KR20170019459A - 적응적 교통 신호 선점 - Google Patents

Abstract

교통 신호 우선 순위 요청들을 처리하기 위한 개시된 접근법들은 차량으로부터 교통 신호 우선 순위 요청들을 수신하는 것을 포함한다. 각각의 우선 순위 요청의 수신에 응답하여 교차로에서의 그리고 교차로에의 진입로 상의 정지된 차량들의 수가 결정된다. 활성화 임계치가 예상 도착 시간(ETA) 임계치와 정지된 차량의 수의 함수로서 계산된다. 각각의 우선 순위 요청에 응답하여 교차로에의 차량의 차량 ETA가 결정된다. 차량 ETA가 활성화 임계치보다 작은 것에 응답하여, 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위해 우선 순위 요청이 제출된다. 차량 ETA가 활성화 임계치보다 큰 것에 응답하여, 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위한 우선 순위 요청의 제출이 바이패스된다.

Description

적응적 교통 신호 선점{ADAPTIVE TRAFFIC SIGNAL PREEMPTION}

관련 특허 문헌

본 국제 출원은 2014년 6월 19일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/309,165호의 우선권을 주장하며; 이 특허 문헌은 완전히 본원에 참조로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 교차로에서 정지된 차량의 수에 따라 진입 차량에 대한 선점 타이밍을 적응시키는 것에 관한 것이다.

교통 신호는 오랫동안 교차로에서 교통 흐름을 규제하는 데 사용되어 왔다. 일반적으로, 교통 신호는 교통 신호등을 언제 변경할지를 결정하고, 그렇게 함으로써 교번하는 정지할 교통 방향과 진행할 교통 방향을 시그널링하기 위해 타이머 또는 차량 센서에 의존하였다.

경찰차, 소방차 및 구급차와 같은 긴급 차량은 일반적으로 교통 신호에 반하여 교차로를 횡단할 권리가 있다. 긴급 차량은 교차로에 진입하는 다른 운전자에게 긴급 차량이 교차로를 횡단하려고 하는 것을 경고하기 위해 과거에는 전형적으로 경적, 사이렌 및 점멸등에 의존하였다. 그러나, 청각 장애, 에어컨, 오디오 시스템 및 다른 주의 산만으로 인해, 종종 교차로에 진입하는 차량의 운전자가 진입하는 긴급 차량이 내는 경고를 인식하지 못할 것이다.

교통 제어 선점 시스템은 교차로에서 교통 신호등을 제어하는 교차로 제어기에 선점 요청을 함으로써 공인된 차량들(경찰, 화재 및 다른 공공 안전 또는 수송 차량)이 신호 교차로를 통과하는 것을 지원한다. 교차로 제어기는 진입하는 차량의 주행 방향으로 교차로 신호등을 녹색으로 변경함으로써 차량으로부터의 선점 요청에 응답할 수 있다. 이 시스템은 공공 안전 요원의 응답 시간을 개선하는 동시에, 긴급 차량이 적색 신호등에서 횡단하려고 할 때 교차로에서의 위험한 상황을 감소시킨다. 또한, 수송 차량에 대해 속도 및 스케줄 효율이 개선될 수 있다.

현재, 소정의 교통 신호에 그리고 공인된 차량에 설치된 장비를 갖는 다수의 공지된 교통 제어 선점 시스템이 있다. 오늘날 사용 중인 하나의 그러한 시스템은 OPTICOM® 시스템이다. 이 시스템은 미리 정해진 속도, 전형적으로 10Hz 또는 14Hz로 광 펄스를 생성하는, 차량 내에 또는 차량 상에 위치한, 고전력 스트로브 튜브(방사체)를 이용한다. 광 검출기 및 관련 전자 기기를 포함하는 수신기가 전형적으로 교차로에 위치한 마스트 아암(mast arm) 상에 장착되고, 일련의 전압 펄스를 생성하는데, 그 전압 펄스의 수는 방사체로부터 수신된 광 펄스의 강도에 비례한다. 방사체는 2500피트 초과로 떨어진 곳에서 검출되기에 충분한 방사 전력을 생성한다. 종래의 스트로브 튜브 방사체는 넓은 스펙트럼의 광을 생성한다. 그러나, 근적외선(IR) 스펙트럼 내의 광으로만 그 감도를 제한하기 위해 광학 필터가 검출기에 사용된다. 이는 다른 광원들로부터의 간섭을 최소화한다.

