KR100840628B1 - 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템에 관한 것으로, 신호등의 현재 점등된 신호를 검출하는 점등 정보 검출부와; 상기 각 신호등에 설치되어 교차로 내의 차량을 검출하기 위한 차량 검출센서를 구비하고 있는 차량 검출부와; 상기 점등 정보 검출부와 상기 차량 검출부와 연결되어 있으며, 상기 점등 정보 검출부로부터 녹색신호 또는 좌회전 신호가 입력될 시 차량 검출부로부터 차량 검출신호를 입력받아 교차로 내의 차량 유무에 의한 정체를 판단하고, 교차로 정체 판단에 따른 상기 신호등의 정상 신호 또는 일시진입금지 제어신호를 발생하는 신호등 제어부와; 상기 신호등 제어부로부터 신호등 제어신호를 수신하여, 그 신호들에 따라 동작하는 신호 구동부; 및 상기 신호 구동부에서 출력되는 LED 구동신호에 응답하여 정상 신호 또는 일시진입금지 신호를 LED에 표시하는 신호 표시부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것으로서, 교차로의 정체가 감지되면 신호등에 일시진입금지 표시를 하여 운전자에게 교차로 진입을 하지 않도록 하여 교통체증 현상을 효율적으로 제어할 수 있을 것이며, 신속한 정체해소를 통한 시민불편의 최소화, 혼잡비용 절감 등의 효과를 가져올 수 있다.

교차로, 차량정체, 일시진입금지, 신호등, LED, 꼬리 물기

Description

교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템{The control system of a signal lamp displaying forbidding an approach by stagnation to the intersection on perception and the date and time}

본 발명은 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교차로 상태를 파악하여 도로 상황에 따라 교차로 내에 정체가 감지되면 교차로 진입을 금지하는 일시진입금지 신호를 점등시켜 교차로 내의 꼬리물기를 해소할 수 있는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 도로의 혼잡이란 용량을 초과하는 과다한 교통수요나 도로구조상의 문제, 그리고 교통사고 등의 다양한 원인에 의해서 발생하는 차량흐름의 지정체 및 대기행렬 현상 등을 말한다. 이론적인 측면에서 혼잡은 정상적인 자유흐름(free flow)의 통행상태에서 소요되는 통행시간과, 교통흐름의 지체상태에서 소요되는 통행시간을 비교했을 때 나타나는 통행시간이나 지체의 증분으로 설명될 수 있다.

자동차 수가 매년 급속도로 증가함으로 인하여 대도시는 물론 중소지방도시에까지 극심한 교통체증 현상이 발생하고 있으며, 이로 인한 경제적 손실도 매년 증가하고 있다. 따라서 교통체증 현상은 우리 사회가 해결해야 할 당면 과제이다.

교차로란 2개 이상의 도로가 교차 또는 접속되는 공간 및 그 내부의 교통 시설물을 말하는 것으로 교차로의 기하구조, 운영방법 등에 따라 운전자가 통행노선을 선정하는 의사결정 지점이 되는 곳으로 정상적인 교통의 진행뿐만 아니라 횡단, 회전 등이 발생하여 도로의 다른 부분보다 복잡한 운행이 되어있고 교통사고의 60%가 교차로 및 이 부근에서 발생되고 있는 것으로 알려지고 있으며 교통정체의 대부분이 교차로 전방에서 일어나고 있다. 즉, 교차로 내 정체상황에서 의도적으로 꼬리를 물고 진입해 심한 교통정체는 물론 운전자의 불편 및 교통사고를 유발하고 있다.

우리의 교통현실을 볼 때 정체되는 차량으로 인해 비록 신호를 받고 교차로에 들어가더라도 신호기간 내에 교차로를 빠져나갈 수 없다는 것을 뻔히 알면서도 무리하게 교차로에 들어가거나 더 나아가 위와 같은 이유로 계속 밀리는 상황에서 이미 신호가 바뀌었음에도 불구하고 앞차들 뒤를 물고 교차로에 밀고 들어오는 얌체족들을 종종 볼 수 있는데, 그 차 한 대 때문에 신호가 바뀌었음에도 다른 방향의 차들은 한 대도 움직이지 못하는 경우가 생기게 되는 문제점이 있었다.

최악의 상황을 가정할 때, 신호가 바뀌었음에도 꼬리를 물고 있는 차를 따라 교차로에 진입하는 얌체족에 화가나 신호에 따른 다른 방향 차가 그 얌체족에게 양보하지 않고 차를 밀어붙이다가 사고가 나면 그 얌체족은 신호위반으로 처벌받게 되고, 피해자의 부상이 심할 때는 구속될 수도 있다.

