지식나눔

교통 신호등 제어 기술에 대하여 알려고자 합니다.

안녕하세요? 코센의 도움을 필요로 하여 이곳에 질문을 올립니다. 저는 중국에 있으면서 중국의 교통신호 제어에 있어서 문제점이 많은 것을 착안하여 한국의 기술이 접목되어 중국의 교통을 원활하게 지능적으로 제어하게 되길 바라고 있습니다. 이 분야의 전문적 전공자가 아니라 질문을 요청합니다. 질문 요청의 내용은 교통관제/제어시스템 기술 조사 및 분석에 대한 것으로 (1) 보행자와 교통량에 따라 고려할 수 있는 기술적 기능을 보완한 기술 내용 및 특허를 요청합니다. (2) 원활한 소통을 위한 지능형 신호등 및 제어 시스템 관련 기술 내용 및 특허내용 (3) 수직 수평의 두 차선에서 교통량의 차이를 파악하여 교통흐름을 원활하게 하는 지능형 기술적인 특허 나 기술들에 대하여 알고 싶습니다. 미리 감사드립니다.
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답변 1
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    정연식님의 답변

    >안녕하세요? > >코센의 도움을 필요로 하여 이곳에 질문을 올립니다. > >저는 중국에 있으면서 중국의 교통신호 제어에 있어서 문제점이 많은 것을 착안하여 >한국의 기술이 접목되어 중국의 교통을 원활하게 지능적으로 제어하게 되길 바라고 있습니다. >이 분야의 전문적 전공자가 아니라 질문을 요청합니다. > >질문 요청의 내용은 교통관제/제어시스템 기술 조사 및 분석에 대한 것으로 >(1) 보행자와 교통량에 따라 고려할 수 있는 기술적 기능을 보완한 기술 내용 및 특허를 요청합니다. >(2) 원활한 소통을 위한 지능형 신호등 및 제어 시스템 관련 기술 내용 및 특허내용 >(3) 수직 수평의 두 차선에서 교통량의 차이를 파악하여 교통흐름을 원활하게 하는 지능형 기술적인 특허 나 기술들에 대하여 알고 싶습니다. > >미리 감사드립니다. > 우선 저는 교통공학 전공자이며, 신호제어 관련 특허에 대해서는 아는 바가 없음을 말씀드립니다. 또한, 자세한 것을 말씀 드리자면 너무 길거 같아서 간단히 설명 드립니다. 차량을 인식하여 신호등을 제어하는 시스템은 차량의 검지 시스템과 신호등 운영 시스템 두 부분으로 나뉘겠죠. 차량의 인식은 일반적으로 도로의 바닥에 검지기(인덕티브 루프 검지기)를 설치합니다. 이 검지기는 여러분들도 운전중 신호에 걸린경우 아니면 고속도로 운행중 도로의 차로 가운데에 원형 혹은 8각형으로 컷팅을 한 후 실링한 자국을 발견하실 수 있습니다. 이게 검지기를 매설한 자국이 되겠습니다. 이 검지기의 작동원리는 도로의 컷팅후 전선을 여러번 겹쳐서 컷팅된 도로에 매설합니다. 물론 매설후 오물이 들어가는 것을 막기 위해 실링 작업을 하겠죠. 이후 이 전선에 전기를 통과시키면 이 전선 주변으로는 자기장이 형성되며 전자석 역할을 합니다. 따라서 차량이 이 전자석(검지기)위를 통과할 경우 자기장의 변화(펄스)가 순간 생기게 됩니다. 이러한 자기장의 변화를 통해 차량의 통과 여부, 차량의 점유시간 등의 정보를 얻을수 있습니다. 일반적으로 차량의 접근에 따른 신호등의 자동제어를 위해서는 교차로의 접근방향별(좌/우회전 생략) 2개의 검지기를 매설하게 됩니다. 첫번째는 교차로 정지선 부분에 1개, 교차로 접근 부위(매설 위치는 방향별 접근 차량의 평균 대수에 의해 결정)에 1개를 설치 합니다. 