KR20010105342A

KR20010105342A - 충돌 방지 시스템

Info

Publication number: KR20010105342A
Application number: KR1020017009784A
Authority: KR
Inventors: 브레트 홀
Original assignee: 브레트 홀
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2001-11-28
Also published as: AU764591C; EP1149371A4; AU764591B2; KR100712439B1; WO2000046775A1; AU2755600A; EP1149371A1; ATE362158T1; CA2361425A1; USRE38870E1; US6223125B1; EP1149371B1; DE60034767D1; JP2002541536A

Abstract

본 발명의 충돌 방지 시스템은 차량의 속도 및 위치를 감시하고(50), 제어하고(40), 문서화하고 및 보고서(60)하는 것에 의해 보행자, 열차 및 고정 물체와 차량의 충돌을 방지하는 것이다. 상기 시스템은 차량 속도를 감소시키거나 또는 차량 이동을 제한하도록 하여 차량의 위치를 제어함으로서 속도 위반, 이동 위반 및 위험을 예방한다. 이것은 제어가능한 차량 제한기(20)에 의해 이루어진다. 또한 상기 시스템은 충돌 방지 작동을 결정하도록 보행자, 스쿨 버스의 탑승 유무, 교통 혼잡, 열차, 도로 수분 및 교통 제어 시스템을 감시한다. 상기 시스템은 전체적인 교통환경을 감시할 수 있기 때문에 충돌시 포함될 수 있는 물체와 충돌 가능한 물체를 감시할 수 있고 , 이것으로 충돌 가능성을 예측할 수 있다. 상기 시스템은 존재하는 교통 제어 장치와 통합되고 동기화되어 교통법을 강화시킬 수 있으며 상기 교통 제어 장치가 설치된 곳의 안전을 더욱 확실히 할 수 있다. 컴퓨터(10)는 차량이 교통법 또는 안전 관련법을 지켜는가를 결정하기 위하여 사용되어진다. 시각 표시장치(70)는 운전자에게 충돌을 방지할 수 있는 방법을 알려주기 위해 시스템 출력에 동반되어진다.

Description

충돌 방지 시스템{COLLISION AVOIDANCE SYSTEM}

기술분야

본 발명은 차량이 또 다른 차량, 보행자, 열차 및 고정된 물체에 충돌되는 것을 방지하는 시스템에 관한 것이다.

배경기술

자동차는 우리 인간의 삶을 질적으로 높이는데 있어 중요한 공헌을 하였다. 그러나, 자동차 이동의 장점은 충돌 사고로 인한 사망, 상해, 물질적 손해 및 건강관리, 자동차 보험 및 법정소송의 비용 상승으로 인해 그 장점이 많이 상쇄되어지고 있다. NHTSA(The National Highway Traffic Safety Administration)은 6살부터 27살 연령의 사망원인중 자동차 충돌로 인한 사망이 1위를 차지하고 있다고 보고하고 있다.

좌석 벨트의 사용증가와 음주운전의 감소는 10년이상동안 충돌사고로 인한 사망자와 상해자의 수를 감소시키고 있다. 그러나, NHTSA의 보고에 의하면, 1997년에는 6,764,000건의 자동차 충돌이 있었으면, 이중에서 41,967명의 사망자가(매 13분마다 한 사람이 사망) 발생하고, 3,399,000명이 상해를 입었으며, 4,542,000건의 물질적 피해가 발생하였다. 최근에는, 자동차 충돌로만 한 해에 1505억 달러이상의 경제적 비용이 발생하고 있다.

자동차 운전자들이 교통 법규를 준수하더라도, 보통 충돌은 자동차의 적절치 못한 속도나 위치에 의해 발생한다. 교통 법규의 목적은 차량과 보행자간의 안전한 이동을 조정하는 것에 의해 충돌을 방지하는 것이다. 그러나, 교통 법규의 효율성은 법규를 준수하고자 하는 자동차 운전자의 의식과 법규 실행에서 자동차 운전자의 현명한 판단에 따라 이루어진다. 비록 경찰관이 있을시에는 자동차 운전자의 의식 및 판단이 향상된다고 하지만, 경찰관이 어느 장소 및 어떤 시간에 늘 존재할 수는 없다. 따라서, 언제든지 차량 충돌을 방지할 수 있는 방법이 필요하다. 본 발명은 차량 충돌을 방지할 수 있는 장치를 제공한다.

속도 및 교통 감시에 관한 방법은 종래기술에서 공지되어 있다. 투너(4,102,156), 제임스(5,486,065), 톰슨(5,509,753), 윌슨(2,079,356) 및 데이비즈(WO94/15944)등의 발명자들은 차량 속도를 감소시키는 기계적 장치를 제공하였다. 로이븐(5,041,828), 시웨이트저(5,066,950), 애드킨스(5,742,699) 및 게듈드(5,831,55)등의 발명자들은 차량 속도를 측정하고 교통 통계를 결정하는 장치를 제공하였다. 그러나, 본 발명의 차량 충돌 방지 시스템은 종래기술과 현저하게 다르다. 본 발명은 충돌을 방지하는 시스템의 작용을 포함한다. 반대로, 종래의 발명들은 차량 속도를 감소시키는 기계적 장치, 차량 속도 측정 시스템 또는 차량 교통 통계를 수집하는 시스템에 관한 것이다. 로이븐(5,041,828)과 시웨이트저(5,066,950)등의 발명은 교통 감시 시스템이 제공되지만, 검출된 위반 작용을 수정하기 위한 수단이 제공되지 않는다. 카르보니에르(2,647,132)의 발명은 한 대의 차량에만 속도 측정을 할 수 있고 오직 그 차량에만 다음 작용을 적용시킬 수 있다. 본 발명의 충돌 방지 시스템은 충돌 가능성을 가지는 상황과 한 대 이상의 차량, 보행자, 긴급차량, 열차, 스쿨 버스의 탑승유무 및 교통 혼잡을 감시한다. 이러한 다수의 감시 및 제어는 안전한 교통 이동을 수행할 수 있고 한 대의 차량에만 집중하는 종래기술의 제한을 초과할 수 있다. 예를들면, 본 발명은 한 대의 차량 또는 보행자를 감시할 뿐만 아니라 다른 차량의 출력 응답을 관리하여, 교통 환경을 제어할 수 있다. 이것은 충돌이 하나 이상의 물체끼리 발생하기 때문이다. 종래 기술에서는 본 발명의 충돌 방지 시스템에 의한 범위만큼 충돌을 방지하는 능력을 가지고 있지 않다.

충돌 방지 시스템은 차량의 속도를 감시하여 초과된 속도만큼 속도를 감소시킬 수 있다. 이것은 종래기술에서 존재하는 제한된 응답보다 운전자가 더욱 방심하지 않게 한다. 많은 수의 충돌이 속도 위반에 위해 발생되지만 종래 기술에서는 이러한 관점을 무시한다. 본 발명의 충돌 방지 시스템과는 달리 종래기술에서는 나쁜 날씨나 또는 교통 혼잡과 같은 불리한 도로 상태에서 교통 경찰관이 시스템을 변경 가능하게 조절하는 것이 설계되어 있지 않다. 충돌을 방지하기 위한 가장 효과적인 시스템은 제어된 시스템 응답을 입력하는 것으로서 적색, 녹색, 노란색을 이용하는 신호등과 같은 시스템과 일반적인 교통 제어 장치를 일치시키고 통합하는 것이다. 이러한 기능은 충돌 방지 시스템이 설치된 곳에서 교통 법규를 강화시킨다.

대부분의 종래기술에서는 시스템이 그 기능을 제공하기 전에 속도 위반을 범하기 때문에 역효과가 발생한다. 그러나, 본 발명에서는 충돌 가능성을 예상하는 것에 의해 충돌 방지를 효과적으로 제공할 수 있다. 예를들면, 보행자와 운전자의 시야가 제한되는 위치에서 교차로를 이동할때 충돌을 방지하여 보행자를 보호할 수 있다.

충돌 및 위반이 실시간으로 순찰하는 교통 경찰관이나 응급실 의사에게 직접 기록되어 전송되어진다. 또한 종래 기술에서는 이러한 피드백이 존재하지 않는다. 가장 효과적으로 충돌을 방지하기 위해서는 24시간동안 감시된 환경내에서 변경 조건을 자동적으로 자가-조정하는 것이 필요하다. 종래기술에서는 충돌이 발생하는 곳의 환경을 감시하지 않기 때문에 이러한 기능을 제공하지 않는다. 그러나 본 발명의 충돌 방지 시스템은 빠른 속도에서 안전하게 교통을 유지할 수 있다.

종래기술의 발명을 단독적으로 결합하여 살펴보아도 본 발명에서 청구된 발명은 기술되어 있지 않다. 그러나 본 발명의 시스템은 차량의 속도나 위치를 감시하고, 제어하고, 기록하고, 보고하는 것에 의해 차량이 다른 차량, 보행자, 열차 및 고정 물체와 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

발명의 개시

NHTSA는 어떤 조건에서의 운전 속도뿐만 아니라 속도 제한을 초과하는 속도를 규정하였다. 그래서, 운전자는 조건에 따라 속도를 변경하기 때문에 안전한 운전이 이루어진다. 예를들면, 안전한 운전을 위해, 속도 제한이 필요한 조건, 즉, 날씨(비, 안개, 눈, 가시성이 나쁨), 충돌이 발생한 경우, 도로 구조, 교차로 접근, 교통 혼잡, 커브나 언덕 접근, 학교영역 접근 및 기타등등에서는 속도를 제한하는 것이 필요하다.

당국에서는 이러한 조건이 발생할때 안전한 운전이 유지될 수 있도록 운전자에게 양호한 조건이 아닌 장소를 빠르게 알려준다. 고속도로나 도로에서는 속도 제한을 일시적으로 조절하는 것이 유익한 방법이 아니기 때문에 속도 제한을 엄격하게 한다. 본 발명은 가장 빠른 속도로 가장 안전한 교통이 되도록 경찰관이 다양한 도로 조건 및 상황에 따라 교통 속도를 조절할 수 있도록 한다.

매년 차량에 충돌하는 보행자의 수를 볼때 신호등이나 신호는 보행자의 안전을 확실하게 보장하지는 않는다. 그럼에도 불구하고, 운전자들은 속도 제한 또는 신호등의 제어를 자주 바라보게 된다. 학교 영역 또는 스쿨 버스가 정차하는 영역은 아이들이 안전하게 차도를 지나가도록 보호된다. 그러나, 도로상에 차량이 많을 수록 운전자들은 더욱 급하게 된다. 그 결과, 차량과 보행자의 충돌수가 증가하게 된다. 또한, 당국에서는 코너나 언덕과 같이 시각이 제한되는 영역에서 차량으로부터 보행자를 보호하기 위한 수단을 제한하고 있다. 일반적으로 시당국에서는 차량이 교차로를 지나갈때 차량으로부터 보행자를 보호하기 위한 물리적 제어를 사용하지 않는다.

상기 충돌 방지 시스템은 차량이 교차로를 지날때 차량의 속도를 감소시킬뿐만 아니라 차량으로부터 보행자를 보호할 수 있는 수단을 제공하는 물리적 장벽을 사용하는 것에 의해 상기에서 언급한 제어를 할 수 있다. 상기 충돌 방지 시스템은 교통 법규를 효율적으로 준수시키기 위해 새로운 보행자 안전 장치를 제공한다.

교통 경찰관과 운전자는 자주 교통 위반에 대한 논쟁을 벌인다. 두 사람이 법정에서 진술할때는 서로의 주장이 틀리게 된다. 많은 운전자들(특히 타주의 사람들)은 지자체에서 수입을 발생시키기 위해 공정한 평가가 이루어지지 않는다고 의심한다. 따라서, 많은 운전자들은 사소한 건만을 인정하거나 법정에 나가지 않게 된다.