따라서, 차량 사이를 비집고 달리는 퀵서비스 오토바이와 얌체족 차량이 충 돌될 가능성은 언제나 있으므로 신호가 바뀔 때는 교차로에 진입해서는 안 되고, 진행신호이더라도 교차로에 차량이 밀려 빠져나갈 수 없을 때는 교차로에 진입할 수 없도록 법에 정해져 있으며(도로교통법 제22조 제3항) 이에 위반하여 무리하게 교차로에 들어가면 사고나지 않더라도 승용차의 경우 4만원의 범칙금대상이 된다.

황색주의신호는 교차로 중간에서 신호가 바뀔 때 차량들이 순간적으로 엉키는 것을 방지하기 위한 것인데 일반적으로 3초간 작동되고, 로타리 등 차선이 넓은 곳에서는 4~7초간 작동된다. 직진신호에 교차로에 진입하였다가 중간에 황색주의신호로 바뀐 때에는 신속하게 교차로를 빠져나가기만 하면 되는 것이고, 진행신호에 교차로에 들어온 이상 신호위반에 해당되지는 않는다.

그러나, 황색주의신호가 켜지기 전에 교차로에 들어온 것인지, 아니면 황색 주의신호가 켜진 후에 교차로에 들어온 것인지를 판단하는 방법은 목격자 진술이 가장 정확하겠지만 목격자 진술이 없는 경우에는 차량운전자와 경찰 간의 교차로 내의 꼬리물기 단속에 대한 시시비비에 관한 다툼이 빈번하게 일어나고 있는 실정이다.

이와 같이 현재에는 꼬리를 이으며 교차로에 진입하는 행위가 평균 지체시간을 연장하고 주행속도를 떨어뜨리며, 연료비를 증가시켜 국가 경쟁력을 약화시키고, 교차로에서 의도적으로 꼬리를 물고 진입할 경우 교통사고에도 부정적 영향을 미치게 되므로 스스로 자제해달라고 당부하거나, 정체 교차로에는 `교차로 정체시 진입금지'를 표시하는 걸게 그림을 운전자들의 눈에 띄게 부착해 교차로가 혼잡할 때는 진입하지 않도록 미연에 예방하고 있는 차원이어서 실제적인 대책이 전무한 실정이다.

한편, 일상적 교통관리 체계는 현장교통 관리: 경찰, 모범운전수 등을 상습정체지점에 사전 배치하여 현장교통 정리를 하고 있으며, 교통방송, 도로전광표지 등을 이용 교통상황 안내하고 있다. 그러나, 출퇴근시의 일상적인 정체와 달리 돌발상황(불법집회, 기상악화, 교통사고 등)으로 발생하는 비정형적인 교통정체는 사전 예측이 어렵고, 광역적으로 장시간에 걸쳐 발생하는 특성이 있어서 일상적인 정체보다 심각함에도 불구하고, 지금까지는 일상적인 교통관리체계를 유지운영하여 정체해소에 장시간이 소요되는 등 비정형적 교통정체에 효율적으로 대응하지 못하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 교차로시스템에서 교차로의 소통흐름을 실시간으로 모니터링하고, 이를 토대로 신호제어를 함으로써 교차로상에 차량지체를 완화시키고 꼬리물기를 해결할 수 있는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 교차로의 정체시 직진 및 좌회전 차량에 대하여 신호등에 일시진입금지 신호를 줄 수 있도록 동적으로 신호체계를 변경하는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템은, 신호등의 현재 점등된 신호를 검출하는 점등 정보 검출부와; 상기 각 신호등에 설치되어 교차로 내의 차량을 검출하기 위한 차량 검출센서를 구비하고 있는 차량 검출부와; 상기 점등 정보 검출부와 상기 차량 검출부와 연결되어 있으며, 상기 점등 정보 검출부로부터 녹색신호 또는 좌회전 신호가 입력될 시 차량 검출부로부터 차량 검출신호를 입력받아 교차로 내의 차량 유무에 의한 정체를 판단하고, 교차로 정체 판단에 따른 상기 신호등의 정상 신호 또는 일시진입금지 제어신호를 발생하는 신호등 제어부와; 상기 신호등 제어부로부터 신호등 제어신호를 수신하여, 그 신호들에 따라 동작하는 신호 구동부; 및 상기 신호 구동부에서 출력되는 LED 구동신호에 응답하여 정상 신호 또는 일시진입금지 신호를 LED에 표시하는 신호 표시부;를 포함하여 구성되는 신호기 제어 시스템에 있어서, 상기 차량 검출부는, 상기 교차로의 진입하기 전에 위치한 신호등의 일측에 설치되어 교차로에 진입한 차량의 후면을 주시하고, 교차로 내의 직진 차선을 따라 진행하는 차량을 감지하는 제1 센싱부와 교차로 내의 좌회전 차선을 따라 진행하는 차량을 감지하는 제2 센싱부로 구성되며, 상기 신호 표시부는, 상기 신호 구동부의 제어신호에 따른 신호표시를 위하여 적색, 황색, 녹색이 구비된 3색등 신호부와 좌회전 진입금지 또는 직진 진입금지를 표시하는 일시진입금지 신호부로 이루어진 1 내지 복수의 LED와, 상기 LED에 전력을 공급하기 위한 전력선을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 또한 상기 차량 검출부는, 교차로 영역 내의 차량을 검출하는 초음파 검출기, 적외선 검출기, 자기 검출기, 전파 검출기 중 어느 하나 이상의 기술을 사용하는 차량 검출센서가 구비되며, 상기 차량 검출센서는 교차로 영역 내의 차량 쪽으로 원격적으로 방사되는 것이 바람직하다.

