KR20020051391A - 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치 - Google Patents

단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치에 관한 것으로 특히, 지역별로 통과 차량의 등록 정보 및 주행 속도를 수집하여 교통 흐름을 분석하고 그 분석 결과에 따라 교통신호등을 제어함으로써 원활한 교통 흐름이 되도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적을 위하여 본 발명은 지역별 교통 정보(통과 차량수, 차량 속도)를 수집, 분석하여 교통 상황을 판별하고 그 판별된 교통 상황을 반영하여 교통신호 제어용 파라메터를 생성하는 교통정보 수집 서버(300)와, 차량 정보(차량 속도)를 송출하기 위한 차량 단말기(111)(112)와, 임의의 지역에 설치되어 상기 차량 단말기(111/112)와 양방향 무선 통신하기 위한 DSRC 기지국(211/212)과, 상기 DSRC 기지국(212)로부터 수신한 교통신호 제어 파라메터를 수신하여 교차로 또는 건널목 등에 설치된 신호등(320)의 점멸 제어를 수행하는 교통신호등 제어기(310)와, 상기 DSRC 기지국(211)(212)에서의 전송 정보를 수집하여 차량 속도 및 통과 차량수에 관련한 교통 관련 정보를 상기 교통정보 수집 서버(300)로 전송하고 그 교통정보 수집 서버(300)에서의 분석 결과에 따른 교통신호 제어용 파라메터를 상기 DSRC 기지국(212)으로 전송하는 DSRC 서버(230)로 구성한다.

Description

단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치{TRAFFIC CONTROL APPARATUS USING THE DEDICATED SHORT RANGE COMMUNICATION}
본 발명은 지능형 교통 시스템(ITS)에 관한 것으로 특히, 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치에 관한 것이다.
현재 차량이 증가하면서 교통 혼잡과 이로 인한 물류 비용의 증가를 억제하기 위하여 교통 관련 시스템에 무선 통신 기술을 접목하고 있다.
종래에는 교통 관련 시스템에 접목시키기 위한 무선 통신 기술로서, FM-DARC 무선 통신 방식, beacon 무선 통신 방식, 셀룰러 무선 통신 방식 및 IMT-2000 무선 통신 방식 등이 제시되어 있다.
상기 FM-DARC 무선 통신 방식은 기존 FM 방송 채널을 이용하여 디지털 데이터를 전송하는 방식으로, 전송 속도가 최대 16kbps이고 통신 셀 크기는 수십 Km이므로 광역 서비스와 기존 방송 채널을 사용하기 때문에 디지털 송수신기 구현이 용이한 장점이 있다.
상기 beacon 무선 통신 방식은 차량 단말기와 노변 기지국간의 양방향 통신이 가능함으로 주차 서비스 이용시 주차 요금 자동 정산, 주차 가능 위치 지정 등을 통해 사용자에게 편리함을 제공할 수 있다.
상기 셀룰러 무선 통신 방식은 차량 운전자에게 이동시에도 음성 서비스를 제공하기 위한 Circuit 통신 방식을 사용한다.
상기 IMT-2000 무선 통신 방식은 음성 서비스 뿐만 아니라 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있는 통신 방식으로 개발되고 있다.
그러나, 종래의 FM-DARC 무선 통신 방식을 이용하는 기술은 방송 채널을 이용하기 때문에 하향 링크만이 제공되는 단방향 서비스의 제약이 따르며, beacon 무선 통신 방식을 이용하는 기술은 여러 개의 차량 단말기와 다중 접속이 지원되지 않으므로 셀 내에서 2개 이상의 단말기가 동시에 무선 채널을 액세스할 때에는 링크 셋업이 되지 않는 문제점이 있다.
또한, 종래의 셀룰러 무선 통신 방식을 이용하는 기술은 사용자가 정보를 제공받기 위해 계속 통화 상태를 유지하여야 함으로 서비스 비용이 증가하며, IMT-2000 무선 통신 방식을 이용하는 기술은 제공하는 서비스에 따라 주파수 대역폭이 다르므로 사용자가 원하는 서비스에 따라 주파수를 가변하여야 하는 문제점이 있다.
현재 상기의 문제점을 개선하기 위하여 지능형 교통 시스템(ITS ; Intellegent Transport System)이 제시되었으며, 적용 분야에 따라 대중교통 시스템, 교통관리 시스템, 화물운송 시스템, 교통정보 시스템, 차량 및 도로 시스템 등으로 구분할 수 있다.