물론 교차로 접근 부위에 설치되는 검지기는 차량의 접근을 검지하기 위해 설치되는 것이며, 정지선부근의 검지기는 정지된 차량의 존재 여부를 알기 위해 설치되는 것입니다. 이러한 검지기 덕분에 차량이 많지 않은 야간에 차량이 특정 교차로를 접근할 경우 이 차량을 위해 바로 녹색신호를 제공할 수 있게 됩니다. 자 문제는 4지교차로의 경우 모든 접근 방향별 차량이 많을 경우 입니다. 이 경우는 일단 신호 운영을 위해 최대 허용가능한 신호주기 시간을 설정해 줍니다. 예를 들면 신호가 한바퀴 돌아 원점으로 돌아오기 까지 시간을 3분(180초)으로 설정했다고 했을 경우, 가장 간단한 방향별 신호시간의 비율 설정은 동일하게 시간을 배분하여 방향별 45초를 제공하면 되겠죠. 이때 방향별 녹색시간과 황색시간은 40초와 5초 이런 방식으로 설정합니다. 그러나, 한 방향의 교통량이 많은 반면 다른 방향의 교통량이 적은 경우 이런 방식으로 운영하게 되면 매우 비 효율적이겠죠. 이러한 문제점을 없애기 위해 위에서 설명한 검지기를 이용하여 특정 방향에 대한 녹색시간을 조절하게 됩니다. 이러한 문제는 수학적으로 최적화이론을 적용하여 해결합니다. 또한, 이러한 방식을 개별 교차로에 적용하는 것은 문제 없지만, 도로 네트웍 전반에 걸쳐 적용하기에는 문제가 많습니다. 아직까지 이러한 문제를 해결하기위한 획일적인 방법은 존재하지 않습니다. 따라서, 많은 노력이 아직도 시도되고 있고, 도로의 몇몇 주요 교차로에 대해서만 적용하거나, 방향별 축을 설정하여 하는 방법, 기타 수학적 다양한 방법을 적용한 방식들이 개발되었습니다. 근래에는 통신 기술의 발전으로 인해 도로의 바닥에 매설된 검지기를 이용하기 보다, 차량과 노변 통신 장치를 이용하여 신호를 제어하는 방식이 개발중입니다. 이러한 방식은 현재 실행중에 있습니다. 버스, 응급차량, 소방차량이 교차로에 진입시 이들 차량에게 바로 녹색신호를 제공하여 통행의 우선권을 확보하는 것이죠. 이상 일반적인 설명을 몇자 적었습니다. 더 자세한 내용이 궁금하시다면 연락주세요. 관련 보고서, 논문, 서적 등을 소개해 드리겠습니다. 감사합니다.
    >안녕하세요? > >코센의 도움을 필요로 하여 이곳에 질문을 올립니다. > >저는 중국에 있으면서 중국의 교통신호 제어에 있어서 문제점이 많은 것을 착안하여 >한국의 기술이 접목되어 중국의 교통을 원활하게 지능적으로 제어하게 되길 바라고 있습니다. >이 분야의 전문적 전공자가 아니라 질문을 요청합니다. > >질문 요청의 내용은 교통관제/제어시스템 기술 조사 및 분석에 대한 것으로 >(1) 보행자와 교통량에 따라 고려할 수 있는 기술적 기능을 보완한 기술 내용 및 특허를 요청합니다. >(2) 원활한 소통을 위한 지능형 신호등 및 제어 시스템 관련 기술 내용 및 특허내용 >(3) 수직 수평의 두 차선에서 교통량의 차이를 파악하여 교통흐름을 원활하게 하는 지능형 기술적인 특허 나 기술들에 대하여 알고 싶습니다. > >미리 감사드립니다. > 우선 저는 교통공학 전공자이며, 신호제어 관련 특허에 대해서는 아는 바가 없음을 말씀드립니다. 또한, 자세한 것을 말씀 드리자면 너무 길거 같아서 간단히 설명 드립니다. 차량을 인식하여 신호등을 제어하는 시스템은 차량의 검지 시스템과 신호등 운영 시스템 두 부분으로 나뉘겠죠. 