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특히, 상기 제1 센싱부 및 제2 센싱부는, 전원공급부와, 차량을 향해 빛을 투광하는 광센서 어레이와, 상기 광센서 어레이로부터 차량에 입사하여 반사되는 빛을 수광하도록 배치되는 적외선 수신부, 및 상기 적외선 수신부로 수신되는 빛을 증폭하는 증폭회로부를 포함하여 구성될 수 있다.

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여기서 상기 일시진입금지 신호부는, 녹색을 발생시키도록 동작되는 LED들로 구성되어 하나의 원형 또는 좌회전 화살표 신호를 이루는 녹색 LED열과, 상기 녹색 LED열의 중앙부분에 위치하여 X자형으로 배치되는 적색 LED열이 일체로 이루어져 녹색등과 일시진입금지 표시등이 교차 표시가 가능한 것이 바람직하다.

여기서, 상기 일시진입금지 신호부는, 일시진입금지 시 녹색 LED열은 소등되고, X자형으로 배치되는 적색 LED열이 점등되거나, 일시진입금지 시 녹색 LED열 및 X자형으로 배치되는 적색 LED열이 동시에 점등되는 것이 더욱 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 교차로를 통과하는 차량의 정체가 감지되면 신호등에 진입금지 표시를 하여 운전자에게 교차로 진입을 하지 않도록 하여 교통체증 현상을 효율적으로 제어할 수 있을 것이며, 신속한 정체해소를 통한 시민불편 최소화, 혼잡비용 절감, 대기오염 저감 등의 효과를 가져올 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 낮 시간에는 교통량에 따라 탄력적으로 신호를 조절할 수 있어 교통흐름을 원활히 해줄 뿐만 아니라 전량 수입에 의존하는 값비싼 원유를 아낄 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 교차로 신호등의 진입금지 표시로 인해 차량운전자와 경찰 간의 교차로 내의 꼬리물기 단속에 대한 시시비비에 관한 다툼의 여지를 해결할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적은 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템의 개략적인 연결구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템은, 점등 정보 검출부(100)와, 차량 검출부(200)와, 신호등 제어부(300)와, 신호 구동부(400) 및 신호 표시부(500)를 포함한다.

상기 점등 정보 검출부(100)는 교차로의 교통 신호기에 설치되는 각 신호등의 현재의 점등 상태를 검출하는 것으로, 각 신호등의 현재 점등된 색상과 잔여 점등시간을 파악한다. 즉, 점등 정보 검출부(100)는 각 신호등의 적색신호, 황색신호, 녹색신호, 좌회전 신호, 유턴신호 등을 검출할 수 있다. 상기 점등 정보 검출부(100)는 교차로에 설치되어 있는 일반적인 교통 신호 제어기가 이용된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 검출부의 교차로에서의 설치상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량 검출부에 의한 차량의 검출방향을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1 센싱부의 블럭구성도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 차량 검출부(200)는 교차로에 설치된 차량 검출센서로부터 수신된 차량 검출신호를 검출하는 것으로, 도 2에 도시된 실시예에서는 상기 도로가 편도 2차선으로 구성되어 있으므로 상기 차량 검출센서는 직진 차선과 좌회전 차선을 각각 감지할 수 있도록 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)로 구성되거나 하나의 센서에 의해 모든 차선을 감지하도록 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 교차로 내의 보다 정확한 정체 여부를 판단하기 위하여 제1 센싱부(210)와 제2 센싱부(220)로 분리하여 감지하는 것이 바람직하다.

