KR101286964B1

KR101286964B1 - 긴급 상황을 위한 교통 신호등 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101286964B1
Application number: KR1020090116757A
Authority: KR
Inventors: 임형수; 박소라; 김흥묵; 이수인
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2013-07-23
Also published as: KR20100066368A

Abstract

본 발명은 교통 신호 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 긴급 상황에서 긴급 차량을 지원하는 교통 신호 제어 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 긴급차량의 이동시 진로를 효과적으로 확보할 수 있고, 일반 차량의 교통에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, 보편화된 방송통신망에 적용할 수 있으며, 구현이 용이한 교통 신호 제어 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 장치는, 교통망에서 긴급 차량의 제어를 위한 교통 신호 제어 장치에 있어서, 전체적인 교통망 제어와 긴급 상황 발생 시 긴급 차량의 이동을 지원하기 위한 교통신호등 제어를 결정하고 제어신호를 송출하는 교통망 제어부와, 상기 제어신호를 수신하여 신호등을 제어하는 신호등 제어부와, 상기 제어되는 각 신호등에 대해 제어모드 해제요청신호를 송출하는 긴급차량 제어부를 포함한다.

신호등, 긴급 상황, 교통 신호, 교통 통제

Description

긴급 상황을 위한 교통 신호등 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF TRAFFIC LIGHT CONTROL FOR EMERGENCY}

본 발명은 교통 신호등 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 긴급 상황에서 긴급 차량을 지원하는 교통 신호등 제어 및 방법에 관한 것이다.

"본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제고유번호 : 2006-S-016-03, 과제명 : 지상파 DTV 분산 중계 기술개발]"

인간의 이동을 편리하게 하기 위한 욕구는 원시적인 이동수단으로부터 최첨단 비행기까지 좀 더 빠르고 안전하게 이동하기 위한 수단들을 발명하고 개발되는 원동력이 되어 왔다. 이러한 이동수단들 중 현재 가장 친근하며 대중화되어 있는 교통수단이 자동차이다. 또한 자동차가 급속하게 많아짐에 따라 복잡한 교차로 등에서 자동차를 제어할 필요가 생기게 되었고, 또한 자동차로부터 인간을 보호하기 위하여 교통체계가 설계되었다. 이러한 교통체계는 신호등을 기반으로 하는 전국적 인 망으로 발전하였다. 이러한 교통 체계를 유지하기 위하여 다양한 장치와 방법들이 연구되고 있다.

최근의 교통망은 다양한 형태의 모니터링 장치와 제어 장치를 통해 하나의 제어국에 의해 넓은 영역에 걸쳐 원활한 교통을 위한 제어 및 문제 해결이 가능하다. 그러나 갑작스런 화재나 사건/사고에 의한 소방/의료/경찰/군 인력과 장비의 수송이 필요한 경우에 대해서는 현재까지도 효율적인 해결방안이 없다. 특히 소방차와 구급차, 경찰차 등의 유사시 이동에 있어서는 일반 차량 운전자들의 자발적인 협조에 의존하고 있는데, 혼잡한 도심 지역에서는 이마저도 불가능해서 사건/사고의 조기 해결의 기회를 놓치는 경우가 많이 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방법 중의 하나로서 중앙의 통제국에서 교통신호등을 제어함으로써 긴급 차량의 진로를 확보해주는 방법이 있다. 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 긴급 차량의 진로를 확보해주는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1은 긴급 상황에서 교통신호등 제어 방법 중 중앙분리대가 없을 경우 신호등 제어 방법의 구성도이다.

도 1에서 긴급차량(110)은 북쪽에서 진입하여 동쪽, 서쪽, 남쪽 중 한 방향으로 진행한다고 가정한다. 교차로의 모든 진행방향의 신호등들은(161, 162, 163, 164)을 긴급 상황이 발생하면 빨강 즉, 정지 신호로 변경된다. 또한 긴급차량(110)은 진행 방향의 반대 방향의 차선을 이용하여 교차로로 진입하고 교차로를 통과한다.

도 2는 긴급 상황에서 교통신호등 제어 방법 중 중앙분리대가 있을 경우 신호등 제어 방법의 구성도이다. 도 2에서는 도 1과 동일하게 긴급차향(210)은 북쪽에서 진입하여 동쪽, 서쪽, 남쪽으로 진행한다고 가정하며, 중앙분리대가 존재하기 때문에 도 1과 달리 반대편 방향의 차선을 이용하지 못한다. 도 2에서는 현재 긴급 차량 앞에 일반 차량들(221, 222)이 존재하고 있으며 일반차량들(221, 222)이 교차로를 통과해야만 긴급차량(210)이 통과할 수 있다. 일반차량을 통과하기 위하여 신호등들은 빨강(동쪽(263), 서쪽(261))과 녹색 & 좌회전(남쪽(262))으로 변경된다. 동쪽 신호등(263)과 서쪽 신호등(261)은 각각 서쪽에서 교차로로 진입하는 일반차량(231, 232)과 동쪽에서 교차로로 진입하는 일반차량(251, 252)의 진입을 막기 위하여 빨강 신호로 변경된다. 또한 남쪽 신호등(262)은 북쪽에서 진입하는 일반차량(221, 222)이 통과한 후 긴급차량(210)을 이동시키기 위하여 직진, 좌회전, 우회전이 가능하도록 녹색 & 좌회전 신호로 변경한다. 그리하여 긴급차량은 교차로를 통과할 수 있다.

