KR101671245B1 - 교통혼잡지표 산출 방법 및 장치 - Google Patents

교통혼잡지표 산출 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

교통혼잡지표 산출 방법 및 장치가 제공된다. 제1 및 제2루프 센서들이 설치된 도로를 주행하는 차량으로부터 교통혼잡지표를 산출하는 방법은, 단위시간 동안 도로를 통과한 차량들의 총 면적을 산출하는 단계와, 총 면적을 차량 1대의 표준 면적으로 나누어 단위시간 동안 도로를 통과한 차량의 수(이하, '표준 교통량'이라 함)를 산출하는 단계와, 표준 교통량을 도로의 교통혼잡지표로서 사용하는 단계를 포함하며, 차량들 각각의 면적은, 각 차량의 최대 길이와 최대 폭을 이용해 산출될 수 있다.

Description

교통혼잡지표 산출 방법 및 장치{Method and Apparatus for Calculating Traffic Congestion Index}
본 발명은 교통혼잡지표 산출 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단위시간 동안 일정 위치를 통과한 차량들의 총 면적으로부터 교통혼잡지표를 산출할 수 있는 교통혼잡지표 산출 방법 및 장치에 관한 것이다.
도로에서의 교통혼잡은 해당 도로의 용량(즉, 교통량 처리 능력)에 비하여 교통량 수요가 상대적으로 많은 경우 발생한다. 최근에는 경제 발전과 레저 수요의 증가 등으로 인해 교통혼잡이 발생하는 구간과 시간대가 지속적으로 증가하고 있다. 교통혼잡은 통행시간 증가, 환경오염 발생, 물류비 증가 등의 문제점으로 인해 삶의 질을 떨어뜨리고, 국가 경쟁력을 저하시킨다.
도로의 교통혼잡을 측정하기 위한 대표적인 지표로 교통량이 있다. 속도는 교통정보 제공시스템(차량 네비게이션, 고속도로 VMS(Variable Message System) 등) 에 주로 이용되며, 교통량은 도로관리(계획, 설계, 유지관리 등)를 위한 혼잡지표로 주로 이용된다.
우리나라에서는 국토교통부에서 발간되는 '도로교통량통계연보'를 통해 교통량 자료를 제공받는다. 그러나, 이러한 교통량 자료로는 도로의 교통혼잡을 정확히 진단하는 데에 한계가 있다. 이는, '도로교통량통계연보'에서는 교통량 조사에 사용되는 차량을 차량 종류에 상관없이 모두 1대의 교통량으로 간주하기 때문이다. 즉, 기존에는 일반 승용차 1대와 대형 트럭 1대가 교통혼잡에 미치는 영향을 동일하다고 보고 있는 것이다. 그러나, 교통공학 측면에서 보면 차량 종류뿐만 아니라 차량의 크기도 교통혼잡에 미치는 영향이 크게 다르므로, 보다 정확한 교통량자료를 필요로 한다.
국내 등록특허 제10-0860394호(2008.09.19. 등록) 국내 등록특허 제10-0892956호(2009.04.03. 등록)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 각 차량의 크기를 고려한 교통혼잡지표를 산출함으로써, 각 차량이 도로의 교통혼잡에 미치는 영향을 보다 정확히 반영할 수 있는 교통혼잡지표 산출 방법 및 장치를 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 및 제2루프 센서들이 설치된 도로를 주행하는 차량으로부터 교통혼잡지표를 산출하는 방법은, 설정된 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량들의 총 면적을 산출하는 단계; 상기 총 면적을 사전에 정의된 차량 1대의 표준 면적으로 나누어 상기 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량의 수(이하, '표준 교통량'이라 함)를 산출하는 단계; 및 상기 표준 교통량을 상기 도로의 교통혼잡지표로서 사용하는 단계;를 포함하며, 상기 차량들 각각의 면적은, 상기 각 차량의 최대 길이와 최대 폭을 이용해 산출될 수 있다.
