KR102130669B1 - Response system and method to secure running vehicles on a bridge against strong wind - Google Patents

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KR102130669B1
KR102130669B1 KR1020200023764A KR20200023764A KR102130669B1 KR 102130669 B1 KR102130669 B1 KR 102130669B1 KR 1020200023764 A KR1020200023764 A KR 1020200023764A KR 20200023764 A KR20200023764 A KR 20200023764A KR 102130669 B1 KR102130669 B1 KR 102130669B1
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김호경
김세진
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서울대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a system for securing driving safety of a vehicle on a bridge when a strong wind blows, and to a method for securing driving safety of a vehicle using the same. The system calculates the wind speed at the risk of causing a vehicle accident in consideration of the type of vehicle, driving lane, a section in which the driving is driving on the bridge, the wind direction, the wind speed, the driving speed of the vehicle, and the like in order to prevent accidents such as overturning and path departure of the vehicle driving on the bridge when a strong wind blows and secure the driving safety, so that necessary countermeasures such as lowering the speed limit which can allow the vehicle to drive or limiting the driving of the vehicle can be quickly and appropriately taken.

Description

강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템 및 방법{Response system and method to secure running vehicles on a bridge against strong wind}Response system and method to secure running vehicles on a bridge against strong wind}

본 발명은 강풍이 불 때 교량 위를 주행하는 차량의 주행안전성을 확보하기 위한 시스템과 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 강풍이 불 때 교량을 주행하는 차량에 전복, 경로이탈 등의 차량사고가 발생하는 것을 사전에 방지하고 주행안전성을 보장하기 위하여, 차량의 종류와 주행 차선, 교량에서 차량이 주행하는 구간, 풍향, 풍속 및 차량의 주행속도 등을 고려하여, 차량사고를 유발할 위험이 있는 풍속을 산정함으로써, 이를 바탕으로 차량의 주행을 허용할 수 있는 속도를 하향 조정하거나 또는 차량의 주행 자체를 제한하는 등의 필요한 대응조치를 실시간으로 신속하고 적절하게 수행할 수 있게 하는 "강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템 및 주행안전성 확보 방법"에 관한 것이다.The present invention relates to a system and a method for securing driving safety of a vehicle driving on a bridge when a strong wind blows, specifically, a vehicle accident such as rollover or departure from a vehicle driving a bridge when a strong wind blows In order to prevent and prevent driving safety in advance, consider the type of vehicle, the driving lane, the section where the vehicle travels on the bridge, the wind direction, the wind speed, and the driving speed of the vehicle. By calculating, based on this, it is possible to rapidly and appropriately perform necessary countermeasures in real time, such as adjusting the speed that can allow the vehicle to be driven down or limiting the vehicle itself. It is related to "a system for securing driving safety and a method for securing driving safety".

강풍이 부는 상황에서 교량 위를 차량이 지나가는 것은 상당한 위험이 수반된다. 이와 같은 강풍 상황으로 인하여 교량을 주행하는 차량에 위험이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 적절한 대응이 필요하다.Vehicles passing over a bridge in a strong wind are a significant risk. In order to prevent a danger from occurring in a vehicle driving a bridge due to the strong wind situation, an appropriate response is required.

이러한 강풍 상황에서 종래에 취해왔던 대응은, 일반적으로 강풍이 부는 지역임을 전광판 등의 교통표지판에 기재하는 정도에 그치거나, 대한민국 등록특허 제10-2007296호에 개시된 것처럼 교량에 방풍벽 등과 같은 구조물을 설치하여 바람을 저감시키는 방안에 그치고 있다. 최근에는 차량의 움직임에 대한 동역학적인 해석만을 수행하여 이를 기반으로 차량 통행을 허용하는 풍속 즉, "통행제한풍속"을 설정하여 이를 교통표지판 등을 통해서 차량 운전자에게 고지하는 방안이 제안되고 있다. 그러나 이러한 종래의 방안은 교량이 아닌 지상에 존재하는 일반도로에서만 적용될 수 있다는 한계가 있다. 교량의 경우, 거더 형상에 의하여 교량 위 도로에서의 풍속분포가 판이해질 수 있으며 이로 인하여 일반도로보다 훨씬 낮거나 높은 통행제한풍속을 적용할 필요성이 생길 수 있는데, 종래의 방안에서는 이러한 풍속분포를 고려하지 않기 때문이다. 예를 들어, 장대교량의 경우 교축의 직각방향 풍향을 가장 위험하다고 판단하고 이를 기준으로 교량의 설계를 진행한다. 그러나 차량의 경우는 교량과는 달리 정지하지 않고 자체속도를 가지고 이동하며, 이로 인한 추가적인 풍하중이 발생하게 되어, 교축의 직각방향으로 부는 바람이 아니라 다른 방향의 바람에서 가장 위험한 상황이 발생될 수 있다. 이와 같이 교량 위를 지나는 차량의 주행방향과, 교량에서 실제로 바람이 불어오는 풍향과의 관계에 따라 차량사고의 위험을 증가시킬 수 있는 차량의 주행속도가 상이함에도 불구하고, 종래의 방안에서는 이를 고려하지 못하는바 강풍 상황에서 차량의 주행안전성을 충분히 담보할 수 없다는 한계가 있는 것이다.In such a strong wind situation, the response that has been taken in the past is limited to the fact that the area where the strong wind is blowing is generally indicated on a traffic sign such as an electric signboard, or a structure such as a windshield on a bridge as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-2007296. Installation is just to reduce the wind. Recently, it has been proposed to set a wind speed that allows a vehicle to pass through, based on this, by performing only a dynamic analysis of the movement of the vehicle, and to notify the driver of the vehicle through a traffic sign, etc. However, this conventional method has a limitation that it can be applied only on a general road existing on the ground, not a bridge. In the case of a bridge, the distribution of wind speed on the road above the bridge can be judged by the shape of the girder, which may require the application of a traffic limit wind speed much lower or higher than that of a general road. Because it does not. For example, in the case of a long bridge, it is judged that the wind direction in the right angle direction of the bridge is the most dangerous, and the bridge is designed based on this. However, in the case of a vehicle, unlike a bridge, it does not stop and moves at its own speed, resulting in additional wind loads, which may cause the most dangerous situation in the wind in the other direction, not in the wind blowing at the right angle to the shaft. . Although the driving speed of a vehicle that can increase the risk of a vehicle accident differs according to the relationship between the driving direction of the vehicle passing over the bridge and the wind direction in which the wind actually blows from the bridge, the conventional method takes this into consideration. There is a limit that it cannot sufficiently guarantee the driving safety of a vehicle in a strong wind situation.

대한민국 등록특허공보 제10-2007296호(2019. 08. 06. 공고).Republic of Korea Patent Registration No. 10-2007296 (2019. 08. 06. announcement).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 강풍으로 인하여 교량을 주행하는 차량의 안정성 보장이 어려울 경우를 방지하기 위하여, 교량의 제원, 및 풍향과 풍속 등의 풍환경에 맞추어서 차량이 안전하게 교량을 주행할 수 있게 하게 하는 적절한 대응을 취할 수 있도록 함으로써, 강풍이 불 때 교량을 주행하는 차량의 전복, 경로이탈 등의 차량사고가 발생하는 것을 사전에 방지하고 주행안전성을 보장할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to overcome the limitations of the prior art as described above, in order to prevent a case in which it is difficult to guarantee stability of a vehicle driving a bridge due to strong wind, according to the specifications of the bridge and the wind environment such as wind direction and wind speed By taking appropriate measures to enable the vehicle to safely drive the bridge, it prevents the occurrence of vehicle accidents such as the rollover of the vehicle driving the bridge when the strong wind blows, or the departure of the route, and ensures driving safety. It aims to provide a technology that can.

