KR100586839B1

KR100586839B1 - 신호제어시스템에서 무선통신을 이용한 실시간 교통데이터 수집 방법

Info

Publication number: KR100586839B1
Application number: KR1020040105397A
Authority: KR
Inventors: 김종복
Original assignee: 주식회사 세인시스템
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-08

Abstract

본 발명은 교차로에 진입하는 차량의 흐름 정보를 무선통신을 이용하여 실시간으로 수집하는 방법에 관한 것이다. 신호제어시스템은 교차로를 중심으로 일정 거리 이내에 설치된 다수의 교통 데이터 수집장치 중의 첫번째 장치로 무선으로 동기신호를 전송한다. 이를 수신한 첫번째 장치에서는 자신이 수집한 교통정보를 송출한다. 두번째 교통 데이터 수집장치는 첫번째 장치의 정보 전송이 완료되면 자신이 수집한 교통정보를 송출한다. 이와 같은 절차가 마지막 장치까지 연이어 수행되고 나면, 신호제어시스템은 다시 첫번째 장치로 무선으로 동기신호를 전송한다. 첫번째 장치에서 마지막 장치까지 연이어 데이터를 전송하는 도중에 어느 하나의 장치로부터 데이터가 송출되지 않으면, 신호제어시스템은 해당 장치로 동기신호를 전송함으로써 해당 장치로부터의 데이터 송출이 재개되도록 한다. 본 발명에 따르면, 신호제어시스템에서 각 교통 데이터 수집장치로 일일이 동기신호를 보낼 필요가 없으므로, 데이터의 전송에 소요되는 시간이 대폭 단축되는 효과가 있다.

신호제어시스템, 신호등, 무선, 수집, 교통정보, 교차로

Description

신호제어시스템에서 무선통신을 이용한 실시간 교통 데이터 수집 방법 {Method for collecting realtime traffic data using wireless communication in traffic signal control system}

도 1은 교차로에 설치된 신호제어시스템의 일예를 보여주는 개념도이다.

도 2는 무선방식을 이용한 신호제어시스템의 내부 구성을 보여주는 개략 블록도이다.

도 3은 종래의 방법에 의한 교통 데이터의 전송 순서를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 방법에 따른 교통 데이터의 전송 순서를 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명의 방법에 따라 교통 데이터를 전송할 때 특정 수집장치로부터의 응답이 없는 경우의 전송 순서를 보여주는 도면이다.

도 6은 신호제어장치에서의 교통 데이터 수집 절차를 보여주는 흐름도이다.

도 7은 수집장치에서의 데이터 전송 절차를 보여주는 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

M 신호제어장치, S1,..,S8 교통데이터 수집장치

10 전파 장애물, 110 교통정보 획득부,

120 제어부(수집장치), 130 무선통신부(수집장치),

210 무선통신부(신호제어장치),

220 제어부(신호제어장치), 230 데이터 통신부,

240 신호등 제어부.

본 발명은 신호제어시스템에서 무선통신을 이용한 실시간 교통 데이터 수집 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교차로에 진입하는 차량의 흐름 정보를 무선통신을 이용하여 실시간으로 수집하는 방법에 관한 것이다.

교차로에는 교통흐름을 제어하기 위하여 신호등이 설치되며, 신호등은 신호제어시스템에 의해 제어를 받는다. 신호제어시스템은 교차로의 적절한 위치에 배치된 교통 데이터 수집장치로부터 교차로의 각 도로에서의 교통상황에 관한 데이터를 수신하여, 교통신호를 제어하는데 활용한다. 한편, 예전에는 교통 데이터 수집장치와 신호제어시스템 사이의 정보의 송수신을 유선통신을 이용하여 수행하였으나, 통신선로의 배설에 비용이 많이 들기 때문에 무선통신을 이용하는 방식이 제안되었다. 이러한 무선통신 방식을 이용하는 신호제어시스템의 예가 특허등록 제200679호, 특허등록 제446461호 등에 개시되어 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래의 무선통신을 이용한 교통정보 수집 방법에 대해서 설명한다. 도 1은 교차로에 설치된 신호제어시스템의 일예를 보여주는 개념도이고, 도 2는 무선방식을 이용한 신호제어시스템의 내부 구성을 보여주는 개략 블록도이며, 도 3은 종래의 방법에 의한 교통 데이터의 전송 순서를 보여주는 도면이다.

도 1에 도시한 것처럼, 교차로의 모퉁이에는 신호등을 제어하기 위한 신호제어장치(M)가 설치된다. 또한, 교차로를 구성하는 각 도로의 적절한 위치에는 교통데이터 수집장치(S1,..S7)가 설치된다. 한편, 도 1에는 하나의 도로에 하나 또는 두개의 수집장치(S1,..,S7)가 표시되어 있으나, 도로 환경에 따라서 적절한 수를 설치할 수 있다. 이하의 설명에서는 교차로를 구성하는 각 분기로마다 두개의 수집장치가 설치되는 경우를 예로 들어 설명한다.

