KR20200036472A - 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법 - Google Patents

회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법은, 회전 교차로를 무신호로 운영하는 단계와; 차량 검지기를 통해 검출된 회전 교차로의 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 근거로, 불균등 교통류가 발생한 통제 진입로를 선정하는 단계와; 상기 통제 진입로의 좌측 진입로를 미터링 진입로로 선정하고, 미터링 진입로의 신호등에 적색 신호를 부여하여 신호 미터링을 수행하는 단계; 및 상기 차량 검지기를 통해 검출된 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 근거로 무신호 운영으로 전환하는 단계;를 포함한다.

Description

회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법 {Signal metering operating method for roundabout}
본 발명은 차량 정체에 대응하여 회전 교차로의 차량 흐름을 원활히 할 수 있는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법에 관한 것이다.
회전 교차로(Roundabout)는 평면 교차로의 일종으로 신호등이 없이 차량들이 교차로 중앙에 설치된 원형교통섬을 중심으로 회전해 통과하는 교차로 형식이다. 현재 국내에서 추진되고 있는 현대식 회전 교차로는 교차로 내부의 회전차량이 통행우선권을 가지게 되고 진입차량이 양보하는 것을 기본원리로 하여 운영된다. 즉, 회전 교차로는 회전하는 차량에게 우선권이 있다.
일반적으로 회전 교차로는 신호교차로에 비해 원형기하구조로 인한 상충점 감소 및 저속운행 유도로, 직각충돌사고 및 정면충돌사고와 같은 심각한 교통사고를 큰 폭으로 감소시켜 안전성을 증진하고 신호 교차로에서 발생하는 불필요한 지체를 감소하여 운영효율성을 높일 수 있는 장점을 가지고 있다.
회전 교차로는 보통 비교적 적은 교통량에 설치되며, 차량과 보행자간 상충횟수가 상대적으로 적고 진입속도가 낮다는 이유로 신호등이 없는 비보호 횡단보도로 운영되고 있다. 그러나 출ㆍ퇴근 시간대 및 특정 시간대에는 교통량 및 보행량 증가로 인해 운영 효율성이 떨어지면서 회전 교차로 본래의 기능이 상실되며, 이때 적절한 대응이 이루어지지 않으면 오히려 차량 정체가 더 심해져 이용자들에게 불편을 초래할 수 있으며, 보행자의 안전까지 위협받을 수 있다.
나아가 최근에는 초등학교 및 어린이 보호구역 인근에 위치한 회전 교차로에 신호등 설치를 요구하는 목소리가 커지고 있으며, 이러한 상황에서 회전 교차로 설치 이후 교통량 증가로 인한 반복 정체 해소를 통해 불필요한 대기 및 지ㆍ정체를 감소시키고 보행자의 안전성 제고를 위한 신호 체계 운영 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한국 등록특허공보 제10-1601958호 (2016.03.03.)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 회전 교차로의 교통량 증가로 인한 차량 정체에 실시간으로 즉각적인 대응이 가능하도록 하여 기존 대비 향상된 효율성을 가지며, 보행자의 안전성 증대를 위해 보행자를 고려한 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 교차로를 무신호로 운영하는 단계와; 차량 검지기를 통해 검출된 회전 교차로의 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 근거로, 불균등 교통류가 발생한 통제 진입로를 선정하는 단계와; 상기 통제 진입로의 좌측 진입로를 미터링 진입로로 선정하고, 미터링 진입로의 신호등에 적색 신호를 부여하여 신호 미터링을 수행하는 단계; 및 상기 차량 검지기를 통해 검출된 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 근거로 무신호 운영으로 전환하는 단계;를 포함하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법이 제공된다.
또한, 상기 진입로가 점유 상태이고 상기 진입로의 차량 속도가 기설정 속도 이하인 경우 해당 진입로를 통제 진입로로 선정할 수 있다.
또한, 상기 차량 검지기는 상기 진입로를 촬영하여 촬영 영상으로부터 차량의 수, 차량 속도 및 대기행렬길이를 획득하는 영상 검지기일 수 있다.
또한, 상기 신호 미터링은 기설정된 최소 미터링 시간동안 이루어질 수 있다.
