KR101059450B1 - Traffic Time Control System and Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수집된 개별차량 통행시간정보를 이용하여 실시간 교통신호를 제어할 수 있도록 한 통행시간 기반 교통 신호 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 차량의 통행시간 정보를 수집하는 차량정보 수집부; 상기 통행시간 정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하고, 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화량을 산정하며, 지체 변화량에 따라 현시를 배분하는 교통신호 제어부; 및 상기 교통신호 제어부의 제어에 따라 현시를 표시하는 교통신호 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a traffic time control device and method based on the traffic time to control the real-time traffic signal using the collected individual vehicle travel time information, the vehicle information collection unit for collecting the travel time information of the vehicle; A traffic signal controller which calculates a travel time delay for each mobile flow using the travel time information, calculates a change amount of the delay according to the linkage ratio of the individual vehicles, and distributes the present time according to the change amount of the delay; And a traffic signal display unit for displaying the appearances under the control of the traffic signal controller.
차량, 통행시간, 교통신호, 지체변화량 Vehicle, travel time, traffic signal, delay change
Description
본 발명은 통행시간 기반 교통 신호 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 수집된 개별차량 통행시간정보를 이용하여 실시간 교통신호를 제어할 수 있도록 한 통행시간 기반 교통 신호 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a time-based traffic signal control system and method, and more particularly, to a time-based traffic signal control system and method for controlling the real-time traffic signal using the collected individual vehicle travel time information. will be.
최근 IT 기술의 발달은 생활전반에 유비쿼터스 기술의 형태로 급격히 확산되고 있으며, 이는 교통정보제공 및 교통운영관리 분야 등에서 활발히 적용 중에 있다.Recently, the development of IT technology is spreading rapidly in the form of ubiquitous technology throughout life, and this is being actively applied in the area of providing traffic information and traffic operation management.
그 중 자동요금징수시스템 및 교통정보수집 시스템 등에 적용되고 있는 DSRC(Dedicated Short-Range Communication)와 같은 양방향 통신이 가능한 통신 기술은 개별차량 ID 수집이 가능하다. 따라서 복수의 검지장치를 이용하여 실시간의 정확한 구간통행시간 정보가 수집 가능하며, 단속류에서 개별차량의 실시간 구간통행시간 정보는 신호교차로로 인해 발생되는 지정체 정보를 포함하고 있다.Among them, communication technology capable of bidirectional communication such as dedicated short-range communication (DSRC), which is applied to automatic toll collection systems and traffic information collection systems, can collect individual vehicle IDs. Therefore, accurate section travel time information can be collected in real time using a plurality of detection devices, and the real time section travel time information of an individual vehicle in an intermittent flow includes designation information generated by a signal crossing.
기존 ITS에서 실시간 신호제어시스템은 루프검지기의 점유율 추세 정보를 기반으로함에 따라 정지선 등 특정 위치에서 신호제어만을 위한 별도의 검지기 설치가 요구되며, 지점검지기의 점유율로서는 포화상태에서의 정보 수집 제약으로 접근로 전체의 교통상황을 대변하기에는 한계가 있다.As the real-time signal control system in the existing ITS is based on the occupancy trend information of the loop detector, it is required to install a separate detector only for signal control at a specific position such as a stop line. There is a limit to represent the traffic situation of the whole road.
따라서 실시간으로 수집된 구간통행시간, 지체 등의 구간정보를 이용한 신호제어 알고리즘이 요구되며, 현재는 교통신호제어를 위한 제반기술의 발달에 따른 운영 및 제어방법의 개선이 요구된다.Therefore, a signal control algorithm using section information collected in real time, such as section travel time, delay, etc. is required, and at present, improvement of operation and control method according to the development of various technologies for traffic signal control is required.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.The technical structure described above is a background technique for assisting the understanding of the present invention, and does not mean the prior art widely known in the technical field to which the present invention belongs.
따라서, 본 발명은 범용의 교통정보 수집장치로부터 수집되는 개별차량 통행시간정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하고, 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화량을 산정하며, 지체 변화량에 따라 현시를 배분함으로써 변화하는 교통량에 따라 교통신호를 실시간 제어할 수 있도록 한 통행시간 기반 교통 신호 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention calculates the travel time delay for each mobile flow using individual vehicle travel time information collected from a general traffic information collection device, calculates the change amount of the delay according to the linkage ratio of the individual vehicles, and displays the manifestation according to the change amount of the delay. The purpose of the present invention is to provide a time-based traffic signal control system and method for real-time control of traffic signals according to changing traffic volume.