신호제어장치(M)에는 도 2에 도시한 것처럼 신호등을 제어하기 위한 신호등 제어부(240)를 구비한다. 신호제어장치(M)는 또한 무선통신부(210)를 구비하고 있어서, 교차로를 구성하는 각 도로의 적절한 위치에 설치되어 있는 교통데이터 수집장치(S1,..,S8)와 무선통신을 통하여 수집장치(S1,..,S8)에서 수집된 교통데이터를 전송받아서 신호등을 제어하는데 활용하거나 데이터 통신부(230)를 통해 교통센터로 전송하게 된다. 제어부(220)는 이러한 일련의 동작을 제어한다. 한편, 도 2에는 무선통신을 통해 수집장치(S1,..,S8)로부터 데이터를 수집하는 부분과 신호등을 제어하는 부분이 일체로 설계된 구성을 보여주고 있으나, 이들을 두개의 장치로 분리하여 구성하는 것도 가능하다.

교통데이터 수집장치(S1,..,S8)는 도 2에 도시한 것처럼, 차량의 통과 여부 를 감지하여, 교통량, 차량의 속도 등의 차량의 흐름과 관련된 데이터를 획득하기 위한 교통정보 획득부(110)를 구비한다. 교통정보 획득부(110)로는 일반적으로 루프감지기가 사용되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(120)는 교통정보 획득부(110)에서 획득된 데이터를 저장하고 있다가, 무선통신부(130)를 통해 신호제어장치(M)로부터 해당 수집장치(S1,..,S8)로 데이터 전송명령(또는 동기신호)이 날라오면 저장된 데이터를 무선통신부(130)를 통해 송출한다. 한편, 종래의 장치에서 무선통신부(130, 210)는 동일한 주파수로 송수신을 하는 반이중(half-duplex) 방식을 사용하는게 일반적이다.

교차로에는 도 1에 도시한 것처럼 전파의 송수신에 장애가 되는 고층건물 등의 장애물(10)이 있는 경우가 많다. 한편, 수집장치(S1,..,S8)는 도로를 따라서 설치되고, 신호제어장치(M)는 교차로의 모퉁이에 설치되므로 수집장치(S1,..,S8)와 신호제어장치(M) 사이에서는 전파의 송수신에 문제가 없으나, 수집장치(S1,..,S8)들 사이에서는 전파의 송수신에 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 종래에는 도 3에 도시한 것처럼, 신호제어장치(M)에서 수집장치의 ID가 포함된 동기신호 또는 데이터 전송명령을 전송하면 해당 수집장치에서 획득한 교통 데이터를 신호제어장치(M)로 전송하는 동작을 반복하고 있다. 따라서, 교통 데이터 수집장치가 많이 설치되어 있는 경우에는 전체의 수집장치로부터 교통 데이터를 수신하는데까지 시간이 많이 소요된다. 예를 들어, 신호제어장치(M)에서 데이터 전송명령을 전송하는데 0.4초가 소요되고, 수집장치에서 교통 데이터를 송신하는데 0.4초가 소요되고, 반이중 방식의 통신을 위해서 송신과 수신 사이에 신호가 안정되기 위한 구간으로 0.1초가 필요하다면, 하나의 수집장치로부터 데이터를 수신하는데에는 1초가 소요되며, 8개의 수집장치로부터 데이터를 수신하는데에는 8초가 소요된다.

