KR100731808B1 - 저가형 매설식 차량정보 검출시스템 및 차량정보 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로상에 매설되어 접촉에 의한 센싱으로 차량정보를 검출하기 위한 검출시스템으로서, 도로상에 매설되어 접촉식 센서의 조합으로 이루어진 차량검지수단; 및 상기 차량검지수단으로 부터 입력된 시그널을 분석하기 위한 차로별 중앙처리장치를 포함하는 저가형 매설식 차량정보 검출시스템으로서, 루프센서 및 피에조센서를 각각 하나씩 구비하고, 교통량, 속도, 차종 등의 교통자료를 추출해 내는 알고리즘을 개선하여, 1개의 루프센서와 1개의 피에조센서 만으로도 일정수준 이상의 신뢰도를 유지하며 차종별 교통량, 속도, 점유율 자료의 수집이 가능한 저가형 매설식 차량정보 검출시스템 및 검출방법을 제공하기 위한 것이다.

차량정보 검출시스템, 차량정보 검출방법, 루프센서, 피에조센서.

Description

저가형 매설식 차량정보 검출시스템 및 차량정보 검출방법{underground-type detecting system for vehicle information and the detecting method using the same}

도1은 본 발명에 따를 저가형 매설식 차량정보 검출시스템의 배치를 개략적으로 나타낸 것으로 도1의 (a)는 일실시예, 도1의 (b)는 다른 실시예를 나타낸 설명도.

도2는 도1의 (a)에 나타낸 일실시예에 따라 차량정보를 계산하기 위한 설명도로서, 도2의 (a)는 센서 배치도를 나타낸 것이고, 도2의 (b)는 센서반응 시간도식을 나타낸 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명

10 : 루프센서 20 : 피에조센서

본 발명은 저가형 매설식 차량정보 검출시스템에 관한 것이다. 보다 구체적 으로 본 발명은 도로상에 매설되어 접촉에 의한 센싱으로 차량정보를 검출하기 위한 검출시스템으로서, 도로상에 매설되는 접촉식 센서인 루프센서와 피에조센서를 각각 하나씩 구비하고, 교통량, 속도, 차종 등의 교통자료를 추출해 내는 알고리즘을 개선하여, 1개의 루프센서와 1개의 피에조센서 만으로도 일정수준 이상의 신뢰도를 유지하며 차종별 교통량, 속도, 점유율 자료의 수집이 가능한 저가형 매설식 차량정보 검출시스템 및 검출방법에 관한 것이다.

교통 및 도로관련 계획. 설계, 유지관리를 위한 기본자료를 수집하기 우해 전국적으로 도로 교통량 조사를 수행하고 있다. 그리고 효율적인 교통량 조사 수행을 위해 일반국도 상에는 약 440대의 상시 교통량 조사장비를 설치, 운영하고 있으며, 한국도로공사에서는 고속국도에 약 75대의 매설식 교통량 검지기를 설치, 운영하고 있는 실정이다. 상시 교통량 조사장비의 가장 중요한 구성요소는 주행하는 차량을 검지할 수 있는 센서이다.

종래의 경우 차량정보 수집장치는 이동식 차량정보 수집장치, 레이저를 이용한 차량정보 수집장치등 다양하게 개발되어 왔다. 그러나 비매설식의 경우 고가의 초단파 감지기, 초음파 감지기, 레이져등 비접촉식 센서를 구비하여야 함에 따라 비용이 증가되고, 상기 비접촉식 센서를 통해 정보를 수신하여야 함에 따라 날씨, 주위환경 및 기타 외부장애로 인해 센싱효율이 떨어지는 문제점을 지니고 있다.

또한 매설식으로 차량 검지기에 주로 사용되는 센서는 루프센서(loop sensor)와 피에조센서(piezo sensor)이다. 그리고 상기 루프센서와 피에조센서는 A타입(2개의 루프센서, 1개의 피에조센서) 또는 B타입(1개의 루프센서, 2개의 피에 조센서)으로 매설되어 교통량, 속도, 차종 등의 교통자료를 수집하고 있다.

그리고, 차종분류 및 교통량 조사를 위해 전국 국도상에 설치된 장비의 80%가 A타입(2개의 루프센서, 1개의 피에조센서)이고, 나머지 20%는 B타입(1개의 루프센서, 2개의 피에조센서)이다.

