KR102116908B1

KR102116908B1 - Traffic estimation method using average travel time information and traffic estimation device

Info

Publication number: KR102116908B1
Application number: KR1020180081852A
Authority: KR
Inventors: 김영찬; 이민형
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-06-01
Also published as: KR20200007577A

Abstract

본 발명은 호 교차로에서의 평균 통행시간 정보를 활용하여 교통량을 추정하는 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법은,
외부 서버로부터 평균 통행시간 정보를 수신하는 평균 통행시간 정보 수신단계; 상기 평균 통행시간 정보를 이용하여 평균 지체시간을 산출하는 평균 지체시간 산출단계; 교통상황을 시간의 종속성이 없는 안정 상태로 가정하고, 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 1차 교통량을 추정하는 1차 교통량 추정단계; 무작위 지체의 지체곡선을 실제 지체곡선으로 보정하는 좌표변환기법을 적용하고, 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 근포화 또는 과포화 상태에서의 2차 교통량을 추정하는 2차 교통량 추정단계;를 포함한다.The present invention relates to a traffic volume estimation method and a traffic volume estimation device for estimating traffic volume by using average traffic time information at an intersection of a lake,
Traffic estimation method using the average travel time information according to an embodiment of the present invention,
An average travel time information receiving step of receiving average travel time information from an external server; An average delay time calculation step of calculating an average delay time using the average travel time information; A primary traffic estimation step of assuming that the traffic situation is a stable state with no dependency of time, and estimating primary traffic using the calculated average delay time; And applying a coordinate transformation technique for correcting the delay curve of a random delay to an actual delay curve, and estimating the secondary traffic volume in the near-saturated or supersaturated state using the calculated average delay time. .

Description

평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치 {Traffic estimation method using average travel time information and traffic estimation device}Traffic estimation method using average travel time information and traffic estimation device

본 발명은 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 신호 교차로에서의 평균 통행시간 정보를 활용하여 교통량을 추정하는 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a traffic volume estimation method and a traffic volume estimation apparatus, and more particularly, to a traffic volume estimation method and a traffic volume estimation apparatus for estimating traffic volume using average traffic time information at a signal intersection.

차량의 보급률이 급격히 증가하면서 차량의 개수는 기하급수적으로 증가하고 있는 반면, 도로의 보급률은 이를 따라가질 못하고 있다. 특히 도심지의 큰 교차로에서는 차량 통행량이 많기 때문에 금방 혼잡해지고 이에 따른 교통사고도 증가하고 있다. 이에 따라 교차로에서는 차량의 교통량에 따라 신호등을 적절히 조정하여 교통이 원활하게 진행될 수 있도록 하고 있다.As the penetration rate of vehicles increases rapidly, the number of vehicles increases exponentially, while the penetration rate of roads cannot keep up. In particular, at large intersections in downtown areas, there is a lot of vehicle traffic, so it is quickly congested and traffic accidents are increasing. Accordingly, at the intersection, traffic lights are properly adjusted according to the traffic volume of the vehicle so that traffic can proceed smoothly.

이를 위해서는 교차로에서의 교통량 검출이 우선되어야 한다. 교통정보는 수집방법에 따라 지점검지 방식과 구간검지 방식으로 구분할 수 있으며, 지점검지 방식에 비해 구간검지 방식이 특정구간의 교통상황을 보다 잘 대변하는 정보를 수집할 수 있다. To this end, traffic detection at the intersection must be prioritized. Traffic information can be classified into a branch detection method and a section detection method according to the collection method, and the section detection method can collect information representing the traffic situation of a specific section better than the branch detection method.

현재 구간검지 방식은 지점검지 방식과 달리 장치가 장착된 차량을 통해서만 정보의 수집이 가능한 단점으로 인해 대략적인 교통상태만을 차량 운전자에게 전달하는 수준에서 활용되고 있으나, 최근 통신기술 및 GPS가 탑제된 스마트폰의 빠른 보급으로 인해 구간정보를 수집할 수 있는 차량의 수가 증가하고 있어 구간검지 방식으로 수집된 자료를 활용한 교통류 제어 또한 가능해 지고 있다.Unlike the point detection method, the section detection method is currently used at a level that delivers only the approximate traffic conditions to the vehicle driver due to the disadvantage that information can only be collected through a vehicle equipped with a device. However, recently, smart communication technology and GPS have been installed. Due to the rapid spread of phones, the number of vehicles capable of collecting section information is increasing, and traffic flow control using data collected by section detection is also possible.

본 발명은 교통 혼잡을 예측하는 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치에 관한 것으로, 신호 교차로에서의 평균 통행시간 정보로부터 평균 지체시간을 산출하고 이를 이용하여 교통량을 추정하는 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치에 대해 개시한다.The present invention relates to a traffic volume estimation method and a traffic volume estimation device for predicting traffic congestion, a traffic volume estimation method and a traffic volume estimation device that calculates an average delay time from the average traffic time information at a signal intersection and estimates the traffic volume using the traffic time estimation apparatus It starts.