상기 총 면적을 산출하는 단계는, 상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제1루프 센서를 벗어난 시각의 차이인 제1시간 간격과, 상기 차량의 속도를 곱하고, 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출하는 단계; 상기 차량이 상기 도로에 설치된 눈금자를 통과할 때 획득되는 영상데이터와, 상기 도로의 전체폭을 비교하여 상기 차량의 최대 폭을 산출하는 단계; 상기 산출된 최대 길이와 상기 최대 폭을 곱하여 상기 차량의 면적을 구하는 단계; 및 상기 도로를 통과한 모든 차량들의 면적을 구한 후 합하여 상기 총 면적으로서 정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 차량의 최대 길이를 산출하는 단계는, 상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제2루프 센서에 진입한 시각의 차이인 제2시간 간격을 구하는 단계; 상기 제1루프 센서와 상기 제2루프 센서간의 거리를 상기 제2시간 간격으로 나누어 상기 차량의 속도를 구하는 단계; 및 상기 제1시간 간격과 상기 차량의 속도를 곱하고, 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 차량의 최대 폭을 산출하는 단계는, 상기 영상데이터를 분석하여 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 측정하는 단계; 및 상기 도로의 전체폭에서 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 제하여 상기 차량의 최대 폭을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 방향을 따라 상기 제1루프 센서, 상기 눈금자 및 상기 제2루프 센서 순서대로 설치되고, 상기 눈금자는 상기 도로의 폭 방향으로 도로 양측 끝까지 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 및 제2루프 센서들이 설치된 도로를 주행하는 차량으로부터 교통혼잡지표를 산출하는 장치는, 설정된 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량들의 총 면적을 산출하는 총 면적 산출부; 상기 총 면적을 사전에 정의된 차량 1대의 표준 면적으로 나누어 상기 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량의 수(이하, '표준 교통량'이라 함)를 산출하는 표준 교통량 산출부; 및 상기 표준 교통량을 상기 도로의 교통혼잡지표로서 저장부에 저장하는 제어부;를 포함하며, 상기 차량들 각각의 면적은, 상기 각 차량의 최대 길이와 최대 폭을 이용해 산출될 수 있다.
상기 총 면적 산출부는, 상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제1루프 센서를 벗어난 시각의 차이인 제1시간 간격과, 상기 차량의 속도를 곱하고, 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출하는 최대 길이 산출부; 상기 차량이 상기 도로에 설치된 눈금자를 통과할 때 획득되는 영상데이터와, 상기 도로의 전체폭을 비교하여 상기 차량의 최대 폭을 산출하는 최대 폭 산출부; 및 상기 산출된 최대 길이와 상기 최대 폭을 곱하여 상기 차량의 면적을 구하고, 상기 도로를 통과한 모든 차량들의 면적을 구한 후 합하여 상기 총 면적을 산출하는 면적 산출부;를 포함할 수 있다.
상기 최대 길이 산출부는, 상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제2루프 센서에 진입한 시각의 차이인 제2시간 간격을 구하고, 상기 제1루프 센서와 상기 제2루프 센서간의 거리를 상기 제2시간 간격으로 나누어 상기 차량의 속도를 구한 후, 상기 제1시간 간격과 상기 차량의 속도를 곱하고, 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출할 수 있다.
상기 최대 폭 산출부는, 상기 영상데이터를 분석하여 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 측정하고, 상기 도로의 전체폭에서 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 제하여 상기 차량의 최대 폭을 산출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 동일한 차종일지라도 그 크기가 조금씩 다르므로, 모든 차량들의 크기를 고려하여 교통혼잡지표를 추출함으로써, 추출된 교통혼잡지표가 각 차량이 도로의 교통혼잡에 미치는 영향을 보다 정확히 반영하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 도로를 주행하는 차량으로부터 교통혼잡지표를 산출하는 교통혼잡지표 산출 시스템을 도시한 도면,
도 2는 차량의 속도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 차량의 최대 길이를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 차량의 최대 폭을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 교통혼잡지표 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 6은 도 5의 S510단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 1에 도시된 교통혼잡지표 산출 시스템은 각 차량이 도로의 교통혼잡에 미치는 영향을 보다 정확히 반영하는 교통혼잡지표를 추출할 수 있다. 교통혼잡지표 산출 시스템은 단위시간 동안 일정 도로를 통과한 차량들의 총 면적을 구하고, 총 면적을 차량 1대의 표준 면적으로 나누어 교통혼잡지표로 사용할 수 있다. 또한, 교통혼잡지표 산출 시스템은 평일과 주말 각각에 대한 교통혼잡지표를 산출하여 보다 정확히 도로 상태를 반영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 도로를 주행하는 차량으로부터 교통혼잡지표를 산출하는 교통혼잡지표 산출 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 교통혼잡지표 산출 시스템은 루프 센싱부(100), 눈금자(200), 영상 촬영기(300) 및 교통혼잡지표 산출 장치(400)를 포함할 수 있다.
