KR20110086323A - 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템 - Google Patents

교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템 Download PDF

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박귀태
장형준
곽환주
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 교통정보 발생기 및 가변적 교통신호 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 카메라, 센서 및 이미지 처리 장치와 같은 추가적인 장치 없이, 차량 애드 혹 망(vehicular ad­hoc networks)을 기반한 무선 통신을 위한 장비만으로 교통 흐름을 인식하고, 교차로 각 방향으로의 교통량 및 혼잡도를 인식함으로써, 교차로에서 원활한 교통 흐름을 가능하게 하는 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템{traffic information generator and apparatus for controlling flexible traffic signal using vehicular ad­hoc networks}
본 발명은 교통정보 발생기 및 가변적 교통신호 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 카메라, 센서 및 이미지 처리 장치와 같은 추가적인 장치 없이, 차량 애드 혹 망(vehicular ad­hoc networks)을 기반한 무선 통신을 위한 장비만으로 교통 흐름을 인식하고, 교차로 각 방향으로의 교통량 및 혼잡도를 인식함으로써, 교차로에서 원활한 교통 흐름을 가능하게 하는 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템에 관한 것이다.
종래 일반적인 교통 신호는 도로를 횡단하고자 하는 보행자 또는 도로에서 운행 중인 차량의 수에 상관없이 항상 일정한 주기로 일정하게 제어되고 있다. 이러한 교통 신호 제어는 가장 기초적이고 단순한 기술로서 매우 비효율적인 교통 흐름 제어 방식이다. 이에 대한 대안으로 가변적인 교통 신호 제어 방식이 제안되고 있다.
상기 가변적 교통 신호 제어의 주요 개념은 보행자와 차량의 수에 기초한 교통 상황에 따라 교통 신호의 주기를 가변적으로 제어하여 보다 원활한 교통 흐름이 가능하도록 하는 것이다. 즉, 차량이 많은 방향의 녹색 신호의 시간을 보다 길게 제어하여 짧은 시간에 혼잡을 줄일 수 있도록 한다.
최근 무선 인터넷의 확산과 함께 개발된 무선 통신 기술은 교통 문제 해결을 위한 수단으로 활용하고자 하는 노력이 있다. 예를 들어, 애드 혹 망은 핸드폰 기지국, 무선 공유기 등의 통신 서비스를 지원하는 인프라 없이, 통신을 하고자 하는 노드군 자체적으로 형성하는 통신 네트워크를 의미한다.
이 기술이 차량에 적용된다면, 이동 중인 차량 간 통신이 가능하여 각자가 갖고 있는 정보를 공유할 수 있을 것이다. 다양한 분야에 적용되는 애드 혹 망 기술 중, 차량에 관련된 경우를 차량 애드 혹 망(VANETs : Vehicular ad hoc networks)이라고 한다.
상기 VANETs을 통한 교통 정보의 전달이 가능하다면, 통신 장비를 장착한 차량들은 도로 주행 중 자신이 경험한 교통 정보(예를 들어, 통행시간)를 차량 간 무선 통신을 통하여 그 정보가 필요한 다른 차량에게 제공할 수 있을 것이다.
이와 같이, VANETs을 교통 문제를 해결하기 위한 수단으로 활용한다면, 그 효과는 매우 클 것이다. 그러나, 아직까지 이와 같은 VANETs을 이용하여 교통 문제을 해결하기 위한 최적의 기술이 나오지 않고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 카메라, 센서 및 이미지 처리 장치와 같은 추가적인 장치 없이, 차량 애드 혹 망(vehicular ad­hoc networks)을 기반하여 무선 통신을 위한 장비만으로 교통 흐름을 인식하고, 교차로 각 방향으로의 교통량 및 혼잡도를 인식함으로써, 교차로에서 원활한 교통 흐름을 가능하게 하는 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 긴급 차량들을 인식하여, 상기 긴급 차량들의 진행 방향으로의 우선 통행이 가능하도록 함으로써, 복잡한 교통 상황 하에서도 긴급 상황에 효율적으로 대처할 수 있는 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 교통정보 발생기를 이루는 구성수단은, 차량들에 탑재되어 있으며, 교통정보 데이터들을 주기적으로 발생하여 다른 차량들 또는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기에 전송하며, 상기 다른 차량들 및 교통신호 제어기와 VANETs(Vehicular ad hoc networks)으로 무선 연결되어 상기 교통정보 데이터들을 송수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교통정보 발생기는, GPS 모듈, 맵 정보를 저장하고 있는 메모리부, 차량 운전자의 목적지 입력이 있는 경우, 상기 맵 정보를 이용하여 상기 GPS 모듈로부터 수신받은 차량의 현재 위치에서 상기 목적지까지의 차량의 진행경로 정보를 생성한 후, 상기 메모리부에 저장하고, 주기적으로 교통정보 데이터를 생성하여 출력하는 제어부, 상기 제어부에서 출력하는 교통정보 데이터를 상기 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기들 또는 상기 교통신호 제어기에 전송하는 통신부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 교통정보 데이터들 각각은 차량 인증번호, 차량 위치, 차량 속도 및 진행경로 정보를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 한다.
여기서, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량의 위치에서 목적지까지의 경로에 존재하는 교차로들에서의 상기 차량의 진행방향 정보인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 교통정보 발생기와 차량 애드 혹 망을 통하여 무선통신을 수행하는 교통신호 제어기가 더 포하되어 구성되는 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 이루는 구성수단은, 상기 교통정보 발생기들로부터 수신받은 교통정보 데이터들을 분석하여 교차로의 원활한 교통 흐름이 가능하도록 교통신호 표시기를 제어하는 교통신호 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 교통정보 데이터들을 수신받은 상기 교통신호 제어기는 상기 차량 위치, 차량 속도 및 진행 경로 정보를 분석하여, 자신이 설치되는 교차로에 위치하는 상기 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 교통신호 제어기는 상기 교통정보 데이터에 포함되는 정보들 중, 차량 인증번호를 통하여 긴급 차량인지 또는 일반 차량인지 인지하고, 이 결과를 통해 상기 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 교통신호 제어기는, 상기 교통정보 발생기들로부터 상기 교통정보 데이터들을 수신받는 통신부, 상기 교통정보 데이터들 순서대로 저장하는 메모리부, 상기 메모리부에 저장된 교통정보 데이터들을 주기적으로 분석하여, 자신이 설치되는 교차로에 위치하는 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하여 상기 교통신호 표시기에 전송하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 교통신호 제어기의 제어부는 상기 메모리부에 저장된 교통정보 데이터들 중, 다른 교통신호 제어기에 전송되고, 주기적으로 분석이 완료된 교통정보 데이터들을 주기적으로 순차 삭제하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템에 의하면, 카메라, 센서 및 이미지 처리 장치와 같은 추가적인 장치 없이, 차량 애드 혹 망(vehicular ad­hoc networks)을 기반하여 무선 통신을 위한 장비만으로 교통 흐름을 인식하고, 교차로 각 방향으로의 교통량 및 혼잡도를 인식할 수 있기 때문에, 교차로에서 원활한 교통 흐름을 가능하게 하는 장점이 있다.
