KR20180138280A - 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 Download PDF

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KR20180138280A KR1020170078259A KR20170078259A KR20180138280A KR 20180138280 A KR20180138280 A KR 20180138280A KR 1020170078259 A KR1020170078259 A KR 1020170078259A KR 20170078259 A KR20170078259 A KR 20170078259A KR 20180138280 A KR20180138280 A KR 20180138280A
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Abstract

본 발명은 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버와 통신하기 위한 통신모듈와, 상기 통신모듈을 통해 차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버 중 적어도 하나로부터 구간별 평균통행시간을 수집하고, 상기 구간별 평균통행시간을 속도로 변환하여 구간별 통행속도로 가공하며, 구간별 임계대기행렬을 설정하고, 구간별 기준통행속도를 산출한 후, 구간 통행속도에 따른 교통상황을 판단하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 장치와, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

Description

평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{Apparatus for defining link traffic condition using average travel time information, method thereof and computer recordable medium storing program to perform the method}
본 발명은 구간소통상황 판단 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.
1903년 최초로 국내에 자동차가 도입된 이래 사회경제규모의 증가와 함께 매년 자동차 등록대수는 증가하고 있다. 이와 같은 차량의 지속적인 증가는 사회경제규모의 증가와 함께 교통사고 및 환경오염과 같은 부작용을 증가시키는 원인이 되고 있으며, 교통 혼잡에 의해 발생하는 추가적인 운행비용 및 시간비용의 증가분인 교통혼잡비용 또한 매년 상승세를 보이고 있다.
한편, 지속적인 국가 기간 교통망 구축 사업을 위해 지방부 도로의 투자에 사용되고 있으며, 정부정책 변화에 따른 사회간접자본(SOC)의 예산감소는 도시부 도로의 시설확장 및 신설과 같은 물리적인 개선을 제한하고 있다.
지능형교통체계(ITS : Intelligent Transportation System)의 정의는 교통수단과 시설에 전자ㅇ제어 및 통신 등과 같은 첨단교통기술과 교통정보를 활용하여 교통체계의 운영 및 관리를 과학화ㅇ자동화하여 기존의 시설을 효율성과 안정성을 향상시키는 교통 체계를 말한다. 현재 도시부도로의 교통혼잡의 해소를 위해 서울시를 비롯한 주요 광역시에서는 첨단교통관리시스템(ATMS)을 구축 운영 중에 있다.
또한, 과거 루프 및 영상검지기 등을 통한 도로 기반 지점검지 중심의 교통정보 수집체계는 도로, 자동차 및 보행자간의 다양한 수집 체계를 통한 실시간 구간검지 체계 중심의 차세대 지능형교통체계(C-ITS :Co-operative ITS)로 빠르게 진화하고 있다.
한국도로공사에서 자동요금징수시스템(ETCS : Electronic Toll Collection System)을 위해 구축한 하이패스(Hi-Pass)는 자동요금징수 기능 이외에 OBU (On-Board Unit)을 장착한 프루브 차량을 기반으로 도로변에 설치된 RSE(Road Side Equipment)와의 DSRC(Dedicated Short-Range Communications)방식의 무선통신을 통해 구간의 교통정보를 수집할 수 있는 시스템이다.
한국등록특허 제1629857호 2016년 06월 07일 공개 (명칭: 사용자 경험 기반의 차량 주행 경로 탐색 시스템 및 방법)
본 발명의 목적은 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치는 차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버와 통신하기 위한 통신모듈과, 상기 통신모듈을 통해 차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버 중 적어도 하나로부터 구간별 평균통행시간을 수집하고, 상기 구간별 평균통행시간을 속도로 변환하여 구간별 통행속도로 가공하며, 구간별 임계대기행렬을 설정하고, 구간별 기준통행속도를 산출한 후, 구간 통행속도에 따른 교통상황을 판단하는 제어모듈을 포함한다.