그러나 긴급 차량의 이동 상황에 따라 중앙의 통제국에서 일일이 각 교통신호등을 제어하는 것은 특히 사건/사고의 발생 빈도가 높은 도심에서는 많은 인적/물적 비용이 소요된다. 한편, 이러한 비용을 줄이기 위하여 교통신호 제어의 정밀도를 낮춘다면 일반 차량의 교통에 불필요한 지장이 발생하게 된다. 그리하여 긴급 상황에서 적절하게 제어될 수 있는 신호 체계가 필요하다.

따라서 본 발명에서는 긴급차량의 이동시 진로를 효과적으로 확보할 수 있는 교통신호등 제어 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명에서는 일반 차량의 교통에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 교통신호등 제어 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명에서는 보편화된 방송통신망에 적용할 수 있는 교통신호등 제어 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명에서는 구현이 용이한 교통신호등 제어 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 교통 신호 제어 장치는, 교통망에서 긴급 차량의 제어를 위한 교통 신호 제어 장치에 있어서, 전체적인 교통망 제어와 긴급 상황 발생 시 긴급 차량의 이동을 지원하기 위한 교통신호등 제어를 결정하고 제어신호를 송출하는 교통망 제어부와, 상기 제어신호를 수신하여 신호등을 제어하는 신호등 제어부와, 상기 제어되는 각 신호등에 대해 제어모드 해제요청신호를 송출하는 긴급차량 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 교통 신호 제어 방법은 교통망에서 긴급 차량의 통행을 위해 신호등 제어국에서 교통 신호를 제어하기 방법에 있어서, 중앙제어국으로부터 긴급 차량의 이동을 위한 제1제어 신호를 수신할 시 상기 긴급 차량이 이동할 수 있도록 상기 신호등을 설정하는 과정과, 상기 신호등을 설정한 후 미리 설정된 시간동안 상기 신호등의 설정을 유지하는 제어 모드 과정과, 상기 신호등 설정 이후 상기 긴급 차량으로부터 해제 신호가 수신될 시 상기 신호등을 미리 결정된 방식으로 제어하는 제어 해제 모드 과정을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 교통 신호 제어 방법은 교통망에서 신호등의 교통 신호를 제어하기 위해 긴급 차량에서 상기 신호등을 제어하기 위한 방법에 있어서, 신호등 제어부로부터 신호등 제어신호와 신호등 식별 신호를 수신하는 과정과, 상기 신호등 제어 신호와 상기 신호등 식별 신호를 이용하여 신호등 통과여부를 판단하는 과정과, 상기 신호등을 통과할 경우 제어모드를 해제하기 위한 신호를 생성하여 송출하는 과정을 포함한다.

본 발명의 교통 신호등 제어 장치 및 방법은 화재, 응급환자 발생, 사건/사고에 따른 긴급차량의 이동시 진로를 효과적으로 확보하는 동시에, 일반 차량의 교통에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명은 가장 넓은 지역에 걸쳐 고르게 대중화되고 보편화된 방송통신망에 적용함으로써 비교적 간단하게 구현할 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설 명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통 신호등 제어망의 구성도이다.

도 3에서는 교통신호등 제어 및 긴급 신호 송출을 위하여 신호등 제어부(310, 320, 350), 교통망 제어부(330), 긴급차량 제어부(340)로 구성된다. 도 3을 참조하여 교통 신호등 제어 장치의 동작에 대하여 살펴보기로 한다. 교통망 제어부(330)는 방재 본부로 들어오는 긴급 상황 발생 정보에 따라 긴급차량의 이동 경로상의 신호등들에 해당하는 신호등 ID들을 포함하는 교통신호등 제어 신호를 생성하여 모든 신호등 제어부들(310, 320, 350)에게 전송한다. 신호등 제어부들(310, 320, 350)은 교통망 제어부(330)로부터 제어신호를 수신하여 긴급차량의 이동 경로에 해당할 경우 신호등을 제어하고, 긴급차량의 긴급차량 제어부(340)로 정보를 전송할 수 있다. 또한 긴급차량의 이동 경로에 해당하는 신호등 제어부들은 긴급 상황이 종료되었다고 판단할 경우 또는 긴급차량의 제어 완료 신호를 수신할 경우 제어모드를 해제하고, 이를 교통망 제어부(330)에 송신할 수 있다. 긴급차량 제어부(340)는 교통망 제어부(330) 또는 신호등 제어부(350)로부터 제어신호를 수신 받을 수 있고 또한 GPS 신호를 수신 받을 수 있다. 긴급차량 제어부(340)는 제어해제 요청 신호를 발생하고, 신호등 제어부에서 신호해제 응답 신호를 수신하면 해제 완료 신호를 교통망 제어부(330)로 송신할 수 있다.

