KR102285403B1 - Traffic of vehicle control method based on adaptive reversible lanes and control apparatus - Google Patents

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KR102285403B1 KR1020190135101A KR20190135101A KR102285403B1 KR 102285403 B1 KR102285403 B1 KR 102285403B1 KR 1020190135101 A KR1020190135101 A KR 1020190135101A KR 20190135101 A KR20190135101 A KR 20190135101A KR 102285403 B1 KR102285403 B1 KR 102285403B1
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Abstract

적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법은 제어장치가 주변 교차로들 중 진입 교차로에서 현재 교차로로 진입하는 진입 도로에 대한 차량 혼잡도를 모니터링하는 단계, 상기 제어장치가 상기 혼잡도가 기준값 이상인 경우, 확장될 상기 진입 도로의 차선의 개수와 상기 주변 교차로들 중 진출 교차로로 향하는 진출 차선의 개수의 차이를 비교하는 단계, 상기 제어장치가 상기 진입 도로에 대응하는 반대 도로의 차선 개수를 기준으로 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인지 확인하는 단계, 상기 제어장치가 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인 경우, 상기 반대 도로 중 상기 진입 도로에 직접 인접한 한 개의 차선인 타깃 차선에 차량이 위치하지 않도록 제어하는 단계 및 상기 제어장치가 상기 타깃 차선이 편입되어 증가된 진입 도로의 차선 별 진행 방향을 재설정하는 단계를 포함한다. 상기 현재 교차로는 상기 진입 교차로 방향을 제외하고, 복수의 주변 교차로들과 직접 연결되고, 상기 진출 교차로는 상기 복수의 주변 교차로 중 상기 진입 교차로에서 상기 현재 교차로로 진입하는 차량들이 가장 많이 진출하는 교차로이다.The traffic volume control method using an adaptive variable lane comprises the steps of: monitoring, by a control device, a vehicle congestion level for an entrance road entering a current intersection from an entrance intersection among surrounding intersections; Comparing the difference between the number of lanes of the entry road and the number of exit lanes toward the exit intersection among the surrounding intersections, the control device is the vehicle on the opposite road based on the number of lanes on the opposite road corresponding to the entry road Checking whether the congestion level is less than a reference value, when the control device controls the vehicle not to be located in a target lane that is one lane directly adjacent to the entry road among the opposite roads when the vehicle congestion level on the opposite road is less than the reference value; and resetting, by the control device, a travel direction for each lane of the increased entry road by incorporating the target lane. The current intersection is directly connected to a plurality of neighboring intersections except in the direction of the entrance intersection, and the exit intersection is an intersection through which vehicles entering the current intersection from the entrance intersection most exit among the plurality of neighboring intersections. .

Description

적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법 및 제어장치{TRAFFIC OF VEHICLE CONTROL METHOD BASED ON ADAPTIVE REVERSIBLE LANES AND CONTROL APPARATUS}TRAFFIC OF VEHICLE CONTROL METHOD BASED ON ADAPTIVE REVERSIBLE LANES AND CONTROL APPARATUS

이하 설명하는 기술은 도로 시스템에서 가변 차선을 이용하여 도로 활용성을 극대화함으로써 교통량을 제어하는 기법에 관한 것이다.The technology to be described below relates to a method for controlling traffic volume by maximizing road utility using variable lanes in a road system.

도심에 밀집하는 자동차는 교통 체증, 사고 발생, 에너지 소모 및 환경 문제를 유발한다. 따라서 차량 트래픽(traffic)을 제어하는 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. VTM(vehicular traffic management)은 트래픽 처리량을 높이기 위한 연구 분야이다. 예컨대, ITS(intelligent transportation system)는 카메라의 영상 및 센싱 데이터를 이용하여 도로 상태를 모니터링하고, 개별 차량에 일정한 정보를 전달하는 시스템이다.Cars densely populated in the city center cause traffic jams, accidents, energy consumption and environmental problems. Therefore, research on a technology for controlling vehicle traffic is in progress. Vehicular traffic management (VTM) is a research field for increasing traffic throughput. For example, an intelligent transportation system (ITS) is a system that monitors a road condition using an image and sensing data of a camera and delivers certain information to individual vehicles.

한국공개특허 제10-2019-0049092호Korean Patent Publication No. 10-2019-0049092

도로 시스템 중 가변 차로를 포함하는 시스템이 있다. 가변 차로를 포함하는 도로 시스템에 대한 효과적인 제어 방법이 필요하다. 이하 설명하는 기술은 가변 차로를 이용하여 실시간으로 측정된 교통량 및 도로상황을 고려하여 적응적으로 교통량 처리를 최대화하는 기법을 제공하고자 한다.Among road systems, there is a system including a variable lane. There is a need for an effective control method for a road system including a variable lane. The technology to be described below is intended to provide a technique for adaptively maximizing traffic volume processing in consideration of traffic volume and road conditions measured in real time using variable lanes.

적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법은 제어장치가 주변 교차로들 중 진입 교차로에서 현재 교차로로 진입하는 진입 도로에 대한 차량 혼잡도를 모니터링하는 단계, 상기 제어장치가 상기 혼잡도가 기준값 이상인 경우, 확장될 상기 진입 도로의 차선의 개수와 상기 주변 교차로들 중 진출 교차로로 향하는 진출 차선의 개수의 차이를 비교하는 단계, 상기 제어장치가 상기 진입 도로에 대응하는 반대 도로의 차선 개수를 기준으로 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인지 확인하는 단계, 상기 제어장치가 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인 경우, 상기 반대 도로 중 상기 진입 도로에 직접 인접한 한 개의 차선인 타깃 차선에 차량이 위치하지 않도록 제어하는 단계 및 상기 제어장치가 상기 타깃 차선이 편입되어 증가된 진입 도로의 차선 별 진행 방향을 재설정하는 단계를 포함한다. 상기 현재 교차로는 상기 진입 교차로 방향을 제외하고, 복수의 주변 교차로들과 직접 연결되고, 상기 진출 교차로는 상기 복수의 주변 교차로 중 상기 진입 교차로에서 상기 현재 교차로로 진입하는 차량들이 가장 많이 진출하는 교차로이다.The traffic volume control method using an adaptive variable lane comprises the steps of: monitoring, by a control device, a vehicle congestion level for an entrance road entering a current intersection from an entrance intersection among surrounding intersections; Comparing the difference between the number of lanes of the entry road and the number of exit lanes toward the exit intersection among the surrounding intersections, the control device is the vehicle on the opposite road based on the number of lanes on the opposite road corresponding to the entry road Checking whether the congestion level is less than a reference value, when the control device controls the vehicle not to be located in a target lane that is one lane directly adjacent to the entry road among the opposite roads when the vehicle congestion level on the opposite road is less than the reference value; and resetting, by the control device, a travel direction for each lane of the increased entry road by incorporating the target lane. The current intersection is directly connected to a plurality of neighboring intersections except in the direction of the entrance intersection, and the exit intersection is an intersection through which vehicles entering the current intersection from the entrance intersection most exit among the plurality of neighboring intersections. .

이하 설명하는 기술은 주변 교차로 도로의 실시간 교통 상황까지 고려한 차량의 흐름을 기준으로 가변 차로를 제어하여, 전체 도로 시스템의 효율을 고려한 효과적인 차로 제어 방법이다.The technology to be described below is an effective lane control method in consideration of the efficiency of the entire road system by controlling the variable lane based on the flow of vehicles in consideration of the real-time traffic condition of the surrounding intersection road.

도 1은 교차로 신호 제어 시스템에 대한 예이다.
도 2는 가변 차로를 포함한 사거리 교차로에 대한 예이다.
도 3(A)는 도로 시스템에서 가변 차로를 제어하는 다중 제어장치의 예를 도시하며, 도 3(B)는 가변 차로 제어가 적용된 예이다.
도 4는 가변 차선 제어 과정에 대한 다이어그램에 대한 예이다.
도 5는 도로 시스템에서 가변 차선을 변경하는 과정에 대한 순서도의 예이다.
도 6은 제어장치에 대한 예이다.
1 is an example of an intersection signal control system.
2 is an example of an intersection including a variable lane.
3(A) shows an example of a multi-control device for controlling a variable lane in a road system, and FIG. 3(B) is an example to which the variable lane control is applied.
4 is an example of a diagram for a variable lane control process.
5 is an example of a flowchart for a process of changing a variable lane in a road system.
6 is an example of a control device.

이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The technology to be described below may have various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the technology described below to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the technology described below.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components are not limited by the above terms, and only for the purpose of distinguishing one component from other components. used only as For example, a first component may be named as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component without departing from the scope of the technology to be described below. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In terms of the terms used herein, the singular expression should be understood to include a plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" refer to the described feature, number, step, operation, and element. , parts or combinations thereof are to be understood, but not to exclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, step operation components, parts or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Prior to a detailed description of the drawings, it is intended to clarify that the classification of the constituent parts in the present specification is merely a division according to the main function that each constituent unit is responsible for. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function. In addition, each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main function it is responsible for. Of course, it may be carried out by being dedicated to it.

또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, in performing the method or the method of operation, each process constituting the method may occur differently from the specified order unless a specific order is clearly described in context. That is, each process may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

이하 설명하는 기술은 차량이 이동하는 도로 시스템에서 차량의 트래픽을 최대화한다. 이하 설명하는 기술은 적응적으로 가변 차선을 제어하여 도로 활용성을 극대화함으로써 트래픽을 극대화하고자 한다.The technique described below maximizes vehicle traffic in the road system on which the vehicle travels. The technology described below seeks to maximize traffic by adaptively controlling variable lanes to maximize road utility.

도로 시스템은 도로, 교차로 및 신호 제어 시스템이 주요한 구성에 해당하다. 신호 제어 시스템은 차량의 흐름을 제어하는 구성으로 신호등 및 제어장치를 포함한다.The road system includes roads, intersections, and signal control systems as major components. The signal control system includes a traffic light and a control device as a configuration for controlling the flow of a vehicle.

도 1은 교차로 신호 제어 시스템(100)에 대한 예이다. 도 1은 신호등을 도시하지 않았고, 신호 제어를 위한 정보 수집 경로 및 제어장치를 도시하였다. 제어장치는 도로의 교통량을 제어하는 장치이고, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 제어장치는 시스템(100)에서 수집된 정보를 이용하여 특정 교차로의 신호를 제어한다. 1 is an example of an intersection signal control system 100 . FIG. 1 does not show a traffic light, but shows an information collection path and a control device for signal control. The control device is a device for controlling the amount of traffic on the road, and may be implemented in various forms. The control device controls the signal of a specific intersection by using the information collected in the system 100 .

신호 제어 시스템(100)은 제어장치(120A, 120B), RSU(150A, 150B) 및 중앙제어장치(180)를 포함한다. 도 1은 제어장치가 교차로에 배치되는 신호 제어기(120A, 120B)인 경우를 도시하였다. RSU(150A, 150B)는 차량(110A, 110B, 110C)과 통신하는 도로변 AP에 해당한다. 또한 RSU(150A, 150B)는 제어장치(120A, 120B)와도 통신할 수 있다. RSU(150A, 150B)와 차량(110A, 110B, 110C)은 다양한 차량 무선 통신을 기법으로 정보를 주고받을 수 있다. RSU(150A, 150B)와 제어장치(120A, 120B)는 유선 또는 무선 통신으로 정보를 주고받을 수 있다. RSU(150A, 150B)는 제어 센터(180)와 유선 또는 이동통신과 같은 무선 통신으로 정보를 주고 받을 수 있다. 이하 설명에서 신호 제어 시스템(100)에서 사용하는 통신 기법을 특정한 통신 기법으로 제한하지 않는다. The signal control system 100 includes control units 120A and 120B, RSUs 150A and 150B, and a central control unit 180 . 1 shows a case in which the control device is the signal controllers 120A and 120B disposed at the intersection. The RSUs 150A and 150B correspond to roadside APs that communicate with the vehicles 110A, 110B, and 110C. The RSUs 150A and 150B may also communicate with the controllers 120A and 120B. The RSUs 150A, 150B and the vehicles 110A, 110B, and 110C may exchange information using various vehicle wireless communication techniques. The RSUs 150A and 150B and the control devices 120A and 120B may exchange information through wired or wireless communication. The RSUs 150A and 150B may exchange information with the control center 180 through wired or wireless communication such as mobile communication. In the following description, the communication technique used in the signal control system 100 is not limited to a specific communication technique.