상기 제어모듈은 구간의 대기행렬이 상기 임계대기행렬 미만인 경우, 안정상태로 판단하고, 구간의 대기행렬이 임계대기행렬 이상인 경우, 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어모듈은 구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 클 경우 안정상태로 판단하며, 구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 작을 경우 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어모듈은 수학식
Figure pat00001
을 통해 차량당평균지체를 산출하며, 상기
Figure pat00002
는 k 교차로 i이동류 차량당평균지체이고,
Figure pat00003
는 k 교차로 i이동류 균일지체이고,
Figure pat00004
는 k 교차로 i이동류 증분지체이고,
Figure pat00005
는 k 교차로 i이동류 초기지체인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어모듈은 수학식
Figure pat00006
를 통해 균일지체를 산출하며, 상기
Figure pat00007
는 k교차로 주기이고, 상기
Figure pat00008
는 k교차로 i 이동류 녹색시간인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어모듈은 수학식
Figure pat00009
를 통해 증분지체를 산출하며, 상기 T는 분석시간이고, 상기
Figure pat00010
는 k 교차로 i 이동류 용량이며, 상기 K는 증분지체 조정계수이며, 상기 I는 군집조정계수인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어모듈은 수학식
Figure pat00011
을 통해 초기지체를 산출하며, 상기
Figure pat00012
는 k 교차로 i 이동류 임계대기행렬인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어모듈은 수학식
Figure pat00013
를 통해 상기 기준통행속도를 산출하며, 상기
Figure pat00014
는 k 교차로 i 이동류 구간 길이이며, 상기
Figure pat00015
는 k 교차로 i 이동류 자유통행시간인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교통서버의 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 방법은 차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버 중 적어도 하나로부터 구간별 평균통행시간을 수집하는 단계와, 상기 구간별 평균통행시간을 속도로 변환하여 구간별 통행속도로 가공하는 단계와, 구간별 임계대기행렬을 설정하는 단계와, 구간별 기준통행속도를 산출하는 단계와, 구간 통행속도에 따른 교통상황을 판단하는 단계를 포함한다.
상기 교통상황을 판단하는 단계는 구간의 대기행렬이 상기 임계대기행렬 미만인 경우, 안정상태로 판단하고, 구간의 대기행렬이 임계대기행렬 이상인 경우, 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 교통상황을 판단하는 단계는 구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 클 경우 안정상태로 판단하며, 구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 작을 경우 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 기준통행속도를 산출하는 단계에서 수학식
Figure pat00016
을 통해 차량당평균지체를 산출하며, 상기
Figure pat00017
는 k 교차로 i이동류 차량당평균지체이고, 상기
Figure pat00018
는 k 교차로 i이동류 균일지체이고, 상기
Figure pat00019
는 k 교차로 i이동류 증분지체이고, 상기
Figure pat00020
는 k 교차로 i이동류 초기지체이다.
상기 기준통행속도를 산출하는 단계에서 수학식
Figure pat00021
를 통해 균일지체를 산출하며, 상기
Figure pat00022
는 k교차로 주기이고, 상기
Figure pat00023
는 k교차로 i 이동류 녹색시간인 것을 특징으로 한다.
상기 기준통행속도를 산출하는 단계에서 수학식
Figure pat00024
를 통해 증분지체를 산출하며, 상기 T는 분석시간이고, 상기
Figure pat00025
는 k 교차로 i 이동류 용량이며, 상기 K는 증분지체 조정계수이며, 상기 I는 군집조정계수인 것을 특징으로 한다.
상기 기준통행속도를 산출하는 단계에서 수학식
Figure pat00026
을 통해 초기지체를 산출하며, 상기
Figure pat00027
는 k 교차로 i 이동류 임계대기행렬인 것을 특징으로 한다.