또한, 상기 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법은, 상기 최소 미터링 시간 이후, 불균등 교통류가 발생한 후보 검지기 리스트를 실시간으로 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법은, 최소 미터링 시간 이후 통제 진입로의 차량 점유 여부 및 차량 속도를 근거로 미터링 시간을 기설정된 최대 미터링 시간까지 일정 시간 단위로 연장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법은, 상기 회전 교차로의 각 진입로에 설치된 보행자 신호등 스위치로부터 보행 요청 신호가 입력 여부를 확인하고, 보행 요청 신호가 있는 경우 해당 진입로에 보행 신호를 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법은, 상기 후보 검지기 리스트를 확인하는 단계와, 선입선출 원칙(FIFO principle)에 따라 상기 후보 검지기 리스트에서 새로운 통제 진입로를 선정하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 후보 검지 리스트의 확인 결과 상기 후보 검지기 리스트가 빈 상태가 되는 경우, 상기 회전 교차로의 운영을 상기 무신호 운영으로 전환할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 교차로의 진입로에 대한 차량 점유 및 차량의 속도를 실시간으로 모니터링하여 진입로에 대한 신호 미터링을 수행함으로써 회전 교차로의 교통량 증가로 인한 차량 정체에 즉각적인 대응이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 각 진입로에 설치된 보행자 신호등 스위치로부터 보행 요청 신호를 입력받아, 진입로에 대한 진입 교통량 통제 이후 요청 받은 진입로에 보행 신호 여부를 부여함으로써 보행자의 안전성을 제고할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법의 운영 원리를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 시스템을 나타낸 블록 다이어그램.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 의한 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법의 운영 원리를 나타낸 도면이다.
도 1에서는 회전 교차로의 예시를 위해 2차로형 4지 회전 교차로를 보이고 있으며, 4개의 진입로에 1번부터 4번까지의 번호가 부여되어 있다. 그리고, 각 진입로의 횡단보도에는 5번부터 8번까지의 번호가 부여된 보행자용 신호등이 설치되어 있다.
본 발명의 신호 미터링 운영 방법에 따르면, 평소에는 회전 교차로를 무신호로 운영하며, 각 진입로(도 1의 1번 내지 4번 진입로)의 교통 흐름을 실시간으로 모니터링한다. 이러한 실시간 모니터링은 차량 검지기(10)를 통해 이루어지며, 본 실시예의 경우 차량 검지기(10)로서 영상 검지기가 사용된 구성을 예시하고 있다.
영상 검지기는 각 진입로를 촬영하여 촬영 영상으로부터 차량의 수, 차량의 속도 및 대기 행렬 길이 등을 획득한다. 영상 검지기는 각 진입로의 소정의 길이만큼의 검지 구역을 촬영하며, 본 실시예와 같은 4지 회전 교차로의 경우 4 방향을 모두 촬영하도록 구성 가능하다. 영상 검지기는 촬영 영상으로부터 진입로의 차량 점유 여부, 차량 속도 등을 획득하여 불균등 교통류의 발생 여부가 검지될 수 있도록 한다. 본 실시예에서는 영상 검지기가 회전 교차로의 중앙에 설치된 구성을 예시하고 있으나, 이와 달리 영상 검지기가 회전 교차로의 각 진입로마다 설치되는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 차량 검지기(10)로서 영상 검지기를 사용한 것을 예로 들었으나, 그 밖에 다른 종류나 구성의 검지기를 사용하는 것 또한 가능하다 할 것이다.
각 진입로의 교통 흐름을 실시간으로 모니터링한 결과, 도 1의 (a)와 같이 특정 진입로(예를 들어, 1번 진입로)에 정체 흐름이 발생한 것이 검지되면 해당 진입로(1번 진입로)를 통제 진입로로 선정한다.
그리고 도 1의 (b)와 같이, 통제 진입로(1번 진입로)의 좌측 진입로를 미터링 진입로(4번 진입로)를 선정하고, 미터링 진입로(4번 진입로)의 신호등(8번 신호등)에 적색 신호를 부여하여 신호 미터링을 수행한다. 신호 미터링은 기설정된 시간 동안 수행될 수 있으며, 각 진입로의 교통 흐름에 대한 실시간 모니터링은 신호 미터링이 수행되는 동안에도 지속적으로 이루어진다.
신호 미터링 중 보행자가 보행자 신호등 스위치(20)를 눌러 보행 요청 신호가 있으면, 미터링 시간이 끝나는 시점에 해당 진입로에 보행 신호가 부여된다.
차량 검지기(10)를 통해 검출된 각 접근로의 차량 점유 및 차량 속도에 대한 실시간 모니터링 결과, 불균등 교통류가 해소된 것으로 판단되면, 신호 미터링을 해제하고 무신호 운영으로 전환되게 된다.