루프 센싱부(100)는 주행 중인 차량을 인식하여 교통량, 구간 속도, 차량 길이, 차량의 축수, 축간 거리 등 교통파라미터 산출에 필요한 차량 인식 정보(즉, 루프신호)를 교통혼잡지표 산출 장치(400)에게 전송한다. 루프 센싱부(100)는 제1 및 제2루프 센서들(110, 120)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2루프 센서들(110, 120)은 차량의 길이를 측정하는데 활용된다.
제1 및 제2루프 센서들(110, 120)은 도로를 주행 중인 차량을 센싱하여 각각 제1 및 제2루프신호를 출력한다. 출력되는 제1 및 제2루프신호는 교통혼잡지표 산출 장치(400)로 유무선 통신방식을 통해 전송된다.
눈금자(200)는 도로의 폭 방향으로 도로 양측 끝까지 설치될 수 있다. 눈금자(200)의 전체 길이는 도로의 전체 폭(d3)과 같을 수 있다. 눈금자(200)는 도로 위로 돌출되지 않으면서, 영상 촬영기(300)에 의해 촬영된 영상데이터에서 눈금을 식별할 수 있을 정도로 제작 및 설치되어야 한다. 따라서, 눈금자(200)의 올바른 설치를 위해, 도로를 일정 깊이와 폭만큼(즉, 눈금자(200)의 크기만큼) 커팅(cutting)하여 홈을 만들고, 만들어진 홈에 눈금자(200)를 설치할 수 있다.
또한, 눈금자(200)는 야간에도 눈금이 잘 인식될 수 있도록 하기 위해 도로표지병 제작에 사용되는 재질로 제작된다. 도로표지병 제작에 사용되는 재질은 차량의 조명에 의해 빛이 발산되어 야간에도 잘 인식되도록 한다. 이로써, 야간에 촬영된 영상데이터에서도 눈금자(200)의 눈금 식별이 용이할 수 있다. 영상 촬영기(300)와 눈금자(200)는 차량의 폭을 측정하는데 활용된다.
영상 촬영기(300)는 도로를 주행 중인 차량을 촬영하여 영상데이터를 생성하고, 생성된 영상데이터를 교통혼잡지표 산출 장치(400)로 전송한다.
영상 촬영기(300)는 정지영상 또는 동영상으로 차량을 촬영할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는, 보다 정확히 차량의 폭을 산출하기 위해, 동영상으로 차량을 촬영한다. 따라서, 영상 촬영기(300)는 단위시간을 포함하는 정해진 시간 동안 지속적으로 정해진 위치의 도로를 촬영할 수 있다. 단위시간은 일 예로 1일(24시간)이며 이에 한정되지는 않는다. 차량의 폭을 산출하는데 사용되는 영상데이터는 제1루프 센서(110), 제2루프 센서(120) 및 눈금자(200)를 통과하는 차량에 대한 영상데이터이다.
교통혼잡지표 산출 장치(400)는 루프 센싱부(100)와 영상 촬영기(300)에 의해 획득된 루프신호 및 영상데이터를 분석하여, 단위시간 동안 일정 도로를 주행한 차량들로부터 표준 교통량, 즉, 교통혼잡지표를 산출할 수 있다.
이를 위하여, 교통혼잡지표 산출 장치(400)는 통신부(410), 저장부(420), 표시부(430), 입력부(440), 총 면적 산출부(450), 표준 교통량 산출부(460) 및 제어부(470)를 포함할 수 있다.