차량(110A)은 위치, 목적지, 이동 방향, 이동 속도 등과 같은 주행 정보를 RSU(150A)에 전달한다(V2I 통신). 나아가 차량(110A)은 카메라 등으로 획득한 주변 정보, 교통 상황 등을 RSU(150A)에 전달할 수도 있다. 차량(110B)은 차량(110C)에 주행 정보, 교통 상황 등을 전달할 수 있다(V2V 통신). 차량(110C)은 자신의 정보와 차량(110B)가 전달한 정보를 RSU(150A)에 전달할 수 있다. 제어장치(120A)는 RSU(150A, 150B)를 통해 교차로에 위치하는 차량에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제어장치(120A)는 교차로의 특정 도로에 위치하는 차량의 수, 차량의 속도, 각 차량의 진입 경로, 각 차량의 진출 경로 등과 같은 정보를 획득할 수 있다. 도 1에서 제어장치(120A)가 RSU를 통해 정보를 전달받는 것으로 도시하였지만, 경우에 따라 제어장치(120A)가 직접 차량으로부터 또는 중앙제어장치(180)로부터 정보를 수신할 수도 있다.The vehicle 110A transmits driving information such as a location, a destination, a moving direction, a moving speed, etc. to the RSU 150A (V2I communication). Furthermore, the vehicle 110A may transmit surrounding information, traffic conditions, etc. acquired with a camera or the like to the RSU 150A. The vehicle 110B may transmit driving information, traffic conditions, and the like to the vehicle 110C (V2V communication). The vehicle 110C may transmit its own information and the information transmitted by the vehicle 110B to the RSU 150A. The controller 120A may acquire information about a vehicle located at the intersection through the RSUs 150A and 150B. The controller 120A may acquire information such as the number of vehicles located on a specific road of the intersection, the speed of the vehicle, the entry route of each vehicle, and the exit route of each vehicle. Although the control device 120A is illustrated as receiving information through the RSU in FIG. 1 , in some cases, the control device 120A may receive information directly from the vehicle or from the central control device 180 .

나아가 제어장치(120A)는 주변 교차로에 위치하는 다른 제어장치(120B)로부터 정보를 전달받을 수도 있다. 제어장치(120A)는 주변 교차로에서 제어장치(120A)가 담당하는 교차로로 진입하는 차량에 대한 정보(차량의 수, 차량의 속도, 해당 차량의 목적 경로 등)를 획득할 수 있다. Furthermore, the control device 120A may receive information from another control device 120B located at a nearby intersection. The control device 120A may acquire information (the number of vehicles, the speed of the vehicle, the target route of the corresponding vehicle, etc.) on vehicles entering the intersection in charge of the control device 120A from the surrounding intersection.

한편 제어장치(120A)는 제어 센터(180)로부터 제어 센터(180)가 수집한 정보를 수신할 수도 있다. 제어 센터(180)는 도로 교통망 전체의 차량 정보, 주변 교차로의 교통 상황 등과 같은 정보를 제어장치(120A)에 전달할 수 있다. 이하 설명에서 제어장치(120A)는 다양한 경로 중 적어도 어느 하나를 통해 주변 교차로의 교통 상황 및 자신이 담당한 교차로의 교통 상황에 대한 정보를 획득할 수 있다고 가정한다. 이를 통해 제어장치(120A)는 도로의 혼잡도, 특정 도로상의 차량의 수, 차량의 대기 시간 등을 파악할 수 있다. 또한 제어장치(120A)는 교차로 교통신호를 제어하는 장치이므로, 해당 교차로의 교통신호에 대한 정보(교통 신호의 순서 및 특정 신호의 길이 등)및 차량의 진행방향 (좌회전/직진/우회전)도 사전에 알고 있다고 전제한다. Meanwhile, the control device 120A may receive information collected by the control center 180 from the control center 180 . The control center 180 may transmit information such as vehicle information of the entire road traffic network and traffic conditions of surrounding intersections to the control device 120A. In the following description, it is assumed that the control device 120A can acquire information on the traffic conditions of the surrounding intersection and the traffic condition of the intersection in charge through at least one of various routes. Through this, the control device 120A may determine the congestion level of the road, the number of vehicles on a specific road, the waiting time of the vehicles, and the like. In addition, since the control device 120A is a device that controls the traffic signal at the intersection, information on the traffic signal at the intersection (the order of the traffic signal and the length of a specific signal, etc.) and the moving direction of the vehicle (turn left / go straight / turn right) are also provided in advance. assumes that you know

나아가, 제어장치는 V2V, V2I 및/또는 I2I 통신 등을 통해 주변교차로의 교통 상황을 수집한다고 가정한다. 제어장치는 현재 자신이 관리하는 교차로의 교통상황뿐만 아니라, 주변 교차로의 교통 상황도 전달받을 수 있다.Furthermore, it is assumed that the control device collects the traffic conditions of the surrounding intersection through V2V, V2I and/or I2I communication. The control device may receive not only the traffic condition of the intersection currently managed by it, but also the traffic condition of the surrounding intersection.

한편, 도로 시스템에서 주행하는 차량은 자율주행차량일 수도 있다. 이 경우 제어장치 및 중앙제어장치는 차량의 이동을 제어하기 위한 명령을 각 차량에 전송할 수 있다.Meanwhile, the vehicle running in the road system may be an autonomous vehicle. In this case, the controller and the central controller may transmit a command for controlling the movement of the vehicle to each vehicle.

이하 교통 신호를 제어하는 제어장치는 교차로마다 하나라고 가정한다. 따라서, 도로 시스템 전체에서 복수의 제어장치가 교통 신호의 제어를 수행한다고 가정한다.Hereinafter, it is assumed that there is one control device for each intersection. Accordingly, it is assumed that a plurality of control devices control traffic signals in the entire road system.

이하 설명하는 기술은 가변 차선을 갖는 도로 시스템을 전제한다. 가변 차선은 제1 방향 또는 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 차량 이동방향 변경이 가능한 차선을 의미한다. 가변 차선의 방향은 신호등으로 설정할 수 있다. The technology described below assumes a road system with variable lanes. The variable lane means a lane in which a vehicle movement direction can be changed in the first direction or in a second direction opposite to the first direction. The direction of the variable lane can be set with a traffic light.

이하 제어장치가 가변차선의 진행방향을 제어한다고 설명한다. 제어장치는 인접한 교차로의 실시간 도로 상황을 고려하여, 트래픽 처리량을 늘리고, 현재 교차로의 대기 시간을 줄이기 위한 가변차로 제어 및 신호 제어를 목표로 한다.Hereinafter, it will be described that the control device controls the traveling direction of the variable lane. The control device aims at variable lane control and signal control to increase traffic throughput and reduce waiting time at the current intersection in consideration of the real-time road conditions of adjacent intersections.

가변 차선 제어를 위한 기준이 되는 도로 정보 내지 도로 상태에 대한 용어를 먼저 설명한다.A term for road information or road condition that is a reference for variable lane control will be described first.

도로 시스템을 분석하기 위하여 그래프 자료구조를 사용한다. G = (V, E)에서 V는 교차로이고, E는 교차로를 연결하는 도로에 해당한다. 도로 시스템에서 차량의 이동 흐름을 분석하기 위한 네트워크 구조를 도로 네트워크(road network)라고 명명한다.Graph data structures are used to analyze road systems. In G = (V, E), V is an intersection, and E is a road connecting the intersection. A network structure for analyzing the movement flow of a vehicle in a road system is called a road network.

도 2는 가변 차로를 포함한 사거리 교차로에 대한 예이다. 도 2는 사거리 교차로 ix에서의 차량 흐름을 도시한다. 제어장치는 교차로 ix의 신호 및 ix를 향해 진입하는 방향(inbound)의 도로의 가변 차로를 제어한다. 교차로 ix는 주변에 다른 교차로가 존재한다. 주변 교차로는 교차로 ic의 트래픽 흐름에 영향을 주는 교차로이다. 도 2에서 사거리 교차로 ix의 주변 교차로는 도로로 직접 연결된 4개의 교차로이다. 4개의 주변 교차로는 ix N, ix S, ix W, ix E이다. 4개의 주변 교차로는 도 2에서 교차로 ix를 기준으로 각각 북쪽(N), 남쪽(S), 서쪽(W), 동쪽(E)에 위치한 교차로이다. 도 2와는 다른 형태의 교차로도 존재할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 2와 같은 사거리 교차로를 기준으로 설명한다.2 is an example of an intersection including a variable lane. 2 shows a vehicle flow at a crossroad junction i x . The controller controls the signal of the intersection i x and the variable lane of the road inbound toward i x . Intersection i x has other intersections around it. Surrounding intersections are intersections that affect the traffic flow of intersection i c . In FIG. 2 , the surrounding intersections of the crossroad intersection i x are four intersections directly connected to the road. The four peripheral intersections are i x N , i x S , i x W , and i x E . The four surrounding intersections are intersections located in the north (N), south (S), west (W), and east (E), respectively, based on the intersection i x in FIG. 2 . An intersection of a form different from that of FIG. 2 may also exist. For convenience of explanation, the crossroads as shown in FIG. 2 will be described as the basis.

제어장치는 특정한 타깃 교차로에서 가변 차선을 제어하여 트래픽을 최대화한다. 따라서, 하나의 타깃 교차로 ix를 중심으로 설명한다.The controller controls the variable lane at a specific target intersection to maximize traffic. Therefore, one target intersection i x will be mainly described.

G = (V, E)에서, V는 교차로들을 포함한다. 예컨대, V = {ix, ix N, ix S, ix W, ix E}이다. E는 교차로 ix와 주변 교차로를 연결하는 도로 세그먼트들로 구성된다. 도로 세그먼트를 S라고 표기한다. 차량의 이동 방향은 특정 교차로를 기준으로 보면, 교차로로 진입하는 방향(inbound)과 교차로를 진출하는 방향(outbound)로 구분할 수도 있다. 따라서, E는 두 개의 그룹으로 구분할 수 있다. 하나는 진입 도로 세그먼트 S(ix d,ix)이다. d ∈ {N,S,W,E}이다. 다른 하나는 진출 도로 세그먼트 S(ix,ix u)이다. u ∈ {N,S,W,E}이다. At G = (V, E), V includes intersections. For example, V = {i x , i x N , i x S , i x W , i x E }. E consists of road segments connecting intersection i x and surrounding intersections. The road segment is denoted S. The moving direction of the vehicle may be divided into a direction entering the intersection (inbound) and a direction leaving the intersection (outbound) when viewed with respect to a specific intersection. Therefore, E can be divided into two groups. One is the entry road segment S(i x d ,i x ). d ∈ {N,S,W,E}. The other is the exit road segment S(i x ,i x u ). u ∈ {N,S,W,E}.

도로 세그먼트의 트래픽을 D라고 표기한다. 진입 도로 세그먼트에 대한 트래픽은 D (S(ix d,ix))이다. 진출 도로 세그먼트에 대한 트래픽은 D (S(ix,ix u))이다. 제어장치 입장에서 트래픽은 일정한 요구(demand)라고 볼 수 있다.The traffic on the road segment is denoted by D. The traffic for the entry road segment is D (S(i x d ,i x )). The traffic for the exit road segment is D (S(i x ,i x u )). From the point of view of the controller, traffic can be viewed as a constant demand.

지역 차량 흐름(local flow)은 주변 교차로 ix d에서 다른 주변 교차로 ix u로 이동하는 흐름이라고 정의한다. 지역 차량 흐름을 F라고 표기한다. Fdu = (ix d,ix u,ndu)라고 정의할 수 있다. d≠u ∈{N,S,W,E}이다. ndu는 트래픽 양을 나타낸다. 0≤ ndu ≤ min(|D (S(ix d,ix))|, |D (S(ix,ix u))|)이다. A local flow is defined as a flow from a surrounding intersection i x d to another surrounding intersection i x u. The local vehicle flow is denoted by F. It can be defined as F du = (i x d ,i x u ,n du ). d≠u ∈{N,S,W,E}. n du represents the amount of traffic. 0≤ n du ≤ min(|D (S(i x d ,i x ))|, |D (S(i x ,i x u ))|).

도로 네트워크에서 몇 가지 제한사항에 대하여 설명한다. Fdu는 다음 세 가지 제한사항을 만족한다고 가정한다.Some limitations in road networks are described. It is assumed that F du satisfies the following three restrictions.

① 가용 조건(capacity constraints)① Capacity constraints

도로 네트워크 G에서 지역 차량 흐름 Fdu의 합산값은 도로 세그먼트 S(ix d,ix)의 최대 수용량을 초과하지 못한다. 도로 세그먼트의 최대 수용량은 도로의 길이 및 차선의 개수에 따라 결정된다. 도로 길이는 Len(S(ix d,ix))이라고 표기한다. 차선 개수는 NLt(S(ix d,ix))이라고 표기한다.The sum of the local vehicle flows F du in the road network G does not exceed the maximum capacity of the road segment S(i x d ,i x ). The maximum capacity of a road segment is determined by the length of the road and the number of lanes. The road length is denoted by Len(S(i x d ,i x )). The number of lanes is denoted by NL t (S(i x d ,i x )).

