KR20110082874A - 3지 교차로의 신호제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

3지 교차로의 신호제어장치 및 그 제어방법이 개시된다.
본 발명은 좌회전 차량의 유무와 대기차량의 수에 따라 직진신호 및 좌회전신호를 감응적으로 제어함과 동시에 직진신호 종료 전에 딜레마존의 속도검지기로 속도를 확인하여 직진신호의 표시를 연장하거나 보행자 통행버튼의 입력유무에 따라 좌회전 신호를 생략 또는 표시하도록 함으로써, 신호운영체계를 효율적으로 관리하고, 교차로의 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

3지 교차로의 신호제어장치 및 그 제어방법{A 3-BRIDGE CROSSROAD'S SIGNAL CONTROL APPARATUS AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 교차로의 신호등 제어에 관한 것으로, 상세하게는 직진 차량은 많으나 좌회전 통행량이 불규칙적인 3지 교차로에서 차량의 유무와 대기차량의 량 그리고 통행자 유무에 따라 신호체계를 안전하고 효율적으로 관리하고, 딜레마존에 따른 신호연장을 통하여 사고를 미연에 방지할 수 있는 3지 교차로의 신호제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 우리나라의 국도의 대부분은 자연발생적인 형태와 구성을 가지고 있어 구간별 지역별로 다양한 특성을 보유하고 있으며, 이러한 국도의 특징을 살펴보면 신호등으로 단절되는 단속류의 특성을 갖추고 있으면서도 교차로 간의 거리가 다소 길기 때문에 연속류의 특성을 동시에 갖고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다.

또한 국도의 대부분의 교차로가 소규모 마을도로와 접속하는 경우가 대부분이며 이러한 도로들은 교통량이 매우 적으나, 일부 국도는 대단위 공장과 신도시 개발에 따른 적절한 교통체계 미비로 심각한 교통 문제에 처해 있으므로 정확한 교통정보 수집과 적절한 신호제어가 매우 중요하게 된다.

그리고 일반 시내부 도로의 아파트 진입로 또는 이면도로와 만나는 불균형 교차로도 국도와 상황이 동일하다.

현재 국도에서 부도로의 진출입 교통량이 적은 T자형 또는 ＋자형 교차로의 교통신호등은 대부분 주간에는 정해진 일정 신호주기에 의하여 운영되는 정주기식 신호체계에 따라 운영되며, 야간에는 황색 점멸신호로 작동하는 기능을 갖는 교통신호기에 의해 운영되는 것이 대부분이다.

그러나 이는 주간에는 교차로의 좌회전 신호에 의하여 직진 차량의 흐름이 중단되거나 필요 이상으로 신호를 받아 정체되는 등의 문제가 발생하며, 야간의 점멸신호 운영시에는 차량의 소통은 원활하게 유지할 수 있으나 무신호 운영으로 차량에 의한 사고발생 위험이 내재하고 있다.

그러므로 부도로로의 출입 교통량이 주도로 직진교통량에 비하여 매우 적거나 불규칙적인 3지 교차로에서, 통행량에 따라 신호를 효율적으로 운영할 수 있는 방법이 필요하다.

또한, 교차로 정지선 전방의 딜레마존(Dilemma zone) -정지선 정방 약 2~3초간의 거리-은 언제든지 문제가 발생하여 운전자를 궁지로 몰아넣을 수 있는 가능성이 있는 영역이다.

신호교차로에서 경험하게 되는 운전자의 딜레마는 사고의 잠재적인 위험성을 증폭시키게 된다. 차량이 일정한 속도로 주행하다가 교차로 입구 부근에서 신호가 녹색에서 황색으로 바뀔 때 운전자는 차량을 멈추어야 하는지, 아니면 그냥 건너가야 하는지 쉽게 판단하지 못하고 망설이게 된다.

즉, 교차로입구에서 황색신호가 들어오는 딜레마 상황에 처할 때 운전자가 짧은 시간에 정확한 상황판단과 합리적인 의사결정을 한다는 것은 인간의 생리적인 반응 특성상 거의 불가능하다. 또한 딜레마존에서 정확한 상황판단 여부를 떠나 교차로입구에서 급정지하게 되면 뒷차와의 추돌위험이 잠재되어 있고, 교차로를 통과하더라도 다른 방향에서 진입한 교차 차량, 횡단보도 보행자, 유턴(U-turn) 차량 등과의 연속적인 충돌위험에 노출될 수밖에 없다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 주도로의 직진 차량을 제외한 주도로의 좌회전 차량과 부도로의 정지선에 진입하는 좌회전 대기차량을 차량검지수단(영상검지수단 또는 루프검지수단)를 이용하여 자동으로 검지하고, 이를 통하여 교통신호를 자동으로 제어할 수 있는 3지 교차로의 신호제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 좌회전 현시시간의 생략유무를 보행자 통행 버튼의 유무에 따라 제어할 수 있는 3지 교차로의 신호제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 교차로부근에서 딜레마존을 통과하는 차량의 속도에 따라 직진 신호현시를 연장할 수 있는 3지 교차로의 신호제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3지 교차로의 신호제어장치는, 차량검지수단으로부터 상기 주도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수와 상기 부도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수에 따라 상기 정주기식 신호에서 좌회전현시를 생략하거나 조기종결하도록 제어신호를 출력하는 알고리즘처리부 및 상기 알고리즘처리부의 제어신호에 따라 신호등을 제어하는 신호출력부를 포함하여 구성할 수 있다.

