KR101065250B1 - Control method of green traffic light - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중요도가 높은 중요 교차로(CI: Critical Intersection)에 유출구를 갖으며 CI 보다 중요도가 낮은 교차로에 유입구를 갖는 링크의 녹색 신호등의 현시시간을 제어하는 녹색 신호등의 제어방법으로, 본 발명의 구체적인 특징은 상기 유출구에서의 차량이 대기하는 대기행렬길이와 상기 유입구에서의 대기행렬길이를 산출하는 단계; 상기 유출구의 대기행렬길이가 제1 설정값을 초과하고, 상기 유입구의 대기행렬길이가 제2 설정값을 초과하는 경우에 상기 현시시간을 증가시키고, 상기 유출구의 대기행렬길이가 상기 제1 설정값을 초과하고, 상기 유입구의 대기행렬길이가 제2 설정값 이하이면 상기 현시시간을 감소시키는 보정단계를 포함하는 것이다.The present invention is a control method of a green traffic light having an outlet at a critical intersection (CI) of high importance and controlling the appearance time of a green traffic light of a link having an inlet at an intersection of a lower importance than CI. The method may further include calculating a queue length waiting for the vehicle at the outlet and a queue length at the inlet; The present time is increased when the queue length of the outlet exceeds the first set value and the queue length of the inlet exceeds the second set value, and the queue length of the outlet is equal to the first set value. And a correction step of reducing the manifestation time when the queue length of the inlet is less than or equal to a second set value.
녹색 신호등, 현시시간, 보정, 대기행렬 Green traffic light, time, correction, queue
Description
본 발명은 도로의 특정 링크에 설치된 신호등의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량통행이 많아 혼잡도가 높은 중요 교차로(CI: Critical Intersection)와 중요교차로보다 차량통행이 작은 일반 교차로를 연결하는 링크가 과포화되었을 때 녹색 신호등의 점등시간(현시시간)을 제어하는 녹색신호등 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a traffic light installed on a specific link of a road, and more particularly, a link connecting a critical intersection (CI) having a lot of traffic and a general intersection having a smaller vehicle traffic than an important intersection. The green signal lamp control method for controlling the lighting time (present time) of the green signal light when the supersaturation.
한정되어 있는 도로에 교통량의 증가로 인하여 교통혼잡 비용은 비선형적으로 급격히 증가되기 때문에 각 링크의 차량의 대기행렬을 최소화하도록 하는 다양한 방법들이 연구되어져 왔으며, 등록특허 제 584672 호(발명의 명칭: 지역 분할형 교통신호 제어시스템 및 제어 방법)도 이러한 연구결과중의 하나이다.As traffic congestion costs increase nonlinearly due to the increase of traffic on a limited road, various methods have been studied to minimize the waiting queues of vehicles on each link. Patent No. 584672 (Invention: Region Split traffic signal control system and control method is one of the research results.