이상에서는 도 1에 도시된 4지 회전 교차로를 근거로 본 발명의 신호 미터링 운영 방법을 설명하였으나, 본 발명의 신호 미터링 운영 방법은 도 1에 예시된 형태뿐 아니라 다양한 형태의 회전 교차로에 적용 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 시스템을 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 시스템은, 차량 검지기(10), 보행자 신호등 스위치(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
차량 검지기(10)는 회전 교차로의 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 검출하며, 이러한 정보를 제어부(30)에 유선 또는 무선으로 전달한다.
보행자 신호등 스위치(20)는 각 진입로의 횡단보도에 인접하게 설치된 보행자 신호등에 설치되며, 보행자가 스위치를 누름 동작하여 보행 요청을 입력한다. 보행자 신호등 스위치(20)는 제어부(30)에 보행 요청 신호를 유선 또는 무선으로 전달한다.
제어부(30)는 차량 검지기(10)로부터 전송된 차량 점유 정보 및 속도 정보, 보행자 신호등 스위치(20)로부터 전송된 보행 요청 신호를 근거로 신호 미터링 제어를 수행한다. 제어부(30)는 각 진입로의 차량용 신호등(40)과 보행자용 신호등(50)에 녹색 또는 적색 신호가 부여, 녹색 신호 및 적색 신호의 전환, 부여 신호의 지속 시간 (또는 연장 시간)등을 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법을 나타낸 순서도이며, 이하, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법을 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 기본적으로 회전 교차로를 무신호 운영으로 운영하며(S10), 이러한 경우 각 진입로의 차량용 신호등(40)에는 모두 녹색 신호가 부여되게 된다.
다음으로, 차량 검지기(10)를 통해 검출된 회전 교차로의 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 근거로, 불균등 교통류가 발생한 통제 진입로를 선정한다(S20).
여기서, 회전 교차로의 각 진입로에 설치된 검지기 집합을 집합은 G = [Di m, Sj m]라 하고(여기서, m은 검지기 번호, i 및 j는 차량의 점유 상태 및 속도 상태), 차량의 진입로 비점유시 i=0, 점유시 i=1, 그리고 차량 속도가 기설정 속도(예를 들면, 10km/h)보다 크면 j=0, 그렇지 않으면 j=1로 설정한다.
만약 본 실시예와 같이 4지 회전 교차로의 경우, 검지기 집합은 G = [Di 1, Sj 1], [Di 2, Sj 2], [Di 3, Sj 3], [Di 4, Sj 4]를 포함할 수 있으며, 집합에 포함된 검지기 별로 i값과 j값 각각이 0 또는 1의 값을 가질 수 있다.
만약 진입로가 점유 상태이고(i=1), 진입로의 차량 속도가 기설정 속도 이하인 경우(j=1), 해당 진입로를 통제 진입로로 선정한다. 예를 들어, G=[D1 1, S1 1]인 경우 1번 진입로(도 1 참조)를 통제 진입로로 선정한다.
다음으로, 통제 진입로(도 1의 1번 진입로)의 좌측 진입로를 미터링 진입로(도 1의 4번 진입로)로 선정하고, 미터링 진입로의 차량용 신호등(40)에 적색 신호를 부여하여 신호 미터링을 수행한다(S30).
이와 같은 신호 미터링은 기본적으로 기설정된 최소 미터링 시간(rmin, 예를 들어 10초)동안 이루어지게 설정 가능하며, 추후 설명하는 바와 같이 상황에 따라 미터링 시간이 연장될 수 있다.
최소 미터링 시간(rmin) 이후, 불균등 교통류가 발생한 후보 검지기 리스트(G*)를 실시간으로 산출하며(S40), 이러한 후보 검지기 리스트(G*)는 신호 미터링 중에도 지속적으로 업데이트된다. 여기서 후보 검지기 리스트(G*)는 i=1이고 j=1인 상태의 검지기 집합을 의미한다. 즉, 진입로가 점유 상태이고(i=1), 진입로의 차량 속도가 기설정 속도 이하(j=1)인 모든 검지기의 집합을 나타낸다.
