KR20200025433A - 버스전용차선 신호 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙버스전용차로의 이동차량 수(N1), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용 여부를 결정함으로써 버스정류장의 편의성을 높임과 동시에 불필요한 대기시간 지체를 개선시킬 수 있고, 일반차선의 이동차량 수(N2), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용여부를 결정함으로써 차량정체를 최소화하면서 보행자의 불필요한 대기시간 소모를 절감시킬 수 있으며, 이전 현시주기의 녹색등 소등시점으로부터 현재시점까지의 경과시간을 활용하여 우선신호 적용여부를 결정함으로써 무분별한 우선신호 적용으로 인한 차량 정체를 방지할 수 있고, 버스정류장의 대기영역 및 인도 사이에 적어도 2개 이상의 횡단보도를 설치함으로써 버스정류장의 간단한 구조변경을 통해 보행자의 이동시간을 단축시킴과 동시에 무분별한 무단횡단으로 인한 보행자 및 차량의 사고를 효율적으로 방지할 수 있는 버스전용차선 신호 제어시스템에 관한 것이다.

Description

버스전용차선 신호 제어시스템{Signal control system for bus-only lane}

본 발명은 버스전용차선 신호 제어시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 버스전용차선을 이용하는 보행자 및 차량의 사고를 효율적으로 방지함과 동시에 차량정체를 절감하여 불필요한 대기시간소모를 개선시킬 수 있는 버스전용차선 신호 제어시스템에 관한 것이다.

자동차산업이 발달하고, 자동차 보급이 대중화됨에 따라 교통정체 현상이 빈번하게 발생하고 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위한 하나의 방안으로 대중교통을 활성화시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.

버스전용차로는 이러한 연구 중의 한 사례로서, 대중교통수단인 버스의 원활한 소통을 위해 버스만 통행할 수 있게 한 전용차로로 정의되며, 현재 대도시에서는 급증하는 차량 수요에 대비해 도로의 신설보다는 기존 도로의 효율적인 운영을 도모하고 있는데, 그 일환으로 대중교통을 우선으로 하여 승객 수송을 증대시킬 수 있는 버스전용차로제를 도입하고 있다.

이러한 버스전용차로는 지정된 차선으로 일반차량의 통행은 차단하되, 허가받은 버스만 통행하도록 함으로써 버스의 주행속도 및 정시성을 높일 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 종래의 버스전용차로의 신호 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.

종래의 중앙버스전용차로(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 차선의 중앙(1차선)에 형성되어 대중교통수단인 버스만 통행되는 전용차선으로 정의된다.

또한 종래의 중앙버스전용차로(100)의 버스정류장에는 일반차선(130)과의 사이에는 버스 이용객들이 대기할 수 있는 대기구역(110)이 형성된다.

이때 대기구역(110)과 일반차선(130)의 경계영역에는 펜스(140)가 설치됨으로써 대기자들이 안전하게 버스 대기 및 승하차가 이루어지도록 한다.

또한 종래의 중앙버스전용차로(100)는 버스정류장 대기영역(110)의 전방 영역(100B)이 횡단보도(120)와 연결됨으로써 버스정류장 이용자가 횡단보도(120)를 통해 버스정류장을 안전하고 용이하게 이동할 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 종래의 중앙버스전용차로(100)는 탑승대기자 및 하차승객이 대기영역(110)을 통해 버스이용을 안전하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 버스에 한해서만 전용차선이 제공됨에 따라 버스의 신속성을 높일 수 있는 장점을 갖는다.

일반적으로 종래의 중앙버스전용차로(100)는 1)대기구역(110)의 길이가 해당 버스정류장을 이용하는 버스 및 이용승객의 유동수량에 비례하며, 2)버스정류장으로 버스가 집중되는 경우, 횡단보도(120)로부터 이격된 위치에 승하차하는 이용자의 수량이 증가하는 특성을 갖는다.

따라서 종래의 중앙버스전용차로(100)는 버스정류장의 대기영역(110)에 하차하는 이용자들 중 횡단보도(120)로부터 이격된 지점에 하차하는 이용자들이 횡단보도(120)를 건너기 위한 전방영역(110B)과 매우 동떨어진 위치에 존재하게 되고, 이에 따라 횡단보도(120)를 이용하기 위해서는 비교적 먼 거리를 이동해야하기 때문에 사용의 편의성이 떨어질 뿐만 아니라 불필요한 시간소모가 증가하는 단점을 갖는다.

따라서 버스정류장의 후방영역(110A)과 인접한 지점에 하차한 이용자들이 펜스(140)가 없는 영역을 통해 무단 횡단하는 현상이 비일비재하게 발생하고 있고, 이러한 무단횡단로 인한 교통사고 발생률이 증가하는 단점을 갖는다.

특히 횡단보도 신호등에 녹색등이 점등되어 횡단보도(120) 이전에 차량 정차가 이루어지는 경우, 무단 횡단 이용자들이 정차된 차량들의 틈을 통해 이동하여 교통사고를 유발할 뿐만 아니라 이들로 인해 차량 신호등에 녹색등이 점등되더라도 차량이 곧바로 출발하지 못하는 문제점이 발생한다.