보다 구체적을 살펴보면, 차로별로 설치된 차로별 처리장치는 3개의 센서로부터 입력된 시그널을 분석하여 차종 분류를 비롯한 개별 차량에 대한 제반 데이터를 산출하여 생성된 데이터를 병렬버스(PARALLEL BUS)를 통해 중앙처리장치로 전송한다.

또한 중앙처리장치는 차로별 처리장치로부터 전송받은 개별 차량 데이터를 분석 처리하여 자체 램 메모리의 통계 테이블에 누적시키고, 필요시 확장 메모리인 외부 메모리에 각 차로변 처리방치로부터 전송받은 개별 차량 데이터를 저장한다. 그리고 중앙처리장치는 RS232C 직렬 포트를 통해 요청시 온-라인이나 실시간으로 각종 데이터를 사용자 단자(terminal) 또는 호스트(host)로 전송하는 기능을 한다.

상기 B타입 시스템은 도로의 각 차로마다 두 개의 피에조 센서와 한 개의 루프로 구성된다. B타입(1루프 + 2피에조)의 전자 장비는 A타입(2루프 + 1피에조)과 마찬가지로 도로 노변에 설치된 보호 함체 안에 설치하여 도로부에 설치된 센서들과 연결된다.

피에조 센서로부터의 신호는 B타입(1루프 + 2피에조)에 의해 기록되며 도로의 센서를 통과하는 차량에 대한 차축의 수, 차량 속도 및 차량 축 배열 등이 계산된다. 또한 B타입(1루프 + 2피에조)은 루프로부터 신호를 감지하여 도로를 통과하 는 차량의 센서 감지 시간을 결정하고 차량의 차로 점유율을 계산한다.

B타입(1루프 + 2피에조)은 피에조 16개와 루프 8개를 연결할 수 있기 때문에, 장비 한 대가 최대 8차로의 교통량 자료를 수집할 수 있다.

보다 구체적으로 B타입(1루프 + 2피에조)의 차종 분류 방식은 A타입(2루프 + 1피에조)과 거의 유사하나, 앞내민 거리가 같은 차량의 분류를 가능케 하기 위하여 '앞내민 거리' 대신 '오버행비'를 사용한다. 여기서, '오버행비'란 앞내민 거리와 뒷내민 거리의 합을 차량 전장으로 나눈 값(%)으로서, 차량 전장에서 축간 거리를 뺀 값을 차량 전장으로 나눈 값(%)과 동일하다.

상술된 바와 같이 현재의 센서 구성 체계에서는 교통량 조사는 지점별로 차로당 3개의 센서를 사용해야 하므로 많은 비용이 요구된다. 즉, 현재의 센서 구성 체계는 교통자료 신뢰도를 다소 증가시킬 수는 있겠으나, 경제적 타당성 및 예산 집행의 효율성 측면에서는 바람직하지 못하다.

