에서 편리한 대중교통 및 자전거 이용을 위한 인프라 개선, 효율적 연계수송체계 구축 등 추진

「지속가능 국가교통물류발전계획」(2011)에서 저탄소 녹색물류체계구축, 친환경 교통물류 기술개발 등 추진

「제7차 국가교통안전기본계획」(2012)에서 안전한 교통인프라 구축, 스마트 교통수단 운행, 안전관리 시스템 강화 등 추진

사업 개편 내역

연 도 2002 ~ 2006 2007 ~ 2012 2013 ~

사업명 국가교통핵심기술개발사업 교통체계효율화사업 교통물류연구사업

주요내용

교통운영효율화, 대중교통활성화, 교통안전향상, 환경친화적교통, 동북아 물류기술 5개 분야 기술개발 추진

지능형교통체계, 미래형교통시스템, 물류시스템 등 3개 분야 기술개발 추진

도로재료 및 시공분야를 포함시켜 자동차-교통운영-도로시설-물류체계를 융합하는 ‘교통물류연구’체계로 개편하여 추진

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교통물류 기술의 특징

“교통물류는 국가발전의 중요한 밑거름”

과거 국가재건 및 고도경제성장 시대는 SOC 공급 위주의 하드웨어 측면이 강조됨

현재 급변하는 미래사회에 효율적으로 대응할 수 있는 새로운 교통 기능이 요구됨

성공적인 미래교통시스템의 구현을 위하여 세계적인 기반기술 확보와 선제적인 연구개발 및 정책적

지원이 필요한 시점임

교통물류기술 분야의 국제협력 강화와 기술 공유, 전문가 교육 등도 필요함

국가 R&D 과제를 보다 실효성 있게 추진하기 위한 관련 법·제도의 수정·보완, 안정적 재원 조달, 책임 있는

행정체계 구축 등도 요구됨

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기추진 R&D의 문제점

장기적인 국가 교통물류 비전과 목표, 획득전략 없는 단기 실용화 비중

우주항공 및 해양 분야 등과 같은 2030년 장기목표 필요

정량화된 기술목표 기반 시스템 통합형 대형프로젝트(Mega Project)와 이를

뒷받침하는 핵심기술의 연계 Roadmap 부재

2013-2017 중장기계획에 선정된 63개 중점과제는 2008-2012와 유사한 3-5년 단기

목표 실용화 대상 단발성 과제 성격

타 부처에서 진행중인 첨단기술분야와의 융합 기반 부재

자동차, 정보통신 등 관련 분야와 시스템통합 개발 및 구현 사례 미흡

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교통물류 패러다임 전환

국민체감 목적중심

수요자 중심

ICT 기술 융복합을 통한 과제발굴

민간 R&D 수요 포용

중소기업 민간 참여 확대

기술개발 중심

공급자 중심

요소기술 중심

공공수요 대응

연구기관 편중

기술공급자, 요소기술 중심에서 벗어나, 국민 체감, 목적중심, ICT기술 융·복합 등 패러다임 전환 필요

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교통물류R&D 기본방향

'11년 도로교통 사망자 5,229명

사고피해비용 약 12조원

자동차 1만대당 사망자 2.64명

교통혼잡비

27조7천억('09) → 28조5천억('10)

온실가스 배출량(교통부문) 8,256만톤CO2eq

도로교통 7,794 만톤CO2eq

교통약자

'11년 12,418천명(24.5%) → '16년 약 13,120천명(25.7%)

물류비의 73.2%는 수송비, 보관비는 22.4%로, 유류비 증가에 따른 물류비 증가 지속

안전하고 쾌적한 교통환경 구현을 위한

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교통물류 비전 및 목표

모두가 누리는 안전하고 쾌적한 교통환경

비 전

단기 전략 ∙ 교통사망자 20% 감소 지원 ∙ 교통혼잡비용 15% 감소 ∙ 온실가스 BAU 대비 15% 감축 ∙ 공공교통수단 편의성 승용차 대비 60% 수준 확보 ∙ GDP 대비 물류비 10.5%이내

중장기전략 ∙ 교통사망자 50% 감소 지원 ∙ 교통혼잡비용 30% 감소 ∙ 온실가스 BAU 대비 34. 3% 감축 ∙ 공공교통수단 편의성 승용차 대비 80% 수준 확보

