KR200278316Y1 - 보행신호시간 연장기능 교통신호기 - Google Patents

Abstract

노약자, 지체장애자의 횡단보도 횡단시 보행자 신호등(보행등)의 녹색등 점등주기(보행신호시간)를 평상시 보다 길게 점등할 수 있게 하는 압버튼을 구비한 교통신호기로써 기존에 일률적인 점소등 주기를 갖는 것을 노약자나 장애인이 압버튼을 작동시킬 경우에는 녹색등 점등 주기를 길게 하고 압버튼이 작동하지 않을 경우에는 정상인들이 통상의 보행속도로 횡단보도를 건널 수 있는 통상의 보행신호시간으로 점소등하게 하는 압버튼과 보행등 및 교통신호등을 제어하는 주제어부를 특징으로 하는 보행신호시간 연장기능 교통신호기

Description

보행신호시간 연장기능 교통신호기{The traffic signals with time-delay function}

횡단보도 보행등의 보행신호(녹색등 점등)시간은 보행자의 안전과 차량소통의 2가지 측면을 고려하여 설정된다. 보행신호시간의 산출은 기본적으로 횡단거리를 보행속도로 나눈 시간을 적용하고 여기에 보행자의 안전을 고려하여 보행자수 및 밀도, 인지시간, 지역특성 등 여러 변수를 고려하여 설정하게 된다.

보행자 보행신호시간은 보행자 녹색신호시간과 보행자 점멸신호시간으로 구분되어있다. 이 두개 신호 시간대의 구분 의미는 적색시간 동안 대기하고 있던 보행자군은 보행자 녹색신호 시간대에 횡단보도를 진입하여 정상적인 걸음으로 통과할 수 있으나, 녹색등 점멸이 시작되면 더 이상 횡단을 시작해서는 안 된다는 의미이다.

국내에서 보행자 점멸신호시간 산출에 적용되는 보행속도는 보행자의 안전을 고려하여 통상 1.0m/s를 적용하고 학교 앞이나 노약자 등이 많은 횡단보도에서는 0.9m/s의 보행속도를 적용한다.

현재 보행신호시간은 다음 식으로 계산한다.

T = t + L/V

여기서 T = 보행신호시간 ( sec )

t = 여유시간(sec)으로 보행자 녹색신호시간(국내 7초 적용)

L = 횡단보도 길이 (m)

V = 보행자밀도와 지역구분에 따른 횡단 보행속도( m/s, 통상 1.0m/s 적용)

L/V = 보행자 점멸신호시간

도 3에서 B, D 도로폭 18m, A, C 도로폭 22m라고 가정할 경우 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은 다음과 같이 구해진다.

B , D 도로 횡단

7초 + 18m/(1.0m/s) = 25.0초 ( 보행자 점멸신호시간 : 18초 )

A , C 도로횡단

7초 + 22m/(1.0m/s) = 29.0초 ( 보행자 점멸신호시간 : 22초 )

만약, 교차로 주변에 노인복지시설이 있거나 노약자들이 많은 지역적 특성 또는 학교주변의 교차로라면 학생들의 등·하교시간 또는 노약자의 유·무에 무관하게 보행속도를 0.9m/s를 적용하여 다음과 같은 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간이 구해진다.

B , D 도로 횡단

7초 + 18m/(0.9m/s) = 27.0초 ( 보행자 점멸신호시간 : 20초 )

A , C 도로횡단

7초 + 22m/(0.9m/s) = 31.4초 ( 보행자 점멸신호시간 : 24.4초 )

위와 같은 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간의 설계는 횡단보도를 횡단하는 보행자가 정상인, 노약자와 무관하게 적용되는 문제점이 있어 필요 이상의 보행신호시간으로 대기차량의 증가와 대기가스 배출등의 교통체증과 환경오염의 문제를 발생시키거나, 짧은 보행신호시간으로 노약자, 장애인의 횡단보도 횡단시 각종 안전사고의 문제를 일으킨다.

본 고안은 횡단보도 보행등의 보행신호시간이 정상인의 보행속도에 맞추어져 있거나, 일률적으로 노약자의 유·무에 무관하게 노약자의 보행속도에 맞추어져 운영되는 교통신호기의 문제점을 해결하고자 다음과 같은 기술적 과제를 해결하고자 한다.