또한, 긴급 차량들을 인식하여, 상기 긴급 차량들의 진행 방향으로의 우선 통행이 가능하도록 함으로써, 복잡한 교통 상황 하에서도 긴급 상황에 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.
또한, 차량 애드 혹 망을 통하여 통신할 수 있는 무선 통신 장비만을 사용하고, 대규모의 중앙 집중적인 교통관제 시스템을 필요로 하지 않기 때문에, 시스템 구축의 비용이 적다는 장점이 있다.
또한, 교통상황 정보를 이웃하는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기로 전송할 수 있기 때문에, 교통신호 제어기들 간의 교통 상황 정보를 공유할 수 있기 때문에, 보다 효율적인 교통 흐름을 가능하게 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 VANETs을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 교통정보 발생기의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 교통신호 제어기의 세부 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따라 각 교차로에 설치되는 교통신호 제어기 간의 연계를 통한 각 교차로에서의 교통신호 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 차량 애드 혹 망을 설명하기 위한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량 애드 혹 망은 차량 간에 무선통신을 수행하고, 차량들과 교차로에 설치되는 통신 장치(본 발명에서는 "교통신호 제어기"임)와 무선 통신을 수행하는 망이다.
후술하겠지만, 상기 각 차량에는 교통정보 발생기가 탑재되고, 상기 교통정보 발생기는 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기와 무선통신을 수행할 뿐 아니라, 교차로에 설치되는 교통신호 제어기와 무선 통신을 수행한다. 그리고, 상기 교통신호 제어기는 교차로에 위치하는 복수개의 교통신호 표시기를 제어하여 점등 또는 소등의 시간을 가변적으로 제어함으로써, 교차로 내의 교통을 원활하게 하고, 교통 혼잡도를 감소시킨다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교통정보 발생기 및 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템의 전체 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교통정보 발생기(10)는 차량들에 탑재되어 있다. 이와 같이 차량들에 탑재되어, 일정한 정보를 가지고 있는 교통정보 데이터들을 주기적으로 발생하여 다른 차량들 또는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)에 전송한다. 한편, 본 발명에서의 상기 교통정보 발생기(10)는 다른 차량들에 탑재되는 교통정보 발생기 및 상기 교통신호 제어기와 VANETs(vehicular ad­hoc networks)으로 무선연결되어 상기 교통정보 데이터들을 송수신한다.
상기 교통정보 발생기(10)는 도 3에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어져 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 교통정보 발생기(10)는 GPS 모듈(11), 메모리부(12), 제어부(13) 및 통신부(14)을 포함하여 구성된다.
상기 GPS 모듈(11)은 차량의 현재 위치와 속도 정보를 제공하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 제어부(13)가 차량의 현재 위치와 속도 정보 요청을 명령하면, 상기 GPS 모듈(11)은 차량의 현재 위치와 속도 정보를 상기 제어부(13)에 전달한다.
상기 메모리부(12)는 상기 제어부(13)의 제어에 따라 상기 GPS 모듈(11)로부터 전달받은 차량의 위치 정보와 속도 정보를 저장하고, 맵 정보를 사전에 저장하고 있다. 또한, 차량의 인증번호를 사전에 저장하고 있으며, 상기 제어부(13)의 제어에 따라 교통정보 발생기(10)에서 발생한 각 종 정보를 저장하는 역할을 수행한다.
상기 제어부(13)는 입력부(15)를 통하여 차량 운전자의 목적지 입력이 있는 경우, 상기 맵 정보를 이용하여 상기 GPS 모듈(11)로부터 수신받은 차량의 현재 위치에서 상기 목적지까지의 차량의 진행 경로 정보를 생성한 후, 상기 메모리부(12)에 저장한다.
또한, 상기 제어부(13)는 주기적으로 교통정보 데이터를 생성하여 출력한다. 그러면, 상기 통신부(14)는 상기 제어부(13)에서 출력하는 교통정보 데이터를 상기 다른 차량들에 탑재된 교통정보 발생기들 또는 상기 교통신호 제어기에 전송한다. 상기 통신부(14)는 차량 애드 혹 망의 구성을 위하여, IEEE802.11p 프로토콜을 사용한다.
상기 제어부(13)에 의한 상기 교통정보 데이터의 생성 및 전송은 사전에 설정된 주기 또는 운전자의 조작에 따라 설정되는 주기마다 이루어진다. 또한, 운전자가 입력부(15, 기능 버튼)를 통하여 목적지를 입력하면, 상기 제어부(13)는 자동적으로 상기 교통정보 데이터를 생성하여 전송할 수도 있다.
상기 제어부(13)가 상기 교통정보 데이터를 전송할 때에는, 전송 시점에서 상기 GPS 모듈(11)로부터 획득한 차량 위치 정보, 속도 정보, 맵 정보를 이용하여 생성하는 차량 진행 경로 정보 및 차량 인증번호를 생성하여 전송한다.
상기 교통정보 발생기(10)를 구성하는 입력부(15)는 각 종 기능버튼(한글 또능 영문 입력 버튼, 각 종 조작 버튼 등)들로 구성되고, 디스플레이부(16)는 조작 상황을 표시하거나 주변 맵 또는 진행 경로를 표시하며, 전원부(17)는 상기 교통정보 발생기(10)에 전력을 공급하는 차량 내 밧데리에 해당된다.
한편, 상기 교통정보 발생기(10)가 발생하는 교통정보 데이터들 각각은 도 2에 도시된 바와 같은 정보들을 포함한다.
즉, 상기 교통정보 데이터들 각각은 차량 인증번호, 차량 위치, 차량 속도 및 차량 진행경로 정보들을 포함하여 이루어진다. 상기 차량 인증번호는 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 이용하기 위하여 차량들에 부여된 식별 번호이다. 차량 운전자가 사전에 본 발명인 가변적 교통신호 제어 시스템의 이용 신청을 하고, 상기 차량 인증번호를 부여받을 수 있다.
상기 교통정보 데이터들 중, 차량 위치는 상기 교통정보 발생기(10)가 상기 교통정보 데이터들을 생성하여 상기 교통신호 제어기 또는 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기에 전송하는 시점에서의 상기 차량의 위치 정보이다. 이와 같은 차량 위치 정보는 상기 교통정보 발생기(10)에 구비될 수 있는 GPS 모듈(도 3에 도시된 GPS 모듈)과 같은 위치 생성 모듈에 의하여 얻어질 수 있다.
상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 속도 정보는 상기 교통정보 발생기(10)가 상기 교통정보 데이터들을 생성하여 상기 교통신호 제어기 또는 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기에 전송하는 시점에서의 상기 차량의 속도 정보이다. 이와 같은 차량 속도 정보는 상기 교통정보 발생기(10)에 구비될 수 있는 GPS 모듈과 같은 속도 제공 모듈에 의하여 얻어질 수 있다.
한편, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 진행경로 정보는 상기 교통정보 데이터들을 발생하는 차량의 상기 차량 위치에서 차량의 목적지까지의 경로에 관련된 정보로서 다양하게 구성될 수 있다. 다만, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량의 위치에서 차량의 목적지까지의 경로에 존재하는 교차로에서의 상기 차량의 진행 방향 정보인 것이 가장 바람직하다.