② 흐름 유지 조건(flow conservation)② Flow conservation conditions

교차로 ix로 진입하는 흐름의 양 Fdu ∈ S(ix d,ix)과 교차로 ix에서 진출하는 흐름의 양 Fdu ∈ S(ix,ix u)은 동일해야 한다. Du ∈ S amount F (d x i, x i) and the amount F du ∈ S (i x, i x u) of the flow entering at the intersection of the i x flow entering the intersection i x should be the same.

③ 요구 만족 조건③ Conditions to satisfy requirements

ix d에서 ix u로의 차량 흐름 Fdu를 기준으로 ix d에서 ix로 진입하는 Fdu와 ix에서 ix u로 진입하는 Fdu 는 동일하다. i x d in F du entering from i x d, based on the vehicle to the flow F du i x u to the F du i x i x u from entering the i x is the same.

이와 같은 제한 사항은 만족한다고 가정하면, 제어장치의 최적화 목적은 아래의 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.Assuming that these restrictions are satisfied, the optimization objective of the control device can be defined as in Equation 1 below.

Figure 112019110372086-pat00001
Figure 112019110372086-pat00001

수학식 1은 다음의 제한 조건을 만족해야 한다. 제한 조건 ①, ② 및 ③은 각각 전술한 3가지 제한 조건에 해당한다.Equation 1 must satisfy the following constraint. Restriction conditions ①, ② and ③ correspond to the above three restriction conditions, respectively.

Figure 112019110372086-pat00002
Figure 112019110372086-pat00002

0≤ ndu ≤ min(|D (S(ix d,ix))|, |D (S(ix,ix u))|)이다. 상기 제한조건 ①은 도로 가용양을 의미하고, 도로 5미터에 차량 1대가 배치될 수 있다고 가정한 것이다.

Figure 112019110372086-pat00003
는 상수이다.
Figure 112019110372086-pat00004
는 도로
Figure 112019110372086-pat00005
의 반대 도로를 의미한다.0≤ n du ≤ min(|D (S(i x d ,i x ))|, |D (S(i x ,i x u ))|). The above-mentioned restriction condition ① means the available amount of road, and it is assumed that one vehicle can be arranged 5 meters from the road.
Figure 112019110372086-pat00003
is a constant.
Figure 112019110372086-pat00004
the road
Figure 112019110372086-pat00005
means the opposite road of

제어장치는 주변 교차로로 진출하는 도로 및 진입 도로의 역방향 도로의 가용량을 탐색하고, 진입 도로의 차선 개수를 조절(확장)하여 교차로 ix로 유입되는 전체 차량의 트래픽 양을 최대화하고자 한다. 제어장치는 가변 차선을 이용한 진입 도로의 확장을 제어한다. 한편, 역방향 도로가 진입 도로인 교차로의 제어장치가 역방향 도로의 확장을 제어한다.The control device searches for the available capacity of the road leading out to the surrounding intersection and the road in the reverse direction of the entry road, and adjusts (expands) the number of lanes on the entry road to maximize the amount of traffic of all vehicles flowing into the intersection i x . The control device controls the extension of the access road using the variable lane. On the other hand, the control device of the intersection where the reverse road is the entry road controls the extension of the reverse road.

도 3(A)는 도로 시스템에서 가변 차로를 제어하는 다중 제어장치의 예를 도시하며, 도 3(B)는 가변 차로 제어가 적용된 예이다. 도 3(A)는 다중 제어장치의 기능 및 차량과 이웃 제어장치와의 연관성을 보여주는 예이다. 하나의 제어장치는 하나의 교차로에서 신호를 제어한다. 복수의 제어장치가 협력하여 도로 시스템에서 가변 차선을 제어할 수 있다. 도 3(A)에서 LIM(local intersection manager)은 개별 교차로를 제어하는 제어장치를 의미한다. 제어장치는 차량과의 통신(Vehicle-to LIM, V2I) 및 제어장치 간 통신(LIM-to-LIM, I2I)를 통해 가변 차로 제어에 필요한 정보를 수집할 수 있다.3(A) shows an example of a multi-control device for controlling a variable lane in a road system, and FIG. 3(B) is an example to which the variable lane control is applied. 3(A) is an example showing the function of the multiple control device and the relationship between the vehicle and the neighboring control device. One controller controls the signal at one intersection. A plurality of controllers may cooperate to control the variable lanes in the road system. In FIG. 3A , a local intersection manager (LIM) refers to a control device that controls individual intersections. The control device may collect information necessary for variable lane control through communication with the vehicle (Vehicle-to LIM, V2I) and communication between the control devices (LIM-to-LIM, I2I).

각 제어장치는 3가지 작업(task)을 수행한다. 3가지 작업은 (i) 도로 사용량 모니터(road utilization monitor, RUM), (ii) 역차로 및 진출차로 상태 판단(contraflow lane assessor, CLA) 및 (iii) 실시간 진행 방항에 따른 차선 수 할당(dynamic lane assignment, DLA)이다. 제어장치는 상기 작업들을 수행하는 개별 모듈(소프트웨어 컴포넌트)을 이용할 수도 있다. 이하, RUM, CLA 및 DLA는 제어장치가 수행하는 작업 또는 해당 작업을 수행하는 컴포넌트로 설명한다. 간략하게 각 모듈의 기능을 설명한다.Each control unit performs three tasks. The three tasks are: (i) road utilization monitor (RUM), (ii) contraflow lane assessor (CLA), and (iii) dynamic lane assignment based on real-time direction. assignment, DLA). The control device may use individual modules (software components) that perform the above tasks. Hereinafter, RUM, CLA, and DLA will be described as an operation performed by the control device or a component performing the corresponding operation. Briefly describe the function of each module.

RUM은 교차로 ix로 진입되는 도로의 트래픽 상황을 모니터링한다. 예컨대, 교차로 ix의 RUM은 주변 교차로 ix d의 RUM과 협력하여 진입 도로 세그먼트 S(ix d,ix)의 혼잡도를 검출한다. 도로 세그먼트에 대한 혼잡도가 기준값 이상이면, 혼잡하다고 판단할 수 있다.The RUM monitors the traffic condition of the road entering the intersection i x . For example, RUM intersection of i x is in cooperation with the peripheral intersection i x d RUM detects the congestion of the access road segment S (x i d, i x). If the degree of congestion for the road segment is equal to or greater than the reference value, it may be determined that the road segment is congested.

해당 진입 도로 세그먼트가 혼잡하다면, CLA는 역방향 도로의 진행 방향을 교차로 진입 방향으로 변경할 수 있는지 여부와 결과적으로 확장된 도로 용량에 따라 증가하는 진출 도로의 가용량을 체크한다. 즉, CLA는 현재 ix에서 진출하는 방향으로 설정된 도로 세그먼트

Figure 112019110372086-pat00006
에 대한 진행 방향 변경 가능성을 체크한다. CLA는 ix d의 제어장치에 ix에서 ix d 방향으로 진출하는 진출 방향 도로 상황을 문의하고, 가변 차선을 변경해도 해당 진출 방향 도로 상황에 지장을 주지 않는 경우(또는 진출 방향 도로의 혼잡도가 기준값 이내인 경우), 가변 차선 변경이 가능하다고 판단한다. 더불어 가변 차선 변경 후, 즉 도로
Figure 112019110372086-pat00007
의 용량이 늘어난 이후 도로
Figure 112019110372086-pat00008
에서 진출이 늘어나는 트래픽이 도착하는 이웃 교차로를 ix u _ HF 라고 할때, 해당 이웃 교차로의 현재 가용량이 늘어나는 트래픽을 수용할 만큼 충분한지 ix u _ HF 에게 문의한다. 결과적으로 ix d 에서 ix 를 거쳐 ix u _ HF 로 이동하는 트래픽을 수용하기 위해 도로
Figure 112019110372086-pat00009
의 한 개 차선이 확장되고, 대신 역방향도로
Figure 112019110372086-pat00010
의 한 개 차선이 감소하게 된다. 이 경우, DLA는 도로 세그먼트
Figure 112019110372086-pat00011
Figure 112019110372086-pat00012
에서 직진/좌회전/우회전 차량 수를 고려하여 트래픽 흐름을 최대화할 수 있도록 차선별 진행방향을 재할당 한다. DLA는
Figure 112019110372086-pat00013
의 진행 방향 변경으로
Figure 112019110372086-pat00014
이 확장되는 경우 교차로의 트래픽 처리량이 감소하지 않는지 확인할 수 있다.If the corresponding entry road segment is congested, the CLA checks whether the direction of travel of the reverse road can be changed to the entry direction of the intersection, and consequently the availability of the exit road increases with the expanded road capacity. That is, the CLA is the road segment currently set in the outgoing direction from i x .
Figure 112019110372086-pat00006
Check the possibility of changing the direction of progress. CLA is from x i in the control unit of the i x d i x d Inquire about the road condition in the outbound direction, and if changing the variable lane does not interfere with the road condition in the outgoing direction (or if the congestion level of the outgoing road is within the standard value), it is determined that a variable lane change is possible . In addition, after a variable lane change, i.e. on the road
Figure 112019110372086-pat00007
After the capacity of the road increased
Figure 112019110372086-pat00008
Let i x u _ HF be the neighboring intersection where the traffic from which outgoing traffic increases, i x u _ HF is asked whether the current available capacity of the neighboring intersection is sufficient to accommodate the increasing traffic. As a result, from i x d to i x road to accommodate traffic going to i x u _ HF via
Figure 112019110372086-pat00009
one lane of the road is extended, and instead of a reverse road
Figure 112019110372086-pat00010
is reduced by one lane. In this case, the DLA is the road segment
Figure 112019110372086-pat00011
Wow
Figure 112019110372086-pat00012
In consideration of the number of vehicles going straight/left/right, the traffic direction is reassigned for each lane to maximize the traffic flow. DLA
Figure 112019110372086-pat00013
by changing the direction of
Figure 112019110372086-pat00014
It can be verified that the traffic throughput of the intersection does not decrease when this is expanded.

도 3(A)는 제어장치가 각 교차로마다 배치된다고 도시하였다. 다만, 도로 시스템 전체 또는 일부 영역에 대한 제어를 담당하는 제어장치 내지 중앙제어장치가 복수의 교차로에 대한 제어를 할 수도 있다.3(A) shows that the control device is disposed at each intersection. However, a control device or a central control device in charge of controlling the whole or part of the road system may control a plurality of intersections.

도 3(B)는 가변 차로에 대한 예이다. 제어장치는 도 3(B)와 같은 도로를 전제로 한다. 도 3(B)는 교차로 ix d 및 교차로 ix 사이의 차로들을 도시한다. 차로들 중 가변차로는 a, b, c 및 d이다. 현재 a, b 및 c는 ix d 방향으로 진행하고 있고, d는 ix방향으로 진행하고 있다. 제어장치는 도로 상황에 따라 가변차로를 제어하여 두 개의 교차로 사이의 흐름을 최대화할 수 있다.3(B) is an example of a variable lane. The control device assumes a road as shown in FIG. 3(B). 3(B) is an intersection i x d and lanes between intersection i x . Among the lanes, the variable lanes are a, b, c, and d. Currently a, b and c are i x d direction, and d is traveling in the i x direction. The control device may maximize the flow between two intersections by controlling the variable lane according to road conditions.

이하, 구체적으로 제어장치가 가변 차량 제어를 위한 판단 기준 및 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 도로 정보를 정의하는 파라미터에 대하여 설명한다. 파라미터는 크게 이동 흐름 내지 혼잡도를 정의하는 파라미터와 도로 차선 설정을 위한 파라미터로 구분할 수 있다.Hereinafter, determination criteria and operations for the control device to control the variable vehicle will be described in detail. First, parameters for defining road information will be described. The parameters can be largely divided into parameters defining a movement flow or congestion level and parameters for setting a road lane.

교차로 ix N에서부터 교차로 ix를 거처 직진으로 교차로 ix S로 이동하는 흐름을 F(ix N,ix S) 또는 간단하게 FSN이라고 표기한다.The flow from the intersection i x N to the intersection i x S going straight through the intersection i x is denoted as F(i x N ,i x S ) or simply F SN .

진입 도로 세그먼트 S(ix d,ix)에서 차량 흐름 Fdu와 관련된 파라미터는 아래 표 1과 같다. 아래 파라미터들은 RUM이 주기 CYCt가 끝나는 시점에 업데이트한다. CYCt는 교차로에서의 교통 신호 주기 또는 별도의 주기일 수 있다.The parameters related to the vehicle flow F du in the approach road segment S(i x d ,i x ) are shown in Table 1 below. The following parameters are updated at the end of the RUM cycle CYC t. CYC t may be a traffic signal cycle at an intersection or a separate cycle.