특히, 본 발명은 교량이 위치한 지역의 풍환경, 교량 단면에 의하여 차량이 받는 풍하중의 변화, 그리고 차량별 동역학적 특성들을 고려하여 충분한 공학적 근거를 바탕으로 제한풍속을 실시간으로 신속하고 적절하게 도출하여 주행안정성을 확보할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention is based on a sufficient engineering basis in consideration of the wind environment in the area where the bridge is located, the change in the wind load received by the vehicle by the cross section, and the dynamic characteristics of each vehicle, and quickly and appropriately deriving the limited wind speed in real time. It is an object of the present invention to provide a method and a system capable of securing driving stability.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 타겟 교량에 대한 장기 풍속풍향 데이터로부터 방위별 풍향 출현 빈도를 도출하는 방위별 풍향 출연 빈도 산출모듈(1); 도출된 방위별 풍향 출현빈도에서 가장 출현빈도가 많은 풍향을 주풍향으로 선정하는 주풍향 선정모듈(2); 사전에 정해놓은 갯수에 맞추어서 타겟 교량을 복수개의 구간으로 분할하고, 분할된 각 구간 중에서 차량 주행안전성을 검토할 대상이 되는 검토구간을 선정하는 검토구간 선정모듈(3); 타겟 교량의 검토구간 각각에 대하여, 검토구간에 존재하는 차선, 검토구간을 통행하는 차종, 및 풍향에 따른 차량 공기력 계수를 산출하는 공기력 계수 산출모듈(4); 타겟 교량의 검토구간 각각에 대하여, 차량사고를 유발하게 되는 최저 풍속에 해당하는 차종별 위험풍속, 차선별 위험풍속 및 풍향별 위험풍속을 각각 도출하고, 도출된 풍향별 위험풍속 중 최저값을 산출하여 제한풍속으로 도출하는 제한풍속 도출모듈(5); 타겟 교량의 검토구간에 설치되어 정해진 시간 간격마다 풍속과 풍향을 실시간으로 측정하는 풍속풍향 측정센서(6); 및 풍속풍향 측정센서(6)에 의해 측정되어 전송된 풍속 및 풍향을 기초로 풍향별 위험풍속으로부터 구해진 제한풍속이 발생한 것인지의 여부를 판단하여, 측정된 풍속이 제한풍속 이상인 것으로 판정되면 해당 차선을 주행할 해당 차량의 속도 한계를 낮추기 위한 대응조치 명령을 발하게 되는 대응명령 모듈(7)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템이 제공된다. In order to achieve the above problems, in the present invention, the wind direction appearance frequency calculation module (1) for each direction to derive the frequency of the wind direction by direction from the long-term wind speed data for the target bridge; A main wind direction selection module (2) for selecting the wind direction with the most frequent frequency from the derived wind direction appearance frequency by direction; A review section selection module (3) for dividing a target bridge into a plurality of sections according to a predetermined number, and selecting a review section for reviewing vehicle driving safety among the divided sections; An aerodynamic force coefficient calculating module (4) for calculating a vehicle aerodynamic force coefficient according to a lane existing in the examining section, a vehicle passing through the examining section, and a wind direction for each of the examining sections of the target bridge; For each review section of the target bridge, the dangerous wind speed for each vehicle type, the dangerous wind speed for each lane, and the dangerous wind speed for each wind direction corresponding to the lowest wind speed that causes a vehicle accident are respectively derived, and the minimum value of the derived wind speed for each wind direction is calculated and limited. Limiting wind speed deriving module 5 for deriving by wind speed; A wind speed wind direction measurement sensor (6) installed in a review section of the target bridge to measure wind speed and wind direction in real time at predetermined time intervals; And based on the wind speed and wind direction measured and transmitted by the wind speed measurement sensor 6, it is determined whether the limited wind speed obtained from the dangerous wind speed for each wind direction is generated, and if the measured wind speed is determined to be equal to or greater than the wind speed, the corresponding lane is determined. A system for securing driving safety of a vehicle on a bridge during a strong wind is provided, comprising a response command module (7) for issuing a response action command for lowering a speed limit of a corresponding vehicle to be driven.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 방위별 풍향 출현 빈도 산출모듈(1)에 의하여, 차량의 주행안전성을 확보하기 위한 타겟 교량에 대한 장기 풍속풍향 데이터로부터 방위별 풍향 출현빈도를 도출하는 단계; 주풍향 선정모듈(2)에서, 방위별 풍향 출현빈도 중에서 가장 출현빈도가 많은 풍향을 주풍향으로 선정하는 단계; 사전에 정해놓은 구간 갯수에 맞추어서 타겟 교량을 복수개의 구간으로 분할하고, 검토구간 선정모듈(3)의 동작에 의해, 분할된 각 구간 중에서 차량 주행안전성을 검토할 대상이 되는 검토구간을 선정하는 단계; 공기력 계수 산출모듈(4)에 의하여, 타겟 교량의 검토구간 각각에 대하여, 검토구간에 존재하는 차선, 검토구간을 통행하는 차종, 및 풍향에 따른 차량 공기력 계수를 산출하는 단계; 제한풍속 도출모듈(5)의 작동에 의해, 타겟 교량의 검토구간 각각에 대하여, 차량사고를 유발하게 되는 최저 풍속에 해당하는 위험풍속을 차종, 차선 및 풍향에 따라 각각 도출하고, 도출된 풍향별 위험풍속 중에서 최저값을 산출하여 제한풍속으로 도출하는 단계; 및 타겟 교량의 검토구간에 설치된 풍속풍향 측정센서(6)에 의하여 정해진 시간 간격마다 실시간으로 측정되어 전송된 된 풍속 및 풍향을 기초로 풍향별 위험풍속으로부터 구해진 제한풍속이 발생한 것인지의 여부를 판단하여, 측정된 풍속이 제한풍속 이상인 것으로 판정되면 해당 차선을 주행할 해당 차량의 속도 한계를 낮추기 위한 대응조치 명령을 발하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 방법이 제공된다. In addition, in the present invention, in order to achieve the above object, the direction of wind direction appearance frequency for each target bridge for deriving the driving safety of the vehicle is derived by the wind direction appearance frequency calculation module 1 for each direction. step; In the main wind direction selection module (2), selecting a wind direction that has the most frequent frequency among the wind frequencies in each direction as the main wind direction; The step of dividing the target bridge into a plurality of sections according to the predetermined number of sections, and selecting the review section to be examined for vehicle driving safety among the divided sections by the operation of the review section selection module 3 ; Calculating, by the air force coefficient calculating module 4, a vehicle air force coefficient according to a lane existing in the review section, a vehicle passing through the review section, and a wind direction for each review section of the target bridge; By operating the limiting wind speed derivation module 5, for each review section of the target bridge, the dangerous wind speed corresponding to the lowest wind speed that causes the vehicle accident is derived according to the vehicle type, lane, and wind direction, and each derived wind direction is determined. Calculating a minimum value among dangerous wind speeds and deriving the limit wind speed; And determining whether or not a limiting wind speed obtained from a dangerous wind speed for each wind direction is generated based on the transmitted wind speed and wind direction measured in real time every time interval determined by the wind speed wind direction sensor installed in the review section of the target bridge. , If it is determined that the measured wind speed is higher than the limit wind speed, a method for securing the driving safety of the vehicle on the bridge during strong wind is provided, comprising the step of issuing a countermeasure command to lower the speed limit of the corresponding vehicle to drive the lane. do.

본 발명에서는 교량 위를 지나는 차량의 주행방향과, 교량에서 실제로 바람이 불어오는 풍향과의 관계에 따라 차량사고의 위험을 증가시킬 수 있는 차량의 주행속도가 상이하다는 점을 감안하여 교량이 위치한 지역의 풍환경, 교량 단면에 의하여 차량이 받는 풍하중의 변화, 그리고 차량별 동역학적 특성들을 고려하되, 교량을 주행하는 차량의 차종, 주행 차선, 주행 구간 및 차량의 주행 속도에 맞추어서 교량에 불어오는 바람의 다양한 풍향에 대한 위험풍속을 산출하고 이에 근거하여 각 차량에 대한 제한속도를 도출하며, 이러한 제한속도에 맞추어서 차량 통행속도 저감, 차량 통행 제한 등의 필요한 대응조치를 실시간으로 신속하게 취할 수 있게 된다. In the present invention, in consideration of the fact that the driving speed of a vehicle that can increase the risk of a vehicle accident differs depending on the relationship between the driving direction of the vehicle passing over the bridge and the wind direction in which the wind actually blows from the bridge, the area where the bridge is located Considering the wind environment, the change in wind load received by the vehicle by the cross section of the bridge, and the dynamic characteristics of each vehicle, the wind blowing over the bridge according to the vehicle type, driving lane, driving section, and driving speed of the vehicle driving the bridge It calculates the dangerous wind speed for various wind directions of the vehicle and derives the speed limit for each vehicle based on this, and in accordance with the speed limit, it is possible to quickly take necessary countermeasures in real time, such as reducing vehicle traffic speed and restricting vehicle traffic. .

따라서 본 발명에 의하면 교량의 단면형상 및 도로조건과 현장의 풍환경을 고려한 맞춤식 강풍대응 운영전략을 구축할 수 있으며, 실제 강풍이 불어올 때 교량을 주행하는 차량의 차종, 주행 차선, 주행 구간, 차량의 주행 속도 등에 따라 위험대응을 할 수 있게 되고 이를 통해서 강풍시 교량상 차량의 사고 발생 위험을 대상교량마다 적절하고 구체적으로 저감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 즉, 본 발명에 의하면 교량의 제원, 및 풍향과 풍속 등의 풍환경에 맞추어서 차량이 안전하게 교량을 주행할 수 있게 하게 하는 적절한 대응을 취할 수 있게 되며, 그에 따라 강풍이 불 때 교량을 주행하는 차량의 전복, 경로이탈 등의 차량사고가 발생하는 것을 사전에 방지하고 주행안전성을 보장할 수 있게 되는 것이다. Accordingly, according to the present invention, a customized strong wind response operation strategy considering the cross-sectional shape of the bridge, road conditions, and the wind environment of the site can be constructed, and the vehicle type, driving lane, and driving section of the vehicle driving the bridge when the actual strong wind blows. It is possible to respond to danger according to the driving speed of the vehicle, and through this, it is possible to appropriately and specifically reduce the risk of vehicle accidents on the bridge during a strong wind for each target bridge. That is, according to the present invention, according to the specifications of the bridge and the wind environment such as wind direction and wind speed, it is possible to take an appropriate response to allow the vehicle to safely drive the bridge, and accordingly, the vehicle driving the bridge when the strong wind blows It will be possible to prevent vehicle accidents such as rollover and departure from the vehicle in advance and ensure driving safety.