본 발명에 따른 통행시간 기반 교통신호 제어 시스템은, 개별차량의 이동류별 통행시간 정보를 수집하는 차량정보 수집부; 상기 통행시간 정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하고, 상기 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화량을 산정하며, 지체 변화량에 따라 현시를 배분하는 교통신호 제어부; 및 상기 교통신호 제어부의 제어에 따라 현시를 표시하는 교통신호 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a traffic time control system based on a traffic time includes: a vehicle information collection unit configured to collect travel time information of individual vehicles by moving flow; A traffic signal controller which calculates a travel time delay for each mobile flow using the travel time information, calculates a change amount of the delay according to the linkage ratio of the individual vehicles, and allocates the present time according to the change amount of the delay; And a traffic signal display unit for displaying the appearances under the control of the traffic signal controller.
본 발명에서, 상기 교통신호 제어부는 상기 통행시간 정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하는 통행시간 지체 산정모듈; 개별차량의 연동을 확인하여, 연동비율을 산정하는 연동차량 비율 산정모듈; 상기 연동비율에 따라 지체변화를 산정하고, 상기 지체변화를 이용하여 지체변화량을 산정하는 지체 변화량 산정모듈; 및 상기 지체 변화량에 따라 현시를 배분하는 교통신호 시간 배분모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the traffic signal control unit includes a travel time delay calculation module for calculating the travel time delay for each mobile flow using the travel time information; An interlocking vehicle ratio calculating module for checking the interlocking ratio of the individual vehicles and calculating an interlocking ratio; A delay change calculation module for calculating a change in retardation according to the interlocking ratio and calculating a change in retardation using the retardation change; And a traffic signal time distribution module for allocating the manifestation according to the delay change amount.
본 발명에서, 상기 지체 변화량 산정모듈은 상기 연동비율이 70%이하인 경우 수집차량의 지체 및 연동계수를 적용하여 지체변화를 산정하고, 상기 연동비율이 70%초과인 경우 연동 차량군 관측 시간을 이용하여 지체변화를 산정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the delay change calculation module calculates the delay change by applying the delay and the linkage coefficient of the collected vehicle when the linkage ratio is less than 70%, and uses the interlocking vehicle group observation time when the linkage ratio is over 70%. It is characterized by calculating the change in the delay.
본 발명에서, 차량 연동을 위해 기 정의된 옵셋(off-set) 테이블을 상기 교통신호 제어부로 제공하는 옵셋 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the apparatus may further include an offset storage unit configured to provide the traffic signal controller with a predefined offset table for interworking with the vehicle.
그리고, 본 발명에 따른 통행시간 기반 교통신호 제어 방법은, 수집되는 개별차량 이동류별 통행시간정보를 이용하여 이동류별 통행시간지체를 산정하는 단계; 상기 통행시간지체 산정 후, 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화량을 산정하는 단계; 및 상기 지체변화량에 따라 현시를 배분하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the traffic time-based traffic signal control method according to the present invention comprises the steps of calculating the travel time delay for each mobile flow using the collected travel time information for each individual vehicle flow; Calculating a change amount of the delay according to the linkage ratio of the individual vehicles after calculating the travel time delay; And distributing the manifestation according to the amount of change in the delay.
본 발명에서, 상기 통행시간지체 산정은 개별차량 통행시간과 교통법규에 의해 정해진 주행구간의 자유속도 주행시 통행시간과의 차이를 통해 산정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the calculation of the travel time delay is characterized in that it is calculated through the difference between the travel time of the individual vehicle travel time and the free speed travel of the driving section determined by the traffic laws.
본 발명에서, 상기 지체변화량을 산정하는 단계는 상기 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화를 산정하는 단계; 및 상기 지체변화를 이용하여 지체변화량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of calculating the change amount of the delay comprises the steps of calculating the change of the delay according to the linkage ratio of the individual vehicles; And calculating the amount of change of the delay using the change of the delay.