이러한 지능형 교통 시스템은 실시간으로 교통 정보의 수집 및 분배 처리를 통하여 다양한 서비스를 제공하기 위하여 전용 시스템을 구현하고 있으며, 일례로서 DSRC 시스템이 제시되어 있다.
상기 DSRC 시스템은 1대의 차량 단말기에서 여러 가지의 교통 서비스를 수용할 수 있고, 안정성 있는 데이터 채널 제공, 좁은 통신 영역내에서의 통신 및 무선 자원의 효율적 사용 등에 의해 고속패킷 통신을 제공하며, 음성 합성, 단문/이미지 표시, 키패드 입력장치, IC 카드 등을 위한 간단한 사용자 인터페이스를 제공하고 있다.
이러한 DSRC 시스템을 이용하여 운행중인 차량 정보 예로, 교통 흐름에 관련한 정보가 운전자에게 제공된다면 운전자의 안전을 한층 보장할 수 있을 것이다.
그런데, 현재 임의의 지역에서 교통 신호등을 제어하기 위해서는 별도의 전용선을 설치하여야 함으로 전용선 가설에 따른 불편함과 관리 비용이 증가하는 단점이 있다.
이러한 점을 감안하여 본 발명은 지역별로 통과 차량의 등록 정보 및 주행 속도를 수집하여 교통 흐름을 분석하고 그 분석 결과에 따라 교통신호등을 제어함으로써 원활한 교통 흐름이 되도록 창안한 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통정보 제공 장치를 제공함에 목적이 있다.
도1은 본 발명의 실시예를 위한 교통신호 제어 장치의 구성도.
도2는 본 발명의 실시예에서 교통신호 제어를 위한 신호 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
111,112 : 차량 단말기211∼213 : DSRC 기지국
230 : DSRC 서버300 : 교통정보 수집 서버
310 : 교통신호 제어기320 : 신호등
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 교차로 또는 특정 도로의 통과 차량에 관련한 정보를 수집하여 교통 상황을 분석하고 그 분석된 교통 상황에 따른 교통신호 제어용 파라메터를 생성하는 교통정보 수집 서버와, 차량 속도 및 등록 정보를 송출하기 위한 차량 단말기와, 임의의 지역에 설치되어 상기 차량 단말기와 양방향 무선 통신하기 위한 DSRC 기지국과, 이 DSRC 기지국에 접속되어 그 DSRC 기지국에서 수신한 상기 교통신호 제어용 파라메터에 따라 교통신호등을 제어하는 교통신호 제어기와, 상기 DSRC 기지국에서의 전송 정보(교통관련정보)를 수집하여 상기 교통정보 수집 서버로 전송하고 그 교통정보 수집 서버에서의 분석 결과에 따른 교통신호 제어용 파라메터를 상기 DSRC 기지국으로 전송하는 DSRC 서버를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예를 위한 교통신호 제어 장치의 구성도로로서 이에 도시한 바와 같이, 교차로 또는 특정 도로의 통과 차량수, 차량 속도 등의 교통 관련 정보를 수집, 분석하여 교통 상황을 판별하고 그 판별된 교통 상황을 반영하여 교통신호 제어용 파라메터를 생성하는 교통정보 수집 서버(300)와, 차량(110)(120)에 각기 설치되어 해당 차량의 정보(운전자의 서비스 요구 정보, 차량 속도 등)를 송출하기 위한 차량 단말기(111)(112)와, 임의의 지역에 설치되어 상기 차량 단말기(111/112)와 양방향 무선 통신하기 위한 DSRC 기지국(211/212)과, 이 DSRC 기지국(211)(212)에서의 전송 정보를 수집하여 차량 속도 및 통과 차량수에 관련한 교통 관련 정보를 상기 교통정보 수집 서버(300)로 전송하고 그 교통정보 수집 서버(300)에서의 분석 결과에 따른 교통신호 제어용 파라메터를 상기 DSRC 기지국(212)으로 제공하며 아울러 교통 상황 정보를 상기 차량 단말기(111)(112)로 제공하도록 상기 DSRC 기지국(211)(212)으로 전송하는 DSRC 서버(230)와, 상기 DSRC 기지국(212)로부터 수신한 교통신호 제어 파라메터를 수신하여 교차로 또는 건널목 등에 설치된 신호등(320)의 점멸 제어를 수행하는 교통신호등 제어기(310)로 구성한다.
상기 차량 단말기(111)(112)는 스마트 카드를 내장하여 고유 등록번호, 차량 관련 정보(차량 속도 등)를 기록하고 그 정보를 분석하여 자체 전력 송출 기능에 의해 DSRC 기지국(211,212)으로 송신하도록 구성하며, 운전자가 원하는 지역의 교통 상황을 표시하기 위한 별도의 표시 장치 예로, 엘씨디(LCD) 모니터 또는 차량 항법 장치를 더 구비하여 구성한다.
