현대자동차 셔클: 수요응답형 모빌리티 서비스는 새로운 대중교통 수단이 될 수 있을까?

셔클

현대자동차 그룹에서 2019년 신규 사업으로 시작한 수요응답형 모빌리티 서비스 플랫폼

인공지능 기술 전담 조진인 에어스 컴퍼니가 선보인 국내 첫 라이드 풀링* 서비스이다.

 

* 라이드 풀링이란?

2024.08.23 - [PM,PO,서비스기획/기획&UXUI] - 라이드 풀링(Ridepooling), 도심의 교통체증과 시골의 이동수단 부족을 해결할 열쇠가 될 수 있을까?

라이드 풀링(Ridepooling), 도심의 교통체증과 시골의 이동수단 부족을 해결할 열쇠가 될 수 있을까?

 

기존 대중교통, 이동수단과 뭐가 다른데?

현재 서비스되고 있는 대중 교통은 고정 경로형이다.

버스, 지하철 등 우리가 이용하는 이동 수단은 승객 하나하나의 목적지를 알지 못한다.

이미 정해진 노선도가 있고, 정해진 출발시간과 도착시간이 있으므로 승객은 원하는 목적지에 도달하기 위해 가장 적합한 노선도를 선택해서 탑승하게 된다.

고객 최종 목적지의 가깝고 먼 상태 등은 모두 고려하지 않는다.

 

고객이 대중교통을 통해 갈 수 없거나 노선도가 복잡한 경우 '택시'라는 개인 이동수단을 선택할 수 있다.

이 경우 정해진 노선에 상관없이 원하는 출발지-목적지를 정확히 설정할 수 있지만 비용이 비싸지는 단점이 있다.

 

셔클은 비용이 높은 택시와 모든 정류장에서 멈춰서는 버스의 단점을 보완한 이동수단이라고 할 수 있다.

셔클(라이드 풀링) 서비스는 차량이 모든 정류장에 정차하지 않고 필요한 정류장에만 정차하는 지능형 모빌리티 서비스이다.

승객이 앱을 통해 차량을 호출하면 실시간으로 경로를 생성해 경로가 유사한 승객을 함께 태워 이동하기 때문에 근거리 위주의 이동에 있어 유용한 서비스라고 할 수 있다.

* 마을 버스의 택시화라고 볼 수도 있겠다.

 

현대자동차 셔클 개발기

출처

https://brunch.co.kr/@hmgjournal/545

현대차의 모빌리티 서비스 플랫폼, 셔클 개발기

 

셔클 서비스에는 호출 앱, 기사 앱, 관제툴 등 다양한 사용자를 지원해야 한다.

각각의 작은 애플리케이션들이 하나의 단위기능을 담당하고, 이를 연계해 전체 서비스가 동작하는 마이크로서비스 아키텍처를 도입했다.

현대자동차 브런치 게시글 인용(캡쳐)

 

각 마이크로 서비스들은 서로 API와 이벤트로 통신한다.

또한 사용자별로 게이트웨이 서비스 메시업을 통해 기능을 제공하도록 구성되어 있다.

 마이크로 서비스 아키텍쳐에는 각 서비스가 하나의 기능을 담당하므로 서비스의 복잡도가 낮아지고 기능 추가의 부담도 적다.

또한 각 서비스의 특성에 맞게 스케일 아웃 범위를 유연하게 조정할 수 있다는 것도 장점이다.

 

셔클의 경우 CPU 연산이 많이 필요한 배차 서비스만 CPU 성능이 좋은 서버에 여러 인스턴스를 띄우는 방식으로 스케일 아웃이 가능하다.

또한 특정 기능 문제가 전체 서비스 장애로 확장되지 않고 특정 서비스에 국한될 수 있으므로 안정성 확보 측면에도 장점이 있다.

 

브런치 게시글에 보다 자세한 정보가 있습니다.
위에 작성한 글은 브런치에서 가져왔으며, 추후 기획 시 참고하기 위한 스터디 차원에서 메모해둔 것입니다.

 

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이 글을 써야겠다고 마음먹은 부분이 있다.

셔클 서비스는 운행의 주체를 운전기사가 아닌
시스템으로 설정하고 접근한다는 특징이 있다.

현대자동차 브런치 게시글 인용(캡쳐)

 

보통 운전앱, 서비스와 같은 경우 그 운전을 하는 주체를 자연히 '운전기사' 즉, 사람으로 보게 된다.

그런데 셔클의 경우 운전기사가 아닌 '시스템'에 주체를 맞췄다고 한 점이 신선했다.

 

지금 내가 담당하는 운영앱의 경우에도 결국 그 주체가 '사람'으로 맞춰져 있다.

