KR101243902B1 - 교통 신호등 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교통 신호등이 설치된 진입로의 차량 통행 상태를 감지하고 교통 신호등이 점등되는 대기시간이 차량 통행 상태에 대응하여 조절될 수 있도록 개선한 교통 신호등 제어 시스템을 개시하며, 상기 교통 신호등 제어 시스템은, 점등제어신호에 의하여 점등되는 하나 이상의 교통 신호등 및 상기 점등제어신호를 상기 교통 신호등으로 제공하여서 미리 정해진 스케쥴의 다수의 점등구간과 상기 점등구간 별로 미리 정해진 대기시간으로 상기 교통 신호등을 제어하는 신호 제어 장치를 포함하며, 상기 교통 신호등은 다수의 신호등, 차량 통행을 센싱하는 통행 센서, 상기 통행 센서에서 차량 통행이 감지되지 않은 시간을 카운트하는 통행 타이머 및 상기 신호 제어 장치의 상기 점등제어신호에 의하여 상기 스케쥴 및 상기 대기시간으로 상기 다수의 신호등을 제어하고 상기 통행 센서와 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 정해진 시간 동안 상기 차량의 주행이 감지되지 않으면 상기 점등변경신호를 상기 신호 제어 장치로 제공하여서 현재 점등 상태를 변경하도록 제어하는 점등 구동 회로를 포함함을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 교차로 등에서 진입로 별 차량 통행 상태가 센싱되고 통행 상태에 따라서 교통 신호등의 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 적용되는 대기시간이 조절되므로 교차로 상의 차량 통행이 원활해질 수 있어서 과다한 에너지 낭비 및 사회적 낭비 요인이 개선되는 효과가 있다.

Description

교통 신호등 제어 시스템{System for controlling a traffic light}

본 발명은 교통 신호등 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교통 신호등이 설치된 진입로의 차량 통행 상태를 감지하고 교통 신호등이 점등되는 대기시간이 차량 통행 상태에 대응하여 조절될 수 있도록 개선한 교통 신호등 제어 시스템에 관한 것이다.

교통 신호등은 교통 안전을 확보하고 교통의 흐름을 원활히 하기 위하여 도로에 설치되어서 차량의 진행이나 정지 등의 지시를 점등으로 신호하는 장치이다.

교통 신호등은 국가 별로 다양한 체계로 운영되고 있으며, 한국도 좌회전을 포함한 3색등, 직진 및 좌회전 신호를 포함하는 4색등 등과 같이 다양한 교통 신호등을 채용하고 장소나 위치에 따라서 적절한 것이 선택되어서 설치되어 운영되고 있다.

교통의 흐름을 원활히 하기 위하여 다양한 기능성을 갖는 교통 신호등이 개발되어서 운영되고 있으며 대표적인 예로서 다른 교차로의 교통 신호등과 연동하여 점멸하는 전자신호등 등이 있다.

일반적으로 교차로에 적용되는 교통 신호등은 주행 중인 차량의 정지를 지시하는 적색등, 차량의 주행을 지시하는 녹색등, 주행 중인 차량의 정지를 경고하는 황색등 및 차량의 좌회전을 지시하는 좌회전등 등의 신호등들을 포함한다. 상기한 교통 신호등은 미리 정해진 스케쥴에 따라 순차적으로 신호등들을 점등하는 다수의 점등구간을 갖는 교통 신호 체계에 따라 동작되며, 각 점등구간은 서로 다른 대기시간을 갖는다. 여기에서 차량의 주행을 지시하는 녹색등이 점등하는 점등구간과 차량의 좌회전을 지시하는 좌회전등이 점등하는 점등구간이 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 해당된다.

일반적인 교통 신호등은 시간 대나 요일 별에 관계없이 각 점등구간은 미리 정해진 대기시간 동안 점등되도록 운영된다.

도로의 교통량은 시간대 별로 또는 요일 별로 달라진다. 즉, 평일 출퇴근 시간대에는 교통량이 많아지고, 교차로의 경우 시간대 별로 각 진입로의 교통량은 다르다. 또한 새벽이나 주말 등과 같이 특정 시간대에는 도로의 통행량이 적다.

종래의 교통 신호등은 미리 스케쥴된 각 점등구간의 대기시간이 일정하게 적용된다. 그러므로 현재 차량의 통행이 없음에도 차량의 주행을 지시하는 점등구간이 미리 정해진 대기시간 동안 적용된다. 이러한 현상은 결과적으로 교차로의 다른 진입로의 차량 통행을 불필요하게 제한하게 된다.

