KR0151599B1

KR0151599B1 - 교통신호 제어기

Info

Publication number: KR0151599B1
Application number: KR1019920018992A
Authority: KR
Inventors: 박성택; 이정준
Original assignee: 이희종; 엘지산전주식회사
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR940009908A

Abstract

본 발명은 제어기 자체에서 교차로의 교통현황을 파악하고 예측하여 교통신호등을 직접제어하게 함으로써 교통량 과포화 상태의 발생을 미연에 방지할 수 있고, 지능형 및 인공지능형 시스템에 적당하도록한 교통신호 제어기에 관한 것으로, 종래의 교통신호 제어기에 있어서는 관제센터로부터 제어정보를 전송받아 신호등의 구동을 제어하게 되어있으므로 제어기 자체에서 모순상태 발생에 대응할수 없고, 해당 교차로의 교통현황을 자체적으로 파악, 예측할 수 없게되어 차량의 과포화 상태를 미연에 방지할수 없었다.

이러한 점을 감안하여, 차량검지부의 차량검지신호를 차량검지제어부에서 소정주기로 입력받아 자체적으로 교통정보신호를 구하여 관제센터에 전송하고, 관제센터 제어모드인 경우에 관제센터로부터 제어정보를 전송받은 후 내부 통신장치를 통해 구동제어부에 인가하여 신호등의 구동을 제어하고, 자체 대응모드인 경우나 모순상태검출시에는 상기 차량검지제어부에서 구한 교통정보신호를 근거로 상기 내부 통신장치를 통해 상기 구동제어부에 제어정보를 직접공급하여 신호등의 구동을 제어하며, 신호등의 모순상태는 상기 구동제어부에서 소프트웨어적으로 검출하여 그에 대한 조치를 취함과 아울러 상기 내부 통신장치를 통해 상기 차량검지제어부에 전송할수 있게 한것이다.

Description

교통신호 제어기

제1도는 종래 교통신호 제어기의 블록도.

제2도는 본 발명 교통신호 제어기의 블록도.

제3도는 제2도 전력제어 및 궤환부의 상세 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 차량검지제어부 110-110n : 차량검지부

120 : 통신장치 130 : 관제센터

200 : 구동제어부 210-210n : 전력제어 및 궤환부

211 : 전력제어부 212 : 전류검출부

213 : 신호변환부 220 : 신호등

300 : 내부 통신장치

본 발명은 사거리등의 교차로에서 교통신호등을 제어하는 교통신호 제어기에 관한 것으로, 특히 제어기 자체에서 교차로의 교통현황을 파악하고 예측하여 교통신호등을 직접 제어하게 함으로써 교통량 과포화 상태의 발생을 미연에 방지할 수 있는등의 고도의 기능을 갖는 지능형 및 인공지능형 시스템에 적당하도록함과 아울러 교차로 현장에서의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 교통신호 제어기에 관한 것이다.

일반적으로 교통신호 제어기는 전자공학 및 교통공학의 발달에 힘입어 급속히 발전하고 있다. 즉 초기의 일반형 교통신호 제어기로부터, 인접사거리와 청색등 점등시간을 연동시키는 연동형 교통신호 제어기, 관제센터의 호스트 컴퓨터와 적절한 정보교환을 통해 교통신호등의 제어를 보다 효율적으로 수행하는 전자식 교통신호제어기등의 순서로 발전되어 왔다. 그러나, 최근에 이르러서는 폭발적인 교통량의 증가와 교통시설 공급의 불균형으로 인하여 대부분의 도심 교차로가 포화 혹은 과포화 상태에 이르게 되었고, 이에따라 교통신호 제어기 성능의 획기적인 개선이 절실히 요구되고 있고, 이를 위한 제어 알고리즘이 활발히 연구되어 발표되고 있는 실정이다.