상기 기준통행속도를 산출하는 단계에서 수학식
Figure pat00028
를 통해 상기 기준통행속도를 산출하며, 상기
Figure pat00029
는 k 교차로 i 이동류 구간 길이이며, 상기
Figure pat00030
는 k 교차로 i 이동류 자유통행시간인 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 구간소통상황 판단을 위한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황을 판단할 수 있다. 이에 따라, 단속류 구간 교차로의 접근로에 대한 과포화 여부를 판단하여 과포화 확산 방지를 위한 신호 제어에 활용할 수 있다. 특히, 본 발명은 별도의 검지 체계 구축 없이 기존에 인터넷 포탈 및 네비게이션에서 제공하고 있는 구간별 평균통행시간정보를 이용하여 구간별 대기 행렬 수준 및 이에 따른 구간 소통 상황을 판단할 수 있다. 기존 교통상황 판단의 경우 지점검지 또는 구간검지체계 구축을 통해 수집되는 정보를 바탕으로 대기행렬을 추정하고 구간 과포화 여부를 판단한다. 반면, 본 발명은 검지체계 없이 개별차량정보를 통해 가공되는 구간별 평균통행시간 정보를 활용할 수 있다. 이에 따라, 별도 ITS 시스템이 구축되지 않은 지역에서도 구간별 과포화 상황 판단이 가능해져 과포화 상황에 대한 대응이 가능하다. 특히, 수도권 이외 지방지역의 경우 ITS 시스템이 구축되지 않아 구간별 소통상황 판단이 어려운 경우가 많으며, ITS 시스템이 구축되어 있다 하더라도 모든 구간에 설치되어 있지 않아 과포화 발생시 네트워크 최적화 측면에서 접근하기 어려운 경우가 다반사였다. 하지만, 본 발명에 따르면, ITS 시스템 구축이 열악한 지자체에서도 과포화 상황에 대한 다양한 전략 대응이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구간소통상황 판단을 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구간소통상황 판단을 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교통서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단하는 방법을 설며하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 구간소통상황 판단을 위한 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구간소통상황 판단을 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구간소통상황 판단을 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 동적 통행 배정을 위한 시스템은 차량장치(100), 노변장치(200) 및 교통서버(300)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 차량장치(100)는 차량(10)에 장착되는 장치이며, 소위, 트립 컴퓨터(Trip Computer)가 될 수 있다. 노변장치(200)는 도로변에 설치된 인프라로, 차량장치(100)와 교통서버(300)와 통신하여 교통과 관련된 정보를 중계한다. 노변장치(200)는 대표적으로, RSU(Road Side Unit)를 예시할 수 있다. 교통서버(300)는 본 발명의 실시예에 따라 구간소통상황을 판단하기 위한 서버이다.
교통서버(300)는 복수의 차량장치(100)로부터 직접 혹은 노변장치(200)를 통해 복수의 차량(10)의 구간별 평균통행시간을 수신할 수 있다. 그리고 평균통행시간을 속도로 변환하여 소통수준을 판단할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단속류 교차로의 구간별 교통상황을 안정상태(Stable Condition)와 Condition)로 구분하여 구간소통 상황을 판단한다. 교통서버(300)는 구간별로 임계대기행렬(Qc)을 설정한다. 여기서， 임계대기행렬(Qc)은 구간 길이의 k%에 도달 하였을 때의 대기 행렬 길이(대/차로)로 임계대기행렬의 길이는 구간별로 미리 설정한다.
교통서버(300)는 구간의 대기행렬이 임계대기행렬(Qc) 미만인 경우, 안정상태(Stable Condition)로 판단한다.
또한, 교통서버(300)는 구간의 대기행렬이 임계대기행렬(Qc) 이상인 경우, 와해상태(Break-down Condition)로 판단한다.
교통서버(300)는 구간 소통수준 판단 시, 해당 구간 대기행렬이 임계대기행렬 (Qc) 수준일 때 통행속도를 기준통행속도(Vc)라 정의하여 소통상황 판단기준으로 할 수 있다.
교통서버(300)는 구간 통행속도가 기준통행속도(Vc) 보다 클 경우 안정상태(Stable Condition)으로 판단한다.
또한, 교통서버(300)는 구간 통행속도가 기준통행속도(Vc) 보다 작을 경우 와해상태(Break-down Condition)으로 판단한다.
기준통행속도(Vc)는 이상적인 상황에서 대기행렬이 임계대기행렬(Qc)에 도달하였을 때 대기행렬이 증가 또는 감소하지 않고, 임계대기행렬을 유지할 때의 통행속도로 정의된다.
이러한 기준통행속도(Vc)는 다음과 같이 산출할 수 있다.
차량당평균지체는 다음의 수학식 1을 통해 산출한다.
Figure pat00031
여기서,
Figure pat00032
는 k 교차로 i이동류 차량당평균지체(초/대)
Figure pat00033
는 k 교차로 i이동류 균일지체(초/대)
Figure pat00034
는 k 교차로 i이동류 증분지체(초/대)
Figure pat00035
는 k 교차로 i이동류 초기지체(초/대)
균일지체는 다음의 수학식 2를 통해 산출한다.
Figure pat00036
여기서,
Figure pat00037
는 k교차로 주기(초)
Figure pat00038
는 k교차로 i 이동류 녹색시간(초)
증분지체는 다음의 수학식 3을 통해 산출한다.