∙ GDP 대비 물류비 10%이내

•차량 및 운전자 피해 최소화

•도로인프라 안전 성능 향상

•교통사고예방 및 대응 체계 선진화

Safe Mobility

추진전략

목 표

•도시부 상습 지정체 해소 •간선도로 용량증대 및 통행속도 향상

Smart Mobility

•친환경 교통수단 확대

•쾌적한 도로환경 구현

•능동적 오염물질 감축 및 관리

Eco Mobility

•교통약자 Barrier Free 보장

•공공교통 이용편의 증진

Welfare Mobility

•수송시스템 혁신 및 물류 비용 절감

•물류시설 및 장비 성능 향상

•물류 작업환경 개선

Logi Mobility

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교통물류R&D 추진전략

국민공감형, 생활밀착형 및 목적지향형의 정책비전 방향 수정

Safe, Smart, Eco, Welfare, Logi Mobility

핵심기술과 연계된 국가 교통물류 정책 목표 수립

교통사고 사망자 5000명 살리는 교통안전 정책

IT 기반 도로용량 2배 확대하는 첨단교통 정책

도로교통 온실가스 ½ 줄이는 청정교통 정책

소득 4만불 선진국형 대중교통 기반 복지교통 정책

국가물류비용 ½ 줄이는 물류교통 정책

교통물류 분야 강소형 R&D 추진 체계

기술+정책 융합 기능

도로+자동차+대중교통+통신+도시 융합 기능

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교통물류R&D 추진전략

도로 대중교통 자동차 정보통신 도시

Safe Mobility

Smart Mobility

Eco Mobility

Welfare Mobility

Logi Mobility

2030 목표지향형 대형개발과제 Mega Project로 전환 기술개발 5대 목표를 궁극적으로 달성하는 장기적 추진체계 기반

교통물류 R&D 사업에 철도 및 항공 R&D 사업의 관련 기술부분 융합(관련 연구기관 간 융합)

교통사고 사망자 5000명 살리는 Mega Project

IT 기반 도로용량 2배 확대하는 Mega Project

도로교통 온실가스 ½ 줄이는 Mega Project

소득 4만불 선진국형 복지교통 구현 Mega project

국가물류비용 ½ 줄이는 Mega project

II 첨단교통(Smart Mobility) R&D 방향

2.2 첨단교통 비전 및 목표

2.1 첨단교통 기술 특성

2.3 Smart Mobility R&D 추진

기존 도로 효율을 저해하는 교통혼잡을 최소화하고 도로용량을 확대하여

궁극적으로 국민들에게 막힘없는 도로주행환경을 제공하기 위한

교통/차량/도로/통신 융복합 기반의 체계종합형 시스템 기술을 의미함

첨단교통이란?

차량기술 발전으로 운전자

안전과 주행편의를 제공하는

스마트카 및 무인자율주행차

등 미래형 자동차의

주행환경을 제공하는

첨단도로체계 기반을 확보함

정보통신기술(ICT)으로

도로혼잡의 근본적 원인

모니터링과 혼잡구간 해결을

통해 도로주행성능을

확보하여 도로의 본기능을

회복함

도로체계 종류별로

도로용량에 영향을 주는

교통운영 및 기하구조 한계성

극복을 통해 기존 도로의

교통량 처리능력을 극대화함

도로본기능 회복 도로용량 확대 자율주행 도로기반 확보

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첨단교통 개념도

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첨단교통 기술 특성

교통정체완화기술 : 간선도로망 상습정체 원인 파악 및 정체지속시간 최소화

통합교통운영시스템기술 : 도심지 교차로의 반복적 혼잡 문제의 상황인식 기반 대응

도로포장 및 시공기술 : 기하구조적인 혼잡원인 해결로 도로주행환경 개선

고속도로 군집주행 지원시스템기술 : 국토부의 2040 비전인 Door-to-Door 자율주행도로 구현

스마트 전용차로 제어장치기술 : 안정된 대열운행이 가능한 수요 대응형 전용차로

주행/안전성능평가 및 표준화기술 : 차량의 도로주행 안정성 시험평가

차세대 교통시뮬레이션기술 : 차량-ICT 융복합기능 연계 교통류 분석/평가/설계

차량정밀 상대측위장치기술 : 위성항법 음영지역 주행시 차량의 위치정확도 향상

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교통혼잡비 증가 및 도로 투자 한계

※교통부문 : 도로, 철도 및 도시철도, 해운 및 항만 물류 등 (출처 : 국토교통부 「2012 국토해양통계연보」, 한국교통연구원 「전국 교통혼잡비용 추정과 추이 분석」)