차량의 인식은 일반적으로 도로의 바닥에 검지기(인덕티브 루프 검지기)를 설치합니다. 이 검지기는 여러분들도 운전중 신호에 걸린경우 아니면 고속도로 운행중 도로의 차로 가운데에 원형 혹은 8각형으로 컷팅을 한 후 실링한 자국을 발견하실 수 있습니다. 이게 검지기를 매설한 자국이 되겠습니다. 이 검지기의 작동원리는 도로의 컷팅후 전선을 여러번 겹쳐서 컷팅된 도로에 매설합니다. 물론 매설후 오물이 들어가는 것을 막기 위해 실링 작업을 하겠죠. 이후 이 전선에 전기를 통과시키면 이 전선 주변으로는 자기장이 형성되며 전자석 역할을 합니다. 따라서 차량이 이 전자석(검지기)위를 통과할 경우 자기장의 변화(펄스)가 순간 생기게 됩니다. 이러한 자기장의 변화를 통해 차량의 통과 여부, 차량의 점유시간 등의 정보를 얻을수 있습니다. 일반적으로 차량의 접근에 따른 신호등의 자동제어를 위해서는 교차로의 접근방향별(좌/우회전 생략) 2개의 검지기를 매설하게 됩니다. 첫번째는 교차로 정지선 부분에 1개, 교차로 접근 부위(매설 위치는 방향별 접근 차량의 평균 대수에 의해 결정)에 1개를 설치 합니다. 물론 교차로 접근 부위에 설치되는 검지기는 차량의 접근을 검지하기 위해 설치되는 것이며, 정지선부근의 검지기는 정지된 차량의 존재 여부를 알기 위해 설치되는 것입니다. 이러한 검지기 덕분에 차량이 많지 않은 야간에 차량이 특정 교차로를 접근할 경우 이 차량을 위해 바로 녹색신호를 제공할 수 있게 됩니다. 자 문제는 4지교차로의 경우 모든 접근 방향별 차량이 많을 경우 입니다. 이 경우는 일단 신호 운영을 위해 최대 허용가능한 신호주기 시간을 설정해 줍니다. 예를 들면 신호가 한바퀴 돌아 원점으로 돌아오기 까지 시간을 3분(180초)으로 설정했다고 했을 경우, 가장 간단한 방향별 신호시간의 비율 설정은 동일하게 시간을 배분하여 방향별 45초를 제공하면 되겠죠. 이때 방향별 녹색시간과 황색시간은 40초와 5초 이런 방식으로 설정합니다. 그러나, 한 방향의 교통량이 많은 반면 다른 방향의 교통량이 적은 경우 이런 방식으로 운영하게 되면 매우 비 효율적이겠죠. 이러한 문제점을 없애기 위해 위에서 설명한 검지기를 이용하여 특정 방향에 대한 녹색시간을 조절하게 됩니다. 이러한 문제는 수학적으로 최적화이론을 적용하여 해결합니다. 또한, 이러한 방식을 개별 교차로에 적용하는 것은 문제 없지만, 도로 네트웍 전반에 걸쳐 적용하기에는 문제가 많습니다. 아직까지 이러한 문제를 해결하기위한 획일적인 방법은 존재하지 않습니다. 따라서, 많은 노력이 아직도 시도되고 있고, 도로의 몇몇 주요 교차로에 대해서만 적용하거나, 방향별 축을 설정하여 하는 방법, 기타 수학적 다양한 방법을 적용한 방식들이 개발되었습니다. 근래에는 통신 기술의 발전으로 인해 도로의 바닥에 매설된 검지기를 이용하기 보다, 차량과 노변 통신 장치를 이용하여 신호를 제어하는 방식이 개발중입니다. 이러한 방식은 현재 실행중에 있습니다. 버스, 응급차량, 소방차량이 교차로에 진입시 이들 차량에게 바로 녹색신호를 제공하여 통행의 우선권을 확보하는 것이죠. 이상 일반적인 설명을 몇자 적었습니다. 더 자세한 내용이 궁금하시다면 연락주세요. 관련 보고서, 논문, 서적 등을 소개해 드리겠습니다. 감사합니다.
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