본 발명에서, 상기 지체변화를 산정하는 단계는 상기 연동비율이 70%이하인 경우 수집차량의 지체 및 연동계수를 적용하여 지체변화를 산정하고, 상기 연동비율이 70%초과인 경우 연동 차량군 관측 시간을 이용하여 지체변화를 산정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of calculating the delay change is to calculate the delay change by applying the delay and the interlocking coefficient of the collection vehicle when the linkage ratio is less than 70%, and the interlocking vehicle group observation time when the linkage ratio is greater than 70% It is characterized by calculating the change of retardation using.
본 발명에서, 상기 지체변화량을 산정하는 단계는 전체 이동류의 지체를 합산한 지체의 변화를 이용하여 지체변화량을 산정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of estimating the amount of change of the retardation is characterized in that the amount of change of the retardation is calculated using the change of the retardation by adding the retardation of the entire mobile flow.
본 발명에서, 상기 지체변화량에 따라 현시를 배분하는 단계는 상기 지체변화량을 이용하여 적색시간과 녹색시간을 배분하고, 최소 녹색시간 설정과 옵셋 테이블을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of distributing the manifestation according to the delay change amount may include redistributing the red time and the green time using the delay change amount, and determining a minimum green time setting and an offset table.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 수집되는 개별차량 통행시간정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하고, 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화량을 산정하며, 지체 변화량에 따라 현시를 배분함으로써 이동류별 변화하는 개별차량에 따라 교통신호를 실시간 제어할 수 있다.According to the present invention configured as described above, using the collected individual vehicle travel time information to calculate the travel time delay for each mobile flow, calculates the change amount according to the linkage ratio of the individual vehicles, and moves by distributing the present time according to the change amount of the delay The traffic signal can be controlled in real time according to the individual vehicle changing by type.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and the scope of rights of the present invention is not limited by these embodiments.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 1은 본 실시예에 의한 통행시간 기반 교통신호 제어 시스템의 블럭도이고, 도 2는 본 실시예에 의한 통행시간 기반 교통신호 제어 방법의 순서도이며, 도 3은 본 실시예에 의한 대기행렬 해소시간 산정을 설명하기 위한 그래프이고, 도 4는 본 실시예에 의한 면적비에 따른 평균지체 산정을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a block diagram of a traffic time-based traffic signal control system according to the present embodiment, Figure 2 is a flow chart of a traffic time-based traffic signal control method according to the present embodiment, Figure 3 is a queue cancellation according to this
도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예에 의한 통행시간 기반 교통신호 제어 시스템은, 차량정보 수집부(1), 교통신호 제어부(2), 옵셋(off-set) 저장부(3) 및 교통신호 표시부(4)를 포함한다.1 and 2, the traffic time control system based on the travel time according to the present embodiment, the vehicle
차량정보 수집부(1)는 차량의 통행시간 정보를 수집한다. 이러한 차량정보 수집부(1)는 구간통행시간, 지체 등의 구간정보를 수집한다.The vehicle
교통신호 제어부(2)는 통행시간 정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하고, 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화량을 산정하며, 지체 변화량에 따라 현시를 배분한다.The traffic
이러한 교통신호 제어부(2)는 통행시간 정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하는 통행시간 지체 산정모듈(21)과, 개별차량의 연동을 확인하여, 연동비율을 산정하는 연동차량 비율 산정모듈(22)과, 연동비율에 따라 지체변화를 산정하고, 상기 지체변화를 이용하여 지체변화량을 산정하는 지체 변화량 산정모듈(23)과 지체 변화량에 따라 현시를 배분하는 교통신호 시간 배분모듈(24)를 포함한다.The traffic
여기서, 지체 변화량 산정모듈은 연동비율이 70%이하인 경우 수집차량의 지체 및 연동계수를 적용하여 지체변화를 산정하고, 연동비율이 70%초과인 경우 연동 차량군 관측 시간을 이용하여 지체변화를 산정한다.Here, the delay change calculation module calculates the delay change by applying the delay and the linkage coefficient of the collected vehicle when the linkage ratio is less than 70%, and calculates the delay change by using the linking vehicle group observation time when the linkage ratio is over 70%. do.