THt(Fdu)TH t (F du ) 차량 흐름 Fdu에서 차량의 수Number of vehicles in vehicle flow F du NDVt(Fdu)NDV t (F du ) 차량 흐름 Fdu에서 교차로 ix에서 진행하지 못하고 대기하는 차량의 수. 즉 NDVt(Fba)는 CYCt -1에 교차로를 지나가지 못하여 CYCt에 교차로 진입을 대기하는 차량의 수Number of vehicles waiting to proceed at intersection i x in vehicle flow F du . That is, NDV t (F ba ) is the number of vehicles waiting to enter the intersection at CYC t because they cannot pass the intersection at CYC t -1. Delayt(Fdu)Delay t (F du ) 차량 흐름 Fdu에서 CYCt에 S(ix d,ix)를 이동하는 차량들의 평균 이동 시간Average travel time of vehicles moving S(i x d ,i x ) from vehicle flow F du to CYC t NAVt(Fdu)NAV t (F du ) 차량 흐름 Fdu에서 연속적인 CYCt - 1와 CYCt 주기 사이에 S(ix d,ix)에 추가된 차량 수Continuous CYC t - 1 and CYC t in the vehicle flow F du Number of vehicles added to S(i x d ,i x ) between cycles NEVt(Fdu)NEV t (F du ) 차량 흐름 Fdu에서 다음 주기 CYCt + 1에서 S(ix d,ix)에 유입될 것으로 예상되는 차량 수The number of vehicles expected to flow into S(i x d ,i x ) in the next cycle CYC t + 1 in the vehicle flow F du

THt(Fdu), NDVt(Fdu), Delayt(Fdu) 및 NAVt(Fdu)는 제어장치와 차량 간의 통신(V2I)을 통해 획득할 수 있다. NEVt(Fdu)는 교차로의 제어장치 사이의 통신(I2I)을 통해 획득할 수 있다.TH t (F du ), NDV t (F du ), Delay t (F du ) and NAV t (F du ) can be obtained through communication between the control unit and the vehicle (V2I). NEV t (F du ) can be obtained through communication (I2I) between controllers at the intersection.

상기와 같은 정보를 이용하여 RUM은 CYCt에서 S(ix d,ix)의 트래픽 상태를 분석할 수 있다. 트래픽 상태에 대한 파라미터는 아래의 표 2와 같다.Using the above information, the RUM may analyze the traffic state of S(i x d ,i x ) in CYC t. The parameters for the traffic state are shown in Table 2 below.

FRt(Fdu)FR t (F du ) 교통흐름 Fdu에 대하여 시간 t에 예상되는 S(ix d,ix)의 도로 점유율. Road occupancy of S(i x d ,i x ) expected at time t for the traffic flow F du . CLt(Fdu)CL t (F du ) CYCt에서 교차로 ix를 지나는 다른 교통 흐름에 대한 교통흐름 Fdu의 상대적인 트래픽 혼잡도Relative traffic congestion of traffic flow F du relative to other traffic flows passing through intersection i x at CYC t HFt/LFt HF t /LF t CYCt에 S(ix d,ix)에서 가장 많은 흐름과 가장 적은 흐름의 비율Ratio of the largest and smallest flows in S(i x d ,i x ) at CYC t

FRt(Fdu)는 아래 수학식 2와 같이 차량 흐름의 양 대비 도로 가용량의 비율로 표현할 수 있다.FR t (F du ) may be expressed as a ratio of the available road capacity to the amount of vehicle flow as shown in Equation 2 below.

Figure 112019110372086-pat00015
Figure 112019110372086-pat00015

FreeTimeDelay는 교통 흐름에 장애가 없는 도로에서의 주행 시간을 의미한다. CPt(S(ix d,ix))는 CYCt에서 도로 용량과 같다. FRt(Fdu)는 동적으로 변동하는 도로의 용량에 대하여 Delayt(Fdu)를 고려한 실시간 트래픽 요구를 반영한다.FreeTimeDelay refers to the driving time on a road where there is no obstruction to the flow of traffic. CP t (S(i x d ,i x )) is equal to the road capacity at CYC t. FR t (F du ) reflects the real-time traffic demand considering Delay t (F du ) for the dynamically changing road capacity.

CLt(Fdu)는 아래 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.CL t (F du ) can be expressed as in Equation 3 below.

Figure 112019110372086-pat00016
Figure 112019110372086-pat00016

CLt(Fdu)는 FRt(Fdu) 및 예상되는 요구인 NEVt(Fdu)에 비례한다. CLt(Fdu)는 이전 주기 THt-1(Fdu)에 반비례한다.CL t (F du ) is proportional to FR t (F du ) and the expected demand, NEV t (F du ). CL t (F du ) is inversely proportional to the previous period TH t-1 (F du ).

HFt와 LFt는 각각 아래의 수학식 4와 수학식 5로 표현할 수 있다.HF t and LF t can be expressed by Equations 4 and 5 below, respectively.

Figure 112019110372086-pat00017
Figure 112019110372086-pat00017

Figure 112019110372086-pat00018
Figure 112019110372086-pat00018

도로 차선 설정 파라미터는 아래 표 3과 같다.The road lane setting parameters are shown in Table 3 below.

Len(S(ix d,ix))Len(S(i x d ,i x )) S(ix d,ix)의 길이. The length of S(i x d ,i x ). LCP(S(ix d,ix))LCP(S(i x d ,i x )) 도로 차선의 용량. 차선에 물리적으로 위치할 수 있는 차량 수.capacity of road lanes. The number of vehicles that can be physically located in a lane. NLT(S(ix d,ix))NL T (S(i x d ,i x )) CYCt에 S(ix d,ix)를 구성하는 차선의 개수Number of lanes constituting S(i x d ,i x ) in CYC t CPT(S(ix d,ix))CP T (S(i x d ,i x )) CYCt에 S(ix d,ix)의 용량. LCP(S(ix d,ix))×NLT(S(ix d,ix))임.Capacity of S(i x d ,i x ) in CYC t . LCP(S(i x d ,i x ))×NL T (S(i x d ,i x )). LNj LN j S(ix d,ix)에서 j번째 차선lane j in S(i x d ,i x ) TurnT(S(ix d,ix),LNj)Turn T (S(i x d ,i x ),LN j ) S(ix d,ix)의 LNj 차선에서 허용되는 진행방향의 종류Types of permitted travel directions in the LN j lane of S(i x d ,i x ) DemandT(S(ix d,ix))Demand T (S(i x d ,i x )) CYCt동안 S(ix d,ix)에 진입하는 차량의 양Amount of vehicles entering S(i x d ,i x ) during CYC t resLnT(S(ix d,ix))resLn T (S(i x d ,i x )) CYCt에 트래픽 요구량을 고려한 S(ix d,ix)의 가용한 잔여 차선Available remaining lanes of S(i x d ,i x ) considering the traffic demand in CYC t

Len(S(ix d,ix))와 LCP(S(ix d,ix))는 상수이다.Len(S(i x d ,i x )) and LCP(S(i x d ,i x )) are constants.

TurnT(S(ix d,ix),LNj)과 관련하여, 교차로에서 진행방향은 다양할 수 있다. 기본적으로 진입방향 기준으로 직진(GS, go-straight), 우회전(GR, go-right) 및 좌회전(GL, go-left)가 가능하다고 가정한다. 가능한 진행방향은 차선의 개수에 따라 달라진다.With respect to Turn T (S(i x d ,i x ),LN j ), the direction of travel at the intersection may vary. Basically, it is assumed that going straight (GS, go-straight), right turn (GR, go-right) and left turn (GL, go-left) are possible based on the entry direction. The possible direction of travel depends on the number of lanes.

DemandT(S(ix d,ix))는 NDVt(Fdu)+NAVt(Fdu)이다.Demand T (S(i x d ,i x )) is NDV t (F du )+NAV t (F du ).

resLnT(S(ix d,ix))는 S(ix d,ix)에서 이용할 수 있는 차선의 개수를 나타내고, 이는

Figure 112019110372086-pat00019
의 확장에 사용될 수 있는 차선을 의미하기도 한다. resLnT(S(ix d,ix))는 아래 수학식 6으로 표현될 수 있다.resLn T (S(i x d ,i x )) represents the number of lanes available in S(i x d ,i x ), which is
Figure 112019110372086-pat00019
It also means a lane that can be used for the expansion of resLn T (S(i x d ,i x )) may be expressed by Equation 6 below.

Figure 112019110372086-pat00020
Figure 112019110372086-pat00020

이제, 제어장치가 전술한 파라미터들을 이용한 가변 차선 제어를 설명한다. 제어장치는 기본적으로 차량 트래픽 처리량을 최대화하고, 차량의 평균 이동 시간을 줄이는 것을 목적으로 한다. Now, the variable lane control using the above-mentioned parameters by the control device will be described. The control unit is primarily aimed at maximizing vehicle traffic throughput and reducing the average travel time of the vehicle.

RUM, CLA 및 DLA는 각 S(ix d,ix)에 대하여 동작한다. d={N,S,W,E}이다. 즉, 제어장치는 교차로에서 진입 도로 세그먼트들에 대하여 각각 가변 차선 제어를 할 수 있다. 다만, 가변 차선 제어를 위한 기준은 동일하므로, 하나의 진입 도로 세그먼트를 기준으로 설명한다.RUM, CLA and DLA operate for each S(i x d ,i x ). d={N,S,W,E}. That is, the controller may perform variable lane control for each of the approach road segments at the intersection. However, since the standard for variable lane control is the same, one entry road segment will be described as the basis.

RUM 동작RUM action

RUM은 다음과 같은 기능을 수행한다.RUM performs the following functions.

(1) 실시간 도로 흐름 모니터링(1) Real-time road flow monitoring

RUM은 S(ix d,ix), d={N,S,W,E}에서 각 차량 흐름 Fdu의 변화를 추정한다. RUM은 차량 트래픽 량과 이동 지연을 기준으로 차량 흐름을 모니티링할 수 있다.RUM estimates the change of each vehicle flow F du at S(i x d ,i x ), d={N,S,W,E}. RUM may monitor vehicle flow based on vehicle traffic volume and movement delay.

ix와 ix d에 있는 두 개의 RUM은 실시간으로 트래픽 정보를 교환할 수 있다. 먼저, RUM은 차량 흐름과 관련된 파라미터를 업데이트하여 S(ix d,ix)의 상태를 추적한다. 차량 흐름과 관련된 파라미터는 NDVt(Fdu), Delayt(Fdu), THt(Fdu), NAVt(Fdu) 및 NEVt(Fdu)이다. RUM은 CYCt가 종료하는 시점에 교차로 기준으로 진입하는 모든 진입 흐름에 대하여 전술한 파라미터를 확인한다(V2I 통신).Two RUMs in i x and i x d can exchange traffic information in real time. First, the RUM tracks the state of S(i x d ,i x ) by updating the parameters related to the vehicle flow. The parameters related to vehicle flow are NDV t (F du ), Delay t (F du ), TH t (F du ), NAV t (F du ) and NEV t (F du ). The RUM checks the above-mentioned parameters with respect to all ingress flows entering the intersection based on the time point at which CYC t ends (V2I communication).

ix의 RUM은 시간 흐름에 따라 업데이트된 차량 흐름의 정보를 ix d의 RUM과 교환한다(I2I 통신). 정보를 교환한 후 RUM은 CYCt +1에 나타날 차량 흐름을 예측한다. 즉, RUM은 진입 흐름에 따라 예상되는 차량의 양에 기초하여 NEVt(Fdu)를 추정한다. 4개의 주변 교차로를 갖는 경우, 특정 교차로는 하나의 차량 흐름을 기준으로 3개의 진입 흐름을 고려해야 한다. RUM of i x are the exchange of the RUM and the information of the updated vehicle flow over time i x d (I2I communication). After exchanging information, RUM predicts the vehicle flow that will appear at CYC t +1. That is, the RUM estimates NEV t (F du ) based on the expected amount of vehicle according to the ingress flow. If you have 4 surrounding intersections, a particular intersection should consider 3 entry flows based on one vehicle flow.

RUM은 다음 주기 CYCt +1에 S(ix d,ix)로 진입하는 차량의 수를 예측한다. 예컨대, RUM은 교차로 ix에서 차량의 이동 방향을 기준으로 서쪽(W)으로 진출하는 3개의 흐름들 {FNW,FEW,FSW}의 합 및 CYCt +1에 ix E에서 ix로 진입하는 3개의 차량 흐름 즉, {FEW,FEN,FES|S(ix E,ix)}을 고려하여 NEVt(FEW)을 예측할 수 있다. CLA는 업데이트되는 NEVt(Fdu)를 이용한다.RUM predicts the number of vehicles entering S(i x d ,i x ) in the next cycle CYC t +1. For example, RUM is the sum of three flows {F NW ,F EW ,F SW } going west (W) based on the moving direction of the vehicle at the intersection i x and CYC t +1 at i x E at i x NEV t (F EW ) can be predicted by considering three vehicle flows entering into , that is, {F EW ,F EN ,F ES |S(i x E ,i x )}. The CLA uses the updated NEV t (F du ).