또한 종래의 중앙버스전용차로(100)의 차량신호등 및 보행자신호등은 해당 구간의 교통정보(차량정체, 차량점유율 등)와 상관없이 기 설정된 현시주기에 따라 신호체계가 고정된 상태로 운영되기 때문에 신호의 효율성이 떨어지는 단점을 갖는다.

국내등록특허 제10-0584672호(발명의 명칭 :지역 분할형 교통신호 제어시스템 및 제어 방법)에 개시된 교통신호 제어시스템은 교차로를 제어하는 제어장치에서 전달되는 교통상황을 제공받아 전체적인 교통신호를 신호관리서버와 각 교차로에서 교통신호를 제어하는 다수개의 슬레이브 제어장치 및 상기 신호관리서버와 슬레이브 제어장치에 통신하는 마스터 제어장치를 포함함으로써 다수개의 교차로를 하나의 구간으로 설정하여 독립적으로 하나의 구간을 제어할 수 있는 장점을 갖는다.

이러한 상기 교통신호 제어시스템은 다수개의 교차로를 하나의 구간으로 설정하여 교통량에 따라 다수개의 교차로 신호를 동시에 제어할 수 있기 때문에 차량의 원활한 소통을 제공할 수 있으나, 전술하였던 도 1의 중앙버스전용차로(100)의 문제점을 전혀 감안하지 않고 단순히 교통량만으로 신호를 제어하도록 구성되었기 때문에 중앙버스전용차로(100)의 전술하였던 문제점을 전혀 해결할 수 없는 구조적 한계를 갖는다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 중앙버스전용차로의 이동차량 수(N1), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용 여부를 결정함으로써 버스정류장의 편의성을 높임과 동시에 불필요한 대기시간 지체를 개선시킬 수 있는 버스전용차선 신호 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 일반차선의 이동차량 수(N2), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용여부를 결정함으로써 차량정체를 최소화하면서 보행자의 불필요한 대기시간 소모를 절감시킬 수 있는 버스전용차선 신호 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 이전 현시주기의 녹색등 소등시점으로부터 현재시점까지의 경과시간을 활용하여 우선신호 적용여부를 결정함으로써 무분별한 우선신호 적용으로 인한 차량 정체를 방지할 수 있는 버스전용차선 신호 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 버스정류장의 대기영역 및 인도 사이에 적어도 2개 이상의 횡단보도를 설치함으로써 버스정류장의 간단한 구조변경을 통해 보행자의 이동시간을 단축시킴과 동시에 무분별한 무단횡단으로 인한 보행자 및 차량의 사고를 효율적으로 방지할 수 있는 버스전용차선 신호 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 다차선 도로의 중앙에 형성되는 중앙버스전용차로와, 중앙버스전용차로 및 일반차선 사이에 형성되어 버스이용자가 대기하는 대기영역과, 상기 대기영역 및 인접한 인도 사이에 횡단보도가 설치되는 버스정류장의 신호체계를 관리 및 제어하기 위한 버스전용차선 신호 제어시스템에 있어서: 상기 버스전용차선 제어 시스템은 상기 횡단보도에 설치되어 보행자의 이동을 통제하기 위한 신호를 출력하는 보행자 신호등; 상기 중앙버스전용차로 중 상기 대기영역으로부터 후방으로 이격된 영역인 제1 감지영역(S1)을 통과하는 버스를 감지하는 제1 감지수단; 교통신호 제어기를 포함하고, 상기 교통신호 제어기는 상기 제1 감지수단으로부터 전송받은 감지신호를 분석하여 버스를 감지하며, 감지된 버스차량 수(N1)에 대응되는 상기 보행자 신호등의 현시주기를 생성하는 보조제어부와, 상기 보조제어부에 의해 생성된 현시주기에 따라 상기 보행자 신호등의 신호가 출력되도록 하는 스위치부를 더 포함하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 부제어부는 상기 제1 감지수단으로부터 감지신호를 입력받는 입력모듈; 상기 입력모듈을 통해 입력된 감지신호를 분석하여 상기 제1 영역(S1)을 통과하는 버스를 감지하는 감지신호 분석모듈; 상기 감지신호 분석모듈에 의해 분석된 데이터를 활용하여 기 설정된 주기(T) 동안 상기 제1 영역(S1)을 통과한 버스의 수량인 버스차량 수(N1)를 검출한 후, 검출된 버스차량 수(N1)를 기 설정된 제1 설정값(TH1, Threshold1)에 비교하여 만약 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 미만이면 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태가 아니라고 판단하되, 만약 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 이상이면 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태라고 판단하는 제1 비교 및 판단모듈; 상기 제1 비교 및 판단모듈에 의해 중앙버스전용차로에 버스가 밀집되지 않은 상태라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 기존 현시주기(t)를 다음 현시주기(t’)로 그대로 적용하기로 결정하고, 상기 제1 비교 및 판단모듈에 의해 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 녹색등 점등시점을 현재시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성하는 현시주기 생성모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 버스전용차선 신호 제어시스템은 상기 일반차선 중 상기 대기영역으로부터 후방으로 이격된 영역인 제2 감지영역(S2)을 통과하는 일반차량을 감지하는 제2 감지수단을 더 포함하고, 상기 보조제어부는 상기 제1 비교 및 판단모듈에 의해 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태라고 판단될 때 구동되며, 상기 감지신호 분석모듈에 의해 분석된 데이터를 활용하여 상기 주기(T) 동안 상기 제2 영역(S2)을 통과한 차량의 수량인 일반차량 수(N2)를 검출한 후, 검출된 일반차량 수(N2)를 기 설정된 제2 설정값(TH2)에 비교하여 만약 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 이상이면 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태라고 판단하되, 만약 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 미만이면 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태가 아니라고 판단하는 제2 비교 및 판단모듈을 더 포함하고, 상기 현시주기 생성모듈은 상기 제2 비교 및 판단모듈에 의해 상기 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 기존 현시주기(t)를 다음 현시주기(t’)로 그대로 적용하기로 결정하고, 상기 제2 비교 및 판단모듈에 의해 상기 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태가 아니라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 녹색등 점등시점을 현재시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 보조제어부는 상기 제2 비교 및 판단모듈에 의해 상기 일반차선에 일반차량이 밀집되지 않은 상태라고 판단될 때 구동되는 제3 비교 및 판단모듈을 더 포함하고, 상기 제3 비교 및 판단모듈은 이전 현시주기의 녹색등 소등시점으로부터 현재시점까지의 시간인 경과시간을 검출한 후, 검출된 경과시간을 기 설정된 임계치와 비교하여 만약 경과시간이 임계치 이상이면 상기 보행자 신호등의 보행자신호에 우선신호를 부여할 것으로 판단하되, 만약 경과시간이 임계치 미만이면 경과시간이 임계치가 될 때까지 대기한 후 경과시간이 임계치가 되면 상기 보행자 신호등의 보행자신호에 우선신호를 부여할 것으로 판단하고, 상기 현시주기 생성모듈은 상기 제3 비교 및 판단모듈에 의해 우선신호가 부여될 것으로 판단되면, 상기 보행자 신호등의 녹색등 점등시점을 현재시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 일반차선을 향하는 상기 대기영역의 일측에는 펜스가 설치되고, 상기 횡단보도 및 상기 보행자 신호등은 적어도 2개 이상이고, 상기 횡단보도에 연결되는 펜스에는 보행자가 이동하는 통행구가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 통행구에는 보행자 신호와 연동하여 차단 및 개방되는 안전바가 설치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 제1 감지수단 및 상기 제2 감지수단은 레이더검지기인 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 중앙버스전용차로의 이동차량 수(N1), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용 여부를 결정함으로써 버스정류장의 편의성을 높임과 동시에 불필요한 대기시간 지체를 개선시킬 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 일반차선의 이동차량 수(N2), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용여부를 결정함으로써 차량정체를 최소화하면서 보행자의 불필요한 대기시간 소모를 절감시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 이전 현시주기의 녹색등 소등시점으로부터 현재시점까지의 경과시간을 활용하여 우선신호 적용여부를 결정함으로써 무분별한 우선신호 적용으로 인한 차량 정체를 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 버스정류장의 대기영역 및 인도 사이에 적어도 2개 이상의 횡단보도를 설치함으로써 버스정류장의 간단한 구조변경을 통해 보행자의 이동시간을 단축시킴과 동시에 무분별한 무단횡단으로 인한 보행자 및 차량의 사고를 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 버스전용차로의 신호 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 버스정류장을 나타내는 예시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 버스전용차선 신호 제어시스템을 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 4의 예시도이다.
도 6은 도 4의 교통신호 제어기를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 보조제어부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 제1 비교 및 판단모듈을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 도 6의 보조제어부의 동작과정을 설명하기 위한 플로차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 적용되는 버스정류장을 나타내는 예시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이다.