옵셋 저장부(3)는 차량 연동을 위해 기 정의된 옵셋(off-set) 테이블을 교통신호 제어부(2)로 제공한다.The
교통신호 표시부(4)는 교통신호 제어부(2)의 제어에 따라 현시를 표시한다.The traffic
도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예에 의한 통행시간 기반 교통신호 제어 방법은, 주기 단위로 개별차량 통행시간정보를 수집하고(S1), 수집한 개별차량 통행시간정보를 이용하여 이동류별 통행시간지체를 산정한다(S2).1 and 2, according to the present embodiment, the traffic time control method based on the traffic time collects individual vehicle travel time information on a periodic basis (S1), and uses the collected individual vehicle travel time information for each movement. Calculate the travel time delay (S2).
이어서, 수집한 차량의 연동비율을 산정하고(S3), 연동비율에 따라 지체변화를 산정한다(S4,S5,S6).Subsequently, the linkage ratio of the collected vehicle is calculated (S3), and the change of the delay is calculated according to the linkage ratio (S4, S5, S6).
지체변화 산정은, 연동비율이 70%이하인 경우 수집차량의 지체 및 연동계수를 적용하는 모듈A를 이용하여 지체변화를 산정하고(S5), 연동비율이 70%초과인 경우 연동 차량군 관측 시간을 적용하는 모듈B를 이용하여 지체변화를 산정한다(S6).The delay change calculation is performed using module A which applies the delay and interlocking coefficient of the collected vehicle when the linkage ratio is less than 70% (S5), and when the linkage ratio is over 70%, The change of the delay is calculated using the applied module B (S6).
이어서, 연동비율에 따라 산정된 지체변화를 이용하여 지체변화량을 산정한다(S7,S8).Next, the amount of change of retardation is calculated using the change of retardation calculated according to the interlocking ratio (S7, S8).
지체변화량 산정은, 복수주기의 지체변화를 이용하여 주기를 결정하고(S7), 전체 이동류의 지체를 합산한 지체의 변화를 이용하여 지체변화량을 산정한다(S8).In the delay change calculation, the cycle is determined using the delay change of a plurality of cycles (S7), and the delay change amount is calculated using the change of the delay which sums up the delays of all the mobile flows (S8).
이어서, 지체변화량에 따라 적색시간을 산정하고(S9), 녹색시간을 배분하며(S10), 최소녹색시간 설정(S11)과 차량 연동을 위해 옵셋을 결정(S12)한다. 즉, 지체변화량을 이용하여 현시를 배분한다.Subsequently, the red time is calculated according to the amount of delay change (S9), the green time is allocated (S10), and the offset is determined to link the vehicle with the minimum green time setting (S11) (S12). In other words, the amount of change is allocated using the amount of change in the delay.
이와 같이 구성된 본 실시예에 의한 통행시간 기반 교통신호 제어 시스템과 방법을 예를들어 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the time-based traffic signal control system and method according to the present embodiment configured as described above in detail as an example.
본 발명은 유비쿼터스 기술의 발달에 따른 실시간 신호 제어 방법론의 변화를 통해 기존 점유율 기반 신호 제어 방식을 대체하여, 범용의 교통정보 수집장치로부터 수집되는 개별차량의 구간 통행시간을 기반으로 교통신호를 실시간 제어하고자 한다.The present invention replaces the existing share-based signal control method through the change of real-time signal control methodology according to the development of ubiquitous technology, and controls the traffic signal in real time based on the section travel time of individual vehicles collected from the general traffic information collection device. I would like to.
통행시간 기반의 교통신호 제어를 위한 변수는 개별차량 통행시간지체로서, 이는 아래의 [수학식 1]과 같이 개별차량 통행시간과 교통법규에 의해 정해진 주행구간의 자유속도 주행시 통행시간과의 차이를 통해 산정한다.The variable for the traffic signal control based on the travel time is the individual vehicle travel time delay, which is the difference between the travel time of the individual vehicle travel time and the free time travel of the driving range defined by the traffic law as shown in [Equation 1] below. Calculate through
여기서 개별차량 지체의 최대값을 지정하여 이상치를 제거하였으며, 이를 통해 택시 등의 링크 내부 장시간 대기로 인해 발생되는 지체의 과대 추정을 방지하고자 하였다. 지체의 최대값은 일반적 지체 모형에서 비포화시 개별차량 지체의 최대치를 적색시간으로 하는 것과 동일한 사항으로 지체를 경험한 차량이 신호제어서비스를 제공받은 해당 현시 이외의 적색시간으로 하였다.Here, the maximum value of the individual vehicle delay was specified and the outlier was removed, thereby preventing the overestimation of the delay caused by the long time waiting inside the link such as a taxi. The maximum value of the delay is the same as the maximum time of the individual vehicle delay in red saturation in the general delay model. The maximum time of the delay is red time other than the present time that the vehicle experiencing the delay is provided with signal control service.