이러한 알고리즘처리부는 상기 주도로의 직진현시 시간 종료전에 상기 주도로의 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 상기 정주기식신호에서 주도로의 좌회전현시시간에 상기 신호출력부에 좌회전 표시를 행하도록 제어하되 상기 대기 차량의 수에 따라 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하고,

상기 주도로의 좌회전현시 종료전에 상기 부도로의 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 상기 정주기식신호에서 부도로의 좌회전현시시간에 상기 신호출력부에 좌회전 표시를 행하도록 제어하되 상기 대기 차량의 수에 따라 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하고, 상기 부도로의 좌회전 현시시간이 종료되면 다음 신호-주도로 직진신호-를 표시하도록 제어한다.

또한, 알고리즘처리부는 상기 주도로의 좌회전 현시 또는 주도로의 좌회전 현시가 생략되어 진행되는 연장직진현시 중 상기 부도로의 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 상기 정주기식신호에서 상기 부도로의 좌회전현시시간을 생략하고 상기 직진현시시간을 기설정된 상기 주도로의 직진현시시간 이전까지 연장하여 표시하도록 제어한다.

주도로 또는 부도로의 신호보행로에 보행자 통행 버튼을 더 포함하도록 구성하고 상기 알고리즘처리부는 상기 보행자 통행 버튼이 입력된 것으로 판단되면 상기 정주기식 신호에서 기설정된 해당 좌회전현시 시간에 해당 보행자 통행 녹색신호를 일정 시간 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 주도로 딜레마존의 차량속도를 검지하는 속도검지수단을 더 포함하도록 구성하고 상기 주도로의 직진현시신호에서 다음 현시신호로 변경할 때 상기 속도검지수단에서 검지된 차량의 속도가 교차로 통과 딜레마에 빠지는 속도일 경우 현재 직진 현시신호를 일정시간 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 3지 교차로 신호제어장치의 신호제어방법은, (a)알고리즘처리부에서 상기 3지 교차로의 정주기식신호체계를 표시하도록 제어하는 단계, (b)상기 알고리즘처리부가 차량검지수단(영상검지수단 또는 루프검지수단)으로부터 주도로 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수와 부도로 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수를 판단하는 단계, (c)상기 알고리즘처리부는 상기 주도로 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수와 부도로 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수의 판단결과에 따라 상기 정주기식신호체계에서 좌회전현시를 생략하거나 조기종결하는 제어신호를 출력하는 단계 및 (d)상기 (c)단계의 출력신호에 따라 신호등을 제어하는 단계로 이루어지게 할 수 있다.

상기 (c)단계는 (c-1)상기 알고리즘처리부가 상기 주도로의 직진현시 시간 종료전인가를 판단하는 단계, (c-2)상기 (c-1)단계에서 직진현시 시간 종료전으로 판단되면 상기 주도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수를 판단하는 단계 및 (c-3)상기 (c-2)단계에서 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 상기 정주기식 신호에서 상기 주도로의 좌회전현시시간에 상기 주도로의 좌회전 표시를 행하고 좌회전 대기 차량의 수에 따라 상기 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지게 하고, 이러한 (c-3)단계는 상기 (c-2)단계에서 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 기설정된 정주기식신호에서 주도로의 좌회전현시시간을 생략하고 상기 직진현시를 상기 기설정된 주도로의 좌회전현시간까지 연장하여 표시하도록 제어하는 것이 바람직하다.

그리고, (c)단계는 다시 (c-4)상기 알고리즘처리부가 상기 주도로의 좌회전현시시간 종료 전인가를 판단하는 단계 및 (c-5)상기 (c-4)단계에서 주도로의 좌회전현시시간 종료전으로 판단되면 상기 부도로 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수를 판단하는 단계 및 (c-6)상기 (c-4)단계에서 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 상기 정주기식 신호에서 상기 부도로의 좌회전현시시간에 상기 부도로의 좌회전 표시를 행하고 좌회전 대기 차량의 수에 따라 상기 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지게 하고, 이러한 (c-6)단계는 상기 (c-4)단계에서 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 기설정된 정주기식신호에서 주도로의 직진현시를 표시하도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 주도로 또는 부도로의 보행자 통행 버튼을 입력받는 단계를 더 포함하도록 하고 상기 알고리즘처리부가 상기 보행자 통행 버튼이 입력된 것으로 판단되면 상기 정주기식 신호에서 기설정된 해당 현시시간에 해당 보행자 녹색신호를 표시하도록 한다.

그리고 속도검지수단이 주도로 딜레마존의 차량속도를 검지하는 단계와 상기 검지된 차량속도에 따라 상기 알고리즘처리부는 상기 주도로의 직진현시신호에서 다음 현시신호로 변경할 때 상기 속도검지수단에서 검지된 차량의 속도가 교차로통과 딜레마에 빠지는 속도일 경우 현재 현시신호를 일정시간 유지하도록 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 기존 정주기식 신호제어로 인하여 비효율적으로 운영되고 있는 3지 교차로의 문제점을 보완하는 방안으로써 감응 신호제어를 기본으로 하고 보행자 통행 버튼을 사용하는 신호운영방식을 사용함으로써, 좀 더 안전하고 효율적으로 신호체계를 운영할 수 있다.