보행등의 보행신호시간 운영에 있어서,

첫 째 : 평상시 보행자의 보행속도는 1.0m/s를 적용하는 것

둘 째 : 노약자의 요구에 의해 보행자의 보행속도를 0.9m/s로 적용하는 것

셋 째 : 첫째, 둘째 과제는 현재 국내 상황으로 국제적, 시대적으로 도로교통법의 변화 및 지역환경 변수의 변화에 대비해 관리자의 입력·지정에 의해 정상인의 보행속도, 녹색신호시간 및 노약자의 요구가 있을 경우 노약자의 보행속도, 녹색신호시간 및 횡단보도 거리를 관리자에 의해 입력·지정할 수 있게 할 것

네 째 : 노약자의 요구에 의해 보행신호시간을 길게 갖게 하는 것은 당행 해당 횡단보도 보행등 점멸 1회 또는 교차로 모든 보행등 1주기 점멸에 한정한다.

다섯째 : 노약자의 요구에 의해 보행등의 보행신호시간을 길게 가지며 점등되고 있는 중에 재차 요구할 경우에는 무효처리 할 것

여섯째 : 노약자의 요구에 의해 해당 보행등의 보행신호시간을 길게 갖게 됨에 따라 타 보행등 및 교통신호등의 주기도 맞추어 길게 갖게 할 것.

일곱째 : 보행신호시간 연장에 따른 차량정체 보상모드가 있을 것.

여덟째 : 차량소통에 원활함을 주기 위하여 차량용 교통신호등의 녹색등 점등 주기가 길어져 횡단보도의 보행등 보행신호시간 보다 길 경우 횡단보도 보행등의 녹색등을 가장 길게 점등할 수 있는 것을 적용시키는 것.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 노약자의 보행신호시간 연장요구는 보행등주에 압버튼(지상에서 1m 내외설치)을 설치하여 노약자가 압버튼을 누름으로써 보행신호시간을 길게 갖기를 요구하는 것으로 관리자에 의해 입력된 노약자의 보행자 녹색신호시간(현재 국내에서는 7초로 노약자 정상인 동일) 및 노약자 보행속도 값(현재 국내는 0.9m/s)을 적용하여 보행신호시간을 길게 갖는 교통신호기로써 아래 고안의 구성에서 상세하게 설명한다.

도 1은 주제어부의 제어 FLOWCHART

도 2는 보행등 보행신호시간 연장요구 압버튼을 구비한 보행등

도 3은 보행등 보행신호시간 연장기능을 구비한 보행등이 설치된 교차로

도 4는 보행신호시간 연장기능 교통신호기 블록도

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

100 : 주제어부 200 : 단자판

210 : 정상인 보행속도 입력단자 220 : 정상인 녹색신호시간 입력단자

230 : 노약자 보행속도 입력단자 240 : 노약자 녹색신호시간 입력단자

250 : 횡단보도 거리 입력단자 260 : 차량정체 보상모드 입력단자

300 : 전원부 400 : 압버튼

500 : 등기구 600 : 신호구동부

700 : 루프검지기 800 : 수동조작판

900 : 모순검지부

횡단보도에 보행자용 신호등(보행등)의 보행신호시간 제어에 있어서 보행자 녹색신호 시간과 보행자 점멸신호시간 제어를 위하여 도 4와 같이 관리자가 정상인의 보행속도( 210 ), 정상인 녹색신호시간( 220 ) 및 노약자의 보행속도( 230 ), 노약자 녹색신호시간( 240 )과 횡단보도 거리( 250 )를 입력하고, 차량정체 보상모드( 260 )를 선택할 수 있는 단자판( 200 ), 노약자가 보행신호시간 연장을 요구하는 압버튼( 400 ), 전체 시스템을 제어하는 주제어부( 100 , MCU : Main Control Unit )를 본 고안의 특징으로 하며, 일반 교통신호기의 구성요소인 신호구동부( 600 , SCU : Signal Control Unit ), 루프검지기( 700 , Loop Detection Unit ), 수동조작판( 800 , Police Panel ), 전원부( 300 ), 등기구( 500 ), 모순검지부( 900 ), 함체(Cabinet)로 구성되어 노약자의 요구에 의해 보행등의 보행신호시간 연장기능을 구비한 교통신호기를 구성한다.