본 발명의 버스정류장(900)은 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 차선의 중앙(1차선)에 형성되어 버스의 주행경로를 제공하는 중앙버스전용차로(910)와, 중앙버스전용차로(910)의 일측에 형성되어 일반차량이 주행경로를 제공하는 일반차선(920)들과, 중앙버스전용차로(910) 및 중앙버스전용차로(910)와 인접한 일반차선(920) 사이에 형성되어 버스 이용객들의 대기 및 승하차 장소를 제공하는 대기구역(930)과, 일반차선(920)을 향하는 대기구역(930)의 일측에 설치되는 펜스(940)로 이루어진다.

또한 버스정류장(900)의 일반차선(920)에는 인도(990) 및 대기구역(930)을 연결하는 3개의 횡단보도(951), (952), (953)들이 형성된다. 이때 도 2와 3에서는 설명의 편의를 위해 횡단보도들이 3개로 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 횡단보도의 수량은 대기구역의 길이에 대응하여 2개 또는 4개 이상으로 구성될 수 있다.

또한 각 횡단보도(951), (952), (953)의 양측에는 보행자 신호등(980)들이 각각 설치되고, 일반차선(920)들 및 중앙버스전용차로(910)에는 도면에는 도시되지 않았지만 횡단보도 신호등(980)들과 연계되는 차량신호등(미도시)들이 설치된다.