이러한 본 발명의 신호체계에 의하면 부도로에 교통량이 적거나 불규칙적일 때 좌회전의 교통수요를 파악하여 감응현시를 적용함으로써 부도로 및 주도로 좌회전신호에 발생하는 손실시간을 최소화하고 주도로의 교통소통을 원활히 하여 교차로 지체를 감소시킬 수 있으며 신호위반으로 인한 교차로 교통사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 신호체계에 의하면 직진신호 종료 이전에 딜레마존의 차량 속도에 따라 직진신호를 연장표시함으로써 교차로를 통과할 수 있도록 딜레마차량을 최소화하여 교차로의 안전을 도모하고 교차로에서 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 신호제어장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 3지 교차로의 정주기식 신호체계를 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 좌회전 현시 생략 및 조기종결을 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 3지 교차로의 구성도를 예시한 도면,
도 5는 본 발명의 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 보행자 통행 버튼에 따른 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도,
그리고,
도 7은 딜레마존에서 감지된 속도에 따른 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의한다.

'딜레마존(dilemma zone)'이란 교차로 접근 차량의 운전자가 신호교차로에서 황색등화가 들어온 다음 운전자가 정지할 것인지 또는 교차로를 통과할 것인지에 대한 의사결정과 상황판단에 딜레마를 유발시키는 구역을 말한다.

'차량검지수단'이란 영상검지수단 또는 루프검지수단 등 차량의 유무를 판단하여 신호제어장치가 효율적인 신호제어를 수행할 수 있도록 도와주는 장치를 말한다.

'영상검지수단'이란 소정 방향의 좌회전 대기차량이나 좌회전 진입차량을 추적하여 좌회전할 차량을 예측할 수 있도록 소정 영역의 영상을 촬영하여 출력할 수 있는 영상기기로서 통상의 영상 검지기가 이에 해당된다.

'루프검지수단'이란 좌회전 진입부와 좌회전 정지선에 루프검지기를 매설하여 좌회전 대기차량이나 좌회전 진입차량을 파악할 수 있는 장치를 말한다.

'속도검지수단'이란 딜레마존에 진입하는 차량의 속도를 검지하여 출력할 수 있는 장치를 말한다.

'정주기식 신호'란 국내 대부분의 교차로에서 사용하는 신호제어방식으로, 운영자의 판단에 따라 직접 값으로 주어지는 신호운영계획을 적용하여 신호등을 제어하는 방법인 고정제어방식과 사전에 데이터베이스로 입력되어 있는 시간대별 신호운영계획으로부터 시간대별 및 요일별로 동일한 현시방법 및 현시길이에 따라 신호등을 제어하는 시간대제어방식(TOD Control : Time of Day Control)과 매 주기마다 신호운영계획을 새로 작성하여 제어하는 실시간 제어방식등이 있으며 상기의 모든 신호제어 방식의 공통점은 신호주기 내에 현시시간 배분을 사전에 결정하고 결정된 현시시간을 그대로 수행하는 방식을 말하며, 본 발명에서 이러한 신호제어방식을 정주기식 신호라 말한다.

'L/P(Left/Pedestrian)확인 시간'이란 주도로 직진현시 종료 직전에 주도로의 좌회전 차량 및 보행자의 존재유무를 파악하거나 주도로 좌회전 현시 종료 직전에 부도로의 좌회전 차량 및 보행자의 존재유무를 파악하는 시간을 말한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 신호제어장치의 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 신호제어장치(100)는 주도로와 부도로의 좌회전 차량의 유무와 대기차량의 상태를 파악하여 출력하는 차량검지수단(120), 딜레마존의 차량 속도를 검지하도록 주도로에 구비된 속도검지수단(130), 각 교차로의 횡단보도에 설치된 보행자 통행 버튼(140), 3지 교차로의 신호를 효율적으로 운영하기 위하여 신호등 제어신호를 출력하는 알고리즘처리부(110), 그리고 알고리즘처리부(110)의 출력신호에 따라 신호등 제어신호를 출력하는 신호출력부(150)를 포함하여 구성한다.

차량검지수단(120)은 3지 교차로의 주도로와 부도로의 좌회전차량의 유무와 대기차량의 대수를 파악할 수 있도록 영상검지수단(122) 또는 루프검지수단(124)으로 구성하여 검지된 차량 데이터를 출력하도록 구성한다.

영상검지수단(122)은 주도로와 부도로의 좌회전 차량의 소정 영역 영상을 각각 촬영할 수 있는 영상검지카메라와 영상검지기로 구성하며, 각 좌회전 차선의 정지선 부근에서 정지하고 있는 차량의 유무를 판단함과 동시에 좌회전 차선영역에서 대기하고 있는 차량의 대수를 파악할 수 있도록 구성된다.

