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컴퓨터 과학의 발달은 자동차사고를 완벽하게 재현시켜, 사고에 얽힌 각종 시비를 해결하고 자동차 안전설계 도로개선 등에도 도움을 준다.
새로운 컴퓨터 프로그램과 물리법칙을 응용하여 자동차 충돌사고를 재현하고 분석해냄으로써, 자동차의 안정성 향상뿐 아니라 자동차 사고에 관련된 법정시비를 해결해 줄 수 있는 획기적인 수단을 확보하게 되었다.
재구성기법은 자동차끼리의 충돌이나 자동차와 사람과의 충돌시 벌어지는 아주 복잡하고 순간적인 사고를 하나하나 천천히 상세하게 볼 수 있는 영상을 만들어낸다. 이 때문에 자동차업계에서는 승객과 보행자의 피해를 줄일 자동차의 설계에 이 방법을 사용하고 있으며 미국정부에서는 자동차 안전기준을 높이는데 이용하고 있다.
또한 이 기법은 교통사고를 객관적으로 밝히는데도 유용하기 때문에 법률소송사건이나 보험소송에도 광범위하게 활용되어 왔다.
사고가 발생하면, 자동차가 미끄러지면서 남긴 타이어 자국의 길이나 우그러진 부분의 크기 위치 등과 같이 사고당시의 상황에서 얻을 수 있는 데이타를, 경찰 혹은 자동차회사나 보험회사 관계자 등 사고조사자라면 누구나 컴퓨터에 입력시킬 수 있다.
사고를 정확히 재현
그러면 컴퓨터는 이 강력한 새로운 프로그램을 사용하여 사고를 재현, 누가 누구를 어느 정도의 속도로 부딪쳤으며 충돌 순간 차량과 승객은 얼마나 큰 충격을 받았는지 정확하게 알려준다.
이에 반해 종래의 충돌분석방법은 인체모형을 실은 시험차량이 콘크리트 벽과 같은 정지해 있는 물체에 가서 들이받는 짜여진 실험에만 치중해 사고 당시의 상황을 재현하는데 어려움이 있었다.
그러나 사고재구성 과학은 그 정의상, 달리던 2대의 자동차가 서로 충돌한 후 하나가 다른 하나의 차량위로 비껴달리다가 순간적으로 뒤집혀져 몇 번 구르는 그런 아주 복잡한, 실제 세계의 사건을 다루는 것이다. 따라서 이 새로운 프로그램은 사고 데이타의 정확성을 현저하게 높일 수 있고 그 결과 보다 좋은, 그리고 보다 안전한 자동차를 만들 수 있는 가능성을 높이는 장점을 가지고 있다.
"발생한 사고를 재구성하는 것은 자동차의 안정성을 향상시키는 것과 매우 관련이 깊습니다". 인디아나 대학에서 충돌로 인한 자동차파손을 연구하는 '찰스 모팻'씨의 말이다. 어쨋거나 살아있는 사람으로 실험을 할 수는 없는 것이고 그래서 현장에서 일어났던 사고 그것이 바로 중요하다는 것이다.
충돌 재구성기법은 1960년대와 70년대에 이미 개척되었음에도 불구하고 80년대에 들어와서야 비로소 실현되었는데, 그것은 자동차 설계의 진보 가능성을 이 기법에 의존하게 된 자동차업체들에 힘입은 바 크다.
예를들어 '포드'자동차회사는 얼마만한 충격이 오면 인체보호용 공기주머니를 팽창시키는 전자센서를 어떻게 설계하고 그 공기주머니를 어디에다 설치할 것인지를 결정하기 위해 이 데이타들을 사용하고 있다.
보다 일반적으로 충돌 재구성기법은 사고에 의한 차체의 파손과, 운전대 등과의 충돌에 의한 승객의 부상을 분석하는데 활용되어 왔다. 현재 연구가 진행중인 문제는 차가 옆에서 부딪쳤을때 승객에게 가해지는 충격에 관한 것이다. 이는 전체 사고의 약 30%를 차지한다. 미국 '디트로이트'의 자동차제조업체연합의 연구에 따르면 차문에 장치된 '사이드 빔'의 충격흡수력은 그다지 크지 않은 것으로 밝혀졌다.