상기 충돌 방지 시스템은 감시된 환경내에서 교통사고에 대한 독립적이고 공평한 해석을 제공한다. 교통 경찰관은 상기 충돌 방지 시스템의 내부 작업 또는 시스템에 의한 교통 위반 결정을 조작할 수 없다. 그래서, 교통 경찰관은 보고서된 교통 위반이 작동될때는 함정 수사를 할 수 없게 된다. 상기 시스템은 실제 교통 위반을 포착하고 기록하여 보고서를 제공한다. 그래서, 고소된 운전자들은 충돌 방지 시스템으로부터 위반 내용을 확인할 수 있다. 이것으로 시스템은 법규 위반에 대한 논쟁에서 제 3 의 목격자와 같은 작용을 한다.

일반적으로 속도 검출은 교통 경찰관이 레이더 및 레이저 장치를 조작함으로서 검출된다. 그러나 이러한 장치를 사용하는 것은 고속도로에서 충돌을 방지하는 것과는 근본적으로 다르다. 교통 경찰관이 가까이 인접하여 이동하는 차량의 그룹 속도를 감시한다고 가정하자. 그러나, 아래와 같은 제한이 있다.

1) 교통 경찰관은 하나의 속도 검출기로 한 대의 차량만을 감시할 수 있다.

2) 인접한 차량은 교통 경찰관의 시야에서 보이지 않기 때문에 옆 차선의 차량 속도로 짐작하여 측정된다.

3) 교통 경찰관은 그룹내의 차량이 모두 통과하기 전에 각 차량의 번호판 및속도를 측정하여야 한다.

4) 교통 경찰관은 모든 차량을 감속시키는데에 한계가 있다.

상기 충돌 방지 시스템은 한 명의 교통 경찰관이 수동으로 조작하는 속도 검출기 장치보다 더욱 정확한 감시를 제공한다. 상기 시스템은 접근하는 차량을 직접 감시하는 속도 검출 장치를 가지기 때문에 각 차선을 독립적으로 감시할 수 있다. 각 차량의 속도는 기록되어지고 차량의 속도를 감소시키기 위해 조절가능한 차량 제한기를 가지는 충돌 방지 시스템에 통지되어진다.

문제는 교통 경찰관의 부재시 얼마나 교통 법규를 잘 지키냐 하는 것이다. 그러나 자동차 충돌은 운전자의 교통 법규를 지키지 않아도 된다는 잘못된 판단에 의해 발생된다. 결과적으로, 운전자는 부적절한 속도 또는 위치로 차량을 운전하게 된다. 교통 법규의 목적은 차량과 보행자를 안전하게 이동시키는 것에 의해 충돌을 방지하는 것이다. 그러나, 교통 법규의 효과는 운전자가 얼마나 교통 법규를 잘 지켜야 한다는 의식에 의존하고 있다. 비록 교통 경찰관이 존재하여 운전자들이 교통 법규 준수가 향상된다고 하더라도, 경찰관이 항상 존재할 수는 없기 때문이다 .

교통 경찰관이 혼자서 교통 법규를 감시하는 것은 불가능하다. 그러나, 상기의 충돌 방지 시스템은 수동적으로 조작되지 않기 때문에 24시간 교통을 감시하고 제어하는 것이 가능하다. 상기의 충돌 방지 시스템이 존재하면, 교통 법규를 강화시키기 위해 교통 경찰관이 존재할 필요가 없어진다. 통신 링크를 통해 시스템을 제어하면 경찰관의 능력을 확장시킬 수 있다. 속도 제한을 변경할 수 있다고가정하면, 날씨에 따라 위험한 커브 구간에서 속도를 변경할 수 있다.

충돌 방지 시스템의 원격 제어는 교통 법규를 강화시키는데 있어 중요한 부분이라 할 수 있다. 다음 중요 부분은 감시된 환경을 충돌 방지 시스템으로 보내는 피드백이다. 충돌 방지는 실질적으로 실시 및 보강으로 구성되는 두 단계의 처리로 구성되어진다. 상기 충돌 방지 시스템은 위반 차량의 물리적 저지 및 감시를 통해 교통법을 실시할 수 있다. 경찰관은 교통 법규 위반자에게 주의 및 티켓을 주는 것에 의해 교통법의 실시를 제공한다. 충돌 방지 시스템의 감시, 보고 및 통신은 본부나 순찰지에서 경찰관으로 교통 위반을 실시간으로 전송하는 것에 의해 교통법 실시를 강화할 수 있다. 이것으로 순찰관이 위반이 발생된 장소에 없더라도 교통 위반을 순찰관에게 알려줄 수 있다.

교통 위반을 기록하는 현재의 조건으로는 충돌을 현저하게 감소시키지 못한다. 비디오테이프의 사용은 테이프 저장, 충돌이 발생된 경우에 기록되어지는 테이프 시간의 제약때문에 사용되지 않고 있다. 그리고 이러한 방법은 사람의 노동력이 많이 든다.

상기 충돌 방지 시스템은 교통 위반을 한 차량을 감시하고 충돌이나 사고를 기록하기 위하여 디지털 카메라를 사용할 수 있다. 사진은 사고가 발생할때만 촬영되며 디지털 카메라는 테이프나 필름의 요구없이 사진을 빠르게 전송할 수 있다. 충돌 방지 시스템은 차량의 제조 모델, 색상 및 번호판을 포착하고 일자, 시간 및 교통 위반 사진등을 포함하여 자동적으로 교통 관리국에 전송한다. 이러한 증거자료는 교통사고시 목격자와 같은 작용을 하여 충돌의 책임을 알 수 있도록 한다.모든 증거 자료는 나중에 법정에서 사용되도록 컴퓨터에 저장되어지며 또는 차량 소유자에게 제출되거나 또는 팩시밀리나 e-메일을 통해 보험회사에 제출된다.

도면의 간단한 설명

도 1은 시스템 제어기와 구성요소 사이에서 정보의 흐름과 각 구성요소의 예를 도시하는 충돌 방지 시스템과 시스템 구성요소를 도시하는 도면;

도 2는 주간 고속도로(interstate highway)에서 차량속도를 제어하는 것에 의해 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 3은 도시의 도로에서 보행자 보호를 제공하고 차량속도를 제어하는 것에 의해 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 4는 스쿨 버스에 탄 아이들을 보호하고 차량과 보행자의 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 5는 운전자가 접근하는 보행자를 보지 못할때 차량과 보행자의 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 6은 열차와의 충돌을 방지하기 위하여 차량의 위치를 제한하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 7은 교차로에서 충돌을 방지하기 위하여 차량의 위치를 제한하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 8은 4차선 교차로에서 차량 진행 순서를 제어하는 것에 의해 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 9는 주간 고속도로에서 긴급 차량을 제어하는 것에 의해 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 10은 차선을 제어하는 것에 의해 차 앞부분의 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면;

도 11은 차량 사이의 적절한 이동 거리를 제어하는 것에 의해 차 뒷부분의 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면; 및

도 12는 긴급 차량이 통과하도록 긴급 차량 통행 기능을 가지는 충돌 방지 시스템을 도시하는 도면이다.

첨부된 도면에서 유사 부분은 동일한 도면부호를 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예

본 발명은 충돌 방지 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 충돌 방지 시스템은 차량의 속도 및 위치를 감시하고, 제어하고, 기록하고, 보고하는 것에 의해 차량이 보행자, 열차 및 고정물에 충돌하는 것을 방지한다. 또한, 본 발명은 충돌 방지 작동을 결정하기 위해 보행자, 교통량, 열차, 도로 상태 및 교통 제어 시스템을 감시할 수 있다. 이러한 본 발명의 충돌 방지 시스템은 충돌 방지가 요구되는 어떤 장소에서도 적용될 수 있다.

충돌 방지 시스템의 제 1 출력 응답은 운전자의 교통법 또는 다른 안전 관련법규 고수에 따라 차량의 혼잡이 없는 안전한 도로로 표현된다. 이러한 입체 피드백은 운전자에게 교통 법규를 상기시키는 작용을 한다. 그 결과 심한 충돌의 수가 감소된다.

일반적인으로 차량 속도를 감소시키는 방법은 도시에서 운전자가 서행할 수 있도록 속도 브레이크를 설치하는 것이다. 그러나, 이러한 속도 브레이크는 정적이며 다양한 조건을 조절할 수 없기 때문에 실용적이지 않다. 충돌 방지 시스템이 이러한 다양한 조건에서 어떻게 충돌을 방지하는가를 살펴보기 전에, 도 1에서 시스템 구성요소의 기능과 특징을 살펴본다.

도 1 - 충돌 방지 시스템의 구성요소

제어기(10) 하드웨어는 센서 및 작동 세팅에 입력에 따라 충돌 방지 시스템을 제어하도록 제공되는 산업용 컴퓨터이다. 제어기(10)는 적합한 출력을 실행하기 위한 제어 논리를 실행한다. 제어 논리(프로그래밍 코드)는 충돌 방지 시스템이 사용되는 장소에서 교통 법규에 따라 실행된다. 이것은 제어기(10)가 본 발명에서 기술되는 프로그래밍 코드를 포함하고 있음을 알 수 있다. 컴퓨터의 설계는 감시되는 환경의 장소에서 위치하기 때문에 환경으로부터 컴퓨터를 보호하도록 설계되어질 필요가 있다. 다수의 벤더(vendor)는 센서 데이터를 해석하도록 통합되는 입력 모듈뿐만 아니라 산업용 컴퓨터를 제공한다. 또한, 벤더는 스위치, 밸브, 모터 및 또 다른 구성요소와 같은 외부 구성요소를 제어하기 위해 제어기(10)안으로 통합되는 출력 모듈을 제공한다.

제동 센서(30)는 충돌 방지 시스템이 응답되도록 한다. 상기 센서는 충돌될수 있는 어떤 물체를 감시한다. 이러한 감시에는 차량의 존재, 차량의 속도, 열차의 존재, 스쿨 버스의 탑승 유무, 보행자의 존재, 상기 물체의 접근, 시간 및 도로 상태등을 포함한다. 이러한 제동 센서는 제어기(10)에 정보를 알려주는 것에 의해 하나 이상의 차량 제한기(20)를 작동시킨다. 어떤 상황에서는 조건 제어부(40)가 차량 제한기(20) 및 또 다른 출력을 실행할 수 있도록 제공되어진다.

제동에 사용되는 센서의 유형은 충돌을 피하기 위해 감시되어지는 물체에 따른다. 충돌 방지 시스템에서 사용되는 유형의 센서로는 검출기(레이더, 레이저), 유도 로프, 초음파, 광, 무선 전송기/수신기, 스위치 클로우져 및 강수량(습기) 검출기등이 있다. 일반적으로 제동 센서는 상기에서 기술된 물체를 검출하고 적절한 전기적 신호로 전환시키는 수단이다.

조건 제어부(40)는 제동 센서(30)에 의해 초기화된 예비 충돌 방지 시스템 응답을 변경하는(취소하거나 또는 완성하는) 센서의 신호이다. 때때로, 변경은 도 11에서 기술되는 작동 파라미터의 레벨로 변경되어진다. 조건 제어부(40)에서의 신호는 제동 센서(30)에 의해 감시되는 것과 다른 목표물의 감시 결과이다. 명령 구성요소(신호등, 주의등 및 안전문)의 신호는 충돌 방지 시스템을 지지하도록 표준 안전 시스템과 충돌 방지 시스템을 통합하고 동기화한다.

감시 기능(50)은 차량 위반을 나타내는 충돌 방지 시스템의 장치에 의해 제공되어진다. 감시 장치의 예로는 운전자가 교통법을 위반했을 때 차량을 검출하는 센서나 위반된 차량을 기록하는 디지털 카메라등이 있다. 카메라는 차량의 제조사, 모델, 색상, 번호판 및 환경내의 물리적 위치의 영상을 포착하도록 위치되어진다.