제1도는 종래 교통신호 제어기의 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 루프 디텍터등을 이용하여 차선의 차량을 검출하는 차량검지부(1-1n)와, 이 차량검지부(1-1n)의 차량검지신호를 제어부로 입력하기 위한 디지털 입력부(2)와, 이 디지털 입력부(2)의 디지털 정보신호를 입력받은 후 통신장치(4)를 통해 관제센터(11)로 전송하고 그 관제센터(11)로부터 제어정보를 상기 통신장치(4)를 통해 제공받아 제어를 수행하는 제어부(3)와, 상기 제어부(3)의 제어신호를 디지털 출력부(5)를 통해 입력받아 신호등(7)의 점등/소등을 제어하는 전력제어부(6-6n)와, 상기 신호등(7)의 모순정의 패턴이 기록되어 있는 모순 정의부(10)와, 상기 신호등(7)의 상태를 상기 모순정의부(10)의 모순정의패턴과 비교하여 모순상태를 검지한 후 그 모순 검지신호를 상기 제어부(3)에 인가하는 모순검지부(8)와, 상기 모순검지부(8)의 모순검지신호에 의해 구동되어 상기 전력제어부(6-6n)에 점멸제어신호를 인가하는 점멸부(9)로 구성되어 있다.

이와같이 구성된 종래 교통신호 제어기는 단일의 제어부(3)에 의해 제어하는 것을 특징으로 한 것으로, 그 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

차량검지부(1-1n)에서는 그의 루프 디텍터의 인덕턴스 변화에 의해 차선상의 차량을 검출하게 되는데, 이 차량검지부(1-1n)의 차량검지 신호는 디지털 입력부(2)를 통하여 제어부(3)에 입력되며, 이에따라 그 제어부(3)는 입력되는 차량정보신호를 통신장치(4)를 통해 소정주기로 관제센터(11)에 보고한다.

따라서, 관제센터(11)에서는 그 차량정보로부터 차량의 유무, 차량의 도로 점유시간 및 속도등을 계산해낸후 그에 적절한 패턴의 제어정보를 선택하고, 이 선택된 제어정보를 통신장치(4)를 통해 제어부(3)에 인가하며, 이때 그 제어부(3)는 그 제어정보에 따라 디지털 출력부(5)를 통해 전력제어부(6-6n)의 구동을 제어함으로써 신호등(7)의 구동을 제어하게 된다.

이때 모순검지부(8)에서는 신호등(7)의 상태를 검출한 후 모순정의부(10)의 모순정의 패턴과 비교하여, 그 모순정의 패턴에 속할 경우에 모순상태로 검지하고, 이 모순검지신호가 제어부(3)에 인가됨에 따라 그 제어부(3)에서는 통신장치(4)를 통해 관제센터(11)에 모순상태가 발생되었음을 알리게 되고, 또한 이때 상기 모순검지신호에 의해 점멸부(9)에서 점멸제어신호가 출력되어 전력제어부(6-6n)에 인가되므로 신호등(7)이 점멸상태로 되어 운전자에게 신호등이 모순 상태임을 알려주게 된다.

최근에는 제어기 자체에서 교차로의 교통현황을 파악하고 예측하는등의 복잡한 연산과정을 포함하는 논리적 교통신호 제어 알고리즘 기반의 지능형 교통신호 제어기 및 유전자 알고리즘등의 인공지능기법을 기반으로 하는 인공지능형 교통신호 제어기등의 요구가 증대되었으나, 상기 단일의 제어부(3)에 의해 신호의 정책을 수립하는 신호 제어기능과 신호등을 구동하고 그 결과를 실시간으로 평가하는 신호 구동 기능을 동시에 수행하여야 하므로 그의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 종래의 감응제어를 필요로 하지 않는 일반형 제어기 또는 연동형 제어기나, 복잡도가 낮은 알고리즘을 포함하는 감응제어형 교통신호 제어기에서는 크게 문제가 되지 않았으나 최근의 날로 복잡도가 높아지는 지능형 알고리즘 및 인공지능형 알고리즘등을 능동적으로 수용하기에는 부적합하였다.