상기와 같은 교통정보 데이터들에 더 구체적인 설명은 후술하겠다.
이상에서 설명한 교통정보 발생기(10)는 상기 교통신호 제어기와 함께 구성되어 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 구성한다.
상기 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템은 상기 교통정보 발생기들로부터 수신받은 교통정보 데이터들을 분석하여 교차로의 원활한 교통 흐름이 가능하도록 교통신호 표시기를 제어하는 교통신호 제어기를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성과 특징을 가지는 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템은 차량(100)들 내부에 탑재되는 교통정보 발생기(10)들 및 교차로의 소정 위치에 설치되는 교통신호 제어기(20)를 포함하여 구성된다.
상기 교통정보 발생기(10)들은 차량(100)들에 탑재되어 교통정보 데이터를 주기적으로 발생하여 다른 차량(100)들에 탑재된 교통정보 발생기(10)들에 전송하거나, 또는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)에게 전송한다.
상기 교통정보 발생기(10)들에 의하여 주기적으로 전송되는 교통정보 데이터는 교통정보 발생기(10)들 내부에서 자동으로 설정되어 주기적으로 전송하거나, 또는 차량 운전자의 조작에 따라 주기적으로 상기 교통정보 데이터를 전송한다.
상기 교통정보 발생기(10)들은 차량 내부의 소정 위치에 탑재될 수 있는데, 차량 운전자의 조작이 용이하고, 시각적으로 용이하게 확인할 수 있는 위치에 탑재되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차량 내에 네비게이터가 장착되는 위치에 상기 교통정보 발생기(10)가 탑재될 수 있다.
한편, 상기 교통정보 발생기(10)는 일반적인 네비게이터에 추가 기능을 탑재하여 구성할 수도 있다. 즉, 일반적인 네비게이터에 VANETs을 통한 무선통신을 수행할 수 있는 기능을 추가함으로써, 상기 교통정보 발생기(10)를 구성할 수 있다.
상기 교통정보 발생기(10)들에서 전송되는 교통정보 데이터들은 무선 통신(IEEE802.11p 프로토콜을 이용한 무선 통신)을 통하여 다른 차량들에 탑재된 교통정보 발생기(10)들에게 전송될 수도 있고, 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)에 전송될 수도 있다.
상기 교통정보 데이터가 다른 차량들에 탑재된 교통정보 발생기(10)들에게 전송된 경우에, 이 교통정보 데이터를 전송받은 교통정보 발생기(10)들은 또 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기(10)들에게 상기 교통정보 데이터를 전송할 수도 있고, 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)에 전송할 수도 있다.
이와 같이, 전송되는 교통정보 데이터들은 결국, 상기 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)로 전송된다. 즉, 차량 애드 훅 망을 통하여 최종적으로 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)로 전송되는 것이다. 이는 차량 애드 훅 망을 통하여 무선통신할 수 있는 거리가 제한적이기 때문에, 애드 훅을 통하여 상기 교통정보 데이터를 수집하는 교통신호 제어기(20)로 전송되는 것이다.
상기와 같은 방법에 따라, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 발생기(10)들로부터 교통정보 데이터들을 전송받는다. 그러면, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 발생기(10)들로부터 수신받은 교통정보 데이터들을 분석하여 교차로의 원활한 교통 흐름이 가능하도록, 자신이 설치된 교차로에 위치하는 복수의 교통신호 표시기(30)들을 제어한다.
즉, 수신받은 복수 개의 교통정보 데이터들을 분석하여, 교차로 내의 각 진행 방향으로의 차량 통행 혼잡도를 인지하고, 상기 교차로 내의 각 진행 방향으로의 차량 통행 혼잡도를 반영하여, 상기 교통신호 표시기(30)의 점등 및 소등 시간을 제어한다. 예를 들어, 상기 교통정보 데이터를 분석한 결과, 직진 차량이 가장 많고, 우회전(좌회전) 차량이 그 다음으로 많고, 유턴 차량이 가장 적은 것으로 인지된 경우에, 상기 교통신호 표시기(30)들이 직진 방향으로의 통행 시간(녹색등 점등 시간)을 가장 길게 유지하고, 유턴 방향으로의 통행 시간을 가장 짧게 유지하도록, 상기 교통신호 제어기(20)가 상기 교통신호 표시기(30)들을 제어한다.
상기 교통신호 제어기(20)와 상기 교통신호 표시기(30)들 간의 제어신호는 무선을 통하여 전송될 수도 있지만, 기존 선로를 이용하고, 구축 비용을 절감하며, 제어 신호의 안전한 전송을 위하여 유선을 통하여 전송하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 상기 교통신호 발생기(10)들 사이 및(또는) 상기 교통신호 발생기(10)들과 상기 교통신호 제어기(20)들은 VANETs(Vehicular ad hoc networks)으로 무선 연결되어 상기 교통정보 데이터들을 송수신한다. 상기 VANETs을 통한 무선 통신은 IEEE802.11p 프로토콜을 사용한다.
한편, 상기와 같이 교통정보 발생기(10)들로부터 교통정보 데이터들을 전송받은 상기 소정의 교통신호 제어기(20)는 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)들에게 상기 교통정보 데이터들을 전송할 수 있다. 그러면, 상기 소정의 교통신호 제어기(20)로부터 교통정보 데이터들을 전송받은 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)들은 상기 전송받은 교통정보 데이터들을 분석하여 자신이 설치되는 교차로에서의 교통 흐름을 예측할 수 있고, 이 예측된 교통 흐름을 반영하여 자신이 설치되는 교차로에 위치하고 있는 복수 개의 교통제어 표시기를 제어할 수 있다.
즉, 상기 교통신호 제어기(20)는 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)들과 상기 교통정보 데이터들을 송수신하여 자신이 설치되는 교차로의 교통 흐름을 사전에 파악하여 교통 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 사전에 교통신호 표시기(30)의 점등 및 소등 시간을 제어할 수 있다. 상기 교통신호 제어기(20)들 사이의 교통정보 데이터의 송수신은 직접 이루어질 수도 있고(VANETs 통신 프로토콜을 통한 통신 거리 이내인 경우), 교통정보 데이터를 송수신할 교통신호 제어기(20)들 사이에서 이동하는 차량에 탑재된 교통정보 발생기(10)를 중간 전송 매체로 하여 이루어질 수 있다(VANETs 통신 프로토콜을 통한 통신 거리 이상인 경우).
이상에서 설명한 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템에서, 교통정보 발생기(10)들 사이, 교통정보 발생기(10)와 교통신호 제어기(20) 사이에서 송수신되는 상기 교통정보 데이터들 각각은 도 2에 도시된 바와 같은 정보들을 포함한다.
즉, 상기 교통정보 데이터들 각각은 차량 인증번호, 차량 위치, 차량 속도 및 차량 진행경로 정보들을 포함하여 이루어진다. 상기 차량 인증번호는 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 이용하기 위하여 차량들에 부여된 식별 번호이다. 차량 운전자가 사전에 본 발명인 가변적 교통신호 제어 시스템의 이용 신청을 하고, 상기 차량 인증번호를 부여받을 수 있다.