등록특허 제584672호는 교차로를 제어하는 제어장치에서 전달되는 교통상황을 제공받아 전체적인 교통신호를 신호관리서버와 각 교차로에서 교통신호를 제어하는 다수개의 슬레이브 제어장치 및 상기 신호관리서버와 슬레이브 제어장치에 통신하는 마스터 제어장치를 구비하는 통상의 교통신호 제어시스템에 관한 것이고, 특징적인 구성은 상기 마스터 제어장치는 다수개의 교차로를 하나의 구간으로 설정하고, 각 교차로의 교통신호를 제어하는 다수개의 슬레이브 제어장치를 제어하기 위해 RF무선모듈을 구비하고, 중앙관제센터에 연결되기 위해 모뎀을 구비하며 차량의 증/감에 의해 신호주기의 옵셋값을 설정하는 서브 에어리어 서버와, 상기 서브 에어리어 서버에 연결되는 메인 제어부와, 상기 메인 제어부에 의해 제어되어 신호를 구동하는 신호구동부와, 상기 메인 제어부를 수동으로 제어할 수 있는 운영자 접속장치와, 상기 메인 제어부에 차량정보를 제공할 수 있는 루프 감지부를 구비하여 교차로의 교통신호를 제어하고, 상기 슬레이브 제어장치는 마스터 제어장치와 무선으로 교신할 수 있는 RF무선모듈과, 상기 RF무선모듈과 연결되는 제어부와, 상기 제어부에 의해 제어되어 신호를 구동하는 신호구동부와, 상기 제어부에 차량정보를 제공할 수 있는 루프 감지부로 이루어지며, 상기 마스터 제어장치에 의해 다수개의 교차로의 교통신호가 제어되도록 하는 것이다.Patent No. 584672 is provided with a traffic situation transmitted from a control device for controlling an intersection to control the overall traffic signal signal server and a plurality of slave control devices for controlling traffic signals at each intersection and the signal management server and slave control device A typical traffic signal control system having a master control device for communicating with a traffic controller is characterized in that the master control device sets a plurality of intersections as one section, and controls a plurality of slaves for controlling traffic signals at each intersection. Sub-area server having an RF wireless module for controlling the control device, having a modem to be connected to the central control center, and setting an offset value of the signal cycle by increasing / decreasing the vehicle, and connecting to the sub-area server. A main controller which is controlled by the main controller and which drives a signal A driver unit, an operator connection device for manually controlling the main control unit, and a loop detection unit for providing vehicle information to the main control unit control traffic signals at an intersection, and the slave control device includes a master control device. RF wireless module that can communicate wirelessly with the control unit, a control unit connected to the RF wireless module, a signal driver controlled by the control unit for driving a signal, and a loop detection unit for providing vehicle information to the control unit The traffic signal of a plurality of intersections is controlled by the master control device.
이러한 구성에서 차량정보는 단순히 링크의 정지선에 설치된 루프 감지부에 의하여 수집되거나, 유출구의 대기행렬 검지기에 의하여 과포화상태를 검지하여 녹색신호등의 현시시간을 과포화상태를 해소하기에 적합한 현시시간으로 변경, 조절하여 제어하게 된다.In this configuration, the vehicle information is simply collected by a loop detector installed at the stop line of the link, or the supersaturation state is detected by the queue detector at the outlet, and the present time of the green signal is changed to the appropriate time to solve the supersaturation state. To control it.
그러나 이러한 유출구의 과포화 상태가 링크 전체의 과포화를 의미하는 것이 아니므로, 이와 같이 유출구만의 과포화상태에 따라서 녹색신호등의 현시시간을 조절하는 경우에 다른 접근로의 교통체증을 가중시키게 되는 문제점을 야기시킨다.However, since the oversaturation state of the outlet does not mean that the entire link is oversaturated, it causes a problem that the traffic congestion on the other access roads is increased when the display time of the green light is adjusted according to the oversaturation state of the outlet only. Let's do it.
특히, 유출구가 중요 교차로(CI)에 있고, 유입구가 일반 교차로에 존재하는 링크에서는 이와 같은 종래의 방법으로는 중요 교차로의 혼잡을 가속화시켜 교통체증을 유발시킬 수 있다. In particular, in a link where the outlet is at a major intersection (CI) and the inlet is at a general intersection, such a conventional method may accelerate traffic congestion by accelerating congestion at the critical intersection.
또한, 이러한 구성에서는 녹색 현시시간의 보정방법이 단순히 루프 감지신호에 의존되기 때문에 다양한 팩터를 고려한 정밀 제어가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.In addition, in such a configuration, since the correction method of the green manifest time simply depends on the loop detection signal, there is a problem that precision control considering various factors is not performed.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 링크의 유출구와 유입구의 차량 대기행렬에 의하여 포화상태를 판별하고, 유입구의 포화상태에 따라서 가중치(weighting factor:WF)를 부여하여 녹색신호등의 현시시간을 조정함으로써 교통흐름을 원활하게 하도록 하기 위한 것이다.The present invention is to solve this problem, the problem of the present invention is to determine the saturation state by the vehicle queue of the outlet and the inlet of the link, and to give a weighting factor (WF) according to the saturation state of the inlet This is to adjust traffic time of green light to smooth traffic flow.