상기 DSRC 기지국(211)(212)은 차량 단말기(111,112)와 최대 1Mbps의 고속으로 데이터를 전송할 수 있고 채널 활용 효과를 높이기 위해 TDMA 방식을 이용하여 하나의 주파수로 여러 대(예로, 8대)의 차량 단말기와 동시에 통신이 가능하며 아울러 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 밴드 주파수 및 저출력의 RF를 사용하여 근거리 통신을 수행하면서 운전자의 서비스 요구에 관련한 정보는 상기 차량 단말기(111)(112)로 송출하고 교통신호 제어를 위한 파라메터는 교통신호 제어기(310)으로 전송하도록 구성한다.
도면의 미설명 부호 '220'은 DSRC 기지국(211∼213)과 DSRC 서버(230)간의 데이터 통신을 위한 DSRC 전용망이다.
상기에서 DSRC 기지국(212)과 교통신호 제어기(310)간 및 DSRC 서버(230)와 교통정보 수집 서버(300)간은 각기 이더넷으로 연결한다.
이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 도2의 신호 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, DSRC 방식의 차량 단말기(111/121)를 장착한 차량(110/120)이 DSRC 기지국(211/212)의 통신 범위 내로 진입하면 상기 차량 단말기(111/121)는 상기 DSRC기지국(211/212)에서 송출되는 ETC 방송 신호를 수신하고 그 ETC 방송 신호를 분석하여 사용 가능한 채널을 상기 DSRC 기지국(211/212)으로 요청한다.
상기 DSRC 기지국(211/212)은 차량 단말기(111/121)로 사용 가능한 채널 정보를 전송하며 상기 차량 단말기(111/121)는 스마트 카드에 기록되어 있는 등록 정보(고유등록번호 포함)를 상기 DSRC 기지국(211/212)으로 전송한다.
이 경우, DSRC 기지국(211/212)은 차량 관련 정보를 수신한 후 정상적으로 수신되었는지를 차량 단말기(111/121)로 전송하며 상기 차량 단말기(111/121)는 차량 점검 데이터의 전송 이력을 저장하여 동일 지역에서 동일한 데이터를 중복 전송하지 않도록 한다.
상기 DSRC 기지국(211/212)은 차량 단말기(111/112)의 등록 정보를 확인하기 위해 이 정보를 DSRC 전용망(220)을 경유하여 DSRC 서버(230)로 전송한다.
상기 DSRC 서버(230)는 DSRC 기지국(211/212)에서의 차량 단말기(111/121)에 대한 등록 정보 확인 요청에 대해 인증을 수행하고 사용 가능 여부를 상기 DSRC 기지국(211/212)로 전송한다.
따라서, 차량 단말기(111/121)가 사용 가능으로 인증된 경우 DSRC 기지국(211/212)은 차량 단말기(111/121)와 양방향 통신을 수행하면서 상기 차량 단말기(111/121)로부터 수집한 차량 관련 정보(고유등록번호, 차량 속도, 현재 주행중인 도로의 교통 상황과 같은 서비스 요구 정보)를 DSRC 전용망(220)을 경유하여 DSRC 서버(230)로 전송한다.
이 경우, 상기 DSRC 기지국(211/212)은 다수의 차량 단말기로부터 수신한 정보를 취합하여 DSRC 서버(230)로 전송하기 위한 메시지 형태로 생성하고 그 생성된 메시지를 전용망(220)을 경유하여 상기 DSRC 서버(230)로 전송한다.
여기서, DSRC 기지국(211/212)에서의 메시지에는 차량 속도, 통과 차량수 등의 교통 상황 정보가 포함된다.
상기 DSRC 서버(230)는 차량 단말기(111/112)로부터 전송된 교통 관련 정보를 취합하여 관리하면서 교통정보 수집 서버(300)에서 필요로 하는 교통 관련 정보(지역별 통과 차량수, 각 차량의 주행 속도)를 그 교통정보 수집 서버(300)에서 처리할 수있는 메시지 형태로 가공하여 그 교통정보 수집 서버(300)로 전송한다.
상기 교통정보 수집 서버(300)는 DSRC 서버(230)로부터 수집한 교통 관련 정보를 분석하여 각 지역별 교통 흐름을 판별한 후 교통신호 제어용 파라메터를 생성하고 이 파라메터를 지역별 코드를 부가하여 해당 DSRC 기지국으로 전송하도록 DSRC 서버(230)로 전송한다.