도 2의 압버튼( 400 )을 작동시키지 않을 경우에는 정상인의 보행속도(현재 국내 1.0m/s)로 보행등의 보행자 점멸신호시간을 제어하나, 노약자 등이 압버튼을 작동시킬 경우 노약자의 보행속도(현재 국내 0.9m/s)로 보행등의 보행자 점멸신호시간이 제어되어 보행신호시간이 길어진다. 이에따라 차량용 교통신호등의 적색, 녹색등 및 다른 도로상에 보행등의 적색등 주기도 길어지게 된다.

압버튼은 재작동 금지 기능이 있어 보행등이 적색등을 점등 했을때 압버튼을 작동시킨 후 녹색등이 점등되고 다시 적색등이 점등되기전 중간에 압버튼이 작동되면 이때 작동된 압버튼 신호는 무효처리 된다.

압버튼의 1회 요구에 의해 1회 또는 1주기(차량정체 보상모드 작동의 경우) 보행신호시간을 길게 가진 후에는 다시 압버튼이 작동되지 않는 한 정상인의 보행속도 값(현재 국내 1m/s)으로 보행등의 보행신호시간을 제어한다.

또한, 정주기방식(Fixed-Time Mode ; 미리 고정된 시간계획에 따라 신호등화가 규칙적으로 바뀌는 것으로서 제어기내에 고정되어 있는 시간계획에 따라 운영된다.)으로 운영되는 신호체계 아래에서는 보행등의 보행신호시간 주기가 길어짐에 따라 특정 도로측 차량의 정체가 길어질 수 있으므로(예를 들어 도 3의 B도로 보행등에 압버튼이 작동되어 보행신호시간이 길어지면 A,B,D 도로의 차량대기 시간이 증가) 어느 도로측의 압버튼이 작동되든 전 교차로에 대하여 1주기동안 보행등의 보행신호시간을 똑같이 연장시키는 차량정체 보상모드를 관리자가 단자판을 통해 선택 운영될 수 있도록 한 차량정체 보상모드를 갖춘 기능이 있으며,

교통감응방식(Actuated Mode ; 유입하는 교통량에 따라 차량측 신호등의 녹색신호 시간을 자율적으로 조절하는 방식으로 보통 교차로에 설치된 검지기를 사용하여 산출한다)의 경우 자체제어에 의해 차량의 정체를 해결하는 신호주기 변화를 가지므로 차량정체 보상을 해주지 않아도 차량정체가 발생되면 자체적으로 신호등화 주기가 제어되므로 교통감응방식에서 압버튼이 작동되면 해당 보행등의 보행신호시간을 1회만 연장 점등시키면 된다.

또한 교통감응방식의 경우 도로상황에 따라 차량용 교통신호등의 녹색등 주기가 길어질 경우 상대적으로 횡단보도 보행등의 녹색등 주기가 길어질 수 있는데 이때는 보행등의 녹색등 주기가 가장 길어지는 것을 적용한다.

도 1의 제어부 제어 SYSTEM FLOWCHART와 도 3의 교차로 도면을 통하여 가상적인 상황을 적용하여 본 고안의 교통신호 제어를 상세히 설명해 보겠다.

도 3의 교차로에 적용된 교통신호 제어는 교통감응방식으로 교차로 각 도로폭은 18m로 동일하다고 가정하면, 노약자가 압버튼을 작동시킬 경우 노약자의 보행속도는 0.9m/s, 보행자 녹색신호 시간은 정상인과 동일한 7초, 정상인의 보행속도는 1.0m/s로 관리자가 입력해 놓았을 경우 B, C 도로의 횡단보도를 중심으로 설명하면,

B 도로에 통상의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(1.0m/s) = 25.0초 ( 보행자 점멸신호시간 : 18초 )이며,

이에따라, C 도로의 차량용 녹색 및 좌회전 신호는 25초가 되며, A, B, D 도로의 차량용 적색 신호도 25초가 되며 A, C, D 횡단보도 보행등도 25초간 적색신호등이 점등된다.

마찬가지로 다음신호는 C도로 보행등의 녹색등 점등주기로,

C 도로의 통상의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(1.0m/s) = 25.0초 ( 녹색보행신호시간 : 18초 )이며,

이에따라, D 도로의 차량용 녹색 및 좌회전 신호는 25초가 되며, A, B, C 도로의 차량용 적색 신호도 25초가 되며 A, B, D 횡단보도 보행등도 25초간 적색신호등이 점등된다.