도 1은 본 발명에 따른 차량 주행안전성 확보 시스템의 구성을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량 주행안전성 확보 방법의 전체적인 과정에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제한풍속 도출모듈에서 풍향별 위험풍속을 도출하는 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 각각 풍향별 위험풍속을 그래프로 표현한 풍향별 위험풍속그래프의 일예를 보여주는 그래프도이다.
1 is a schematic block diagram showing the configuration of a vehicle driving safety securing system according to the present invention.
2 is a schematic flowchart of an overall process of a method for securing vehicle driving safety according to the present invention.
Figure 3 is a schematic flow chart showing a specific process for deriving the dangerous wind speed for each direction in the wind speed limiting module of the present invention.
4 and 5 are graphs showing an example of a dangerous wind speed graph for each wind direction, which graphically represents a dangerous wind speed for each wind direction.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 특히, 청구범위를 포함한 본 명세서의 개시내용에서 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다. 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. 또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다. 특히 본 명세서에서 사용되는 '…모듈', '…유닛', '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들 또는 기계적 요소들로 이루어진 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is described as one embodiment, whereby the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation are not limited. In particular, the same reference numerals in the present disclosure, including the claims, refer to the same components. In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of known functions or configurations may be omitted. Combinations of each block in the accompanying block diagrams and steps of the flow charts may be performed by computer program instructions (execution engines), which are executed by a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment processor. Since it can be mounted, the instructions executed through a processor of a computer or other programmable data processing equipment create a means to perform the functions described in each block of the block diagram or in each step of the flowchart. These computer program instructions can also be stored in computer readable or computer readable memory that can be oriented to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, so that computer readable or computer readable memory The instructions stored in it are also possible to produce an article of manufacture containing instructions means for performing the functions described in each block of the block diagram or in each step of the flowchart. And since computer program instructions may be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, a series of operation steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer to generate a computer or other programmable It is also possible for instructions to perform data processing equipment to provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart. In addition, each block or each step can represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical functions, and in some alternative embodiments referred to in blocks or steps It is also possible that the functions that were created occur out of sequence. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be executed substantially simultaneously, and it is also possible that the blocks or steps are performed in the reverse order of the corresponding function as necessary. In particular, as used herein,'… module', '… unit', '… Wealth','… The term'ki' means a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software composed of various known elements or mechanical elements such as electronic circuits, integrated circuits, and application specific integrated circuits (ASICs). Or it may be implemented by a combination of hardware and software.

도 1에는 본 발명에 따른 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템(100)의 구성을 보여주는 개략적인 블록도가 도시되어 있고, 도 2에는 상기한 차량 주행안전성 확보 시스템(100)을 이용한 본 발명의 차량 주행안전성 확보 방법의 전체적인 과정에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼 본 발명의 차량 주행안전성 확보 시스템(100)은, 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈(1), 주풍향 선정모듈(2), 검토구간 선정모듈(3), 공기력 계수 산출모듈(4), 제한풍속 도출모듈(5), 풍속풍향 측정센서(6) 및 대응명령 모듈(7)을 포함하여 구성된다. 아래에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 차량 주행안전성 확보 시스템(100)의 각 모듈과, 이에 의해 진행되는 본 발명에 따른 차량 주행안전성 확보 방법의 각 과정에 대해 상세히 설명한다. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a system 100 for securing driving safety of a vehicle on a bridge during a strong wind according to the present invention, and FIG. 2 is a present invention using the vehicle driving safety securing system 100 described above. A schematic flow chart of the overall process of the vehicle driving safety securing method is shown. As shown in the figure, the vehicle driving safety securing system 100 of the present invention includes a direction wind direction appearance calculation module (1), a main wind direction selection module (2), a review section selection module (3), and an air force coefficient calculation module (4). ), limit wind speed derivation module (5), wind speed wind direction sensor (6) and a corresponding command module (7). Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, each module of the vehicle driving safety securing system 100 according to the present invention and each process of the vehicle driving safety securing method according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 차량 주행안전성 확보 시스템(100)에는 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈(1)이 구비되어 있다. 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈(1)에서는 타겟 교량에 대해 장기간(예를 들면, 5년 이상의 장기간)의 풍속 및 풍향을 측정하여 수집해놓은 데이터("장기 풍속풍향 데이터")로부터 <방위별 풍향 출현빈도>를 도출한다(단계1). 방위별 풍향 출현빈도는 바람이 불어오게 되는 각각의 방향(풍향) 마다 바람이 불어온 경우의 수를 의미한다. 관리자는 풍향을 복수개의 방향으로 미리 세분화해놓을 수 있으며, 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈(1)에서는 세분화된 각각의 풍향에 해당하는 바람이 불어온 경우의 수를 장기 풍속풍향 데이터로부터 추출함으로써 방위별 풍향 출현빈도를 도출할 수 있다. 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈(1)이 장기 풍속풍향 데이터의 데이터베이스를 자체적으로 보유할 수도 있지만, 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈(1)이 통신 기능을 가지고 있어서 외부의 관측기관 등으로부터 장기 풍속풍향 데이터를 전송받을 수도 있다. The vehicle driving safety securing system 100 of the present invention is provided with a wind direction appearance frequency calculation module 1 for each direction. In the direction of wind direction occurrence frequency calculation module 1 for each direction, the wind direction by direction is shown from the data collected by measuring wind speed and wind direction for a long time (for example, over 5 years) for the target bridge ("long-term wind speed data"). Frequency> is derived (step 1). The frequency of wind direction by direction means the number of cases where the wind blows in each direction (wind direction) in which the wind blows. The administrator can subdivide the wind direction in a plurality of directions in advance, and in the direction of wind direction frequency calculation module 1 for each direction, the number of cases where the wind corresponding to each of the subdivided wind directions is blown is extracted from the long-term wind direction data. The frequency of star wind direction can be derived. The wind direction appearance frequency calculation module 1 for each direction may have a database of long-term wind speed wind direction data itself, but the wind direction appearance calculation module 1 for each direction has a communication function, so that the long-term wind speed direction from an external observer or the like is provided. Data may be transmitted.

주풍향 선정모듈(2)은, 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈(1)에 의해 도출된 방위별 풍향 출현빈도를 이용하여 출현빈도가 가장 많은 풍향을 <주(主)풍향>으로 선정하게 된다(단계2). 이 때, 필요한 경우 주풍향 선정모듈(2)에서는 어떤 관측지점에서 어느 기간 동안 방위별 풍향 및 풍속 등급을 분석하여 방사형태로 형상화하는 "바람장미(Wind Rose)"를 작성할 수 있으며, 관리자는 바람장미를 이용하여 주풍향을 직관적으로 파악할 수도 있다. 이 때, 주풍향 선정모듈(2)에서는 바람장미를 작성하기 위하여 <풍향별 풍속계급 빈도>를 도출할 수도 있다. 관리자는 풍속의 정도에 따라 복수개의 등급(계급)으로 구분해둘 수 있는데, 주풍향 선정모듈(2)에서는 장기 풍속풍향 데이터로서 입수한 것에서, 세분화된 각각의 풍향으로 불어온 바람을 사전에 정해진 계급에 따라 분류하여 각각의 계급에 해당하는 바람이 불어온 경우의 수를 추출함으로써 풍향별 풍속계급 빈도를 도출하고 이를 바람장미의 작성에 이용할 수도 있는 것이다. The main wind direction selection module 2 selects the wind direction with the highest frequency of occurrence as the <main wind direction> using the wind direction appearance frequency of each direction derived by the wind direction appearance frequency calculation module 1 for each direction (step) 2). At this time, if necessary, the main wind direction selection module 2 can create a “wind rose” that analyzes the wind direction and wind speed grade by direction for a certain period of time at a certain observation point and forms a radial shape. It is also possible to intuitively grasp the main wind direction using. At this time, the main wind direction selection module 2 may derive the <wind frequency class by wind direction> in order to create a wind rose. The manager can be classified into a plurality of grades (classes) according to the degree of wind speed. In the main wind direction selection module (2), the wind blown into each of the subdivided wind directions is obtained from a pre-determined rank. By classifying accordingly, it is possible to derive the frequency of the wind speed class for each wind direction by extracting the number of cases in which the wind corresponding to each class has been blown, and use it for the preparation of the wind rose.

본 발명에서는 타겟 교량을 교축방향으로 소정 길이를 가지는 복수개의 구간으로 분할하게 되며, 분할된 각 구간에 대해서는 주풍향과 차량주행 방향 사이의 각도가 산출된다. 관리자는 교축방향의 전체 길이 등의 제원을 알고 있는 타겟 교량을 미리 몇 개의 구간으로 분할할 것인지를 결정하게 되며, 검토구간 선정모듈(3)에서는 사전에 결정해둔 구간 갯수에 맞추어서 타겟 교량을 소정 길이를 가지는 복수개의 구간으로 분할하고, 각 구간에 대해 정해져 있는 차량주행 방향과, 주풍향 선정모듈(2)에 의해 선정된 주풍향 사이의 각도를 연산하게 된다. 그리고 검토구간 선정모듈(3)에서는 각각의 구간에 대해 주풍향과 차량주행 방향 사이의 각도를 산출한 결과, 산출된 각도값이 사전 설정된 각도 범위(예를 들면, 30 내지 60도) 내에 존재하는 경우에는 해당 구간을 <검토구간>으로 선정한다(단계3). In the present invention, the target bridge is divided into a plurality of sections having a predetermined length in the throttle direction, and for each section, the angle between the main wind direction and the vehicle driving direction is calculated. The manager decides in advance how many sections to divide the target bridge that knows the specifications such as the total length of the axis direction, and the selection section 3 of the review section selects the target bridge according to the number of sections determined in advance. It is divided into a plurality of sections, and calculates an angle between the vehicle driving direction determined for each section and the main wind direction selected by the main wind direction selection module 2. Also, in the review section selection module 3, when the angle between the main wind direction and the vehicle driving direction is calculated for each section, when the calculated angle value is within a preset angle range (for example, 30 to 60 degrees) In this case, the relevant section is selected as <Review Section> (step 3).