또한, 낙뢰등에 의한 과전류가 통신선로를 통해 유입하게 되므로 이 통신선로에 직접연결된 통신장치(4) 및 이에 연결된 제어부(3)가 그 과전류 요인에 의해 고장상태로 되는 경우가 빈번히 발생되었는데, 그 제어부(3)의 고장시 적절한 대응수단이 없기 때문에 현장의 신뢰성이 낮은 결점이 있었다.

또한, 모순 검지부등의 하드웨어구성에 의해 신호등의 모순상태를 검지하게 되므로 그의 구조가 복잡해질 뿐 아니라 신뢰성이 저하되는 결점이 있었다

본 발명은 상기와 같은 종래의 결점을 감안하여, 교통신호의 논리적 제어기능을 수행하는 차량검지제어부와 신호의 물리적 제어기능을 수행하는 구동제어부로 나누어 구성하고 즉, 차량검지부의 차량검지신호를 차량검지제어부에서 소정주기로 입력받아 자체적으로 교통정보신호를 구한후 그 교통정보신호를 통신장치를 통하여 관제센터에 전송하고, 관제센터에서 상기 통신장치를 통하여 상기 차량검지제어부의 모드가 관제센터 제어모드 및 자체 대응모드인가를 확인하여, 관제센터 제어모드인 경우에는 관제센터로부터 통신장치를 통해 제어정보를 입력받은 후 내부 통신장치를 통해 구동제어부에 인가하여 신호등의 구동을 제어하고, 자체 대응모드인 경우에는 상기 차량검지제어부에서 구한 교통정보신호에 의해 상기 내부 통신장치를 통해 상기 구동제어부에 제어정보를 직접공급하여 신호등의 구동을 제어함과 아울러 상기 차량검지제어부가 고장상태인 경우에 그 구동제어부에서 상기 차량검지제어부로부터 마지막으로 입력받은 제어정보에 따라 신호등의 구동을 제어하고, 신호등의 모순상태를 상기 구동제어부에서 소프트웨어적으로 검출한 후 내부 통신장치를 통하여 차량검지제어부에 전송할 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 교통신호 제어기의 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 루프 디텍터등을 이용하여 차선의 차량을 검출한 후 그 검지신호를 디지털신호로 변환하여 통신버스인 머더 보드(MB₁)로 출력하는 차량검지부(110-110n)와, 상기 머더 보드(MB₁)를 통해 차량검지신호를 소정주기로 입력받아 교통정보신호를 구하고, 상기 머더 보드(MB₁) 및 통신장치(120)를 통하여 관제센터(130)와 테이타 송,수신하여 관제센터 제어모드 및 자체대응모드로 동작하는 차량검지제어부(100)와, 상기 차량 검지제어부(100)로부터 구동제어신호를 내부 통신장치(300)를 통해 입력받아 그에따른 구동제어를 수행하고 전류검출신호를 소프트웨어적으로 처리하여 신호등의 모순상태를 검출한 후 그에따른 조치를 취함과 아울러 그 모순검지신호를 상기 내부 통신장치(300)를 통하여 상기 차량검지제어부(100)에 인가하는 구동제어부(200)와, 상기 구동제어부(200)의 구동신호를 통신버스인 머더 보드(MB₂)를 통해 입력받아 신호등(220)의 구동을 제어하고 그 신호등(220)의 동작상태를 검출한 후 상기 머더 보드(MB₂)를 통해 상기 구동제어부(200)에 인가하는 전력제어 및 궤환부(210-210n)로 구성한다.

제3도는 제2도 전력제어 및 궤환부(210)의 상세 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 구동제어부(200)로부터 머더 보드(MB₂)를 통해 구동제어신호를 입력받아 신호등(220)의 구동을 제어하는 전력제어부(211)와, 상기 신호등(220)에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부(212)와, 이 전류검출부(212)의 검출신호를 디지털 신호로 변환하여, 상기 머더 보드(MB₂)를 통해 구동제어부(200)에 인가하는 신호 변환부(213)로 구성한 것으로, 이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

차량검지제어부(100)는 머더 보드(MB₁)를 통해 차량검지부(110-110N)를 빠른주기로 순차적 억세스(Access)하여 차량검지신호를 입력받게 된다.