여기에서, Individual Vehicle Delay i < αRWhere Individual Vehicle Delay i <αR
Individual Vehicle Delay i : 차량i 통행시간지체Individual Vehicle Delay i
traveltimei : 차량i의 통행시간traveltime i : Travel time of vehicle i
L : 검지기간 거리(링크거리) L: Detection period distance (link distance)
Vf : 링크별 자유속도V f : Free speed per link
α : 최대 지체의 보정치 α: correction value of maximum delay
R : 적색시간 R: Red Hour
또한, 본 발명은 통행시간 기반 신호 제어를 위해 [수학식 2]와 같이 전체 이동류의 통행시간 지체를 균등화하는 것을 목적함수로 한다. 이동류별 통행시간 지체의 차이를 최소화하기 위해 이동류별 통행시간 지체의 표준편차를 최소화하기 위한 신호 제어를 수행한다.In addition, an object of the present invention is to equalize the travel time delay of the entire mobile flow as shown in [Equation 2] for the control of the travel time based signal. Signal control is performed to minimize the standard deviation of travel time delay by mobile flow in order to minimize the difference in travel time delay by mobile flow.
여기서, i : 이동류 번호(8현시 기준)Where i is the mobile flow number
di : 이동류별 평균통행시간지체d i : Average travel time delay by mobile flow
먼저, 주기 단위로 수집된 개별차량 통행시간 정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하고, 이후 수집정보의 전수화를 위해 복수주기의 누적지체를 산정한다. First, the travel time delay for each mobile flow is calculated by using the individual vehicle travel time information collected on a periodic basis, and then, the cumulative delay of multiple cycles is calculated for the total number of collected information.
이후 연동비율에 따른 차별화된 접근로 지체 산정방식을 적용한다. 이때 적용된 연동비율 70%는 시뮬레이션 및 현장실험을 이용한 지체 산정방식의 검증을 통한 경험적 수치가 적용된다. Afterwards, the delay calculation method is applied with a differentiated approach according to the linkage ratio. At this time, the applied linkage ratio of 70% is applied to empirical figures through verification of the delay calculation method using simulation and field experiments.
이동류별 지체산정 이후 주기단위의 지체변화량을 산정하며, 이를 이용해 목표적색시간 및 녹색시간 배분, 차량 연동을 위한 옵셋 선정이 이루어진다. 여기에서 옵셋의 선정은 산정된 주기 및 현시 정보에 따라 사전에 정의된 옵셋 테이블을 적용한다.After the delay calculation for each mobile flow, the delay change of the cycle unit is calculated, and the target red time and green time allocation, and the offset selection for vehicle linkage are made. Here, the offset selection is applied to a predefined offset table according to the calculated period and present information.
이동류별 지체 산정을 위해 연동차량의 비율에 따른 지체산정 프로세스를 이중화 하였으며, 이는 연동교차로에서 지체산정의 정확도 향상을 목표로 한다. 비포 화 상태에서 우수한 연동상태를 나타내는 신호교차로의 경우 연동서비스를 제공받지 못한 일부 차량의 높은 지체만이 관측되므로 대기행렬 해소시간이 과대 추정되는 경향을 가지게 된다. In order to calculate the delay for each mobile flow, the delay calculation process is doubled according to the proportion of interlocking vehicles, which aims to improve the accuracy of the delay calculation in interlocking intersections. In the case of signal crossovers that show excellent interlocking conditions in the unsaturated state, only a high delay of some vehicles that are not provided with interlocking services is observed, so the queue resolution time tends to be overestimated.
따라서 수집차량의 연동비율에 따라 지체산정 프로세스를 차별화하여 적용한다. 첫째, 수집차량 중 연동차량의 비율이 70%이하인 경우 수집차량의 지체 및 연동계수를 적용하여 이동류 지체를 산정한다. 둘째, 수집차량 중 연동차량의 비율이 70%를 초과하는 경우 연동 차량군 관측시간을 이용하여 지체를 산정한다. Therefore, the delay calculation process is applied differently according to the interlocking ratio of the collected vehicles. First, if the ratio of the interlocked vehicle among the collected vehicles is less than 70%, the delay of the mobile flow is calculated by applying the delay and the interlocking coefficient of the collected vehicle. Second, when the ratio of the interlocked vehicle among the collected vehicles exceeds 70%, the delay is calculated by using the interlocked vehicle group observation time.