필요한 경우에는 사고발생 위험의 우려가 큰 구간을 검토구간에 더 추가할 수도 있다. 교량의 주경간이 검토구간에 포함될 수 있으며, 주경간은 아니지만 횡구배가 존재하거나 복층교량일 경우와 같이 사고발생 위험이 높은 대상에 해당할 경우에도 <검토구간>이 될 수 있다. 따라서 관리자가 직접 위와 같이 사고발생 위험이 높은 구간을 검토구간으로 입력할 수도 있고, 미리 검토구간의 대상으로 설정해두어서 검토구간 선정모듈(3)에서 이를 포함하여 검토구간을 선정하게 만들 수도 있다. If necessary, a section with a greater risk of accidents may be added to the review section. The main span of the bridge can be included in the review section, but it can also be a <review section> even if it is a target with high risk of accidents, such as when there is a lateral gradient or a multi-layer bridge. Therefore, the manager may directly input the section with high risk of accident as the review section as above, or set it as the target of the review section in advance, so that the review section selection module 3 may include this and select the review section.

타겟 교량의 검토구간이 선정된 후에는 검토구간의 각각에 대하여 검토구간을 주행하는 차량에 대한 <차량 공기력 계수>를 산출하게 된다(단계4). 실험실에서의 풍동실험 또는 공지의 CFD(Computational Fluid Dynamics) 분석을 기반으로 하여 공기력 계수 산출모듈(4)에서는, 타겟 교량의 검토구간을 주행하는 차량에 대한 <차량 공기력 계수>를 산출하는 것이다. 차량에 작용하는 풍력은 바람의 입사각, 차량이 위치하고 있는 차선, 및 차종(車種)에 따라 다르다. 따라서 검토구간 각각에 대하여, 검토구간에 존재하는 차선과 검토구간을 통행하는 차종, 그리고 사전에 분류해놓은 풍향 전부에 대해 차량 공기력 계수를 산출하게 된다. 즉, 타겟 교량의 검토구간에 존재하는 편도차선의 수와, 검토구간을 주행하게 되는 차종의 수와, 세분화해놓은 풍향의 수를 곱한 수의 경우 모두에 대해 각각 차량 공기력 계수를 산출하게 되며, 이러한 차량 공기력 계수의 산출 작업을 검토구간 전부에 대해 각각 수행하는 것이다. 예를 들어, 타겟 교량의 검토구간에 존재하는 편도차선이 3차선이고, 검토구간을 주행하는 차량의 종류가 5개이며, 풍향을 16개(N, NNE, NE, ENE, E, ESE, SE, SSE, S, SSW, SW, WSW, W, WNW, NW, NNW)로 세분화했다고 가정하면, 240개(= 3차선 ㅧ 5개 차종 ㅧ 16개의 풍향)의 경우 각각에 대해 차량 공기력 계수를 산출하는 것이며, 검토구간이 5개라면 5개의 검토구간 전부에 대해 위와 같은 차량 공기력 계수 산출 작업을 수행하는 것이다. After the review section of the target bridge is selected, the <vehicle aerodynamic coefficient> is calculated for the vehicle driving the review section for each review section (step 4). Based on the wind tunnel experiment in the laboratory or the known CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis, the aerodynamic force coefficient calculation module 4 calculates the <vehicle aerodynamic force coefficient> for the vehicle driving the review section of the target bridge. The wind force acting on the vehicle depends on the angle of incidence of the wind, the lane in which the vehicle is located, and the vehicle model. Therefore, for each of the review sections, the vehicle air force coefficient is calculated for all lanes existing in the review section, the type of vehicle passing through the review section, and all the previously classified wind directions. That is, in the case of the number of one-way lanes existing in the examination section of the target bridge, the number of vehicle types driving the examination section, and the number of subdivided wind directions, the vehicle aerodynamic coefficient is calculated for each. The calculation of the vehicle air force coefficient is performed for each of the review sections. For example, the one-way lane existing in the review section of the target bridge is three lanes, five types of vehicles traveling in the review section, and 16 wind directions (N, NNE, NE, ENE, E, ESE, SE Assuming subdivision into, SSE, S, SSW, SW, WSW, W, WNW, NW, NNW), calculate the vehicle aerodynamic coefficient for each of 240 cases (= 3 lanes ㅧ 5 models ㅧ 16 wind directions) If there are 5 review periods, the vehicle air force coefficient calculation is performed for all 5 review periods.

차량 공기력 계수에는, 차량의 항력 계수(

Figure 112020020438418-pat00001
), 차량의 횡력 계수(
Figure 112020020438418-pat00002
), 차량의 양력 계수(
Figure 112020020438418-pat00003
), 차량의 롤링(rolling) 모멘트 계수(
Figure 112020020438418-pat00004
), 차량의 피칭(pitching) 모멘트 계수(
Figure 112020020438418-pat00005
) 및 차량의 요잉(yawing) 모멘트 계수(
Figure 112020020438418-pat00006
)가 포함된다. 충분한 레이놀즈 수(Reynolds number)가 확보된다면 차량 공기력 계수는 풍속에 크게 좌우되지 않으므로, 관리자가 미리 풍속을 정하여 차량 모형을 이용한 풍동실험을 수행하거나 또는 공지(公知)된 CFD 분석 기법을 이용함으로써 차량 공기력 계수를 산출할 수 있다. In the vehicle aerodynamic coefficient, the drag coefficient of the vehicle (
Figure 112020020438418-pat00001
), the lateral force coefficient of the vehicle (
Figure 112020020438418-pat00002
), the lift coefficient of the vehicle (
Figure 112020020438418-pat00003
), the rolling moment coefficient of the vehicle (
Figure 112020020438418-pat00004
), the pitching moment coefficient of the vehicle (
Figure 112020020438418-pat00005
) And the yawing moment coefficient of the vehicle (
Figure 112020020438418-pat00006
) Is included. If a sufficient Reynolds number is secured, the vehicle aerodynamic coefficient does not greatly depend on the wind speed, so the administrator determines the wind speed in advance and performs wind tunnel experiments using the vehicle model or uses a known CFD analysis technique. Coefficients can be calculated.

풍동실험을 수행하는 경우, 풍동실험 결과를 관리자가 직접 공기력 계수 산출모듈(4)에 입력하거나 또는 풍동실험에 사용된 시험기로부터 풍동실험 결과가 공기력 계수 산출모듈(4)로 전송되고, 공기력 계수 산출모듈(4)에서는 위에서 설명한 방법에 의한 연산을 수행함으로써 타겟 교량의 검토구간을 주행하는 차량에 대한 차량 공기력 계수를 산출하게 된다. 물론 공기력 계수 산출모듈(4)에서는 CFD 분석 기법을 이용하여 차량 공기력 계수를 산출할 수도 있다. When performing the wind tunnel test, the wind tunnel test results are directly input to the air force coefficient calculation module 4 by the administrator, or the wind tunnel test results are transmitted from the tester used for the wind tunnel test to the air force coefficient calculation module 4, and the air force coefficient calculation is performed. The module 4 calculates a vehicle air force coefficient for a vehicle traveling on a review section of a target bridge by performing the calculation according to the method described above. Of course, the air force coefficient calculation module 4 may also calculate the vehicle air force coefficient using a CFD analysis technique.

제한풍속 도출모듈(5)에서는, 타겟 교량의 검토구간 각각에 대하여, 모든 차종과 차선, 그리고 세분화해놓은 풍향에 따른 <위험풍속>을 각각 미리 도출하게 되고(단계5), 도출된 위험풍속은 DB로 만들어 놓게 된다.In the limiting wind speed derivation module 5, for each of the review section of the target bridge, the <dangerous wind speed> according to all vehicle types, lanes, and subdivided wind directions is previously derived (step 5), and the derived dangerous wind speed is DB It is made of.

강풍에 의한 차량사고는 크게 "차량전복 사고"과 "경로이탈 사고"로 구분할 수 있는데, 위험풍속은 이중 하나 이상의 차량사고를 유발하는 풍속값 중 가장 작은 값 즉, 차량전복 사고나 경로이탈 사고를 유발하는 가장 낮은 풍속값을 의미한다. 위험풍속은 불어오는 바람의 입사각 즉, 풍향에 따라 다르다. 따라서 위험풍속은 사실상 <풍향별 위험풍속>이 된다. 즉, N방향(북쪽방향)의 위험풍속, NW방향(북서쪽방향)의 위험풍속 등과 같이 풍향별 위험풍속이 존재하는 것이다. 이러한 풍향별 위험풍속은 타겟 교량의 검토구간을 주행하는 차종(車種)과 차선(車線)에 따라 달라지는 바, 차종과 차선을 달리하면서 각각의 풍향별 위험풍속을 도출하게 된다. 풍향별 위험풍속 및 후술하는 제한풍속의 연산과 도출은 제한풍속 도출모듈(5)에 의해 수행된다. Vehicle accidents caused by strong winds can be largely classified into "vehicle rollover accidents" and "route accidents." Dangerous wind speed is the smallest of wind speed values that cause one or more vehicle accidents, that is, vehicle rollover accidents or route departure accidents. It means the lowest wind speed value. The dangerous wind velocity depends on the angle of incidence of the blowing wind, that is, the wind direction. Therefore, the dangerous wind speed is actually <dangerous wind speed by wind direction>. That is, there are dangerous wind speeds for each wind direction, such as a dangerous wind speed in the N direction (north direction) and a dangerous wind speed in the NW direction (north west direction). The dangerous wind speed for each wind direction varies depending on the type of vehicle and the lane driving the review section of the target bridge, and thus the dangerous wind speed for each wind direction is derived while the vehicle type and the lane are different. The calculation and derivation of the dangerous wind speed for each wind direction and the limit wind speed, which will be described later, are performed by the limit wind speed derivation module 5.