따라서, 교차로에서 다른 쪽 차선에는 운행할 차량이 정체됨에도 불구하고 현재 차량의 통행이 적거나 없는 진입로에 차량의 운행을 지시하는 점등구간이 미리 정해진 대기시간 동안 유지되므로 교차로의 다른 진입로의 차량들의 운행이 불필요하게 제한된다.

그러므로, 교차로에서 차량 통행이 적거나 없는 진입로에서 차량의 운행을 지시하는 점등구간의 대기시간 동안 다른 진입로에서 대기하는, 정차된 차량들에서 과다한 에너지 낭비가 발생할 수 있다. 그리고, 이러한 현상은 사회적 낭비 요인으로 작용할 수 있다.

본 발명은 차량 통행 상태에 대응하여 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 적용되는 대기시간을 조절하여 차량 통행을 원활히 소통할 수 있는 교통 신호등 제어 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 교차로의 진입로 별 차량 통행 상태를 센싱하여서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 적용되는 대기시간을 조절하여서 교차로 상의 차량 통행을 원활히 소통할 수 있는 교통 신호등 제어 시스템을 제공함을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명에 따른 교통 신호등 제어 시스템은, 점등제어신호에 의하여 점등되는 하나 이상의 교통 신호등 및 상기 점등제어신호를 상기 교통 신호등으로 제공하여서 미리 정해진 스케쥴의 다수의 점등구간과 상기 점등구간 별로 미리 정해진 대기시간으로 상기 교통 신호등을 제어하는 신호 제어 장치를 포함하며, 상기 교통 신호등은 다수의 신호등, 차량 통행을 센싱하는 통행 센서, 상기 통행 센서에서 차량 통행이 감지되지 않은 시간을 카운트하는 통행 타이머 및 상기 신호 제어 장치의 상기 점등제어신호에 의하여 상기 스케쥴 및 상기 대기시간으로 상기 다수의 신호등을 제어하고 상기 통행 센서와 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 정해진 시간 동안 상기 차량의 주행이 감지되지 않으면 상기 점등변경신호를 상기 신호 제어 장치로 제공하여서 현재 점등 상태를 변경하도록 제어하는 점등 구동 회로를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 교통 신호등 제어 시스템은, 교차로의 각 진입로에 설치되며 점등제어신호에 의하여 점등이 제어되는 복수 개의 교통 신호등 및 복수 개의 상기 교통 신호등이 서로 연동되도록 상기 점등제어신호를 각 교통 신호등에 제공하고 상기 각 교통 신호등을 상기 점등제어신호에 의하여 미리 정해진 스케쥴의 다수의 점등구간과 상기 점등구간 별로 미리 정해진 대기시간으로 점등되도록 제어하는 신호 제어 장치를 포함하며, 각각의 상기 교통 신호등은 다수의 신호등, 자신에 해당하는 상기 진입로에 대한 차량 통행을 센싱하는 통행 센서, 상기 통행 센서에서 차량 통행이 감지되지 않은 시간을 카운트하는 통행 타이머 및 상기 신호 제어 장치의 상기 점등제어신호에 의하여 상기 스케쥴 및 상기 대기시간으로 상기 다수의 신호등을 제어하고 상기 통행 센서와 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 정해진 시간 동안 자신에 해당하는 상기 진입로에 대한 상기 차량의 주행이 감지되지 않으면 상기 점등변경신호를 상기 신호 제어 장치로 제공하여서 현재 점등 상태를 변경하도록 제어하는 점등 구동 회로를 포함함을 특징으로 한다.

상술한 특징적 구성에서, 상기 점등 구동 회로는 상기 통행 센서와 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행이 10초간 감지되지 않으면 상기 점등변경신호를 생성하여 상기 신호 제어 장치로 제공하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 서로 다른 방향에서 차량의 진입이 이루어지는 교차로 등에서 진입로 별 차량 통행 상태가 센싱되고 통행 상태에 따라서 교통 신호등의 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 적용되는 대기시간이 조절되므로 교차로 상의 차량 통행이 원활해질 수 있어서 교차로 상에 불필요하게 대기하는 차량 발생이 최소화될 수 있으므로 과다한 에너지 낭비 및 사회적 낭비 요인이 개선되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 교통 신호등 제어 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 교통 신호등 제어 시스템의 바람직한 실시예를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 실시예의 제어 동작을 설명하는 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 교통 신호등 제어 시스템은 교통 신호등을 제어하여서 차량의 주행을 지시하는 점등구간을 차량의 통행량에 따라서 대기시간을 가변하여서 교통 흐름을 원활하도록 제어하는 기술을 개시한다.