(2) 혼잡도 및 도로 사용의 불균형 결정(2) Determination of congestion and imbalance of road use

RUM은 점유율(occupancy ratio), 이동 지연(travel delay) 및 차량의 수라는 파라미터를 고려하여 도로 S(ix d,ix)에서 혼잡도를 검출한다. 상기 3개의 파라미터는 각각 FRt(S(ix d,ix)), Delayt(S(ix d,ix)), THt(S(ix d,ix))로 표현할 수 있고, 아래 수학식 7 내지 수학식 9와 같이 정의할 수 있다.The RUM detects the congestion level on the road S(i x d ,i x ) in consideration of parameters such as occupancy ratio, travel delay, and the number of vehicles. The above three parameters can be expressed as FR t (S(i x d ,i x )), Delay t (S(i x d ,i x )), TH t (S(i x d ,i x )), respectively. and can be defined as in Equations 7 to 9 below.

Figure 112019110372086-pat00021
Figure 112019110372086-pat00021

FRt(S(ix d,ix))는 S(ix d,ix)에 머무는 차량의 양을 나타낸다.FR t (S(i x d ,i x )) represents the amount of vehicle staying in S(i x d ,i x ).

Figure 112019110372086-pat00022
Figure 112019110372086-pat00022

Delayt(S(ix d,ix))는 S(ix d,ix)를 지나는데 소요되는 시간을 나타낸다.Delay t (S(i x d ,i x )) represents the time required to pass S(i x d ,i x ).

Figure 112019110372086-pat00023
Figure 112019110372086-pat00023

THt(S(ix d,ix))는 S(ix d,ix)를 통해 ix를 통과한 실제 차량의 수를 나타낸다.TH t (S(i x d ,i x )) represents the number of actual vehicles passing through i x through S(i x d ,i x ).

RUM은 FRt(S(ix d,ix)), Delayt(S(ix d,ix)), THt(S(ix d,ix))를 기준으로 연속된 두 개의 주기 동안 S(ix d,ix)의 혼잡도를 결정한다. 특히 RUM은 FRt()가 사전에 설정한 기준값 PCG보다 크고, THt()가 감소하고, Delayt()가 증가하는 경우 S(ix d,ix)의 상태를 비혼잡(free)에서 혼잡으로 변경한다. 수식으로 표현하면, RUM은 아래 수학식 10의 조건을 만족하는 경우, S(ix d,ix)의 상태를 혼잡으로 결정한다.RUM is a series of two consecutive values based on FR t (S(i x d ,i x )), Delay t (S(i x d ,i x )), TH t (S(i x d ,i x )). Determine the congestion level of S(i x d ,i x ) during the period. In particular, in RUM, when FR t () is greater than the preset reference value P CG , TH t () decreases, and Delay t () increases, the state of S(i x d ,i x ) is free ) to congested. Expressed as an equation, the RUM determines the state of S(i x d ,i x ) as congestion when the condition of Equation 10 below is satisfied.

Figure 112019110372086-pat00024
Figure 112019110372086-pat00024

RUM이 도로 S(ix d,ix)가 혼잡하다라고 판단하면, CLA에 가변 차선을 변경하여 트래픽 처리량을 높일 수 있는지 점검을 요청한다. If the RUM determines that the road S(i x d ,i x ) is congested, it requests the CLA to check whether the traffic throughput can be increased by changing the variable lane.

CLACLA 동작 movement

CLA는 RUM이 S(ix d,ix)를 혼잡하다고 판단하는 경우, 동작을 시작한다. CLA는 반대 차선

Figure 112019110372086-pat00025
의 가변 차선 방향을 변경하여 혼잡도를 완화할 수 있는지 점검한다. CLA는 인접한 두 개의 교차로의 제어장치와 협력하여 관련된 정보를 확인한다. 예를 들어 S(ix d,ix)에 혼잡을 일으키는 흐름이 Fdu _ HF 인 경우, CLA가 협력하게 되는 두 개의 교차로는 ix d 및 ix u _HF이다. ix u _HF는 S(ix d,ix) 상에서 가장 많은 차량이 향하는 교차로를 의미한다. The CLA starts an operation when the RUM determines that S(i x d ,i x ) is congested. CLA is the opposite lane
Figure 112019110372086-pat00025
Check whether congestion can be alleviated by changing the variable lane direction of The CLA works with the controls of two adjacent intersections to verify the relevant information. For example, if the flow causing congestion in S(i x d ,i x ) is F du _ HF , the two intersections at which the CLA will cooperate are i x d and i x u _HF . i x u _HF means the intersection to which the most vehicles are headed on S(i x d ,i x ).

도 4는 가변 차선 제어 과정에 대한 다이어그램에 대한 예이다. 도 4는 주로 CLA의 동작에 해당한다. 도 4는 도로 상황을 나타내는 7개의 상태(state)를 도시한다. 도 4에서 상태는 원으로 표시하였다.4 is an example of a diagram for a variable lane control process. 4 mainly corresponds to the operation of the CLA. 4 shows seven states representing road conditions. In FIG. 4, the state is indicated by a circle.

도로는 최초 비혼잡 상태(FREE)에서 시작한다고 가정한다. 비혼잡 상태는 차량 이동에 지연이 없는 상태이다. 혼잡 상태(CONGESTED)는 S(ix d,ix) 상의 차량 증가로 혼잡해진 상태를 의미한다. 전술한 바와 같이 RUM이 S(ix d,ix)의 혼잡 상태를 판단할 수 있다. 혼잡 상태는 혼잡 통지 상태(EXT_NOTI) 또는 차선 확인 상태(RED_REQ)로 변경될 수 있다. 혼잡 통지 상태 내지 차선 확인 상태는 교차로 ix d 및 ix u _HF에 있는 CLA들이 정보를 교환하여 관찰되는

Figure 112019110372086-pat00026
및 S(ix,ix u _HF) 상의 혼잡도에 따라 상태가 변경된다.It is assumed that the road starts from the initial free state (FREE). The non-congested state is a state in which there is no delay in vehicle movement. The congested state means a state congested due to an increase in vehicles on S(i x d ,i x ). As described above, the RUM may determine the congestion state of S(i x d ,i x ). The congestion state may be changed to a congestion notification state (EXT_NOTI) or a lane confirmation state (RED_REQ). Congestion notification status or lane check status is at intersection i x d and CLAs in i x u _HF exchange information
Figure 112019110372086-pat00026
and the state is changed according to the degree of congestion on S(i x ,i x u _HF ).

차선변경 대기 상태(RED_READY)는 반대 도로 세그먼트

Figure 112019110372086-pat00027
의 혼잡도가 낮아 차선 변경이 가능한 경우 교차로 ix의 제어장치의 결정을 기다리는 상태이다.Lane change waiting state (RED_READY) is on the opposite road segment
Figure 112019110372086-pat00027
If a lane change is possible due to low congestion at the intersection, it is waiting for the decision of the control device at the intersection i x.

차선 처리 상태(BEING_RED)는 제어 장치가 차선 변경을 결정하는 경우, 진행방향이 변경될 수 있는 차선을 비우고, 해당 차선을 주행하는 차량에게 통지를 하는 상태를 의미한다. 차선 설정 상태(BEING_EXT)는 DLA를 통해 가변 차선을 포함한 차선의 진행 방향을 재설정하는 상태를 의미한다. The lane processing state BEING_RED refers to a state in which, when the control device determines a lane change, a lane in which a traveling direction can be changed is emptied and a vehicle driving in the corresponding lane is notified. The lane setting state (BEING_EXT) refers to a state in which the traveling direction of the lane including the variable lane is reset through the DLA.

이하 각 상태에서의 동작을 설명한다. 이하, 각 상태에서 다양한 메시지가 발생되고 전달된다. 제어장치 사이 또는 제어장치 내부의 컴포넌트(RUM, CLA, DLA)가 메시지를 생성한다. 메시지는 제어장치들 사이 또는 제어장치 내부의 컴포넌트(RUM, CLA, DLA) 사이에서 교환될 수 있다. Hereinafter, the operation in each state will be described. Hereinafter, various messages are generated and transmitted in each state. Messages are generated by components (RUM, CLA, DLA) between or within the control unit. Messages can be exchanged between controllers or between components inside the controller (RUM, CLA, DLA).

(1) 비혼잡 상태(FREE)(1) non-congested state (FREE)

비혼잡 상태에서 두 가지의 메시지가 발생할 수 있다. 메시지 MSG(EXT_noti)는 진입 트래픽이 증가할 수 있다는 메시지이다. CLA는 MSG(EXT_noti)를 수신하면, 메시지를 전달한 교차로로부터의 차선 개수가 하향 차선의 개수보다 큰지 확인한다. NLdown은 ix d에서 ix로 향하는 차량의 증가를 가져오는 ix d의 하향 차선의 개수이다. 예컨대, CLA는 NLt(S(ix d,ix))≥ NLdown+1인 경우, 해당 차로에 여유가 있다고 보고, MSG(EXT_noti)를 송신한 CLA에 MSG(EXT_ok)를 전달한다. NLdown+1는 적어도 차선이 하나 증가할 수 있는 기준값에 해당한다. MSG(EXT_ok)는 S(ix d,ix)의 차선에 여유가 있다는 정보에 해당한다.In the non-congested state, two messages can occur. The message MSG (EXT_noti) is a message indicating that ingress traffic may increase. When the CLA receives the MSG (EXT_noti), it checks whether the number of lanes from the intersection that delivered the message is greater than the number of downlinks. NL is the number of down-down lane of the i x d to obtain an increase in the vehicle toward the i x i x in d. For example, when NL t (S(i x d ,i x )) ≥ NL down +1, the CLA sees that there is room in the corresponding lane and delivers MSG (EXT_ok) to the CLA that has transmitted MSG (EXT_noti). NL down +1 corresponds to a reference value to which at least one lane can be increased. MSG(EXT_ok) corresponds to information that there is room in the lane of S(i x d ,i x ).

메시지 MSG(RED_req)는 반대 차선 방향의 변경을 요청 또는 변경 가능성 점검을 요청하는 메시지이다. CLA는 NL(S(ix d,ix)) > 1인 경우에만 긍정적인 응답인 MEG(RED_ok)을 MSG(RED_req)을 송신한 CLA에 전달한다. 즉, CLA는 차선 변경 대상이 될 수 있는 차로의 개수가 2이상이며 하나의 차선이 줄어도 혼잡도가 발생하지 않을 경우에만, MEG(RED_ok) 메시지를 송신한다.The message MSG (RED_req) is a message that requests a change in the opposite lane direction or a change possibility check. The CLA transmits the positive response MEG(RED_ok) to the CLA that sent the MSG(RED_req) only when NL(S(i x d ,i x )) > 1. That is, the CLA transmits the MEG (RED_ok) message only when the number of lanes that can be a lane change target is 2 or more and congestion does not occur even if one lane is reduced.

(2) 혼잡 상태(CONGESTED)(2) Congested

혼잡 상태에서, CLA는 두 가지 조건을 확인하여 혼잡한 도로에 차선 추가가 가능한지 판단한다. 두 가지 조건은 다음과 같다. 첫 번째는 S(ix, ix u _HF)가 S(ix d,ix)로부터 전달되는 추가적인 트래픽을 감당할 수 있는지 이다. CLA는 진입 차량이 늘어나는 경우 차량의 진행 방향에 있는 주변 교차로에서 감당할 수 있는지를 사전에 확인한다. 두 번째는

Figure 112019110372086-pat00028
의 차선이 감소해도 혼잡이 발생하지 않는지 이다. CLA는 S(ix d,ix)의 반대 방향 차로의 차선이 감소해도 해당 방향의 트래픽 처리에 지장을 주지 않는지 확인한다.In a congested state, the CLA determines whether it is possible to add a lane to the congested road by checking two conditions. The two conditions are: The first is whether S(i x , i x u _HF ) can handle the additional traffic from S(i x d ,i x ). The CLA checks in advance whether the number of vehicles entering the vehicle can be accommodated at the surrounding intersections in the direction of travel. second is
Figure 112019110372086-pat00028
It is whether congestion does not occur even if the lanes of CLA checks whether traffic processing in that direction is not affected even if the lane in the opposite direction of S(i x d ,i x ) decreases.