상기 차량 인증번호는 상기 교통정보 발생기(10)의 메모리부(도 3에 도시된 메모리부)에 저장되어 있고, 상기 교통신호 제어기(20)의 메모리부(도 4에 도시된 메모리부)에 등록되어 있다.
상기 차량 인증번호는 단순한 식별 번호의 역할도 하지만, 해당 차량이 긴급 차량인지 또는 일반 차량인지를 식별할 수 정보를 준다. 즉, 차량 인증번호 등록 과정에서, 긴급 차량과 일반 차량을 구분할 수 있는 인증 번호를 부여함으로써(예를 들어, 긴급 차량인 경우에는 인증번호 끝자리가 "0"으로 끝나고, 일반 차량인 경우에는 인증번호 끝자리가 "1"로 끝나도록 인증번호를 부여), 상기 차량 인증번호를 통하여 해당 차량이 긴급 차량인지 일반차량인지 구분할 수 있다.
이와 같은 차량 인증번호를 통하여, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되어 있는 차량 인증번호를 분석하여, 해당 차량이 긴급 차량(예를 들어, 앰블런스 등 긴급 후송 차량)인 것으로 인지하고, 교차로에서 상기 긴급 차량의 진행 방향으로 우선 통행이 이루어지도록, 상기 교통신호 표시기를 제어할 수 있다.
상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 위치는 상기 교통정보 발생기(10)가 상기 교통정보 데이터들을 생성하여 상기 교통신호 제어기 또는 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기에 전송하는 시점에서의 상기 차량의 위치 정보이다. 이와 같은 차량 위치 정보는 상기 교통정보 발생기(10)에 구비될 수 있는 GPS 모듈(도 3에 도시된 GPS 모듈)과 같은 위치 생성 모듈에 의하여 얻어질 수 있다.
상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 속도 정보는 상기 교통정보 발생기(10)가 상기 교통정보 데이터들을 생성하여 상기 교통신호 제어기 또는 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기에 전송하는 시점에서의 상기 차량의 속도 정보이다. 이와 같은 차량 속도 정보는 상기 교통정보 발생기(10)에 구비될 수 있는 GPS 모듈과 같은 속도 제공 모듈에 의하여 얻어질 수 있다.
한편, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 진행경로 정보는 상기 교통정보 데이터들을 발생하는 차량의 상기 차량 위치에서 차량의 목적지까지의 경로에 관련된 정보로서 다양하게 구성될 수 있다. 다만, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량의 위치에서 차량의 목적지까지의 경로에 존재하는 교차로에서의 상기 차량의 진행 방향 정보인 것이 가장 바람직하다.
즉, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량 위치에서 상기 차량 목적지까지의 이동 경로(예를 들어, 네비게이터에서 제공하는 최단 이동 경로 또는 상기 교통정보 발생기에 저장되어 있는 맵 정보를 바탕으로 선정된 최단 이동 경로 등)를 따라, 상기 차량이 진행 방향으로 이동하면서 지나가는 교차로들 각각에서의 상기 차량의 진행 방향 정보들이다.
따라서, 상기 차량 진행경로 정보는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개(도 2에서 1번째 진행 경로부터 n번째 진행경로까지 예시하고 있음)가 될 수 있다. 즉, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량의 위치에서 상기 차량 목적지까지의 경로에 존재하는 교차로의 개수와 동일하다.
상기 차량 진행경로 정보를 도 5에 도시된 복수 개의 교차로가 예시된 도로를 참고하여 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 상기 소정의 차량이 상기 교통정보 데이터를 생성하여 전송하는 위치가 "혼잡 구간"(도 5에 도시된 네 개의 교차로 중에서 우하단에 위치하는 교차로의 오른쪽에 위치하는 구간)의 특정 위치라 가정하자.
그리고, 상기 교통정보 데이터를 생성하기 위해 상기 사용자가 입력한 차량의 목적지가 도 5에 도시된 네 개의 교차로 중에서 좌상단에 위치하는 교차로의 위쪽에 위치하는 특정 지점이라 가정하자. 또한, 차량의 진행 경로는 우하단의 교차로를 지나고, 좌하단의 교차로를 지나며, 마지막으로 좌상단의 교차로를 지난다고 가정하자.
이 경우, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량의 진행경로 정보는 총 세개(이동 경로에서의 교차로 개수가 3개이기 때문에)이고, 그 정보는 순서대로, 직진정보, 우회전정보 및 직진정보로 구성된다. 만약, 두개의 비트(bit)로 상기 차량의 진행 경로 정보를 구성하고, 직진 정보는 "00", 우회전 정보는 "01", 좌회전 정보는 "10", 유턴 정보는 "11"로 표현된다고 가정하자.
그러면, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 상기 차량의 진행경로 정보는 순서대로 "00", "01", "00"로 구성되어 상기 교통신호 제어기(20)에 최종적으로 전송되고, 상기 차량의 진행경로 정보를 포함한 교통정보 데이터를 전송받은 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 차량의 진행경로 정보를 반영하여 자신의 설치되는 교차로에 위치하는 복수 개의 교통신호 표시기를 제어한다.
예를 들어, 상기 차량의 진행 경로 정보를 포함한 교통정보 데이터를 전송받은 도 5에서의 우하단의 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)는 직진방향(도 5에서, 좌에서 우로 진행하는 방향)으로 해당 차량이 진행할 것을 반영하여 자신이 설치되는 교차로에 위치하고 있는 교통신호 표시기를 제어한다. 물론, 교통신호 표시기의 제어는 수십대 ~ 수백대의 차량에 탑재된 교통정보 발생기(10)들로부터 전송받은 수십 ~ 수백 개의 교통정보 데이터들을 상기 교통신호 제어기(20)가 분석하고, 이를 반영하여 이루어진다.
상기와 같이, 수십 ~ 수백 개의 교통정보 데이터들을 전송받은 상기 교통신호 제어기(20)는 주기적으로 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 상기 차량 위치, 차량 속도 및 진행 경로 정보를 분석하여, 자신이 설치되는 교차로에 위치하는 상기 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어한다.
상기 교통신호 표시기들을 제어하기 위하여 상기 교통신호 제어기(20)가 분석하는 상기 교통정보 데이터들의 개수는 사전에 교통신호 제어기(20)에 설정해 놓을 수도 있고, 관리자에 의하여 변경 조정될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 교통신호 제어기(20)가 분석하는 상기 교통정보 데이터들 중, 진행경로 정보는 직진, 우회전, 좌회전 및 유턴 정보를 나타내기 때문에, 최종적으로 교차로를 지나가는 방향을 알 수 없다. 따라서, 상기 차량 위치 정보를 함께 분석하다. 예를 들어, 도 5에서 "혼잡 구간"에서 전송된 교통정보 데이터에 포함된 교통정보 데이터는 상기 "혼잡 구간"에 있는 소정의 위치가 차량의 위치 정보일 것이고, 만약 교통정보 데이터에 포함된 차량 진행 경로 정보가 직진 정보인 경우에는, 이 차량 위치 정보와 차량 진행 경로 정보(직진 정보)를 통하여, 해당 차량은 교차로 우측에서 좌측 방향으로 직진하는 차량임을 인지할 수 있는 것이다.