본 발명에 따른 실시예는 하나 이상의 교통 신호등이 설치된 장소에 실시될 수 있으며 바람직하게는 도 1과 같은 교차로에 실시될 수 있다.

도 1은 네방향에서 차량의 진입과 진출이 이루어지는 교차로를 도시하고 각 진입로에는 교통 신호등(10)이 설치되며 각 진입로의 교통 신호등(10)을 제어하는 신호 제어 장치(20)가 교차로에 인접한 특정 위치에 설치될 수 있다.

여기에서, 교통 신호등(10)은 교차로의 특성에 따라서 3색등 또는 4색등 등으로 설치될 수 있다.

그리고, 신호 제어장치(20)는 교통 신호등(10) 간의 신호가 서로 연동되도록 제어할 뿐만 아니라 보행자의 보행 안내를 위한 보행등(30)도 교통 신호등(10)과 같이 연동하여 제어하도록 구성되는 것이 일반적이다.

신호 제어 장치(20)는 교통 신호등(10) 별로 제어를 위한 점등제어신호를 제공하며, 교차로 상에의 각 진입로에 설치되는 교통 신호등(10)들은 점등제어신호에 의하여 연동되게 동작된다.

점등제어신호는 각 교통 신호등(10) 별로 미리 정해진 스케쥴의 다수의 점등구간과 상기 점등구간 별로 미리 정해진 대기시간으로 동작될 수 있도록 제공된다. 그리고, 각 교통 신호등(10)은 차량 간의 충돌이 발생하지 않도록 서로 연동되게 프로그램된 스케쥴이 적용된다.

즉, 특정 진입로의 교통 신호등(10)이 주행을 위하여 점등되면 좌측과 우측의 진입로는 정차를 위한 점등이 이루어지고 맞은 편 진입로도 정차 또는 주행을 위한 점등이 이루어질 수 있다.

그리고, 교통 신호등(10)의 스케쥴에는 차량의 주행이 가능한 점등구간(녹색등 점등(직진) 또는 좌회전등 점등)과 정차를 위한 점등구간(적색등 점등) 그리고 주의를 위한 점등구간(황색등 점등)을 포함하며, 각 점등구간은 서로 다른 대기시간을 갖도록 설계될 수 있다. 여기에서 대기시간은 차량이 직진 또는 좌회전하도록 지시하는 상태를 유지하는 시간, 즉 녹색등 또는 좌회전등이 점등된 상태를 유지하는 시간, 차량의 정차를 지시하는 상태를 유지하는 시간, 즉 적색등이 점등된 상태를 유지하는 시간, 그리고, 주의를 지시하는 상태를 유지하는 시간, 즉 황색등이 점등된 상태를 유지하는 시간을 의미한다.

일 예로, 도 1과 같이 배치되는 교통 신호등(10)은 도 2와 같이 신호등(12), 통행 센서(14), 통행 타이머(16) 및 점등 구동 회로(18)를 포함하는 구성을 갖는다.

여기에서, 신호등(12)은 상술한 바와 같이 청색, 적색, 황색 또는 좌회전표시를 포함하는 다수의 등을 포함하며 점등 구동 회로(18)의 제어에 의하여 동작한다.

그리고, 통행 센서(14)는 신호등(12)이 설치된 위치의 차량 통행을 센싱하는 센서이며 도플러 신호 감지 방식 등 다양한 방법으로 차향 통행 여부를 감지하는 센서로 구성될 수 있다.

그리고, 통행 타이머(16)는 점등 구동 회로(18)의 제어에 의하여 카운트를 수행하는 것으로서 통행 센서에서 차량 통행이 감지되지 않은 시간을 카운트한다. 통행 타이머(16)는 제작자의 의도에 따라 풀 카운트하는 시간이 임의로 설정될 수 있으나, 일반적으로 차량이 직진 또는 좌회전하도록 지시하는 상태를 유지하는 대기시간을 고려하여 10초로 설정될 수 있다.