Figure pat00039
여기서, T는 분석시간(시)을 의미한다.
Figure pat00040
는 k 교차로 i 이동류 용량(대/시)이다.
K는 증분지체 조정계수(0.04 ~0.50)이며, 바람직하게 0.04가 될 수 있다.
I는 군집조정계수(0.09~1.0)이며, 바람직하게 0.09가 될 수 있다.
초기지체는 다음의 수학식 4를 통해 산출한다.
Figure pat00041
여기서,
Figure pat00042
는 k 교차로 i 이동류 임계대기행렬이다.
기준통행속도(Vc)는 다음의 수학식 6을 통해 산출된다.
Figure pat00043
여기서,
Figure pat00044
는 k 교차로 i 이동류 구간 길이(m)
Figure pat00045
는 k 교차로 i 이동류 자유통행시간(초)
이러한 본 발명에 따르면, 교통서버(300)는 평균통행시간정보를 이용하여 구간소통상황을 판단할 수 있다. 이에 따라, 단속류 구간 교차로의 접근로에 대한 과포화 여부를 판단하여 과포화 확산 방지를 위한 신호 제어에 활용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 차량장치(100)에 대해서 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 차량장치(100)는 통신부(110), 위치정보부(120), 입력부(130), 표시부(140), 저장부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
통신부(110)는 노변장치(200) 및 교통서버(300) 중 적어도 하나와 통신하기 위한 것이다. 통신부(110)는 차량간통신네트워크(V2V communication network)을 통해 다른 차량 장치를 경유하여, 혹은 차량인프라간통신네트워크(V2I communication network)를 통해 교통서버(300)와 통신할 수 있다. 통신부(110)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF(Radio Frequency) 송신기(Tx) 및 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 그리고 통신부(110)는 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다.
위치정보부(120)는 위치 정보, 예컨대, GPS 신호를 수신하기 위한 것이다. 예컨대, 위치정보부(120)는 지속적으로 위성(GPS 위성) 등으로부터 위치 정보(GPS 신호)를 수신하여, 수신된 위치 정보를 제어부(160)로 전달할 수 있다. 그러면, 제어부(160)는 수신되는 위치 정보를 통해 차량의 위치 정보를 확인할 수 있다. 이러한 위치 정보는 위도, 경도, 고도 등의 좌표가 될 수 있다.
입력부(130)는 차량장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(160)에 전달한다. 입력부(130)는 차량을 제어하기 위한 각 종 키들을 포함할 수 있다. 입력부(130)는 표시부(140)가 터치스크린으로 이루어진 경우, 각 종 키들의 기능이 표시부(140)에서 이루어질 수 있으며, 터치스크린만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(130)는 생략될 수도 있다.
표시부(140)는 차량장치(100)의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공한다. 표시부(140)는 차량장치(100)의 부팅 화면, 대기 화면, 메뉴 화면, 등의 화면을 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 표시부(140)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다. 한편, 표시부(140)는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 표시부(140)는 터치센서를 포함한다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지한다. 터치센서는 정전용량 방식(capacitive overlay), 압력식, 저항막 방식(resistive overlay), 적외선 감지 방식(infrared beam) 등의 터치 감지 센서로 구성되거나, 압력 감지 센서(pressure sensor)로 구성될 수도 있다. 상기 센서들 이외에도 물체의 접촉 또는 압력을 감지할 수 있는 모든 종류의 센서 기기가 본 발명의 터치센서로 이용될 수 있다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지하고, 감지 신호를 발생시켜 제어부(160)로 전송한다. 특히, 표시부(140)가 터치스크린으로 이루어진 경우, 입력부(130) 기능의 일부 또는 전부는 표시부(140)를 통해 이루어질 수 있다.
저장부(150)는 차량장치(100)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 특히, 저장부(150)는 차량장치(100)의 사용에 따라 발생하는 사용자 데이터가 저장되는 영역이다. 저장부(150)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.
제어부(160)는 차량장치(100)의 전반적인 동작 및 차량장치(100)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 기본적으로, 차량(10)의 각 종 기능을 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)의 역할을 수행한다. 예컨대, 제어부(160)는 자동변속기 제어를 비롯해 구동계통, 제동계통, 조향계통 등 차량의 모든 부분을 제어할 수 있다. 이러한 제어부(160)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit), 디지털신호처리기(DSP: Digital Signal Processor) 등이 될 수 있다. 이러한 제어부(160)의 동작에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 교통서버(300)에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교통서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교통서버(300)는 통신모듈(310), 저장모듈(320) 및 제어모듈(330)을 포함한다.