루프검지수단(124)은 매설형 검지기로서 교차로의 방향 및 차선으로 구분되어 설치되어 주도로와 부도로의 좌회전 차량의 유무와 대기차량을 검지할 수 있도록 통상 정지선과 대기 차량의 영역에 하나 이상 설치된다. 이러한 루프검지기는 통상의 루프검지기와 동일한 구성으로 작동하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

속도검지수단(130)은 딜레마존을 통과하는 차량의 속도를 검지할 수 있는 차량검지기로 구성되고, 보행자 통행 버튼(140)은 보행자가 횡단보도를 건너려 할 때 통행버튼을 눌러야만 보행자 녹색 신호등이 작동하도록 구성된다.

따라서 보행자가 보행자버튼을 누르지 않을 경우 보행신호가 미작동되며, 보행자 통행 버튼을 눌러도 보행자 신호등이 즉시 작동하는 것이 아니라 신호주기가 되어야 작동한다.

이러한 영상검지수단(122)과 속도검지수단(130) 그리고 보행자 통행 버튼(140)이 설치된 일 실시예가 도 4에 도시되어 있다.

본 발명에서는 차량검지수단(120) 중 영상 검지 수단(122)을 적용하여 실시예를 설명하기로 한다.

도 4는 3지 교차로의 구성도를 예시한 도면으로, 도시된 바와 같이 3지 교차로에 영상검지수단으로 주도로 좌회전 영상검지수단(122a)과 부도로 좌회전 영상검지수단(122b)이, 보행자 통행 버튼으로는 주도로 보행자 통행 버튼(142)과 부도로 보행자 통행 버튼(144), 속도검지수단(130)으로는 주도로의 일정 영역에 위치한 딜레마존의 통과 차량 속도를 검지할 수 있도록 주도로 속도검지수단(132,134)가 설치된 구성이다.

특히 주도로 좌회전 영상검지수단(122a)은 주도로의 좌회전 차량을 파악할 수 있도록 정지하고 있는 차량과 대기 차량의 수를 파악할 수 있도록 일정 영역(영역1)을 촬영할 수 있도록 구성하고 부도로 좌회전 영상검지수단(12b)도 부도로의 좌회전 정지차량과 대기 차량의 수를 파악할 수 있도록 일정 영역(영역2)을 촬영할 수 있도록 고정 설치된다.

알고리즘처리부(110)는 영상검지수단(122a,122b)에서 출력되는 좌회전 차량 및 대기 차량의 수와 속도검지수단(130)에서 검지된 차량의 속도 그리고 보행자 통행 버튼(140)의 신호를 입력받아 신호등을 효율적으로 운영할 수 있도록 구성된다.

이를 위하여 알고리즘처리부(110)는 영상검지수단(122a,122b)으로부터 각 좌회전 차선의 정지선 부근에서 정지하고 있는 차량의 유무와 좌회전 차선영역에서 대기하고 있는 차량의 대수를 수신한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 알고리즘처리부(110)의 동작을 설명한다.

도 2는 본 발명의 3지 교차로의 통상적인 정주기식 신호체계를 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 좌회전 현시 생략 및 조기종결을 예시한 도면, 그리고 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 3지 교차로의 구성도를 예시한 도면이다.

알고리즘처리부(110)는 정주기식 신호체계를 작동하여 신호출력부(140)를 통하여 교차로의 신호를 제어하도록 동작한다.

본 발명에서는 설명의 편의상 3지 교차로의 일반 신호체계를 기준으로 설명하나 이에 한정되지 않으며 고정 제어식, 시간대 제어식, 실시간 제어식 등 교차로에서 사용될 수 있는 모든 신호제어방법에 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

도 2를 참조하면 정주기식 신호체계는 먼저 주도로의 양방향 직진 신호를 "A"시점부터 "B"시점까지 표시하고, "B"시점부터 "C"시점까지는 주도로의 좌회전신호를 표시한 다음 "C"시점부터 "A"시점까지는 부도로의 좌회전 신호를 표시하도록 한 신호주기로 구성하여 표시한다.

이러한 정주기식 신호체계는 직진 차량은 많으나 부도로의 교통량이 불규칙적인 교차로 특히 3지 교차로에 적용하는 것이 바람직하다.

도 2의 정주기식 신호체계는 고정식으로 교통량에 관계없이 일정한 주기로 표시된다.

본 발명은 이러한 고정식에서 감응적 신호체계를 반영한 것으로 도 3을 참조하여 설명하면 도 3의 (a)도면에서와 같이 주도로의 양방향 현시시간이 종료되기 직전과 주도로의 좌회전 현시시간 종료 직전에 L/P확인 시간을 설정하여 신호를 효율적으로 운영하게 한다.

즉, 주도로의 직진현시시간 종료 직전에 제1 L/P확인시간을 두고 주도로의 좌회전 차량과 대기차량 그리고 보행자 신호의 유무 등을 확인하고 주도로의 좌회전 현시시간이 종료되기 직전에는 제2 L/P확인시간을 두고 부도로의 좌회전 차량과 대기차량 그리고 보행자 신호의 유무 등을 확인하도록 하는 것이다.

확인 결과 주도로의 좌회전 차량이 없는 경우와 부도로의 보행자 신호가 입력되지 않은 경우면 기설정된 정주기식 좌회전 현시 시간까지 주도로의 직진 현시시간을 연장하여 표시한다.