도 3에는 제한풍속 도출모듈(5)에서 풍향별 위험풍속을 도출하는 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 위험풍속의 산출을 위해서 우선 검토구간을 주행하는 차량의 속도가 설정된다. 예를 들어 교량의 법정 최고속도 또는 법정 최고속도의 50%를 차량의 속도로 설정할 수 있다. 이러한 위험풍속의 산출을 위한 차량의 속도는 관리자에 입력에 의해 제한풍속 도출모듈(5)에 전달된다. 제한풍속 도출모듈(5)에서는 설정된 차량의 속도, 및 이전 단계에서 도출해놓은 차량 공기력 계수를 이용하여, 검토구간을 주행하는 차량에 대하여 <차량 바퀴의 반력>과 <차량의 변위>를 산출한다(단계5-1). 설정된 차량의 속도 및 이전 단계에서 도출해놓은 차량 공기력 계수를 이용하여 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위를 산출하게 되는데, 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위는 풍속에 따라 달라지는 것이고 위험상황이 발생하게 되는 풍속을 위험풍속으로서 찾아내는 것이므로, 제한풍속 도출모듈(5)에서는 풍속을 변화시켜가면서 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위를 산출하게 된다. 풍속을 변화시키면서 연산을 수행할 때 "시간에 따른 풍속이력"을 생성하여 이를 이용할 수 있는데, 시간에 따른 풍속이력을 생성함에 있어서는 공지된 Von Karman Spectrum을 활용할 수 있다. 차량의 무게 등의 제원들과 검토구간의 편경사 및 곡률등과 같은 도로선형조건들을 제한풍속 도출모듈(5)에 입력하여 해석을 수행하게 되며, 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위를 산출함에 있어서는 공지된 동적차량해석 방법이나 준정적차량해석 방법을 이용할 수 있다. 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위를 산출하기 위하여 이용되는 동적차량해석 방법이나 준정적차량해석 방법의 구체적인 내용은 공지된 것인 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 3 is a schematic flow chart showing a specific process of deriving the dangerous wind speed for each wind direction from the limiting wind speed derivation module 5. In order to calculate the dangerous wind speed, the speed of the vehicle traveling in the examination section is first set. For example, the maximum speed of the bridge or 50% of the maximum speed of the bridge can be set as the vehicle speed. The speed of the vehicle for calculating the dangerous wind speed is transmitted to the limit wind speed derivation module 5 by input to the manager. The limiting wind speed derivation module 5 calculates <reaction force of the vehicle wheel> and <displacement of the vehicle> for the vehicle driving the review section using the set vehicle speed and the vehicle air force coefficient derived in the previous step ( Step 5-1). The reaction force of the vehicle wheel and the displacement of the vehicle are calculated using the set vehicle speed and the vehicle air force coefficient derived in the previous step. The reaction force of the vehicle wheel and the displacement of the vehicle varies depending on the wind speed and the wind speed at which a dangerous situation occurs Is to be found as a dangerous wind speed, the limit wind speed derivation module 5 calculates the reaction force of the vehicle wheel and the displacement of the vehicle while changing the wind speed. When performing the calculation while changing the wind speed, it is possible to generate and use the "wind speed history over time". In generating the wind speed history over time, a known Von Karman Spectrum can be utilized. Analysis is performed by inputting the specifications of the vehicle weight and road linear conditions such as superelevation slope and curvature to the limit wind speed derivation module 5, and calculating the reaction force of the vehicle wheels and displacement of the vehicle. The dynamic vehicle analysis method or quasi-static vehicle analysis method can be used. The details of the dynamic vehicle analysis method or the quasi-static vehicle analysis method used to calculate the reaction force of the vehicle wheel and the displacement of the vehicle are known, and detailed descriptions thereof will be omitted.

제한풍속 도출모듈(5)에서는, 산출된 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위 각각의 값을 사전에 설정해놓은 위험판단기준과 대비하여 위험상황 해당여부를 판단한다(단계5-2). 즉, 산출된 차량 바퀴의 반력이 위험판단기준으로 설정해놓은 반력에 해당하는지, 그리고 산출된 차량의 변위가 위험판단기준으로 설정해놓은 변위에 해당하는지를 판단하는 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 바퀴에 작용하는 수직반력값 0(zero)을 차량전복 사고의 위험판단기준으로 설정해두어서, 하나 이상의 바퀴에 작용하는 수직반력값이 0이 되면 차량전복 사고로 간주할 수 있다. 또한 차량의 무게중심 수평이동거리 또는 회전각도를 경로이탈 사고의 위험판단기준으로 설정할 수 있는데, 예를 들어 동적차량해석을 수행하여 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위를 산출하는 경우에는, 차량의 무게중심이 0.5m 이상 수평이동하거나 0.2 radian으로 회전한 경우에는 경로이탈 사고로 간주할 수 있다. 그리고 두 가지 상황 즉, 차량전복 사고와 차량 경로이탈 사고 중 어느 하나의 사고가 발생하게 되면 "위험상황"으로 판단할 수 있다. 위의 숫자는 예시에 해당하며, 필요에 따라서는 다른 값을 각각의 기준으로 설정할 수 있다. 준(準)정적차량해석 방법을 이용하는 경우에는 하나 이상의 차축 마찰력이 최대정지마찰력 수준에 도달한 경우를 경로이탈 사고로 간주할 수도 있다. In the limiting wind speed derivation module 5, it is determined whether or not the risk situation is applicable in comparison with the previously set risk determination criteria for each value of the calculated vehicle wheel reaction force and vehicle displacement (step 5-2). That is, it is determined whether the calculated reaction force of the wheels of the vehicle corresponds to the reaction force set as the criterion for risk determination, and whether the calculated displacement of the vehicle corresponds to the displacement set as the criterion for danger determination. For example, if the vertical reaction force value 0(zero) acting on one or more wheels is set as a risk judgment criterion for a vehicle rollover accident, if the vertical reaction force acting on one or more wheels becomes 0, it can be regarded as a vehicle rollover accident. have. In addition, the horizontal movement distance or rotational angle of the vehicle's center of gravity can be set as a criterion for risk assessment of a path departure accident.For example, when performing dynamic vehicle analysis to calculate the reaction force and displacement of a vehicle wheel, the vehicle's weight If the center is horizontally moved more than 0.5m or rotated by 0.2 radian, it can be regarded as an out-of-path accident. In addition, when one of two situations, a vehicle overturning accident and a vehicle out-of-rove accident, occurs, it can be determined as a "risk situation". The above numbers are examples, and if necessary, different values can be set for each criterion. In the case of using the quasi-static vehicle analysis method, the case where one or more axle frictional forces have reached the maximum stop frictional force level may be regarded as a deviating accident.

제한풍속 도출모듈(5)에서는 이와 같이 "위험상황"으로 판단되는 경우, 그 때의 풍속을 "타겟 교량의 검토구간을 설정된 속도로 해당 차선을 주행하는 해당 차량에 특정 방향의 바람이 불 때의 <위험풍속 후보>"로 분류한다(단계5-3). 제한풍속 도출모듈(5)에서는, 풍속을 변화시켜가면서 상기한 과정을 반복하여 각각의 풍속이 위험풍속 후보에 해당하는 지의 여부를 판단하여 분류하게 되며, 이렇게 분류된 위험풍속 후보 중에서 가장 작은 값을 "해당 차선을 주행하는 해당 차량에 특정 방향의 바람이 불 때의" <위험풍속>으로 간주하게 된다(단계5-4).In the limit wind speed derivation module 5, when it is judged as "dangerous situation", the wind speed at that time is determined when the wind in a specific direction blows to the vehicle driving the lane at the set speed at the review section of the target bridge. It is classified as <dangerous wind speed candidate> (step 5-3). The limiting wind speed derivation module 5 determines whether each wind speed corresponds to a dangerous wind speed candidate by repeating the above process while changing the wind speed, and classifies the smallest value among the classified dangerous wind speed candidates. It is regarded as &quot;dangerous wind speed" when the wind in a specific direction blows to the corresponding vehicle driving in the corresponding lane (step 5-4).

제한풍속 도출모듈(5)에서는, 세분화해놓은 풍향별로 상기한 바와 같은 <위험풍속>의 도출 과정 즉, 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위의 산출, 위험상황 여부 판단 및 위험풍속 후보 중의 최저값 산출의 과정을 반복함으로써 각각의 풍향에 대한 위험풍속을 도출함으로써 <풍향별 위험풍속>을 제시하게 된다. In the limited wind speed derivation module 5, the process of deriving the <dangerous wind speed> as described above for each subdivided wind direction, that is, calculating the reaction force of the vehicle wheels and displacement of the vehicle, determining whether the situation is dangerous, and calculating the lowest value among the dangerous wind speed candidates By repeating and deriving the dangerous wind speed for each wind direction, it presents the <dangerous wind speed for each wind direction>.