통신부(410)는 제1 및 제2루프 센서들(110, 120)로부터 전송되는 제1 및 제2루프신호들을 수신하고, 영상 촬영기(300)로부터 영상데이터를 수신한다. 또한, 통신부(410)는 제어부(470)의 제어에 의해 영상 촬영기(300)에게 차량을 촬영하도록 명령하는 신호를 전송한다.
저장부(420)는 제1 및 제2루프 센서들(110, 120)로부터 전송되는 제1 및 제2루프신호들을 루프신호들이 센싱된 시간(또는, 루프신호들이 수신된 시간)과 매핑하여 저장하고, 영상데이터를 저장한다.
또한, 저장부(420)에는 최대 길이 산출부(452)에서 사용할 제1루프 센서(110)와 제2루프 센서(120) 간의 거리(d, 이하, '루프 센서 거리'라 한다)와, 눈금자(200)가 설치된 도로의 폭(d3)이 저장된다. 센서들(110, 120) 간의 거리(d)와 도로의 폭(d3)은 제1루프 센서(110), 제2루프 센서(120) 및 눈금자(200)가 도로에 설치될 때 현장에서 측정되어 저장부(420)에 저장될 수 있다.
또한, 저장부(420)에는 표준 교통량 산출부(460)에서 사용할 차량 1대의 표준 면적이 사전에 저장된다. 차량 1대의 표준 면적은 차량의 평면도를 기준으로 차량의 최대 길이와 최대 폭을 곱한 값이다. 예를 들어, 일반 승용차의 최대 길이는 약 5m, 최대 폭은 약 2m인 점을 고려하여, 표준 면적을10m2로 정할 수 있다. 이는, 본 발명에서 사용하는 일 예로서, 이에 한정되지 않음은 자명하다.
표시부(430)는 영상 촬영기(300)로부터 전송된 영상데이터를 영상으로 표시한다.
입력부(440)는 관리자가 장치(400)의 전반적인 동작을 관리하도록 하는 인터페이스이다. 일 예로, 관리자는 입력부(440)를 조작하여 단위시간을 분기, 월, 요일 등 다양한 기간으로 조정한 후 교통혼잡지표를 산출하도록 할 수도 있다.
총 면적 산출부(450)는 설정된 단위시간 동안 도로를 통과한 차량들의 총 면적을 산출할 수 있다. 이를 위하여, 총 면적 산출부(450)는 최대 길이 산출부(452), 최대 폭 산출부(454) 및 면적 산출부(456)를 포함할 수 있다.
최대 길이 산출부(452)는 차량이 제1루프 센서(110)에 진입한 시각(Tin1)과 제1루프 센서(110)를 벗어난 시각(Tout1)의 차이인 제1시간 간격과, 차량의 속도를 곱한 후, 곱한 결과로부터 제1루프 센서(110)의 길이를 제하여 차량의 최대 길이를 산출할 수 있다.
차량의 속도 산출
최대 길이를 산출하기 위해, 최대 길이 산출부(452)는 먼저 제1 및 제2루프 센서들(110, 120)을 이용하여 차량의 속도를 구한다.
도 2는 차량의 속도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제어부(470)는 차량이 제1루프 센서에 진입한 제1시각(Tin1), 차량이 제2루프 센서(120)에 진입한 제2시각(Tin2), 그리고, 루프 센서 거리(d)를 저장부(420)에서 확인하여 최대 길이 산출부(452)에게 알려준다. 제1시각(Tin1)은 제1루프 센서(110)가 차량을 최초로 센싱한 시각이다. 제2시각(Tin2)은 제2루프 센서(120)가 차량을 최초로 센싱한 시각이다.
최대 길이 산출부(452)는 다음의 [수학식 1]을 이용하여 차량의 속도를 산출한다.
Figure 112016064510401-pat00001
[수학식 1]을 참조하면, 최대 길이 산출부(452)는 제1시각(Tin1)과 제2시각(Tin2)의 차이인 시간 간격(Tin2-Tin1)을 구하고, 루프 센서 거리(d)를 시간 간격(Tin2-Tin1)으로 나누어 차량의 속도(v, km/h)를 구한다.