도시부 17조6천억, 지방부(고속도로 포함) 10조1천억

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미래형 자동차 실용화 가속

스마트카(산업통상자원부) 개발 및 대중화 : ICT 첨단안전차량 기능 (Cooperative Adaptive Cruise Control 등)

차량-ICT 융합 무인자동차 개발 : GPS 및 ICT 융합 정밀측위 기술 활용 자율주행경로제어

현재 지능형 자동차 무인카(Google Car) 혁신형 자동차

분산된 센서 및 제어장치로부터 주변 환경을 인식하여 안전주행이 가능하도록 경고 및 회피 가능한 차량 시스템

<기술개발 방향>

ADAS 중심 안전 편의성 고도화

LKAS, SCC, TPMS 등 (Delphi, 현대 등)

보행자인식(스테레오카메라, Lidar를 이용한 보행자 인식) (Volvo 등)

<산업통상자원부>

도로의 모든 상황을 인지하고, 빅데이터 환경기반으로 사전에 안전주행이 가능하도록 통합제어가 가능한 차량 시스템

<기술개발 방향>

셀프드라이빙 인공지능 시스템기술 (TRW 등)

Intelligence in-vehicle

Lidar, 비젼 센서를 이용한 주변 (BMW 등)

<산업통상자원부/미래창조과학부>

Open 플랫폼 기반으로 ICT 인프라와 연계하여 교통/운행환경에 지능적으로 적응하며 목적지까지 안전하게 이동하는 미래이동수단

<기술개발 방향>

차량통합형 개방형 플랫폼(OS) (애플, 구글 등)

목적지 안전 이동을 위한 무인 주행시스템

운행환경 자율적응형 드라이빙

<미래창조과학부>

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기술개발 필요성

교통혼잡 해결 : 국민의 10대 불편사항 선정 (2013년 미래부 조사)

통행속도 향상 및 도로용량 증대 : 국토부 도로국 중점 추진 정책

미래 자율주행도로환경 제공 : 박근혜정부 중점추진과제

2013-2017 중장기계획 연계 : 단위과제 R&D를 목표중심 중대형 체계종합과제로 통합

기존 추진과제 개발기술 활용 : 스마트하이웨이 사업, u-T 기반기술 등 R&D 결과물 활용

산업부 등 타부처 자동차분야 R&D 기술 융복합

지능형자동차, 스마트카, 무인자율자동차 등 기술의 도로체계 적용

도로-ICT 융합 기반 도로정보통신인프라 기술

V2X 기반 C-ITS 기술 활용

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교통혼잡 감소 및 도로용량 증대를 위한 첨단교통

• 네트워크 기반 스마트 Congestion Free 통합 운영시스템 개발

• 도심지 교차로 혼잡 해소를 위한 지능형 신호시스템 개발

• 차량-ICT 융복합기능연계 운영기반의 교통류 분석/평가/설계를 위한 교통시뮬레이션 기술개발

• 조립식 쾌속시공 도로포장(REGOPAVE) 기술개발

<도시부 상습 지정체 해소>

• 고속 군집주행 지원시스템 기술개발

• 실시간 수요 대응형 스마트 전용차로 제어장치 기술개발

• 대심도 등 위성항법 음영지역 도로구간의 실시간 차량 주행 정밀측위장치 기술개발

• 차량의 도로주행 안정성 시험평가를 위한 주행/안전성능평가 및 표준화 기술개발

<간선도로 용량증대 및 통행속도 향상>

▶ 단기(~2018) : 교통혼잡 15% 저감 및 군집주행지원기술 개발

▶ 중기(~2023) : 교통혼잡 30% 저감 및 군집주행도로 기반구축

▶ 장기(~2030) : 사망자수 ZERO 및 도로용량 2배의 안전한 고속 자율주행 도로 구현

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혼잡한 간선도로망과 도심권 가로망을 개선하고 교통 수요관리 및 교통운영체계 기술고도화 추진