검토구간의 1차선에 트럭이 주행하고 N방향의 바람이 부는 경우를 예시하여 상기한 내용을 좀 더 상세히 설명하면, 우선 앞서 설명한 것처럼 풍동실험 등을 통해서 차량 공기력 계수를 산출한다. 그리고 미리 설정해놓은 차량의 속도와, 산출해놓은 차량 공기력 계수를 이용하여 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위를 산출하되 풍속을 변화시켜가면서 <차량 바퀴의 반력>과 <차량의 변위>를 산출한다. 이렇게 산출된 <차량 바퀴의 반력>과 <차량의 변위>는, 미리 설정된 차량의 속도로 트럭이 1차선 주행하고 N방향의 바람이 불 때 차량 바퀴에 작용하는 반력과, 차량에 발생하는 변위가 된다. 각각의 상이한 풍속에 대해 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위가 산출되면, 산출된 각각의 값을 위험판단기준과 대비하여 위험상황 해당여부를 판단하여, "위험상황"으로 판단되는 경우에는 그 때의 풍속을 <위험풍속 후보>로 분류하게 되고, 분류된 위험풍속 후보 중에서 가장 작은 값이 <위험풍속> 즉, "N방향의 바람이 부는 타겟 교량의 1차선을 트럭이 설정된 속도로 주행할 때의 <위험풍속>"으로 되는 것이다. 그리고 풍향을 달리하여 상기한 과정을 반복 수행함으로써, 타겟 교량의 1차선을 트럭이 설정된 속도로 주행하는 상황에 대한 "풍향별 위험풍속"이 도출된다. If the above is described in more detail by exemplifying the case where the truck runs on the first lane of the review section and winds in the N direction, the vehicle air force coefficient is first calculated through a wind tunnel test, etc., as described above. Then, the reaction force of the vehicle wheel and the displacement of the vehicle are calculated using the preset vehicle speed and the calculated vehicle air force coefficient, but <reaction force of the vehicle wheel> and <displacement of the vehicle> are calculated while changing the wind speed. The calculated reaction forces of the vehicle wheels and the displacements of the vehicles include the reaction forces acting on the wheels of the vehicle when the truck runs one lane and winds in the N direction at the preset vehicle speed, and the displacements generated on the vehicle. do. When the reaction force of the vehicle wheels and the displacement of the vehicle are calculated for each different wind speed, the calculated values are compared with the risk judgment criteria to determine whether the situation is dangerous, and when it is determined to be a "risk situation" The wind speed is classified as a <dangerous wind speed candidate>, and the smallest value among the classified dangerous wind speed candidates is <dangerous wind speed>, that is, when a truck drives the first lane of the target bridge blowing in the N direction at a set speed. <dangerous wind speed>. Then, by repeatedly performing the above process with different wind directions, a “dangerous wind speed for each wind direction” is derived for a situation in which the truck travels at the set speed at the first lane of the target bridge.

한편, 위험풍속은 차종과 차선에 따라서도 달라지므로, 제한풍속 도출모듈(5)에서는, 차종은 특정한 채로 상기한 과정을 타겟 교량의 검토구간 차선별로 반복하여 "차종에 따른 풍향별 위험풍속"을 도출할 수 있고, 차선은 특정한 채로 상기한 과정을 차종별로 반복하여 "차선에 따른 풍향별 위험풍속"을 도출할 수도 있다. 더 나아가, 위험풍속을 산출할 때 관리자가 차량의 속도를 설정하게 되는 바, 제한풍속 도출모듈(5)에서 차량의 속도를 달리하여 상기한 과정을 반복 수행하게 되면 "차량 속도에 따른 풍향별 위험풍속"이 도출될 수도 있다. On the other hand, since the dangerous wind speed varies depending on the vehicle model and the lane, in the limited wind speed derivation module 5, the above-described process is repeated for each lane of the target bridge review section with a specific vehicle model, and the "dangerous wind speed for each wind direction according to the vehicle model" is selected. It is possible to derive the lane, and the above-described process may be repeated for each vehicle type to derive "dangerous wind velocity for each wind direction according to the lane". Furthermore, when calculating the dangerous wind speed, the manager sets the speed of the vehicle. When the speed of the vehicle is changed in the limiting wind speed derivation module 5, the above process is repeatedly performed. Wind speed” may be derived.

도 4 및 도 5에는 각각 풍향별 위험풍속을 그래프로 표현한 것 즉, 풍향별 "위험풍속그래프(Critical Wind Speed Curve/ CWC)의 일예를 보여주는 그래프도가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5의 위험풍속그래프에서 가로축은 풍향을 나타내며, 세로축은 각각의 풍향에 대해 산출된 위험풍속의 값 즉, 풍향별 위험풍속을 나타낸다. 도 4 및 도 5의 풍향별 위험풍속그래프는 타겟 교량의 검토구간에 일반 트럭이 3차선으로 주행할 경우에 대한 것으로서, 도 4의 위험풍속그래프는 차량의 속도를 법정 제한속도인 70km/h로 설정한 경우의 것이고, 도 5의 위험풍속그래프는 차량의 속도를 40km/h로 설정한 경우의 것이다. 4 and 5 is a graph showing a dangerous wind speed for each wind direction, that is, a graph showing an example of a "Critical Wind Speed Curve/CWC" for each wind direction. In the wind speed graph, the horizontal axis represents the wind direction, and the vertical axis represents the value of the dangerous wind speed calculated for each wind direction, that is, the dangerous wind speed for each wind direction.The dangerous wind speed graph for each wind direction in FIGS. 4 and 5 is general in the review section of the target bridge. As for the case where the truck is traveling in three lanes, the dangerous wind speed graph in FIG. 4 is when the speed of the vehicle is set to the legal speed limit of 70 km/h, and the dangerous wind speed graph in FIG. 5 is 40 km/ for the vehicle speed. This is the case when set to h.

제한풍속 도출모듈(5)에서는, 풍향별 위험속도를 도출한 후 이를 이용하여 <제한풍속>을 도출하여 정한다(단계6). 제한풍속보다 큰 풍속의 바람이 불어올 경우에는 적절한 대응이 필요한 상황으로 간주하게 되어, 사전에 설정해둔 대응조치가 취해진다. 즉, <제한풍속>은 대응조치가 취해지게 되는 풍속을 의미한다. In the limiting wind speed derivation module 5, after deriving the dangerous speed for each wind direction, the <restricted wind speed> is derived and determined using this (step 6). When a wind with a wind speed greater than the limit wind speed is blown, it is considered that a proper response is required, and a pre-set response action is taken. In other words, <restricted wind speed> means the wind speed at which countermeasures are to be taken.

본 발명에서 <제한풍속>은 풍향별 위험풍속 중의 최저값으로 정해진다. 차량의 속도가 70km/h일 때의 풍향별 위험속도를 그래프로 예시한 도 4를 참조하여 설명하면, 도 4에서 NE의 풍향(북동쪽의 바람)일 때 위험풍속은 47m/s이다. 즉, 검토구간에 일반 트럭이 3차선으로 70km/h로 주행할 때의 NE 방향으로 47m/s 이상의 바람이 불어온다면 위험상황이 된다는 것이다. 그런데 W방향(서쪽)으로는 18.5m/s 이상의 바람만이 불어오더라도 위험상황에 놓이게 된다. 이러한 사정을 감안하여 제한풍속 도출모듈(5)에서는 풍향별 위험풍속 중 최저값을 제한풍속으로 설정하게 되는데, 위에서 설명한 도 4의 경우에는 18.5m/s가 제한풍속으로 설정되는 것이다. 제한풍속보다 큰 풍속의 바람이 불어올 경우에는 미리 정해놓은 대응조치가 취해진다. In the present invention, <restricted wind speed> is defined as the lowest value among the dangerous wind speeds for each wind direction. Referring to FIG. 4, which graphically illustrates the dangerous speed for each wind direction when the vehicle speed is 70 km/h, the dangerous wind speed in the wind direction of the NE (northeast wind) in FIG. 4 is 47 m/s. In other words, if the general truck is traveling at 70 km/h in three lanes and the wind blows at least 47 m/s in the NE direction, it is a dangerous situation. However, even if only winds of 18.5 m/s or more blow in the W direction (west), they are in danger. In consideration of such circumstances, the limiting wind speed derivation module 5 sets the minimum value among the dangerous wind speeds for each wind direction as the limit wind speed. In the case of FIG. 4 described above, 18.5 m/s is set as the limit wind speed. When winds with wind speeds greater than the limit wind speed are blown, predetermined measures are taken.