강도 수준들을 각각의 교차로 진입과 관련시켜, 검출된 차량이 교차로의 범위 내에 있는 때를 결정한다. 유효 보안 코드들 및 충분한 강도 수준을 가진 차량들을 다른 검출된 차량들과 검토하여, 최고 우선 순위 차량을 결정한다. 동등한 우선 순위의 차량들은 선착순으로 선택된다. 최고 우선 순위 차량이 주행하는 진입 방향에 대해 제어기에 선점 요청이 발행된다.

오늘날 사용 중인 다른 일반적인 시스템은 OPTICOM GPS 우선 순위 제어 시스템이다. 이 시스템은 차량의 위치, 속도 및 방향을 결정하기 위해 차량 내의 GPS 수신기를 사용한다. 이 정보는 기관 식별자, 차량 클래스, 및 차량 ID로 이루어진 보안 코딩 정보와 결합되며, 독점적인 2.4GHz 무선기를 통해 브로드캐스트된다.

관련 전자 기기와 함께 교차로에 위치한 동등한 2.4GHz 무선기가 브로드캐스트된 차량 정보를 수신한다. 교차로에의 진입로들이 그 진입로들을 가로지르는 차량으로부터 수집된 GPS 판독 값을 사용하거나 지도 데이터베이스로부터 취한 위치 정보를 사용하여 매핑된다. 차량 위치 및 방향은 매핑된 진입로들 중 어느 것에서 차량이 교차로를 향해 진입하는지와 상대적인 근접도를 결정하는 데 사용된다. 차량의 속도와 위치는 교차로에의 예상 도착 시간(ETA)과 교차로로부터의 주행 거리를 결정하는 데 사용된다. ETA 및 주행 거리를 각각의 교차로 진입과 관련시켜, 검출된 차량이 교차로의 범위 내에 있는 때를 결정하고 이에 따라 선점 후보를 결정한다. 유효 보안 코드들을 갖는 선점 후보들을 다른 검출된 차량들과 검토하여, 최고 우선 순위 차량을 결정한다. 동등한 우선 순위의 차량들은 선착순으로 선택된다. 최고 우선 순위 차량이 주행하는 진입 방향에 대해 제어기에 선점 요청이 발행된다.

대도시 규모 네트워크들이 더 널리 보급됨에 따라, 이더넷 또는 광섬유와 같은 유선 네트워크들, 및 셀룰러, 메시 또는 802.11b/g와 같은 무선 네트워크들을 통해 차량을 검출하기 위한 추가 수단이 사용 가능할 수 있다. 교차로와의 네트워크 연결을 이용해, 차량 추적 정보가 네트워크 매체를 통해 전달될 수 있다. 이 예에서, 차량 위치는 네트워크를 통해 차량 자체에 의해 브로드캐스트되거나, 그것은 예를 들어 차량에 의해 사용되는 무선 매체와 교차로 전자 기기가 상주하는 유선 네트워크 사이를 잇는 네트워크 상의 중개 게이트웨이에 의해 브로드캐스트될 수 있다. 이 경우, 차량 또는 중개자는, 네트워크를 통해, 차량의 보안 정보, 위치, 속도 및 방향과 함께 차량의 현재 시간을 보고하고, 네트워크 상의 교차로들은 차량 정보를 수신하고 Opticom GPS 시스템에서 설명된 바와 같은 진입로 지도를 사용하여 위치를 평가한다. 보안 코딩은 Opticom GPS 시스템과 동일하거나 다른 코딩 방식을 사용할 수 있다.

교통 신호 우선 순위 요청들을 처리하는 개시된 방법에서, 차량으로부터의 교통 신호 우선 순위 요청들이 교차로에서 수신된다. 각각의 우선 순위 요청의 수신에 응답하여 교차로에서의 그리고 교차로에의 진입로 상의 정지된 차량의 수가 결정된다. 활성화 임계치가 예상 도착 시간(ETA) 임계치와 정지된 차량의 수의 함수로서 계산된다. 각각의 우선 순위 요청에 응답하여 교차로에의 차량의 차량 ETA가 결정된다. 차량 ETA가 활성화 임계치보다 작은 것에 응답하여, 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위해 우선 순위 요청이 제출된다. 차량 ETA가 활성화 임계치보다 큰 것에 응답하여, 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위한 우선 순위 요청의 제출이 바이패스된다.