차량의 최대 길이 산출
최대 길이 산출부(452)는 차량의 속도가 산출되면, 제1루프 센서(110)를 이용하여 차량의 최대 길이를 산출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 사용되는 최대 길이는 제1루프 센서(100)에 의해 센싱되는 신호로부터 유추될 수 있는 차량의 길이값으로서, 차량의 실제 최대 길이와는 약간의 오차가 발생할 수 있다. 이는 후술할 차량의 최대 폭의 경우에도 동일하다.
도 3은 차량의 최대 길이를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제어부(470)는 차량이 제1루프 센서에 진입한 제1시각(Tin1)과 차량이 제1루프 센서(110)를 벗어난 시점인 제3시각(Tout1)을 저장부(420)에서 확인하여 최대 길이 산출부(452)에게 알려준다. 제3시각(Tout1)은 보다 자세히는, 차량의 뒷범퍼가 제1루프 센서(110)에 의해 마지막으로 센싱된 시점에 해당하는 시각이다. 차량의 뒷범퍼가 제1루프 센서(110)를 벗어나려는 순간에 앞범퍼는 도 3에 도시된 지점에 위치하게 되며, 따라서, 앞범퍼가 도 3에 도시된 지점에 위치할 때의 시각은 곧 뒷범퍼가 제1루프 센서(110)에 의해 마지막으로 센싱될 때의 제3시각(Tout1)과 동일하게 된다.
Figure 112016064510401-pat00002
[수학식 2]를 참조하면, 최대 길이 산출부(452)는 제1시각(Tin1)과 제3시각(Tout1)의 차이인 시간 간격(Tout1 - Tin1)을 구하고, 시간 간격(Tout1 - Tin1)과 [수학식 1]에 의해 산출된 속도(v)를 곱한다. 그리고, 곱한 결과로부터 제1루프 센서(110)의 길이(dL)를 제하여 차량의 최대 길이(L, m)를 산출할 수 있다.
차량의 최대 폭 산출
차량의 최대 폭은 영상 촬영기(300)와 눈금자(200)를 이용하여 산출될 수 있다. 즉, 최대 폭 산출부(454)는 차량이 도로에 설치된 눈금자(200)를 통과할 때 획득되는 영상데이터와, 도로의 전체 폭(d3)을 비교하여 차량의 최대 폭을 산출할 수 있다.
도 4는 차량의 최대 폭을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 최대 폭 산출부(454)는 차량이 제2루프 센서(120)에 진입한 시점에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 차량의 최대 폭을 산출한다. 차량이 제2루프 센서(120)에 진입한 시점에 해당하는 영상데이터는 도 4에 도시된 것처럼, 눈금자(200)와 눈금자(200) 상에 위치한 차량을 포함한다.
Figure 112016064510401-pat00003
[수학식 3]을 참조하면, 최대 폭 산출부(454)는 이 영상데이터를 분석하여 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리(d1, d2)를 측정하고, 도로의 전체 폭(d3)에서 양측 도로변까지의 거리(d1, d2)를 제하여 차량의 최대 폭(W, m)을 산출할 수 있다.
차량의 폭을 산출하기 위해서, 제1루프 센서(110)와 제2루프 센서(120)는 차량의 길이보다 짧은 간격(예를 들어, D=1m)을 두고 설치된다. 그 이유는, 제1루프 센서(110)와 제2루프 센서(120)가 차량의 길이보다 짧은 간격으로 설치되어야, 차량이 제2루프 센서(120)에 진입한 시점에 차량이 눈금자(200) 상에 존재할 수 있기 때문이다.
한편, 폭설과 같은 재해, 노후 등에 의해 눈금자(200)의 눈금 식별이 어려운 경우, 최대 폭 산출부(454)는 영상데이터로부터 도로의 전체 폭에서 차량의 폭이 차지하는 비율을 산출하여, 차량의 최대 폭(d3)을 도출할 수도 있다.