또한 펜스(940)의 횡단보도(951), (952), (953)와 연결되는 영역에는 보행자가 이동할 수 있는 통행구(941)들이 각각 형성된다. 즉 버스정류장(900)의 이용자는 통행구(941)들을 통해 대기구역(930) 또는 인도(990)로 이동할 수 있게 된다.

이때 도면에는 도시되지 않았지만, 펜스(940)의 각 통행구(941)에는 보행자 신호등(980)들과 연동하여 보행자의 통행을 차단 및 개방시키기 위한 안전바가 더 설치될 수 있음은 당연하다.

또한 버스정류장(900)은 대기구역(930) 또는 인도(990)의 일측에 횡단보도 신호등(980)들 및 차량신호등(미도시)들의 신호체계를 관리 및 제어하는 교통신호 제어기(3)가 설치된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 버스정류장(900)은 대기구역(930) 및 인도(990) 사이에 적어도 2개 이상의 횡단보도들이 설치됨과 동시에 해당 구간의 펜스에 통행구(941)들이 각각 형성됨으로써 보행자들이 자신의 위치에 맞는 횡단보도를 이용할 수 있게 되고, 이에 따라 사용의 편의성을 높이면서 불필요한 시간소모를 절감시킬 수 있으며, 무단횡단으로 인한 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 4는 본 발명의 일실시예인 버스전용차선 신호 제어시스템을 나타내는 구성도이고, 도 5는 도 4의 예시도이다.

본 발명의 일실시예인 버스전용차선 신호 제어시스템(1)은 도 4와 5에 도시된 바와 같이, 전술하였던 도 2와 3의 버스정류장(900)과, 버스정류장(900)의 횡단보도(951), (952), (953)들 각가에 설치되는 보행자 신호등(980)들과, 중앙버스전용차로(910)를 주행하는 버스를 감지하는 제1 감지수단(5)과, 일반차선(920)들의 주행 차량을 감지하는 제2 감지수단(7)과, 보행자 신호등(980)들 및 차량신호등들의 신호체계를 관리 및 제어하는 교통신호 제어기(3)와, 교통신호 제어기(3), 신호등(980)들 및 감지수단(5), (7)들 사이의 데이터 이동경로를 제공하는 유무선 통신망(10)으로 이루어진다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 제1 감지수단(5)이 중앙버스전용차로(910)의 차량을 감지하고, 제2 감지수단(7)이 일반차선(920)의 차량을 감지하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 중앙버스전용차로(910) 및 일반차선(920)의 차량을 감지하는 수단은 단일 감지수단으로 구성될 수 있다.

또한 도 3에서는 설명의 편의를 위해 교통신호 제어기(3)에 의해 제어되는 신호등으로 보행자 신호등만을 예로 들어 설명하였으나, 교통신호 제어기(3)는 차량 신호등(미도시)들의 현시주기를 제어할 수 있음은 당연하다.

제1 감지수단(5)은 버스정류장(900)로부터 후방으로 이격된 중앙버스전용차로(910)를 통과하는 차량을 감지하는 수단이며, 상세하게로는 레이더, 레이저, 루프검지기 등의 공지된 다양한 센서가 적용될 수 있다.

또한 제1 감지수단(5)은 검출된 감지신호를 교통신호 제어기(3)로 실시간 전송한다. 이때 교통신호 제어기(3)는 제1 감지수단(5)으로부터 전송받은 감지신호를 분석하여 중앙버스전용차로(910)의 교통정보(차량 수, 정체, 속도, 정체율 등)를 검출 및 생성할 수 있게 된다.

제2 감지수단(7)은 버스정류장(900)으로부터 후방으로 이격된 일반차선(920)들을 통과하는 차량을 감지하는 수단이며, 상세하게로는 레이더, 레이저, 루프검지기 등의 공지된 다양한 센서가 적용될 수 있다.

또한 제2 감지수단(7)은 제1 감지수단(5)과 마찬가지로 주기적으로 검출된 감지신호를 교통신호 제어기(3)로 실시간 전송함으로써 교통신호 제어기(3)는 제2 감지수단(7)으로부터 전송받은 감지신호를 분석하여 일반차선(920)의 교통정보(차량 수, 정체, 속도, 정체율 등)를 검출 및 생성할 수 있게 된다.

보행자 신호등(980)들은 전술하였던 바와 같이, 버스정류장(900)의 각 횡단보도(951), (952), (953)에 설치되어 보행자의 이동을 통제하기 위한 신호를 출력한다.

차량 신호등(미도시)들은 버스정류장(900)의 차량들의 이동을 통제하기 위한 신호를 출력한다.

이때 보행자 신호등(980)들 및 차량 신호등들은 교통신호 제어기(3)의 제어에 따라 신호를 출력하게 된다.

도 6은 도 4의 교통신호 제어기를 나타내는 블록도이다.

교통신호 제어기(3)는 도 6에 도시된 바와 같이, 주제어부(31)와, 메모리(32), 통신 인터페이스부(33), 보조제어부(34), 등제어부(35), 스위치부(36)로 이루어진다.