상기 제1 센싱부(210)는 교차로의 신호등을 통과하여 교차로 내에 진입한 직진 차량의 위치를 알아내기 위하여 교차로에 진입하기 전에 위치한 신호등 지지대의 일측에 설치되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 교차로에 진입한 직진 차량의 후면을 주시하도록 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 센싱부(210)는 교차로를 향하는 방향에 통행하는 차량에 있어서 자동차 뒷 범퍼가 교차로 횡단보도의 정지선을 통과하는 지점에서부터 교차로의 건너편이 횡단보도를 통과하는 지점까지의 범위를 센싱하여 교차로 영역 내에 직진 차량의 정체 여부를 알아낸다.

상기 제2 센싱부(220)는 교차로의 신호등을 통과하여 교차로 내로 진입한 좌회전 차량의 위치를 알아내기 위하여 신호등 지지대의 타측에 설치되어 신호등 지지대를 지나서 교차로의 좌회전 차선을 따라 진행하는 좌회전 차량의 후면을 주시하도록 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제2 센싱부(220)의 설치 위치는 교차로를 통과하여 좌회전하는 차량에 있어서 차량의 뒷 범퍼가 교차로 횡단보도의 정지선을 통과하는 지점에서부터 교차로의 좌회전 건너편의 횡단보도를 통과하는 지점까지의 범위를 센싱하여 교차로 내의 좌회전 차량의 정체 여부를 알아낸다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 검출부의 교차로에서의 설치상태를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)는, 예전의 신호체계에 있어서 교차로의 건너편에 위치한 횡단보도의 일측에 설치되어 교차로에 진입한 차량의 전면을 주시하도록 설치될 수 있다.

여기서, 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)는 차량을 센싱할 수 있는 수단이라면 어느 것이라도 적용가능하다. 예를 들면, 적외선 방식, 루프코일방식, 고주파 방식, 레이더 방식, 초음파 방식, 영상검지 방식 등이 적용될 수 있으며, 본 발명에서는 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)는 적외선 센서를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 제1 센싱부(210)를 적외선 센서를 사용하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 전원공급부(212)와, 차량을 향해 빛을 투광하는 광센서 어레이(214)와, 광센서 어레이(214)로부터 차량에 입사하여 반사되는 빛을 수광하도록 배치되는 적외선 수신부(216) 및 상기 적외선 수신부(216)로 수신되는 빛을 증폭하는 증폭회로부(218)를 포함하여 구성될 수 있다. 제2 센싱부(220) 역시 동일한 구조로 구성된다. 이러한 기술 구성은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 다른 실시예에서는 제3 센싱부(230)를 더 구비하여 교차로 내의 중앙부분을 감지하도록 하여 교차로의 모든 영역을 보다 세부적으로 감지할 수 있다.

상기 신호등 제어부(300)는 상기 점등 정보 검출부(100)로부터 신호 점등정보를 입력받아 메모리에 일시 저장하고, 상기 차량 검출부(200)로부터의 차량 검출정보를 입력받아 메모리에 일시 저장한 후, 이들 점등 정보 검출부(100)와 차랑 검 출부(200)에 의하여 전달된 정보에 따라 교차로의 정체 여부를 판단하여 상기 신호등의 점등 상태를 변화시키는 제어신호를 출력하는 것으로, 일반적인 교통 신호 제어기가 이용될 수 있다.

이러한 상기 신호등 제어부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 교통 신호기의 동작을 통괄 제어하는 회로부이고, 제어회로(310)와 전송회로(320) 및 메모리(330)를 가지는 구성이다. 상기 제어회로(310)는 CPU(Central Processing Unit), ROM, RAM, 발신부 등을 가지는 회로이다. 제어회로(310)는 ROM에 기억되는 제어 프로그램이나 설정 정보에 근거하고, CPU는 제어 프로그램의 RAM의 작업 영역을 전개하고, 발신부로부터 발신되는 클록 신호에 따라 순차적으로 실행하는 것으로 신호등의 신호 점등 제어를 실행한다. 또한, 상기 전송회로(320)는 상기 점등 정보 검출부(100)와 차량 검출부(200)와의 통상의 신호전송회로로서 유,무선방식 어느 것을 사용하여도 무방하다. 또한, 상기 메모리(330)에 기억되는 설정 정보는, 각 신호등의 설치위치에 관계하는 정보, 그 설치위치로부터의 진행 방향마다의 정보, 각 신호의 유지시간, 교차로 내로 진입한 차량을 검출하는 위치(교차로 입구에서 건너편 횡단보도까지의 위치)에 관계하는 정보 및 인접하는 교차로와의 위치 관계(거리, 접속 상태)의 정보 등을 포함한다.