도 4는 긴급차량 이동경로상의 교통신호등 제어 대상 지점들을 예시한 것이 다.

도 4에서 긴급차량은 북쪽에서 진입하여 교차로 가(410), 교차로 나(420), 교차로 다(430), 교차로 라(440)를 통과한다고 가정한다. 이러한 가정에서 교차로 가(410)에서는 서쪽에서 진입하는 차량의 좌회전 방향을 통제하여 긴급차량을 통과 시키며, 교차로 나(420)에서는 서쪽에서 진입하는 차량의 직진방향과 좌회전 방향을 통제하여 긴급 차량을 통과시킨다. 또한 교차로 다(430)에서는 북쪽에서 진입하는 차량의 직진방향을 통제함으로써 긴급차량을 이동시킬 수 있고 교차로 라(440)에서는 모든 방향을 통제하거나, 남쪽과 서쪽에서 진입하는 차량의 좌회전 및 직진방향과 동쪽에서 진입하는 차량의 직진방향을 통제하여 긴급차량을 이동시킬 수 있다.

도 5는 긴급 상황에서 교통신호등을 제어하기 위한 망의 구성도이다.

도 5의 교통신호등을 제어하기 위한 망은 신호등 제어부를 포함하는 신호등(510), 긴급차량 제어부를 포함하는 긴급차량(520), 특정 응급상황의 정보를 제공하는 기지국 또는 중앙제어국(530)로 구성된다. 신호등(510), 긴급차량(520), 기지국 또는 중앙제어국(530)은 무선망을 토하여 서로 긴급 상황 정보 및 제어신호를 통신할 수 있으며, 신호등(510)과 기지국(530)은 유선으로 연결된 망으로 구성할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 긴급차량 제어 시스템 구성도이다.

도 6에서 신호등(620)은 신호등 제어부를 포함하고 있으며, 긴급차량(610)은 긴급차량 제어부를 포함하고 있다. 이하에서 신호등은 신호등 제어부를 포함한 신 호등을 의미하며, 긴급차량은 긴급차량 제어부를 포함하는 긴급차량을 의미한다. 신호등(620)은 긴급차량을 지원하기 위하여 중앙 제어국(530)에서 제공하는 제어 신호(A)를 수신하여 신호등을 제어한다. 또한 신호등(620)은 긴급차량(610)으로부터 긴급 상황이 종료되었다는 제어모드 해제요청 신호(B)를 수신하여 제어모드를 해제한다.

도 7은 도 6의 실시 예에 따른 신호등 제어부의 구성도이다.

도 7의 신호등 제어부는 수동제어 입력모듈(710), 신호등(720), 컨트롤러 모듈(730), ROM/RAM(740), 복조모듈(A)(750), 복조모듈(B)(760), RF모듈(A)(770), RF모듈(B)(780)로 구성된다. 여기서 복조모듈(A)(750), 복조모듈(B)(760), RF모듈(A)(770), RF모듈(B)(780)은 신호 수신부라 칭한다.

RF 모듈(A)(770)은 중앙 제어국에서 유/무선으로 들어온 신호를 하강 변환하여 복조모듈(A)(750)로 전달한다. 복조모듈(A)(750)은 RF모듈(A)(770)에서 전달받은 신호를 복조한 후 컨트롤러모듈(730)로 전송한다. 수동제어입력모듈(710)은 신호등을 수동으로 제어하기 위한 신호를 컨트롤러모듈(730)로 전송한다. 컨트롤러모듈(730)은 복조모듈(A)(750)로부터 수신 받은 수신 신호 및 수동제어입력모듈(710)로부터 수신 받은 수신 신호를 이용하여 신호등을 제어한다.

또한 긴급차량으로부터 수신 받은 신호등 제어모드 해제요청 RF신호가 RF모듈(B)(780)에서 수신되어 복조모듈(B)(760)에서 복조된 후 컨트롤러모듈(730)로 전송되면 컨트롤러모듈(730)은 신호등의 제어를 완료한다. 또한 ROM/RAM(740)은 정보의 저장 및 갱신을 위하여 컨트롤러 모듈에 의하여 제어된다.

도 8은 도 6의 긴급차량 제어부의 구성도이다.

도 8에서 긴급차량 제어부는 수동제어 입력모듈(810), 컨트롤러모듈(820), ROM/RAM(830), 변조모듈(B)(840), RF 모듈(B)(850)로 구성된다.

도 8을 참조하여 긴급차량 제어부의 동작을 살펴보면, 컨트롤러모듈(820)은 교통신호등 제어해제 신호를 발생하여 변조모듈(B)(840)로 전달한다. 변조모듈(840)은 이 신호를 변조하여 RF모듈(B)(850)로 전달한다. RF모듈(850)은 정해진 RF신호로 가공하여 송출한다. 또한 수동제어 입력모듈(810)은 긴급차량 제어부를 수동 제어하기 위한 신호를 컨트롤러 모듈(820)로 전송하고 ROM/RAM(830)은 정보의 저장 및 갱신을 위하여 컨트롤러 모듈에 의하여 제어된다.