이러한 주도로의 직진 현시시간을 연장하여 표시하는 경우도 기설정된 주도로의 정주기식 좌회전 현시 시간(B-C구간)을 초과하여 표시하지 않도록 구성한다.

또한, 확인 결과 주도로의 좌회전 차량이 존재하면 기설정된 주도로의 정주기식 좌회전 현시 시간(B-C구간)에 주도로 좌회전을 표시하되 대기 차량의 유무 및 그 수에 따라 주도로의 좌회전 현시시간을 단축하여 표시하도록 한다.

물론 주도로의 좌회전 차량이 많더라도 기설정된 좌회전 현시 시간(B-C구간)을 초과하여 표시하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 3의 (b)도면은 제1 L/P확인시간(A1-B구간)에 주도로의 좌회전 차량과 보행자 통행 버튼이 입력되지 않은 것으로 판단될 경우의 신호 현시 방법을 개시한 것으로, 주도로의 직진 현시 시간을 A-C구간까지 연장하여 표시하는 것을 나타낸다(이하, 현시생략이라고 한다).

도면을 참조하여 구체적으로 살펴보면 기설정된 정주기식 신호체계에서는 주도로 직진 현시시간이 A-B구간동안 이었으나 제1 L/P확인시간(A1-B구간)에 주도로의 좌회전 차량을 확인한 결과 좌회전 차량이 존재하지 않고 보행자 버튼도 눌러지지 않은 상태이므로 주도로 직진 현시시간을 A-B구간에서 A-C구간까지 표시하도록 하는 것이다.

즉, 주도로 좌회전 차량이 없는 경우에는 주도로 직진현시시간을 연장하여 기설정된 주도로 좌회전 현시 종료 시점까지 표시하도록 하여 직진 차량의 교차로 통행을 원활하게 하는 것이다.

이 경우에도 만약 부도로의 보행자 통행 버튼(134)이 눌러진 것으로 판단되면 알고리즘처리부(110)는 부도로의 보행자 통행 녹색 신호를 표시하도록 한다.

도 3의 (c)도면은 제1 L/P확인시간(A1~B구간)에 주도로의 좌회전 차량이 있으나, 대기 차량이 없는 경우와 보행자 통행 버튼이 입력되지 않은 것으로 판단될 경우의 신호 표시 방법을 개시한 것으로, 기 설정된 정주기식의 주도로 좌회전 현시 시간에 주도로의 좌회전 신호를 표시하고 대기 차량이 없으므로 주도로의 좌회전 현시 시간을 단축하여 표시하도록 한다.

즉, 정주기식 신호체계에서는 주도로의 좌회전 현시시간이 "B-C"구간으로 설정되어 있으나, 좌회전 대기차량이 없는 경우에는 "B1"시점에서 주도로 좌회전 현시를 종결하고 기설정된 부도로 좌회전 현시시간 만큼 부도로 좌회전을 표시하도록 한다(이하, 조기 종결이라고 한다).

이때도 부도로 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수에 따라 부도로 좌회전 현시시간을 생략하거나 조기종결하도록 한다.

구체적으로 도 3의 (c)도면을 참조하면 주도로 좌회전 현시시간이 원래는 B-C구간이었으나 대기 차량이 없어 B-B1구간만큼 주도로 좌회전을 표시하게 되므로 B1-C1구간-이 구간은 기설정된 부도로 좌회전 현시시간인 C-A구간과 동일한 시간임-동안 부도로 좌회전을 표시하는 것이다.

도 3의 (c)도면은 부도로 좌회전 차량이 있는 것으로 설명한다.

따라서, 기설정된 부도로 좌회전 현시시간 만큼 표시를 하게 되면 부도로 좌회전 현시시간이 그만큼 당겨지므로(포인트 A에서 C1으로 당겨짐) 주도로 직진 현시 시간을 당겨진 시간만큼 조기 표시하도록 한다.

동일한 조건에서 부도로 좌회전 차량이 없는 경우에는 주도로 직진 현시시간을 기설정된 부도로 좌회전 현시시간 만큼 앞당겨 표시한다.

구체적으로 도 3의 (c)도면을 참조하면 기설정된 부도로 좌회전 현시시간은 원래 C-A구간이었으나 부도로 좌회전 현시가 포인트 C1에서 종결되므로 주도로 직진현시를 포인트 C1부터 조기 표시하도록 한다.

이때도 제2 L/P 확인시간에 주도로의 보행자 통행 버튼이 입력되었는 가를 판단하고 주도로의 보행자 통행 버튼이 입력된 경우에는 부도로 좌회전 현시시간에 해당 보행자 녹색 신호를 표시하도록 한다.

이러한 L/P확인 시간에는 현재 표시하고 있는 신호표시를 유지하면서 좌회전 차량과 대기 차량을 확인할 수 있는 시간이면 충분하므로 특별히 제한할 필요가 없다.

그리고, 알고리즘처리부(110)는 주도로의 직진신호 현시 종료전에 딜레마존에서 속도검지수단(130)으로부터 입력된 차량의 속도가 기설정된 속도 이상의 차량으로 검지되면 주도로 직진 현시시간을 연장하여 표시하도록 한다.