이때 주제어부(31), 통신 인터페이스부(33), 메모리(32), 등제어부 및 스위치부(36)는 공지된 교통신호 제어기에 통상적으로 적용되는 구성수단이며, 본 발명의 기술적 특징은 보조제어부(34)를 통해 구현된다.

주제어부(MCU, Main Control Unit)(31)는 교통신호 제어기(3)의 O.S(Operating System)이며, 제어대상(32), (33), (34), (35), (36)들을 관리 및 제어한다.

또한 주제어부(31)는 통신 인터페이스부(33)를 제어하여 외부 관제센터서버(미도시)와 데이터를 송수신한다.

또한 주제어부(31)는 통신 인터페이스부(33)를 통해 제1, 2 감지수단(5), (7)들로부터 감지신호를 입력받으면, 입력된 감지신호를 보조제어부(34)로 입력한다.

또한 주제어부(31)는 보조제어부(34)에 의해 현시주기(t)가 생성되면, 생성된 현시주기(t’)를 등제어부(35)로 입력한다.

메모리(32)에는 외부 관제센터서버(미도시)로부터 전송받은 현시주기(t) 또는 보조제어부(34)에 의해 생성된 현시주기(t’)가 저장된다.

또한 메모리(32)에는 각 신호등들의 통신식별정보가 저장된다.

통신 인터페이스부(33)는 외부 관제센터서버(미도시)와 데이터를 송수신한다.

등제어부(SCU, Signal Control Unit)(34)는 보조제어부(34)로부터 입력 받은 현시주기(t’)에 따라 스위치부(36)의 스위치회로를 제어함으로써 입력된 현시주기(t)에 따라 신호등(980)들이 출력되도록 한다.

이때 스위치부(36)는 등제어부(35)의 제어에 다라 각 신호등(980)의 스위치회로를 제어한다.

도 7은 도 6의 보조제어부를 나타내는 블록도이다.

보조제어부(34)는 도 7에 도시된 바와 같이, 입력모듈(341)과, 감지신호 분석모듈(342), 제1 비교 및 판단모듈(343), 제2 비교 및 판단모듈(344), 제3 비교 및 판단모듈(345), 현시주기 생성모듈(346)로 이루어진다.

입력모듈(341)은 제1, 2 감지수단(5), (7)들로부터 감지신호를 입력받는다.

또한 입력모듈(341)에 의해 입력된 감지신호는 감지신호 분석모듈(342)로 입력된다.

감지신호 분석모듈(342)은 입력모듈(341)로부터 입력된 감지신호를 분석하여 버스전용차로 또는 일반차선의 차량을 감지한다.

이때 감지신호를 분석하여 차량을 감지하는 방식 및 과정은 차량검지 시스템에서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 8은 도 7의 제1 비교 및 판단모듈을 설명하기 위한 예시도이다.

제1 비교 및 판단모듈(343)은 감지신호 분석모듈(342)에 의해 분석된 데이터를 활용하여 기 설정된 주기(T) 동안 제1 감지영역을 통과한 버스차량 수(N1)를 검출한 후, 검출된 버스차량 수(N1)를 기 설정된 제1 설정값(TH1, Threshold1)에 비교한다.

이때 제1 설정값(TH1)은 버스정류장(900)에 버스가 밀집되었다고 판단할 수 있는 버스차량의 최소값으로 정의된다.

또한 제1 비교 및 판단모듈(343)은 만약 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 미만이면, 버스정류장(900)에 버스가 밀집된 상태가 아니라고 판단하여 현시주기 생성모듈(346)을 구동시키고, 만약 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 이상이면, 버스정류장(900)에 버스가 밀집된 상태라고 판단하여 제2 비교 및 판단모듈(344)을 구동시킨다.

즉 보조제어부(34)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 비교 및 판단모듈(343)에 의해 버스정류장(900)에 버스가 밀집된 상태라고 판단되는 경우 제2 비교 및 판단모듈(344)이 구동되되, 버스정류장(900)에 버스가 밀집된 상태가 아니라고 판단되는 경우 현시주기 생성모듈(346)이 구동되게 된다.

제2 비교 및 판단모듈(344)은 제1 비교 및 판단모듈(343)에 의해 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH) 이상일 때 구동된다.

제2 비교 및 판단모듈(344)은 감지신호 분석모듈(342)에 의해 분석된 데이터를 활용하여 기 설정된 주기(T) 동안 제2 감지영역을 통과한 일반차량 수(N2)를 검출한 후, 검출된 일반차량 수(N2)를 기 설정된 제2 설정값(TH2)에 비교한다.

이때 일반차량은 중앙버스전용차로가 아닌 일반차선을 통과하는 차량을 의미하고, 제2 설정값(TH2)은 일반차선에 차량이 밀집되었다고 판단할 수 있는 일반차량의 최소값으로 정의된다.

또한 제2 비교 및 판단모듈(344)은 만약 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 미만이면, 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태가 아니라고 판단하여 제3 비교 및 판단모듈(345)을 구동시키고, 만약 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 이상이면, 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태라고 판단하여 현시주기 생성모듈(346)을 구동시킨다.

즉 보조제어부(34)는 제2 비교 및 판단모듈(344)에 의해 일반차선에 차량이 밀집된 상태라고 판단되는 경우 현시주기 생성모듈(346)이 구동되되, 일반차선에 차량이 밀집된 상태가 아니라고 판단되는 경우 제3 비교 및 판단모듈(345)이 구동되게 된다.