한편, 상기 교통신호 제어기(20)가 분석하는 차량 속도 정보는 교차로에 진입하는 차량들의 속도에 관한 정보이기 때문에, 이 속도 정보를 통하여 교차로 부근의 교통 혼잡도를 가늠할 수 있다. 구체적으로, 해당 차량의 위치 정보와 상기 속도 정보를 통하여, 특정 교차로 진입 방향으로의 차량 진입 속도를 파악할 수 있고, 이를 통하여 교통 혼잡도를 인지할 수 있다. 예를 들어, 상기 차량 속도가 시속 10km인 경우보다 시속 50km인 경우가 교통 혼잡도가 더 작다는 것으로 인지할 수 있다.
이와 같이, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 복수 개의 교통정보 데이터를 분석하여, 자신이 설치되어 있는 교차로에 위치하고 있는 교통신호 표시기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 100개의 교통정보 데이터를 분석한 결과, 특정 방향으로의 직진 차량이 70대, 좌회전 차량이 25대, 유턴 차량이 5대인 경우에는, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 특정 방향으로의 직진 통행이 가장 길게 이루어지고, 좌회전 방향으로 차량 통행이 그 다음 길게 이루어지며, 유턴 차량 통행이 가장 적게 이루어지도록, 상기 교차로에 위치하는 교통신호 표시기의 점등 및 소등 시간을 제어한다. 상기 특정 방향(직진, 좌회전, 유턴 등)으로의 통행 시간(녹색등, 좌회전 신호등, 유턴 표시 등(적색 등)의 점등 시간)은 특정 방향으로의 진행 차량의 총 대수에 비례하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 정보들 중, 상기 차량 위치, 차량 속도 및 차량 진행 경로 정보를 분석하기 전에, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 인증번호를 분석할 필요가 있다. 상기 차량 인증번호를 분석한 결과, 해당 차량이 긴급 차량에 해당하는 경우에는, 다른 차량에 대한 교통정보 데이터들을 더 이상 분석하지 않고, 상기 긴급 차량의 위치 정보와 진행 경로 정보를 분석하여, 상기 긴급 차량이 진행하고자 하는 교차로 통과 방향으로 교통 통행이 우선적으로 이루어질 수 있도록, 상기 교통신호 표시기를 제어한다.
즉, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 데이터에 포함되는 정보들 중, 차량 인증번호를 통하여 긴급 차량인지 또는 일반 차량인지 인지하고, 이 결과를 통해 상기 교통신호 표시기(30)들의 점등 및 소등 시간을 제어한다.
한편, 상기와 같이 교통정보 데이터들을 분석하여 교통신호 표시기(30)들의 점등 및 소등 시간을 제어하는 교통신호 제어기(20)는 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)들과 교통정보 데이터들을 송수신한다.
구체적으로, 상기 교통신호 제어기와 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기들은 직접적으로 상기 교통정보 데이터들을 송수신하거나, 상기 교통정보 발생기들을 중간 전송 매체로 하여 상기 교통정보 데이터들을 송수신할 수 있다.
예를 들어, 도 5에서 우하단에 위치하는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)가 자신이 수집한 교통신호 정보들을 도 5에서 좌하단에 위치하는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기에 직접적으로 또는 교통정보 발생기들(우하단의 교차로에 설치되는 교통신호 제어기와 좌하단의 교차로에 설치되는 교통신호 제어기 사이의 도로를 이동하고 있는 차량들에 탑재된 교통정보 발생기들)을 중간 전송 매체로 전송할 수 있고, 반대로 좌하단에 있는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기로부터 교통정보 데이터를 수신받을 수 있다.
이와 같이, 이웃하는 교통신호 제어기로부터 교통정보 데이터들을 전송받은 교통신호 제어기들은 상기 전송받은 교통정보 데이터들을 분석함으로써, 미리 교통 흐름을 예측할 수 있고, 이를 반영하여 사전에 교통신호 표시시의 점등 및 소등 시간을 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통 신호 제어 시스템을 통하여 교통 흐름을 원활하게 유지할 수 있다. 이하에서는, 상기 교통정보 발생기(10)와 상기 교통신호 제어기(20)의 구체적인 구성수단에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 교통정보 발생기(10)의 세부 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 교통정보 발생기(10)는 GPS 모듈(11), 메모리부(12), 제어부(13) 및 통신부(14)을 포함하여 구성된다.
상기 GPS 모듈(11)은 차량의 현재 위치와 속도 정보를 제공하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 제어부(13)가 차량의 현재 위치와 속도 정보 요청을 명령하면, 상기 GPS 모듈(11)은 차량의 현재 위치와 속도 정보를 상기 제어부(13)에 전달한다.
상기 메모리부(12)는 상기 제어부(13)의 제어에 따라 상기 GPS 모듈(11)로부터 전달받은 차량의 위치 정보와 속도 정보를 저장하고, 맵 정보를 사전에 저장하고 있다. 또한, 차량의 인증번호를 사전에 저장하고 있으며, 상기 제어부(13)의 제어에 따라 교통정보 발생기(10)에서 발생한 각 종 정보를 저장하는 역할을 수행한다.
상기 제어부(13)는 입력부(15)를 통하여 차량 운전자의 목적지 입력이 있는 경우, 상기 맵 정보를 이용하여 상기 GPS 모듈(11)로부터 수신받은 차량의 현재 위치에서 상기 목적지까지의 차량의 진행 경로 정보를 생성한 후, 상기 메모리부(12)에 저장한다.
또한, 상기 제어부(13)는 주기적으로 교통정보 데이터를 생성하여 출력한다. 그러면, 상기 통신부(14)는 상기 제어부(13)에서 출력하는 교통정보 데이터를 상기 다른 차량들에 탑재된 교통정보 발생기들 또는 상기 교통신호 제어기에 전송한다. 상기 통신부(14)는 차량 애드 혹 망의 구성을 위하여, IEEE802.11p 프로토콜을 사용한다.
상기 제어부(13)에 의한 상기 교통정보 데이터의 생성 및 전송은 사전에 설정된 주기 또는 운전자의 조작에 따라 설정되는 주기마다 이루어진다. 또한, 운전자가 입력부(15, 기능 버튼)를 통하여 목적지를 입력하면, 상기 제어부(13)는 자동적으로 상기 교통정보 데이터를 생성하여 전송할 수도 있다.
상기 제어부(13)가 상기 교통정보 데이터를 전송할 때에는, 전송 시점에서 상기 GPS 모듈(11)로부터 획득한 차량 위치 정보, 속도 정보, 맵 정보를 이용하여 생성하는 차량 진행 경로 정보 및 차량 인증번호를 생성하여 전송한다.
상기 교통정보 발생기(10)를 구성하는 입력부(15)는 각 종 기능버튼(한글 또능 영문 입력 버튼, 각 종 조작 버튼 등)들로 구성되고, 디스플레이부(16)는 조작 상황을 표시하거나 주변 맵 또는 진행 경로를 표시하며, 전원부(17)는 상기 교통정보 발생기(10)에 전력을 공급하는 차량 내 밧데리에 해당된다.