또한, 본 발명의 다른 해결과제는 링크가 중요 교차로(CI)에 유출구를 갖으며, 일반 교차로에 유입구를 갖는 경우에 중요 교차로의 혼잡을 피할 수 있도록 녹색신호등의 현시시간을 조절하기 위한 것이다.In addition, another problem of the present invention is to adjust the display time of the green traffic light to avoid congestion of the important intersection when the link has an outlet at the critical intersection (CI), and has an inlet at the general intersection.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 혼잡도가 기설정된 값보다 높은 중요 교차로(CI: Critical Intersection)에 유출구를 갖으며 상기 CI 보다 혼잡도가 낮은 비중요 교차로에 유입구를 갖는 링크(link)의 녹색 신호등의 현시시간을 제어하는 녹색 신호등의 제어방법에 있어서: 주제어부(MCU: Main Control Unit)가 상기 링크의 유출구로부터 L1의 거리에 설치된 대기행렬검지기A로부터 촬영된 영상을 입력받아 대기행렬밀도(Pa)를 산출하며, 상기 대기행렬검지기A로부터 L2만큼 이격된 대기행렬검지기B로부터 영상을 입력받아 대기행렬밀도(Pb)를 산출하는 단계; 상기 대기행렬밀도(Pa)가 제1 설정값을 초과하고, 상기 대기행렬밀도(Pb)가 제2 설정값을 초과하는 경우에 상기 주제어부는 상기 녹색 신호등의 현시시간을 증가시키고, 상기 대기행렬밀도(Pa)가 제1 설정값을 초과하고, 상기 대기행렬밀도(Pb)가 제2 설정값을 이하인 경우에 상기 주제어부는 상기 녹색신호등의 현시시간을 감소시키는 보정단계를 포함하는 것이다.The solution of the present invention for solving the above problems has an outlet at a critical intersection (CI) where the degree of congestion is higher than a predetermined value and a link having an inlet at a non-critical intersection having a lower degree of congestion than the CI. A green traffic light control method for controlling the display time of a green traffic light, comprising: a main control unit (MCU) receiving an image photographed from a queue detector A installed at a distance L1 from an outlet of the link and waiting queue density Calculating (Pa) and receiving an image from the queue detector B spaced apart by L2 from the queue detector A and calculating a queue density (Pb); When the queue density Pa exceeds the first set value and the queue density Pb exceeds the second set value, the main control unit increases the display time of the green traffic light and the queue density. When (Pa) exceeds the first set value and the queue density (Pb) is less than or equal to the second set value, the main control portion includes a correction step of reducing the appearance time of the green traffic light.
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상기 해결과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 링크의 유입구와 유출구의 포화도에 따라서 링크 전체의 포화도를 산출하여 녹색신호등의 현시시간을 조절함으로써 녹색신호등을 합리적으로 제어할 수 있다.According to the present invention having the above-mentioned problems and solutions, it is possible to reasonably control the green traffic light by calculating the saturation of the entire link according to the saturation of the inlet and the outlet of the link and adjusting the display time of the green light.
또한, 중요 교차로에 접해있는 유출구의 포화도가 낮고, 유입구의 포화도가 높은 경우에 녹색 신호등의 현시시간을 줄여줌으로써 중요 교차로의 접근로의 혼잡을 피할 수 있다. In addition, when the saturation of the outlet adjacent to the important intersection is low and the saturation of the inlet is high, the congestion of the access point of the important intersection can be avoided by reducing the display time of the green traffic light.
도 1은 본 발명의 일실시예가 적용되는 표준형 교통제어기의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에서 검지기의 설치상태를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a standard traffic controller to which an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing an installation state of a detector in the present invention.