도시부 상습정체구간 문제해결과 도시 교차로의 교통상황대응 운영체계 기술 우선개발

안정된 대열운행 등

도로주행제어기술 구현을 통해

차량집단화주행 도로환경 제공과

도로용량 향상

버스 전용차로의 비효율적 운영제어체계를 개선하고 집단대열운행의 안정성 확보 등 도로주행제어 기술개발

위성항법 음영지역에서 차량주행 안전제어 기술 고도화, 차량군집주행제어가 가능한 도로인프라기반의 자율주행 기술개발 추진

첨단교통 추진전략

간선도로 용량증대

및 통행속도

향상

도시부 상습 지정체 해소

ICT 융복합 기반 교통시스템

운영기술 구현을 통해 교통혼잡

해결과 도로 본기능 회복

첨단교통 기술트리

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도로 네트워크를 공간적 범위로 하여 반복정체 해소(1단계, 2015~2018, 혼잡15% 저감기술), 비반복 정체 해소(2단계, 2019~2023, 혼잡 30% 저감), 장기적으로 자율교행 기반 미래형 도로 교통 관리기술을 개발(3단계, 2024~2030, 혼잡 50% 저감) 하여 궁극적으로 Congestion Free 도로 구현

연구목표

네트워크 기반 교통정체 관리 통합 운영기술 개발 능동적 CORRIDOR 교통운영 및 용량증대 기술 개발

연구 주요내용

기대효과

CORRIDOR 진출입 교통류 최적화 제어기술 개발

네트워크 기반 스마트 Congestion Free 통합 운영시스템 개발 1

상습정체구간(수도권, 6개 특/광역시)에 확대 구축 시 교통혼잡비용 연간 교통혼잡비용 15%, 약 1조 8백억 원 절감 효과기대, 도로 및 교통, ICT 산업 고용창출, 경제 활성

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기획과제 연구결과(1) - 네트워크 기반 스마트 Congestion Free 통합 운영시스템 개발

V2X 실시간 정보가 공유되고 제어되는 군집주행 기술 개발 / 고속 군집주행 실현을 위한 기반 기술 확보 / V2X 능동형 교통관리를 통한 혼잡시간대 통행속도 50% 증가

연구목표

군집주행 설계기술 군집주행 기반 도로 교통 관리기술

연구 주요내용

기대효과

군집주행지원 통신 인프라 구축 기술 군집주행 개발 지원

고속 군집주행 지원시스템 기술개발 2

통행속도 50% 증대를 통한 용량증대 및 지정체 완화, 버스전용차로 효율적 활용 및 용량 증대 제고, 군집주행차량 연료소모 12% 감소(물류비용 개선)

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기획과제 연구결과(2) - 고속 군집주행 지원시스템 기술개발

도심지 돌발교통상황 및 긴급 e-Call 등 이벤트 대응형 도시부 교차로 네트워크 상황인식 통합교통 운영시스템 패키지 개발

연구목표

도시부 교차로 네트워크 통합 교통운영 및 신호제어운영모듈 및 S/W 개발 신호교차로 교통류 운영 최적화 기반의 통과교통량 확대를 위한 통신인프라 시스템 구축 긴급 e-Call 대응 최적 주기 및 현시배정 적응형 신호운영 및 제어

연구 주요내용

기대효과

도심지 교차로 혼잡 해소를 위한 지능형 신호시스템 개발 4

전국 36,000개소의 신호체계 모듈 및 시스템 교체(단가 1,000만원 예상)에 따른 실용화 효과 기대(약 3,600억 규모)

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스마트카 기술 등 자동차 첨단안전 및 편리기능이 적용된 교통류 시뮬레이터 개발로 향후 C-ITS 기반의 교통정보 수집, 가공 및 제공(제어)에 관련된 교통류 해석 및 설계 기반기술 확보 (1단계 4년은 VISSIM 등 상용 시뮬레이터와 연계, 2단계 5년은 상용 시뮬레이터 대체 개발)