차량의 총 면적 산출
차량이 도로의 교통혼잡에 미치는 영향은 차량의 크기(즉, 평면도의 면적)에 비례한다. 따라서 교통혼잡을 정확히 측정하기 위해서, 본 발명의 실시 예에서는 각 개별 차량의 면적을 이용하며, 각 차량의 면적을 알기 위해 각 차량의 길이와 폭을 산출한다. 이러한 방법으로 각 차량의 면적이 산출되면, 면적 산출부(456)는 단위시간 동안 통과한 ‘개별 차량의 최대 길이와 최대 폭을 곱한 값’의 합을 해당 단위시간 동안 통과한 차량의 총 면적으로 정하게 된다. [수학식 4]는 차량의 총 면적을 산출하기 위한 식이다.
Figure 112016064510401-pat00004
[수학식 4]를 참조하면, A24는 단위시간인 24시간 동안 눈금자(200)를 통과한 모든 차량들의 총 면적(m2), i는 차량의 통과 순서, N은 24시간 동안 눈금자(200)를 통과한 차량의 수, Li는 i번째로 통과한 차량의 최대 길이(m), Wi는 i번째 차량의 최대 폭(m)을 나타낸다.
면적 산출부(456)는 [수학식 4]에서와 같이, 산출된 최대 길이(L)와 최대 폭(W)을 곱하여 차량의 면적(A)을 구하고, 단위시간 동안 도로(즉, 눈금자(200))를 통과한 모든 차량들의 면적을 구한 후 합하여 총 면적(A단위시간)을 산출할 수 있다.
표준 교통량 산출
면적 산출부(456)에서 산출된 단위시간 동안 통과한 차량의 총 면적(A24)은 해당 도로의 교통혼잡지표로 사용될 수 있다. 그러나, 지표는 사용자가 직관적으로 인식 가능한 형태로 제공되는 것이 바람직하다는 측면에서, 표준 교통량 산출부(460)는 산출된 총 면적(A24)을 직관적으로 인식 가능한 형태인 표준 교통량으로 환산할 수 있다. [수학식 5]는 표준 교통량을 산출하기 위한 식이다.
Figure 112016064510401-pat00005
[수학식 5]를 참조하면, VS는 표준 교통량(대/단위시간24), AS는 사전에 정의된 차량 1대의 표준 면적, A24는 단위시간인 24시간 동안 눈금자(200)를 통과한 차량들의 총 면적을 나타낸다.
표준 교통량 산출부(460)는 '차량 1대의 표준면적(AS)'으로 '총 면적(A24)'을 나누어 '단위시간 동안 도로를 통과한 차량의 수(즉, 표준 교통량, 대/일)'를 산출할 수 있다. 그리고, 표준 교통량 산출부(460)는 산출된 표준 교통량을 교통혼잡지표로 적용할 수 있다. 예를 들어, 1일 동안 통과한 차량의 총 면적이 10,000m2이고, 차량 1대의 표준면적이 10m2라고 할 경우, 표준 교통량은 1,000대/1일이 된다. 일반 승용차의 제원이 약 5m × 2m인 점을 고려하여, 표준면적은 10m2로 설정한 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 제어부(470)는 루프 센싱부(100), 영상 촬영기(300), 통신부(410), 저장부(420), 표시부(430), 입력부(440), 총 면적 산출부(450) 및 표준 교통량 산출부(460)와 통신연결관계를 맺은 상태에서 교통혼잡지표 산출 장치(400)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(470)는 제1루프신호와 제2루프신호가 센싱된 시간을 서로 매핑하여 저장부(420)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(470)는 산출된 표준 교통량을 도로의 교통혼잡지표로서 저장부(420)에 저장하되, 표준 교통량이 산출된 시간대와 날짜를 함께 매핑하여 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 교통혼잡지표 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5의 교통혼잡지표 산출 방법을 위한 시스템은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 교통혼잡지표 산출 시스템일 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 교통혼잡지표 산출 장치는 설정된 단위시간 동안 도로(또는 제1루프 센서와 눈금자)를 통과한 차량들의 총 면적을 산출할 수 있다(S510). S510단계에서, 교통혼잡지표 산출 장치는 차량의 속도와 최대 길이를 산출하기 위해 제1 및 제2루프센서들을 활용하고, 차량의 최대 폭을 산출하기 위해 영상 촬영기와 눈금자를 활용할 수 있다.
교통혼잡지표 산출 장치는 S510단계에서 산출된 총 면적을 사전에 정의된 차량 1대의 표준 면적으로 나누어 단위시간 동안 도로를 통과한 차량의 수(이하, '표준 교통량'이라 함)를 산출할 수 있다(S520).