보고서 기능(60)은 보고할 가치가 있는 문제, 예를들면 충돌 방지 시스템 취지 위반, 긴급 차량 통행 기능(11)에 의한 차량 제한기(20)의 비작동, 충돌 방지 시스템이나 기존 교통 시스템의 기능 불량등을 지정된 당국에 전달한다. 보고서 기능(60)은 보고할 사건의 일자, 시간 및 장소가 통합된 감시 기능(50)에 의해 제공되는 정보를 얻을 수 있다. 또한, 보고서 기능(60)은 지정된 당국의 전화 번호, 페이저 번호, e-메일 주소 및 특정 사건의 담당자와 같은 데이터 베이스를 포함할 수 있다. 이것은 보고할 사건을 경찰, 응급실 의사, 보수자, 학교, 철도청 또는 다른 지정 당국에 전송할 수 있다.

어떤 설치에서는 다수의 충돌을 감시하고 제어하기 위한 충돌 방지 시스템이 필요할 수 있다. 한 예로 교차로에서 충돌을 일으키는 위반으로는 적색일 때 운전하거나 속도를 내거나 보행자가 무단 행단하는 것등이 있다. 감시 기능(50)의 다른 센서는 다른 위반을 검출하도록 사용되어질 수 있으며 보고서 기능(60)은 대응되는 묘사 및 위반 코드를 제공할 수 있다.

보고서 기능(60)에 의해 형성되는 정보는 제 2 통신부(85)의 일부분인 제 2 컴퓨터로 전송되어진다. 제 2 컴퓨터는 도 2에 도시되는 바와 경찰 본부에 위치되어질 수 있다. 그러나, 만일 시스템이 사유 재산으로 실행되면 제 2 컴퓨터에 지방 당국이 연결되어진다. 시스템 소유자는 보고서 기능(60)의 접촉 데이터 베이스에서 적절한 정보를 포함시켜 경찰이 사건의 관련 정보를 수신하도록 한다. 보고서 정보는 차량 관리부, 교통 법원, 보험회사 또는 차량 소유자에게 제출되도록 저장되어진다.

일반적으로 통신부(80)의 구성요소로는 통신 소프트웨어 및 하드웨어, 무선 수신기/전송기, 및 모뎀 또는 컴퓨터 네트워크 커넥션등을 포함한다. 이러한 구성요소는 제 2 통신부(85)의 일부분인 제 2 컴퓨터 또는 긴급 차량 통행 기능(100)을 사용하는 긴급 차량과 같은 떨어진 곳에서 데이터를 전송하고 제어 명령을 수신하도록 사용되어진다.

경찰 본부에 위치되는 제 2 컴퓨터는 제어기(10)로 제어 명령을 보내고 양방향 통신을 할 수 있는 소프트웨어를 포함한다. 본부에서 경찰은 충돌 방지 시스템 환경내에서 발생된 사건을 순찰중인 경찰 차량에 중계할 수 있는 기능을 가진다. 이러한 전송은 제 2 통신부(85)에 의해 실행되어진다. 경찰 차량에는 이동 컴퓨터가 장착되어진다. 어떤 컴퓨터는 차량안에서 배선에 의해 연결되며 반면에 어떤 컴퓨터는 고정된 랩탑일 수 있다. 이러한 시스템은 이미 순찰관이 도난당한 차량과 같은 기록을 경찰 컴퓨터에서 조회할 수 있도록 하고 있다. 제 2 통신부(85)는 경찰서의 제 2 컴퓨터에서 경찰 차량의 이동 컴퓨터로 전송을 지원하기 위한 하드웨어나 소프트웨어를 포함한다. 보고된 사건을 나타내는 데이터는 텍스트 또는 그래픽 구성으로 나타날 수 있다. 그래픽 구성은 감시 기능(50)에 의해 촬영된 위반 차량의 사진을 순찰중인 경찰관에게 전달할 수 있어 바람직하다. 더욱 효과적인 것은, 전체 처리가 실시간으로 발생되며 사람의 조정없이 독립적으로 조정된다. 따라서 충돌 방지 시스템은 충돌 방지의 새로운 능력을 제공하여 교통 법규 실시가 원활하게 되도록 한다.

제 2 통신부(85)의 일부분인 제 2 컴퓨터는 도 2에 도시되는 바와같이 지정된 응급실 의사에게 자동적으로 전송(e-메일, 팩스, 메세지를 가지는 텔레폰 콜)되도록 형성되어질 수 있다. 충돌 방지 시스템이 설치되어진 장소에서 가장 가까운 병원이 결정되고 관련된 정보를 제 2 컴퓨터로 입력한다. 모든 사건이 긴급 의료 서비스를 요구하지는 않는다. 따라서 충돌시나 몇초후에 감시 기능(50)에 의해 촬영된 사진 판정으로 충돌의 심각성을 판단한다. 병원의 응급실에서는 사진을 해석하는 것에 의해 즉시 대응을 결정한다. 일반적으로 응급실 의사는 제보자가 긴급 911에 충돌을 통지한 후나 또는 경찰이 현장에 도착한 후까지는 불려지지 않는다. 상기 특징에 의해 응급실 의사는 리드-타임을 현저히 크게 할 수 있고 그 대응을 빠르게 할 수 있다. 향상된 대응 시간은 사고시 생존자의 수를 높일 수 있다.

OCR(Optical Character Recognition) 및 LPR(License Plate Recognition) 기술은 번호판의 사진을 컴퓨터-인식가능한 텍스트로 바꾼다. 몇몇의 벤더가 이러한 기능을 실행하기 위한 소프트웨어를 제공한다. 충돌 방지 시스템을 가지는 이러한 기술과 차량부와의 연결은 자동적으로 액세스할 수 있는 새로운 레벨의 수송을 제공한다. OCR/LPR 소프트웨어는 도 2에서 도시되는 제 2 통신부(85)의 제 2 컴퓨터상에 존재한다. 사고시 포착된 번호판이 인식가능한 컴퓨터 텍스트로 전환되면 번호판 번호는 차량의 소유자를 결정하기 위해 차량부에 전달되어진다. DMV 컴퓨터의 구성은 데이터베이스에서 번호판을 참조하는 것에 의해 소유자를 구별할 수 있고 제 2 컴퓨터로 정보를 제공한다. 이러한 능력에 의해, 경찰관은 현장에 도착하기 전에 충돌 차량의 소유자를 알 수 있다. 이러한 능력은 또한 교통 위반 차량의소유자를 식별할 수 있다. 또한 이러한 능력은 뺑소니 차량을 식별하는데 도움을 준다.

시스템 상태 경보 장치(70)는 충돌 방지 시스템의 조건 및 상태를 출력하고 나타낸다. 이 장치는 전기 디스플레이의 메세지를 갱신하거나 또는 메세지를 비추는 것에 의해 운전자에게 충돌을 방지하기 위한 행동을 가르켜 준다.

차량 제한기(20)는 차량의 속도 및 위치를 저지하도록 제공되는 기계적으로 움직이는 장치이다. 제한기는 작동되지 않도록 변경될 수 있다. 제한기는 높이를 변경할 수 있는 스피트 펌프와 같은 원통형 형상으로 만들어 질 수 있다. 높이 변경은 도로의 오목한 영역에서 실린더를 확장하거나 도로 표면 위에서 설치되는 실린더의 지름을 변경하는 것에 의해 이루어진다. 또 다른 설계로, 차량 제한기를 차선에서 오목한 영역의 폭을 변경하는 직사각형의 도어로 설계할 수 있다. 그러나, 차량 제한기는 충돌 방지 시스템의 한 구성일뿐이며, 차량 제한기의 설계가 본 발명의 요지가 되는 것은 아니다. 사실, 상업적으로 증명된 장치는 차량 제한기로서 차량을 저지하도록 제어가능하고 변경가능하게 제공할 수 있다. 최상의 작동 방법은 지나가는 차량의 하중을 견딜 수 있도록 유압적으로 구동되는 것이다. 유압으로 작동되는 서보는 차량 제한기(20)의 원하는 높이에 대응되게 제어기(10)로부터 신호를 수신할 수 있다.

차량 제한기(20)의 구성(모양 및 배치 높이)은 실행에 의존한다. 예를들면, 고속도로에서는 높은 차량 속도때문에 최대 높이로 조절되는 것이 요구된다. 그러나, 횡단보도에서 보행자를 보호하기 위하여 제공되는 차량 제한기(20)는 더 높은높이를 가진다. 고속도로보다 차량의 속도가 낮은 곳에서는 안전을 위해 높이를 낮게 할 수 있다. 또한 제한기의 수도 운전자가 완전히 정지시키거나 속도를 줄이기 위해 리드-타임의 양에 따라 변경될 수 있다.

원격 기능(90)은 당국에서 충돌 방지 시스템의 작동 파라미터를 제 2 컴퓨터로부터 원격적으로 조절할 수 있도록 한다. 제 1 유형의 조절가능한 작동 파라미커는 시스템 하드웨어나 출력 응답이다. 예를들면, 당국에서는 시스템 응답을 호출하는데 필요한 제동 센서(30)의 임계값을 설정하고, 차량 제한기(20)에 대한 출력 응답의 정도를 설정하고, 카메라 응답의 한계 및 지연을 설정하고 또는 시각 디스플레이용 메세지인 시스템 상태(70)를 변경할 수 있다. 제 2 유형의 작동 파라미터는 보고가능한 사건을 개인 및 기관이 접촉할 수 있도록 데이터베이스(이름, 전화번호, e-메일 주소, 페이저 번호)를 갱신하는 것이다. 접촉 데이터 베이스 정보는 나중에 기술되어지는 바와같이 보고서 기능(60)에서 참조하도록 작동된다. (하드웨어 구성요소와는 다른)임계 파라미터는 원격 기능(90)을 통해 원격적으로 조절가능한 제 3 유형의 작동 파라미터이다. 이러한 파라미터는 어떤 시스템 응답이 호출되거나 또는 변경되기전에 감시된 물체를 실행한다. 한 실시예로 감시된 환경내에서 속도 제한의 기본선이 설정된다. 또 다른 실시예를 통해 도 9 및 도 11를 설명한다.

제 2 컴퓨터에서 원격 기능(90)의 액세스는 지정된 사람만이 작동 파라미터를 변경할 수 있도록 패스워드로 보호되어진다. 또한 원격 기능(90)은 예정된 스케쥴에 따라 변경되는 자동 시스템을 제공한다. 파라미터중 하나는 주기적(시간별로, 일자별로, 주일별로)으로 자동 변경되거나 사건이 잘 일어나지 않는 지역은 교통 안전을 더 크게 또는 더 작게 할 수 있다.

긴급 차량 통행 기능(100)은 제어기(10)가 차량 제한기(20)를 작동시키지 않고 통행에 제한을 두지 않도록 긴급 차량(앰블러스, 소방차 및 경찰차)등이 도착하기전에 충돌 방지 시스템에 통지한다. 긴급 차량과 제어기(10)사이의 통신은 통신(80) 기능을 통해 이루어진다. 이것은 도 12의 설명에서 명확해진다.

충돌 방지 시스템의 가장 매력적인 점은 차량의 속도 또는 위치의 제어가 많이 필요한 경우에도 적용할 수 있다는 점이다. 이것은 시스템 구성요소의 유연성 있는 배치와 다른 유형의 센서들과 인터페이스할 수 있는 능력에 의해 얻어질 수 있다. 이러한 배치에도 불구하고, 기본 작동은 다른 실시에서도 동일하게 유지되고 언제나 차량 충돌을 방지하는 목적만을 갖는다. 도 2에서 설명되는 실시예는 충돌 방지 시스템의 유연성과 유용성을 증명한다. 그러나, 상기 시스템은 이것에 제한되지 않는다. 또한, 어떤 형상의 특징도 다른 것과 동일하지는 않다. 어떤 특징의 부재는 충돌 방지 시스템에 없는 것이 아니라 상황에 따라 발생하는 것이다.