도 4는 본 발명에 적용되는 교통신호 제어기(20)의 세부 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 교통신호 제어기(20)는 통신부(21), 메모리부(22) 및 제어부(23)을 포함하여 구성된다.
상기 통신부(21)는 상기 교통정보 발생기(10)들 또는 이웃하는 다른 교통신호 제어기(20)들로부터 상기 교통정보 데이터들을 수신받는다. 이 통신부(21) 역시 차량 애드 혹 망의 구성을 위하여, IEEE802.11p 프로토콜을 사용한다.
상기 통신부(21)를 통하여 수신되는 교통정보 데이터들은 순서대로 상기 메모리부(22)에 저장된다. 또한, 이 메모리부(22)는 상기 제어부(23)의 분석 결과를 저장한다.
상기 제어부(23)는 상기 메모리부(22)에 순차적으로 저장된 교통정보 데이터들을 주기적으로 분석하여, 자신이 설치되는 교차로에 위치하는 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어하기 위한 제어신호를 발생하여 상기 교통신호 표시기(30)들에 전송한다. 그러면, 상기 교통신호 표시기(30)들은 이 제어신호에 따라 녹색등, 적색등 또는 좌/우회전 신호 또는 유턴 신호에 관련된 등의 점등 및 소등 시간을 제어한다.
상기 제어부(23)는 사전에 설정되거나 관리자에 의하여 조정되어 설정된 분석 개수의 교통정보 데이터들 분석하기 위하여, 상기 분석 개수에 해당하는 개수만큼, 상기 메모리부(22)에 순차적으로 저장되어 있는 교통정보 데이터들을 분석한다. 이 때, 상기 제어부(23)는 상기 메모리부(22)에 저장된 교통정보 데이터들 중에, 가장 최근에 저장된 상기 설정된 분석 개수만큼의 교통정보 데이터들을 분석한다.
상기 교통정보 데이터들의 분석은, 앞서 설명한 바와 같이, 차량 인증번호를 분석하여, 긴급 차량이 교차로 근처에 있는 것으로 인지된 경우에는, 상기 긴급 차량이 해당 진행 방향으로 우선적으로 통과할 수 있도록 상기 교통신호 표시기(30)들을 제어하고, 긴급 차량이 없는 경우로 인지된 경우에는, 교통정보 데이터들 정보인 차량 위치, 차량 속도, 차량 진행 경로 정보들을 분석하고, 이를 반영하여 교통신호 표시기(30)들을 제어한다.
상기 제어부(23)는 상기 메모리부(22)에 저장된 교통정보 데이터들을 상기 통신부(21)를 통하여 이웃하는 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)로 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 전송되는 교통정보 데이터들은 애드 혹에 의하여 전송된다.
한편, 상기 교통신호 제어기(20)의 제어부(23)는 상기 메모리부(22)에 저장된 교통정보 데이터들 중, 주기적으로 분석이 완료되고, 상기 다른 교통신호 제어기로 전송된 교통정보 데이터들을 주기적으로 순차 삭제한다. 즉, 분석이 이미 끝났을 뿐 아니라, 다른 교통신호 제어기로 전송이 완료된 교통정보 데이터들 중, 가장 오래된 교통정보 데이터들부터 순차적으로 삭제된다. 이와 같은 삭제는 사전에 설정되거나, 관리자에 의하여 설정 조정된 주기마다 이루어질 수 있다.
다음은, 상기와 같은 구성 및 기능을 가지는 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 통한 가변적 교통신호 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 교통정보 발생기들이 각 차량 운전자에 의하여 목적지 입력이 있는 경우, 현재 위치에서 상기 목적지까지의 차량의 진행경로 정보를 생성하여 저장한다. 이와 같은 차량의 진행경로 정보는 교통정보 발생기에 저장하고 있는 맵 정보를 이용하여 생성할 수 있다.
그런 다음, 상기 교통정보 발생기들이 상기 차량 운전자의 조작에 따라 또는 주기적으로 상기 차량의 진행 경로 정보가 포함된 교통정보 데이터를 교통신호 제어기로 전송한다.
상기 교통정보 발생기들로부터 교통정보 데이터들을 전송받은 교통신호 제어기는 순차적으로 상기 교통정보 데이터들을 메모리부에 저장하고, 주기적으로 상기 교통정보 데이터들을 분석하여 자신이 설치된 교차로에 위치하고 있는 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어한다.
상기와 같은 절차를 통하여 상기 교통정보 발생기들로부터 교통정보 데이터들이 상기 교통신호 제어기로 전송되어 수집되고, 상기 수집된 교통정보 데이터들을 상기 교통신호 제어기가 주기적으로 분석하고, 이 분석된 결과를 반영하여, 교통신호 표시기들을 제어한다.
한편, 상기 교통정보 데이터들을 상기 교통정보 발생기들로부터 전송받은 상기 교통신호 제어기가 다른 교차로에 설치되는 다른 교통신호 제어기로 상기 교통정보 데이터들을 전송하는 단계가 더 포함될 수 있다. 이와 같은 단계를 통하여, 다른 교차로에 설치되는 다른 교통신호 제어기들은 이웃하는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기들로부터 교통정보 데이터들을 전송받고, 이들을 분석하여, 사전에 교통 흐름을 원활하게 할 수 있도록 미리 자신이 설치되어 있는 교차로에 위치하고 있는 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어할 수 있다.
상기 교통정보 데이터들 각각은 차량 인증번호, 차량 위치, 차량 속도 및 진행경로 정보를 포함하여 구성된다.
상기 차량 인증번호는 본 발명인 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템을 이용하기 위하여 차량들에 부여된 식별 번호이다. 차량 운전자가 사전에 본 발명인 가변적 교통신호 제어 시스템의 이용 신청을 하고, 상기 차량 인증번호를 부여받을 수 있다.
상기 차량 인증번호는 상기 교통정보 발생기의 메모리부(도 3에 도시된 메모리부)에 저장되어 있고, 상기 교통신호 제어기의 메모리부(도 4에 도시된 메모리부)에 등록되어 있다.
상기 차량 인증번호는 단순한 식별 번호의 역할도 하지만, 해당 차량이 긴급 차량인지 또는 일반 차량인지를 식별할 수 정보를 준다. 즉, 차량 인증번호 등록 과정에서, 긴급 차량과 일반 차량을 구분할 수 있는 인증 번호를 부여함으로써(예를 들어, 긴급 차량인 경우에는 인증번호 끝자리가 "0"으로 끝나고, 일반 차량인 경우에는 인증번호 끝자리가 "1"로 끝나도록 인증번호를 부여), 상기 차량 인증번호를 통하여 해당 차량이 긴급 차량인지 일반차량인지 구분할 수 있다.
이와 같은 차량 인증번호를 통하여, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되어 있는 차량 인증번호를 분석하여, 해당 차량이 긴급 차량(예를 들어, 앰블런스 등 긴급 후송 차량)인 것으로 인지하고, 교차로에서 상기 긴급 차량의 진행 방향으로 우선 통행이 이루어지도록, 상기 교통신호 표시기를 제어할 수 있다.