통신모듈(310)은 차량장치(100) 및 노변장치(200)와의 통신을 위한 것이다. 통신모듈(310)은 예컨대, 네트워크를 통해 차량장치(100) 및 노변장치(200)와 통신할 수 있다. 통신모듈(310)은 네트워크를 통해 데이터를 송수신하기 위해 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다. 이러한 통신모듈(310)은 수신되는 데이터를 제어모듈(330)로 전달하거나, 제어모듈(330)로부터 전달 받은 데이터를 네트워크를 통해 차량장치(100)로 전송할 수 있다.
저장모듈(320)은 교통서버(300)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 특히, 저장모듈(320)는 본 발명의 실시예에 따른 접근 권한을 저장할 수 있다. 저장모듈(320)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라 등록, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.
제어모듈(330)은 교통서버(300)의 전반적인 동작 및 교통서버(300)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 제어모듈(330)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit), 디지털신호처리기(DSP: Digital Signal Processor) 등이 될 수 있다. 제어모듈(330)은 통신모듈(310)을 통해 차량장치(100)로부터 직접 혹은 노변장치(200)를 통해 복수의 차량(10)의 구간별 평균통행시간을 수집할 수 있다. 제어모듈(330)은 구간의 대기행렬이 임계대기행렬(Qc) 미만인 경우, 안정상태(Stable Condition)로 판단한다. 또한, 제어모듈(330)은 구간의 대기행렬이 임계대기행렬(Qc) 이상인 경우, 와해상태(Break-down Condition)로 판단한다. 제어모듈(330)은 구간 소통수준 판단 시, 해당 구간 대기행렬이 임계대기행렬 (Qc) 수준일 때 통행속도를 기준통행속도(Vc)라 정의하여 소통상황 판단기준으로 할 수 있다. 제어모듈(330)은 구간 통행속도가 기준통행속도(Vc) 보다 클 경우 안정상태(Stable Condition)으로 판단한다. 또한, 제어모듈(330)은 구간 통행속도가 기준통행속도(Vc) 보다 작을 경우 와해상태(Break-down Condition)으로 판단한다. 기준통행속도(Vc)는 이상적인 상황에서 대기행렬이 임계대기행렬(Qc)에 도달하였을 때 대기행렬이 증가 또는 감소하지 않고, 임계대기행렬을 유지할 때의 통행속도로 정의된다. 제어모듈(330)은 수학식 1 내지 수학식 5를 통해 기준통행속도(Vc)를 산출할 수 있다. 이러한 제어모듈(330)의 동작은 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 별도의 검지 체계 구축 없이 구간별 평균통행시간정보를 이용하여 구간별 대기행렬 수준 및 이에 따른 구간소통 상황을 판단할 수 있다. 기존 교통상황 판단의 경우 지점검지 또는 구간검지체계 구축을 통해 수집되는 정보를 바탕으로 대기행렬을 추정하고 구간 과포화 여부를 판단한다. 반면, 본 발명은 검지체계 없이 개별차량정보를 통해 가공되는 구간별 평균통행시간 정보를 활용할 수 있다. 이에 따라, 별도 ITS 시스템이 구축되지 않은 지역에서도 구간별 과포화 상황 판단이 가능해져 과포화 상황에 대한 대응이 가능하다. 특히, 수도권 이외 지방지역의 경우 ITS 시스템이 구축되지 않아 구간별 소통상황 판단이 어려운 경우가 많으며, ITS 시스템이 구축되어 있다 하더라도 모든 구간에 설치되어 있지 않아 과포화 발생시 네트워크 최적화 측면에서 접근하기 어려운 경우가 다반사였다. 하지만, 본 발명에 따르면, ITS 시스템 구축이 열악한 지자체에서도 과포화 상황에 대한 다양한 전략 대응이 가능할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단하는 방법을 설며하기 위한 흐름도이다.