또한 A타입(2루프 + 1피에조) 혹은 B타입(1루프 + 2피에조)의 배치 방식에서는 3개의 센서에서 발생하는 전기적 신호를 조합해서 교통자료 및 차량정보를 추출하기 때문에 단 1개의 센서에서만이라도 문제가 발생할 경우 교통자료를 수집할 수 없는 문제점을 지니고 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 검지기에서 교통량, 속도, 차종 등의 교통자료를 추출해 내는 알 고리즘을 개선하여, 1개의 루프센서와 1개의 피에조센서 만으로도 일정수준 이상의 신뢰도를 유지하며 차종별 교통량, 속도, 점유율 자료의 수집이 가능한 저가형 매설식 차량정보 검출시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 접촉식 센서로 인해 센싱오류 또는 검출불량의 문제점을 미연에 방지하고, 매설식 센서에 의한 검출로 정확하고도 저가형으로 구현가능한 저가형 매설식 차량정보 검출시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 루프센서 및 피에조센서를 각각 하나씩 구비함에 따라, 이를 현재 운영되고 있는 검지시스템에 적용할 경우, 상시장비의 센서중에서 1개의 센서가 고장 나더라도 나머지 2개의 센서를 이용한 교통자료의 수집이 가능하게 되며, 상시조사 장비의 가동률 및 자료수집률을 높일 수 있는 저가형 매설식 차종 분류 검지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 위하여 본 발명은 도로상에 매설된 센서와의 접촉에 의해 차량정보를 검출하는 검출시스템으로서, 도로상에 매설되어 접촉식 센서의 조합으로 이루어진 차량검지수단; 및 상기 차량검지수단으로 부터 입력된 시그널을 분석하기 위한 차로별 중앙처리장치를 포함하는 저가형 매설식 차량정보 검출시스템으로 루프센서 및 피에조 센서를 각각 하나씩 구비하고, 센서에서 수집되는 전기신호를 교통자료로 전환해주는 제어기를 통하여 교통량, 속도, 차종등을 검출할 수 있는 저가형 매설식 차량정보 검출시스템을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 저가형 매설식 차량정보 검출시스템에 대한 바람직한 구체예로 구성, 기능 및 효과에 대하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따를 저가형 매설식 차종분류 검지 시스템의 배치를 개략적으로 나타낸 것으로 도1의 (a)는 일실시예 도1의 (b)는 다른 실시예를 나타낸 설명도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 저가형 매설식 차량정보 검출시스템은 루프센서(10) 및 피에조센서(20)를 각각 하나씩 구비한다. 그리고 상기 도1의 (a)는 일실시예로서 루프센서(10)가 전방으로 배치되고, 피에조센서(20)가 후방으로 배치된 시스템을 나타낸 것이고, 도1의 (b)는 다른 실시예로서 피에조센서(20)가 전방으로 배치되고, 루프센서(10)가 후방으로 배치된 시스템을 나타낸 것이다.

그리고, 도2는 도1의 (a)에 나타낸 일실시예에 따라 교통자료를 계산하기 위한 설명도로서, 도2의 (a)는 센서 배치도를 나타낸 것이고, 도2의 (b)는 센서반응 시간도식을 나타낸 설명도이다.

도2를 참조로 본 발명에 따른 저가형 매설식 차량정보 검출시스템을 통해 교통자료를 추출하는 방법에 대하여 자세히 기술한다.

도면에 나타낸 바와 같이, 차량이 진행방향에 따라 통과될 경우, 상기 루프센서(10) 및 피에조센서(20)에서 각각 정보를 센싱한다. 도2의 (a)에서 d₁은 루프센서(10)가 차량에 의해 반응하기 시작하는 지점과 루프센서(10)와의 거리를 나타낸 것이고, d₂는 루프센서(100의 길이를 나타낸 것이고, d₃는 루프센서(10)과 피에조센 서(20) 사이의 거리를 나타낸 것이다.

그리고 도2의 (b)에서 t₁은 루프센서(10)가 반응하기 시작하는 시점과 피에조센서(20)가 반응하기 시작하는 시점과의 시간차를 나타낸 것이고, t₂는 피에조센서(20)에서 차량의 1축이 반응하는 시점과 차량의 2축이 반응하는 시점과의 시간차를 나타낸 것이고, t₃는 루프센서(10)가 반응하는 시점과 루프의 반응이 끝나는 시점과의 시간차를 나타낸 것이다.

이 경우, 루프센서(10) 및 피에조센서(20)를 통해 교통자료를 추출하는 방법은 다음과 같다.

이고, 오버행비란 앞내민 거리와 뒷내민 거리의 합을 차량 전장으로 나눈 값(%)으로서, 차량 전장(L)에서 축간 거리(D)를 뺀 값을 차량 전장으로 나눈 값(%)과 동일하다.

이와 같이 이루어짐에 따라 제어기내의 알고리즘 수정을 통해 각각의 센서를 독립적으로 운영할 수 있다.

또한, 속도 계산 시 차량의 앞내민 거리(앞 범퍼에서 첫 번째 축까지의 거리)로 인한 오차가 발생할 수 있으나, 이러한 오차는 전체 차량을 몇 가지 유형으로 구분(예를 들면, 승용차, 버스, 트럭의 3종 분류)하여 평균값을 적용함으로써 대부분 감소시킬 수 있다.