도 9는 도 6의 신호등 제어부의 신호등 제어 흐름도이다.

신호등 제어부는 910단계에서 교통망 제어부로부터 신호등 제어신호(A)를 수신 여부를 판단한다. 만약 신호등 제어신호(A)를 수신하게 되면 920단계에서 신호등 ID 해당 여부를 확인한다. 만약 신호등 제어신호(A)를 수신하지 않으면 지속적으로 신호등 제어신호(A)의 수신을 기다린다. 920 단계에서 확인된 신호등 ID가 해당 신호등의 ID로 확인되면 930단계에서 신호등 제어모드가 개시된다. 만약 해당 신호등 ID가 해당 신호등의 ID가 아니라면 다시 신호등 제어신호(A)의 수신하기 위한 단계로 천이된다. 또한 긴급 상황의 해제를 위하여 신호등 제어부는 940단계에서 긴급차량으로부터 송신되는 신호등 제어 해제신호(B)의 수신여부를 확인한다. 만약 신호등 제어 해제신호가 수신되었을 경우 960단계에서 신호등 제어모드를 해제하고 다음 신호등 제어신호를 수신하기 위한 모드로 천이된다. 만약 940단계에서 신호등제어해제 신호가 수신되지 않았을 경우 미리 정해진 신호등 제어 모드 유지시간을 이용하여 불필요하게 지속되는 긴급 상황의 신호등 제어모드를 해제할 수 있다. 신호등 제어부는 950단계에서 미리 정해진 신호등 제어모드 유지시간을 이용하여 허용된 시간 이하일 경우에는 신호등 제어 해제신호를 수신하기 위한 모드로 천이되며, 허용치를 초과하였을 경우에는 신호등 제어모드 해제 상태 즉, 960단계로 천이되며 신호등 제어모드 해제 후에는 다른 긴급 상황의 신호등 제어 신호를 기다린다.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 긴급차량 제어 시스템 구성도이다.

도 10에서는 도 6의 단방향의 제어신호가 아닌 양방향의 제어신호의 송수신도 가능하며, 도 6과 마찬가지로 신호등(1020)은 신호등 제어부를 포함하며, 긴급차량(1010)은 긴급차량 제어부를 포함한다. 또한 도 10에서 (A)신호는 중앙제어국에서 신호등으로 송신하는 제어 신호이며, (B)신호는 긴급차량이 신호등에게 송신하는 제어모드 해제요청 신호이다. (C)신호는 신호등에서 긴급차량으로 전송하는 신호등 ID 신호이며, (D)신호는 신호등에서 교통망 제어부로 송신하는 제어모드 상태 확인 신호이다. (E)신호는 긴급차량이 교통망 제어부로 송신하는 제어해제 완료 신호이다.

도 11은 도 10의 실시 예에 따른 신호등 제어부의 구성도이다.

도 11의 신호등 제어부는 수동제어 입력 모듈(1110), 신호등(1120), 컨트롤러모듈(1130), ROM/RAM(1140), 복조모듈(A)(1151), RF모듈(A)(1161), 변조모듈(D)(1152), RF모듈(D)(1162), 복조모듈(B)(1153), RF모듈(B)(1163), 변조모 듈(C)(1154), RF 모듈(C)(1164)로 구성된다.

도 11을 참조하여 신호등 제어부의 동작과정에 관하여 살펴보기로 한다. 여기서 복조모듈(A)(1151), RF모듈(A)(1161), 복조모듈(B)(1153), RF모듈(B)(1163)을 신호 수신부라 칭하며, 변조모듈(D)(1152), RF모듈(D)(1162), 변조모듈(C)(1154), RF 모듈(C)(1164)을 신호 송신부라 칭한다.

RF모듈(A)(1161)은 교통망 제어부로부터 유/무선으로 수신된 신호를 하강 변환하여 복조모듈(A)(1151)로 전송한다. 복조 모듈(A)(1151)은 RF모듈(A)(1161)에서 변환된 신호를 복조하여 컨트롤러모듈(1130)로 전송한다. 수동제어 입력모듈(1110)은 신호등을 수동 제어하기 위한 신호를 컨트롤러모듈(1130)에게 전달한다. 컨트롤러모듈(1130)은 신호등 제어부가 신호등 제어모드로 들어갔음을, 또는 제어모드가 해제되었음을 알리는 신호를 변조모듈(D)(1152)로 전달한다. 변조모듈(D)(1152)은 컨트롤러모듈(1130)에서 전달받은 신호를 정해진 변조방식으로 변조 후 RF모듈(D)(1162)로 전달한다. RF모듈(D)(1162)은 정해진 규격에 맞는 RF신호를 생성하여 유/무선으로 교통망 제어부로 전송한다.