뉴턴법칙을 적용
사실 충돌 재구성기법 자체는 단선적이다. 그러나 사고현장에서 얻어지는 미끄러진 자국, 우그러진 부분, 차의 위치 그리고 사람의 부상양태등의 단서로 때로는 아주 정확하게 자동차가 충돌할 때의 속도와 각도, 충돌 후의 궤도, 보행자가 차에 치여 나가떨어지는 거리 그리고 기타충돌시의 역학을 밝힐 많은 사항들을 추론해낼 수 있다.
물리학자인 '아더 다마스크'교수는 "어떤 사고에서도 단 하나의 시나리오만이 차량과 인체의 피해를 정확하게 설명할 수 있다"고 지적한다.
그 분석의 기본도구는 운동량 보존의 법칙, 에너지보존 법칙 그리고 뉴턴의 운동법칙이다.
자동차 충돌사고에서 발생한 피해나 파손의 정도를 설명해 주는 것은 뉴턴의 제2법칙이다. 현대물리학 용어로 제2법칙은 F=ma 즉 힘은 질량 ×가속도인 것이다. 이는 자동차 충돌의 경우, 만약 차체의 질량이 크고 가속도가 크다면 그만큼 충격력이 크다는 것이고 둘 중 어느 하나가 작다면 충격력은 작아지는 것을 의미한다. 즉 천천히 움직이는 캐딜락이 어째서 빠르게 달리는 혼다와 마찬가지의 피해를 주는가를 설명하는 것이 제2법칙인 셈이다.
뉴턴의 법칙들 그리고 기타 충돌재구성과학에 적용되는 많은 원리들이 거의 대부분 전산화되었다. 이에 따라 지난 몇해 동안 이것들을 이용해 만들어진 컴퓨터 프로그램들이 광범하게 사용되어 왔고 또 상품화되었다. 이 중 하나인 '에드크래쉬'(Edcrash)는 충돌속도를 신속하게 계산하기 위해서 자동차의 위치 좌표, 미끄러진 자국의 길이, 타이머와 도로표면의 마찰력등을 포함하여 50여개에 이르는 충돌점에 관한 정보를 이용한다. 또한 이 프로그램은 틀린 데이타를 지적해내 알려주기도 한다.
그리고 다른 몇 개의 프로그램들은 재구성분석의 한 분야인 보행자 사고에 촛점을 맞추어 자동차 설계에 도움을 주고 있다. 예를들어 보행자의 머리가 어디에서 어떻게 차체에 부딪치는지를 분석하는 것인데, 최근에 나온 한 보고서는 보행자가 중상을 입지 않도록 엔진과 차체 사이에 더 넓은 공간을 마련하라고 제안한 바 있다.
하지만 다른 모든 기술과 마찬가지로 이 충돌재구성 프로그램도 역시 오용될 수 있음이 지적되어야 한다. 과학자들은 컴퓨터 분석에 있어서 '인스턴트 전문가'들이 종종 법률소송이나 보험관련문제에 휘말리고 있다고 경고한다. 한 해에 4백 내지 5백건의 사고를 연수해온 한 자동차사고 상당자는 "이런 일에도 부적격자 거짓말장이 그리고 심지어 사기꾼까지 있다"고 지적한다.
오차를 충분히 고려
'스튜어트' 박사는 또 자료의 질에 따라 속도산정치가 사고 당시 실제 속도와 6 내지 20% 정도의 오차를 가진다고 덧붙힌다. 그는 새로운 프로그램 중의 어떤 것은 시간당 10마일 단위로만 속도산정치를 제시, 틀릴 수 있음을 암시하기도 한다고 말한다.