S110 단계에서 제어모듈(330)은 통신모듈(310)을 통해 구간별 평균통행시간 정보를 수집한다. 이때, 제어모듈(330)은 통신모듈(310)을 통해 차량장치(100) 또는 노변장치(200)로부터 이러한 정보를 수신할 수 있다. 혹은 제어모듈(330)은 통신모듈(310)을 통해 포털사이트(예컨대, 네이버, 다음 등)의 서버에 접속하여 이러한 정보를 수신할 수 있다.
다음으로, 제어모듈(330)은 S120 단계에서 구간별 평균통행시간을 속도로 변환하여 구간별 통행속도 정보로 가공한다.
이어서, 제어모듈(330)은 S130 단계에서 구간별 임계대기행렬(Qc)을 결정한다. 여기서， 임계대기행렬(Qc)은 구간 길이의 k%에 도달 하였을 때의 대기 행렬 길이(대/차로)이다.
그런 다음, 제어모듈(330)은 S140 단계에서 구간별 임계대기행렬(Qc)과 신호운영시간을 포함하는 파라미터를 통해 기준통행속도(Vc)를 산출한다. 여기서, 신호운영시간(예컨대, 녹색시간 등)을 비롯한 은 미리 저장모듈(320)에 미리 저장된다. 즉, 제어모듈(330)은 앞서 설명된 수학식 1 내지 수학식 5에 따라 구간별 기준통행속도(Vc)를 산출한다.
마지막으로, 제어모듈(330)은 S150 단계에서 구간 통행속도에 따른 교통상황을 판단한다. 여기서, 제어모듈(330)은 구간의 대기행렬이 임계대기행렬(Qc) 미만인 경우, 안정상태(Stable Condition)로 판단할 수 있다. 또한, 제어모듈(330)은 구간의 대기행렬이 임계대기행렬(Qc) 이상인 경우, 와해상태(Break-down Condition)로 판단한다. 또한, 제어모듈(330)은 구간 통행속도가 기준통행속도(Vc) 보다 클 경우 안정상태(Stable Condition)으로 판단한다. 또한, 제어모듈(330)은 구간 통행속도가 기준통행속도(Vc) 보다 작을 경우 와해상태(Break-down Condition)으로 판단할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 동적 통행 배정을 위한 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명에 따르면, 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황을 판단할 수 있다. 이에 따라, 단속류 구간 교차로의 접근로에 대한 과포화 여부를 판단하여 과포화 확산 방지를 위한 신호 제어에 활용할 수 있다. 특히, 본 발명은 별도의 검지 체계 구축 없이 기존에 인터넷 포탈 및 네비게이션에서 제공하고 있는 구간별 평균통행시간정보를 이용하여 구간별 대기 행렬 수준 및 이에 따른 구간 소통 상황을 판단할 수 있다. 기존 교통상황 판단의 경우 지점검지 또는 구간검지체계 구축을 통해 수집되는 정보를 바탕으로 대기행렬을 추정하고 구간 과포화 여부를 판단한다. 반면, 본 발명은 검지체계 없이 개별차량정보를 통해 가공되는 구간별 평균통행시간 정보를 활용할 수 있다. 이에 따라, 별도 ITS 시스템이 구축되지 않은 지역에서도 구간별 과포화 상황 판단이 가능해져 과포화 상황에 대한 대응이 가능하다. 특히, 수도권 이외 지방지역의 경우 ITS 시스템이 구축되지 않아 구간별 소통상황 판단이 어려운 경우가 많으며, ITS 시스템이 구축되어 있다 하더라도 모든 구간에 설치되어 있지 않아 과포화 발생시 네트워크 최적화 측면에서 접근하기 어려운 경우가 다반사였다. 하지만, 본 발명에 따르면, ITS 시스템 구축이 열악한 지자체에서도 과포화 상황에 대한 다양한 전략 대응이 가능할 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100: 차량장치 110: 통신부
120: 위치정보부 130: 입력부
140: 표시부 150: 저장부
160: 제어부 200: 노변장치
300: 교통서버 310: 통신모듈
320: 저장모듈 330: 제어모듈

Claims (9)

  1. 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치에 있어서,
    차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버와 통신하기 위한 통신모듈; 및
    상기 통신모듈을 통해 차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버 중 적어도 하나로부터 구간별 평균통행시간을 수집하고, 상기 구간별 평균통행시간을 속도로 변환하여 구간별 통행속도로 가공하며, 구간별 임계대기행렬을 설정하고, 구간별 기준통행속도를 산출한 후, 구간 통행속도에 따른 교통상황을 판단하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은
    구간의 대기행렬이 상기 임계대기행렬 미만인 경우, 안정상태로 판단하고, 구간의 대기행렬이 임계대기행렬 이상인 경우, 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은
    구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 클 경우 안정상태로 판단하며, 구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 작을 경우 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은
    수학식
    Figure pat00046