또한 컨트롤러모듈(1130)은 교통망 제어부에서 전달받은 제어 신호 또는 수동제어 입력모듈(1110)에서 받은 신호를 근거로 하여 제어모드로 들어가면 신호등 ID 신호를 변조모듈(C)(1154)로 전달한다. 변조모듈(C)(1154)은 컨트롤러모듈(1130)에서 생성된 신호를 미리 정해진 변조방식으로 변조하여 RF모듈(C)(1164)로 전달하고 RF모듈(C)(1164)은 정해진 규격에 맞는 RF신호를 생성하여 무선으로 긴급차량으로 전송한다. 컨트롤러모듈(1130)은 복조모듈(A)(1151)로부터 수신 받은 제어 신호 및 수동제어입력모듈(1110)로부터 수신 받은 수신 신호를 이용하여 신호등을 제어한다.

RF모듈(B)(1163)은 긴급차량으로부터 수신 받은 신호등 제어모드 해제요청 RF신호를 수신하고 처리하여 복조모듈(B)(1153)로 전송한다. 복조모듈(B)(1153)은 RF모듈(B)(1163)에서 전달받은 신호등 제어모드 해제요청 신호를 복조한 후 컨트롤러모듈(1130)로 전송한다. 컨트롤러 모듈(1130)은 신호등의 제어를 완료하고 변조모듈(D)(1152)과 RF모듈(D)(1162)를 통해 제어모드 해제확인 신호를 송출하고 신호등 ID 신호 송출을 완료한다. 또한 ROM/RAM(1140)은 정보의 저장 및 갱신을 위하여 컨트롤러 모듈에 의하여 제어된다.

도 12는 도 10에 따른 긴급차량 제어부의 구성도이다.

도 12의 긴급차량 제어부는 수동제어 입력모듈(1210), 컨트롤러모듈(1220), ROM/RAM(1230), 복조모듈(A)(1241), RF모듈(A)(1251), 복조모듈(C)(1242), RF모듈(C)(1252), 복조모듈(GPS)(1243), RF 모듈(GPS)(1253), 변조모듈(B)(1244), RF 모듈(B)(1254), 변조모듈(E)(1245), RF 모듈(E)(1255)로 구성된다.

도 12를 근거로 하여 긴급차량 제어부를 포함하는 긴급차량의 동작과정을 살펴보기로 한다. 여기서 복조모듈(A)(1241), RF모듈(A)(1251), 복조모듈(C)(1242), RF모듈(C)(1252), 복조모듈(GPS)(1243), RF 모듈(GPS)(1253)을 신호 수신부라 칭하며, 변조 모듈(B)(1244), RF 모듈(B)(1254), 변조모듈(E)(1245), RF 모듈(E)(1255)을 신호 송신부라 칭한다.

RF모듈(A)(1251), RF 모듈(C)(1252), RF 모듈(GPS)(1253)은 각각 교통망 제 어부의 송신신호(A), 신호등의 신호등 ID 신호(C), GPS 신호를 수신한다. 복조모듈(A)(1241), 복조모듈(C)(1242), 복조모듈(GPS)(1243)은 각각의 RF모듈에서 전달받은 신호를 복조하여 컨트롤러모듈(1220)에 전달한다. 컨트롤러 모듈(1220)은 각 복조모듈의 신호와 수동제어 입력모듈(1210)의 입력 신호를 수신한다. 컨트롤러모듈(1220)은 신호등의 ID 또는 GPS의 차량 현재 위치를 비교하여 신호등 통과여부를 결정하거나 수동제어모듈로 입력된 신호를 기반으로 신호등 제어모드 해제요청 신호를 발생하여 변조모듈(B)(1244)로 전달한다. 변조모듈(B)(1244)은 전달받은 제어모드 해제요청 신호를 변조하여 RF모듈(B)(1254)로 전달한다. RF모듈(B)(1254)은 정해진 RF신호로 가공하여 송출한다. 또한 컨트롤러모듈(1220)은 신호등의 제어모드 해제가 완료되었음을 교통망 제어부에 전송하기 위하여 변조모듈(E)(1245)에서 제어해제 완료 신호를 변조하여 RF 모듈(E)(1255)을 통하여 송신한다.

도 13은 도 10의 실시 예에 따른 신호등 제어 흐름도이다.

신호등 제어부는 1301단계에서 신호등 제어신호(A)를 수신 여부를 판단한다. 만약 신호등 제어신호(A)를 수신하면 1302 단계에서 신호등 제어신호에 자신의 신호등 ID가 포함되는지를 판단하며, 신호등 제어신호(A)를 수신하지 않았다면 지속적으로 신호등 제어 신호(A)를 기다린다. 1032단계에서 판단한 신호등 ID가 자신의 신호등의 ID일 경우 1303단계에서 신호등 제어 정보가 신호등 제어를 위한 신호인지 아니면 신호등 제어 해제 신호인지를 판단한다. 1303단계에서의 신호가 제어 신호 일 경우 1306 단계에서 신호등 제어 모드가 개시 되며, 1307단계에서 신호등 ID 신호(C)의 송신을 개시하며 1308단계에서 개시 확인 신호(D)를 교통망 제어부로 송 신한다. 또한 1303단계에서 신호등 제어 정보가 제어해제 신호일 경우 1310단계에서 신호등 제어모드를 해제하고, 1311단계에서는 신호등 제어모드 해제확인 신호(D)를 송신한다. 그리고 1312단계에서는 신호등 ID 신호(C)의 송신을 중단하고 다음 제어신호가 수신될 때까지 기다린다.