노련한 전문가들은 그들이 과학과 수학적 분석에만 의존하는 것이 아니라 직관 그리고 예기치 못한 단서를 찾아 내기 위해 마치 탐정과 같이 사고현장을 누비고 다니는 조사에도 의존하고 있다고 얘기한다.
물리학자인 '토마스 보한'박사는 이렇게 말한다. "컴퓨터시뮬레이션은 분명 출발점으로서 유용하다. 그것은 발생했던 일을 처음으로 보여주기 때문이다. 그러나 이것만으로는 부족하다. 이상의 것이 필요하다."
다마스크 박사는 복잡한 시내에서 스케이트보드를 타던 한 소년이 트럭에 치여 멀리 나가떨어진 사건을 상기시켰다. 트럭의 속도는 그것이 미끄러진 자국의 길이로부터 쉽게 계산해 낼 수 있었다. 그리고 다른 사항들 가령, 소년이 타고 있던 스케이트보드의 속도 같은 것들도 쉽게 모아졌다. 그러나 재구성기법으로는 소년의 몸이 실제로 어디에 떨어졌는지 설명할 수 없었다.
이 수수께끼는 스케이트보드를 타는 소년들에 대해서 좀더 광범위하게 관찰함으로써 해결되었다. 소년들은 곧장 시내도로에서 속도를 내지 않고 돌진하기 전에는 차량이 지나가도록 속도를 늦춘다. 이 희생자도 분명히 그랬다. 그 소년은 트럭을 보았고 속도를 줄였다. 트럭 역시 소년이 속도를 늦추는 것을 알아채지 못하고 속도를 줄였다. 소년이 속력을 내고 거리로 들어섰을 때 트럭은 바로 앞에서 자신을 향해 달려오고 있었다.
이 분야의 많은 전문가들은 법률 및 보험소송에 관련하고 있다. 전문가들은, 최고의 충돌분석 과학자들이 자신들의 연구직을 떠나 좀더 수지가 맞는 상담역을 하고 있다고 얘기한다. 이들의 보수는 시간당 1백~2백 달러에 이른다고 한다. 또한 마찬가지로 이론물리학과 같은 추상적인 분야의 과학자들도 사고재구성 분야의 좋은 보수와 구체적인 도전 성취감 때문에 유인되는 경우가 있다.
스튜어트 박사는 "문제가 상대적으로 짧은 것이기 때문에, 연구소에서 과제 하나를 해결하는데 몇개월 동안 매달여야 했던 것이 이제는 이틀 때로는 한시간 밖에 걸리지 않는다"고 말했다.
도로의 질을 분석하는데도
소송문제와 자동차설계 이외에 충돌사고 분석기법은 미국 정부에 의해 고속도로의 질을 분석하고 산업표준을 결정하는데도 주요하게 활용되고 있다. 교통부 내 국립고속도로교통안전 담당국에는 현장에서 각종 차량의 내충격성을 조사하는 36개 팀이 있다. 각 팀은 사고자료를 개인용 컴퓨터에 입력하고 그 결과를 중앙으로 보낸다. 특별하게 복잡한 문제는 심도있는 분석을 대학이나 용역회사에 위탁한다.
고속도로 안전국의 감독이면서 통계학 및 분석학 전공자인 '윌리암즈 보에리'씨는 이렇게 말했다. "연구원이나 법률입안자들이 사용하는 정보는 다음 세대의 자동차안전 기준을 개발하고 차량구조의 개선이나 보호시스팀 등 사고방지수단을 개발하기 위한 것들이다."
인디아나 대학의 공학자 '모팻'박사는 앞으로 몇년 후에 재구성분석기법이 보다 안전한 자동차를 만드는데 지대한 도움을 줄 것이라고 예측했다. 매년 미국내에서 자동차 사고로 4만4천명의 운전자와 승객이 목숨을 잃고 8만여명이 중상을 당해 불구자가 된다.
모팻 박사는 말한다. "많은 것들이 연구되고 있다. 사고의 재구성을 위해 새로운 기법들이 계속 개발되고 있으며 이러한 작업들은 장기적으로 문제 해결에 큰 도움을 줄 것이다. 확신하건대 자동차는 분명히 더 안전해질 것이다."