교통 신호 우선 순위 요청들을 처리하기 위한 개시된 시스템은 우선 순위 요청들을 수신하도록 구성 및 배열된 우선 순위 요청 수신기를 포함한다. 데이터 수집기가 교차로에서의 차량들을 나타내는 데이터를 제공하도록 구성 및 배열된다. 프로세서가 우선 순위 요청 수신기 및 데이터 수집기에 결합되고, 메모리가 프로세서에 결합된다. 메모리는 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금 차량으로부터 교통 신호 우선 순위 요청을 수신하게 하는 명령어들을 갖도록 구성된다. 프로세서는 각각의 우선 순위 요청의 수신 및 교차로에서의 차량들을 나타내는 데이터의 사용에 응답하여 교차로에서의 그리고 교차로에의 진입로 상의 정지된 차량의 수를 결정한다. 활성화 임계치가 예상 도착 시간(ETA) 임계치와 정지된 차량의 수의 함수로서 계산된다. 각각의 우선 순위 요청에 응답하여 교차로에의 차량의 차량 ETA가 결정된다. 차량 ETA가 활성화 임계치보다 작은 것에 응답하여, 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위해 우선 순위 요청이 제출된다. 차량 ETA가 활성화 임계치보다 큰 것에 응답하여, 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위한 우선 순위 요청의 제출이 바이패스된다.

본 발명의 상기 요약은 본 발명의 각각의 개시된 실시예를 설명하기 위한 것은 아니다. 이하의 도면들 및 상세한 설명은 본 발명의 추가의 예시적인 실시예들 및 양태들을 제공한다.

발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 검토 및 도면들의 참조 시에 본 발명의 다른 양태들 및 이점들이 명백해질 것이며, 도면들에서:
도 1은 우선 순위 요청들을 처리하기 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다.
도 2는 다수의 차량이 정지된 교차로를 보여준다.
도 3은 교통 신호 우선 순위 요청들을 처리하기 위한 제어 메커니즘을 도시하는 블록도이다.

이하의 설명에서, 본 명세서에 제시된 특정 예들을 설명하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 기술된다. 그러나, 본 기술분야의 기술자에게는 하나 이상의 다른 예 및/또는 이들 예에 대한 변형들이 이하에 주어진 모든 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 다른 예들에서, 널리 공지된 특징들은 본 명세서의 예들에 대한 설명을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다. 예시의 용이함을 위해, 동일한 참조 번호들이 상이한 도면들에서 동일한 요소 또는 동일한 요소의 추가 예들을 지시하는 데 사용될 수 있다.

긴급 현장에 공공 안전 요원이 적시에 도착하는 것이 결정적으로 중요하다. 긴급 현장으로의 이동에 있어서 임의의 지연은 긴급 구조 및 구조 노력의 성공을 위태롭게 할 수 있다. 교통 신호 선점 시스템은 긴급 차량의 이동 시간을 줄이는 데 중요한 역할을 한다.

교통 신호들이 원하는 상태로 순환하는 시간 및 차량이 교차로에 도착하는 시간까지 교차로를 클리어하는 것을 허용하기 위해 차량이 도착하기 소정 시간 전에 교차로에서 선점을 시작하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 시스템들은 교차로에의 차량의 예상 도착 시간(ETA)에 기초하여 교차로에서 선점이 트리거되어야 하는 때를 결정한다. ETA는 차량의 속도 및 교차로로부터의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 차량의 ETA가 임계치보다 작으면, 선점이 승인될 수 있고, 차량의 ETA가 임계치보다 크면, 선점이 지연될 수 있다. 시스템 구현에 따라, 차량에 탑재된 시스템 또는 교차로 모듈 중 어느 하나가 차량의 ETA를 결정할 수 있다.

선점이 트리거되어야 하는 적절한 임계치를 설정하는 데는 다양한 난제들이 제기된다. 임계치는 긴급 차량이 교차로에 도착하기 전에 교차로에서 보행자들 및 정지된 차량들을 클리어하는 데 충분한 시간을 제공하기에 충분히 커야 한다. 임계치가 너무 작으면, 차량이 대기해야 할 수 있으며 차량의 속도에 있어서의 임의의 정지 또는 감소는 긴급 현장에의 차량의 도착을 지연시킬 것이다.