상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 위치는 상기 교통정보 발생기(10)가 상기 교통정보 데이터들을 생성하여 상기 교통신호 제어기 또는 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기에 전송하는 시점에서의 상기 차량의 위치 정보이다. 이와 같은 차량 위치 정보는 상기 교통정보 발생기(10)에 구비될 수 있는 GPS 모듈(도 3에 도시된 GPS 모듈)과 같은 위치 생성 모듈에 의하여 얻어질 수 있다.
상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 속도 정보는 상기 교통정보 발생기(10)가 상기 교통정보 데이터들을 생성하여 상기 교통신호 제어기 또는 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기에 전송하는 시점에서의 상기 차량의 속도 정보이다. 이와 같은 차량 속도 정보는 상기 교통정보 발생기(10)에 구비될 수 있는 GPS 모듈과 같은 속도 제공 모듈에 의하여 얻어질 수 있다.
한편, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 진행경로 정보는 상기 교통정보 데이터들을 발생하는 차량의 상기 차량 위치에서 차량의 목적지까지의 경로에 관련된 정보로서 다양하게 구성될 수 있다. 다만, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량의 위치에서 차량의 목적지까지의 경로에 존재하는 교차로에서의 상기 차량의 진행 방향 정보인 것이 가장 바람직하다.
즉, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량 위치에서 상기 차량 목적지까지의 이동 경로(예를 들어, 네비게이터에서 제공하는 최단 이동 경로 또는 상기 교통정보 발생기에 저장되어 있는 맵 정보를 바탕으로 선정된 최단 이동 경로 등)를 따라, 상기 차량이 진행 방향으로 이동하면서 지나가는 교차로들 각각에서의 상기 차량의 진행 방향 정보들이다.
따라서, 상기 차량 진행경로 정보는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개(도 2에서 1번째 진행 경로부터 n번째 진행경로까지 예시하고 있음)가 될 수 있다. 즉, 상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량의 위치에서 상기 차량 목적지까지의 경로에 존재하는 교차로의 개수와 동일하다.
상기 차량 진행경로 정보를 도 5에 도시된 복수 개의 교차로가 예시된 도로를 참고하여 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 상기 소정의 차량이 상기 교통정보 데이터를 생성하여 전송하는 위치가 "혼잡 구간"(도 5에 도시된 네 개의 교차로 중에서 우하단에 위치하는 교차로의 오른쪽에 위치하는 구간)의 특정 위치라 가정하자.
그리고, 상기 교통정보 데이터를 생성하기 위해 상기 사용자가 입력한 차량의 목적지가 도 5에 도시된 네 개의 교차로 중에서 좌상단에 위치하는 교차로의 위쪽에 위치하는 특정 지점이라 가정하자. 또한, 차량의 진행 경로는 우하단의 교차로를 지나고, 좌하단의 교차로를 지나며, 마지막으로 좌상단의 교차로를 지난다고 가정하자.
이 경우, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량의 진행경로 정보는 총 세개(이동 경로에서의 교차로 개수가 3개이기 때문에)이고, 그 정보는 순서대로, 직진정보, 우회전정보 및 직진정보로 구성된다. 만약, 두개의 비트(bit)로 상기 차량의 진행 경로 정보를 구성하고, 직진 정보는 "00", 우회전 정보는 "01", 좌회전 정보는 "10", 유턴 정보는 "11"로 표현된다고 가정하자.
그러면, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 상기 차량의 진행경로 정보는 순서대로 "00", "01", "00"로 구성되어 상기 교통신호 제어기(20)에 최종적으로 전송되고, 상기 차량의 진행경로 정보를 포함한 교통정보 데이터를 전송받은 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 차량의 진행경로 정보를 반영하여 자신의 설치되는 교차로에 위치하는 복수 개의 교통신호 표시기를 제어한다.
예를 들어, 상기 차량의 진행 경로 정보를 포함한 교통정보 데이터를 전송받은 도 5에서의 우하단의 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)는 직진방향(도 5에서, 좌에서 우로 진행하는 방향)으로 해당 차량이 진행할 것을 반영하여 자신이 설치되는 교차로에 위치하고 있는 교통신호 표시기를 제어한다. 물론, 교통신호 표시기의 제어는 수십대 ~ 수백대의 차량에 탑재된 교통정보 발생기(10)들로부터 전송받은 수십 ~ 수백 개의 교통정보 데이터들을 상기 교통신호 제어기(20)가 분석하고, 이를 반영하여 이루어진다.
상기와 같이, 수십 ~ 수백 개의 교통정보 데이터들을 전송받은 상기 교통신호 제어기(20)는 주기적으로 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 상기 차량 위치, 차량 속도 및 진행 경로 정보를 분석하여, 자신이 설치되는 교차로에 위치하는 상기 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어한다.
상기 교통신호 표시기들을 제어하기 위하여 상기 교통신호 제어기(20)가 분석하는 상기 교통정보 데이터들의 개수는 사전에 교통신호 제어기(20)에 설정해 놓을 수도 있고, 관리자에 의하여 변경 조정될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 교통신호 제어기(20)가 분석하는 상기 교통정보 데이터들 중, 진행경로 정보는 직진, 우회전, 좌회전 및 유턴 정보를 나타내기 때문에, 최종적으로 교차로를 지나가는 방향을 알 수 없다. 따라서, 상기 차량 위치 정보를 함께 분석하다. 예를 들어, 도 5에서 "혼잡 구간"에서 전송된 교통정보 데이터에 포함된 교통정보 데이터는 상기 "혼잡 구간"에 있는 소정의 위치가 차량의 위치 정보일 것이고, 만약 교통정보 데이터에 포함된 차량 진행 경로 정보가 직진 정보인 경우에는, 이 차량 위치 정보와 차량 진행 경로 정보(직진 정보)를 통하여, 해당 차량은 교차로 우측에서 좌측 방향으로 직진하는 차량임을 인지할 수 있는 것이다.
한편, 상기 교통신호 제어기(20)가 분석하는 차량 속도 정보는 교차로에 진입하는 차량들의 속도에 관한 정보이기 때문에, 이 속도 정보를 통하여 교차로 부근의 교통 혼잡도를 가늠할 수 있다. 구체적으로, 해당 차량의 위치 정보와 상기 속도 정보를 통하여, 특정 교차로 진입 방향으로의 차량 진입 속도를 파악할 수 있고, 이를 통하여 교통 혼잡도를 인지할 수 있다. 예를 들어, 상기 차량 속도가 시속 10km인 경우보다 시속 50km인 경우가 교통 혼잡도가 더 작다는 것으로 인지할 수 있다.