첫 번째 조건은 ix u _HF에 있는 CLA를 통해 확인한다. 두 번째 조건은 ix d에 있는 CLA를 통해 확인한다. ix에 있는 CLA는 MSG(EXT_noti)를 ix u _HF의 CLA에 전달한다. ix u_HF의 CLA로부터 MSG(EXT_ok)를 수신하면, ix에 있는 CLA는 MSG(RED_req)를 ix d에 있는 CLA에 전달한다.The first condition is checked through the CLA in i x u _HF. The second condition is checked through the CLA in i x d . CLA at the x i passes the MSG (EXT_noti) to CLA of i x u _HF. If from the i x u_HF CLA receiving MSG (EXT_ok), and CLA in the x i passes the MSG (RED_req) to CLA in the i x d.

(3) 혼잡 통지 상태(EXT_NOTI)(3) Congestion notification state (EXT_NOTI)

ix에 있는 CLA는 S(ix d,ix)의 HFt를 ix u _HF의 CLA에 전달하여 S(ix d,ix)의 혼잡 상태를 전달한다. ix에 있는 CLA는 ix d로부터 ix u _HF의 방향으로 차량 증가 또는 차선 증가 상황을 ix u _HF가 감당할 수 있는지 확인한다. ix u _HF의 CLA는 ix에 있는 CLA로부터 MSG(EXT-noti)를 수신한다. ix u _HF의 CLA는 도로 S(ix,ix u _HF)의 차선의 개수가 S(ix d,ix)로부터 S(ix,ix u _HF)로 향하는 차선 개수(증가된 차선 개수)보다 크거나 같은 경우에만 MSG(EXT_ok)로 응답한다. 반대로 ix u _HF의 CLA는 차로 여유가 없거나 혼잡한 경우, MSC(EXT_nok)로 응답한다.CLA at the x i by passing HF t of the S (x i d, i x) to the CLA of i x u _HF passes the congestion state of the S (x i d, i x). CLA in i x should make sure that i x u _HF direction of the vehicle is increased or lanes increased from a situation i x u _HF i x d can afford. The CLA at i x u _HF receives the MSG (EXT-noti) from the CLA at i x . i x u _HF of CLA road S, the number of lanes of the (i x, i x u _HF) S A (i x d, i x) from S (i x, i x u _HF) lane number (increase toward the It responds with MSG (EXT_ok) only if it is greater than or equal to the number of lanes). Conversely, the CLA of i x u _HF responds with MSC (EXT_nok) when there is not enough space or congestion.

(4) 차선 확인 상태(RED_REQ)(4) Lane Check Status (RED_REQ)

S(ix d,ix)가 혼잡 상태이고, ix u _HF의 CLA로부터 MSG(EXT_ok)를 수신한 경우, 혼잡 통지 상태는 차선 확인 상태로 발전된다. CLA는 MSG(RED_req)를 ix d의 CLA에 송신하여

Figure 112019110372086-pat00029
의 가용 상태에 대한 정보를 대기한다.And the congested state S (i d x, i x), when receiving the MSG (EXT_ok) from the i x u _HF CLA, the congestion state is notified to the lane power check state. CLA sends MSG(RED_req) to CLA of i x d
Figure 112019110372086-pat00029
Waits for information on the availability status of

(2) 차선변경 대기 상태(RED_READY)(2) Lane change standby state (RED_READY)

ix d의 CLA가 비혼잡 상태에서 MSG(RED_req)를 수신하면 차선변경 대기 상태가 된다.

Figure 112019110372086-pat00030
가 가용한 경우, ix d의 CLA는
Figure 112019110372086-pat00031
의 한 차선에 차량이 비워지도록 대기한다. If the CLA of i x d receives MSG (RED_req) in the non-congested state, it enters the lane change standby state.
Figure 112019110372086-pat00030
If is available, the CLA of i x d is
Figure 112019110372086-pat00031
Wait for a vehicle to vacate in one of the lanes.

S(ix d,ix)의 차선 개수가 2이상이고 혼잡하지 않은 경우, ix d의 CLA는 MEG(RED_ok)를 ix로 송신한다. 이 경우 DLA가 S(ix d,ix)에서 한 차선이 줄어들 것을 예상하여 차선당 진행방향을 재설정 한다.If the number of lanes of S(i x d ,i x ) is 2 or more and there is no congestion, the CLA of i x d transmits MEG(RED_ok) to i x . In this case, the DLA resets the travel direction per lane in anticipation that one lane will be reduced at S(i x d ,i x ).

ix d와 ix u _HF의 CLA는 ix의 CLA로부터 MSG(EXT_cfm) 메시지를 대기한다. MSG(EXT_cfm)는 ix의 CLA가 진입 도로 즉, S(ix d,ix)에 추가 차선을 사용할 것을 결정하였다는 통지이다.The CLA of i x d and i x u _HF waits for the MSG (EXT_cfm) message from the CLA of i x. MSG (EXT_cfm) is notified of the CLA i x has access road that is, determined to use the additional lane on the S (x i d, i x).

(6) 차선 처리 상태(BEING_RED)(6) Lane processing status (BEING_RED)

ix d가 ix의 CLA로부터 MSG(EXT_cfm)를 수신하면, ix d의 CLA는 자신이 관리하는

Figure 112019110372086-pat00032
에 대하여 차선 처리 상태로 설정한다. ix d의 제어장치 또는 CLA는
Figure 112019110372086-pat00033
에 대한 차선 비움(flushing) 동작을 한다. 차선 비움 동작은 진입 차량에 대한 통제 및 주행하는 차량에 대해서는 차로 변경 또는 대기 과정을 포함한다. 이를 위하여 ix d의 제어장치 또는 CLA는 필요한 정보를 해당 차량들에 송신할 수 있다. 해당 차로에 대한 차선 비움이 완료되면, ix d의 CLA는 MSG(RED_done) 메시지를 ix의 CLA에 전달한다. MSG(RED_done)는 차선 비움이 완료되었다는 통지이다.When i x d receives MSG(EXT_cfm) from the CLA of i x , the CLA of i x d is
Figure 112019110372086-pat00032
set to the lane processing state for The control unit or CLA of i x d is
Figure 112019110372086-pat00033
Perform a lane flushing action for The lane clearing operation includes a process of controlling the entering vehicle and changing the lane or waiting for the driving vehicle. To this end, the controller or CLA of i x d may transmit necessary information to the corresponding vehicles. When the lane emptying for the corresponding lane is completed, the CLA of i x d delivers a MSG (RED_done) message to the CLA of i x . MSG (RED_done) is a notification that lane vacancy has been completed.

(7) 차선 설정 상태(BEING_EXT)(7) Lane setting status (BEING_EXT)

차선 설정 상태는 S(ix d,ix)의 차선을 추가하는 동작을 수행하는 상태이다. ix d의 CLA 및 ix u _HF의 CLA의 동의(가변 차로 변경이 가능하고, 사전 준비가 완료됨)를 얻어, ix의 CLA가 차선 추가 작업을 진행한다. CLA는 DLA에 차선 추가를 위한 차선별 진행방향 재설정을 지시한다.The lane setting state is a state in which an operation for adding a lane of S(i x d ,i x ) is performed. After obtaining the agreement of the CLA of i x d and the CLA of i x u _HF (variable lane change is possible and preparation is completed in advance), the CLA of i x proceeds to add the lane. The CLA instructs the DLA to reconfigure the traveling direction for each lane to add a lane.

DLADLA 동작 movement

DLA는

Figure 112019110372086-pat00034
의 차선을 제거하고 S(ix d,ix)를 확장하면서, 교차로에서 차량들의 충돌이나 교통흐름 장애를 회피하고자 한다. DLA는 S(ix d,ix)의 차선 설정 상태(BEING_EXT) 및
Figure 112019110372086-pat00035
의 차선변경 대기 상태(RED_READY)를 전제로 동작한다.DLA
Figure 112019110372086-pat00034
By removing the lanes of , and extending S(i x d ,i x ), we want to avoid collisions of vehicles or traffic flow obstructions at intersections. DLA is the lane setting state (BEING_EXT) of S(i x d ,i x ) and
Figure 112019110372086-pat00035
It operates on the premise of the lane change standby state (RED_READY).

DLA는 S(ix d,ix)에서 차선들의 진행방향 TurnT(S(ix d,ix),LNj)을 다시 설정한다. 가변 차선 LN1

Figure 112019110372086-pat00036
에서 제거하여, S(ix d,ix)에 추가한다고 가정한다. DLA는 LN1을 제거하고 추가하면서 발생 가능한 차량 충돌을 방지하고, 차량흐름을 최대화하고자, 신호 체계를 점검한다. LN1 하나의 방향이 변경되어도, DLA는 전체 차선의 진행 방향에 대한 설정을 다시 한다.DLA sets the S (x i d, i x) the traveling direction Turn T (S (i x d , i x), LN j) of the lane in the back. Variable lane LN 1
Figure 112019110372086-pat00036
It is assumed to be removed from and added to S(i x d ,i x ). DLA removes and adds LN 1 and checks the signaling system to avoid possible vehicle collisions and to maximize vehicle flow. Even if the direction of one LN 1 is changed, the DLA resets the setting for the traveling direction of all lanes.

DLA는 진입 방향 기준 GL(좌회전) 차선 및 GR(우회전) 차선이 각각 GS(직진) 차선의 좌측 및 우측에 있도록 조정한다. 좌회전 차선은 좌회전 전용 차선 및 좌회전/직진 동시 차선을 포함한다. 우회전 차선을 우회전 전용 차선 및 우회전/직진 동시 차선을 포함한다.The DLA adjusts so that the GL (turn left) lane and GR (turn right) lane based on the direction of entry are to the left and right of the GS (straight) lane, respectively. The left-turn lane includes a left-turn only lane and a simultaneous left-turn/straight lane. The right-turn lane includes a dedicated right-turn lane and a simultaneous right-turn/straight-line lane.

도 5는 도로 시스템에서 가변 차선을 변경하는 과정(100)에 대한 순서도의 예이다. 특정 교차로(예컨대, ix)를 기준으로 설명한다. 해당 교차로를 관리하는 제어장치가 가변 차선 변경을 제어한다. 제어장치는 해당 교차로에 진입하는 차로를 기준으로 가변 차선을 변경한다. 도 5는 하나의 진입 도로를 기준으로 가변 차선을 변경하는 과정의 예이다. 다만, 제어장치는 해당 교차로로 진입하는 모든 차로에 대한 가변차로 제어를 할 수 있다. 제어장치는 교차로마다 배치되고, 배치된 교차로를 관리한다고 가정한다.5 is an example of a flowchart for a process 100 of changing a variable lane in a road system. It will be described based on a specific intersection (eg, i x ). A control device that manages the corresponding intersection controls the variable lane change. The control device changes the variable lane based on the lane entering the intersection. 5 is an example of a process of changing a variable lane based on one entry road. However, the control device may control the variable lane for all lanes entering the intersection. It is assumed that the control device is arranged at each intersection and manages the arranged intersection.

특정 교차로의 가변 차선 변경을 위하여, 제어장치는 차량 흐름을 기준으로 하향의 주변 교차로(예컨대, ix d)의 제어장치 및 상향의 주변 교차로(예컨대, ix u _HF)의 제어장치와 통신을 하여 정보를 교환하고, 명령을 전달할 수 있다. 차량 흐름은 ix d → ix → ix u _HF이다. ix d에서 ix 로 이동하는 차량들이 모두 ix u _HF로 이동하지는 않을 수 있다. ix u _HF는 ix d에서 ix 로 이동하는 차량들 중 가장 많은 차량들이 이동하는 교차로라고 가정한다. 설명의 편의를 위하여 ix 는 현재 교차로, ix d는 진입 교차로, ix u_HF는 진출 교차로라고 명명한다. 진입 교차로에서 현재 교차로 진행하는 방향의 도로 S(ix d,ix)을 진입 도로라고 명명한다. 또 현재 교차로에서 진출 교차로 진행하는 방향의 도로 S(ix,ix u _HF)을 진출 도로라고 명명한다. 현재 시점에서 트래픽 처리량을 극대화하기 위하여, 진입 도로 S(ix d,ix)의 반대 도로

Figure 112019110372086-pat00037
에서 진입 도로로 편입되는 차선을 증가 차선이라고 명명한다.
Figure 112019110372086-pat00038
는 진입 도로의 반대 도로라고 명명한다. 증가 차선이 추가되어 개수가 늘어난 진입 도로을 증가된 진입 도로이라고 명명한다. 증가된 진입 도로은 가변 차로 변경으로 증가가 예상되는 진입 도로을 포함하는 의미로 사용한다.For the variable lane change of a specific intersection, the control device communicates with the control device of the surrounding intersection (eg, i x d ) downward and the control device of the peripheral intersection (eg, i x u _HF ) upwards based on the vehicle flow. to exchange information and transmit commands. The vehicle flow is i x d → i x → i x u _HF . Not all vehicles moving from i x d to i x may move to i x u _HF . It is assumed that i x u _HF is the intersection where most vehicles move from i x d to i x . For convenience of description, i x denotes a current intersection, i x d denotes an entry intersection, and i x u_HF denotes an exit intersection. The road S(i x d ,i x ) in the direction from the entrance intersection to the current intersection is called the entrance road. In addition, the road S(i x ,i x u _HF ) in the direction from the current intersection to the exit intersection is called an exit road. In order to maximize traffic throughput at the present time, the road opposite to the entry road S(i x d ,i x )
Figure 112019110372086-pat00037
The lane that is incorporated into the access road is called the increase lane.
Figure 112019110372086-pat00038
is called the opposite road to the entry road. An access road whose number is increased by adding an increasing lane is called an increased access road. The increased entry road is used to include an entry road that is expected to increase due to a change in a variable lane.