제3 비교 및 판단모듈(345)은 제2 비교 및 판단모듈(344)에 의해 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 미만일 때 구동된다. 다시 말하면, 제3 비교 및 판단모듈(345)은 제1, 2 비교 및 판단모듈(343), (344)들에 의해 버스가 밀집된 상태이되, 일반차량은 밀집되지 않은 상태인 경우 구동된다.

또한 제3 비교 및 판단모듈(345)은 보행자 신호등(980)에서 녹색등이 소등된 시점부터 현재까지의 경과시간을 검출한다.

또한 제3 비교 및 판단모듈(345)은 검출된 경과시간을 기 설정된 임계치와 비교하며, 만약 경과시간이 임계치 이상이면 보행자 신호등의 보행자신호에 우선신호를 부여할 것으로 판단한다.

또한 제3 비교 및 판단모듈(345)은 만약 경과시간이 임계치 미만이면 별도의 동작을 수행하지 않고 대기한 후, 경과시간이 임계치가 되면 보행자 신호등의 보행자신호에 우선신호를 부여할 것으로 판단한다.

현시주기 생성모듈(346)은 1)제1 비교 및 판단모듈(343)에 의해 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 미만인 제1 상태일 때 구동되며, 기 설정된 현시주기(t)를 다음 현시주기로 결정한다.

또한 현시주기 생성모듈(346)은 2)제1 비교 및 판단모듈(343)에 의해 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 이상이되, 제2 비교 및 판단모듈(344)에 의해 일반차량 수(N2)가 제2 설정값 이상인 제2 상태일 때 구동되며, 기 설정된 현시주기(t)를 다음 현시주기로 결정한다.

또한 현시주기 생성모듈(346)은 3)제1 비교 및 판단모듈(343)에 의해 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 이상이면서, 제2 비교 및 판단모듈(344)에 의해 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 미만이면서, 제3 비교 및 판단모듈(345)에 의해 경과시간이 임계치 이상인 제3 상태일 때 구동된다.

또한 현시주기 생성모듈(346)은 제3 상태일 때, 기 설정된 보행자 신호등의 현시주기(t)의 녹색등점등시점을 현재시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성한다. 이때 현시주기(t’)에서 녹색등소등시점은 기존과 그대로 유지함으로써 보행자 신호등의 녹색등의 점등시간이 연장되게 된다.

도 9는 도 6의 보조제어부의 동작과정을 설명하기 위한 플로차트이다.

보조제어부의 동작과정(S1)은 도 10에 도시된 바와 같이, 감지신호 입력단계(S10)와, 감지신호 분석단계(S20), 버스차량 수(N1) 검출단계(S30), 제1 비교단계(S40), 제1 판단단계(S50), 일반차량 수(N2) 검출단계(S60), 제2 비교단계(S70), 제2 판단단계(S80), 경과시간 검출단계(S90), 제3 비교단계(S100), 제3 판단단계(S110), 대기단계(S120), 현시주기 생성단계(S130)로 이루어진다.

감지신호 입력단계(S10)는 제1, 2 감지수단(5), (7)들로부터 감지신호를 입력받는 단계이다.

감지신호 분석단계(S20)는 감지신호 입력단계(S10)에 의해 입력된 감지신호를 분석하여 차량감지여부를 검출하는 단계이다.

버스차량 수(N1) 검출단계(S30)는 감지신호 분석단계(S20)에 의해 분석된 데이터를 활용하여 기 설정된 주기(T) 동안 제1 감지영역을 통과한 버스차량 수(N1)를 검출하는 단계이다.

제1 비교단계(S40)는 버스차량 수(N1) 검출단계(S30)에 의해 검출된 버스차량 수(N1)를 기 설정된 제1 설정값(TH1)에 비교하는 단계이다.

제1 판단단계(S50)는 제1 비교단계(S40)에서 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 미만이면, 버스정류장에 버스가 밀집되지 않은 상태라고 판단하여 다음 단계로 현시주기 생성단계(S130)를 진행한다.

또한 제1 판단단계(S50)는 제1 비교단계(S40)에서 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 이상이면, 버스정류장에 버스가 밀집된 상태라고 판단하여 다음 단계로 일반차량 수(N2) 검출단계(S60)를 진행한다.

일반차량 수(N2) 검출단계(S60)는 제1 판단단계(S50)에서 버스정류장에 버스가 밀집된 상태라고 판단될 때 진행된다.

또한 일반차량 수(N2) 검출단계(S60)는 감지신호 분석단계(S20)에 의해 분석된 데이터를 활용하여 기 설정된 주기(T) 동안 제2 감지영역을 통과한 일반차량 수(N2)를 검출하는 단계이다.

제2 비교단계(S70)는 일반차량 수(N2) 검출단계(S60)에 의해 검출된 일반차량 수(N2)를 제2 설정값(TH2)에 비교하는 단계이다.

제2 판단단계(S80)는 제2 비교단계(S70)에서 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 이상이면, 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태라고 판단하여 다음 단계로 현시주기 생성단계(S130)를 진행한다.