연동차량의 비율이 70%이하인 경우에 해당하는 모듈A에서의 지체산정 과정은 도 3과 같이 이동류별 개별차량 지체의 평활화 및 지체를 경험한 차량의 관측시각에 대한 평활화를 동시에 수행한다. 개별차량 지체 및 관측시각의 평균을 이용하여 대기행렬 해소시간을 산정하며, 최대지체는 적색시간과 동일하므로 [수학식 3]과, [수학식 4]와 같이 지체 및 지체관측시간의 평균을 이용하여 대기행렬 해소시간을 산정한다. The delay calculation process in the module A corresponding to the case where the percentage of the interlocking vehicle is 70% or less simultaneously performs smoothing of the delay of individual vehicles for each mobile flow and smoothing of the observation time of the vehicle that experienced the delay as shown in FIG. 3. Calculate the queue resolution time using the average of individual vehicle delays and observation time, and the maximum delay is the same as the red time, so use the average of delay and delay observation time as shown in [Equation 3] and [Equation 4]. Calculate the queue elimination time.
연동차량의 비율이 70% 이상의 경우에 해당되는 모듈B는 임계차 간격을 나타내는 차량군의 최종관측시점을 대기행렬의 해소시간으로 한다.When the percentage of the interlocking vehicle is 70% or more, Module B sets the final observation time of the vehicle group indicating the critical gap as the time to resolve the queue.
여기에서, α: 대기행렬 해소시점과 평균지체를 연결하는 직선의 기울기Where α is the slope of the line connecting the queue cancellation point and the average delay
dj : 이동류 j의 평균지체d j : mean delay of mobile flow j
R : 적색시간 R: Red Hour
tc : 대기행렬 해소시간t c : queuing time
임계포화도에서 지체-시간 그래프의 면적비를 이용하여 [수학식 5]와 같이 접근로 지체를 산정하며, 임계포화도에서의 지체는 도로용량편람의 지체 모형을 적용한다. 임계포화상태임을 고려하여 [수학식 6]과 같이 균일지체만을 고려하도록 하였다.In critical saturation, the approach road delay is calculated by using the area ratio of the delay-time graph as shown in [Equation 5]. In the critical saturation, the delay model of the road capacity manual is applied. Considering the critical saturation state, only the uniform delay is considered as shown in [Equation 6].
이동류별 지체 산정에 있어 연동의 영향을 고려하기 위한 방안으로 연동 현시에 대한 US HCM 2000의 PF계수(Progression Factor)를 적용한다. 연동화된 교차로에서 개별 교차로의 지체는 연동상태에 따라 지체의 크기를 달리하게 되며, 연동상태에 따라 지체의 보정과정이 요구된다. 지체산정 방식 적용 이후 PF계수 및 보정계수를 적용하여 독립교차로에서의 지체로 환산하는 과정을 거치게 된다. 누적 주기의 수집차량정보를 이용한 지체 경험차량과 비경험차량의 비율로 Rp를 산정하며, fPA는 Rp의 범위에 따라 고정된 값을 적용한다.In order to consider the effect of interlocking in calculating the delay by mobile flow, we apply the PF factor of the US HCM 2000 for interlocking manifestations. In interlocked intersections, the delay of individual intersections varies according to the linkage state, and the correction process of the delay is required according to the linkage state. After applying the delay calculation method, the PF coefficient and correction factor are applied to convert the delay into an independent intersection. Rp is calculated as the ratio of the delayed and non-experienced vehicles using the collected vehicle information of the cumulative cycle, and f PA applies a fixed value according to the range of Rp.