그리고, 점등 구동 회로(18)는 신호 제어 장치(20)에서 제공되는 점등제어신호에 의하여 신호등(12)의 점등을 정해진 스케쥴과 대기 시간을 적용하여 제어한다.

그리고, 점등 구동 회로(18)는 스케쥴과 대기 시간을 적용하여 신호등(12)의 동작을 제어하면서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 대응하여 통행 센서(14)와 통행 타이머(16)의 동작에 따라서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 정해진 시간 동안 차량의 주행이 감지되지 않으면 점등변경신호를 생성하여서 신호 제어 장치(20)로 제공하는 동작을 수행하며, 신호 제어 장치(20)는 점등변경신호를 전달받으면 현재 점등 상태를 다음 스케쥴의 점등구간에 대응하여 변경한다. 여기에서 차량의 주행을 지시하는 녹색등이 점등하는 점등구간과 차량의 좌회전을 지시하는 좌회전등이 점등하는 점등구간이 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 해당된다.

보다 구체적으로, 점등 구동 회로(18)는 차량의 주행을 지시하는 녹색등이 점등하는 점등구간과 차량의 좌회전을 지시하는 좌회전등이 점등하는 점등구간으로 진입하면 통행 타이머(16)의 카운트 동작을 지시하고 그 후 통행 센서(14)에서 입력되는 센싱 신호를 받아들여서 차량 통행을 감지한 센싱 신호가 입력되면 통행 타이머(16)의 카운트 동작을 리셋한다.

점등 구동 회로(18)는 미리 정해진 풀카운트 시간, 즉 10초가 경과할 동안 통행 센서(14)에서 차량 통행을 감지한 센싱 신호가 입력되지 않으면 점등변경신호를 생성하여 신호 제어 장치(20)로 제공하여서 현재 점등 상태를 변경하는 제어 동작을 수행한다.

상술한 바와 같이 구성됨에 따라서 신호 제어 장치(20)는 정해진 스케쥴과 대기시간에 따라 교통 신호등(10)을 제어하며, 교통 신호등(10)은 자신이 설치된 위치의 차량 통행을 감지하여 정해진 시간(일예로 10초) 동안 차량의 주행이 감지되지 않으면 다음 점등 상태로 변경을 요청하는 점등 변경 신호를 생성하는 동작을 수행한다.

도 3을 참조하여 보다 구체적으로 본 발명에 따른 실시예의 동작을 살펴본다.

먼저, 신호 제어 장치(20)가 정상적인 스케쥴에 따른 점등 변경 제어(S10)를 수행하면 그에 대응한 점등제어신호가 교통 신호등(10)으로 전달된다. 만약 교통 신호등(10)이 적색이었으면 신호 제어 장치(20)는 차량의 주행을 안내하는 직진을 위한 녹색등 또는 좌회전을 위한 좌회전등을 점등하도록 점등제어신호를 교통 신호등(10)으로 전달할 수 있다.

신호 제어 장치(20)는 점등 변경 제어(S10)를 수행한 후 현재 점등구간에 해당하는 대기시간, 즉 점등시간을 카운트한다(S12). 이 과정에서 교통 신호등(10)으로부터 점등변경신호가 수신되면(S14) 신호 제어 장치(20)는 잔여 시간을 무시하고 즉시 다음 스케쥴에 해당하는 점등구간의 점등 상태로 전환될 수 있도록 점등 변경 제어(S10)를 수행한다.

신호 제어 장치(20)는 점등 변경 제어(S10)를 수행한 후 현재 점등구간에 대한 점등 시간을 카운트하고 점등 시간이 미리 설정된 대기 시간에 도달할 동안 점등 변경 신호를 수신하지 않으면 대기시간에 대한 풀 카운트 후 다음 스케쥴로 전환을 위한 점등 변경 제어(S10)를 수행한다.

상술한 신호 제어 장치(20)의 동작에 대응하여 교통 신호등(10)은 점등 제어 신호에 따른 점등 변경(S20)을 수행한다. 즉, 일 예로 신호등(12)의 적색등이 점등된 상태에서 점등 제어 신호를 수신하면 점등 구동 회로(18)는 신호등(12)에 포함된 적색등을 소등하고 차량의 주행을 안내하는 직진을 위한 녹색등 또는 좌회전을 위한 좌회전등을 점등한다.