도 5는 ix의 제어장치가 진입 도로 S(ix d,ix)에 대한 가변 차선 확장을 수행하는 예이다. 5 is an example of i x control device performs the variable extension to the access road lane S (i d x, i x).

제어장치는 진입 도로에 대한 차량 혼잡도를 모니터링한다(110). 제어장치는 진입 도로의 혼잡도가 임계값보다 큰 경우(120의 YES) 가변 차선의 진행방향 변경 가능성을 점검한다. 이때, 가변 차선 변경은 진입 도로의 변경을 의미한다. 진입 도로의 혼잡도가 임계값보다 작은 경우(120의 NO), 제어장치는 계속 진입 도로를 모니터링한다.The control device monitors the vehicle congestion level for the access road (110). When the congestion level of the access road is greater than the threshold value (YES in 120), the control device checks the possibility of changing the traveling direction of the variable lane. In this case, the variable lane change means a change of the access road. When the congestion level of the access road is less than the threshold value (NO in 120), the control device continues to monitor the access road.

제어장치는 진입 도로의 반대 도로에서 진행 방향 변경(즉, 진입 도로로 추가) 가능한 차선이 있는지 확인한다(130). 제어장치는 사전에 가변 차선 중 추가 가능한 차선의 전체 개수를 미리 파악할 수 있다. 가용한 가변 차선이 있는 경우에 진입 도로의 확대 과정으로 들어간다(130의 YES).The control device checks whether there is a lane capable of changing the traveling direction (ie, adding to the entry road) on the road opposite to the entry road (130). The control device may determine in advance the total number of lanes that can be added among the variable lanes. If there is an available variable lane, the process of expanding the access road is entered (YES in 130).

제어장치는 진출 교차로의 상태를 점검하여, 진출 교차로로 유입되는 차량이 증가해도 문제가 없는지 확인한다(140). 제어장치는 진출 교차로의 제어장치로부터 관련된 정보를 확인할 수도 있다. 예컨대, 제어장치는 진출 도로의 개수가 증가된 진입 도로의 개수와 같거나 큰 경우, 진출 도로에 문제가 없다고 판단할 수 있다. 또는 제어장치는 진출 도로의 개수가 현재 진입 도로의 개수보다 하나 이상 큰 경우 문제 없다고 판단할 수도 있다(증가 차선이 한 개인 경우).The control device checks the state of the exit intersection, and checks whether there is a problem even if the number of vehicles flowing into the exit intersection increases ( 140 ). The control device may check the relevant information from the control device of the exit intersection. For example, when the number of exit roads is equal to or greater than the increased number of entry roads, the controller may determine that there is no problem in the exit road. Alternatively, the controller may determine that there is no problem when the number of exit roads is greater than the number of current entry roads by one or more (in the case of one increasing lane).

진출 도로에 문제가 없는 경우, 제어장치는 진입 교차로의 상태를 점검하여, 진입 도로의 반대 도로가 감소하여도 문제가 없는지 확인한다(150). 제어장치는 진입 교차로의 제어장치로부터 관련된 정보를 확인할 수도 있다. 예컨대, 제어장치는 증가 차선이 제거된 진입 도로의 반대 도로의 개수가 기준값 이상인 경우 문제없다고 판단할 수 있다. 여기서, 기준값은 1일 수 있다. 또는 진입 도로의 반대 도로로 진행하는 차량의 수를 고려하여, 제어장치가 기준값을 적응적으로 설정할 수도 있다.If there is no problem in the exit road, the control device checks the state of the entry intersection, and checks whether there is a problem even if the road opposite to the entry road decreases ( 150 ). The control device may check the relevant information from the control device of the approach intersection. For example, the controller may determine that there is no problem when the number of roads opposite to the entry road from which the increasing lane is removed is equal to or greater than the reference value. Here, the reference value may be 1. Alternatively, the control device may adaptively set the reference value in consideration of the number of vehicles traveling on the road opposite to the entry road.

진입 도로의 반대 도로에도 문제가 없는 경우, 제어 장치는 진입 도로의 증가를 위한 동작을 수행한다.If there is no problem in the road opposite to the entry road, the control device performs an operation for increasing the entry road.

제어장치는 진입 도로의 반대 도로 차선을 하나 줄이고, 진입 도로의 차선을 하나 확장하는 과정을 제어한다. 제어 장치는 현재 진입 도로에 바로 인접한 반대 도로의 한 개 차선(증가 차선)을 진입 도로로 편입한다. 제어 장치는 증가 차선의 진행 방향을 변경하기 위하여 증가 차선을 비우는 작업을 한다(160).The control device controls the process of reducing one lane on the opposite road of the entry road and extending one lane of the entry road. The control unit incorporates one lane (increasing lane) of the opposite road immediately adjacent to the current entry road into the entry road. The control device vacates the increasing lane in order to change the traveling direction of the increasing lane ( 160 ).

제어장치는 증가 차선이 비워지면, 확장된 전체 진입 도로에 대하여 차선 별 진행 방향을 재설정한다(170). 제어장치(전술한 DLA 컴포넌트)는 늘어난 증가 차선을 포함하여 전체 진입 도로에 대한 차로 방향을 설정할 수 있다. 이때, 제어장치는 증가된 진입 도로로 인한 차량들의 충돌이나 교통흐름의 장애가 없도록 차로 방향을 설정한다. 제어장치는 차로 방향을 재설정하면서, 진입 도로이 N만큼 증가하게 할 수 있다. 또는 제어장치는 진입 도로이 하나 이상 증가하는 것을 조건으로, 전체 증가된 진입 도로의 차로 방향을 재설정할 수도 있다.When the increasing lane becomes empty, the control device resets the traveling direction for each lane with respect to the entire extended entry road (170). The controller (the DLA component described above) may orient the lane for the entire access road, including the increased increasing lanes. At this time, the control device sets the lane direction so that there is no collision of vehicles or obstruction of traffic flow due to the increased entry road. The controller may cause the entry road to increase by N while re-directing the lane. Alternatively, the controller may reset the lane direction of the entire increased access road on condition that one or more entry roads increase.

한편, 도로 시스템을 중앙에서 통제하는 중앙제어시스템이 도 5의 가변 차선 제어를 수행할 수도 있다. 도 5와 같은 동작은 하나의 교차로에서 수행되지 않고, 도로 시스템 전체의 교차로마다 이와 같은 동작을 수행할 수 있다. Meanwhile, the central control system that centrally controls the road system may perform the variable lane control of FIG. 5 . The operation shown in FIG. 5 is not performed at one intersection, but the operation may be performed at each intersection of the entire road system.

전술한 바와 같이, 제어장치는 진입 도로의 반대 도로 차선을 하나 줄이고, 진입 도로의 차선을 하나 확장한다. 도로 상황에 따라, 진입 도로의 차선이 하나 이상 확대될 수도 있다. 이 경우, 제어장치는 도로를 확장하는 과정을 반복적으로 수행하게 된다.As described above, the control device reduces one lane on the opposite road of the entry road and expands one lane on the entry road. According to road conditions, one or more lanes of the access road may be expanded. In this case, the control device repeatedly performs the process of expanding the road.

도 6은 제어장치(200)에 대한 예이다. 제어장치(200)는 교차로마다 배치되어 개별 교차로를 제어하는 장치이거나, 복수의 교차로를 제어하는 장치일 수 있다. 제어장치(200)는 물리적으로 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 제어장치(200)는 PC와 같은 컴퓨터 장치, 네트워크의 서버, 데이터 전용 칩셋, RSU, AP 등의 형태를 가질 수 있다.6 is an example of the control device 200 . The control device 200 may be a device disposed at each intersection to control individual intersections or a device for controlling a plurality of intersections. The control device 200 may be physically implemented in various forms. For example, the control device 200 may have the form of a computer device such as a PC, a server of a network, a data-only chipset, an RSU, an AP, or the like.

제어장치(200)는 저장장치(210), 메모리(220), 연산장치(230), 인터페이스 장치(240), 통신장치(250) 및 출력장치(260)를 포함할 수 있다.The control device 200 may include a storage device 210 , a memory 220 , an arithmetic device 230 , an interface device 240 , a communication device 250 , and an output device 260 .

저장장치(210)는 진입 교차로에서 현재 교차로로 진입하는 진입 도로에 대한 가변 차선 제어를 위한 프로그램을 저장한다. 저장장치(210)는 차량 또는 인접한 제어장치나 인프라로부터 수신한 정보를 저장할 수 있다. 저장장치(210)는 주변의 제어장치, RSU, 차량 등에 대한 정보(식별자, 통신을 위한 정보 등)를 저장할 수 있다. 저장장치(210)는 진입 도로들에 대한 가변 차로 정보를 저장할 수 있다.The storage device 210 stores a program for variable lane control for an entrance road entering the current intersection from the entrance intersection. The storage device 210 may store information received from a vehicle or an adjacent control device or infrastructure. The storage device 210 may store information (identifiers, information for communication, etc.) about a peripheral control device, RSU, vehicle, and the like. The storage device 210 may store variable lane information for the approach roads.

메모리(220)는 제어장치(200)가 데이터 처리 과정에서 생성되는 데이터 및 정보 등을 저장할 수 있다.The memory 220 may store data and information generated by the control device 200 in a data processing process.

인터페이스 장치(240)는 외부로부터 일정한 명령 및 데이터를 입력받는 장치이다. 인터페이스 장치(240)는 물리적으로 연결된 입력 장치 또는 외부 저장장치로부터 필요한 명령 내지 데이터를 입력받을 수 있다.The interface device 240 is a device that receives predetermined commands and data from the outside. The interface device 240 may receive necessary commands or data from a physically connected input device or an external storage device.

통신장치(250)는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 일정한 정보를 수신하고 전송하는 구성을 의미한다. 통신장치(250)는 차량, 제어장치, 주변 인프라 등으로부터 가변 차선 제어를 위하여 필요한 정보를 수신할 수 있다. 또, 통신장치(250)는 주변 제어장치에 주변 교차로에 대한 정보를 요청하는 명령을 송신할 수 있다.The communication device 250 refers to a configuration that receives and transmits certain information through a wired or wireless network. The communication device 250 may receive information necessary for variable lane control from a vehicle, a control device, and surrounding infrastructure. In addition, the communication device 250 may transmit a command requesting information on the surrounding intersection to the surrounding control device.

출력장치(260)는 일정한 정보를 출력하는 장치이다. 출력장치(260)는 교차로 제어를 위한 정보 내지 교차로 상황을 나타내는 정보를 출력할 수 있다.The output device 260 is a device that outputs certain information. The output device 260 may output information for intersection control or information indicating an intersection situation.

연산장치(230)는 현재 교차로 및 주변 교차로의 교통 상황 정보 및 저장장치(210)에 저장된 프로그램을 이용하여 진입 도로의 가변 차로 제어를 할 수 있다.The computing device 230 may control the variable lane of the entry road by using the traffic condition information of the current intersection and the surrounding intersection and the program stored in the storage device 210 .

연산장치(230)는 진입 도로에 대한 차량 혼잡도가 기준값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.The calculator 230 may determine whether the vehicle congestion level for the approach road is equal to or greater than a reference value.

연산장치(230)는 진입 도로에 대한 차량 혼잡도가 기준값 이상인 경우, 가변 차선의 개수를 고려한 진입 도로로 가용한 차선의 개수와 주변 교차로들 중 진출 교차로로 향하는 진출 도로의 개수의 차이를 비교할 수 있다.When the vehicle congestion on the entry road is equal to or greater than the reference value, the calculator 230 compares the number of lanes available as entry roads taking into account the number of variable lanes and the number of exit roads toward the exit intersection among surrounding intersections. Can be compared.