즉, 차량검지부(110-110n)에서는 그의 루프 디텍터의 인덕턴스 변화에 의해 차선상의 차량이 검출되는데, 차량검지제어부(100)에서 그 차량검지부(100-110n)를 순차적으로 억세스함에 따라 그 검지신호가 디지탈신호로 변환된 후 머더 보드(MB₁)를 통해 차량검지제어부(100)에 입력된다.

이와 같이 차량검지제어부(100)에서 차량검지부(110-110n)의 차량검지신호를 순차적으로 입력받으면, 그 차량검지신호를 근거로 각 차선별 점유율, 포화율, 대기행렬길이 및 속도등의 교통정보신호를 구하고, 그 구한 교통정보신호를 머더 보드(MB₁) 및 통신장치(120)를 통하여 관제센터(130)로 전송한다. 또한, 관제센터(130)는 통신장치(120)를 통하여 차량검지제어부(100)의 기 설정된 동작모드를 확인하고, 이때 관제센터 제어모드인 경우에는 관제센터(130)에서 제어정보를 통신장치(120)를 통하여 차량검지제어부(100)에 계속 공급하고, 이에따라 차량검지제어부(100)에서는 관제센터(130)로부터 제공받은 제어정보에 따라 신호구동정책을 결정한 후 그에 따른 구동제어신호를 내부 통신장치(300)를 통하여 구동제어부(200)에 인가하게 된다.

또한, 차량검지제어부(100)가 자체 대응모드인 경우나, 통신장치(120)의 고장 혹은 통신장치(120) 및 관제센터(130) 사이의 통신선로 두절등으로 인하여 차량검지제어부(100) 및 관제센터(130) 사이에 통신이 이루어지지 않는 경우에는 자체 대응 모드로 신호구동정책을 결정한다. 즉, 차량검지제어부(100)는 상기와 같이 구한 교통 정보 신호를 근거로 교차로의 현재상황에 가장 적절한 신호구동정책을 수립하며, 이와같이 자체적으로 수립한 신호구동정책에 따른 구동제어신호를 내부 통신장치(300)를 통하여 구동제어부(200)에 인가하게 된다.

이와같이 구동제어부(200)에 구동제어신호가 인가되면, 그 구동제어신호에 따라 각 신호등(220)에 인가되어질 구동신호를 생성한 후 머더 보드(MB₂)를 통해 전력제어 및 궤환부(210-210n)에 인가하고, 이에따라 그 전력제어 및 궤환부(210-210n)가 구동되어 신호등(220)의 해당신호등을 구동시키고, 그 신호등에 흐르는 전류는 검출되고, 그 검출신호는 구동제어부(200)에 궤환된다. 즉, 이때 구동제어부(200)에서 구동신호가 출력되면, 그 구동신호는 머더 보드(MB₂)를 통해 전력제어부(211)를 구동시키므로 신호등(220)의 해당신호등이 점등되고, 이때 그 신호등(220)에 흐르는 전류는 전류검출부(212)에서 검출되고, 그 검출신호는 신호변환부(213)에서 디지털 신호로 변환된후 머더 보드(MB₂)를 통해 구동제어부(200)에 궤환한다.

따라서, 이때 구동제어부(200)에서는 그 궤환되는 검출신호를 이용하여 소프트웨어적으로 모순상태를 판별해 낼수 있게 된다. 이때, 모순상태로 판별된 경우에는 그 구동제어부(200)에서 머더 보드(MB₂)를 통하여 전력제어 및 궤환부(210-210n)를 점멸모드로 구동제어하고, 그 결과를 내부 통신장치(300)를 통하여 차량검지제어부(100)에 인가하게 된다.