도 2 - 고속도로 속도

NHTSA에 의하면 모든 충돌 원인중 약 30%를 차지하는 속도 위반 관련 충돌에 의해 1997년에 289억 달러의 경제적 비용이 발생되었으며 13,036명의 사망자가 발생되었다고 한다. 1997년에는 속도 위반 충돌로 인해 백만명당 3/4이 고생하고 있다. 도 2는 고속도로에서 속도를 제어하는 것에 의해 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시하고 있다. 도 2에서 제동 센서(30a, 30b, 30c)는 경찰관이 사용하는 레이더 또는 레이저 장치와 같은 속도 검출 센서이다. 시스템의 능력은 속도 검출 방법에 의존하지 않는다. 예를들면, 또 다른 구성은 도 11에서 도시된 거리로 분리된 두 차량 센서사이에서 통행하는 차량의 시간에 따라 결정된다. 속도 센서(30a, 30b, 30c)의 출력은 제어기(10)용 입력(제동 센서 데이터(30))이다. 차량 제한기(20a, 20b, 20c)는 차선을 가로질러 확장되며 그 높이는 도로 표면으로부터 0부터 어떤 최대 높이까지 변경될 수 있다. 속도 제한은 조건 제어부(40)에 의해 제공되어진다.

도 2는 차선에서 각 차량의 속도를 측정하고 초과된 속도 정도에 따라 각 속도 제한기(20a, 20b, 20c)의 높이를 독립적으로 조절하는 것이다. 도 2는 다른 속도로 이동하는 세 차량에 대한 충돌 방지 시스템의 응답을 도시한다. 라인 1에서 제동 센서(30a)는 차량이 속도 제한에 적합한가를 검출한다. 그래서, 라인 1의 차량 제한기(20a)는 전개되지 않고 운전자 아무런 불편없이 서행할 수 있다. 라인 2 및 라인 3에서의 차량은 속도 제한 이상이다. 라인 3에서 차량 제한기(20c)의 전개 높이는 속도 제한을 초과하는 속도가 더 크기 때문에 라인 2의 차량 제한기(20b)의 높이보다 더 크다. 그 결과, 충돌 방지 시스템은 차량의 초과된 속도에 따라 각 운전자들이 서행하도록 한다. 차량 속도와 속도 제한(조건 제어(40))의 비교는 특정 차량 제한기(20a, 20b, 20c)의 작동을 결정한다.

충돌 방지 시스템을 특징짓는 원격 기능(90)중 하나는 차량 제한기를 민감하게 조정하는 것이다. 당국에서는 통신장치(80) 인터페이스를 통해 제어기(10)를 적절한 명령하는 것에 의해 민감하게 변경할 수 있다. 즉, 속도 제한 초과시 10mph당 차량 제한기를 3인치씩 올릴 수 있고 또는 동일한 속도에서 차량 제한기를 6인치씩 올릴 수 있다. 민감성 있는 설정을 통해 시스템 응답을 변경하는 능력은 도로 조건 및 상황에 따라 차량의 속도를 변경하도록 조절할 수 있어, 안전 운전을 더욱 확실히 할 수 있다.

속도 관련 충돌을 방지하는 또 다른 방법으로는 운전자에게 속도 제한을 통지하는 것이다. 이 실시예에서 시스템 상태(70)는 충돌 방지 시스템 환경내나 그 앞에서 전자 속도 제한 표시기(70a)를 포함한다. 속도 제한을 변경하는 명령은 당국에서 통신(80) 인터페이스를 통해 원격 기능(90)을 이용하는 것에 의해 이루어진다. 제어기(10)는 운전자에게 속도 제한 표시를 갱신하는 것에 의해 전체 충돌 방지 시스템의 작동을 조절하고 그때 새로운 속도 제한을 기초로 하는 차량 제한기(20a, 20b, 20c)를 전개한다.

도 2에서 감시 기능(50) 디지털 카메라(50a, 50b, 50c)는 감시 장치와 같은 속도 센서(제동 센서(30a, 30b, 30c))를 이용하는 것에 의해 교통 위반을 포착할 수 있다. 통신(80) 인터페이스를 통해 원격 기능(90)을 이용하면, 당국자는 금지된 속도 제한에 상대적인 카메라 작동의 한계를 설정할 수 있다. 예를들면, 카메라는 차량이 시간당 10마일의 속도 한계를 초과하거나 또는 시간당 20마일의 속도 한계를 초과할때 속도 위반 차량를 포착한다. 디지털 카메라 사진은 제조사, 모델, 색상 및 번호판을 포함하는 차량의 특성을 포착한다. 운영자는 보고서기능(60)에 의해 디지털 사진, 제한 속도, 실제 차량 속도, 장소, 일자 및 시간등을 포멧하고 전송한다. 상기에서 기술된 바와같이 제 2 통신장치(85) 및 제 2 컴퓨터(85a)는 보고가능한 사건을 순찰중인 경찰관, 응급실 의사 및 다른 지정된 기관이나 사람에게 보고한다.

도 3 - 차량 및 보행자 교차로

NHTSA는 차량과 보행자간의 충돌에 대하여 하기와 같이 언급하였다. 1997년에는 미국에서 차량 충돌에 의해 77,000명의 보행자가 상해를 입었으며 5,307명이 사망하였으며, 이것은 교통 충돌로 인해 다친 모든 사람중 2%펀센트를 나타내며 모든 교통 재난의 13%를 나타낸다. 평균적으로, 매 99분마다 차량 충돌로 인해 보행자가 사망하며, 매 7분마다 한 사람이 상해를 입는다. 차량 충돌로 인해 사망하는 5살과 9살사이의 모든 어린이중 1/3이 보행자이다. 16살 이하의 교통 재난중 1/5이 보행자이다.

도 3은 보행자 횡단보도가 있는 도시 도로상에서 차량과 보행자의 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 도시한다. 충돌 방지 시스템의 구성요소의 기능은 상기에서 기술한 바와 같다. 제동 센서(30a)로는 제어기(10)에 입력되는 제동 센서 데이터(30)를 제공하고 속도를 검출하도록 사용되는 레이더 또는 레이저 장치등이 있다. 이러한 충돌 방지 시스템 실행을 위해, 차량 제한기(20)는 보행자 보호뿐만 아니라 차량 속도 제어를 제공한다. 그래서, 제한기의 전개되는 높이는 도 2에서보다 크다. 원격 기능(90)은 도 2에서 기술되는 바와같이 차량 제한기 출력 민감도와 카메라 작동 한계를 변경한다.

고속도록 안전 관리국에서는 충돌 전체 수의 22%가 적색 및 다른 교통 제어 장치에 의해 발생된다고 하였다. 측정된 260,000 충돌중 적어도 750건의 충돌이 적색시 운행으로 매년 발생한다. 교통 신호로 인한 치명적인 충돌이 1992년부터 1996년사이 19%증가되었으며 이것은 치명적인 충돌 원인중 6%를 나타내고 있다.

도 3에서의 조건 제어부(40)는 교통 신호(40a)에 의해 제공되어진다. 교통 신호(적색, 노란색 및 녹색)는 충돌 방지 시스템과 통합되고 동기되어진다. 교통 신호(40a)의 사이클이 처음에 노란색으로 표시되면, 시스템은 차량 제한기(20)를 배치하기 시작한다. 만일 제동 센서(30a)가 운전자들이 적색을 무시하여 차량 속도의 증가를 검출하면, 제어기(10)는 점진적으로 차량 제한기(20)를 작동시킨다. 이러한 작용의 목적은 노란색의 의미가 서행 및 정지를 준비하기 위함인 것을 알려주기 위해서다. 이것으로 보행자가 건너는 적색일때 보행자의 통행 안전을 확실히 하여 충돌을 방지하고 보행자를 보호할 수 있다. 노란색일 동안 차량이 교차로를 통과시에는 감시 기능(50)의 카메라(50a)로 차량을 찍을 필요는 없다. 그러나, 신호를 단축시키기 위해 차량의 속도를 증가시키거나 교차로 접근시에도 충분히 서행하지 않는다면, 차량 특징(제조사, 모델, 색상 및 번호판)의 사진을 찍는다. 보고서 기능(60)은 시간을 스탬프하고 사진을 포멧한 후 필요한 위반 정보등을 포함하여 통신(80) 인터페이스로 교통 위반 보고서를 전송한다.

교통 신호(40a)(조건 제어부(40) 제공)가 적색을 표시하면, 차량 제한기(20)를 완전하게 전개한다. 운전자가 녹색을 예상하여 교차로 안으로 이동하는 것을방지하기 위해, 차량 제한기(20)는 녹색이 표시되지 않을때까지 유지된다. 운전자가 적색일때 운전하면, 감시 기능(50)의 카메라(50a)가 차량의 특성을 사진 촬영한다. 보고서 기능(60)은 시간을 스템프하고 사진을 포멧하여 필요한 위반 정보를 포함하고, 통신 장치(80) 인터페이스로 제 2 통신 장치(85)의 일부분인 컴퓨터(85a)를 통해 당국에 위반 사실을 보고한다.

교통 신호(40a)(조건 제어 장치(40)를 제공)가 녹색으로 표시되면, 충돌 방지 시스템은 정지된 차량을 방해하지 않도록 차량 제한기(20)를 작동시키지 않는다. 그런후, 녹색이 진행되는 동안, 충돌 방지 시스템은 도 2에 도시되는 바와같이 차량의 초과 속도를 비교하여 각각의 차량을 감시하고 제어한다.

교통 신호(40a)가 고장난 경우에는 충돌 방지 시스템은 모든 차량 제한기(20) 또는 교통 신호(40a)로부터의 조건 제어(40)를 프로그램할 수 있고 교통 신호의 동일한 신호 순서에 기초하여 내부 타이머를 사용할 수 있다. 이것으로 시스템은 연속적으로 차량의 속도 및 위치를 제어할 수 있고 교통 신호가 고장난 동안 차량과 보행자의 교통 처리를 할 수 있다. 교통 신호(40a)가 고장난경우 보고서 기능(60)은 이 사실을 당국에 전송한다. 이러한 특징에 의해 고장을 빠르게 통지함으로서 충돌을 방지할 수 있다.

충돌이 발생하면, 신체적 고생, 보험비, 및 건강비용이 들어가게 된다. 법적인 책임을 규정하기 위한 법정 시간 및 비용도 매우 중요하다. 따라서, 감시 기능(50) 및 보고서 기능(60)은 충돌을 일으킬 뻔한 사건이나 실제 충돌을 기록하기 때문에 매우 효과적이다. 상기에서 기술된 바와같이, 포착되고 보고되는 차량 작동은 교통 신호(40a) 또는 속도 제한과 일치되지 않는다. 부가적으로, 원격 기능(90)을 통해, 감시 기능(50)은 충돌후 초당 지정된 수 만큼 반복적으로 사진촬영을 할 수 있다. 따라서 교통 위반후 충돌이 발생하면 충돌은 사진 촬영되어지고 당국으로 전송되어진다. 감시 기능(50)은 적색 운전, 속도 초과(당국에 의해 한정된 속도), 노란색동안 속도를 증가시키는 경우, 노란색동안 속도를 감소시키지 않는 경우의 교통 위반을 검출한다. 상기에서 기술한 바와같이 제 2 통신부(85) 및 제 2 컴퓨터(85a)는 순찰중인 교통 경찰관, 응급실 의사 및 다른 지정된 기관 및 사람에게 사건을 보고한다.