상기 DSRC 서버(230)는 교통신호 제어용 파라메터를 교통신호 제어기의 설치 지역별로 분류함과 아울러 그 분류된 파라메터별로 전송할 해당 DSRC 기지국을 판별하게 된다.
여기서는 교통신호 제어용 파라메터를 DSRC 기지국(212)으로 전송하는 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 DSRC 서버(230)는 차량 단말기(112)에서의 서비스 요구가 있는 경우 그 서비스 요구에 부응하는 정보를 교통신호 제어용 파라메터와 함께 DSRC전용망(220)을 통해 상기 DSRC 기지국(212)으로 전송한다.
상기 DSRC 기지국(212)은 차량 단말기(112)에서 요구된 서비스 정보와 교통신호 제어기(310)으로의 교통신호 제어용 파라메터를 분리한 후 각각 차량 단말기(112)와 교통신호 제어기(310)로 전송한다.
상기 교통신호 제어기(310)는 교통신호 제어용 파라메터에 따라 교통신호등(320)의 동작 상태를 제어하여 원활한 교통 흐름이 되도록 한다.
여기서, 교통신호 제어기(310)와 DSRC 기지국은 이더넷으로 연결한다.
그리고, DSRC 기지국(212)으로부터 서비스 정보(예로, 현재 주행중인 도로의 교통 상황)를 수신한 차량 단말기(112)는 별도의 표시 장치에 문자 또는 그래픽스로 표시하여 운전자에게 알리게 된다.
이러한 동작을 위하여 차량 단말기(111/112)는 교통상황 등의 서비스 정보를 요구하기 위한 특정 기능을 구비하여 구성한다.
또한, 운전자는 휴대용 단말기, 일반 전화, 이동통신 단말기 등으로 교통정보 수집 서버(300)에 직접 접속하여 현재 진행중인 도로의 교통상황을 검색할 수 있다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 차량이 임의의 지역을 통과할 때 그 차량의 등록 정보를 수집하여 교통상황을 분석하고 그 분석 결과에 따라 교통신호등을 제어함으로써 도로의 교통 상황에 대처하여 원활한 교통 흐름이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 DSRC 방식의 차량 단말기를 구비하는 경우 교통 정보 등을 포함하는 차량 관련 정보를 제공받을 수 있으므로 별도의 장치가 필요없어 차량 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 지역별로 통과 차량에 관련한 정보(주행 속도, 통과 차량수)를 수집하여 교통 상황을 분석하고 그 분석된 교통 상황에 따른 교통신호 제어용 파라메터를 생성하는 교통정보 수집 서버와, 차량 속도 및 등록 정보를 송출하기 위한 차량 단말기와, 임의의 지역에 설치되어 상기 차량 단말기와 양방향 무선 통신하기 위한 DSRC 기지국과, 이 DSRC 기지국에 접속되어 그 DSRC 기지국에서 수신한 상기 교통신호 제어용 파라메터에 따라 교통 신호등을 제어하는 교통신호 제어기와, 상기 DSRC 기지국에서의 전송 정보를 분류하여 교통관련정보를 상기 교통정보 수집 서버로 전송하고 그 교통정보 수집 서버에서의 분석 결과에 따른 교통신호 제어용 파라메터를 상기 DSRC 기지국으로 전송하는 DSRC 서버를 구비하여 구성함을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, DSRC 기지국은 DSRC 서버로부터의 전송 정보를 차량 단말용 서비스 정보와 교통신호 제어용 파라메터로 분류하고 차량 단말용 서비스 정보는 차량 단말기로 전송하고 교통신호 제어용 파라메터는 교통신호 제어기로 전송하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, DSRC 기지국과 교통신호 제어기간은 이더넷으로연결하는 것을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, DSRC 기지국과 DSRC 서버간은 DSRC 전용망으로 연결하고, DSRC 서버와 교통정보 수집 서버간 및 DSRC 기지국과 교통신호 제어기간은 이더넷으로 연결하는 것을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 차량 단말기는 교통정보 수집 서버로부터의 교통 정보를 표시하기 위한 표시 장치를 구비하여 구성함을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 표시 장치는 별도의 엘씨디 모니터 또는 차량 항법 장치임을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 차량 단말기는 교통정보 수집 서버에서의 교통정보를 요구하기 위한 특정 기능을 구비하여 구성함을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 차량 단말기는 주행중인 차량의 속도를 검출하기 위한 기기와 연결하는 것을 특징으로 하는 단거리 무선전용 통신망을 이용한 교통신호 제어 장치.
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