새로운 컴퓨터 프로그램과 물리법칙을 응용하여 자동차 충돌사고를 재현하고 분석해냄으로써, 자동차의 안정성 향상뿐 아니라 자동차 사고에 관련된 법정시비를 해결해 줄 수 있는 획기적인 수단을 확보하게 되었다.
재구성기법은 자동차끼리의 충돌이나 자동차와 사람과의 충돌시 벌어지는 아주 복잡하고 순간적인 사고를 하나하나 천천히 상세하게 볼 수 있는 영상을 만들어낸다. 이 때문에 자동차업계에서는 승객과 보행자의 피해를 줄일 자동차의 설계에 이 방법을 사용하고 있으며 미국정부에서는 자동차 안전기준을 높이는데 이용하고 있다.
또한 이 기법은 교통사고를 객관적으로 밝히는데도 유용하기 때문에 법률소송사건이나 보험소송에도 광범위하게 활용되어 왔다.
사고가 발생하면, 자동차가 미끄러지면서 남긴 타이어 자국의 길이나 우그러진 부분의 크기 위치 등과 같이 사고당시의 상황에서 얻을 수 있는 데이타를, 경찰 혹은 자동차회사나 보험회사 관계자 등 사고조사자라면 누구나 컴퓨터에 입력시킬 수 있다.
사고를 정확히 재현
그러면 컴퓨터는 이 강력한 새로운 프로그램을 사용하여 사고를 재현, 누가 누구를 어느 정도의 속도로 부딪쳤으며 충돌 순간 차량과 승객은 얼마나 큰 충격을 받았는지 정확하게 알려준다.
이에 반해 종래의 충돌분석방법은 인체모형을 실은 시험차량이 콘크리트 벽과 같은 정지해 있는 물체에 가서 들이받는 짜여진 실험에만 치중해 사고 당시의 상황을 재현하는데 어려움이 있었다.
그러나 사고재구성 과학은 그 정의상, 달리던 2대의 자동차가 서로 충돌한 후 하나가 다른 하나의 차량위로 비껴달리다가 순간적으로 뒤집혀져 몇 번 구르는 그런 아주 복잡한, 실제 세계의 사건을 다루는 것이다. 따라서 이 새로운 프로그램은 사고 데이타의 정확성을 현저하게 높일 수 있고 그 결과 보다 좋은, 그리고 보다 안전한 자동차를 만들 수 있는 가능성을 높이는 장점을 가지고 있다.
"발생한 사고를 재구성하는 것은 자동차의 안정성을 향상시키는 것과 매우 관련이 깊습니다". 인디아나 대학에서 충돌로 인한 자동차파손을 연구하는 '찰스 모팻'씨의 말이다. 어쨋거나 살아있는 사람으로 실험을 할 수는 없는 것이고 그래서 현장에서 일어났던 사고 그것이 바로 중요하다는 것이다.
충돌 재구성기법은 1960년대와 70년대에 이미 개척되었음에도 불구하고 80년대에 들어와서야 비로소 실현되었는데, 그것은 자동차 설계의 진보 가능성을 이 기법에 의존하게 된 자동차업체들에 힘입은 바 크다.
예를들어 '포드'자동차회사는 얼마만한 충격이 오면 인체보호용 공기주머니를 팽창시키는 전자센서를 어떻게 설계하고 그 공기주머니를 어디에다 설치할 것인지를 결정하기 위해 이 데이타들을 사용하고 있다.
보다 일반적으로 충돌 재구성기법은 사고에 의한 차체의 파손과, 운전대 등과의 충돌에 의한 승객의 부상을 분석하는데 활용되어 왔다. 현재 연구가 진행중인 문제는 차가 옆에서 부딪쳤을때 승객에게 가해지는 충격에 관한 것이다. 이는 전체 사고의 약 30%를 차지한다. 미국 '디트로이트'의 자동차제조업체연합의 연구에 따르면 차문에 장치된 '사이드 빔'의 충격흡수력은 그다지 크지 않은 것으로 밝혀졌다.