비록 도 3에 도시하지는 않았지만, 도 2에 도시되는 전자 속도 제한 표시기는 속도 제한을 변경하고자 한다면 시스템 상태의 일부분으로서 실행할 수 있다. 원격 기능(90)은 시스템 속도 제한을 변경하는 명령을 내릴 수 있다.

도 4 - 스쿨 버스 탑승 유무

내셔널 센터의 통계 및 분석에 따르면, 1988년부터 1998년까지 스쿨 버스 관련 충돌에 의해 사망한 아이들의 73%가 보행자였으며 이들중 50%는 5살부터 7살사이의 어린이였다. 법은 스쿨 버스에서 어린이의 탑승 유무에 따라 운전자가 정지할 것을 요구하고 있다. 이러한 법에도 불구하고, 아직까지 많은 아이들이 제때에 정지하지 않는 차량에 의해 다치고 사망한다. 많은 경우에 있어서, 운전자들은 버스에서 내리는 아이들을 주목하지 못한다. 충돌 방지 시스템은 운전자에게 주의를 줄 뿐만 아니라 법을 준수하게끔 하여 아이들을 보호할 수 있다.

도 4는 스쿨 버스 정류장에서 차량과 보행자 충돌을 방지하는 것을 도시한다. 스쿨 버스는 제어기(10)안으로 입력을 제공하고 수신기(36) 주파수와 일치하는 전송기(32)를 부착하고 있다. 전송기/수신기는 제동 센서(30)와 같이 작용한다. 스쿨 버스가 정지없이 버스 정거장을 통과하면, 차량 제한기(20)는 실제 탑승 유무에 따라 작동되어진다. 예를들면, 버스에 아이들이 승차하거나 하차하기 전에 작동된다. 또 다른 스쿨 버스는 어떤 정거장에서는 정차할 필요없이 통과할 수 있다. 차량 제한기(20)의 오작동을 방지하기 위해서, 조건 제어부(40)부는 버스의 측면상에서 STOP 신호나 발광 경고등(40a)을 배치하는 것에 의해 버스의 실제 탑승 유무를 나타낼 수 있다. 이러한 조건 작용은 버스 전송기(32)가 수신기(36)로 통신할 수 있어야 하며, 이것으로 제어기(10)는 제동을 시킨다. 이때에 제어기(10)는 모든 라인에서 차량 제한기(20)를 작동시킨다. 몇몇의 차량 제한기(20)는 차량이 교차 영역으로 접근할 때 제한기 배치 정도를 주어진 라인안에서 더욱 과감하게 할 수 있다. 이것으로 충돌 방지 시스템은 운전자가 서행하도록 하고 아이들에게 물리적 보호를 제공할 수 있다. 차량 제한기(20)는 버스 운전자가 STOP 신호를 취소시키거나 버스 경고등(40a)을 끄는 것에 의해 작동되지 않는다.

다른 스쿨 버스로 인한 오작동을 방지하기 위해, 버스 전송기(32)로부터 나오는 신호는 충돌 방지 시스템에서 특정 버스를 식별할 수 있도록 코드화된 전송(34)을 가진다. 탑승된 상태에서 차량이 이동하면 감시 기능(50)은 차량을 사진 촬영한다. 사진 및 버스 식별등은 보고서 기능(60)에 의해 통신부(80)를 통해 당국으로 전송되어진다. 이 실시예서는 학교 아이들이 포함되기 때문에, 보고서기능(60)은 이러한 사건을 통지하도록 학교에 대한 접촉 정보나 이름을 포함한다. 상기에서 기술한 바와같이, 제 2 통신부(85)와 제 2 컴퓨터(85a)는 보고가능한 사건을 순찰중인 교통 경찰관이나, 응급실 의사 및 지정된 기관 및 사람에게 보고한다. 원격 기능(90)은 당국에서 상기에서 기술된 시스템 작동 파라미터를 원격적으로 변경가능하게 한다.

도 5 - 잘 보이지 않는 코너와 보행자

충돌 방지 시스템은 보행자와 운전자의 시야가 제한되어, 충돌이 일어날 수 있는 상황에서 보행자를 보호할 수 있는 시스템이다. 도 5는 주차 시설을 나타내는 실례이다. 문을 열기 위해 상점 입구에 사용된 것과 동일하게 제동 센서(30)의 입력이 보행자 검출기(30a)에 의해 제공된다. 이것은 자동차와 보행자의 충돌이 일어날 수 있는 교차로 이전에 있는 보행자 영역을 감시하도록 위치되어 있다. 보행자와 차량이 동일한 교차로를 향해 나아갔을 때, 제동 센서(30)는 제어기(10)에게 차량 제한기(20)을 동작시키도록 통보하여, 운전자에게 속도를 낮추도록 하는 표시를 제공한다. 제어기(10)가 운전자의 정면 방향으로 시스템 상태(70) 표시장치(70a)를 조명할 때 추가로 강화되어 보행자의 존재를 알리게 된다. 조건 제어부(40)는 교차로로 직진하는 차량의 존재를 검출하기 위하여 사용되는 초음파 센서와 같은 센서(40a)에 의해 제공된다(또한 지상 탑재 유도 로프로 충분할 수 있음). 교차로를 향해 진행하는 차량이 있는 경우에, 조건 제어(40) 센서(40a)는 제어기(10)가 차량 제한기(20)와 시스템 상태(70) 표시 장치(70a)를 동작시키도록 한정하여, 불필요한 시스템이 동작되는 것이 방지될 것이다.

차량 속도를 항상 제한하기 위하여 종래의 정지 속도 브레이커(breaker)는 왜 간단히 배치될 수 없는가 하는 의문이 있을 것이다. 충돌 방지 시스템은 그것이 설치된 모든 상황에서 교통이 효과적으로 이루어지도록 한다. 효과적인 교통은 가장 빠른 속도에서 가장 안전한 교통으로서 정의되고, 이는 환경에 따라 좌우되기 때문에 항상 동일한 속도일 수 없다. 그러므로, 보행자가 차에 충돌하지 않고 보다 빠른 속도로 차량이 안전하게 진행하게 된다. 또한, 운전자들은 그들이 그곳에 있으리라고 예상하기 때문에 정지 속도 브레이커는 동일한 운전자 경보 레벨을 야기하지 않는다. 반대로, 갑작스런 차량 제한기(20)의 작동은 운전자의 주의를 끌게되어 더 큰 위험을 야기하게 될 것이다.

보행자가 없는 경우에도 관계 당국은 최대 차량 속도를 제한하고 강화할 수 있다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 이것은 속도 제어를 위한 조건 제어(40) 센서(40a)에 또한 응답하도록 제어기(10)를 설정함으로써 이루어진다. 이러한 추가 사용으로 도시된 차량이 횡단하는 방향으로 진행하는 차량과 충돌하는 것이 방지되어, 충돌 방지 시스템의 적응성을 더 강조하게 될 것이다.

감시 기능(50), 보고서 기능(60) 및 통신부(80)는 상기에 설명한 바와 같이 관계 당국에 모든 위반과 충돌을 포착, 기록, 보고하도록 실행될 것이다. 충돌 방지 시스템이 개인적 특성을 감시하고, 그 다음, 보고서 기능(60)은 이름을 참조하여 접촉 데이터베이스로부터의 미리 결정된 이들의 개인 사항에 대한 정보와 접촉할 것이다. 상기한 바와 같이, 제 2 통신부(85)와 제 2 컴퓨터(85a)는 보고 가능한 사건을 순찰 경관, 응급실 의사 및 다른 지정된 기관 또는 사람에게 보고할 수 있다. 원격 기능(90)은 당국에서 상기에서 기술한 바와 같이 시스템 작동 파라미터를 변경할 수 있도록 한다.

도 6 - 철도와 도로 교차로

OPA(The Office of Public Affairs)/FRA(Federal Railroad Administration)는 고속도로-철도 교차로에서의 충돌에 관한 다음의 사실을 인용하고 있다: 국내에는 거의 280,000개의 고속도로-철도 건널목이 있다. 1994년에는 4,921개의 건널목 충돌 사고로 610명의 사람이 죽었고, 1,923명이 상해를 입었다. 미국에서 열차가 사람을 치는 사고는 거의 매 90분마다 일어나고, 운전자들은 다른 차량과의 충돌로 인한 사고보다 거의 30배 이상 기차와 관련된 사고로 사망한다.

기차와 차량간의 충돌은 운전자가 기차을 앞지르려고 철도 트랙을 횡단하기 위하여 속도를 높일 때 종종 일어난다. 낮은 속도에서도, 열차는 차량과의 충돌을 피하기 위하여 때에 맞춰 정지하는 것이 실질적으로 불가능하다. FRA는 경보 장치(게이트, 라이트, 벨 등)가 동작 중이고 적절히 기능을 하고 있는 일반 교차로에서 50% 이상의 충돌 사고가 일어난다고 말한다. 분명히, 상기 경보 장치는 기차의 질주를 억제하고 운전자의 주의를 끌기에 항상 충분하지 않다. 고속도로-철도 건널목에서 충돌을 감소시키는 방법 중 하나는 기차가 교차로에 근접했을 때 시간적, 물리적으로 차량의 접근을 제한하는 것이다.

차량과 기차의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 시스템 구성은 도 6에 도시되어 있다. 기차의 출현을 검출할 수 있는 센서가 제동 센서(30)이다. 이 기술은 진동, 초음파 또는 광 신호의 분열에 기초할 수 있다. 기차는 트랙을 달리는 유일한 기계 장치이기 때문에, 기차를 검출하기 위해 사용된 기술은 특별하지 않다. 기차의 최초 출현은 제어기(10)가 차량 제한기(20)를 동작시키기에 충분하지 않다. 이것은 기차가 그 지역에 주차(움직이지 않는 정지 상태)되어 있는 경우에만 불필요하게 동작하는 것을 방지한다. 그러나, 기차가 건널목에 접근할 때, 경고등과 차선을 가로질러 뻗어있는 게이트(40a)를 결국 동작시킨다. 이들 장치는 실제로 차량 제한기(20)를 사용하도록 제어기(10)에 지시하는 조건 제어(40)를 제공한다. 결과적으로, 건널목에 접근하는 운전자는 차량 속도의 증가를 상당히 어렵게 만드는 촉각 피드백을 받게 되고, 교차로까지 기차와 경주를 하게 된다.

명백하게, 이러한 실행의 다른 구성은 경고등과 게이트(40a)의 동작으로부터 상기 시스템을 직접 제동하는 것이다. 그러나, 상기한 구성은 교통을 불통시키기 전에 기차가 실제로 존재하는 것이 항상 확실하기 때문에 보다 신뢰성이 있다. 따라서, 기차의 출현과 건널목 제어(40a)의 동작은 시스템 동작에 대한 이중 사고를 제공하게 된다. 감시 기능(50), 보고서 기능(60), 및 통신부(80)는 상기한 바와 같이 모든 위반 사항과 충돌을 관계 당국에 포착, 기록, 및 보고하도록 실행될 것이다. 이 시나리오에서, 보고서 기능(60) 접촉 데이터베이스는 철도 관련 기관을 포함할 것이다. 상기한 바와 같이, 제 2 통신부(85)와 제 2 컴퓨터(85a)는 보고 가능한 사건을 순찰 경관, 응급실 의사, 및 지정되 기관 또는 사람들에게 보고할 수 있다. 원격 기능(90)은 당국에서 상기에서 기술한 바와 같이 시스템 작동 파라미터를 변경할 수 있도록 한다.

도 7 - 교통 신호등 교차로

국가 고속도로 교통 안전 관리국(National Highway Traffic Safety Administration)은 교차로에서의 충돌과 관련하여 하기의 통계와 사실을 제공하고 있다; 교차로는 미국의 도로에 위치한 가장 위험한 곳 중의 하나이다. 1994년에는 교차로에서 거의 195만건의 충돌이 발생하여(전체 충돌 사고의 30%를 나타냄), 6,700명 이상의 사망자와 상당한 수의 중상자가 발생했다. 다른 충돌 형태보다 더 많은 교차로 충돌 사고가 있다. 또한, 검출 및 경보 기술을 사용하여 다른 충돌 상황보다 이러한 충돌 형태를 방지하려는 보다 기술적인 도전이 있다고 NHTSA는 말하고 있다.