타이머를 이용하여 신호등을 제어할 경우 또는 1302 단계에서 신호등 ID 신호(C)가 자신의 신호등 ID 신호(C)가 아니라면 1304에서는 현재 신호등 제어모드의 여부를 판단한다. 만약 신호등 제어모드가 아닌 경우 초기의 수신대기 상태로 천이되며, 신호등 제어모드인 경우 1305에서 신호등 제어 모드 유지시간을 판단한다. 만약 미리 정해진 허용치를 초과할 경우 1311단계로 천이되어 신호등 제어모드 해제확인 신호(D)를 송신하며 1312단계에서 신호등 ID 신호(C) 송신을 중단하고 긴급 상황은 종료되며 다음 제어신호가 수신될 때까지 기다린다. 만약 미리 정해진 허용치를 초과하지 않을 경우 1309단계로 천이되어 제어 해제 요청 신호(B)의 수신을 기다린다.

1309단계에서 제어해제 요청 신호(B)가 수신되면 1310 단계에서 신호등 제어모드가 해제되고, 1311 단계에서 신호등 제어모드 해제확인신호(D)가 송신된다. 1312단계에서는 신호등 ID 신호(C)의 송신이 중단되며 긴급 상황이 종료되어 다음 긴급신호가 수신될 때까지 기다린다.

도 14는 도 10의 실시 예에 따른 긴급차량 제어 흐름도이다.

긴급차량 제어부는 1410단계에서 교통망 제어부에서 전송한 신호등 제어신호(A)를 수신하며, 1420단계에서 GPS 또는 신호등 ID 신호(C)를 수신한다. 1430 단 계에서 긴급차량 제어부는 수신한 신호들을 바탕으로 신호등의 통과 여부를 판단하고 통과일 경우 1440단계에서 제어해제 요청신호(B)를 송신한다. 긴급차량 제어부는 1450단계에서 제어해제 확인 신호(C)를 신호등 제어부로부터 수신하고 1460에서 제어 해제 완료 신호를 송신한다. 그런 후 다시 신호등 제어신호의 수신모드로 천이한다.

본 발명의 교통 신호 제어 장치 및 방법의 적용은 긴급 차량의 이동 경로상의 일반 차량들의 진입을 차단하는 한편, 긴급 차량의 이동 경로와 무관한 일반 차량들의 통행과 보행자들의 횡단보도 이용은 보장함으로써, 긴급 차량의 신속한 이동 경로를 확보하는 동시에 일반 차량 및 보행자들에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

본 발명의 신호등의 제어 방법의 적용 예를 도 15 내지 도 21로 제시하였다.

도 15는 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 우회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 1 적용 예를 도시한 것이다. 북쪽 방향에서 진입하는 긴급차량(1510)은 서쪽 방향으로 우회전하는 상황이며, 이를 위해 북쪽 신호등(1561), 서쪽 신호등(1562), 남쪽 신호등(1563)은 모두 빨강색 신호로 차단하여 반대편 차선 즉, 남쪽방향에서 북쪽방향으로 진입하는 차선을 이용하여 긴급차량을 이동시킨다. 그리고 동쪽 신호등(1564)은 녹색으로 설정하여 서쪽에서 진입하는 차량들의 직진 및 우회전과 동쪽에서 진입하는 차량들의 우회전은 가능하도록 한다. 또한, 남쪽 횡단보도 신호등은 녹색으로 하여 보행이 가능하도록 한다.

도 16은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 우회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 2 적용 예를 도시한 것이다. 도 16의 도 15와 동일한 상황이며 이를 위해 북쪽 신호등(1661), 동쪽 신호등(1664), 남쪽 신호등(1663)을 빨강 신호로 설정하며 긴급자동차의 진행방향으로 들어오는 차량을 통제한다. 그리고 서쪽 신호등(1662)은 좌회전 신호로 설정하여 현재 긴급차량(1610)의 진행방향과 관계없는 차량은 교차로로 진입할 수 있다.

도 17은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 우회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 3 적용 예를 도시한 것이다. 도 17은 도 15 및 도 16의 상황과 동일하며 이 상황을 위하여 네 방향의 신호들(1761, 1762, 1763, 1764)을 모두 빨강 신호로 설정한다. 이때, 남쪽과 동쪽 횡단보도 신호등은 녹색으로 하여 보행이 가능하도록 한다.

차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 우회전하는 상황에서는 상기 도 15 내지 도 17에 제시된 교통신호등 제어 방법을 시분할하여 적용할 수 있다.