임계치의 설정에 있어서, 최악의 시나리오가 고려될 수 있다. 그러나, 최악의 시나리오를 수용하는 임계치는 최악의 시나리오가 발생할 가능성과 최악의 시나리오가 발생하지 않을 때 너무 일찍 선점함으로써 야기될 수 있는 가능성이 있는 혼란과 균형을 유지해야 한다. 최악의 시나리오의 가능성이 매우 낮고 선택한 임계치가 너무 크면, 교통 흐름이 다른 방향들에서 혼란되고 다른 예방 가능한 문제들을 일으킬 수 있다.

적절한 임계치를 결정하기 위해 역사적 데이터가 수집될 수 있지만, 그 노력은 실용적이지 않을 수 있다. 보행자 및 교통 패턴들은 교차로마다, 시간대별로, 요일별로, 그리고 월별로 다를 것이다. 또한, 교차로가 많아서 역사적 데이터를 수집하는 것이 실현 불가능할 수 있다. 또한, 교통 및 보행자 패턴들에 있어서 큰 변동이 있는 경우에는 정적 임계치가 적합하지 않을 수 있다.

교차로들에서의 교통 신호 선점에 적절한 임계치들을 정의하는 것과 관련된 난제들을 해결함에 있어서, 개시된 교통 선점 시스템은 교차로에 적절한 활성화 임계치를 결정하기 위해 교차로에서의 실시간 교통 상황을 평가한다. 일 구현에서, 우선 순위 요청이 수신될 때, 시스템은 긴급 차량의 진입 시에 교차로에서 정지된 차량의 수를 결정한다. 차량의 수는 교차로에서의 스틸 이미지 또는 비디오 이미지 처리를 통해 또는 기본 안전 메시지들(Basic Safety Messages)이 도로들 및 교차로들의 지도에서 차량을 찾는 데 사용될 수 있는 차량들의 지리적 위치를 보고하는 DSRC(Dedicated Short Range Communications)와 같은 차량-인프라 간 통신을 통해 포장 도로에 매설된 유도성 루프들을 사용하여 결정될 수 있다. 차량의 수는 대안적으로 차량들 및 RFID 판독기들 상에 배치된 무선 주파수 식별(RFID) 태그들을 사용하여 결정될 수 있다. 정지된 차량의 수는 교차로에서 해당 차량들을 클리어하고 긴급 차량이 지연 없이 교차로를 통과할 수 있게 하는 데 필요한 시간에 정비례한다.

결정된 정지된 차량의 수와 ETA 임계치로 지칭되는 기준 임계치에 기초하여, 시스템은 활성화 임계치를 결정한다. 차량의 ETA가 활성화 임계치보다 작으면, 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위해 우선 순위 요청이 제출된다. 차량의 ETA가 활성화 임계치보다 크면, 시스템은 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위한 우선 순위 요청의 제출을 바이패스한다.

도 1은 우선 순위 요청들을 처리하기 위한 프로세스의 흐름도를 도시한다. 이 프로세스는 차량으로부터 수신된 각각의 우선 순위 요청에 응답하여 교차로에서의 실시간 교통 상황을 결정하고, 현재의 교통 상황 및 차량의 ETA를 이용하여 교통 신호의 선점을 위해 우선 순위 요청을 제출할지 여부를 결정한다.

블록 102에서, 프로세스는 교통 신호 우선 순위 요청을 수신한다. 우선 순위 요청은 차량 상의 광 방사체 기반 시그널링 장치, 차량 상의 무선 기반 시그널링 장치로부터, 또는 유선 또는 무선 연결을 통해 중앙 집중식 교통 제어 시스템으로부터 오는 것일 수 있다. 블록 104에서, 차량의 ETA가 결정된다. 우선 순위 요청의 소스인 장치에 따라, 차량 ETA는 차량으로부터의 우선 순위 요청과 함께 제공될 수 있다. 대안적으로, 차량 장치는 우선 순위 요청과 함께 그의 GPS 좌표, 베어링 및 속도를, 차량 ETA를 계산하는 교차로 모듈에 전송할 수 있다. 광학 시스템들에서, 차량으로부터의 광학 신호의 세기는 교차로로부터의 차량의 거리를 추정하는 데 사용될 수 있고, 가정된 속도는 차량 ETA를 결정하는 데 사용될 수 있다.