충돌 방지 시스템은 교통 법규에 따라서 차량의 위치를 제한함으로써 교차로에서의 충돌을 방지한다. 다른 이점은 운전자가 교차로를 막았을 때 발생된 교통 혼잡을 감소시키는 것이다.

혼잡한 교통 상황을 통과하려는 운전자의 시도가 실패함으로써 충돌이 빈번히 발생된다. 교통량이 많은 때에 교차로에서의 전형적인 사건에 대해 생각해보자. 신호등이 녹색으로 바뀌었을 때, 차량 밀도로 인해 교차로 출구쪽 방향의 차선이 가득 찰 때까지 교차로 내로 차량의 진입이 계속된다. 불행하게도, 운전자들은 종종 신호등이 적색으로 바뀌기 전에 교차로를 빠져나갈 것이라는 예상으로 교차로 내로 계속해서 진행한다. 통상적으로, 이러한 차량들은 차량이 횡단 방향으로 진행하라고 녹색으로 신호등이 변경될 때 교차로를 계속해서 막게 된다. 결과적으로, 횡단 차량이 움직일 수 없게 되어 교차로에 먼저 진입한 차량의 밀도가 계속해서 높아진다. 운전자들은 몇몇 교통 신호등을 조금 먼저 통과하려는 노력이 소용없게 된다. 따라서, 운전자들이 결국 교차로에 이르렀을 때, 그들은 교차로 내로 진입하게 되어 그들을 횡단하는 차량을 막게됨으로써 차량 혼잡을 더 가중시키게 될 것이다. 이러한 전체 시나리오는 충돌에 대한 가능성을 증가시킨다.

도 7은 아주 혼잡한 기간 동안의 교차로에서의 차량 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템을 나타낸다. 차량 제한기(20a, 20b, 20c, 20d)는 교차로에 대한 접근을 제어하기 위하여 교차로의 입구 쪽에만 설치된다. 녹색등에 의해 서쪽으로 진행하는 차량이 교차로의 출구측 차선을 채우기 시작할 때까지 교차로를 통과하여 진행하게 된다. 차량 접근 센서(30a, 30b)는 제동 센서 데이터(30)를 제공하고, 교차로의 서쪽 진행 방향의 차선의 출구측에 설치된다. 이들 센서(30a, 30b)는 입력 신호에 의해 우측 차선이 교차로를 막지 않고 다른 차량을 수용할 수 있는 동안, 좌측 차선이 점유되었다는 것을 제어기(10)가 결정하도록 위치된다. 제어기(10)는 상기 센서(30a, 30b)로부터의 지시에 따라서 서쪽으로 가는 교차로의 입구측 방향의 제한기들을 동작시킨다. 결과적으로, 서쪽 방향의 왼쪽 차선의 차량 제한기(20b)는 차량이 교차로에 진입하지 못하도록 동작한다. 오른쪽 차선 차량 제한기(20a)는 적어도 하나 이상의 차량이 교차로를 지나가도록 동작이 중지된다. 그후, 출구측의 오른쪽 차선의 센서(30a)는 차량이 추가로 교차로에 진입하지 못하도록 입구측의 차량 제한기(20a)를 사용하도록 제어기(10)에 지시할 것이다.상기 충돌 방지 시스템은 교차로가 막히는 것을 최소화하여, 남쪽 방향의 신호등이 녹색으로 바뀌었을 때 남쪽으로 진행하는 차량의 교차로에 대한 접근이 열리도록 한다. 차량 제한기(20c, 20d)와 제동 센서(30c, 30d)는 남쪽으로 진행하는 차량에 대하여 동일한 개념의 실행을 지원한다.

차량 혼잡이 문제가 되지 않는 경우, 차량 제한기(20a, 20b, 20c, 20d)가 사용되지 않아야 하고, 불필요하게 차량 흐름을 방해하지 않아야 하는 것이 중요하다. 교차로의 출구측 방향의 혼잡한 차선의 결정은 사실 차량 밀도의 결정이다. 차량 밀도는 주어진 시간 기간에 상기 센서를 통과하는 차량의 수로서 정의된다. 차량 제한기(20a, 20b, 20c, 20d)는 대응하는 제동 센서(30a, 30b, 30c, 30d)가 제어기(10)에게 동일한 차량이 교통 혼잡이 계속되는 시간의 기간 동안 교차로의 출구측 모서리에 위치해 있다는 것을 지시하는 경우에만 동작한다.

조건 제어부(40)는 신호등(40a)에 의해 제공되어 제어기(10)는 그에 따른 시스템 응답을 관리하게 된다. 차량 관리기는 상기에 기술된 바와 같이 녹색등이 켜진 방향으로 교통이 혼잡한 경우에만 차량 제한기가 동작해서 교차로가 막히는 것이 방지되도록 하는 것을 결정할 수 있다. 조건 제어부(40) 차량 신호등에 대한 교대 응답은 또한 적색등이 켜졌을 때의 차량을 위한 차량 제한기(20c, 20d)를 동작시키는 것이다. 이러한 동작은 운전자가 신호등이 적색에서 녹색으로 변경되는 것을 예상하는 것을 방지하기 위하여 적색등을 강화하는데 이용되므로, 충돌을 또한 방지하게 된다. 어느 하나의 응답 또는 두 가지 응답이 사용될 수 있다는 사실은 제어기(10)의 프로그래밍 로직에 따라 좌우되고, 본 발명의 적응성을 더 강조하게 된다.

감시 기능(50), 보고서 기능(60), 및 통신부(80)는 상기한 바와 같이 관계 당국에 모든 위반이나 충돌을 포착, 기록, 보고하도록 실행될 것이다. 상기한 바와 같이, 제 2 통신부(85)와 제 2 컴퓨터(85a)는 보고 가능한 사고를 순찰 경관, 응급실 의사, 및 지정된 기관 또는 사람에게 보고한다. 원격 기능(90)은 당국에서 상기에서 기술한 바와 같이 시스템 작동 파라미터를 변경할 수 있도록 한다.

앞서 도 3에 설명된 차량 속도 제어와 보행자 보호는 또한 도 7에 응용될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 제어기(10)의 프로그래밍 로직으로 상기 시스템은 교통 관리자가 원하는 방법으로 실행될 수 있다. 다시 한번, 많은 충돌 상황을 동시에 방지하도록 충돌 방지 시스템이 구성될 수 있을 때, 충돌 방지 시스템의 적응성은 분명하다.

도 8 - 4차선 교차로

충돌 방지 시스템은 4차선 교차로에서 도 8에 도시되는 바와같이 교통 신호없이 적용할 수 있는 장점을 가진다. 이것은 차량의 앞부분이 다른 차량과 마주치는 교차로의 유형이다. 도 7 및 도 8의 하드웨어적 구성의 차이점은 충돌 방지 시스템을 제동시키는 차량 검출 센서가 도 8에서는 입구 측면상에 위치한다는 점이다. 제동 센서(30a, 30b, 30c, 30d)는 차량을 검출하고 운전자가 차량 제한기(20a, 20b, 20c, 20d)의 작동을 볼 수 있도록 교차로 전방에 위치되어진다.(북측 센서(30b) 및 남측 센서(30d)는 대응되는 차량이 이것을 가리고 있기 때문에보이지 않는다.)

교차로에는 차량의 진행을 통제하는 교통 신호가 없기 때문에, 차량의 도착 순서에 따라 진행이 결정된다. 북측 센서(30b)가 첫 번째로 차량의 존재를 보고한다면, 제어기(10)는 다른쪽 방향의 차량 제한기(20a, 20c, 20d)를 전개시켜 다른 차량의 진입을 막고 북측 차량 제한기(20b)를 작동시키지 않음으로서 북쪽 차량을 진입시킨다. 연속적으로 제어기(10)는 차량의 존재를 보고하는 제동 센서(30a, 30c, 30d)의 순서에 따라 나머지 차량 제한기(20a, 20c, 20d)를 작동시키지 않는다. 동시에 차량이 도착한 경우는 우측 차선 우선 규칙에 따라 제어되어진다.

감시 기능(50), 보고서 기능(60) 및 통신부(80)는 상기에서 기술한 바와 같이 어떤 교통 위반 및 충돌을 포착하고, 기록하여 당국에 보고할 수 있다. 상기에서 기술한 바와같이 제 2 통신부(85) 및 제 2 컴퓨터(85a)는 보고할 사건을 순찰중인 경찰관, 응급실 의사 및 다른 지정된 기관과 사람에게 보고한다. 원격 기능(90)은 당국에서 상기에서 기술한 바와 같이 시스템 작동 파라미터를 변경할 수 있도록 한다.

도 9 - 고속도로 교통과 병합

병합 차선 신호등은 교통 당국이 각 주사이의 고속도로 상에서 혼잡시간 교통을 통제하려는 시도에서 사용하는 한 방법이다. 신호등은 측면 진입로에서 고속도로 교통과 병합하기 위해 진행하고자 할 때 자동차 운전자에게 표시하기 위해 일정 시각 순서로 녹색과 적색으로 번갈아 바뀐다. 도 9는 병합 교통 차선과의 차량충돌에 대한 가능성을 감소시키는 충돌 방지 시스템을 도시하고 있다. 제어기(10)의 내부 타이머는 제동 센서(30)로서의 역할을 한다. 타이머의 순서는 (원격 기능(90)을 통해서) 통상적인 병합 차선 교통 신호등에 사용되는 타이밍과 부합하도록 프로그램된다. 각각의 고속도로 차선뿐만 아니라 병합 가속 차선에서의 차량 속도를 검출하는 센서(40a)가 조건 제어부(40)를 제공한다. 제어기(10)는 기준선 타이밍(제동 센서(30)를 증감시키기 위해 차량 속도 입력을 사용하며, 후속해서 병합 차선 신호등(70a)(시스템 상태(70)와 차량 제한기(20)의 가동 타이밍을 조정한다. 고속도로 교통이 매우 혼잡해지면 충돌 방지 시스템은 실제로 병합 교통량이 고속도로로 진입하는 속도를 지연시키게 한다. 역으로, 고속도로 교통량이 줄어들면 시스템은 병합 속도를 증가시키게 된다. 대부분의 고속도로 차량이 (조건 제어부(40)를 제공하는 센서(40a)에 의해 결정된) 소정의 임계 속도를 상회해서 주행하면 제어기(10)는 시스템 상태(70)로서 병합 차선 신호등(70) 상에 녹색을 연속적으로 표시하게 된다. 충돌 방지 영역의 하류에 어떤 사고가 발생해서 결국 교통량을 소정 임계치 이하로 느리게 하면 시스템은 시스템 상태(70)로서 병합 차선 신호등(70a)을 자동적으로 조정하고 이에 따라 차량 제한기(20)를 자동적으로 조정한다. 소정의 임계 속도를 변경시키는 작업은 원격 기능(90)을 통해 수행된다.