교통혼잡지표 산출 장치는 S520단계에서 산출된 표준 교통량을 도로의 교통혼잡지표로서 저장하고 사용할 수 있다(S530).
도 6은 도 5의 S510단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 교통혼잡지표 산출 장치는 차량이 제1루프 센서에 진입한 시각과 차량이 제2루프 센서에 진입한 시각을 확인하여, 두 시각의 차이인 시간 간격을 산출할 수 있다(S610).
교통혼잡지표 산출 장치는 S610단계에서 산출된 시간 간격으로 루프 센서 거리를 나누어 차량의 속도를 구할 수 있다(S620). 루프 센서 거리는 제1루프 센서의 하단부터 제2루프 센서의 하단까지의 거리이다.
교통혼잡지표 산출 장치는 제1루프신호들이 수신된 시간으로부터 차량이 제1루프 센서에 진입한 시각과 차량이 제1루프 센서를 벗어난 시각을 확인하여, 두 시각의 차이인 시간 간격을 산출할 수 있다(S630).
교통혼잡지표 산출 장치는 S630단계에서 산출된 시간 간격과 S620단계에서 산출된 속도를 곱하고, 곱한 결과로부터 제1루프 센서의 길이를 제하여 차량의 최대 길이를 산출할 수 있다(S640).
교통혼잡지표 산출 장치는 차량이 제2루프 센서에 진입한 시점에 해당하는 영상데이터를 분석하여, 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 측정하고, 도로의 전체폭에서 양측 도로변까지의 거리를 제하여 차량의 최대 폭을 산출할 수 있다(S650). 즉, S650단계에서, 교통혼잡지표 산출 장치는 도로를 통과한 차량들의 영상데이터와 눈금자의 눈금을 이용하여 차량의 최대 폭을 산출할 수 있다.
교통혼잡지표 산출 장치는 S640단계에서 산출된 차량의 최대 길이와 S650단계에서 산출된 차량의 최대 폭을 곱하여 차량의 면적을 산출할 수 있다(S660).
단위시간 동안 촬영된 영상데이터에 포함된 모든 차량들의 면적이 산출되면(S670-Y), 교통혼잡지표 산출 장치는 모든 차량들의 면적을 합하여 총 면적을 산출할 수 있다(S680).
그리고, 교통혼잡지표 산출 장치는 S520단계로 진입하여 차량의 표준 교통량을 산출한다.
반면, S670단계에서, 단위시간 동안 촬영된 영상데이터에 포함된 모든 차량들의 면적이 산출될 때까지 교통혼잡지표 산출 장치는 S610단계 내지 S670단계를 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 교통상태를 정확히 진단 및 평가할 수 있는 객관적인 교통혼잡지표를 사용함으로써 효율적이고 체계적인 교통혼잡 완화 대책을 제공하고, 결과적으로 통행시간 단축, 환경오염 감소, 물류비 감소 등의 효과와 함께, 삶의 질 향상과 국가 경쟁력 제고에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 객관적 및 직관적으로 인식 가능한 교통혼잡지표를 제공함으로써, 교통정보의 신뢰성을 향상시키고, 교통정보 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 정확한 도로 및 교통 시설물 설계로 도로관리의 효율성을 향상시키고, 불필요한 예산 집행을 방지함으로써 예산 집행의 효율성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 루프 센싱부 110: 제1루프 센서
120: 제2루프 센서 200: 눈금자
300: 영상 촬영기 400: 교통혼잡지표 산출 장치

Claims (10)

  1. 제1 및 제2루프 센서들이 설치된 도로를 주행하는 차량으로부터 교통혼잡지표를 산출하는 방법에 있어서,
    설정된 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량들의 총 면적을 산출하는 단계;
    상기 총 면적을 사전에 정의된 차량 1대의 표준 면적으로 나누어 상기 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량의 수(이하, '표준 교통량'이라 함)를 산출하는 단계; 및
    상기 표준 교통량을 상기 도로의 교통혼잡지표로서 사용하는 단계;를 포함하며,
    상기 차량들 각각의 면적은, 상기 각 차량의 최대 길이와 최대 폭을 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 총 면적을 산출하는 단계는,
    상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제1루프 센서를 벗어난 시각의 차이인 제1시간 간격과, 상기 차량의 속도를 곱하고, 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출하는 단계;