연구목표

스마트카 기술기반의 첨단차량기능의 도로체계 주행연계기술개발 차량-ICT 연계 연속류/단속류 도로체계 설계 및 운영 시뮬레이션

연구 주요내용

기대효과

연속류/단속류 네트워크 교통류 해석 및 교통관리 전략 개발 차량-ICT 기반 대규모 교통자료 수집 및 관리기술

차량-ICT 융복합 기능 연계 운영기반의 교통류 분석/평가/설계를 위한 교통시뮬레이션 기술개발 5

차량-ICT 기반의 첨단자동차 기능이 반영된 새로운 교통류 시뮬레이터 확보로 수입에 의존된 시뮬레이션 패키지 대체 효과

연속류/단속류 네트워크 교통류 해석 및 교통 관리 전략 개발

차량-ICT 연계 연속류/단속류 도로체계 설계 및 운영 시뮬레이션(VISSIM 등 연계)

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V2X 기술 등 지상이동체 국제표준통신체계(CALM : Communication Access for Land Mobile - ISO/TC204) 기반 실시간 차량 (자차 및 상대차량) 주행 정밀측위장치 개발

연구목표

기존 내비게이션 또는 모바일 디바이스 연계형 정밀측위장치 개발 V2X 통신 기반의 자차 및 상대차량 측위 기술

연구 주요내용

기대효과

V2X 통신 등 CALM 기반 도로체계 위치측위 통신인프라 설계 통신성능 기반 측위결과 분석 통신최적화 알고리즘 설계

대심도 등 위성항법 음영지역 도로구간의 실시간 차량 주행 정밀측위장치 기술개발 7

차내장치(OBU)의 고정밀 측위모듈 탑재 실용화로 수입대체 효과 기대(약 5천억원 시장규모: 1천만대 네비게이션 측위모듈개선(양산단가 5만원 예상))

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주변 차량측위를 위해 차량간 통신을 이용한 주기적 메시지 교환

V2I 및 V2V 통신을 이용한 자차측위 및 주변차량 측위 기술

V2X 를 이용하여 다양한 도로 형태에 따른 실제 상대거리 기반 주변 차량 측위 기술

스마트자동차 안전성평가기술 및 실도로 주행환경에서의 객관적 성능평가를 위한 평가시스템을 구축하여 스마트 모빌리티 구현을 위한 기반기술 확보

연구목표

스마트자동차 주행성능평가 기반기술 개발 HumanMachine 상호연계 안전성평가기술 개발

연구 주요내용

기대효과

Smart Mobility 평가기반 구축(정부정책 반영)

주행/안전성능평가 및 표준화 기술개발 8

안전도 평가기술 개발을 통한 첨단교통의 불확실성 해소 및 국제기구(UN ECE) 활동 및 국내 안전기준 도입연구를 통한 합의된 안전기준 도출

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적시적소의 교통정보 제공 확대

실시간 교통제어 확대

도로주행제어 기술 - 고속 군집주행 지원시스템 기술개발 - 스마트 전용차로 제어장치 기술개발 개발 - 위성항법 음영지역 실시간 차량주행 정밀측위장치개발 - 주행/안전성능 평가 및 표준화 기술

교통시스템운영 기술 - 네트워크 기반 스마트 Congestion Free 통합 운영

시스템 개발 - 도심지교차로 지능형 신호시스템 기술 개발 - 교통류 분석/평가/설계 시뮬레이션 기술 개발 - 조립식 쾌속시공도로포장기술 개발

기반기술 확보 - 교통공학/자동차 성능/통신체계 연계를 통한 ICT융합

스마트 모빌리티 기반기술 개발

IT기술을 이용한 기존 교통시설 운영효율화

인간중심의 속도관리 체계 변화

교통수요관리 강화 및 교통운영 효율화

미래형 교통기술 개발 및 구현

교통혼잡 15% 및 군집주행지원기술 개발

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첨단교통 기대효과

초고속 스마트 자율주행도로를 통한 편안한 고속주행

스마트 신호시스템, Smart Congestion Free도로를 통한 상습지정체구간 해소로 정확한 시간통행

스마트 전용차로를 통한 도로 이용 효율성 확대로 행복한 도로이용

기술개발 가속화 : 새로운 사업모델 발굴을 통한 이공계 융합인력 확보

국제 표준 주도 : 세계 각국의 표준주도로 기술표준특허 창출

미래시장 선점 : 차량-ICT 기술기반 지적재산권 선점

교통혼잡비 절감 : 도로 용량 현수준 2배 달성에 따른 건설투자비 감소

부가가치 창출 : 도로통행시간 단축으로 SOC 사업 관련 부가가치 창출

고용창출 효과 : 융합기술 전문 신진연구인력 양성으로 일자리 창출