통상적인 병합 차선 교통 신호등은 정적 타임 시퀀스를 사용하므로 그에 대한 접근을 제어중인 바로 그 신호등으로부터는 피드백 루프를 갖지 않는다. 또한, 이들 신호등은 일반적으로 소정의 아침저녁의 혼잡 시간에만 작동하도록 설정된다. 충동 방지 시스템은 통상적으로 병합 차선 신호등으로부터는 얻을 수 없고 또 본발명의 범위 밖에서는 얻을 수 없는 3가지 이점을 갖는다. 그 첫 번째는 병합 준비중인 차량의 물리적 제어와 병합 차선 신호등(70a)의 동기화이다. 이는 녹색등 표시전에 병합하고자 하는 자동차 운전자에 의한 조기 출발을 감소시킨다. 두 번째 이점은 기존의 고속도로 혼잡 기능인 병합 교통량을 자동적으로 조절할 수 있는 능력이다. 세 번째 이점은 소정의 혼잡 시간뿐만 아니라 하루 24시간 동안의 충돌 방지 제어(24)이다. 또한, 충돌 방지 시스템은 효율적인 교통, 즉 가장 빠른 속도에서의 가장 안전한 교통을 허용한다.

감시 기능(50), 보고서 기능(60) 및 통신부(80)는 상기한 바와 같이 임의의 위반 및 충돌을 포착하고, 기록하여 당국에 보고하는 역할을 수행한다. 전술한 바와 같이 제 2 통신부(85)과 제 2 컴퓨터(85a)는 보고가능한 사건을 순차 경찰관, 응급실 의사, 및 지정된 기관 또는 사람에게 보고한다. 원격 기능(90)은 당국에서 상기에서 기술한 바와 같이 시스템 작동 파라미터를 변경할 수 있도록 한다.

도 10 - 정면 충돌과 차선 통제 강화

사상자 분석 보고 시스템의 1998년 통계에 의하면 18,197명의 사람과 11,324대의 차량을 포함하는 5,243건의 정면 충돌 사고가 있었다. 이들 숫자를 감소시키기 위한 주목할만한 해결책은 자동차 운전자에게 충돌 가능성을 보다 많이 사전 경고해주는 것이다. 이것은 자동차 운전자의 경각심과 응답 시간을 모두 향상시키게 된다.

도 10은 양방향 중앙 차선을 갖는 거리에서의 정면 충돌을 방지하는 충돌 방지 시스템의 평면도이다. 아침 시간 중에 중앙 차선은 보다 극심한 남쪽 방향의 교통량을 수용하기 위해 사용된다. 그러나, 오후에 중앙 차선은 북쪽방향의 교통량을 위한 것이다. 적절한 표지가 중앙 차선 위에 게시되더라도 (점선 자국으로 표시된) 도면 아래의 차량은 중앙 차선 내로 가로지르게 된다. 이 차량과 중앙 차선 내의 제 2 차량은 정면 충돌로 접근중이다. 차량의 연속적인 근접 센서(30a)들간의 검출은 제동 센서(30)에 입력을 제공해서 제어기(10)로 하여금 중앙 차선에 차량의 방향을 결정하게 한다. 제어기의 내부 시간 클록(40a)은 조건 제어(40)이며, 그날의 시간을 기초로 해서 중앙 차선 교통에 대한 적절한 주행 방향을 결정하는 기준이 된다. 제어기(10)는 차량 제한기(20)를 가동시켜 양쪽 자동차 운전자에게 감속시키도록 경고한다. 이러한 조기 경고는 양쪽 자동차 운전자의 반응 시간을 급격하게 향상시켜 정면 충돌을 방지한다. 차량 제한기(20)는 개별적으로 제어될 수 있기 때문에 시스템은 2개의 접근중인 차량들 사이에 있는 차량 제한기(20)만을 가동시킬 수 있다. 이것은 충돌 위험 상태에 있지 않은 중앙 차선에 있는 차량들에 대한 방해를 방지한다. 시스템은 중앙 차선 내의 모든 차량 이동이 적절한 방향일 때 산개된 차량 제한기(20)를 작동 불능 상태로 하게 한다. 도 10에 도시되지는 않았지만 제어기(10)는 또한 고가의 전자 표시부(시스템 상태)를 업데이트시켜 길을 잘못든 자동차 운전자에게 부적절한 주행 방향에 대해 알려주게 된다. 중앙 차선은 양방향성이기 때문에 적절한 방향으로 주행하는 자동차 운전자에 대면하는 고가의 전자 표시부는 업데이트되어 접근중인 차량에 알려주게 된다.

감시 기능(50), 보고서 기능(60) 및 통신(80)은 전술한 바와 같이 임의의 위반 및 충돌을 포착하고, 기록하여 당국에 보고하는 역할을 수행한다. 전술한 바와 같이 제 2 통신(85)과 제 2 컴퓨터(85a)는 보고가능한 사건을 순차 경찰관, 긴급 의료 직원, 및 기타 소정의 기관 또는 사람에게 중계한다. 원격 기능(90)은 당국에서 상기에서 기술한 바와 같이 시스템 조작 파라미터를 변경할 수 있도록 한다.

도 11 - 후미 충돌

사상자 분석 보고 시스템의 1998년 통계에 의하면 7,837명의 사람과 4,846대의 차량을 포함하는 1,896건의 후미 충돌 사고가 있었다. 도 11은 교통 차선 내에서 주행중인 2개의 차량을 도시하고 있다. 점선은 어떤 차량이 센서 0, 센서 1, 및 센서 2에 의해 검출될 도로 위치를 나타내고 있다. 차량 검출을 위한 기술은 광 전송기/수신기 쌍들 사이의 통행 차량에 의해 광 빔의 방해, 초음속 또는 루프 코일일 수 있다. 실제로, 제동 센서(30)는 센서 1과 센서 2의 가동 중간에 나타나는 2개의 연속 차량의 통행간의 시간차이다. 그 시간차가 차량들간의 적절한 거리를 유지하는 것과 일치하는 시간차를 초과하는 하는 한 제어기(10)는 제동되지 않는다.

게시된 속도 제한은 시스템 가동의 기준 시간 임계치를 설정한다. (속도 제한과 기준 시간 임계치는 원격 기능(90)을 통해서 변경될 수 있다.) 소정의 속도 제한 중의 후미 충돌을 방지하기 위해서 운전자는 이전 차량이 도로 내의 어떤 지점을 통과한 시간과 자기 차량이 동일 지점을 통과한 시간 사이에 소정 초수를 허용하기로 되어 있다. 그러나, 후미 차량의 속도가 감소되는 한 여전히 안전한 주행이 보다 적은 시간으로 유지될 수 있다. 역으로, 후미 차량의 속도가 속도 제한보다 큰 경우에 연속 차량들 사이에는 보다 많은 시간이 경과되어야 한다. 따라서, 안전한 주행 거리를 유지하기 위해서는 후미 차량의 속도가 2개의 연속 차량들간의 시간차의 증감의 정도를 지배하게 된다. 동일한 센서가 후미 차량의 속도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 주행 차량이 센서 1에 도달했을 때 그 차량의 속도는 센서 0과 센서 1 사이의 알려진 거리를 센서 0과 센서 1의 가동간의 시간차로 나눔으로써 결정된다.

후미 차량이 센서 1에 도달하면, 선두 차량(제동 센서(30))의 통과 이후의 시간차는 후미 차량이 매우 가깝게 따라오고 있음을 나타낸다. 그러한 결정은 조건 제어(40)로서의 역할을 하는 후미 차량(40a)의 속도에 의해 확인되거나 또는 반박된다. 연속 차량들간의 시간이 속도 제한의 지배를 받는 기준 시간보다 작은 경우에도, 후미 차량은 후미 차량의 속도(40a)가 충분히 감소되었던 경우에 후미 충돌을 방지하기 위해서 제때에 정지하는 안전한 거리에 있을 수 있다. 그러나, 도 11에서 후미 차량(40a)의 속도(조건 제어(40))는 그 후미 차량이 너무 근접해서 주행하고 있음을 확인해준다. 제어기(10)가 차량 제한기(10)를 가동시키고 시스템 상태(70)로서 고가의 표시부(70a)를 업데이트시켜 운전자에게 그가 너무 근접해서 따라가고 있음을 알려준다. 또한, 차량 제한기(20)의 높이는 최소한의 안전 거리를 유지하기 위해 후미 차량이 도달해야 하는 부가적인 거리에 전개될 수 있다. 이러한 피드백은 선두 차량에 위험스럽게 근접한 차량에 대해서는 보다 과감한 구속을 제공하지만 역으로 그렇지 않은 차량에 대해서는 너무 지나친 감소를 호소하지않는다. 그 목적은 가장 빠른 속도에서 가장 안전한 교통량을 달성하는데 있다.

부가적인 조건 제어(42) 입력은 도로의 젖은 때를 검출하는 레인(rain) 센서(42a)에 의해 제공된다. 제어기(10)는 차량들간의 요구되는 시간을 증가시키고 이에 따라 시스템 응답을 통제함으로써 부가적인 입력 시의 인자로서 작용하게 된다.

감시 기능(50) 및 카메라(50a, 보고 기능(60) 및 통신(80)은 전술한 바와 같이 임의의 위반 및 충돌을 포착하고, 기록하여 당국에 보고하는 역할을 수행한다. 전술한 바와 같이 제 2 통신(85)과 제 2 컴퓨터(85a)는 보고가능한 사건을 순차 경찰관, 긴급 의료 직원, 및 기타 소정의 기관 또는 사람에게 중계한다. 전술한 속도 제한 표시는 상기 실시에 부가될 수 있다. 당국은 원격 기능(90)을 사용해서 기준 속도 제한 제한을 변경시킬 수 있다.

도 11 - 긴급 차량 통행

충돌 방지 시스템은 긴급 차량이 방해받지 않고 통과할 수 있게 해준다. 도 12는 충돌 방지 시스템의 긴급 차량 통행 기능(100)을 도시하고 있다. 긴급 차량은 제어기(10) 내에 입력을 제공하는 수신기(36)의 주파수에 일치하는 은닉된 전송기(32)를 장착하고 있다. 전송기/수신기 쌍은 제동 센서(30)로서의 역할을 한다. 전송기(32)는 긴급 차량의 사이렌과 합체됨으로써 이 전송기(32)는 사이렌이 켜져 있을 때에만 작동한다. 따라서, 사이렌(40a)의 작동은 조건 제어(40)를 제공한다. 이러한 특징은 긴급 차량이 긴급 호출에 응답하지 않을 때 그 긴급 차량이 충돌 방지 시스템을 무력하게 만드는 것을 방지한다. 긴급 차량이라도 긴급시가 아닌 경우에는 표준 교통 규칙을 준수해야 한다.

긴급 차량 통과 기능(100)을 수행하는데 따른 시스템 구성요소들의 기능은 주요 출력 응답이 차량 제한기(20)의 가동이 아닌 비가동이라는 사실을 제외하고는 이전 실시예와 동일하다. 긴급 차량이 사이렌(42a)이 작동 설치된 상태로 충돌 방지 시스템에 접근할 때 전송기(32)는 암호화된 송신호(34)를 수신기(36)에 무선 교신한다. 제어기(10)는 접근중인 긴급 모드 상태의 긴급 차량으로부터 작동 불능화 신호가 전송되었음을 수신기(36)로부터의 입력을 받아서, 모든 산개된 차량 제한기(20)를 작동 불능 상태(22)로 작동 불능하게 만든다. 긴급 차량이 통과한 직후에 제어기(10)는 시스템 및 차량 제한기(20)를 정상 작동 상태로 회복시킨다.

전송기(32)와 수신기간의 송신호는 시스템이 잡신호에 응답하지 않도록 암호화된다. 적절한 주파수와 적절한 형태의 송신호만이 인지된다. 암호화된 송신호(34)는 접근중인 차량(34a)의 유일한 식별자를 포함한다. 또한, 감시 기능(50)은 접근중인 긴급 차량이 감시 영역을 통과할 때의 사진이 요구되는 경우에 호출될 수 있다. 따라서, 작동 불능 발생의 날짜 및 시간(촬영을 했을 경우엔 그 사진)과 더불어 차량 식별자(34a)는 보고 기능(60)에 의해 컴파일링되어 통신(80) 인터페이스를 통해 당국에 전송된다. 이러한 문서는 제 2 통신(85)의 컴퓨터(85a) 상에 남게된다. 통행하는 긴급 차량의 사진 촬영 요청은 당국에 의해서 원격 기능(90)을 통해 이루어지거나 취소된다.

