사우디아라비아의 킹 압둘라 과학기술대학교(KAUST)는 전기차 운전자 행동에 미치는 영향을 이해하기 위해 무선 충전 기능이 내장된 도로의 활용에 대해 연구해 왔다.

KAUST의 연구진은 도로의 배치가 전기차 운전자들이 선택하는 경로에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 조사하여, 이를 설치하는 도시 계획자들에게 유용한 통찰을 제공했다.

"우리의 연구는 친환경 교통수단과 전기차로 나아가는 전 세계적인 흐름에서 동기를 얻었습니다,"라고 박사후연구원 무스타파 키시크(Mustafa Kishk)는 말한다. "도로 아래에 설치되는 무선 전력 전송 시스템과 같은 효율적인 동적 충전 시스템은, 정차할 필요 없이 주행 중에 전기차를 충전하는 방법으로 전 세계 연구자들과 기술 기업들이 개발하고 있습니다. 이러한 맥락에서 대도시에서의 충전 도로 대규모 배치를 수학적으로 분석할 필요가 있습니다."

이미지 출처: CC0 퍼블릭 도메인

무선 충전 기술이 적용된 도로는 전기차가 주류가 되는 미래에 도시의 필수적인 특징이 될 수 있다. 충전 도로를 도시 도로망에 추가할 때는 여러 요소를 고려해야 한다. 교통 통제, 그리고 “도시 내 충전 도로 설치 밀도와 통근자들이 충전 도로 위 및 사이에서 보낼 것으로 예상되는 시간은 자동차 제조업체가 전기차에 장착하는 배터리 크기에 영향을 미칠 수 있다.”

KAUST 연구진은 통계 기하학을 이용해 도시 도로망을 분석함으로써 무선 충전 도로가 운전자 행동 과 도시 계획에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 조사했다.

"우리의 주요 과제는 임의의 주행에서 가장 가까운 충전 도로까지의 거리와 같이 동적 충전 배치의 성능을 평가하는 데 사용되는 지표들이 각 주행의 출발점과 도착점에 따라 달라진다는 점입니다,"라고 키시크의 연구실 동료인 둑 민 응우옌(Duc Minh Nguyen)이 설명했다. "이러한 지표를 정확히 파악하기 위해 우리는 가능한 모든 상황을 명시적으로 나열하고, 각 경우의 지표를 계산하며, 각 상황이 실제로 발생할 가능성을 평가해야 했습니다. 이를 위해 우리는 확률 기하학이라는 접근법을 사용하여 도로 밀도와 동적 충전 배치 빈도와 같은 요인이 이러한 지표에 어떤 영향을 미치는지 모델링하고 분석했습니다."

63미터마다 하나의 도로가 있는 도로 밀도를 가진 뉴욕의 맨해튼 지역에 이 분석을 적용한 결과, 키시크와 응우옌은 연구 책임자인 모하메드-슬림 알루이니(Mohamed-Slim Alouini)와 함께, 도로의 20%에 무선 충전이 설치되어 있을 때 운전자가 500미터를 주행한 후 충전 도로를 만날 확률이 80%라는 것을 확인했다.

"이는 대도시에서의 충전 도로 배치 성능 분석에 확률 기하학을 접목한 최초의 연구입니다,"라고 키시크는 말한다. "대도시에서의 충전 도로 배치를 더 잘 이해하기 위한 중요한 진전입니다."