이런 프로젝트 본 적 있나요? 노이즈 캔슬링을 위한 르노 그룹의 "아파치 프로젝트"

전기 자동차의 등장으로 자동차에서 발생하는 소음 공해가 사라지고 있다고 생각할 수 있다. 하지만 자동차 소음의 80%는 도로와의 접촉에서 발생하며, 도로 상태가 좋지 않으면 차량 내외부의 소음 공해가 기하급수적으로 증가한다.

 

르노 그룹(Renault Group)의 소음 및 진동 기술 전문가 리더인 토마스 앙투안(Thomas Antoine)은 이를 염두에 두고 도로 상태를 매핑하여 소음 공해를 줄이고 지역 사회의 경제적 및 공중 보건 부담을 줄이는 데 가장 도움이 되는 수리 지역을 정확히 찾아내는 아파치 프로그램(Apache program)을 개발했다.

 

토마스 앙투안과 CY 세르지 파리 대학교(CY Cergy Paris University에서 도시 연구 및 위험에 적용되는 지리학을 전공하는 석사 1학년생인 파딜라 허드(Fadila Hrird)가 이 기술의 작동 방식과 방법론을 설명하고 프로그램의 다양한 기대 효과에 대해 설명한다.

 

2018년부터 르노 그룹에서 소음 및 진동 기술 전문가로 일하고 있는 토마스 앙투안은 소음 공해를 주요한 사회 및 환경 문제로 인식하고 자신의 업무와 전문성을 통해 이를 줄이기로 결심했다.

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세계보건기구(World Health Organization)에 따르면 유럽인 2천만 명이 소음으로 인해 고통을 호소하고 있으며, 8백만 명이 숙면을 취하지 못한다고 한다. 프랑스 생태 전환 기관인 프랑스 환경에너지관리청(Ademe)은 유럽에서 도로 소음으로 인한 사회적 비용이 연간 800억 유로(약120조원)로 추산된다고 지적한다.

 

차량 내 소음 공해(특히 도로 및 공기 중 소음)를 방지하기 위해 자동차 제조업체는 오디오 헤드폰에 널리 사용되는 기술인 노이즈 캔슬링 기능에 점점 더 의존하고 있으며, 예를 들어 세닉 E-Tech 일렉트릭(Scénic E-Tech electric)에 장착된 소음 제거 기능이 그 예다.

 

이 노이즈 캔슬링 기능은 차량 주변에 배치된 사운드 센서가 도로를 듣고 도로 소음의 변화를 감지하여 활성화된다. 노면 소음이 증가하면 센서가 음파를 실내로 주입하여 차량 내 사운드 스펙트럼을 균일하게 만들어 승객에게 들리는 소음을 상쇄하고 훨씬 더 쾌적한 주행 환경을 조성한다.

 

르노 그룹과 같은 제조업체라면 이 정도에서 그칠 수도 있지만, 르노의 혁신 문화는 엔지니어들이 더 나아가도록 밀어붙인다.

 

아파치 프로그램, 즉 도로 상황을 매핑하는 방법

 

토마스 앙투안은 소음 제거 센서를 연구하던 중 센서가 생성하는 신호를 다른 방식으로 사용할 수 없을지 궁금해졌다. 그렇게 해서 아파치 프로그램의 아이디어가 탄생했다.

 

포장도로 음향 특성 및 에너지 효율 평가(Appraisal of Pavement Acoustic CHaracteristics and Energy Efficiency)의 약자인 아파치는 레코드 플레이어의 바늘처럼 도로를 분석하여 도로망의 음향 상태 지도를 생성하는 케이스다.

이 데이터를 수집하여 도로의 상태가 특히 나빠서 소음이 심한 곳을 매우 정밀하게 분석한다. “차량 내부의 음향을 개선할 뿐만 아니라 지역 당국이 도로 수리 예산에 대해 더 정확한 결정을 내릴 수 있도록 하는 기술이다. 따라서 사실상 모두에게 윈윈이.”라고 토마스 앙투안은 설명한다.