긴급 차량 통과 기능(100)은 어떠한 충돌 방지 시스템 실시예에도 기능적으로 응용가능하다. 그러나, 모든 상황이 긴급 차량 통과 기능(100)에 적합하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 교통 당국은 긴급시에도 긴급 차량이 도 6의 철도 건널목에 접근할 때에는 그 긴급 차량이 차량 제한기를 작동 불능 상태로 하는 것을 원치 않을 수도 있다.

도 12 - 긴급 차량 통행

충돌 방지 시스템은 긴급 차량의 통행을 방해하지 않도록 한다. 도 12는 충돌 방지 시스템의 긴급 차량 통행 기능(100)을 도시한다. 긴급 차량은 제어기(10)안으로 입력을 제공하는 수신기의 주파수와 일치되는 숨겨진 전송기(32)를 구비한다. 한쌍의 전송기/수신기는 제동 센서(30)로 작동한다. 전송기(32)는 사이렌이 작동될때만 작동되도록 긴급 차량의 사이렌과 통합되어진다. 이러한 사이렌(40a)의 활동은 조건 제어부(40)를 제공한다. 이것은 긴급 차량이 긴급 호출되지 않을때는 충돌 방지 시스템을 방해하지 않도록 하기 위함이다. 긴급 차량은 긴급한 상황이 아닌 경우에는 일반 교통법을 따른다.

긴급 차량 통행 기능(100)을 실행하는 시스템의 구성요소의 기능은 출력 응답이 작동 대신에 차량 제한기(20)의 비작동으로 되는 점을 제외하고는 상기의 실시예와 동일하다. 긴급 차량이 사이렌(42a)을 가지는 충돌 방지 시스템에 가까워지면, 전송기(32)는 무선, 코드 전송(34)하여 수신기(36)와 통신한다. 제어기(10)는 수신기(36)로부터 긴급 차량의 접근을 입력받으면 비작동 상태(22)로 배치된 모든 차량 제한기(20)를 비작동 시킨다. 긴급 차량이 통과한 후에는 제어기(10)는시스템과 차량 제한기(20)을 일반적 상태로 재기억 시킨다.

전송기(32)와 수신기(36)사이의 전송은 시스템이 표유의 신호에 응답하지 않도록 코드화 되어진다. 오직 적절한 주파수나 적절한 포멧으로 전송되어져야 한다. 코드 전송(34)은 접근하는 차량(34a)을 식별하는 식별기를 포함한다. 감시 기능(50)은 감시된 영역을 통과하는 긴급 차량을 사진 촬영한다. 이것으로 비작동 발생의 일자 및 시간이 입력된 보고서 기능(60)에 의해 통신(80) 인터페이스를 통해 당국에 전송되어진다. 이러한 기록은 제 2 통신부(85)의 컴퓨터(85a)에 기록되어진다. 통과하는 긴급 차량을 사진 촬영하는 요구는 당국에서 원격 기능(90)에 의해 만들거나 취소할 수 있다.

긴급 차량 통행 기능(100)은 어떤 충돌 방지 시스템 실시에서 기능적으로 적용 가능하다. 그러나, 모든 상황에서 긴급 차량 통행 기능(100)이 적용되는 것은 아니다. 예를들면, 수송 당국에서는 아무리 긴급한 경우라도 도 6에서 도시되는 열차 교차로에서는 접근하는 차량에 대해 차량 제한기가 작동되어지기를 원하고 있다.

결 말

본 발명의 충돌 방지 시스템은 다양한 곳에서 차량에 관련된 충돌을 효과적으로 방지할 수 있음이 입증되었다. 즉, 도로, 다수의 차선, 지형(언덕, 커브), 차량 교통 체적, 보행자 교통 체적, 기후 및 속도 제한등을 안전 관련법에 따라 변형가능하게 설계되어질 수 있다. 상기의 기술들은 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 예를들면, 도 8에서 북측 및 남측 교통이 언제나 동측 및 서측 교통보다 먼저 우회전 되더라도 교차 제어를 제공할 수 있다. 또한, 네개의 차량이 교차로에 동시적으로 접근하면 시스템은 차량 진행 및 제한을 적절한 순서에 따라 결정할 수 있다.

차량과 보행자의 충돌 가능성이 높은 상황에서는 차량이 주도로를 벗어나 보행자 횡단보도를 통해 좌회전 할 수 있다. 도 5에서는 차량과 보행자가 동일한 교차로를 향하여 진행할때 운전자가 제한된 시각을 가지기 때문에 이러한 경우가 가능하다.

또한 도 10의 구성은 차량이 잘못된 방향으로 진입할때 충돌을 방지할 수 있다. 제동 센서는 잘못된 방향으로 진입할때에 차량을 검출하고 제어기는 운전자가 잘못된 방향으로 진입했음을 나타내는 표시기와 차량 제한기를 전개할 수 있다. 차량 제한기 및 차량의 잘못된 접근을 나타내는 시스템 상태는 차량을 서행시키고 또한 경고시킴으로서 차량이 적절한 방향으로 이동하게 할 수 있다.

조건 제어의 사용은 시스템의 예비적인 출력 응답을 취소시키거나 완전하게 한다. 그러나, 도 11에서는 조건 제어(12)가 도로 수분을 기초로 하는 작동 파라미터를 변경하도록 사용할 수 있음을 증명하고, 이 경우에 차량 사이의 안전 거리 간격을 결정하는 베이스라인 시간을 증가시킨다. 이러한 유형의 입력은 충돌을 방지하기 위해 운전 행동의 변화가 요구되는 날씨 상태에 따라 충돌 방지 시스템을 자동적으로 조절할 수 있다. 일반적인 예로 젖은 도로에서 차량의 속도 제한을 자동적으로 낮출 수 있고, 도로가 마른 경우에는 베이스라인 제한을 자동적으로 복귀시킬 수 있다. 속도 제한 표시장치는 운전자에게 현재의 속도 제한을 알려주며, 차량 제한기는 속도 변경을 이끌어 내며, 보고서 기능은 당국에 교통 위반등을 알려준다. 이것으로 도로 조건을 감시하고 작동 파라미터를 변경하도록 감시하는 조건 제어 입력의 사용은 상기에서 기술되는 충돌 방지 시스템에 적용가능함을 알 수 있다.

충돌 방지 시스템은 교통 법규 또는 안전 관련법에 따라 환경을 감시하고, 운전자에게 충돌을 방지하기 위한 작동을 통지하며 충돌을 방지하기 위해 차량을 저지하며 교통 법규 또는 안전 관련법에 위반된 차량을 기록하고 보고하는 것에 의해 언제나 충돌을 방지할 수 있다. 이상과 같이 본 발명은 상기에서 기술되어진 실시예에 제한되지 않으며 첨부된 청구범위에 벗어남이 없이 변경가능함을 이해할 수 있다.

Claims

도로 운행이 가능하고 동력화된 차량의 충돌을 방지하는 시스템에서 있어서,

상기 시스템은 센서 입력 정보의 해석, 교통법의 해석, 제어 논리의 실행 및 시스템 출력 응답의 활성을 포함하고 상기 시스템을 제어하는 컴퓨터;

차량의 속도, 차량의 존재, 보행자의 존재, 열차의 존재 및 상기 물체의 접근, 시간 및 돌진을 나타내는 조건의 존재를 검출하는 장치 및 센서;

상기 시스템과 교통 제어 시스템을 동기화시키도록 상기 시스템과 교통 제어 장치사이에서 명령하는 전송 데이터 및 제어;

상기 시스템의 범위에 반대되는 작용, 교통법 위반 및 상기 시스템 환경내에서 충돌 결과를 문서화하는 수단;

제어가능한 도로 혼잡을 제공하는 것에 의해 차량의 속도 또는 위치를 제한하는 임피던스 장치; 및

상기 시스템를 원격 작동할 수 있는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 수단은

(a) 제조자, 모델, 색상, 상태, 번호판, 및 차량의 위치를 촬영하고;

(b) 일자, 시간 및 장소를 기록하고;

(c) 적용가능한 설명서를 첨가시키고;

(d) 접촉 정보를 예정된 사람 또는 기관에 알려주고

(e) 컴퓨터 액세스가능한 매체상에 상기 서류를 저장시키고; 및

(f) 상기 서류를 예정된 사람 또는 기관에 전송하는 상기 시스템의 환경내에서 교통법 위반 및 충돌 결과를 문서화하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템은 충돌을 방지하기 위하여 운전자에게 필요한 응답을 통지하는 시각 디스플레이 및 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템은

(a) 긴급 차량의 식별 및 검출;

(b) 상기 도로 임피던스의 해제;

(c) 긴급 차량의 선택적 사진 촬영;

(d) 시간, 일자, 장소 및 긴급 차량 식별을 포함하는 상기 해제의 문서화;

(e) 예정된 당국에 접촉 정보를 통지;

(f) 예정된 당국에 정보를 전송; 및

(f) 상기 시스템을 일반적 작동으로 복구를 포함하는 긴급 차량의 긴급 작동을 기초로한 상기 시스템의 표준 작동을 변경하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 차량의 속도 또는 장소에 따라 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 또 다른 차량의 속도 또는 위치에 따라 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 교통 제어 장치의 상태에 따라 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스 장치는 스쿨 버스의 승하차 유무에 따라 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 보행자의 존재에 따라 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

싱기 임피던스는 철도 건널목을 향해 접근하는 열차에 따라 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 교차로의 영역 및 출구내에서 차량에 대한 공간 유용성에 따라 교차로에서 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 교차로에 도착된 차량의 순서 및 우회전 우선에 따라 교차로에서 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 임피던스는 차량의 혼잡 또는 속도에 따라 차량을 제한하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템과 예정된 차량사이에 통신은 상기 시스템이 차량 식별, 존재 및 접근을 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템의 예비 응답은 상기 물체의 상태 정도에 따라 취소되고, 완성되고 또는 변경되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템은 상기 시스템의 환경안으로 진입하는 차량을 식별 및 감시하여 촬영하고, 표시하고, 저장하고, 준비하고, 취소하고 및 전송하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템은 팩스밀리, e-메일, 인터넷, 컴퓨터 네트워크, 전화, 모뎀, 이동전화, 페이저, 무선통신, 개인용 디지털 형성체 및 프린터를 포함하는 기술을 이용하여 통신하고, 이에 의해 상기 시스템에 의해 감시된 차량 식별을 지정된 사람 또는 기관에 전송하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
교통 제어 장치 및 시스템을 일체화시키고 동조화 하는 단계;

차량의 속도 또는 위치를 검출하는 단계;

교통법 또는 안전관련법에 따라 차량의 속도 및 위치를 계산하는 단계;

충돌을 방지하기 위한 작용을 운전자에게 제공하는 단계;

도로 혼잡을 제어하도록 선택된 차량을 저지하는 단계;

교통법을 위반한 차량을 당국에서 결정하도록 문서화하고 보고하는 단계; 및

충돌시 차량의 특성을 문서화하고 보고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 작용 및 제어를 포함하는 방법.
차량의 속도, 차량의 존재, 보행자의 존재, 열차의 존재 및 상기 물체의 접근을 나타내는 조건의 존재, 시간 및 충돌을 검출하는 단계;

만일 상기의 물체들이 교차한다면 상기 물체의 위치 및 이동을 비교하는 것에 의해 충돌 가능성을 평가하는 단계;

교통 위반를 나타내는 속도 및 위치와 실제 차량의 속도 또는 위치를 비교하는 단계; 및

만일 충돌 가능성이 있고 또는 교통 위반 가능성이 있으면 차량의 이동을 저지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충돌 방지 방법.