또한 제2 판단단계(S80)는 제2 비교단계(S70)에서 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 미만이면, 일반차선에 일반차량이 밀집되지 않은 상태라고 판단하여 다음 단계로 경과시간 검출단계(S90)를 진행한다.

경과시간 검출단계(S90)는 제2 판단단계(S80)에서 일반차선에 일반차량이 밀집되지 않은 상태라고 판단될 때 진행되며, 보행자 신호등(980)에서 녹색등이 소등된 시점부터 현재까지의 경과시간을 검출하는 단계이다.

제3 비교단계(S100)는 경과시간 검출단계(S90)에서 검출된 경과시간을 기 설정된 임계치와 비교하는 단계이다.

제3 판단단계(S110)는 제3 비교단계(S100)에서 경과시간이 임계치를 초과하는 경우, 다음 단계로 현시주기 생성단계(S130)를 진행한다.

또한 제3 판단단계(S110)는 제2 비교단계(S100)에서 경과시간이 임계치 미만인 경우, 다음 단계로 대기단계(S120)를 진행한다.

대기단계(S120)는 경과시간이 임계치가 될 때까지 대기하며, 경과시간이 임계치가 되면 현시주기 생성단계(S130)를 다음 단계로 진행한다.

현시주기 생성단계(S130)는 버스정류장의 신호등들의 현시주기를 결정 및 생성하는 단계이다.

또한 현시주기 생성단계(S130)는 1)제1 판단단계(S50) 이후에 진행되는 제1 상태일 때, 기존 현시주기를 그대로 적용하는 것으로 결정한다.

또한 현시주기 생성단계(S130)는 2)제2 판단단계(S80) 이후에 진행되는 제2 상태일 때, 기존 현시주기를 그대로 적용하는 것으로 결정한다.

또한 현시주기 생성단계(S130)는 3)제3 판단단계(S110) 또는 대기단계(S120) 이후에 진행되는 제3 상태일 때, 보행자 신호등의 현시주기(t)의 녹색등 점등시점을 현재 시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성한다.

즉 보조제어부(34)에 의해 생성되는 현시주기 정보는 도 5의 등제어부(35)로 입력되고, 등제어부(35)는 보조제어부(34)로부터 입력된 현시주기에 따라 스위치부(36)가 구동되도록 스위치부(36)를 제어함으로써 현시주기에 따라 신호등들의 신호체계가 운영되게 된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 버스전용차선 신호 제어시스템(1)은 중앙버스전용차로의 이동차량 수(N1), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용 여부를 결정함으로써 버스정류장의 편의성을 높임과 동시에 불필요한 대기시간 지체를 개선시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명의 버스전용차선 신호 제어시스템(1)은 일반차선의 이동차량 수(N2), 정체율 또는 교통흐름에 대응하여 횡단보도 신호등의 우선신호 적용여부를 결정함으로써 차량정체를 최소화하면서 보행자의 불필요한 대기시간 소모를 절감시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명의 버스전용차선 신호 제어시스템(1)은 이전 현시주기의 녹색등 소등시점으로부터 현재시점까지의 경과시간을 활용하여 우선신호 적용여부를 결정함으로써 무분별한 우선신호 적용으로 인한 차량 정체를 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 버스전용차선 신호 제어시스템(1)은 버스정류장의 대기영역 및 인도 사이에 적어도 2개 이상의 횡단보도를 설치함으로써 버스정류장의 간단한 구조변경을 통해 보행자의 이동시간을 단축시킴과 동시에 무분별한 무단횡단으로 인한 보행자 및 차량의 사고를 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

1:버스전용차선 신호 제어시스템 3:교통신호 제어기
5:제1 감지수단 7:제2 감지수단 10:유무선 통신망
31:주제어부 32:메모리 33:통신 인터페이스부
34:보조제어부 35:등제어부 36:스위치부
341:입력모듈 342:감지신호 분석모듈
343:제1 비교 및 판단모듈 344:제2 비교 및 판단모듈
345:제3 비교 및 판단모듈 346:현시주기 생성모듈
900:버스정류장 910:중앙버스전용차로
920:일반차선 930:대기영역 940:펜스
951:횡단보도 980:횡단보도 신호등

Claims (7)