만약에 우리 제품 또한 그 주체를 '사람'이 아닌 '시스템'으로 맞출 수 있다면, 어떤 변화가 일어날까?

무엇을 할 수 있고, 어떤 시스템이 갖춰질 수 있을까?

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콜택시로 대표되는 전통적인 모빌리티 서비스의 경우 서비스 요소 대다수가 운전기사에 의해 진행된다.

운행의 시작과 종료를 선택하고, 호출을 선택하고, 탑승자를 확인하는 것도 운전기사의 몫이다.

이러한 방식은 유연한 운영이 가능한 반면 서비스의 품질이 운전기사의 선택에 의해 결정되므로 일관성을 갖기가 어렵다.

 

셔클은 안정적인 서비스 품질을 제공하고 운행의 효율성을 높이기 위해 중앙 시스템이 운행을 제어하는 주체가 되도록 설정했다.

차량은 정해진 스케쥴대로 운행되며, 배차와 탑승 확인도 시스템을 통해 자동으로 이뤄진다.

* 시스템 기반 운행은 추후 자율주행 상용화 시 자연스러운 전환을 일어나게 할 수 있다. 세종시에서 실증한 자율주행 시범 서비스에서 비상 운전자의 개입을 최소화한 채로 서비스 운행이 가능함을 증명했다.

 

셔클 개발 시 시스템이 운행의 주체가 된다는 방향성을 중심으로 셔클의 주요 기능을 설계하고 개발했다.

승객 호출에 따른 최적화된 경로 생성, 배차된 차량과 승객이 만나 이뤄지는 승하차, 배정된 경로에 따라 진행되는 운행 등 총 3가지로 구분할 수 있다.

 

경로 생성 - 최적화

* 모든 이미지를 캡쳐할 수 없기 때문에, 아래 내용이 조금 어색하게 느껴질 수 있다. 궁금하신 분은 원글은 읽어보시길

셔클은 경로가 비슷한 승객의 이동을 돕는 라이드 풀링 서비스이다.

새로운 승객의 호출이 발생했을 때 기존의 이동 동선에서 어떤 차량이 가장 배차에 적절하며, 이에 따라 어떻게 경로를 변경할지 결정해야 한다.

 

이를 위해 각 차량별로 새로운 승객을 태우고 내릴 때 변경되는 경로의 조합을 산출하고, cost 값을 적용해 최적의 경로를 선별해야 한다.

 

다만 기존 운행 경로의 변경만 고려할 경우 선택된 정거장의 위치에 따라 불필요한 우회 경로가 생성될 수 있기에 확장된 개념으로 접근이 필요하다.

 

결국 라이드 풀링 서비스는 기존 탑승 승객이 존재하는 상태에서 신규 탑승이 이뤄지는 '합승' 서비스임을 고려할 때 비효율적인 경로 생성은 기존 승객들에게 불편함을 초래할 수 있다.

 

효율적인 경로 생성을 위해 탑승 승객의 출발지와 목적지 주변 모든 정류장의 조합과 cost를 비교하여 최적의 승하차 정류장과 차량 경로를 선택하도록 개발한 것이 셔클의 가장 큰 특장점이다.

 

경로의 품질 문제는 cost와 constraint를 만족하면서 가장 적은 cost를 찾아내는 최적화된 방법으로 접근할 수 있다.

사용자 관점에서는 대기 시간, 이동 시간, 도보 시간, 그리고 합승으로 인한 우회가 중요한 요소가 될 수 있고, 운영자 입장에서는 차량의 운행 거리, 운행 시간 등이 좋은 경로를 위한 조건이 될 수 있다.

또한 도로의 너비, 교통상황, 주 고객층 등의 요소를 반영하기 위해 지역별로 경로 특성을 설정함으로써 서비스 품질을 높일 수 있다.

 

승하차 여부 - 좌석 할당

최초 서비스 제공 시 운전기사가 승객의 승하차를 확인했다.

운전 중 승객 승하차 확인에 대한 부담감 등으로 보다 효율적인 승하차 확인을 위해 지정좌석제를 도입했다.

 

이때 착석 인식 알고리즘을 통해 각 좌석의 착석 여부의 판단을 통해 승하차 확인이 가능하다.

착석 인식은 차량 내부에 설치된 카메라 비전을 통해 이뤄진다.

촬영된 이미지에서 승객을 검출하고, 검출된 승객을 좌석과 대조하는 방법으로 착석 여부를 판단한다.

다만 착석 인식 과정에서 승객 개인 정보의 보안을 위해 차량에 내장된 NVIDIA Jetson Nano를 통해 이미지를 현장에서 바로 처리할 수 있도록 구현하여 현장에서 활용하고 있다.