그런데, 신호제어장치(M)에서 수집된 정보를 사용하여 신호등을 제어하기 위해서는 데이터의 수신속도를 높힐 필요가 있지만, 종래의 기술에서는 이와 같이 데이터의 수신속도가 낮기 때문에 실시간적으로 데이터를 수집해서 현재의 교통 상황에 맞는 신호등 제어를 하기가 쉽지 않다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 신호제어시스템에서 교통데이터 수집장치로부터의 교통 데이터를 무선으로 수집하는 시간을 대폭 단축할 수 있는 교통 데이터 수집 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 신호제어시스템이 교차로를 중심으로 일정 거리 이내에 설치된 다수의 교통 데이터 수집장치 중의 첫번째 장치로 무선으로 동기신호를 전송하면, 이를 수신한 첫번째 장치에서는 자신이 수집한 교통정보를 송출한다. 두번째 교통 데이터 수집장치는 첫번째 장치의 정보 전송이 완료되면 자신이 수집한 교통정보를 송출한다. 이와 같은 절차가 마지막 장치까지 연이어 수행되고 나면, 신호제어시스템은 다시 첫번째 장치로 무선으로 동기신호를 전송한다. 첫번째 장치에서 마지막 장치까지 연이어 데이터를 전송하는 도중에 어느 하나의 장치로부터 데이터가 송출되지 않으면, 신호제어시스템은 해당 장치로 동기신호를 전송함으로써 해당 장치로부터의 데이터 송출이 재개되도록 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 방법에 따른 교통 데이터의 전송 순서를 보여주는 도면이다. 본 발명에서는, 종래의 방법과는 달리, 신호제어장치(M)에서 첫번째 교통 데이터 수집장치(S1)로 동기신호를 전송하면, 해당 수집장치(S1)에서 데이터를 전송하고, 그 이후에는 각 수집장치가 순서대로 데이터를 전송하도록 하고 있다. 즉, 도 4에서 볼 수 있는 것처럼, 신호제어장치(M)에서 첫번째 수집장치(S1)의 ID가 포함된 동기신호를 전송하면, 첫번째 수집장치(S1)에서 자신의 ID가 포함된 교통 데이터를 전송한다. 그 다음 수집장치인 두번째 수집장치(S2)는 첫번째 수집장치(S1)에서의 데이터 전송이 종료되면, 정해진 휴지기간 이후에 자신의 ID가 포함된 교통 데이터를 전송한다. 이와 같은 절차가 마지막 수집장치(S8)까지 이루어지는 동안, 신호제어장치(M)는 각 수집장치로부터 전송되어 오는 데이터를 저장한다. 그리고, 마지막 수집장치(S8)로부터의 데이터 전송이 종료되면, 신호제어장치(M)는 다시 첫번째 수집장치(S1)로 첫번째 수집장치(S1)의 ID가 포함된 동기신호를 전송함으로써 이상의 절차를 반복하게 된다.

그런데, 전술한 것처럼, 교차로에는 전파의 송수신에 장애가 되는 건물 등이 존재하므로 어떤 수집장치에서는 다른 특정 수집장치에서 전송하는 데이터를 수신 하지 못하는 경우도 발생할 수 있다. 이러한 경우에는, 수집장치가 자신의 앞 순서의 수집장치의 데이터 전송을 감지하지 못하여 자신의 순서가 되었음에도 불구하고 데이터를 전송하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

이러한 경우의 동작에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 방법에 따라 교통 데이터를 전송할 때 특정 수집장치로부터의 응답이 없는 경우의 전송 순서를 보여주는 도면이다.

도 5는, 신호제어장치(M)에서 첫번째 수집장치(S1)의 ID가 포함된 동기신호를 전송하여 첫번째 수집장치(S1)에서 자신의 ID가 포함된 교통 데이터를 전송하고, 두번째 수집장치(S2)가 첫번째 수집장치(S1)에서의 데이터 전송이 종료된 이후에 자신의 ID가 포함된 교통 데이터를 전송하였을 때, 세번째 수집장치(S3)가 두번째 수집장치(S2)에서 송출한 데이터를 수신하지 못하여 자신의 차례(50)가 되었음에도 불구하고 세번째 수집장치(S3)가 데이터를 송출하지 못하는 경우를 보여주고 있다. 신호제어장치(M)는 세번째 수집장치(S3)의 차례에서 일정 시간 이내에 세번째 수집장치(S3)로부터 데이터의 송출이 이루어지지 않으면, 세번째 수집장치(S3)가 두번째 수집장치(S2)로부터의 데이터를 수신하지 못한 것으로 간주하고, 세번째 수집장치(S3)의 ID가 포함된 동기신호를 전송한다. 그러면, 세번째 수집장치(S3)는 신호제어장치(M)로부터의 무선신호를 수신할 수 있으므로, 이에 응답하여 자신이 수집한 교통 데이터를 무선으로 송출하게 되고, 이후의 순서가 계속 진행되게 된다.

이러한 동작을 수행하기 위한 신호제어장치(M)에서의 동작흐름을 도 6을 참 조하여 설명한다. 도 6은 신호제어장치에서의 교통 데이터 수집 절차를 보여주는 흐름도이다.

신호제어장치(M)는 먼저 첫번째 수집장치의 ID가 포함된 동기신호를 송신하기 위하여 '현재 수집장치'를 첫번째 수집장치로 놓고(단계 S610), '현재 수집장치'에 대해서 동기신호를 전송한다(단계 S620). 그리고, 소정 시간 이내에 '현재 수집장치', 즉, 첫번째 수집장치로부터 데이터가 오는지를 확인한다(단계 S630). 만일 '현재 수집장치'로부터 데이터가 수신되면 이를 저장하고(단계 S640), '현재 수집장치'가 마지막 수집장치인지를 확인한다(단계 S650). '현재 수집장치'가 첫번째 수집장치이므로 단계 S660으로 가서 '현재 수집장치'를 다음번 수집장치인 두번째 수집장치로 놓고, 다시 단계 S630부터 반복한다. 즉, 단계 S630에서 '현재 수집장치' 즉, 두번째 수집장치에서 소정 시간 이내에 데이터가 오는지를 확인하여 데이터가 오면 단계 S640으로 가고, 소정 시간 이내에 데이터가 오지 않는 경우에는 단계 S620으로 가서 '현재 수집장치' 즉 두번째 수집장치로 동기신호를 전송한다. 이와 같이 순차적으로 수집장치에서 데이터가 송출되다가 해당되는 순번에 데이터를 송출하지 않는 수집장치에 대해서는 다시 동기신호를 전송하는 것이다. 한편, 이러한 단계를 마지막 수집장치에 대해서 모두 마친 경우에는(단계 S650의 '예'), 단계 S610으로 가서 다시 첫번째 수집장치부터 이상의 절차를 반복하게 된다.