여기에서, A : 임계포화도에서 지체-시간 그래프 면적Where A is the delay-time graph area at critical saturation.
g : 녹색시간 g: green hour
여기에서, dj': 비연동지체로 환산된 이동류 j의 지체Here, d j ': the delay of the mobile flow j converted into non-interlocked delay
P : 녹색시간 차량도착 비율 P: Green hour arrival rate
fPA : 녹색시간 차량도착 비율의 보정계수f PA : Correction factor of green time vehicle arrival rate
RP : 차량군 비율R P : Vehicle Group Ratio
α : 비연동 지체 보정 계수 α: non-interlocked delay correction coefficient
g : 녹색시간 g: green hour
지체산정 이후 전체 이동류의 지체를 합산한 교차로지체의 변화를 이용하여 주기를 산정한다. 교차로 지체가 단위지체 이상의 3주기 연속하여 증감시 단위시간 만큼의 주기를 증감시키는 방법을 이용한다. After the delay calculation, the period is calculated by using the change of the intersection delay that adds up the delays of the entire mobile flow. When the intersection delay increases or decreases for three consecutive periods more than the unit delay, a method of increasing or decreasing the period by the unit time is used.
이동류별 지체 변화를 이용한 적색시간당 지체 변화량을 산정하며, 이는 [수학식 11]과 같이 이전 (t-1)주기와 현재(t)주기의 지체 및 적색시간 비율을 이용한다. 이후 현시배분을 위해 [수학식 12]와 같이 목표지체에 해당하는 이동류별 적색시간 비율을 산정한다. 여기에서 적용되는 주기 대비 녹색시간의 비율은 (t)주기와 (t+1)주기의 지체 가중평균을 적용하여 주기별 적색시간의 차이에서 발생하는 지체 차이를 고려하였다.The amount of change in retardation per red hour is calculated using the change in retardation for each mobile flow, and it uses the ratio of retardation and red time of the previous (t-1) and current (t) periods as shown in [Equation 11]. Afterwards, the ratio of red time for each mobile flow corresponding to the target delay is calculated as shown in [Equation 12]. The ratio of the green time to the period applied here is applied to the delayed weighted average of the (t) and (t + 1) periods, taking into account the delay difference occurring in the difference of the red time by period.
여기에서, mdj(t) : 주기당 지체변화Where md j (t): change in retardation per cycle
uj(t) : 적색시간당 단위지체 변화량u j (t): change in unit delay per red hour
목표지체 및 지체 변화량을 고려한 목표적색 시간의 산정은 통행시간 기반 신호 제어의 목적함수에 해당하는 평균지체와 이동류별 지체차의 최소화를 통해 이동류별 지체의 표준편차를 최소화하기 위한 과정에 해당한다.Estimation of the target red time considering the target delay and the amount of change in the delay corresponds to a process for minimizing the standard deviation of the delay by the mobile flow by minimizing the average delay corresponding to the objective function of the time-based signal control and the delay by the mobile flow.
목표지체의 산정과정은 [수학식 13] 및 [수학식 14]와 같이 이동류별 평균지체와 이동류 지체의 차이를 이용한다. 적색시간당 지체변화율과 목표지체를 이용하여 [수학식 15] 및 [수학식 16]과 같이 다음 (t+1)주기의 녹색시간 변화량을 산정한다. The process of calculating the target delay takes advantage of the difference between the average delay for each flow and the flow delay, as shown in [Equation 13] and [Equation 14]. Calculate the amount of change in green time for the next (t + 1) period as shown in [Equation 15] and [Equation 16] using the rate of change of delay per hour and the target delay.
여기에서 다음 주기 녹색시간 비율의 변화량은 현시의 급격한 변화로 인한 교통류의 충격을 감한하여 주기의 10%미만으로 결정하였다. 이러한 현시배분 과정은 이동류별 통행시간정보 수집 이후 지체의 평균을 산정하며, 다음 주기의 목표주기 산정으로 녹색시간비율의 변화량을 산정한다. 목표 녹색시간 비율을 이용하여 최종 현시배분을 수행하며, 목표 녹색시간 비율에 따라 [수학식 17]과 같이 이동류별 다음 주기 녹색시간비율을 결정한다. Here, the amount of change in the green cycle rate of the next cycle was determined to be less than 10% of the cycle by subtracting the impact of traffic flows due to the rapid change in the present. The present distribution process calculates the average of delays after collecting travel time information by mobile flow, and calculates the change of green time ratio by calculating the target period of the next cycle. The final present time allocation is performed using the target green time ratio, and according to the target green time ratio, the next cycle green time ratio for each flow is determined as shown in [Equation 17].