    을 통해 차량당평균지체를 산출하며,
    상기
    Figure pat00047
    는 k 교차로 i이동류 차량당평균지체이고,
    Figure pat00048
    는 k 교차로 i이동류 균일지체이고,
    Figure pat00049
    는 k 교차로 i이동류 증분지체이고,
    Figure pat00050
    는 k 교차로 i이동류 초기지체이고,
    수학식
    Figure pat00051
    를 통해 균일지체를 산출하며,
    상기
    Figure pat00052
    는 k교차로 주기이고,
    상기
    Figure pat00053
    는 k교차로 i 이동류 녹색시간이며,
    수학식
    Figure pat00054
    를 통해 증분지체를 산출하며,
    상기 T는 분석시간이고,
    상기
    Figure pat00055
    는 k 교차로 i 이동류 용량이며,
    상기 K는 증분지체 조정계수이며,
    상기 I는 군집조정계수이며,
    수학식
    Figure pat00056
    을 통해 초기지체를 산출하며,
    상기
    Figure pat00057
    는 k 교차로 i 이동류 임계대기행렬이며,
    수학식
    Figure pat00058
    를 통해 상기 기준통행속도를 산출하며,
    상기
    Figure pat00059
    는 k 교차로 i 이동류 구간 길이이며,
    상기
    Figure pat00060
    는 k 교차로 i 이동류 자유통행시간인 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 장치.
  5. 교통서버의 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 방법에 있어서,
    차량장치, 노변장치 및 포털사이트의 서버 중 적어도 하나로부터 구간별 평균통행시간을 수집하는 단계;
    상기 구간별 평균통행시간을 속도로 변환하여 구간별 통행속도로 가공하는 단계;
    구간별 임계대기행렬을 설정하는 단계;
    구간별 기준통행속도를 산출하는 단계; 및
    구간 통행속도에 따른 교통상황을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 교통상황을 판단하는 단계는
    구간의 대기행렬이 상기 임계대기행렬 미만인 경우, 안정상태로 판단하고, 구간의 대기행렬이 임계대기행렬 이상인 경우, 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 교통상황을 판단하는 단계는
    구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 클 경우 안정상태로 판단하며, 구간 통행속도가 상기 기준통행속도 보다 작을 경우 와해상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 기준통행속도를 산출하는 단계는
    수학식
    Figure pat00061
    을 통해 차량당평균지체를 산출하며,
    상기
    Figure pat00062
    는 k 교차로 i이동류 차량당평균지체이고,
    상기
    Figure pat00063
    는 k 교차로 i이동류 균일지체이고,
    상기
    Figure pat00064
    는 k 교차로 i이동류 증분지체이고,
    상기
    Figure pat00065
    는 k 교차로 i이동류 초기지체이고,
    수학식
    Figure pat00066
    를 통해 균일지체를 산출하며,
    상기
    Figure pat00067
    는 k교차로 주기이고,
    상기
    Figure pat00068
    는 k교차로 i 이동류 녹색시간이며,
    수학식
    Figure pat00069
    를 통해 증분지체를 산출하며,
    상기 T는 분석시간이고,
    상기
    Figure pat00070
    는 k 교차로 i 이동류 용량이며,
    상기 K는 증분지체 조정계수이며,
    상기 I는 군집조정계수이며,
    수학식
    Figure pat00071
    을 통해 초기지체를 산출하며,
    상기
    Figure pat00072
    는 k 교차로 i 이동류 임계대기행렬이며,
    수학식
    Figure pat00073
    를 통해 상기 기준통행속도를 산출하며,
    상기
    Figure pat00074
    는 k 교차로 i 이동류 구간 길이이며,
    상기
    Figure pat00075
    는 k 교차로 i 이동류 자유통행시간인 것을 특징으로 하는 구간소통상황 판단을 위한 방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 구간소통상황 판단을 위한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
KR1020170078259A 2017-06-21 2017-06-21 평균통행시간정보를 이용한 구간소통상황 판단을 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 KR20180138280A (ko)

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