도 18은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 직진하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법을 도시한 예이다. 긴급차량(1810)은 북쪽에서 진입하여 남쪽으로 진행하며, 이를 지원하기 위하여 네 방향의 신호등들(1861, 1862, 1863, 1864)을 모두 빨강 신호로 설정한다. 이때, 동쪽과 서쪽 횡단보도 신호등은 녹색으로 하여 보행이 가능하도록 한다.

도 19는 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 좌회전하 는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 1 적용 예를 도시한 것이다. 긴급차량(1910)은 북쪽에서 동쪽으로 진입하며, 이를 지원하기 위하여 북쪽 신호등(1961), 서쪽 신호등(1962), 동쪽 신호등(1964)은 빨강 신호로 설정하며, 남쪽 신호등(1963)은 긴급차량의 진행방향과 무관하므로 녹색 신호로 설정하여 교차로 진입을 허용한다. 이때, 서쪽 횡단보도 신호등은 녹색으로 하여 보행이 가능하도록 한다.

도 20은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 좌회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 2 적용 예를 도시한 것이다. 긴급차량(2010)은 북쪽에서 동쪽으로 진입하며, 이를 지원하기 위하여 남쪽 신호등(2063), 서쪽 신호등(2062), 동쪽 신호등(2064)은 빨강 신호로 설정하며, 북쪽 신호등(2061)은 긴급차량의 진행방향과 무관한 남쪽에서 서쪽으로 진입하는 좌회전 방향의 소통을 위하여 좌회전 신호로 설정한다.

도 21은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 좌회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 3 적용 예를 도시한 것이다. 긴급차량(2110)은 북쪽에서 동쪽으로 진입하며, 이를 지원하기 위하여 모든 신호등(2161, 2162, 2163, 2164)을 빨강 신호로 설정하며 긴급차량의 경로에 방해되는 모든 차량의 진입을 막는다. 이때, 남쪽과 서쪽 횡단보도 신호등은 녹색으로 하여 보행이 가능하도록 한다.

차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 좌회전하는 상황에서는 도 19 내지 도 21에 제시된 교통신호등 제어 방법을 시분할하여 적용할 수 있다.

도 1은 긴급 상황에서 교통신호등 제어 방법 중 중앙분리대가 없을 경우 신호등 제어 방법의 구성도.

도 2은 긴급 상황에서 교통신호등 제어 방법 중 중앙분리대가 있을 경우 신호등 제어 방법의 구성도,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교통 신호등 제어망의 구성도,

도 4는 긴급차량 이동경로상의 교통신호등 제어 대상 지점들을 예시,

도 5는 긴급 상황에서 교통신호등을 제어하기 위한 망의 구성도,

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 긴급차량 제어 시스템 구성도,

도 7은 도 6의 실시 예에 따른 신호등 제어부의 구성도,

도 8은 도 6의 긴급차량 제어부의 구성도,

도 9는 도 6의 신호등 제어부의 신호등 제어 흐름도,

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 긴급차량 제어 시스템 구성도,

도 11은 도 10의 실시 예에 따른 신호등 제어부의 구성도,

도 12의 도 10에 따른 긴급차량 제어부의 구성도,

도 13은 도 10의 실시 예에 따른 신호등 제어 흐름도,

도 14는 도 10의 실시 예에 따른 긴급차량 제어 흐름도,

도 15는 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 우회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 1 적용 예,

도 16은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 우회전하 는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 2 적용 예,

도 17은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 우회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 3 적용 예,

도 18은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 직진하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법을 도시한 예,

도 19는 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 좌회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 1 적용 예,

도 20은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 좌회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 2 적용 예,

도 21은 차도의 중앙분리대가 없는 구간의 교차로에서 긴급 차량이 좌회전하는 상황에 대해 본 발명에 따른 교통신호등 제어 방법 중 제 3 적용 예.

Claims

교통망에서 긴급차량의 제어를 위한 교통 신호 제어 장치에 있어서,

상기 교통망의 제어와, 긴급 상황 발생 시 상기 교통망에서의 긴급차량의 통행을 지원하기 위해 신호등의 제어를 결정하고, 상기 교통망의 제어 및 상기 신호등의 제어를 위한 제어신호를 송신하는 교통망 제어부와,

상기 제어신호를 수신하여 상기 신호등을 제어하는 신호등 제어부와,

상기 신호등에 대한 제어모드 해제요청 신호를 송신하는 긴급차량 제어부를 포함하며,

상기 신호등 제어부는,

상기 제어신호로부터 상기 신호등의 식별 정보를 확인하여 상기 신호등에 대한 제어모드를 개시한 후, 상기 제어모드 해제요청 신호를 수신하여 상기 신호등에 대한 제어모드를 해제하며,

상기 제어모드 해제요청 신호를 수신하지 못할 경우에는, 제어모드 유지시간 동안 상기 신호등에 대한 제어모드를 유지하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제1항에 있어서,

특정 응급상황의 정보를 포함하는 응급상황 신호를 송신하는 중앙 제어국을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 신호등 제어부는,