이러한 딜레마존의 속도검지는 주도로 직진현시시간 종료 시 교차로 통과 딜레마에 빠지는 딜레마차량을 최소화함으로써 교차로의 안전을 도모할 수 있는 것이다.

결국 본 발명에서는 주도로의 직진 현시 시간은 기설정된 정주기식 신호체계에서 앞당겨 표시되거나 연장되어 표시할 수 있도록 하여 교차로 운영 효율을 극대화할 수 있는 체계이다.

따라서, 잦은 교통 지체로 발생하는 에너지 낭비와 급정거와 같은 환경에서부터 에너지 절감과 환경오염을 줄이고 차량통행의 원활을 기할 수가 있는 것이다.

특히 좌회전의 교통수요를 파악하여 감응현시를 적용함으로써 부도로 및 주도로 좌회전신호로 발생되는 손실시간을 최소화하고 점멸신호 운영시 발생 가능한 교차로 교통사고를 예방할 수 있으며, 보행자 통행 버튼을 이용하여 감응현시가 생략되는 경우에도 보행자가 안전하게 교차로를 통행할 수 있도록 한다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 3지 교차로 신호등 제어 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 보행자 통행 버튼에 따른 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고 도 7은 딜레마존에서 감지된 속도에 따른 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저 도 5를 참조하면 알고리즘처리부(110)는 기 설정된 정주기식 신호를 작동하여 신호출력부(150)가 3지 교차로의 신호등을 제어하도록 한다(S210).

먼저 주도로 양방향 직진 신호를 표시하면서 영상검지수단(122, 124)으로부터 주도로의 좌회전 차량 및 대기차량 수와 부도로의 좌회전 차량 및 대기차량 수를 입력받는다(S211).

단계 S212에서는 제1 L/P확인 시간이 되었는가를 판단하여 제1 L/P확인 시간이 될 때까지 현재 현시신호를 유지하다가 제1 L/P확인 시간이 되면 주도로의 좌회전 차량 유무 및 대기 차량의 수를 확인한다(S213).

본 발명에서는 단계 S211에서 주도로 직진 현시시간에 영상검지수단(122, 124)으로부터 주도로의 좌회전 차량과 대기차량 수와 부도로의 좌회전 차량과 대기차량 수를 미리 입력받는 것으로 설명하였으나 단계 S211을 생략하고 단계 S213에서 제1 L/P확인시간내에 주도로의 좌회전 차량 유무 및 대기 차량의 수를 확인할 수 있음은 물론이다.

알고리즘처리부(110)는 단계 S213에서 분석한 결과를 토대로 주도로 좌회전 차량이 있는 것으로 판단되면(S214) 주도로 좌회전 현시를 표시하도록 신호출력부(150)를 제어한다(S215).

이때 대기 차량이 존재하는 가를 판단하여(S216) 대기 차량의 유무에 따라 주도로 좌회전 현시 시간을 조기 종결하도록 한다(S217).

또한 단계 S214에서 주도로 좌회전 차량이 없는 것으로 판단되면 이전 신호 -주도로 직진 신호-현시를 지속한다(S218).

알고리즘처리부(110)는 주도로 좌회전 현시 종료시간을 확인하여 이전 신호의 현시지속 시간을 기설정된 주도로 좌회전 현시시간까지만 표시하도록 제어한다(S219).

단계 S219에서 기설정된 좌회전 현시시간이 종료된 것으로 판단되면 이전 신호 현시를 종료하도록 한다(S220).

단계 S217에서 대기차량이 적어 조기종결 되거나 단계 S220에서 이전 현시 신호 종료시간이 되면 제2 L/P확인 시간이 되었는가를 판단하도록 한다(S221).

제2 L/P확인 시간은 부도로의 좌회전 차량 유무와 대기 차량의 수 그리고 주도로 보행자 버튼이 눌러졌는가를 판단하여 부도로 좌회전 현시를 생략하거나 조기종결토록 하기 위함이다.

단계 S221에서 제2 L/P확인 시간이 도래한 것으로 판단되면 알고리즘처리부(110)는 부도로 영상검지수단(124)로부터 부도로 좌회전차량의 유무와 대기차량의 수를 파악하도록 한다(S222).

단계 S222에서 좌회전 차량이 있는 것으로 판단되면(S223) 부도로 좌회전을 표시하도록 하고(S224) 부도로 좌회전 현시시간 종료시점까지 부도로 좌회전을 표시하도록 한다(S225 내지 S228).

이때도 부도로 좌회전현시를 표시할 때 대기 차량의 유무와 그 양에 따라 조기종결도 가능하다.

또한 단계 S223에서 부도로 좌회전 차량이 없는 것으로 판단되면 기설정된 좌회전 현시 종료 시간까지 주도로 직진신호를 표시한다(S226 내지 S229).

이후 단계는 기설정된 정주기식 신호 체계에 따라 그 과정을 반복하도록 구성한다.

이하, 도 6을 참조하여 보행자 통행 버튼 입력에 따른 신호제어방법을 설명한다. 도 6은 보행자 통행 버튼에 따른 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 보행자 통행 버튼이 주도로와 부도로에 각각 설치되어 있는 것으로 설명한다.