요청 차량과 동일한 진입로 상에 있고 교차로에서 정지된 차량의 수가 블록 106에서 결정된다. 예시적인 구현에서, 요청 차량의 진입로 상에 다수의 차선이 있는 경우, 프로세스는 각각의 차선에서 정지된 차량들의 각자의 수를 결정한다. 요청 차량의 진입로는 일반적으로 차량이 주행하는 도로를 따라 교차로와 요청 차량 사이의 영역을 포함한다. 블록 106의 프로세스는 또한 요청 차량의 회전 신호 상태를 고려한다. 예를 들어, 요청 차량이 우회전을 시그널링하고 있다면, 교차로에서 좌회전 차선의 차량의 수를 셀 필요가 없다. 따라서, 동일한 진입로 상의 교차로에서 정지된 차량의 수를 결정하는 것은 회전 신호의 상태에 기초하여 선택된 차선들을 배제할 수 있다. 블록 108에서, 가장 많은 수의 정지된 차량이 있는 차선 내의 차량의 수가 선택된다. 교차로를 클리어하는 데 필요한 시간은 가장 많은 수의 차량이 있는 차선 내의 차량의 수에 의존할 가능성이 있다.

활성화 임계치가 블록 110에서 계산된다. 활성화 임계치는 블록 108에서 결정된 정지된 차량의 수 및 ETA 임계치로 또한 지칭되는 기준 임계치의 함수로서 계산된다. ETA 임계치는 요청 차량에 유리하게 교차로에서 교통 신호들을 순환시키는 데 필요한 시간의 양을 나타낸다. 즉, ETA 임계치는 교차로에서 정지된 차량이 없다고 가정하며, 이에 따라, 교차로를 클리어하기 위해 이들 차량에 대해 시간이 필요하지 않을 것이다. ETA 임계치는 또한 특정 교차로를 통과하는 긴급 차량에 대한 확립된 가이드라인 내에 있는 차량 속도를 가정한다.

일 구현에서, ETA 임계치는 정지된 차량의 수 각각에 대해 고정된 양의 시간만큼 증가될 수 있다. 즉, 각각의 정지된 차량에 대한 ETA 임계치에 일정량의 시간이 가산될 수 있다. 예를 들어, ETA 임계치가 30초이고, 정지된 차량이 3대이고, 각각의 정지된 차량에 대해 3초가 가산되는 경우, 활성화 임계치는 다음과 같이 결정될 수 있다:

30초 + (3대 차량 * 3초/차량) = 39초.

다른 구현들에서, 각각의 정지된 차량에 대한 ETA 임계치에 가산되는 시간은 모든 차량에 대해 동일할 필요는 없다는 것을 이해할 것이다. 처음 n대의 정지된 차량 각각에 대한 가산된 시간은 x초일 수 있으며, 각각의 추가의 정지된 차량에 대한 가산된 시간은 x초보다 클 수 있다. 또한, 활성화 임계치에 가산되는 시간의 양은 차량 유형별로 다를 수 있다. 예를 들어, 트랙터-트레일러와 같은 더 큰 차량은 소형 승용차보다 교차로를 클리어하는 데 상당히 더 많은 시간을 필요로 할 수 있다. 따라서, 더 작은 차량에 대한 것보다 더 큰 차량에 대해 활성화 임계치에 더 많은 양의 시간이 가산될 수 있다. 상이한 유형의 차량들에 대해 활성화 임계치에 가산되는 상이한 양의 시간들은 클리어런스 시간들로 지칭될 수 있다. 상이한 유형의 차량들에 대해 활성화 임계치에 상이한 양의 시간이 가산되는 구현에서, 블록 106 및 블록 108의 처리는 어떤 차선이 해당 차선 내의 정지된 차량들에 대해 가장 큰 클리어런스 시간들의 합계를 갖는지를 결정하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 한 차선 내에 정지된 2대의 트랙터-트레일러는 다른 차선 내에 정지된 6대 이상의 승용차보다 교차로를 클리어하는 데 상당히 더 많은 시간을 필요로 할 수 있다. 따라서, 2대의 트랙터-트레일러를 갖는 차선 내의 차량들의 클리어런스 시간들의 합계가 활성화 임계치를 계산하는 데 사용될 것이다.

차량 ETA가 활성화 임계치 이하이면, 판정 블록 112는 선점 서비스를 위해 우선 순위 요청이 교차로 제어기 또는 교통 신호 제어기에 제출되는 블록 114로 프로세스의 진행을 지시한다. 그렇지 않은 경우, 블록 116에서 그 요청은 무시된다. 일부 구현들에서, 선점 서비스를 위해 우선 순위 요청을 제출하기 전에 우선 순위 요청이 큐잉(queuing)될 수 있음을 인식할 것이다. 큐잉은 다수의 경쟁하는 우선 순위 요청이 있는 시나리오들에서 사용될 수 있다. 프로세스는 블록 102로 복귀하여 다음 교통 신호 우선 순위 요청을 처리한다.