 

차량 운행 - 자원 할당

차량 운행 요소에서 가장 먼저 고려해야 할 점은 운행 스케줄이다.

차량의 수를 무한으로 늘려 운영할 수 없으며, 무인 운행(자율주행)이 아닌 실제 사람이 운전하는 형태이므로 인건비와 운행 비용뿐만 아니라 근로자의 휴식 시간도 고려해야 한다.

결국 운전기사라는 한정된 자원을 어떻게 배정할 것인가 결정하는 자원 할당 문제로 접근할 수 있다.

 

운행 스케줄 생성

운전기사의 자원 할당은 사용자의 호출 수요를 최대한 만족시키는 스케줄을 생성하는 것으로 정의한다.

지역별, 요일별, 시간대별로 사용자 수요는 큰 차이를 보이며, 수요의 변화를 얼마나 잘 고려하여 스케줄을 작성하였는지가 서비스 품질에 큰 영향을 미친다. 

또한 차량 고장, 운전기사의 근태 등 자원의 변동성도 고려해야 하므로 자동화가 중요한 항목이다.

 

운행 종료 시간 보장

현대자동차 브런치 게시글 인용(캡쳐)

 

운전기사의 운행 스케줄, 즉 퇴근시간을 시스템은 보장해야 한다.

단순히 운행 종료 시각에 맞춰 배차를 중지하는 방법으로는 운행 스케줄을 지킬 수 없다.

 

사전 차량 배치

최초의 차량을 어디서부터 출발시키는가에 대한 고려이다.

모든 차량은 차고지에서 출발하며, 수요가 발생한 시점부터 해당 지점으로 이동한다고 정의가 되어 있다면 호출 지역으로 장거리를 운행해 승객의 대기시간이 길어질 수 있다.

 

평일/주말 특정 시간대의 수요 분포를 살펴보며 어느 지역에서 호출이 많은지, 어디로 목적지가 주로 형성되는지 확인하여 최초 차량 배치부터 하차를 완료한 빈차량을 예측한 출발지로 사전 이동시켜 놓을 수도 있다.

 

셔클은 수집된 수요 패턴을 기반으로 예상 수요에 비해 공급이 부족한 지역으로 미리 차량을 이동시킴으로써 사용자의 대기시간을 단축하고 있다.

 

새로운 이동 패러다임, 자가용-택시-대중교통의 보완책이 될 것을 기대

원문 내 통신자료 분석 결과에 따르면,

대부분 일상 속 이동 거리는 2~5km이고, 5km 이내의 이동이 전체 이동의 80% 정도를 차지한다.

 

자가용 이용 시에는 주차와 교통혼잡을 고려해야 하고,

택시를 이용할 때는 다소 비싼 요금(기본요금 포함)과 단거리 이동 시 승차 거부 문제가 발생할 수도 있으며,

대중교통의 경우 고정된 노선으로 운행되므로 정류장까지의 이동, 환승 등의 비효율적인 이동을 감수해야 한다.

 

셔클은 생활권 내 이동의 불편함을 해소하며, 위 세개 이동수단의 대안이 될 수 있다고 말한다.

아직 전국적으로 보편화된 서비스는 아니지만 셔클을 통해 기대할 수 있는 점은 다양하다.

 

교통혼잡 해결 및 이동성을 높이기 위한 도심 속 maas의 형태로도 기대할 수 있다.

다른 측면으로 절대적으로 고정형 노선이 부족한 지방(시골)의 지자체 공공형 이동수단으로 보조할 수도 있다.

 

두 번째 측면의 내용에서 굳이 '지자체', '보조'라는 단어를 끼워넣은 것은

사기업의 제 1 목표는 수익 증대이고, 사회 환원 및 공익에 대한 부분은 1 목표가 갖춰진 상태에서 지속가능하기 때문이다.

 

확실한 것은 수요응답형 서비스는 일정량의 수요(고객)가 확보되지 않으면, 수익을 내기 어려운 구조이면서

공급보다 수요가 높아질 경우 승객의 최종 목적지까지 도달하는 시간이 매우 느려질 것이므로 고객 불만족 문제가 생길 수 있다.

 

이 부분은 현대자동차 및 라이드 풀링 서비스에서 지속적으로 고민해야 할 문제이다.

셔클에서 더 나은 서비스를 위해 경로 최적화, 지역 간의 연계, 다양한 모빌리티와의 연동 등 해결해야 할 과제가 많다고 글을 마무리한 이유가 이 부분이라고 생각한다.

 

19년부터 이제 5년이 되어가고 있는 셔클 서비스.

부디 이 새로운 서비스가 지자체 연계 및 시장 내 성공적으로 안착되어 지속가능한 사업이 될 수 있기를 바란다.