알고리즘처리부(110)는 정주기식 신호를 상술한 바와 같이 표시하고 있다가 주도로의 보행자 통행 버튼(142)이 눌러졌는가를 판단하여(S230) 눌러진 것으로 판단되면 주도로 좌회전 현시 시간에 주도로 보행자 통행 녹색 신호를 표시하도록 한다(S231).

즉, 알고리즘처리부(110)는 좌회전 차량이 없더라도 주도로의 보행자 통행 버튼(142)이 눌러진 것으로 판단되면 좌회전 현시생략을 하는 것이 아니고 주도로의 좌회전 현시 시간이 도래하면 보행자 통행 녹색 신호를 표시하도록 신호출력부(150)를 제어하여 보행자가 안전하게 교차로를 통행할 수 있도록 한다.

이후 부도로 보행자 통행 버튼(144)가 눌러졌는가를 판단하여(S232) 눌러진 것으로 판단되면 기설정된 부도로 좌회전 현시 시간에 부도로 보행자 통행 녹색 신호를 표시하도록 한다(S233).

동일하게 알고리즘처리부(110)는 좌회전 차량이 없더라도 부도로의 보행자 통행 버튼(144)이 눌러진 것으로 판단되면 좌회전 현시생략을 하는 것이 아니고 부도로의 좌회전 현시 시간이 도래하면 보행자 통행 녹색 신호를 표시하도록 신호출력부(150)를 제어하여 보행자가 안전하게 교차로를 통행할 수 있도록 한다.

이후는 정주기식 신호 체계로 현시하도록 한다(S234).

본 발명에서의 보행자 통행 버튼은 해당 차선의 좌회전 차량의 유무에 관계없이 버튼이 입력되면 기설정된 좌회전 신호시간에 해당 보행자 통행용 녹색신호를 표시하도록 하여 보행자를 안전하게 통행할 수 있도록 한다.

또한, 도면을 참조하여 딜레마존의 속도 검지에 따른 신호제어방법을 설명한다.

도 7은 딜레마존에서 검지된 속도에 따른 신호제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 알고리즘처리부(110)는 도 4의 속도검지수단(132, 134)을 통하여 딜레마존에 차량이 검지되는 가를 판단하여(S240), 차량이 검지되면 속도검지수단(132, 134)으로부터 검지된 속도가 기설정된 속도 이상인가를 판단한다(S241).

기설정된 속도란 주도로 직진신호를 종결할 경우 딜레마존을 통과하는 차량이 불가피하게 교차로 통과 딜레마에 빠질 수밖에 없는 차량의 속도로서 알고리즘처리부(110)의 메모리(미도시)에 설정되어 있는 데이터를 말한다.

단계 S241에서 기설정된 이상의 속도로 차량이 딜레마존을 통과하는 것으로 판단되면 알고리즘처리부(110)는 주도로 직진현시시간을 조금 더 연장하여 표시하도록 하여 교차로 통과 딜레마에 빠진 차량이 안전하게 교차로를 직진할 수 있도록 동작한다(S242).

이후는 정주기식 신호 체계로 표시하도록 한다(S243).

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

110 : 알고리즘처리부 120 : 차량검지수단
122, 122a, 122b : 영상검지수단 124 : 루프검지수단
130,132,134 : 속도검지수단 140,142,144 : 보행자통행 버튼
150 : 신호출력부

Claims (16)

1. 3지 교차로의 신호제어장치에 있어서,
   주도로와 부도로의 교차점 부근의 차량 검지데이터를 입력받는 차량검지수단;
   상기 차량검지수단으로부터 입력된 차량 검지데이터로부터 상기 주도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수와 상기 부도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수에 따라 좌회전현시를 생략하거나 조기종결하도록 제어신호를 출력하는 알고리즘처리부;및
   상기 알고리즘처리부의 제어신호에 따라 신호등을 제어하는 신호출력부;
   를 포함하여 구성되는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 알고리즘처리부는
   상기 주도로의 직진현시 시간 종료전에 상기 주도로의 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 주도로의 좌회전현시시간에 상기 신호출력부에 좌회전 표시를 행하도록 제어하되 상기 대기 차량의 수에 따라 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 알고리즘처리부는
   상기 주도로의 좌회전현시시간 종료전에 상기 부도로의 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 부도로의 좌회전현시시간에 상기 신호출력부에 좌회전 표시를 행하도록 제어하되 상기 대기 차량의 수에 따라 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하고, 상기 부도로의 좌회전 현시시간이 종료되면 기설정된 다음 신호를 미리 앞당겨 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 알고리즘처리부는
   상기 좌회전현시시간 종료전에 상기 부도로의 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 상기 부도로의 좌회전현시시간을 생략하고 직진현시시간을 기설정된 상기 부도로의 좌회전현시간까지 조기 연장하여 표시하도록 하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 알고리즘처리부는
   상기 주도로의 직진현시 중 상기 주도로의 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 상기 주도로의 좌회전현시시간을 생략하고 직진현시시간을 기설정된 상기 주도로의 좌회전현시간까지 연장하여 표시하도록 하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 알고리즘처리부는
   상기 좌회전현시시간 종료전에 상기 부도로의 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 부도로의 좌회전현시시간에 상기 신호출력부에 좌회전 표시를 행하도록 제어하되 상기 대기 차량의 수에 따라 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차량 검지 수단은
   소정 방향의 좌회전 대기차량이나 좌회전 진입차량을 추적하여 좌회전할 차량을 파악할 수 있도록 소정 영역의 영상을 촬영하여 출력할 수 있는 영상검지수단 또는 좌회전 진입부와 좌회전 정지선에 매설된 루프검지기로 좌회전 대기차량이나 좌회전 진입차량을 파악할 수 있는 루프검지수단인 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
8. 제 5항에 있어서,
   상기 알고리즘처리부는
   상기 좌회전현시시간 종료전에 상기 부도로의 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 상기 부도로의 좌회전현시시간을 생략하고 직진현시시간을 기설정된 상기 부도로의 좌회전현시간까지 조기 연장하여 표시하도록 하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   주도로 또는 부도로의 신호보행로에 설치된 보행자 통행 버튼;
   을 더 포함하도록 구성하고
   상기 알고리즘처리부는 상기 보행자 통행 버튼이 입력된 것으로 판단되면 기설정된 해당 좌회전현시 시간에 해당 보행자 통행 녹색신호를 일정 시간 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
   