그러나,

노약자가 B 도로의 횡단보도 보행등에 압버튼을 작동시킨 경우에는,

B 도로의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(0.9m/s) = 27.0초 ( 녹색보행신호시간 : 20초 ) 이며,

이에따라, C 도로의 차량용 녹색 및 좌회전 신호는 27초가 되며, A, B, D 도로의 차량용 적색 신호도 27초가 되며 A, C, D 횡단보도 보행등도 27초간 적색신호등이 점등된다.

다음신호는 C 도로의 보행등에 녹색점등 주기인데 압버튼이 작동되지 않았으며 교통정체가 미미할 경우,

C 도로의 통상의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(1,0m/s) = 25.0초 ( 녹색보행신호시간 : 18초 )이며,

이에따라, D 도로의 차량용 녹색 및 좌회전 신호는 25초가 되며, A, B, C 도로의 차량용 적색 신호도 25초가 되어 통상의 제어주기로 돌아온다.

도 1의 제어부 제어 SYSTEM FLOWCHART와 도 3의 교차로 도면을 통하여 또다른 가상적인 상황을 적용하여 본 고안의 교통신호 제어를 상세히 설명해 보겠다.

도 3의 교차로에 적용된 교통신호 제어는 정주기방식으로 교차로 각 도로폭 은 18m이며, 노약자의 압버튼 작동시 노약자의 보행속도는 0.9m/s, 보행자 녹색신호시간은 정상인과 동일한 7초, 정상인의 보행속도는 1.0m/s로 차량정체 보상모드가 실시되게 관리자가 입력해 놓았을 경우 B, C 도로의 횡단보도를 중심으로 설명하면,

B 도로의 통상의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(1.0m/s) = 25.0초 ( 녹색보행신호시간 : 18초 )이며,

이에따라, C 도로의 차량용 녹색 및 좌회전신호는 25초가 되며, A, B, D 도로의 차량용 적색 신호도 25초가 되며 A, C, D 횡단보도 보행등도 25초간 적색신호등이 점등된다.

마찬가지로 다음신호는 C도로의 보행등에 녹색점등 주기로,

C 도로의 통상의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(1.0m/s) = 25.0초 ( 녹색보행신호시간 : 18초 )이며,

이에따라, D 도로의 차량용 녹색 및 좌회전 신호는 25초가 되며, A, B, C 도로의 차량용 적색 신호도 25초가 되며 A, B, D 횡단보도 보행등도 25초간 적색신호등이 점등된다.

그러나,

노약자가 B 도로의 횡단보도 보행등에 압버튼을 작동시킨 경우에는

B 도로의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(0.9m/s) = 27.0초 ( 녹색보행신호시간 : 20초 ) 이며,

이에따라, C 도로의 차량용 녹색 및 좌회전 신호는 27초가 되며, A, B, D 도로의 차량용 적색 신호도 27초가 된다.

마찬가지로 다음신호는 C도로의 보행등에 녹색점등 주기인데 압버튼이 작동되지 않아도 차량정체 보상모드가 작동중 이므로,

C 도로의 보행등 보행신호시간과 보행자 점멸신호시간은,

7초 + 18m/(0.9m/s) = 27.0초 ( 녹색보행신호시간 : 20초 )이며,

이에따라, D 도로의 차량용 녹색 및 좌회전 신호는 27초가 되며, A, B, C 도로의 차량용 적색 신호도 27초가 되며 A, B, D 횡단보도 보행등도 27초간 적색신호등이 점등된다. 이어서 D, A 도로도 25초가 아닌 27초가 적용되어 정주기 모드의 교통신호체계 아래에서는 횡단보도 보행등 어디에서든 압버튼이 1회 작동되면 모든 횡단보도의 압버튼이 1회씩(1주기) 작동된 결과가 된다.

즉,

차량정체 보상모드의 제어로 교차로 어디에서건 압버튼이 작동되면 1주기(A, B, C, D 횡단보도 모두다.) 동안은 각 횡단보도마다 압버튼이 차례로 작동되는 제어를 실시하여 특정 도로측의 차량정체를 막는다.