이에 더하여 본 발명에 따른 저가형 매설식 차종 분류 검지 시스템을 현재 운영되고 있는 검지시스템에 적용할 경우, 상시장비의 센서중에서 1개의 센서가 고장나더라도 나머지 2개의 센서를 이용한 교통자료의 수집이 가능하게 되며, 상시조사 장비의 가동률 및 자료수집률을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따라 루프센서 및 피에조센서를 각각 하나씩 구비하는 시스템으로 구현할 경우, 종래의 3개의 센서를 구비한 시스템에 비하여 약 30%의 비용절감의 효율을 기대할 수 있다. 대략 센서설치비에서 약 3.1억원, 유지보수비에서 연간 2.1억원으로 연간 약 5.2억원의 예산절감 효율을 기대할 수 있다.

이와 같이 이루어짐에 따라 루프센서 및 피에조센서를 하나씩 구비하는 차량검지수단과 상기 차량검지수단으로 부터 입력된 시그널을 분석하기 위한 차로별 중앙처리장치를 포함하고, 상기 차량검지수단으로부터 수집되는 전기신호를 교통자료로 전환해주는 제어기를 통하여 교통량, 속도, 차종등을 검출할 수 있는 저가형 매설식 차량정보 검출시스템를 얻을 수 있다. 또한 상기 중앙처리장치 및 제어기를 통한 정보검출 및 데이터처리는 본 발명에 따른 기술분야의 당업자에 의해 용이하 게 구현될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 검지기에서 교통량, 속도, 차종 등의 교통자료를 추출해 내는 알고리즘을 개선하여, 1개의 루프센서와 1개의 피에조센서 만으로도 일정수준 이상의 신뢰도를 유지하며 차종별 교통량, 속도, 점유율 자료의 수집이 가능하고, 접촉식 센서로 인해 센싱오류 또는 검출불량의 문제점을 미연에 방지하고, 매설식 센서에 의한 검출로 정확하고 저가형으로 구현가능한 저가형 매설식 차량정보 검출시스템을 제공하는 효과를 갖는다.

또한 루프센서 및 피에조센서를 각각 하나씩 구비함에 따라, 이를 현재 운영되고 있는 검지시스템에 적용할 경우, 상시장비의 센서중에서 1개의 센서가 고장 나더라도 나머지 2개의 센서를 이용한 교통자료의 수집이 가능하게 되며, 상시조사 장비의 가동률 및 자료수집률을 높일 수 있는 저가형 매설식 차량정보 검출시스템을 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. 도로상에 매설되어 접촉에 의한 센싱으로 차량정보를 검출하기 위한 검출시스템으로서,

   루프센서 및 피에조 센서를 각각 1개씩 구비하고 선택적으로 차량의 진행방향에 대하여 전방 및 후방에 위치시키며, 도로상에 매설하여 접촉식 센서의 조합으로 이루어진 차량검지수단; 및

   상기 차량검지수단으로 부터 입력된 시그널을 분석하기 위한 차로별 중앙처리장치를 포함하는

   저가형 매설식 차량정보 검출시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 차량검지수단으로부터 수집되는 전기신호를 교통자료로 전환해주는 제어기를 더 포함하는

   저가형 매설식 차량정보 검출시스템.
5. 제1항의 저가형 매설식 차량정보 검출시스템 중 루프센서가 전방으로 위치되고, 피에조센서가 상기 루프센서의 후방으로 위치되는 차량정보 검출방법으로서,

   

   이고,

   d₁은 루프센서가 차량에 의해 반응하기 시작하는 지점과 루프센서와의 거리;

   d₂는 루프센서의 길이;

   d₃는 루프센서과 피에조센서 사이의 거리;

   t₁은 루프센서가 반응하기 시작하는 시점과 피에조센서가 반응하기 시작하는 시점과의 시간차인

   차량정보 검출방법.
6. 제5항에 있어서,

   

   이고,

   t₂는 피에조센서에서 차량의 1축이 반응하는 시점과 차량의 2축이 반응하는 시점과의 시간차인

   차량정보 검출방법.
7. 제5항에 있어서,

   

   이고,

   d₁은 루프센서가 차량에 의해 반응하기 시작하는 지점과 루프센서와의 거리;

   d₂는 루프센서의 길이;

   t₃는 루프센서가 반응하는 시점과 루프의 반응이 끝나는 시점과의 시간차인

   차량정보 검출방법.
8. 제5항에 있어서,

   

   이고,

   L은 차량전장;

   D는 축간거리인

   차량정보 검출방법.

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