10. 제 1항 또는 제 9항에 있어서,
    주도로 딜레마존의 차량속도를 검지하는 속도검지수단;
    을 더 포함하도록 구성하고
    상기 알고리즘처리부는
    상기 주도로의 직진현시신호에서 다음 현시신호로 변경할 때 상기 속도검지수단에서 검지된 차량의 속도가 교차로 통과 딜레마에 빠지는 속도일 경우 현재 직진 현시신호를 일정시간 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치.
    
11. (a)알고리즘처리부에서 3지 교차로의 신호체계를 표시하도록 제어하는 단계;
    (b)상기 알고리즘처리부가 차량검지수단으로부터 주도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수와 부도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수를 판단하는 단계,;
    (c)상기 알고리즘처리부는 상기 주도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수와 상기 부도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수의 판단결과에 따라 좌회전현시를 생략하거나 조기종결하는 제어신호를 출력하는 단계;및
    (d)상기 (c)단계의 출력신호에 따라 신호등을 제어하는 단계;
    로 이루어지는 3지 교차로의 신호제어장치의 신호제어방법.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 (c)단계는
    (c-1)상기 알고리즘처리부가 상기 주도로의 직진현시 시간 종료전인가를 판단하는 단계;
    (c-2)상기 (c-1)단계에서 직진현시 시간 종료전으로 판단되면 상기 주도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수를 판단하는 단계;및
    (c-3)상기 (c-2)단계에서 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 상기 주도로의 좌회전현시시간에 상기 주도로의 좌회전 표시를 행하고 좌회전 대기 차량의 수에 따라 상기 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치의 신호제어방법.
    
13. 제 12항에 있어서,
    상기 (c-3)단계는
    상기 (c-2)단계에서 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 기설정된 주도로의 좌회전현시시간을 생략하고 직진현시시간을 기설정된 주도로의 좌회전현시간까지 연장하여 표시하도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치의 신호제어방법.
    
14. 제 11항에 있어서,
    상기 (c)단계는
    (c-4)상기 알고리즘처리부가 상기 주도로의 좌회전현시시간 종료 전인가를 판단하는 단계; 및
    (c-5)상기 (c-4)단계에서 상기 주도로의 좌회전현시시간 종료전으로 판단되면 상기 부도로의 좌회전 차량의 유무 및 대기 차량의 수를 판단하는 단계;및
    (c-6)상기 (c-5)단계에서 상기 부도로의 좌회전차량이 존재하는 것으로 판단되면 기설정된 상기 부도로의 좌회전현시시간에 상기 부도로의 좌회전 표시를 행하고 좌회전 대기 차량의 수에 따라 상기 기설정된 좌회전현시시간을 조기종결하도록 제어하는 단계;
    (c-7)상기 (d-4)단계에서 좌회전차량이 존재하지 않는 것으로 판단되면 기설정된 주도로의 직진현시를 표시하도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치의 신호제어방법.
    
15. 제 11항에 있어서,
    상기 주도로 또는 부도로의 보행자 통행 버튼을 입력받는 단계;
    를 더 포함하도록 하고
    상기 알고리즘처리부가 상기 보행자 통행 버튼이 입력된 것으로 판단되면 기설정된 해당 좌회전현시 시간에 해당 보행자 녹색신호를 표시하도록 하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치의 신호제어방법.
    
16. 제 11항 또는 제 15항에 있어서,
    속도검지수단이 주도로 딜레마존의 차량속도를 검지하는 단계; 및
    상기 검지된 차량속도에 따라 상기 알고리즘처리부는 상기 주도로의 직진현시신호에서 다음 현시신호로 변경할 때 상기 속도검지수단에서 검지된 차량의 속도가 교차로 통과 딜레마에 빠지는 속도일 경우 현재 현시신호를 일정시간 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3지 교차로의 신호제어장치의 신호제어방법.
    

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