본 기술분야의 기술자들은 요청 차량의 속도가 가정된다면 ETA 대신에 거리가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 블록 104에서, 우선 순위 요청을 전송한 차량의 위치가 결정될 수 있고, 활성화 임계치는 정지된 차량의 수 및 위치 임계치에 기초하는 거리일 수 있다. 예를 들어, 차량의 속도가 45마일/시(66피트/초)로 가정되면, 요청 차량에 유리하도록 교통 신호를 순환시키는 데 필요한 시간이 30초인 경우 거리 임계치는 1980피트일 것이다. 또한, 각각의 정지된 차량을 클리어하는 데 필요한 추가 시간은 3초로 가정되고, 활성화 임계치는 다음과 같이 계산될 수 있다:

1980피트 + (3초/차량 * 66피트/초 * 3대 차량) = 2574피트.

도 2는 다수의 차량이 정지된 교차로(200)를 보여준다. 활성화 임계치는 정지된 차량의 수와 ETA 임계치 또는 거리 임계치에 기초한다. 교차로 모듈(212)은 진입하는 차량들로부터 우선 순위 요청들(213)을 수신하고, 요청 시간들에 교차로에서의 정지된 차량의 수 및 요청 차량들의 ETA들에 기초하여 활성화 임계치를 결정한다. 교차로 모듈은 센서 입력들(214)을 수신한다. 센서 입력들은 교차로 모듈이 정지된 차량의 수를 결정할 수 있는 데이터를 제공한다. 센서 입력은 예를 들어, 유도성 루프들로부터의 신호, 스틸 이미지들, 비디오 이미지들, 또는 DSRC 메시지들일 수 있다. 교차로에서 차량들의 존재를 검출하기 위해 차선들에 유도성 루프들(도시되지 않음)이 매설될 수 있다. 다수의 차량의 존재를 검출하기 위해 각각의 차선에 다수의 루프가 매설될 수 있다. 다수의 차선 내의 다수의 유도성 루프 대신에, 하나 이상의 스틸 또는 비디오 카메라(도시되지 않음)가 교차로에 설치될 수 있다. 카메라(들)는 교차로 모듈이 활성화 임계치를 계산하는 데 사용하기 위한 정지된 차량의 수를 결정할 수 있는 이미지를 제공한다.

도 2에 도시된 예에서, 차량(222)은 교차로에 진입 중이고 교차로 모듈(212)에 의해 수신된 우선 순위 요청의 소스이다. 우선 순위 요청을 수신하고 차선들(224 및 226)이 차량(222)의 진입로 상에 있는 것에 응답하여, 교차로 모듈이 센서 입력 신호(214)에 기초하여 차선들(224 및 226) 내에 있는 차량의 수를 결정한다. 차선(224)은 2대의 차량(232 및 234)을 갖고, 차선(226)은 3대의 차량(236, 238 및 240)을 갖는다. 차선(224) 내의 차량들을 클리어하는 데 걸릴 시간보다 교차로로부터 차선(226) 내의 차량들을 클리어하는 데 더 오랜 시간이 걸릴 가능성이 있기 때문에, 활성화 임계치를 계산하기 위해 교차로 모듈에 의해 차선(226) 내의 3대의 차량이 사용된다.

도 3은 교통 신호 우선 순위 요청들을 처리하기 위한 제어 메커니즘을 도시하는 블록도이다. 우선 순위 요청 수신기(302)가 교통 신호 우선 순위 요청들을 수신한다. 우선 순위 요청은 차량 상의 광 방사체 기반 시그널링 장치, 차량 상의 무선 기반 시그널링 장치로부터, 또는 유선 또는 무선 연결을 통해 중앙 집중식 교통 제어 시스템으로부터 오는 것일 수 있다. 따라서, 우선 순위 요청 수신기는 광 검출기 회로(도시되지 않음), 무선 수신기 및 안테나 회로(도시되지 않음), 및/또는 네트워킹 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예시적인 구현에서, 우선 순위 요청 수신기(302)는 OPTICOM 방사체 기반 시스템, 및/또는 OPTICOM GPS 우선 순위 제어 시스템에서 사용되는 것과 유사한 회로를 포함할 수 있다.