상기 중앙 제어국으로부터 수신한 상기 응급상황 신호와 상기 긴급차량으로부터 수신한 상기 제어모드 해제요청 신호를 수신하고, 상기 응급상황 신호와 상기 제어모드 해제요청 신호의 주파수를 하강 변환한 후 복조하는 신호 수신부와,

상기 신호등을 수동으로 제어하기 위한 수동제어 신호를 생성하는 수동제어입력모듈과,

상기 복조된 응급상황 신호와 제어모드 해제요청 신호, 상기 제어 신호, 및 상기 수동제어 신호를 수신하여, 상기 신호등을 제어하는 컨트롤러모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 신호 수신부는,

상기 중앙 제어국으로부터 수신한 상기 응급상황 신호와 상기 긴급차량으로부터 수신한 상기 신호등 제어모드 해제요청 신호를 주파수 하강 변환하는 RF모듈과,

상기 하강 변환된 응급상황 신호와 신호등 제어모드 해제요청 신호를 복조하는 복조모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 긴급차량 제어부는,

상기 긴급차량의 통행에 따라 상기 신호등의 통과 여부를 확인하여,

상기 제어모드 해제요청 신호를 생성하는 컨트롤러모듈과,

상기 제어모드 해제요청 신호를 변조하는 변조모듈과,

상기 변조된 제어모드 해제요청 신호를 주파수 상승 변환하여 송신하는 RF모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 신호등 제어부는,

상기 중앙 제어국으로부터 수신한 상기 응급상황 신호와 상기 긴급 차량으로부터 수신한 상기 제어모드 해제요청 신호를 수신하고, 상기 응급상황 신호와 상기 제어모드 해제요청 신호의 주파수를 하강 변환한 후, 복조하는 제1신호 수신부와,

상기 신호등을 수동으로 제어하기 위한 수동제어 신호를 생성하는 수동 제어 입력 모듈과,

상기 복조된 응급상황 신호와 상기 제어신호, 및 상기 수동제어 신호를 수신하여, 상기 신호등의 제어모드 진입 및 상기 신호등의 식별 정보를 지시하는 알림 신호를 생성하는 제1컨트롤러 모듈과,

상기 알림 신호를 변조하여 주파수 상승 변환하는 제1신호 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 제1신호 수신부는,

상기 중앙 제어국으로부터 수신한 상기 응급 상황 신호와 상기 긴급차량으로부터 수신한 상기 신호등 제어모드 해제요청 신호를 주파수 하강 변환하는 RF모듈과,

상기 하강 변환된 응급상황 신호와 신호등 제어모드 해제요청 신호를 복조하는 복조모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 제1신호 송신부는,

상기 알림 신호를 변조하는 변조모듈과,

상기 변조된 알림신호를 주파수 상승 변환하여 송신하는 RF모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 긴급차량 제어부는,

상기 알림신호 및 GPS 신호를 수신하는 제2신호 수신부와,

상기 알림신호 및 상기 GPS 신호를 바탕으로, 상기 긴급 차량의 통행에 따른 상기 신호등의 통과여부를 확인하여 상기 제어모드 해제요청 신호를 생성하는 제2컨트롤러모듈과,

상기 제어모드 해제요청 신호를 변조한 후 주파수 상승 변환하여 송신하는 제2신호 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 제2신호 수신부는,

상기 알림신호 및 상기 GPS신호를 주파수 하강 변환하는 RF모듈과,

상기 하강 변환된 알림신호 및 GPS 신호를 복조하는 복조모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 제1신호 송신부는,

상기 신호등에 대한 제어모드의 해제를 확인하여 상기 신호등의 제어 해제확인 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 장치.
교통망에서 긴급 차량의 통행을 위한 교통 신호를 제어하기 위한 방법에 있어서,

상기 교통망의 제어와, 긴급 상황 발생 시 상기 교통망에서의 긴급 차량의 통행을 지원하기 위해 신호등의 제어를 결정하는 단계;

상기 교통망의 제어 및 상기 신호등의 제어를 위한 제어신호를 수신할 경우, 상기 제어신호로부터 상기 신호등의 식별 정보 및 상기 신호등의 제어정보를 확인하여 상기 신호등의 제어모드를 개시하는 단계;

상기 신호등의 제어모드를 개시한 후, 제어모드 해제요청 신호를 수신하여 상기 신호등의 제어모드를 해제하는 단계;를 포함하며,

상기 신호등의 제어모드를 개시한 후, 상기 제어모드 해제요청 신호를 수신하지 못할 경우에는, 제어모드 유지시간 동안 상기 신호등에 대한 제어모드를 유지하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 방법.
제12항에 있어서,

상기 신호등의 제어모드를 개시하는 단계에서,

상기 제어 신호로부터 상기 신호등의 식별 정보 및 상기 신호등의 제어정보가 미확인될 경우에는, 상기 제어모드 유지시간 동안 상기 신호등에 대한 제어모드를 유지하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 방법.
제12항에 있어서,

상기 신호등의 제어모드를 해제하는 단계는, 상기 제어모드 유지시간이 경과하면 상기 신호등에 대한 제어모드를 해제하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 방법.