이와같이 차량검지제어부(100)에서 모순상태 발생을 보고받으면 그 모순상황을 파악하고, 이때 모순상황해제상태로 판단될 경우에 모순상황해제 명령신로를 내부 통신장치(300)를 통하여 구동제어부(200)에 인가하여 자체적으로 모순상황을 해제하게 되며, 또한 차량검지제어부(100)는 통신장치(120)를 통하여 관제센터(130)에 모순상황을 알려주게 된다.

또한, 과전류 요인등으로 인하여 차량검지제어부(100)가 고장상태로 된 경우에는 구동제어부(200)에서 그 차량검지제어부(100)로부터 마지막으로 입력받은 제어정보를 근거로 하여, 전력제어 및 궤환부(210-210n)를 정주기 운동으로 제어함으로써 신호등(220)의 구동을 제어하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 차량검지제어부에서 구한 교통정보신호를 근거로하여 교차로의 현재 상황에 가장 적절하게 신호구동정책을 자체적으로 수립하고, 그 신호구동정책에 따라 신호등의 구동을 제어하게 되므로 교통제어를 원활히 수행할 수 있음과 아울러 교통량 과포하 상태의 발생을 미연에 방지할수 있게되고, 관제센터 제어모드 및 자체 대응모드로 동작하게 되어 고도의 기능을 갖는 지능형 및 인공지능형 시스템에 적용할 수 있으며, 또한 신호등에 대한 검출신호를 구동제어부에서 궤환 입력받아 소프트웨어적으로 신호등의 모순상태발생을 판별하게 되므로 그의 구조가 간단해질 뿐 아니라 신뢰성이 향상되며, 또한 과전류 요인 등으로 인하여 차량검지제어부가 고장상태로 된 경우에도 구동제어부에서 신호 등을 정주기 운용으로 제어할 수 있게되므로 교차로의 마비현상을 방지할 수 있게 되어 교차로 현장에서의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

차선의 차량을 검출한 후 그 검출신호를 디지털 신호로 변환하여 통신버스로 출력하는 차량검지부(110-110n)와, 상기 통신버스를 통해 상기 차량검지부(110-110n)에서의 차량검지신호를 소정주기로 입력받아 교통정보신호를 구하고, 그 구한 교통정보신호를 근거로 하여 교통신호 구동정책을 수립함과 아울러 상기 통신버스 및 통신장치(120)를 통해 관제센터(130)와 데이터 송,수신을 수행하여 관제센터 제어모드 및 자체 대응모드로 동작하는 차량검지제어부(100)와 상기 차량검지제어부(100)로부터 구동제어신호를 내부 통신장치(300)를 통해 수신받아 그에따른 구동제어를 수행하고, 신호등(220)의 전류검출신호를 궤환 입력받아 모순상태를 검출한 후 그에따른 조치를 수행함과 아울러 그 모순지검지신호를 상기 내부 통신장치(300)를 통해 상기 차량검지제어부(100)로 송신하는 구동제어부(200)와, 상기 구동제어부(200)의 구동신호를 내부 통신버스를 통해 입력받아 상기 신호등(220)을 구동시키고 그 신호등(220)의 전류를 검출한 후 디지털신호로 변환하여 상기 내부 통신버스를 통해 상기 구동제어부(200)에 궤환입력 시키는 전력제어 및 궤환부(210-210n)로 구성하여 된 것을 특징으로하는 교통신호 제어기.
제1항에 있어서, 전력제어 및 궤환부(210-210n)는 구동제어부(200)의 구동신호를 내부 통신버스를 통해 입력받아 신호등(220)의 해당신호등을 점등시키는 전력제어부(211와, 상기 신호등(220)의 해당신호등에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부(212)와, 상기 전류검출부(212)의 검출신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 내부 통신버스를 통해 상기 구동제어부(200)에 궤환 입력시키는 신호변환부(213)로 각기 구성하여 된것을 특징으로 하는 교통신호 제어기.