이후 [수학식 18]과 같이 다음주기에서 이동류별 다음 주기 녹색시간비율의 크기에 따라 현시를 배분하게 된다.Thereafter, as shown in [Equation 18], the present time is allocated according to the magnitude of the green time ratio of the next cycle for each mobile flow in the next cycle.
여기에서, 
dj(t) : (t)주기의 이동류별 지체d j (t): Retardation by moving flow of period (t)
Goal dj(t) : (t)주기의 이동류별 목표 지체Goal d j (t): Target delay by moving flow of period (t)
여기에서, dj(t+1) : (t+1)주기의 녹색시간비율 변화량Here, d j (t + 1): Green time ratio change amount of (t + 1) period
Goaldj(t+1) : (t+1)주기의 목표 녹색시간비율 변화율Goald j (t + 1): Change rate of target green time ratio of (t + 1) period
정리하면, 본 발명은 개별차량의 구간 통행시간정보를 수집하고, 이를 통해 이동류별 지체를 산정한다. 이 과정에서 3~5주기 동안 수집된 수집차량의 통행시간지체의 평균과 개별차량 관측시간의 평균을 이용하여 대기행렬 해소시간을 산정한다.In summary, the present invention collects section travel time information of individual vehicles, and calculates the delay for each mobile flow. In this process, the queue resolution time is calculated by using the average of the travel time delay of collected vehicles collected for 3 ~ 5 cycles and the average of observation time of individual vehicles.
이후, 임계포화상태와의 면적비를 이용하여 최종적인 이동류별 지체를 산정하고, 이후 US HCM의 신호교차로 연동계수를 적용하여 비연동의 경우를 가정한 상태에서의 지체로 환산한다. 주기 산정은 과거 3주기의 지체변화 추이를 적용하여 이동류별 지체의 변화량을 산정하고, 급격한 교통량의 변화는 없다는 가정하에 목표적색시간을 산정한 최종적인 현시배분을 수행하게 된다. 연동을 위한 옵셋은 주기 및 현시에 따른 옵셋 테이블을 이용한다.Then, the final delay by each mobile flow is calculated using the area ratio with the critical saturation state, and then the linkage coefficient is applied to the signal crossing of the US HCM, and converted into the delay under the assumption of non-interlocking. The cycle calculation uses the past three cycles of delay change to calculate the change of delay by each mobile flow, and performs the final present distribution by calculating the target red time under the assumption that there is no sudden change in traffic volume. The offset for interworking uses an offset table according to period and appearance.
이와 같이 본 발명은 수집되는 개별차량 통행시간정보를 이용하여 이동류별 통행시간 지체를 산정하고, 개별차량의 연동비율에 따라 지체변화량을 산정하며, 지체 변화량에 따라 현시를 배분함으로써 변화하는 이동류별 개별차량의 교통량에 따라 교통신호를 실시간 제어할 수 있다.As described above, the present invention calculates the travel time delay for each mobile flow using the collected individual vehicle travel time information, calculates the change amount of the delay according to the linkage ratio of the individual vehicles, and distributes the current according to the change amount of the individual vehicles. The traffic signal may be controlled in real time according to the traffic volume of the vehicle.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments of the present invention may be made by those skilled in the art. I understand that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.
도 1은 본 실시예에 의한 통행시간 기반 교통신호 제어 시스템의 블럭도이다.1 is a block diagram of a travel time based traffic signal control system according to the present embodiment.
도 2는 본 실시예에 의한 통행시간 기반 교통신호 제어 방법의 순서도이다.2 is a flowchart of a traffic time-based traffic signal control method according to the present embodiment.
도 3은 본 실시예에 의한 대기행렬 해소시간 산정을 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph for explaining calculation of a queue resolution time according to the present embodiment.
도 4는 본 실시예에 의한 면적비에 따른 평균지체 산정을 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining the average delay calculation according to the area ratio according to the present embodiment.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 차량정보 수집부 2 : 교통신호 제어부1: vehicle information collecting unit 2: traffic signal control unit
3 : 옵셋 저장부 4 : 교통신호 표시부3: offset storage unit 4: traffic signal display unit
21 : 통행시간 지체 산정모듈 22 : 연동차량 비율 산정모듈21: calculating time delay module 22: interlock vehicle ratio calculation module
23 : 지체 변화량 산정모듈 24 : 교통신호 시간 배분모듈23: calculation module of delay change 24: time signal distribution module
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