교통제어기의 구성은 신호 주제어부(MCU : Main Control Unit, 이하 주제어부 또는 MCU라 함), 신호 구동부(SCU : Signal Control Unit), 복수의 검지기들, 옵션기능장치를 구비하며, MCU, SCU는 분리하여 각각 별도의 중앙연산장치(CPU)로 이루어진다. The traffic controller is composed of a signal main controller (MCU: Main Control Unit, hereinafter referred to as MCU), a signal driver (SCU: Signal Control Unit), a plurality of detectors, and an optional function device. Separately, each consists of a separate central processing unit (CPU).
MCU에서는 주로 검지기 자료 등 교통상황정보 처리, 제어알고리즘 처리, 관제센터 중앙장치와 통신을 수행하는 CPU 보드와, 중앙 서버와 통신을 수행하는 모뎀과 다양한 검지기를 제어하고, 검지기로부터 입력되는 데이터를 처리하는 검지기 보드, 시보 수신기능, 보행자 버튼 기능 등의 옵션기능을 제어하는 옵션보드와, 운영자가 파라메터, 설정값등을 입력하는 운영자 입력장치(MMI : Man Machine Interface) 가 구비된다. The MCU mainly controls the CPU status for processing traffic information such as detector data, processing control algorithms, communication center control unit, modem for communicating with central server, and various detectors, and processes data input from the detector. It is equipped with an option board for controlling optional functions such as a detector board, a time signal receiving function, a pedestrian button function, and an operator input device (MMI: Man Machine Interface) for the operator to input parameters and setting values.
또한, SCU에서는 주제어부의 명령에 따라 신호등의 점등과 소등을 전담하며, MCU의 장애 발생시 기본 신호출력제어를 수행하는 안전제어(Fail-Safe Control)기능을 통해 시스템의 안정성을 높인다.In addition, the SCU is responsible for turning on and off the traffic lights according to the command of the main controller, and improves the stability of the system through a fail-safe control function that performs basic signal output control in case of MCU failure.
또한, MCU에 연결되어 교통정보를 입력하기 위하여 설치되는 검지기는 설치목적 및 사양에 따라서 다양한 종류로 분류된다. 차량검지를 하기 위한 용도별 검지기의 종류를 살펴보면 크게 정지선 검지기, 대기행렬 검지기, 앞막힘 예방검지기로 나눌 수 있다. 정지선 검지기의 경우 루프검지기를 사용하며 중요 교차로(CI)인 경우 영상검지기를 병행하여 설치하는 경우도 있으며, 대기행렬 검지기는 원칙적으로 루프검지기를 사용하나 영상검지기의 검지거리가 길 경우 영상검지기의 자료를 사용한다. 앞막힘 예방 검지기는 중요교차로의 경우 영상검지기를 설치하여 앞막힘을 판단한다.In addition, detectors installed to input traffic information connected to MCU are classified into various types according to the purpose of installation and specifications. Looking at the types of detectors used for the purpose of detecting a vehicle, they can be classified into a stop line detector, a queue detector, and an anti-blocking detector. In case of stop line detector, loop detector is used and in case of critical intersection (CI), image detector may be installed in parallel. Queue detector uses loop detector in principle, but data of image detector is long when detection distance of image detector is long. Use In the case of a critical intersection, an image detector is installed to determine the blockage.
도 2에서 범례 ●는 영상검지기(정지선 + 앞막힘 예방용)이고, □ : 정지선 검지기로 루프 검지기이고, ▣는 대기행렬 검지기로 영상검지기이고, 대기행렬 검지기A는 중요교차로(CI)에 인접되고, 대기행렬 검지기B는 일반 교차로(비중요교차로)에 인접된다. 이때 중요교차로(CI)는 교통공학계통에서 일반적으로 사용되는 개념으로 통과차량이 많아 혼잡도가 기설정된 값보다 높은 교차로를 나타내고, 일반 교차로는 중요교차로(CI)로보다 혼잡도가 기설정된 값보다 낮은 교차로를 의미하며, 기설정되는 값은 도로의 폭, 차량의 목표속도 등에 다양한 조건에 따라서 결정된다.