    상기 차량이 상기 도로에 설치된 눈금자를 통과할 때 획득되는 영상데이터와, 상기 도로의 전체폭을 비교하여 상기 차량의 최대 폭을 산출하는 단계;
    상기 산출된 최대 길이와 상기 최대 폭을 곱하여 상기 차량의 면적을 구하는 단계; 및
    상기 도로를 통과한 모든 차량들의 면적을 구한 후 합하여 상기 총 면적으로서 정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차량의 최대 길이를 산출하는 단계는,
    상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제2루프 센서에 진입한 시각의 차이인 제2시간 간격을 구하는 단계;
    상기 제1루프 센서와 상기 제2루프 센서간의 거리를 상기 제2시간 간격으로 나누어 상기 차량의 속도를 구하는 단계; 및
    상기 제1시간 간격과 상기 차량의 속도를 곱한 후, 상기 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 차량의 최대 폭을 산출하는 단계는,
    상기 영상데이터를 분석하여 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 도로의 전체폭에서 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 제하여 상기 차량의 최대 폭을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 차량의 주행 방향을 따라 상기 제1루프 센서, 상기 눈금자 및 상기 제2루프 센서 순서대로 설치되고, 상기 눈금자는 상기 도로의 폭 방향으로 도로 양측 끝까지 설치되는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 방법.
  6. 제1 및 제2루프 센서들이 설치된 도로를 주행하는 차량으로부터 교통혼잡지표를 산출하는 장치에 있어서,
    설정된 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량들의 총 면적을 산출하는 총 면적 산출부;
    상기 총 면적을 사전에 정의된 차량 1대의 표준 면적으로 나누어 상기 단위시간 동안 상기 도로를 통과한 차량의 수(이하, '표준 교통량'이라 함)를 산출하는 표준 교통량 산출부; 및
    상기 표준 교통량을 상기 도로의 교통혼잡지표로서 저장부에 저장하는 제어부;를 포함하며,
    상기 차량들 각각의 면적은, 상기 각 차량의 최대 길이와 최대 폭을 이용해 산출되는 교통혼잡지표 산출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 총 면적 산출부는,
    상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제1루프 센서를 벗어난 시각의 차이인 제1시간 간격과, 상기 차량의 속도를 곱하고, 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출하는 최대 길이 산출부;
    상기 차량이 상기 도로에 설치된 눈금자를 통과할 때 획득되는 영상데이터와, 상기 도로의 전체폭을 비교하여 상기 차량의 최대 폭을 산출하는 최대 폭 산출부; 및
    상기 산출된 최대 길이와 상기 최대 폭을 곱하여 상기 차량의 면적을 구하고, 상기 도로를 통과한 모든 차량들의 면적을 구한 후 합하여 상기 총 면적을 산출하는 면적 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 최대 길이 산출부는,
    상기 차량이 상기 제1루프 센서에 진입한 시각과 상기 제2루프 센서에 진입한 시각의 차이인 제2시간 간격을 구하고, 상기 제1루프 센서와 상기 제2루프 센서간의 거리를 상기 제2시간 간격으로 나누어 상기 차량의 속도를 구한 후, 상기 제1시간 간격과 상기 차량의 속도를 곱하고, 상기 곱한 결과로부터 상기 제1루프 센서의 길이를 제하여 상기 차량의 최대 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 최대 폭 산출부는,
    상기 영상데이터를 분석하여 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 측정하고, 상기 도로의 전체폭에서 상기 차량으로부터 양측 도로변까지의 거리를 제하여 상기 차량의 최대 폭을 산출하는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 차량의 주행 방향을 따라 상기 제1루프 센서, 상기 눈금자 및 상기 제2루프 센서 순서대로 설치되고, 상기 눈금자는 상기 도로의 폭 방향으로 도로 양측 끝까지 설치되는 것을 특징으로 하는 교통혼잡지표 산출 장치.
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