우선 순위 요청들은 우선 순위 요청 수신기(302)에 의해 프로세서(304)에 제공된다. 프로세서는 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 코드를 갖도록 구성된 메모리(306)에 결합된다. 프로그램 코드의 실행은 프로세서로 하여금 우선 순위 요청 수신기로부터의 우선 순위 요청들 및 또한 데이터 수집기(308)로부터의 입력 데이터를 수신하게 한다. 데이터 수집기(308)는 교차로에서의 차량들을 나타내는 데이터를 제공한다. 데이터는 디지털 스틸 또는 비디오 이미지들, 유도성 루프들로부터의 신호 데이터, DSRC 기본 안전 메시지들, 또는 RFID 판독기로부터의 데이터일 수 있다. 디지털 이미지들을 수집하기 위해, 데이터 수집기(308)는 디지털 스틸 카메라 또는 디지털 비디오 카메라와 같은 하나 이상의 이미지 캡처 장치를 포함할 수 있다. 360도 렌즈가 장착된 경우에는 단일 카메라로 충분할 수 있다. 그렇지 않으면, 다수의 카메라가 교차로에 장착되어 다수의 진입로 상의 이미지들을 캡처할 수 있다. 메모리(306) 내의 이미지 처리 프로그램 코드가 프로세서(304)에 의해 실행되어 교차로에서의 관련 차선들 내에 존재하는 차량들을 식별하고 존재하는 차량의 수를 셀 수 있다.

교차로에서 차량들이 정지될 수 있는 각각의 차선에 다수의 유도성 루프가 설치될 수 있다. 각각의 유도성 루프로부터의 신호는 루프 위의 차량의 존재 또는 부재를 나타낸다. 데이터 수집기(308)는 유도성 루프들로부터의 아날로그 신호들을 디지털 데이터로 변환하고 그 신호들을 기술하는 데이터를 프로세서(304)에 제공한다. 메모리(306) 내의 신호 처리 프로그램 코드가 프로세서에 의해 실행되어 신호를 나타내는 데이터가 차량이 존재함을 나타내는지를 결정하고 차량의 수를 셀 수 있다. 공지된 기법들이 이미지들 내의 차량들을 식별하거나 유도성 루프들로부터의 신호를 처리하는 데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

우선 순위 요청들이 큐잉되면, 프로세서(304)는 교차로 제어기(312)에 선점 요청으로서 제출하기 위한 하나의 우선 순위 요청을 선택하도록 구성된다. 우선 순위 요청은 요청들의 상대적인 우선 순위들 및 에이지들과 같은 다양한 인자들에 기초하여 선택될 수 있다. 교차로 제어기(312)는 교통 신호(314)의 위상들(예를 들어, 녹색 위상, 황색 위상 및 적색 위상을 포함하는 위상들)을 제어한다.

교차로에서의 구성 요소들의 물리적 배치는 구현 요건에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 우선 순위 요청 수신기(302) 및 정지된 차량 데이터 수집기(308)는 교통 신호를 지원하는 구조(도시되지 않음)에 장착된 하우징 내에 배치될 수 있고, 프로세서(304) 및 메모리(306)는 별도의 하우징 내에 교차로 제어기(312)와 함께 별도로 장착될 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 메모리는 신호 지원 구조 상에 수신기 및 데이터 수집기와 함께 배치될 수 있다.

예시적인 구현에서, 프로세서(304)는 이더넷 네트워킹, USB(Universal Serial Bus), 및 직렬 통신을 위한 온보드 통신 주변 장치를 갖춘 32비트 RISC 아키텍처를 사용한다. 프로세서는 온보드 RAM(random-access memory)과 프로그램 저장을 위한 플래시 메모리 둘 모두를 포함한다. 다른 유형의 프로세서들이 적합할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

비록 양태들 및 특징들이 일부 경우들에서 개별적인 도면들에 기술될 수 있지만, 하나의 도면으로부터의 특징들을 다른 도면의 특징들과 조합하는 것이 명시적으로 도시되어 있지 않거나 조합으로서 명시적으로 기술되지 않더라도 그러한 조합이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

본 발명은 교통의 흐름을 제어하기 위한 다양한 시스템에 적용 가능할 것으로 생각된다. 본 발명의 다른 양태들 및 실시예들이 본 명세서의 고려 및 본 명세서에 개시된 발명의 실시로부터 본 기술분야의 기술자들에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 도시된 실시예들은 단지 예로서 고려되며, 본 발명의 진정한 범위는 다음의 청구범위에 의해 지시되는 것으로 의도된다.