또한 도2에서 L1은 정지선부터 대기행렬 검지기A까지의 거리이고, L2 : 대기행렬 검지기A부터 대기행렬검지기B 까지의 거리이고, L3 : 링크 유입구에서 대기행렬검지기B 까지의 거리이다. 이때 대기행렬검지기A, B는 루프 검지기도 적용가능하나 영상처리기술의 발달로 영상 검지기로 촬영영역내의 점유 차량대수를 판별이 용이하기 때문에 밀도검출이 정확하므로 영상검지기를 사용한다.In Figure 2, the legend ● is an image detector (stop line + blockage prevention), □: is a stop line loop detector, ▣ is a queue detector image detector, queue detector A is adjacent to the critical intersection (CI) Queue detector B is adjacent to a regular intersection (non-critical intersection). At this time, the important intersection (CI) is a concept commonly used in the traffic engineering system.There are many passing cars, and the intersection shows a higher intersection than the preset value, and the general intersection has a lower congestion level than the important intersection (CI). The preset value is determined according to various conditions such as a road width and a target speed of the vehicle.
In Fig. 2, L1 is the distance from the stop line to the queue detector A, L2 is the distance from the queue detector A to the queue detector B, and L3 is the distance from the link inlet to the queue detector B. At this time, the queue detectors A and B can be applied to loop detectors, but the image detector is used because the density detection is accurate because the number of occupied vehicles in the photographing area can be easily determined by the image detector due to the development of image processing technology.
본 발명의 실시예에서는 대기행렬 검지기A와 대기행렬 검지기B에서 촬영된 신호는 MCU의 검지기 보드에 입력되고, 검지기 보드는 각 검지기A, B에서 촬영된 영상을 입력받아 촬영영역내에 차량의 밀도(또는 포화도, 이하 같음)를 검출한다.In the embodiment of the present invention, the signals photographed by the queue detector A and the queue detector B are input to the detector boards of the MCU, and the detector board receives the images captured by the detectors A and B, and the density of the vehicle in the photographing area ( Or saturation, which is the same below).
CPU는 입력되는 검지기 보드에서 입력되는 대기행렬 검지기A, B에서 검지되는 차량밀도가 MMI에 의하여 설정되는 차량의 밀도를 초과하게 되는지를 검출한다.The CPU detects whether the vehicle density detected by the queue detectors A and B input from the input detector board exceeds the density of the vehicle set by the MMI.
이때 CPU는 대기행렬 검지기A에서 검출되는 밀도가 기설정된 밀도를 초과하게 되고, 대기행렬 검지기B에서 검출되는 밀도가 기설정된 밀도를 초과하게 되는 경우 운영자가 입력하는 보정값에 의하여 녹색 신호등의 현시시간을 길게 보정한다.At this time, when the density detected by the queue detector A exceeds the preset density, and the density detected by the queue detector B exceeds the preset density, the present time of the green signal lamp is displayed according to the correction value input by the operator. Long press.
또한, 대기행렬 검지기A에서 검출되는 밀도가 기설정된 밀도 이하이면서, 대기행렬 검지기B에서 검출되는 밀도가 기설정된 밀도를 초과하게 되는 경우 운영자가 입력하는 보정값에 의하여 녹색 신호등의 현시시간을 짧게 보정한다.In addition, when the density detected by the queue detector A is less than or equal to the preset density and the density detected by the queue detector B exceeds the preset density, the display time of the green signal lamp is shortened by the correction value input by the operator. do.
이와 같이 대기행렬 검지기 A에서 검출되는 밀도가 작고, 대기행렬 검지기B에서 검출되는 밀도가 클 때에 녹색 신호등의 현시시간을 짧게 함으로써 링크에서 중요 교차로로 유출되는 차량 수를 줄여 줌으로써 중요 교차로의 혼잡을 줄여주게 된다.In this way, when the density detected by the queue detector A is small and the density detected by the queue detector B is large, the present time of the green traffic light is shortened to reduce the number of vehicles flowing out of the important intersection at the link, thereby reducing congestion at the important intersection. Is given.