이와 같이 구성된 상기 신호등 제어부(300)는 신호등의 작동 개시 신호가 입력되면 메모리(330)로부터 적색신호 유지시간, 황색신호 유지시간, 녹색신호 유지시간, 좌회전신호 유지시간 등을 수신하고, 수신된 각 신호의 유지시간 값을 읽어 들여, 이를 후술되는 신호 구동부(400)로 출력한다.

상기 신호 구동부(400)는 신호등 제어부(300)로부터 신호등 제어신호를 수신하고, 이 신호등 제어신호를 LED 구동신호로 출력하여 신호 표시부(500)를 점등시킨다.

본 발명에 따른 상기 신호 표시부(500)는 상기 신호 구동부(400)에서 출력되는 LED 구동신호에 응답하여 정상 신호 또는 일시진입금지 신호를 LED에 표시하는것으로, 조명을 위한 1 내지 복수의 LED(510)와, 그 LED(510)에 전력을 공급하기 위한 전력선(520)을 포함하여 구성된다.

도 6은 본 발명에 따른 LED(510)의 예시도이다. 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 LED(510)는, 3색등 신호부(512)와 일시진입금지 신호부(514)로 구성될 수 있으며, 여기서 상기 3색등 신호부(512)는 적색등(R), 황색등(Y), 녹색등(G) 및 좌회전등(←) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도 6(b) 및 도 6(c)에 도시된 바와 같이 상기 일시진입금지 신호부(514)는, "일시진입금지" 글자 또는 "X" 도형으로 발광소자부를 배치한 구성 상기 3색등 신호부(512)와 별개로 설치하여 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 도 6(c)에 도시된 바와 같이 적색, 황색, 녹색을 발생시키도록 동작되는 LED들로 구성되고, 녹색등은 하나의 원형 또는 다각형을 이루는 녹색 LED열과, 상기 녹색 LED열의 중앙부분에 위치하여 X자형으로 배치되는 적색 LED열이 일체로 이루어져 녹색등과 일시진입금지 표시등을 교차로 표시하는 것이 바람직하다. 즉, 일시진입금지 시 녹색 LED열은 소등되고, X자형으로 배치되는 적색 LED열이 점등되도록 하거나, 녹색 LED열 및 X자형으로 배치되는 적색 LED열이 동시에 점등되도록 할 수 있을 것이다.

상기 전력선(520)은 외부전력을 상기 LED(510)에 공급하는 선로로서, 일반적으로 신호등에 이용되고 있는 전력은 교류이고, 교류전력으로 사용하는 경우에는 교류를 직류로 변환하는 AC/DC 변환수단(530)을 더 설치하여 변환된 직류전력에 의해 LED(510)를 구동하도록 연결하면 좋다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템의 동작 과정을 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템을 이용하여 교차로 내의 차량정체를 감지하는 것을 나타내는 예시도이다.

먼저, 교차로는 여러 가지 구성으로 될 수 있으나, 본 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 간단하게 편도 2차선의 교차로라 설정하고 일방향으로 직진 차량과 좌회전 차량이 이동할 수 있도록 구성되며, 도시된 바와 같이 중앙선을 중심으로 양방향으로 차량이 이동할 수 있도록 구성하였다. 여기서 교차로 신호등은 동쪽 방향 신호등(E-SL), 서쪽 방향 신호등(W-SL), 남쪽 방향 신호등(S-SL) 및 북쪽 방향 신호등(N-SL)을 구비한다. 상기 점등 정보 검출부(100)는 교차로 신호제어기(미도시)와 연계되어 각 신호등(E-SL,W-SL,S-SL,N-SL)의 점등신호를 감지한다.