뉴턴법칙을 적용
사실 충돌 재구성기법 자체는 단선적이다. 그러나 사고현장에서 얻어지는 미끄러진 자국, 우그러진 부분, 차의 위치 그리고 사람의 부상양태등의 단서로 때로는 아주 정확하게 자동차가 충돌할 때의 속도와 각도, 충돌 후의 궤도, 보행자가 차에 치여 나가떨어지는 거리 그리고 기타충돌시의 역학을 밝힐 많은 사항들을 추론해낼 수 있다.
물리학자인 '아더 다마스크'교수는 "어떤 사고에서도 단 하나의 시나리오만이 차량과 인체의 피해를 정확하게 설명할 수 있다"고 지적한다.
그 분석의 기본도구는 운동량 보존의 법칙, 에너지보존 법칙 그리고 뉴턴의 운동법칙이다.
자동차 충돌사고에서 발생한 피해나 파손의 정도를 설명해 주는 것은 뉴턴의 제2법칙이다. 현대물리학 용어로 제2법칙은 F=ma 즉 힘은 질량 ×가속도인 것이다. 이는 자동차 충돌의 경우, 만약 차체의 질량이 크고 가속도가 크다면 그만큼 충격력이 크다는 것이고 둘 중 어느 하나가 작다면 충격력은 작아지는 것을 의미한다. 즉 천천히 움직이는 캐딜락이 어째서 빠르게 달리는 혼다와 마찬가지의 피해를 주는가를 설명하는 것이 제2법칙인 셈이다.
뉴턴의 법칙들 그리고 기타 충돌재구성과학에 적용되는 많은 원리들이 거의 대부분 전산화되었다. 이에 따라 지난 몇해 동안 이것들을 이용해 만들어진 컴퓨터 프로그램들이 광범하게 사용되어 왔고 또 상품화되었다. 이 중 하나인 '에드크래쉬'(Edcrash)는 충돌속도를 신속하게 계산하기 위해서 자동차의 위치 좌표, 미끄러진 자국의 길이, 타이머와 도로표면의 마찰력등을 포함하여 50여개에 이르는 충돌점에 관한 정보를 이용한다. 또한 이 프로그램은 틀린 데이타를 지적해내 알려주기도 한다.
그리고 다른 몇 개의 프로그램들은 재구성분석의 한 분야인 보행자 사고에 촛점을 맞추어 자동차 설계에 도움을 주고 있다. 예를들어 보행자의 머리가 어디에서 어떻게 차체에 부딪치는지를 분석하는 것인데, 최근에 나온 한 보고서는 보행자가 중상을 입지 않도록 엔진과 차체 사이에 더 넓은 공간을 마련하라고 제안한 바 있다.
하지만 다른 모든 기술과 마찬가지로 이 충돌재구성 프로그램도 역시 오용될 수 있음이 지적되어야 한다. 과학자들은 컴퓨터 분석에 있어서 '인스턴트 전문가'들이 종종 법률소송이나 보험관련문제에 휘말리고 있다고 경고한다. 한 해에 4백 내지 5백건의 사고를 연수해온 한 자동차사고 상당자는 "이런 일에도 부적격자 거짓말장이 그리고 심지어 사기꾼까지 있다"고 지적한다.
오차를 충분히 고려
'스튜어트' 박사는 또 자료의 질에 따라 속도산정치가 사고 당시 실제 속도와 6 내지 20% 정도의 오차를 가진다고 덧붙힌다. 그는 새로운 프로그램 중의 어떤 것은 시간당 10마일 단위로만 속도산정치를 제시, 틀릴 수 있음을 암시하기도 한다고 말한다.
노련한 전문가들은 그들이 과학과 수학적 분석에만 의존하는 것이 아니라 직관 그리고 예기치 못한 단서를 찾아 내기 위해 마치 탐정과 같이 사고현장을 누비고 다니는 조사에도 의존하고 있다고 얘기한다.