연산장치(230)는 진출 도로의 개수가 진입 도로의 개수와 가변 차선의 전체 개수를 합산한 개수 이상인 경우, 진출 도로의 교통 상황에 여유가 있다고 판단하여 가변 차로를 변경할 수 있다.When the number of exit roads is equal to or greater than the sum of the number of entry roads and the total number of variable lanes, the calculator 230 may change the variable lane by determining that there is room in the traffic condition of the exit road.

연산장치(230)는 진입 도로의 반대 도로의 차선 개수를 기준으로 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인지 확인할 수 있다. The calculator 230 may determine whether the vehicle congestion level on the opposite road is less than a reference value based on the number of lanes on the opposite road to the entry road.

연산장치(230)는 진입 도로의 반대 도로의 차선의 개수가 2 이상인 경우, 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만이라고 판단할 수 있다. 또는 연산장치(230)는 보다 정교하게 반대 도로의 개수와 반대 도로로 진행할 차량의 량을 기준으로 차량 혼잡도를 평가할 수도 있다.When the number of lanes on the road opposite to the entry road is two or more, the calculator 230 may determine that the vehicle congestion on the opposite road is less than the reference value. Alternatively, the calculator 230 may more precisely evaluate the vehicle congestion level based on the number of opposite roads and the amount of vehicles traveling on the opposite road.

연산장치(230)는 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인 경우, 진입 도로에 직접 인접한 반대 도로의 한 개 차선을 진입 도로로 편입될 타깃 차선으로 결정한다.When the vehicle congestion level of the opposite road is less than the reference value, the calculating unit 230 determines one lane of the opposite road directly adjacent to the entry road as a target lane to be incorporated into the entry road.

연산장치(230)는 타깃 차선이 편입되어 증가된 전체 진입 도로에서 차선 별로 진행 방향을 재설정할 수 있다. 이는 DLA 동작에 해당한다.The calculator 230 may reset the traveling direction for each lane on the total entry road in which the target lane is incorporated and increased. This corresponds to a DLA operation.

연산장치(230)는 데이터를 처리하고, 일정한 연산을 처리하는 프로세서, AP, 프로그램이 임베디드된 칩과 같은 장치일 수 있다.The computing device 230 may be a device such as a processor, an AP, or a program embedded chip that processes data and processes a predetermined operation.

또한, 상술한 바와 같은 가변 차로 제어 방법 내지 제어 장치 동작은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.In addition, the variable difference control method or operation of the control device as described above may be implemented as a program (or application) including an executable algorithm that can be executed in a computer. The program may be provided by being stored in a non-transitory computer readable medium.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.The non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently, rather than a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, etc., and can be read by a device. Specifically, the above-described various applications or programs may be provided by being stored in a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.

본 실시례 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시례는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.This embodiment and the drawings attached to this specification merely clearly show a part of the technical idea included in the above-described technology, and within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the above-described technology, those skilled in the art can easily It will be apparent that all inferred modified examples and specific embodiments are included in the scope of the above-described technology.

Claims (12)

제어장치가 주변 교차로들 중 진입 교차로에서 현재 교차로로 진입하는 진입 도로에 대한 차량 혼잡도를 모니터링하는 단계;
상기 제어장치가 상기 혼잡도가 기준값 이상인 경우, 확장될 상기 진입 도로의 차선의 개수와 상기 주변 교차로들 중 진출 교차로로 향하는 진출 도로의 차선의 개수의 차이를 비교하는 단계;
상기 제어장치가 상기 진입 도로에 대응하는 반대 도로의 차선 개수를 기준으로 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인지 확인하는 단계;
상기 제어장치가 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인 경우, 상기 반대 도로 중 상기 진입 도로에 직접 인접한 한 개의 차선인 타깃 차선에 차량이 위치하지 않도록 제어하는 단계; 및
상기 제어장치가 상기 타깃 차선이 편입되어 증가된 진입 도로의 차선 별 진행 방향을 재설정하는 단계를 포함하되,
상기 현재 교차로는 상기 진입 교차로 방향을 제외하고, 복수의 주변 교차로들과 직접 연결되고, 상기 진출 교차로는 상기 복수의 주변 교차로 중 상기 진입 교차로에서 상기 현재 교차로로 진입하는 차량들이 가장 많이 진출하는 교차로이고,
상기 반대 도로는 상기 진입 도로의 주행 방향을 기준으로 역방향 도로를 의미하는 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법.
monitoring, by the control device, a degree of vehicle congestion for an entrance road currently entering the intersection from the entrance intersection among the surrounding intersections;
comparing, by the control device, a difference between the number of lanes of the entry road to be expanded and the number of lanes of the exit road toward the exit intersection among the surrounding intersections when the congestion level is equal to or greater than a reference value;
determining, by the control device, whether the vehicle congestion level on the opposite road is less than a reference value based on the number of lanes on the opposite road corresponding to the entry road;
controlling, by the control device, so that the vehicle is not located in a target lane that is one lane directly adjacent to the entry road among the opposite roads when the vehicle congestion level on the opposite road is less than a reference value; and
Comprising the step of the control device resetting the progress direction for each lane of the increased entry road by incorporating the target lane,
The current intersection is directly connected to a plurality of neighboring intersections except in the direction of the entrance intersection, and the exit intersection is an intersection through which most vehicles entering the current intersection from the entrance intersection exit among the plurality of neighboring intersections. ,
The opposite road is a traffic volume control method using an adaptive variable lane, which means a road in the reverse direction based on the driving direction of the entry road.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 진출 도로의 개수가 상기 확장될 진입 도로의 차선의 개수 이상인 경우, 상기 타깃 차선을 상기 진입 도로에 편입하는 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법.
According to claim 1,
When the number of exit roads is equal to or greater than the number of lanes of the entry road to be expanded, the control device incorporates the target lane into the entry road.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 반대 도로의 차선의 개수가 2 이상인 경우, 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만이라고 판단하는 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법.
According to claim 1,
When the number of lanes on the opposite road is two or more, the control device determines that the vehicle congestion on the opposite road is less than a reference value.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 현재 교차로에서 모든 방향에 대한 전체 차량 흐름이 최대가 되는 경우에, 상기 진입 도로의 차선을 확장하는 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법.
According to claim 1,
The control device is a traffic volume control method using an adaptive variable lane for extending the lane of the entry road when the total vehicle flow in all directions at the current intersection becomes the maximum.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 진입 도로의 방향을 기준으로, 상기 현재 교차로에서 좌측으로 회전하는 차선은 직진 차선의 좌측에 위치하고, 상기 현재 교차로에서 우측으로 회전하는 차선을 직진 차선의 우측에 위치하도록 상기 진입 도로에 대한 차로 방향을 설정하는 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법.
According to claim 1,
The control device is configured such that a lane turning left at the current intersection is located on the left side of the straight lane, and a lane turning right at the current intersection is located on the right side of the straight lane based on the direction of the entrance road. A traffic volume control method using adaptive variable lanes to set the lane direction for
제1항에 있어서,
상기 제어장치는
Figure 112019110372086-pat00039
을 만족하도록 상기 타깃 차선의 개수를 결정하는 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법.
(여기서, Fdu는 상기 현재 교차로에서의 차량 흐름을 나타내고, 상기 수학식은 아래 조건을 만족함
Figure 112019110372086-pat00040

ix는 상기 현재 교차로, ix d는 상기 진입 교차로, ix u는 상기 진출 교차로, S(ix d,ix)는 상기 진입 도로, Len()는 차선의 길이, NLt()는 시간 t에서 차선의 개수, ndu는 상기 진입 교차로에서 상기 현재 교차로를 통하여 상기 진출 교차로로 향하고자 하는 차량의 양)
According to claim 1,
the control device
Figure 112019110372086-pat00039
A traffic volume control method using an adaptive variable lane for determining the number of target lanes to satisfy
(Here, F du represents the flow of vehicles at the current intersection, and the equation satisfies the following condition
Figure 112019110372086-pat00040

i x is the current intersection, i x d is the entry intersection, i x u is the exit intersection, S(i x d ,i x ) is the entry road, Len() is the length of the lane, NLt() is the time The number of lanes in t, n du is the amount of vehicles from the entrance intersection to the exit intersection through the current intersection)
제1항에 있어서,
상기 제어장치는 일정한 주기마다 상기 가변 차선의 진행 방향 변경 여부를 결정하는 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법.
According to claim 1,
The control device is a traffic volume control method using an adaptive variable lane for determining whether to change the traveling direction of the variable lane at regular intervals.
주변 교차로들의 교통 상황 정보를 수신하는 통신장치;
주변 교차로들 중 진입 교차로에서 현재 교차로로 진입하는 진입 도로에 대한 가변 차로 추가 여부를 결정하는 프로그램을 저장하는 저장장치; 및
상기 교통 상황 정보 및 상기 프로그램을 이용하여 상기 진입 도로에 대한 가변 차로 추가에 대한 명령을 생성하는 연산장치를 포함하되,
상기 연산장치는 상기 진입 도로에 대한 차량 혼잡도가 기준값 이상인 경우, 확장될 상기 진입 도로의 차선의 개수와 상기 주변 교차로들 중 진출 교차로로 향하는 진출 도로의 차선의 개수의 차이를 비교하고,
반대 도로의 차선 개수를 기준으로 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인지 확인하고,
상기 진입 도로의 상기 차량 혼잡도가 기준값 이상이고, 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만인 경우, 상기 반대 도로 중 상기 진입 도로에 직접 인접한 한 개의 차선인 타깃 차선에 차량이 위치하지 않도록 제어하고,
상기 타깃 차선이 편입되어 증가된 진입 도로의 차선 별 진행 방향을 재설정하되,
상기 현재 교차로는 상기 진입 교차로 방향을 제외하고, 복수의 주변 교차로들과 직접 연결되고, 상기 진출 교차로는 상기 복수의 주변 교차로 중 상기 진입 교차로에서 상기 현재 교차로로 진입하는 차량들이 가장 많이 진출하는 교차로이고,
상기 반대 도로는 상기 진입 도로의 주행 방향을 기준으로 역방향 도로를 의미하는 적응적 가변차선을 제어하는 제어장치.
a communication device for receiving traffic condition information of nearby intersections;
a storage device for storing a program for determining whether to add a variable lane to an entrance road currently entering the intersection from an entrance intersection among surrounding intersections; and
a computing device for generating a command for adding a variable lane to the entry road by using the traffic situation information and the program,
The calculation device compares the difference between the number of lanes of the entry road to be expanded and the number of lanes of the exit road toward the exit intersection among the surrounding intersections when the vehicle congestion level for the entry road is equal to or greater than a reference value,
Based on the number of lanes on the opposite road, check whether the congestion level of the vehicle on the opposite road is less than the reference value,
When the vehicle congestion level of the entry road is greater than or equal to the reference value and the vehicle congestion level of the opposite road is less than the reference value, the vehicle is controlled not to be located in a target lane, which is one lane directly adjacent to the entry road among the opposite roads;
But resetting the progress direction for each lane of the increased entry road by incorporating the target lane,
The current intersection is directly connected to a plurality of neighboring intersections except in the direction of the entrance intersection, and the exit intersection is an intersection through which most vehicles entering the current intersection from the entrance intersection exit among the plurality of neighboring intersections. ,
The opposite road is a control device for controlling an adaptively variable lane, which means a road in the reverse direction based on the driving direction of the entry road.
제8항에 있어서,
상기 연산장치는 상기 진출 도로의 개수가 상기 확장될 진입 도로의 차선의 개수 이상인 경우, 상기 타깃 차선을 상기 진입 도로에 편입하는 적응적 가변차선을 제어하는 제어장치.
9. The method of claim 8,
When the number of exit roads is equal to or greater than the number of lanes of the entry road to be expanded, the computing device controls the adaptively variable lane for incorporating the target lane into the entry road.
제8항에 있어서,
상기 연산장치는 상기 반대 도로의 차선의 개수가 2 이상인 경우, 상기 반대 도로의 차량 혼잡도가 기준값 미만이라고 판단하는 적응적 가변차선을 제어하는 제어장치.
9. The method of claim 8,
When the number of lanes on the opposite road is two or more, the computing device controls the adaptively variable lane for determining that the vehicle congestion on the opposite road is less than a reference value.
제8항에 있어서,
상기 연산장치는 상기 현재 교차로에서 모든 방향에 대한 전체 차량 흐름이 최대가 되는 경우에, 상기 진입 도로의 차선을 확장하는 적응적 가변차선을 제어하는 제어장치.
9. The method of claim 8,
The computing device is a control device for controlling the adaptively variable lane for extending the lane of the entry road when the total vehicle flow in all directions at the current intersection becomes the maximum.
컴퓨터에서 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 적응적 가변차선을 이용한 교통량 제어 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.A computer-readable recording medium in which a program for executing the traffic volume control method using an adaptive variable lane according to any one of claims 1 to 7 is recorded on a computer.
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