상기 차량 검출부(200)는 제1 센싱부(210)와 제2 센싱부(220)로 구성되고, 제1 센싱부(210)는 동쪽 직진차량 검출센서(E-CS)와, 서쪽 직진차량 검출센서(W-CS)와, 남쪽 직진차량 검출센서(S-CS)와, 북쪽 직진차량 검출센서(N-CS) 및 중앙 차량검출센서(C-CS)로 구성된다. 또한, 상기 제2 센싱부(220)는 동쪽 좌회전 차량 검출센서(EL-CS)와, 서쪽 좌회전 차량 검출센서(WL-CS)와, 남쪽 좌회전 차량 검출센서(SL-CS)와, 북쪽 좌회전 차량 검출센서(NL-CS)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 동쪽 직진차량 검출센서(E-CS) 및 동쪽 좌회전 차량 검출센서(EL-CS)는 교차로 환경 내에서 도로의 중앙선 우측도로의 교차로로 진입한 차량정보를 갖는다. 상기 서쪽 직진차량 검출센서(W-CS) 및 서쪽 좌회전 차량 검출센서(WL-CS)는 교차로 환경 내에서 도로의 중앙선 좌측도로의 교차로로 진입한 차량정보를 갖는다. 남쪽 직진차량 검출센서(S-CS) 및 남쪽 좌회전 차량 검출센서(SL-CS)는 교차로 환경 내에서 도로의 중앙선 아래측 도로의 교차로로 진입한 차량정보를 갖는다. 북쪽 직진차량 검출센서(N-CS) 및 북쪽 좌회전 차량 검출센서(NL-CS)는 교차로 환경 내에서 도로의 중앙선 위측 도로의 교차로로 진입한 차량정보를 갖는다. 또한, 센터 차량검출센서(C-CS)가 더 구비되어 교차로의 중앙부분의 차량정보를 검출하는 것이 바람직하다.

평상시에는 상기 점등 정보 검출부(100)와 차량 검출부(200)를 매개로 한 교차로 정체 감시가 이루어지는 상태에서, 교차로의 신호등 신호가 주기적으로 바뀌게 된다.

이때, 신호등 제어부(300)는 점등 정보 검출부(100)의 신호가 바뀌는가를 검출하여 점등 정보 검출부(100)의 검출신호를 입력받아 내부 메모리(330)에 저장하도록 한다. 그런 후 신호등 제어부(300)는 점등 정보 검출부(100)의 검출신호가 녹색신호인지를 검사하고, 녹색신호이면 차량 검출부(200)의 차량 검출센서 즉, 제1 센싱부(210) 및 제2 센싱부(220)를 통하여 교차로 내의 차량 유무를 확인하게 된 다.

이때 차량 검출부(200)에 차량이 검출되지 않았다면 교차로 내에 정체가 없는 것으로 판단하여 차기 신호등에 녹색등(G)을 점등시키기 위한 정상 제어신호를 신호 구동부(400)로 전달하고, 신호 구동부(400)는 정상적인 LED 구동신호를 차기 신호등의 신호 표시부(500)를 통해 녹색등(G)을 점등시킨다.

만약, 차량 검출부(200)에 의해 교차로 내에 진입되어 있는 차량이 검출되었다면 신호등 제어부(300)는 교차로 내에 정체가 있는 것으로 판단하여 차기 신호등에 일시진입금지 표시등(X)을 점등시키기 위한 일시진입금지 제어신호를 신호 구동부(400)로 전달하고, 신호 표시부(500)는 신호 구동부(400)의 일시진입금지 LED 구동신호에 의해 차기 신호등에 일시진입금지 표시등(X)을 점등시킨다.

그런 후 신호등 제어부(300)는 다시 차량 검출부(200)에 차량 없음에 관한 검출신호가 입력되면 교차로 내 진입한 차량이 모두 교차로를 통과하여 정체가 해소된 것으로 판단하여 차기 신호등의 일시진입금지 신호를 취소하는 제어신호를 신호 구동부(400)로 전달하고, 신호 구동부(400)는 정상적인 LED 구동신호를 신호 표시부(500)로 전달하여 차기 신호등에 녹색등(G)을 점등시켜 다음 신호순서의 차량들을 교차로로 진행시킨다.

이하, 상술한 바와 같이 동작하는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 교통량이 많은 교차로가 있다. 교차로의 각 방향에 맞춰 N, S, W, E라고 할 때 각 거리마다 신호등(N-SL,S-SL,W-SL,E-SL)이 설치되어 있고, 횡단보도 또한 있다(신호등 4개, 횡단보도 4개). 이때 신호등의 점멸 순서는 '좌회전등(←)과 녹색등(G) 황색등(Y)과 녹색등(G) 적색등(R)'의 순서로 켜진다. 이 때, 좌회전등(←)과 녹색등(G)은 동시에 켜지는 것으로 하고, 신호가 돌아가는 순서는 북(North) 서(West) 남(South) 동(East)으로 돌아간다.