다음으로, 최소 미터링 시간(rmin) 이후 통제 진입로의 차량 점유 여부 및 차량 속도를 근거로 미터링 시간을 기설정된 최대 미터링 시간까지 일정 시간 단위로 연장할 수 있다. 구체적으로, 미터링 시간의 연장 필요 여부를 판단하여(S50), 미터링 시간의 연장이 필요한 경우([Di m, Sj m], for i=1, j=1), 즉, 해당 통제 진입로에 발생한 불균등 교통류가 해소되지 않는 경우, 미터링 시간을 연장시킨다(S55).
최소 미터링 시간(rmin) 이후의 미터링 시간은 t=rmin에서 시작하여 최대 미터링 시간(rmax)까지 소정의 시간 단위(예를 들어, 1초 단위)로 연장되도록 설정 가능하다 (즉, rmin≤t+t≤rmax).
다음으로, 보행자 신호등 스위치(20)를 통한 보행 요청 신호의 입력 여부를 확인하고(S60), 보행 요청 신호가 있는 경우 해당 진입로에 보행 신호를 부여한다. 예를 들어, 도 1의 4번 진입로에 대한 신호 미터링 시간동안 6번 보행자용 신호등의 스위치(20)에서 보행 요청 신호가 입력되면, 미터링 시간이 끝나는 시점에서 6번 보행자용 신호등(50)에 녹색 신호가 부여되게 된다. 보행 신호는 무신호 운영시에는 운영되지 않고 미터링 운영 시에만 운영되며, 최소 보행횡단시간이 적용되도록 설정 가능하다.
다음으로, 후보 검지기 리스트(G*)를 확인하고(S70), 후보 검지기 리스트(G*)에 후보 검지기가 잔존하는 경우 선입선출 원칙(FIFO principle: first-in-first-out principle)에 따라 후보 검지기 리스트(G*)에서 새로운 통제 진입로를 선정한다(S80). 새로운 통제 진입로가 선정되면, 해당 통제 진입로의 좌측 진입로를 미터링 진입로로 선정하여 신호 미터링을 수행하며, 후보 검지기 리스트(G*)가 빈 상태가 될 때까지 상기 과정을 반복하게 된다.
후보 검지기 리스트(G*)가 빈 상태가 되는 경우, 회전 교차로의 운영을 다시 무신호 운영으로 전환하며(S90, 초기화), 다시 차량 속도 및 점유 상태를 모니터링하게 된다.
상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 차량 검지기 20: 보행자 신호등 스위치
30: 제어부 40: 차량용 신호등
50: 보행자용 신호등

Claims (9)

  1. 회전 교차로를 무신호로 운영하는 단계;
    차량 검지기를 통해 검출된 회전 교차로의 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 근거로, 불균등 교통류가 발생한 통제 진입로를 선정하는 단계;
    상기 통제 진입로의 좌측 진입로를 미터링 진입로로 선정하고, 미터링 진입로의 신호등에 적색 신호를 부여하여 신호 미터링을 수행하는 단계; 및
    상기 차량 검지기를 통해 검출된 각 진입로의 차량 점유 정보 및 차량 속도 정보를 근거로 무신호 운영으로 전환하는 단계;를 포함하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진입로가 점유 상태이고 상기 진입로의 차량 속도가 기설정 속도 이하인 경우 해당 진입로를 통제 진입로로 선정하는 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량 검지기는 상기 진입로를 촬영하여 촬영 영상으로부터 차량의 수, 차량 속도 및 대기행렬길이를 획득하는 영상 검지기인 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 미터링은 기설정된 최소 미터링 시간동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 최소 미터링 시간 이후, 불균등 교통류가 발생한 후보 검지기 리스트를 실시간으로 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최소 미터링 시간 이후 통제 진입로의 차량 점유 여부 및 차량 속도를 근거로 미터링 시간을 기설정된 최대 미터링 시간까지 일정 시간 단위로 연장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 회전 교차로의 각 진입로에 설치된 보행자 신호등 스위치로부터 보행 요청 신호가 입력 여부를 확인하고, 보행 요청 신호가 있는 경우 해당 진입로에 보행 신호를 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 후보 검지기 리스트를 확인하는 단계; 및,
    선입선출 원칙(FIFO principle)에 따라 상기 후보 검지기 리스트에서 새로운 통제 진입로를 선정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 후보 검지기 리스트의 확인 결과 상기 후보 검지기 리스트가 빈 상태가 되는 경우, 상기 회전 교차로의 운영을 상기 무신호 운영으로 전환하는 것을 특징으로 하는 회전 교차로의 신호 미터링 운영 방법.
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