이와 같이, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 복수 개의 교통정보 데이터를 분석하여, 자신이 설치되어 있는 교차로에 위치하고 있는 교통신호 표시기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 100개의 교통정보 데이터를 분석한 결과, 특정 방향으로의 직진 차량이 70대, 좌회전 차량이 25대, 유턴 차량이 5대인 경우에는, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 특정 방향으로의 직진 통행이 가장 길게 이루어지고, 좌회전 방향으로 차량 통행이 그 다음 길게 이루어지며, 유턴 차량 통행이 가장 적게 이루어지도록, 상기 교차로에 위치하는 교통신호 표시기의 점등 및 소등 시간을 제어한다. 상기 특정 방향(직진, 좌회전, 유턴 등)으로의 통행 시간(녹색등, 좌회전 신호등, 유턴 표시 등(적색 등)의 점등 시간)은 특정 방향으로의 진행 차량의 총 대수에 비례하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 정보들 중, 상기 차량 위치, 차량 속도 및 차량 진행 경로 정보를 분석하기 전에, 상기 교통정보 데이터들 각각에 포함되는 차량 인증번호를 분석할 필요가 있다. 상기 차량 인증번호를 분석한 결과, 해당 차량이 긴급 차량에 해당하는 경우에는, 다른 차량에 대한 교통정보 데이터들을 더 이상 분석하지 않고, 상기 긴급 차량의 위치 정보와 진행 경로 정보를 분석하여, 상기 긴급 차량이 진행하고자 하는 교차로 통과 방향으로 교통 통행이 우선적으로 이루어질 수 있도록, 상기 교통신호 표시기를 제어한다.
즉, 상기 교통신호 제어기(20)는 상기 교통정보 데이터에 포함되는 정보들 중, 차량 인증번호를 통하여 긴급 차량인지 또는 일반 차량인지 인지하고, 이 결과를 통해 상기 교통신호 표시기(30)들의 점등 및 소등 시간을 제어한다.
구체적으로, 상기 교통신호 제어기는 상기 교통정보 데이터의 차량 인증번호를 통하여, 상기 교통정보 데이터를 전송한 차량이 긴급 차량인지 또는 일반 차량인지 인지하고, 긴급 차량으로 인지된 경우, 상기 교통신호 제어기가 설치된 교차로에서 상기 교통정보 데이터를 전송한 차량의 진행방향으로 우선 통행이 가능하도록 상기 교통신호 표시기들을 제어한다.
한편, 상기와 같이 교통정보 데이터들을 분석하여 교통신호 표시기(30)들의 점등 및 소등 시간을 제어하는 교통신호 제어기(20)는 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)들과 교통정보 데이터들을 송수신한다.
구체적으로, 상기 교통신호 제어기와 다른 교차로에 설치되는 교통신호 제어기들은 직접적으로 상기 교통정보 데이터들을 송수신하거나, 상기 교통정보 발생기들을 중간 전송 매체로 하여 상기 교통정보 데이터들을 송수신할 수 있다.
예를 들어, 도 5에서 우하단에 위치하는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기(20)가 자신이 수집한 교통신호 정보들을 도 5에서 좌하단에 위치하는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기에 직접적으로 또는 교통정보 발생기들(우하단의 교차로에 설치되는 교통신호 제어기와 좌하단의 교차로에 설치되는 교통신호 제어기 사이의 도로를 이동하고 있는 차량들에 탑재된 교통정보 발생기들)을 중간 전송 매체로 전송할 수 있고, 반대로 좌하단에 있는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기로부터 교통정보 데이터를 수신받을 수 있다.
이와 같이, 이웃하는 교통신호 제어기로부터 교통정보 데이터들을 전송받은 교통신호 제어기들은 상기 전송받은 교통정보 데이터들을 분석함으로써, 미리 교통 흐름을 예측할 수 있고, 이를 반영하여 사전에 교통신호 표시시의 점등 및 소등 시간을 제어할 수 있다.
10 : 교통정보 발생기 11 : GPS 모듈
12 : 교통정보발생기의 모메리부 13 : 교통정보발생기의 제어부
14 : 교통정보발생기의 통싱부 15 : 입력부
16 : 교통정보발생기의 디스플레이부 17 : 교통정보발생기의 전원부
20 : 교통신호제어기 21 : 교통신호제어기의 통신부
22 : 교통신호제어기의 메모리부 23 : 교통신호제어기의 제어부
24 : 교통신호제어기의 디스플레이부 25 : 교통신호제어기의 전원부
30 : 교통신호 표시기

Claims (9)

  1. 차량들에 탑재되어 있으며, 교통정보 데이터들을 주기적으로 발생하여 다른 차량들 또는 교차로에 설치되는 교통신호 제어기에 전송하며, 상기 다른 차량들 및 교통신호 제어기와 VANETs(Vehicular ad hoc networks)으로 무선 연결되어 상기 교통정보 데이터들을 송수신하는 것을 특징으로 하는 교통정보 발생기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 교통정보 발생기는,
    GPS 모듈, 맵 정보를 저장하고 있는 메모리부, 차량 운전자의 목적지 입력이 있는 경우, 상기 맵 정보를 이용하여 상기 GPS 모듈로부터 수신받은 차량의 현재 위치에서 상기 목적지까지의 차량의 진행경로 정보를 생성한 후, 상기 메모리부에 저장하고, 주기적으로 교통정보 데이터를 생성하여 출력하는 제어부, 상기 제어부에서 출력하는 교통정보 데이터를 상기 다른 차량에 탑재된 교통정보 발생기들 또는 상기 교통신호 제어기에 전송하는 통신부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교통정보 발생기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 교통정보 데이터들 각각은 차량 인증번호, 차량 위치, 차량 속도 및 진행경로 정보를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교통정보 발생기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 차량 진행경로 정보는 상기 차량의 위치에서 목적지까지의 경로에 존재하는 교차로들에서의 상기 차량의 진행방향 정보인 것을 특징으로 하는 교통정보 발생기.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 교통정보 발생기들로부터 수신받은 교통정보 데이터들을 분석하여 교차로의 원활한 교통 흐름이 가능하도록 교통신호 표시기를 제어하는 교통신호 제어기를 포함하여 구성되는 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 교통정보 데이터들을 수신받은 상기 교통신호 제어기는 상기 차량 위치, 차량 속도 및 진행 경로 정보를 분석하여, 자신이 설치되는 교차로에 위치하는 상기 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 교통신호 제어기는 상기 교통정보 데이터에 포함되는 정보들 중, 차량 인증번호를 통하여 긴급 차량인지 또는 일반 차량인지 인지하고, 이 결과를 통해 상기 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 교통신호 제어기는,
    상기 교통정보 발생기들로부터 상기 교통정보 데이터들을 수신받는 통신부, 상기 교통정보 데이터들 순서대로 저장하는 메모리부, 상기 메모리부에 저장된 교통정보 데이터들을 주기적으로 분석하여, 자신이 설치되는 교차로에 위치하는 교통신호 표시기들의 점등 및 소등 시간을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하여 상기 교통신호 표시기에 전송하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 교통신호 제어기의 제어부는 상기 메모리부에 저장된 교통정보 데이터들 중, 다른 교통신호 제어기에 전송되고, 주기적으로 분석이 완료된 교통정보 데이터들을 주기적으로 순차 삭제하는 것을 특징으로 하는 차량 애드 혹 망을 이용한 가변적 교통신호 제어 시스템.
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