이 상태에서, 서쪽 방향 신호등(W-SL)에 좌회전등(←)과 녹색등(G)이 점등되어 동쪽차량이 교차로를 따라 남쪽 방향(좌회전) 및 서쪽 방향(직진)으로 진행하게 되는 경우를 설명한다.

이 때 서쪽 방향 신호등(W-SL)의 좌회전등(←)과 녹색등(G) 신호의 유지시간이 끝나고 남쪽 방향 신호등(E-SL)에 좌회전등(←)과 녹색등(G)이 점등되는 경우에 먼저 상기 점등 정보 검출부(100)는 녹색등 점등신호를 상기 신호등 제어부(300)로 입력한다.

상기 신호등 제어부(300)는 녹색등 점등신호를 입력받으면 차량 검출부(200)의 제1 센싱부(210)와 제2 센싱부(220)로부터 차량 검출신호가 입력되었는가를 판단한다. 이때 차량 검출부(200)는 서쪽 차량검출센서(W-CS) 또는 중앙 차량검출센서(C-CS)로부터 교차로 내 차량을 검출하게 된다.

그런 후, 상기 신호등 제어부(300)는 서쪽 차량검출센서(W-CS) 또는 중앙 차량검출센서(C-CS)로부터 어떠한 검출신호도 검출되지 않을 경우에는 교차로 내에 차량 정체가 없는 것으로 판단하고 정상적인 LED 구동신호를 신호 구동부(400)로 전달한다.

상기 신호 구동부(400)는 좌회전 신호 및 직진신호에 따른 LED 구동신호를 생성하여 신호 표시부(500)로 전달하고, 상기 신호 표시부(500)는 남쪽 방향 신호등(S-SL)에 좌회전등(←)과 녹색등(G)을 점등시켜 완료한다.

한편, 상기 신호등 제어부(300)는 녹색등 점등신호를 입력받은 경우, 교차로 내에 차량이 존재하여 서쪽 차량검출센서(W-CS) 또는 중앙 차량검출센서(C-CS)로부터 차량 검출신호가 입력되면 신호등 제어부(300)는 교차로가 정체되었다고 판단한다. 따라서, 상기 신호등 제어부(300)는 좌회전 신호와 직진신호 취소명령을 출력시켜 신호 구동부(400)에 전달하고, 신호 구동부(400)는 남쪽 방향 신호등(E-SL)에 일시진입금지 LED 구동신호를 출력시켜 신호 표시부(500)를 통해 남쪽 방향 신호등(S-SL)에 일시진입금지 표시등(X)을 점등시킨다.

이와 같이 하여, 서쪽 방향으로 진행하는 차량은 서쪽 방향 신호등(W-SL)의 적색신호에 의해 더 이상의 교차로 진입은 멈추게 되고, 교차로상에 진입해 있는 서쪽 방향(직진) 및 남쪽 방향(좌회전)으로 진행하는 차량이 모두 빠져나갈 때까지 남쪽에서 북쪽 방향으로 진행하는 차량도 대기하게 되어 신호변경에 따른 무리한 교차로의 꼬리물기 진입을 막게 되어 교차로의 정체를 해소하게 된다.

한편, 남쪽 방향 신호등(S-SL)에 일시진입금지 표시등(X)이 점등되고 있는 상태에서 상기 서쪽 차량검출센서(W-CS) 또는 중앙 차량검출센서(C-CS)로부터 더 이상 차량 검출신호가 검출되지 않으면 신호등 제어부(300)는 교차로 영역에 차량의 정체가 해소되었다고 판단하고, 신호등 제어부(300)는 일시진입금지 신호명령을 취소하는 제어신호를 신호 구동부(400)에 출력시키고, 신호 구동부(400)는 정상적인 좌회전 및 직진 LED 구동신호를 출력시켜 신호 표시부(500)를 통하여 남쪽 방향 신호등(E-SL)에 좌회전등(←) 및 녹색등(G)을 점등시킨다.

이와 같이 최근의 교차로 신호등의 경우에는 LED 신호등이 주로 사용되고 있어서, 본 발명에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템을 설치하기 위해 별도의 조명기구 변경 등의 공사를 하는 것이 아니라, 그대로 LED 신호등을 이용해서 실현할 수가 있다. 예를 들어, 기존의 신호등 장치를 본 발명의 신호등 장치로 교환하는 것뿐이라고 하는 간단한 공사에 의해서 시스템을 구성하는 것이 가능한 유용한 발명인 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템의 개략적인 연결구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 검출부의 교차로에서의 설치상태를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 차량 검출부에 의한 차량의 검출방향을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 제1 센싱부의 블럭구성도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 검출부의 교차로에서의 설치상태를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 LED의 예시도.