1. 다차선 도로의 중앙에 형성되는 중앙버스전용차로와, 중앙버스전용차로 및 일반차선 사이에 형성되어 버스이용자가 대기하는 대기영역과, 상기 대기영역 및 인접한 인도 사이에 횡단보도가 설치되는 버스정류장의 신호체계를 관리 및 제어하기 위한 버스전용차선 신호 제어시스템에 있어서:
   상기 버스전용차선 제어 시스템은
   상기 횡단보도에 설치되어 보행자의 이동을 통제하기 위한 신호를 출력하는 보행자 신호등;
   상기 중앙버스전용차로 중 상기 대기영역으로부터 후방으로 이격된 영역인 제1 감지영역(S1)을 통과하는 버스를 감지하는 제1 감지수단;
   교통신호 제어기를 포함하고,
   상기 교통신호 제어기는
   상기 제1 감지수단으로부터 전송받은 감지신호를 분석하여 버스를 감지하며, 감지된 버스차량 수(N1)에 대응되는 상기 보행자 신호등의 현시주기를 생성하는 보조제어부와, 상기 보조제어부에 의해 생성된 현시주기에 따라 상기 보행자 신호등의 신호가 출력되도록 하는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버스전용차선 신호 제어시스템.
2. 청구항 제1항에 있어서, 상기 부제어부는
   상기 제1 감지수단으로부터 감지신호를 입력받는 입력모듈;
   상기 입력모듈을 통해 입력된 감지신호를 분석하여 상기 제1 영역(S1)을 통과하는 버스를 감지하는 감지신호 분석모듈;
   상기 감지신호 분석모듈에 의해 분석된 데이터를 활용하여 기 설정된 주기(T) 동안 상기 제1 영역(S1)을 통과한 버스의 수량인 버스차량 수(N1)를 검출한 후, 검출된 버스차량 수(N1)를 기 설정된 제1 설정값(TH1, Threshold1)에 비교하여 만약 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 미만이면 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태가 아니라고 판단하되, 만약 버스차량 수(N1)가 제1 설정값(TH1) 이상이면 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태라고 판단하는 제1 비교 및 판단모듈;
   상기 제1 비교 및 판단모듈에 의해 중앙버스전용차로에 버스가 밀집되지 않은 상태라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 기존 현시주기(t)를 다음 현시주기(t’)로 그대로 적용하기로 결정하고, 상기 제1 비교 및 판단모듈에 의해 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 녹색등 점등시점을 현재시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성하는 현시주기 생성모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버스전용차선 신호 제어시스템.
3. 청구항 제2항에 있어서, 상기 버스전용차선 신호 제어시스템은
   상기 일반차선 중 상기 대기영역으로부터 후방으로 이격된 영역인 제2 감지영역(S2)을 통과하는 일반차량을 감지하는 제2 감지수단을 더 포함하고,
   상기 보조제어부는
   상기 제1 비교 및 판단모듈에 의해 중앙버스전용차로에 버스가 밀집된 상태라고 판단될 때 구동되며, 상기 감지신호 분석모듈에 의해 분석된 데이터를 활용하여 상기 주기(T) 동안 상기 제2 영역(S2)을 통과한 차량의 수량인 일반차량 수(N2)를 검출한 후, 검출된 일반차량 수(N2)를 기 설정된 제2 설정값(TH2)에 비교하여 만약 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 이상이면 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태라고 판단하되, 만약 일반차량 수(N2)가 제2 설정값(TH2) 미만이면 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태가 아니라고 판단하는 제2 비교 및 판단모듈을 더 포함하고,
   상기 현시주기 생성모듈은
   상기 제2 비교 및 판단모듈에 의해 상기 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 기존 현시주기(t)를 다음 현시주기(t’)로 그대로 적용하기로 결정하고, 상기 제2 비교 및 판단모듈에 의해 상기 일반차선에 일반차량이 밀집된 상태가 아니라고 판단되면, 상기 보행자 신호등의 녹색등 점등시점을 현재시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성하는 것을 특징으로 하는 버스전용차선 신호 제어시스템.
4. 청구항 제3항에 있어서, 상기 보조제어부는
   상기 제2 비교 및 판단모듈에 의해 상기 일반차선에 일반차량이 밀집되지 않은 상태라고 판단될 때 구동되는 제3 비교 및 판단모듈을 더 포함하고,
   상기 제3 비교 및 판단모듈은
   이전 현시주기의 녹색등 소등시점으로부터 현재시점까지의 시간인 경과시간을 검출한 후, 검출된 경과시간을 기 설정된 임계치와 비교하여 만약 경과시간이 임계치 이상이면 상기 보행자 신호등의 보행자신호에 우선신호를 부여할 것으로 판단하되, 만약 경과시간이 임계치 미만이면 경과시간이 임계치가 될 때까지 대기한 후 경과시간이 임계치가 되면 상기 보행자 신호등의 보행자신호에 우선신호를 부여할 것으로 판단하고,
   상기 현시주기 생성모듈은
   상기 제3 비교 및 판단모듈에 의해 우선신호가 부여될 것으로 판단되면, 상기 보행자 신호등의 녹색등 점등시점을 현재시점으로 변경한 현시주기(t’)를 생성하는 것을 특징으로 하는 버스전용차선 신호 제어시스템.
5. 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 일반차선을 향하는 상기 대기영역의 일측에는 펜스가 설치되고,
   상기 횡단보도 및 상기 보행자 신호등은 적어도 2개 이상이고,
   상기 횡단보도에 연결되는 펜스에는 보행자가 이동하는 통행구가 형성되는 것을 특징으로 하는 버스전용차선 신호 제어시스템.
6. 청구항 제5항에 있어서, 상기 통행구에는 보행자 신호와 연동하여 차단 및 개방되는 안전바가 설치되는 것을 특징으로 하는 버스전용차선 신호 제어시스템.
7. 청구항 제6항에 있어서, 상기 제1 감지수단 및 상기 제2 감지수단은 레이더검지기인 것을 특징으로 하는 버스전용차선 신호 제어시스템.

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