한편, 타겟 교량의 검토구간에 설치된 풍속풍향 측정센서(6)를 통해서 정해진 시간 간격마다 풍속과 풍향을 실시간으로 측정하게 된다. 풍속풍향 측정센서(6)에 의해 측정된 풍속과 풍향은 대응명령 모듈(7)로 전송되고, 대응명령 모듈(7)에서는 측정된 풍속과 풍향을 기초로 풍향별 위험풍속에 의해 구해진 제한풍속이 발생한 것인지의 여부를 판단한다(단계8). 측정된 풍속이 제한풍속 이상인 것으로 판정되면, 해당 차선을 주행할 해당 차량의 속도를 늦출 필요가 있는 바, 해당 차선의 해당 차량이 주행할 수 있는 속도의 한계를 낮추기 위한 대응조치가 취해진다. On the other hand, wind speed and wind direction are measured in real time at predetermined time intervals through the wind speed wind direction measurement sensor 6 installed in the review section of the target bridge. The wind speed and wind direction measured by the wind speed wind direction measurement sensor 6 are transmitted to the corresponding command module 7, and in the corresponding command module 7, the limited wind speed obtained by the dangerous wind speed for each wind direction is determined based on the measured wind speed and wind direction. It is determined whether or not it has occurred (step 8). When it is determined that the measured wind speed is higher than the limited wind speed, it is necessary to slow down the speed of the corresponding vehicle to travel in the corresponding lane, and countermeasures are taken to lower the limit of the speed at which the corresponding vehicle in the lane can travel.

위의 도 5에 도시된 경우에는 22.2m/s가 제한풍속으로 설정된다. 도 5에서 W의 풍향(서쪽의 바람)일 때 위험풍속이 22.2m/s로서 위험풍속이 최저값이기 때문이다. 도 4에 도시된 경우와 비교해본다면, 차량의 속도가 70km/h에서 40km/h로 낮아지게 되면 제한풍속이 18.5m/s에서 22.2m/s로 상승한다. 만일 19m/s의 바람이 W방향으로 불어오는 상황이라면 차량의 속도가 70km/h일 때는 위험상황에 놓이게 되지만, 차량의 속도가 40km/h라면 동일한 풍속과 바람(W방향으로 풍속 19m/s로 부는 바람)에서도 위험상황에 놓이지 않게 되는 것이다. In the case shown in FIG. 5 above, 22.2 m/s is set as the limiting wind speed. This is because the dangerous wind speed is 22.2 m/s when the wind direction (west wind) of W in FIG. 5 is the lowest value. In comparison with the case shown in FIG. 4, when the vehicle speed decreases from 70 km/h to 40 km/h, the limit wind speed increases from 18.5 m/s to 22.2 m/s. If the wind speed of 19m/s is blowing in the W direction, the vehicle is placed in danger when the speed of the vehicle is 70km/h, but if the speed of the vehicle is 40km/h, the same wind speed and wind (wind speed of 19m/s in the W direction) Even in the blowing wind) will not be in danger.

이와 같이 차량의 속도를 낮추면 제한풍속이 상승하게 되는 바, 측정된 풍속이 제한풍속보다 작아지도록 만들기 위하여 주행을 허용할 수 있는 차량 속도의 한계를 낮추기 위한 대응조치가 취해질 필요가 있는 것이다. 차량 속도를 낮추기 위한 대응조치로는 해당 차량에게 주행이 가능한 속도 즉, 차량의 제한속도가 낮아졌음을 시각적인 방식(전광판 표시)이나 청각적인 방식(알람음 발생) 등의 다양한 방식으로 고지하는 방안이 있으며, 필요한 경우에는 차량의 통행 자체를 물리적으로 차단하는 방안 등이 이용될 수 있다. 따라서 대응명령 모듈(7)에서는 측정된 풍속이 제한풍속 이상인 것으로 판정되면, 대응조치 시행명령("대응명령")을 발하여 관리주체 또는 대응조치를 위한 장치로 전송하게 된다(단계9). 대응조치 모듈(7)로부터의 대응명령을 받은 관리주체 등은 적절한 대응조치를 취하게 된다. When the speed of the vehicle is reduced as described above, the limited wind speed rises. Therefore, it is necessary to take countermeasures to lower the limit of the vehicle speed that can allow driving to make the measured wind speed smaller than the limited wind speed. As a countermeasure to reduce the vehicle speed, a method to notify the vehicle of a possible speed, that is, the speed limit of the vehicle has been lowered in various ways such as a visual method (displaying an electric sign) or an audible method (alarm sound). There is, if necessary, a method of physically blocking the passage of the vehicle itself may be used. Therefore, when it is determined that the measured wind speed is equal to or higher than the limited wind speed, the response command module 7 issues a response action execution command (“response command”) and transmits it to the management entity or a device for the response action (step 9). The management subject or the like who has received a response command from the response action module 7 takes appropriate action.

이와 같이, 본 발명에서는 교량 위를 지나는 차량의 주행방향과, 교량에서 실제로 바람이 불어오는 풍향과의 관계에 따라 차량사고의 위험을 증가시킬 수 있는 차량의 주행속도가 상이하다는 점을 감안하여 교량이 위치한 지역의 풍환경, 교량 단면에 의하여 차량이 받는 풍하중의 변화, 그리고 차량별 동역학적 특성들을 고려하되, 교량을 주행하는 차량의 차종, 주행 차선, 주행 구간 및 차량의 주행 속도에 맞추어서 교량에 불어오는 바람의 다양한 풍향에 대한 위험풍속을 산출하고, 이에 근거하여 각 차량에 대한 제한속도를 도출하며, 이러한 제한속도에 맞추어서 차량 통행속도 저감, 차량 통행 제한 등의 필요한 대응조치를 실시간으로 신속하게 취할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면, 강풍이 불 때 교량을 주행하는 차량의 전복, 경로이탈 등의 차량사고가 발생하는 것을 사전에 효과적으로 지하고 주행안전성을 보장할 수 있게 된다. As described above, in the present invention, a bridge is considered in consideration of the fact that the driving speed of a vehicle that can increase the risk of a vehicle accident differs depending on the relationship between the driving direction of the vehicle passing over the bridge and the wind direction in which the wind actually blows from the bridge. Consider the wind environment in this area, the change in wind load received by the vehicle by the cross section of the bridge, and the dynamic characteristics of each vehicle.However, according to the vehicle type, driving lane, driving section, and driving speed of the vehicle driving the bridge, Calculate the dangerous wind speed for the various wind directions of the blowing wind, and derive the speed limit for each vehicle based on this, and in accordance with these speed limits, take necessary measures such as reducing vehicle traffic speed and limiting vehicle traffic in real time. You can take it. Accordingly, according to the present invention, when a strong wind blows, it is possible to effectively prevent in advance a vehicle accident such as a rollover of a vehicle traveling on a bridge, a departure from the route, and to ensure driving safety.

1: 방위별 풍향 출현빈도 산출모듈
2: 주풍향 선정모듈
3: 검토구간 선정모듈
4: 공기력 계수 산출모듈
5: 제한풍속 도출모듈
6: 풍속풍향 측정센서
7: 대응명령 모듈
100: 차량 주행안전성 확보 시스템
1: Module for calculating the frequency of appearance of wind direction by bearing
2: Main wind direction selection module
3: Selection module for the review section
4: Air force coefficient calculation module
5: Limit wind speed derivation module
6: Wind speed wind direction sensor
7: Response command module
100: vehicle driving safety securing system

Claims (8)