도 7은 본 발명에 따른 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템을 이용하여 교차로 내의 차량정체를 감지하는 것을 나타내는 예시도.

*도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명*

100. 점등 정보 검출부 200. 차량 검출부

210. 제1 센싱부 220. 제2 센싱부

212. 전원공급부 214. 광센서 어레이

216. 적외선 수신부 218. 증폭회로부

300. 신호등 제어부 310. 제어회로

320. 전송회로 330. 메모리

400. 신호 구동부 500. 신호 표시부

510. LED 512. 3색등 신호부

514. 일시진입금지 신호부 520. 전력선

530. AC/DC 변환수단

Claims (11)

1. 교차로의 교통 신호기에 설치되는 신호등의 현재 점등된 신호를 검출하는 점등 정보 검출부(100)와; 상기 각 신호등에 설치되어 교차로 내의 차량을 검출하기 위한 차량 검출센서를 구비하고 있는 차량 검출부(200)와; 상기 점등 정보 검출부(100)와 상기 차량 검출부와 연결되어 있으며, 상기 점등 정보 검출부(100)로부터 녹색신호 또는 좌회전 신호가 입력될 시 차량 검출부(200)로부터 차량 검출신호를 입력받아 교차로 내의 차량 유무에 의한 정체를 판단하고, 교차로 정체 판단에 따른 상기 신호등의 정상 신호 또는 일시진입금지 제어신호를 발생하는 신호등 제어부(300)와; 상기 신호등 제어부(300)로부터 신호등 제어신호를 수신하여, 그 신호들에 따라 동작하는 신호 구동부(400); 및 상기 신호 구동부(400)에서 출력되는 LED 구동신호에 응답하여 정상 신호 또는 일시진입금지 신호를 LED에 표시하는 신호 표시부(500);를 포함하여 구성되는 신호기 제어 시스템에 있어서,

   상기 차량 검출부(200)는,

   상기 교차로의 진입하기 전에 위치한 신호등의 일측에 설치되어 교차로에 진입한 차량의 후면을 주시하고, 교차로 내의 직진 차선을 따라 진행하는 차량을 감지하는 제1 센싱부(210)와 교차로 내의 좌회전 차선을 따라 진행하는 차량을 감지하는 제2 센싱부(220)로 구성되며,

   상기 신호 표시부(500)는,

   상기 신호 구동부(400)의 제어신호에 따른 신호표시를 위하여 적색, 황색, 녹색이 구비된 3색등 신호부(512)와 좌회전 진입금지 또는 직진 진입금지를 표시하는 일시진입금지 신호부(514)로 이루어진 1 내지 복수의 LED(510)와, 상기 LED(510)에 전력을 공급하기 위한 전력선(520)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차량 검출부(200)는,

   교차로 영역 내의 차량을 검출하는 초음파 검출기, 적외선 검출기, 자기 검출기, 전파 검출기 중 어느 하나 이상의 기술을 사용하는 차량 검출센서가 구비되며, 상기 차량 검출센서는 교차로 영역 내의 차량 쪽으로 원격적으로 방사되는 것을 특징으로 하는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 센싱부(210)는,

   전원공급부(212)와;

   차량을 향해 빛을 투광하는 광센서 어레이(214)와;

   상기 광센서 어레이(214)로부터 차량에 입사하여 반사되는 빛을 수광하도록 배치되는 적외선 수신부(216); 및

   상기 적외선 수신부(216)로 수신되는 빛을 증폭하는 증폭회로부(218);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서, 상기 일시진입금지 신호부(514)는,

   녹색을 발생시키도록 동작되는 LED들로 구성되어 하나의 원형 또는 좌회전 화살표 신호를 이루는 녹색 LED열과, 상기 녹색 LED열의 중앙부분에 위치하여 X자형으로 배치되는 적색 LED열이 일체로 이루어져 녹색등과 일시진입금지 표시등이 교차 표시가 가능한 것을 특징으로 하는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 일시진입금지 신호부(514)는,

    일시진입금지 시 녹색 LED열은 소등되고, X자형으로 배치되는 적색 LED열이 점등되는 것을 특징으로 하는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 일시진입금지 신호부(514)는,

    일시진입금지 시 녹색 LED열 및 X자형으로 배치되는 적색 LED열이 동시에 점등되는 것을 특징으로 하는 교차로 차량정체감지 및 일시진입금지 표시 신호기 제어 시스템.

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