다음으로 도 7을 참조하여 수집장치에서의 동작에 대해서 설명한다. 도 7은 수집장치에서의 데이터 전송 절차를 보여주는 흐름도이다.

수집장치는 신호제어장치(M)로부터 자신을 목적지로 하는 데이터, 즉 자신의 ID가 포함된 동기신호나 데이터 전송명령이 수신되는지(단계 S710), 또는 내 앞의 수집장치로부터 데이터가 송출되는지(단계 S720)를 항상 감시하고 있다. 그리고, 신호제어장치(M)로부터 자신을 목적지로 하는 데이터가 수신되거나, 내 앞의 수집장치로부터 데이터가 송출되는 경우에는 자신이 수집한 정보를 무선으로 송출한다(단계 S730). 이때 데이터의 송출은 전 송신자의 데이터 송출이 종료되고 소정의 휴지 기간이 지난 후에 하는 것이 바람직하다. 또한, 수집장치에서 송출하는 데이터에는 수집장치의 ID가 포함되는 것이 바람직하다.

이와 같은 절차에 의해 신호제어장치(M)가 매번 수집장치로 동기신호를 보낼 필요없이 첫번째 수집장치에 동기신호를 보내면 순서대로 각 수집장치가 데이터를 송출하며, 무선 환경에 의해 어느 수집장치에서 데이터를 송출하지 않으면 다시 신호제어장치(M)가 그 수집장치로 동기신호를 보냄으로써 무선 환경에 관계없이 수집장치로부터의 교통 데이터의 무선 전송이 신속하게 이루어진다.

한편, 이상의 예에서는 마지막 수집장치에서의 데이터 송출이 종료하면 신호제어장치(M)가 다시 첫번째 수집장치로 동기신호를 보내는 경우에 대해서 설명하였지만, 마지막 수집장치에서의 데이터 송출이 종료되면 신호제어장치(M)로부터의 동기신호가 없어도 다시 첫번째 수집장치가 데이터를 송출하도록 하는 것도 가능하다.

이상 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해 할 것이다.

본 발명에 따르면 신호제어장치가 매번 수집장치로 동기신호를 보내지 않아도 되므로, 전체 수집장치로부터 데이터를 수신하는데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있다. 또한, 무선 환경에 의해 특정 수집장치에서의 데이터 송신이 안되는 경우에도 해당 수집장치로 동기신호를 보냄으로써 해당 수집장치로부터의 데이터 전송이 재개되도록 하여, 무선 환경에 관계없이 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims

교통신호를 제어하는 신호제어장치와 교차로의 각 분기로에 다수 설치되어 교통 데이터를 수집하는 수집장치를 이용한 교통 데이터 수집 방법에 있어서,

신호제어장치에서 무선으로 첫번째 수집장치로 동기신호를 전송하는 제1단계와,

자신에게로의 동기신호를 수신한 수집장치에서 자신이 수집한 교통 데이터를 무선으로 송출하는 제2단계와,

수집장치가 자신의 앞 순서에 해당하는 수집장치로부터 데이터의 전송이 완료되면 자신이 수집한 교통 데이터를 무선으로 송출하는 제3단계와,

특정 수집장치에서 자신의 순서에 데이터의 송출이 일정 시간동안 없으면 신호제어장치가 해당 수집장치로 동기신호를 전송하는 제4단계

를 구비하는 교통 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,

제2단계 및 제3단계에서의 데이터의 송출은 전 데이터의 송출이 완료되고 소정의 휴지 기간이 지난 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 교통 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,

마지막 순번의 수집장치로부터 데이터 전송이 종료되면 신호제어장치가 다시 첫번째 수집장치로 동기신호를 전송하는 제5단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,

상기 동기신호에는 동기신호의 수신대상이 되는 수집장치의 ID가 포함되는 것을 특징으로 하는 교통 데이터 수집 방법.
제1항에 있어서,

상기 수집장치에서 송출되는 데이터에는 자신의 ID가 포함되는 것을 특징으로 하는 교통 데이터 수집 방법.