타겟 교량에 대한 방위별 풍향 출현 빈도를 도출하는 방위별 풍향 출연 빈도 산출모듈;
도출된 방위별 풍향 출현빈도에서 가장 출현빈도가 많은 풍향을 주풍향으로 선정하는 주풍향 선정모듈;
타겟 교량을 복수개의 구간으로 분할하여 그 중에서 검토구간을 선정하는 검토구간 선정모듈;
검토구간 각각에 대하여, 차선, 차종, 및 풍향에 따른 차량 공기력 계수를 산출하는 공기력 계수 산출모듈;
검토구간 각각에 대하여 산출된 차량 공기력 계수를 이용하여 풍향별 위험풍속을 도출하고, 도출된 풍향별 위험풍속 중 최저값을 산출하여 제한풍속으로 도출하는 제한풍속 도출모듈;
타겟 교량의 검토구간에 설치되어 사전에 정해진 시간 간격마다 풍속과 풍향을 실시간으로 측정하는 풍속풍향 측정센서; 및
측정된 풍속 및 풍향을 기초로 제한풍속이 발생한 것인지의 여부를 판단하여, 측정된 풍속이 제한풍속 이상인 것으로 판정되면 해당 차선을 주행할 해당 차량의 속도 한계를 낮추기 위한 대응조치 명령을 발하게 되는 대응명령 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템.
A direction wind direction appearance frequency calculation module for deriving a frequency direction of wind direction for each target bridge;
A main wind direction selection module that selects the wind direction with the most frequent frequency from the derived wind direction appearance frequency by direction;
A review section selection module for dividing a target bridge into a plurality of sections and selecting a review section therefrom;
An air force coefficient calculation module for calculating a vehicle air force coefficient according to a lane, a vehicle type, and a wind direction for each of the review sections;
A limit wind speed derivation module for deriving a dangerous wind speed for each wind direction by using the calculated vehicle air force coefficient for each of the review sections, and calculating a minimum value among the derived wind speeds for each wind direction to derive as the limit wind speed;
A wind speed wind direction sensor installed in a review section of the target bridge to measure wind speed and wind direction in real time at predetermined time intervals; And
Based on the measured wind speed and wind direction, it is determined whether or not the limit wind speed has occurred, and if it is determined that the measured wind speed is higher than the limit wind speed, a response command to issue a response action command to lower the speed limit of the vehicle to drive the lane. A system for securing driving safety of a vehicle on a bridge in a strong wind, characterized in that it comprises a module.
제1항에 있어서,
주풍향 선정모듈에서는,
각각의 풍향으로 불어온 바람을 풍속의 정도에 따라 사전 설정된 복수개의 계급에 따라 분류하고,
각각의 계급에 해당하는 바람이 불어온 경우의 수를 장기 풍속풍향 데이터로부터 추출하여,
풍향별 풍속계급 빈도를 도출하고,
도출된 풍향별 풍속계급 빈도를 이용하여 바람장미를 작성하여, 바람장미로부터 주풍향을 선정하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템.
According to claim 1,
In the main wind direction selection module,
The wind blowing in each wind direction is classified according to a plurality of pre-set ranks according to the degree of wind speed,
The number of cases where the wind corresponding to each class is blown is extracted from the long-term wind speed data,
Deriving the frequency of wind speed class by wind direction,
A system for securing driving safety of a vehicle on a bridge during a strong wind, characterized in that a wind rose is created using the derived wind speed class frequency for each wind direction, and the main wind direction is selected from the wind rose.
제1항 또는 제2항에 있어서,
검토구간 선정모듈에서는,
분할된 각각의 구간에 대하여, 사전 설정된 차량주행 방향과 주풍향 사이의 각도를 연산하고,
산출된 각도값이 사전 설정된 각도 범위 내에 존재하는 경우에 해당 구간을 검토구간으로 선정하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
In the selection section of the review section,
For each divided section, an angle between a preset vehicle driving direction and a main wind direction is calculated,
When the calculated angle value is within a preset angle range, the corresponding section is selected as a review section.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제한풍속 도출모듈에서는, 각각의 풍향에 대하여,
사전에 설정된 차량의 속도 및 산출되어 있는 차량 공기력 계수를 이용하여, 검토구간을 주행하는 차량에 대하여 풍속을 변화시켜가면서 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위 산출하고;
산출된 차량 바퀴의 반력 및 차량의 변위 각각을 사전에 설정해놓은 위험판단기준에 따른 반력 및 변위와 대비하여 위험상황 해당여부를 판단하며;
위험상황으로 판단되면, 그 때의 풍속을 타겟 교량의 검토구간을 설정된 속도로 해당 차선을 주행하는 해당 차량에 특정 방향의 바람이 불 때의 위험풍속 후보로 분류하고, 분류된 위험풍속 후보 중에서 가장 작은 값을 해당 차선을 주행하는 해당 차량에 특정 방향의 바람이 불 때의 위험풍속으로 간주하는 과정을 반복 수행함으로써 위험풍속을 도출하여 풍향별 위험풍속으로 제시하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
In the limited wind speed derivation module, for each wind direction,
Calculating the reaction force of the vehicle wheel and the displacement of the vehicle while changing the wind speed with respect to the vehicle driving the review section, using the preset vehicle speed and the calculated vehicle air force coefficient;
Determine whether or not the risk situation corresponds to the reaction force and displacement according to the previously determined risk determination criteria for each of the calculated reaction force and displacement of the vehicle wheel;
If it is judged to be a dangerous situation, the wind speed at that time is classified as a dangerous wind speed candidate when the wind in a specific direction is blown to the corresponding vehicle driving the lane at the set speed, and the review section of the target bridge is classified as the most dangerous wind speed candidate. A vehicle on a bridge during a strong wind characterized by deriving a dangerous wind speed and presenting it as a dangerous wind speed for each wind direction by repeating a process in which a small value is regarded as a dangerous wind speed when the wind in a specific direction blows to the corresponding vehicle driving in the corresponding lane. System for securing driving safety.
차량의 주행안전성을 확보하기 위한 타겟 교량에 대한 방위별 풍향 출현빈도를 도출하는 단계;
도출된 방위별 풍향 출현빈도 중에서 가장 출현빈도가 많은 풍향을 주풍향으로 선정하는 단계;
타겟 교량을 복수개의 구간으로 분할하여 그 중에서 검토구간을 선정하는 단계;
검토구간 각각에 대하여, 차선, 차종 및 풍향에 따른 차량 공기력 계수를 산출하는 단계;
검토구간 각각에 대하여 산출된 차량 공기력 계수를 이용하여 풍향별 위험풍속을 도출하고, 도출된 풍향별 위험풍속 중 최저값을 산출하여 제한풍속으로 도출하는 단계; 및
검토구간에서 사전에 정해진 시간 간격마다 실시간으로 측정되어 전송된 된 풍속 및 풍향을 기초로 제한풍속이 발생한 것인지의 여부를 판단하여, 측정된 풍속이 제한풍속 이상인 것으로 판정되면 해당 차선을 주행할 해당 차량의 속도 한계를 낮추기 위한 대응조치 명령을 발하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 방법.
Deriving the frequency of appearance of the wind direction for each target bridge for securing the driving safety of the vehicle;
Selecting a wind direction having the most frequent frequency among the derived wind directions by direction as the main wind direction;
Dividing the target bridge into a plurality of sections and selecting a review section therefrom;
Calculating a vehicle air force coefficient according to a lane, a vehicle type, and a wind direction for each review section;
Deriving a dangerous wind speed for each wind direction using the calculated vehicle air force coefficient for each of the review sections, and calculating a minimum value among the derived wind speeds for each wind direction to derive as a limited wind speed; And
In the review section, it is determined whether or not the limit wind speed is generated based on the transmitted wind speed and wind direction measured in real time at predetermined time intervals, and if it is determined that the measured wind speed is higher than the limit wind speed, the vehicle to drive the lane And issuing a countermeasure command to lower the speed limit of the vehicle.
제5항에 있어서,
주풍향 선정 단계에서는,
각각의 풍향으로 불어온 바람을 풍속의 정도에 따라 사전 설정된 복수개의 계급에 따라 분류하고,
각각의 계급에 해당하는 바람이 불어온 경우의 수를 장기 풍속풍향 데이터로부터 추출하여,
풍향별 풍속계급 빈도를 도출하고,
도출된 풍향별 풍속계급 빈도를 이용하여 바람장미를 작성하여, 바람장미로부터 주풍향을 선정하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 방법.
The method of claim 5,
In the main wind direction selection stage,
The wind blowing in each wind direction is classified according to a plurality of pre-set ranks according to the degree of wind speed,
The number of cases where the wind corresponding to each class is blown is extracted from the long-term wind speed data,
Deriving the frequency of wind speed class by wind direction,
A method of securing driving safety of a vehicle on a bridge in a strong wind, characterized in that a wind rose is created using the derived wind speed class frequency for each wind direction, and the main wind direction is selected from the wind rose.
제5항 또는 제6항에 있어서,
검토구간 선정 단계에서는,
분할된 각각의 구간에 대하여, 사전에 정해져 있는 차량주행 방향과 주풍향 사이의 각도를 연산하고,
산출된 각도값이 사전 설정된 각도 범위 내에 존재하는 경우에 해당 구간을 검토구간으로 선정하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 방법.
The method of claim 5 or 6,
In the selection phase of the review section,
For each divided section, an angle between a predetermined vehicle driving direction and a main wind direction is calculated,
A method for securing driving safety of a vehicle on a bridge during a strong wind, characterized in that the selected section is selected as a review section when the calculated angle value is within a preset angle range.
제5항 또는 제6항에 있어서,
제한풍속 도출 단계에서는, 각각의 풍향에 대하여,
사전에 설정된 차량의 속도 및 산출되어 있는 차량 공기력 계수를 이용하여, 검토구간을 주행하는 차량에 대하여 풍속을 변화시켜가면서 차량 바퀴의 반력과 차량의 변위 산출하는 단계;
산출된 차량 바퀴의 반력 및 차량의 변위 각각을 사전에 설정해놓은 위험판단기준에 따른 반력 및 변위와 대비하여 위험상황 해당여부를 판단하는 단계; 및
위험상황으로 판단되면, 그 때의 풍속을 타겟 교량의 검토구간을 설정된 속도로 해당 차선을 주행하는 해당 차량에 특정 방향의 바람이 불 때의 위험풍속 후보로 분류하고, 분류된 위험풍속 후보 중에서 가장 작은 값을 해당 차선을 주행하는 해당 차량에 특정 방향의 바람이 불 때의 위험풍속으로 간주하는 단계를 반복 수행함으로써 위험풍속을 도출하여 풍향별 위험풍속으로 제시하는 것을 특징으로 하는 강풍시 교량상 차량의 주행안전성 확보 방법.
The method of claim 5 or 6,
In the step of deriving the wind speed, for each wind direction,
Calculating the reaction force of the vehicle wheel and the displacement of the vehicle while changing the wind speed with respect to the vehicle driving the review section, using the preset vehicle speed and the calculated vehicle air force coefficient;
Judging whether the calculated reaction forces and displacements of the vehicle wheels correspond to the risk situations in preparation for the reaction forces and displacements according to the predetermined risk determination criteria; And
If it is judged to be a dangerous situation, the wind speed at that time is classified as a dangerous wind speed candidate when the wind in a specific direction is blown to the corresponding vehicle driving the lane at the set speed, and the review section of the target bridge is classified as the most dangerous wind speed candidate. A vehicle on a bridge during a strong wind characterized by deriving a dangerous wind speed and presenting it as a dangerous wind speed for each wind direction by repeating the step of counting a small value as a dangerous wind speed when the wind in a specific direction blows to the corresponding vehicle driving the corresponding lane. How to secure driving safety.
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