대기행렬 검지기A에서 검출되는 밀도가 기설정된 밀도 이하이고, 대기행렬 검지기B에서 검출되는 밀도가 기설정된 밀도 이하인 경우 녹색 신호등의 현시시간을 보정하지 않게 된다. When the density detected by the queue detector A is equal to or less than the preset density, and the density detected by the queue detector B is equal to or less than the preset density, the present time of the green signal lamp is not corrected.
또한, CPU는 대기행렬 검지기A, B에서 검출되는 대기길이에 의하여 과포화상태에 따른 가중치(Weighting Factor:WF)를 산출하고, 가중치를 현재주기의 포화도(FDS)에 곱하여 차기주기의 포화도(N_FDS)를 산출하고, 산출되는 차기주기의 포화도에 비례해서 차기주기의 녹색신호등의 현시시간을 점등시킨다.In addition, the CPU calculates a weighting factor (WF) according to the supersaturation state by the waiting lengths detected by the queue detectors A and B, multiplies the weight by the saturation degree (FDS) of the current period, and the saturation degree (N_FDS) of the next period. The lighting time of the green signal lamp of the next cycle is turned on in proportion to the calculated saturation of the next cycle.
즉, 차기주기의 포화도 N_FDS는 다음의 수학식 1에 의하여 산출된다.That is, the saturation degree N_FDS of the next period is calculated by the following equation.
수학식 1Equation 1
N_FDS = WF × FDSN_FDS = WF × FDS
또한, 차기주기의 녹색신호등의 현시시간은 다음의 수학식 2로 결정된다.In addition, the present time of the green light of the next period is determined by the following expression (2).
수학식 2Equation 2
T_N = k N_FDS TT_N = k N_FDS T
이때 T는 현재주기의 녹색신호등의 현시시간이고, T_N은 차기주기의 녹색신호등의 현시시간이며, K는 비례상수이다. In this case, T is the present time of the green traffic light of the current cycle, T_N is the present time of the green traffic light of the next cycle, and K is the proportional constant.
또한, 가중치 WF는 유입구가 비포화일 때 즉, 대기행렬의 길이가 설정길이 미만일 때에는 WF=1이고, 대기행렬 검지기A, B에서 검출되는 대기행렬길이가 기설정된 값 이상일 때는 다음의 수학식 3에서 결정되는 WF1이고, 대기행렬 검지기A에서 검출되는 대기행렬길이가 기설정된 값 이하이면서, 대기행렬 검지기B에서 검출되는 대기행렬길이가 기설정된 값 이상이면 다음의 수학식 4에서 결정되는 WF2이다.In addition, the weight WF is WF = 1 when the inlet is desaturated, that is, when the length of the queue is less than the set length, and when the queue length detected by the queue detectors A and B is greater than or equal to the preset value, If WF1 is determined and the queue length detected by queue detector A is less than or equal to a predetermined value, and the queue length detected by queue detector B is greater than or equal to a predetermined value, it is WF2 determined by Equation 4 below.
수학식 3Equation 3
WF 1 = 1 + a·[(QL(t)-3.5GT(t)]/[3.5GT(t)]WF 1 = 1 + a · [(QL (t) -3.5GT (t)] / [3.5GT (t)]
수학식 4Equation 4
WF 2 = 1 - a·[GT(t)/C(t)]WF 2 = 1-a · GT (t) / C (t)]
수학식 3, 4에서 C(t)는 현재 주기에서의 주기길이, GT(t)는 녹색 현시시간, QL(t)는 대기행렬 검지기 B에서 검출되는 대기길이이고, a는 실험값이 바람직하고, 3.5는 1초당 소거대는 대기차량길이의 평균값이다. In Equations 3 and 4, C (t) is the period length in the current period, GT (t) is the green manifest time, QL (t) is the waiting length detected by the queue detector B, and a is an experimental value. 3.5 is the average value of the waiting vehicle length per second.
도 1은 본 발명의 일실시예가 적용되는 표준형 교통제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a standard traffic controller to which an embodiment of the present invention is applied.
도 2는 본 발명에서 검지기의 설치상태를 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram showing the installation state of the detector in the present invention.
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