점등 구동 회로(18)는 차량의 주행을 지시하는 녹색등이 점등하는 점등구간과 차량의 좌회전을 지시하는 좌회전등이 점등하는 점등구간으로 진입하면 통행 타이머(16)의 카운트 동작을 지시하여 카운트를 시작한다(S22).

점등 구동 회로(18)는 카운트를 시작한 후 통행 센서(14)에서 입력되는 센싱 신호를 받아들여서 차량 통행을 감지한 센싱 신호가 입력되면 통행 타이머(16)의 카운트 동작을 리셋한다(S24, S26).

점등 구동 회로(18)는 미리 정해진 풀카운트 시간, 즉 10초가 경과할 동안 통행 센서(14)에서 차량 통행을 감지한 센싱 신호가 입력되지 않으면 카운트를 완료하고(S28) 점등변경신호를 생성하여 신호 제어 장치(20)로 전송하여서(S30) 현재 점등 상태를 변경하는 제어 동작을 수행한다. 즉, 점등 구동 회로(18)는 통행 타이머(16)를 이용하여 카운트하면서 통행 센서(14)에서 마지막으로 주행 차량을 센싱한 후 10초가 경과되면 점등변경신호를 생성하여서 신호 제어 장치(20)로 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예가 구성 및 동작됨으로써 교차로 상의 특정 진입로가 교통 신호등(10)에 의하여 차량의 직진 주행 또는 좌회전을 지시하는 상태로 점등이 변경되면, 교통 신호등(10)의 통행 센서(14)가 자신의 진입로 상의 차량 통행을 센싱하면서 통행 타이머(16)가 상술한 바와 같이 미리 정해진 차량이 통과하지 않은 시간을 카운트한다. 이때 교차로 상의 다른 진입로의 일부 차량들의 직진이나 좌회전이 제한된다.

본 발명에 따른 실시예에서 교통 신호등(10)은 자신의 진입로에 일정 시간 차량 통행이 감지되지 않으면 스케쥴이 변경되어서 다음 점등구간의 신호등이 점등되도록 제어되며, 그 결과 교차로 상의 다른 진입로의 차량들이 불필요하게 정차하지 않고 교차로 상을 통행할 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 교통 신호등(10)이 진입로 별 차량 통행 상태를 센싱하여서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 적용되는 대기시간이 조절됨으로써 교차로 상의 차량 통행이 원활해질 수 있다.

그러므로 본 발명에 따른 실시예는 불필요하게 대기하는 차량 발생이 최소화될 수 있으므로 과다한 에너지 낭비 및 사회적 낭비 요인이 개선될 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

10 : 교통 신호등 12 : 신호등
14 : 통행 센서 16 : 통행 타이머
18 : 점등 구동 회로 20 : 신호 제어 장치
30 : 보행등

Claims (4)

1. 점등제어신호에 의하여 점등되는 하나 이상의 교통 신호등; 및
   상기 점등제어신호를 상기 교통 신호등으로 제공하여서 차량 간의 충돌이 발생되지 않도록 서로 연동되게 미리 프로그램된 스케쥴의 다수의 점등구간과 상기 점등구간 별로 미리 정해진 대기시간으로 상기 교통 신호등을 제어하는 신호 제어 장치;를 포함하며,
   상기 교통 신호등은,
   다수의 신호등,
   도플러 신호 감지 방식에 의하여 차량 통행을 센싱하는 통행 센서,
   상기 통행 센서에서 차량 통행이 감지되지 않은 시간을 카운트하는 통행 타이머, 및
   상기 신호 제어 장치의 상기 점등제어신호에 의하여 상기 스케쥴 및 상기 대기시간으로 상기 다수의 신호등을 제어하고 상기 통행 센서와 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행을 지시하는 점등구간에 정해진 시간 동안 상기 차량의 주행이 감지되지 않으면 점등변경신호를 생성하여 상기 신호 제어 장치로 제공하여서 현재 점등 상태를 다음 스케줄의 점등구간에 대응하여 변경하도록 제어하고, 상기 차량의 주행이 감지되면 상기 통행 타이머의 카운트 동작을 리셋하는 점등 구동 회로를 포함하며,
   상기 점등 구동 회로는 상기 통행 센서에서 마지막으로 주행 차량을 센싱한 후 상기 통행 타이머의 동작에 따라서 차량의 주행이 10초간 감지되지 않으면 상기 점등변경신호를 생성하여 상기 신호 제어 장치로 제공하도록 구성되는 교통 신호등 제어 시스템.
   
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