본 고안은 교차로뿐만 아니라 직진도로상의 횡단보도에도 원활하게 적용(압버튼이 작동되면 보행신호시간이 연장되게 보행등이 점등)되며, 차량정체 등에 따라 차량용 신호등의 등화주기가 길어져 연동적(連動的)으로 횡단보도 보행등의 녹색등화가 길어지는 경우 보행등의 녹색등화가 가장 길어지는 제어를 적용한다.

일률적으로 보행자 녹색신호시간 및 보행자의 보행속도를 정상인의 보행속도 값으로 또는 노약자의 보행속도 값으로 보행자 점멸신호시간을 운용할 경우 노약자의 경우 짧은 보행신호시간운용으로 안전사고의 위험이 있어왔거나, 노약자의 유·무에 관계없이 보행신호시간이 길게 주어져 교통체증을 유발하는 문제를 가져왔다.

상기 고안은 노약자, 지체장애자의 요구(압버튼 400의 작동)에 의해 보행등의 보행신호시간(보행등의 녹색등 점등주기)을 길게 갖기를 요구하는 압버튼과 보행신호시간 연장기능 및 차량정체 보상모드와 일반 교통신호기 기능을 제어하는 주제어부 및 관리자의 입력에 의해 정상인의 보행속도, 녹색신호시간 및 장애인의 보행속도, 녹색신호시간 및 횡단보도 거리를 입력하는 단자판을 특징으로 하는 횡단보도 보행신호시간 연장기능 교통신호기이다.

Claims (3)

1. 차량정체 보상모드 선택 및 정상인의 보행속도, 녹색신호시간 및 노약자의 보행속도, 녹색신호시간 및 횡단보도 거리를 관리자가 입력할 수 있는 단자판, 보행신호시간 연장을 요구하는 압버튼, 보행신호시간의 제어 및 전체 교통신호의 제어 차량정체 보상모드에 따른 신호주기제어를 실시하는 주제어부, 등기구 점멸신호를 공급하는 신호구동부, 등기구 및 일반 교통신호기로 구성되어 통상에는 단자판에 입력된 정상인의 보행속도에 의한 보행자 점멸신호시간과 보행자 녹색신호시간을 더한 보행신호시간 동안 보행등의 녹색신호등을 신호구동부를 통하여 등기구를 점등하나 압버튼에 의해 노약자가 보행신호시간 연장을 요구하면 해당 도로측 횡단보도 보행등의 녹색신호등을 점등할 경우 단자판에 입력된 노약자의 보행자 녹색신호시간에 노약자의 보행속도에 의한 보행자 점멸신호 시간을 더한 노약자의 보행신호시간 동안 신호구동부를 통하여 보행등 녹색신호등 점등주기 동안 등기구의 녹색신호등을 연장점등 제어하는 압버튼과 단자판 및 주제어부를 갖는 보행신호시간 연장기능 교통신호기
2. 제1항에 있어서 단자판에서 현재 국내 정상인의 보행속도는 한국은 1m/s이나 국가마다 그 값이 다르므로 0.5m/s, 0.6m/s, 0.7m/s 0.8m/s, 0.9m/s, 1m/s, 1.1m/s, 1.2m/s, 1.3m/s, 1.4m/s, 1.5m/s, 중 관리자가 선택하며, 노약자의 보행속도 역시 국가마다 그 값이 다르므로 1.2m/s, 1.1m/s, 1.0m/s, 0.9m/s, 0.8m/s,0.7m/s, 0.6m/s, 0.5m/s, 0.4m/s, 0.3m/s,중 관리자가 선택하며, 보행자 녹색신호시간도 한국은 7초이나 국가마다 그 값이 다르므로 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15초 중 관리자가 정상인의 보행자 녹색신호 시간과 노약자의 보행자 녹색신호 시간을 선택 적용할 수 있게 한 단자판을 구비한 보행신호시간 연장기능 교통신호기
3. 제1항에 있어서 단자판의 차량정체 보상모드에 있어서 정주기 방식모드로 운영되는 교차로의 교통신호기의 경우 압버튼의 작동에 의해 보행신호시간(녹색등화 점등주기)이 연장되며 이에따라 특정 도로측에 차량정체가 유발되므로 전체 교차로의 각 횡단보도 보행등의 보행신호시간을 각각 1회씩(1주기) 연장하여 제어하는 주제어부를 갖는 보행신호시간 연장기능 교통신호기