물리학자인 '토마스 보한'박사는 이렇게 말한다. "컴퓨터시뮬레이션은 분명 출발점으로서 유용하다. 그것은 발생했던 일을 처음으로 보여주기 때문이다. 그러나 이것만으로는 부족하다. 이상의 것이 필요하다."
다마스크 박사는 복잡한 시내에서 스케이트보드를 타던 한 소년이 트럭에 치여 멀리 나가떨어진 사건을 상기시켰다. 트럭의 속도는 그것이 미끄러진 자국의 길이로부터 쉽게 계산해 낼 수 있었다. 그리고 다른 사항들 가령, 소년이 타고 있던 스케이트보드의 속도 같은 것들도 쉽게 모아졌다. 그러나 재구성기법으로는 소년의 몸이 실제로 어디에 떨어졌는지 설명할 수 없었다.
이 수수께끼는 스케이트보드를 타는 소년들에 대해서 좀더 광범위하게 관찰함으로써 해결되었다. 소년들은 곧장 시내도로에서 속도를 내지 않고 돌진하기 전에는 차량이 지나가도록 속도를 늦춘다. 이 희생자도 분명히 그랬다. 그 소년은 트럭을 보았고 속도를 줄였다. 트럭 역시 소년이 속도를 늦추는 것을 알아채지 못하고 속도를 줄였다. 소년이 속력을 내고 거리로 들어섰을 때 트럭은 바로 앞에서 자신을 향해 달려오고 있었다.
이 분야의 많은 전문가들은 법률 및 보험소송에 관련하고 있다. 전문가들은, 최고의 충돌분석 과학자들이 자신들의 연구직을 떠나 좀더 수지가 맞는 상담역을 하고 있다고 얘기한다. 이들의 보수는 시간당 1백~2백 달러에 이른다고 한다. 또한 마찬가지로 이론물리학과 같은 추상적인 분야의 과학자들도 사고재구성 분야의 좋은 보수와 구체적인 도전 성취감 때문에 유인되는 경우가 있다.
스튜어트 박사는 "문제가 상대적으로 짧은 것이기 때문에, 연구소에서 과제 하나를 해결하는데 몇개월 동안 매달여야 했던 것이 이제는 이틀 때로는 한시간 밖에 걸리지 않는다"고 말했다.
도로의 질을 분석하는데도
소송문제와 자동차설계 이외에 충돌사고 분석기법은 미국 정부에 의해 고속도로의 질을 분석하고 산업표준을 결정하는데도 주요하게 활용되고 있다. 교통부 내 국립고속도로교통안전 담당국에는 현장에서 각종 차량의 내충격성을 조사하는 36개 팀이 있다. 각 팀은 사고자료를 개인용 컴퓨터에 입력하고 그 결과를 중앙으로 보낸다. 특별하게 복잡한 문제는 심도있는 분석을 대학이나 용역회사에 위탁한다.
고속도로 안전국의 감독이면서 통계학 및 분석학 전공자인 '윌리암즈 보에리'씨는 이렇게 말했다. "연구원이나 법률입안자들이 사용하는 정보는 다음 세대의 자동차안전 기준을 개발하고 차량구조의 개선이나 보호시스팀 등 사고방지수단을 개발하기 위한 것들이다."
인디아나 대학의 공학자 '모팻'박사는 앞으로 몇년 후에 재구성분석기법이 보다 안전한 자동차를 만드는데 지대한 도움을 줄 것이라고 예측했다. 매년 미국내에서 자동차 사고로 4만4천명의 운전자와 승객이 목숨을 잃고 8만여명이 중상을 당해 불구자가 된다.
모팻 박사는 말한다. "많은 것들이 연구되고 있다. 사고의 재구성을 위해 새로운 기법들이 계속 개발되고 있으며 이러한 작업들은 장기적으로 문제 해결에 큰 도움을 줄 것이다. 확신하건대 자동차는 분명히 더 안전해질 것이다."