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보다 포괄적인 지도를 제작하기 위해 토마스는 프랑스 세르지 대학교에서 석사 과정의 일환으로 르노 그룹에 입사한 현장실습 지리학과 학생인 파딜라 허드(Fadila Hrird)에게 도움을 요청했다.

 

파딜라는 특정 프로그램을 사용하여 학교, 병원, 양로원 등 민감한 위치와의 근접성 등 다양한 계층의 정보가 포함된 지도를 만들어 도로가 지역 주민에게 미칠 수 있는 영향의 정도를 파악한다.

 

완벽한 서비스 제공의 핵심, 브루트파리프와의 파트너십

 

토마스 앙투안은 프로젝트 시작 단계부터 도로 상태에 대한 상세한 분석이 도로 보수 전략이 주요 과제이자 예산의 상당 부분을 차지하는 마을과 지역사회에 유용한 도움이 될 수 있다는 점을 이해했다.

 

이를 통해 수리해야 할 도로 구간을 매우 정확하게 타겟팅할 수 있기 때문이다. 하지만 이 분석이 완성되려면 도로 사용량이라는 한 가지 필수 요소가 빠져 있었다. 이 데이터는 도로의 노후화 속도와 소음 공해 발생 정도를 파악하는 데 매우 중요한 요소다.

그래서 토마스 앙투안은 도로의 음향 상태에 대한 자세한 정보를 찾고 있던 일 드 프랑스 지역의 소음 관측소인 브루파리프에 연락했다. 브루파리프는 신속하게 프로젝트에 참여하여 필요한 데이터를 제공하고 생캉탱 앙 이블린(Saint-Quentin en Yvelines) 지역에서 테스트 프로그램을 진행했다.

 

이 프로그램은 성공적이었고, 현재 일 드 프랑스 지역 전체로 확대되어 아파치 케이스를 장착한 약 30대의 차량이 이 지역의 도로를 가로지르고 있다. 이 프로젝트는 현재 프랑스와 해외의 여러 도시에서 관심을 보이고 있다.

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아파치 프로그램은 르노 그룹이 특허를 획득한 혁신 기술이며, 프랑스 국가 소음 자문위원회로부터 자동차 제조업체로는 처음으로 골든 데시벨을 수상했다.

 

소음과 에너지 소비 사이의 연관성 – 핵심 데이터

 

토마스와 파딜라의 심층 분석을 통해 전기 자동차의 소음과 CO2 배출량 또는 주행 거리 사이에 직접적인 연관성이 있음을 확인했다.

 

아파치 프로그램은 도로 보수와 관련된 비용과 환경 절감 효과, 심지어 도로 보수 비용이 배출량 감소로 얼마나 상쇄되는지 정확한 수치를 제시할 수 있다.

도로에 1유로를 투자하면 소음으로 인한 사회적 비용을 17~20유로 절감할 수 있다는 계산이 나왔다. 구체적인 예를 들어 유럽에서 가장 혼잡한 도로인 파리 순환도로를 보수하면 소음 수준을 약 4로 나눌 수 있으며, 4년 후에는 연간 16,000톤의 CO2를 줄일 수 있다.

 

토마스 앙투안에게 이 프로젝트는 자부심의 원천이자 자신의 직업에 진정한 변화를 가져다준 프로젝트다. 자동차 산업의 비 전통적인 영역에 관심을 가짐으로써 르노 그룹에 새로운 가치 사슬을 창출할 수 있게 된 것이다.

 

기술이 환경과 관련된 문제를 구체적으로 해결할 수 있다는 것을 이해한 신세대 엔지니어를 대표하는 파딜라 허드는 이제 점점 더 많은 양의 데이터를 처리할 수 있는 새로운 인공지능 애플리케이션을 기대하며 아파치와 같은 프로젝트가 더욱 중요해질 것으로 예상하고 있다.

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