Claims (12)

1. 교통 신호 우선 순위 요청들을 처리하는 방법으로서,
   교차로에서, 차량으로부터 교통 신호 우선 순위 요청을 수신하는 단계;
   상기 우선 순위 요청의 수신에 응답하여 상기 교차로에서의 그리고 상기 교차로에의 진입로 상의 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계;
   예상 도착 시간(ETA) 임계치 및 상기 정지된 차량들의 수의 함수로서 활성화 임계치를 계산하는 단계;
   상기 우선 순위 요청에 응답하여 상기 교차로에의 상기 차량의 차량 ETA를 결정하는 단계;
   상기 차량 ETA가 상기 활성화 임계치보다 작은 것에 응답하여, 상기 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위해 상기 우선 순위 요청을 제출하는 단계; 및
   상기 차량 ETA가 상기 활성화 임계치보다 큰 것에 응답하여, 상기 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위한 상기 우선 순위 요청의 제출을 바이패스하는 단계
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 활성화 임계치를 계산하는 단계는 상기 교차로에서의 상기 진입로 상에 정지되는 것으로 결정된 각각의 차량에 대한 상기 활성화 임계치에 시간량을 가산하는 단계를 포함하는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계는 상기 진입로 상의 하나의 차선 내에 있는 차량들의 수를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계는
   각각, 상기 진입로 상의 복수의 차선 내의 정지된 차량들의 수들을 결정하는 단계; 및
   상기 각자의 수들 중 가장 큰 수를 상기 교차로에서의 상기 정지된 차량들의 수로서 선택하는 단계
   를 포함하는, 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 우선 순위 요청의 수신에 응답하여 상기 차량이 상기 교차로에의 임의의 진입로 상에 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
   상기 차량이 상기 교차로에의 임의의 진입로 상에 없다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계 및 상기 활성화 임계치 및 차량 ETA를 계산하는 단계를 바이패스하는 단계
   를 추가로 포함하는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계는 상기 교차로에서 상기 진입로 상의 유도성 루프들로부터의 신호들로부터 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계는 상기 교차로에서 상기 진입로의 디지털 이미지들로부터 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정지된 차량들의 수를 결정하는 단계는 상기 교차로에서 상기 정지된 차량들로부터 전송된 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 기본 안전 메시지들로부터 상기 정지된 차량들의 수들을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 교통 신호 우선 순위 요청들을 처리하기 위한 시스템으로서,
   상기 우선 순위 요청들을 수신하도록 구성 및 배열된 우선 순위 요청 수신기;
   교차로에서의 차량들을 나타내는 데이터를 제공하도록 구성 및 배열된 데이터 수집기;
   상기 우선 순위 요청 수신기 및 상기 데이터 수집기에 결합된 프로세서;
   상기 프로세서에 결합된 메모리를 포함하며, 상기 메모리는 명령어들을 갖도록 구성되고, 상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금
   상기 교차로에서, 차량으로부터 상기 교통 신호 우선 순위 요청들 중의 교통 신호 우선 순위 요청을 수신하고;
   상기 우선 순위 요청의 수신에 응답하여 그리고 교차로에서의 차량들을 나타내는 상기 데이터를 이용하여, 상기 교차로에서의 그리고 상기 교차로에의 진입로 상의 정지된 차량들의 수를 결정하고;
   예상 도착 시간(ETA) 임계치 및 상기 정지된 차량들의 수의 함수로서 활성화 임계치를 계산하고;
   상기 우선 순위 요청에 응답하여 상기 교차로에의 상기 차량의 차량 ETA를 결정하고;
   상기 차량 ETA가 상기 활성화 임계치보다 작은 것에 응답하여, 상기 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위해 상기 우선 순위 요청을 제출하고;
   상기 차량 ETA가 상기 활성화 임계치보다 큰 것에 응답하여, 상기 교차로에서의 선점 서비스 처리를 위한 상기 우선 순위 요청의 제출을 바이패스하게 하는, 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 데이터 수집기는 디지털 이미지들을 캡처하도록 구성되는, 시스템.
11. 제9항에 있어서, 상기 데이터 수집기는 유도성 루프들로부터의 신호들을 캡처하도록 구성되는, 시스템.
12. 제9항에 있어서, 상기 데이터 수집기는 상기 차량들의 지리적 위치들을 나타내는 메시지들을 입력하도록 구성되는, 시스템.

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