한국등록특허 10-1059450호Korean Registered Patent 10-1059450

본 발명은 신호 교차로에서의 평균 통행시간 정보를 활용하여 교통량을 추정하는 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a traffic volume estimation method and a traffic volume estimation device for estimating traffic volume by using average traffic time information at a signal intersection.

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법은,Traffic estimation method using the average travel time information according to an embodiment of the present invention,

외부 서버로부터 평균 통행시간 정보를 수신하는 평균 통행시간 정보 수신단계; 상기 평균 통행시간 정보를 이용하여 평균 지체시간을 산출하는 평균 지체시간 산출단계; 교통상황을 시간의 종속성이 없는 안정 상태로 가정하고, 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 1차 교통량을 추정하는 1차 교통량 추정단계; 무작위 지체의 지체곡선을 실제 지체곡선으로 보정하는 좌표변환기법을 적용하고, 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 근포화 또는 과포화 상태에서의 2차 교통량을 추정하는 2차 교통량 추정단계;를 포함한다.An average travel time information receiving step of receiving average travel time information from an external server; An average delay time calculation step of calculating an average delay time using the average travel time information; A primary traffic estimation step of assuming that the traffic situation is a stable state without dependency of time, and estimating primary traffic using the calculated average delay time; And applying a coordinate transformation technique for correcting the delay curve of a random delay to an actual delay curve, and estimating the secondary traffic volume in the near-saturated or supersaturated state using the calculated average delay time. .

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 상기 평균 지체시간 산출단계에서, d = d₁ + d₂ + d₃ (여기서, d = 평균 지체시간, d₁ = 균일 지체시간, d₂ = 증분 지체시간, d₃ = 추가 지체시간)로부터 상기 평균 지체시간을 산출하며, 상기 균일 지체시간(d₁)은 하기 수식 (1)을 이용하여 산출하고, 안정 상태의 증분 지체시간(d_2s)은 하기 수식 (2)를 이용하여 산출할 수 있다.In the traffic estimation method using the average travel time information according to an embodiment of the present invention, in the average delay time calculation step, d = d ₁ + d ₂ + d ₃ (where d = average delay time, d ₁ = uniform The average delay time is calculated from the delay time, d ₂ = incremental delay time, d ₃ = additional delay time), and the uniform delay time (d ₁ ) is calculated using the following equation (1), and the steady state increment The delay time (d _2s ) can be calculated using the following equation (2).

수식 (1) :

Formula (1):

(여기서, C = 주기 길이(sec), X = 해당 차로군의 포화도(v/c), g = 유효 녹색시간(sec))(Wherein, C = cycle length (sec), X = saturation degree of the corresponding lane group (v / c), g = effective green time (sec))

수식 (2) :

Formula (2):

(여기서, X_i = 차로군 i의 포화도(v_i/c_i), c_i = 차로군 i의 용량)(Where, X _i = saturation degree of lane group i (v _i / c _i ), c _i = capacity of lane group i)

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 초기 대기차량이 있는 경우에 상기 추가지체 시간(d₃)이 발생하며, 상기 평균 지체시간 산출단계는, 초기 대기차량이 없는 경우의 평균 지체시간에 상기 추가지체 시간을 차감하여 보정된 평균 지체시간을 산출하고, 상기 보정된 평균 지체시간을 이용하여 상기 1차 교통량 추정단계 및 2차 교통량 추정단계를 수행할 수 있다.In the method for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, when there is an initial waiting vehicle, the additional delay time (d ₃ ) occurs, and the average delay time calculating step includes the initial waiting vehicle The corrected average delay time may be calculated by subtracting the additional delay time from the average delay time when there is no, and the primary traffic amount estimation step and the secondary traffic amount estimation step may be performed using the corrected average delay time.

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 상기 추가지체 시간(d₃)은, 초기 대기차량에 따른 지체유형에 따라 다르게 산출되며, 상기 초기 대기차량에 따른 지체유형은 하기의 수식 (3) 내지 수식 (6) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유형Ⅰ 내지 유형Ⅲ 중 어느 하나로 구분할 수 있다.In the method of estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, the additional delay time (d ₃ ) is calculated differently according to the delay type according to the initial waiting vehicle, and the delay type according to the initial waiting vehicle Can be classified into any of Type I to Type III by using at least one of the following Equations (3) to (6).

수식 (3) :

Formula (3):

수식 (4) :

Formula (4):

수식 (5) :

Formula (5):

수식 (6) :

Formula (6):

(여기서,

는 포화도 1.0에서의 평균 지체시간, 여기서, IQ₁은 유형Ⅲ를 판단하기 위한 기준값, IQ₂는 유형Ⅱ를 판단하기 위한 기준값)(here,

Is the average lag time at saturation 1.0, where IQ ₁ is a reference value for determining type III, and IQ ₂ is a reference value for determining type II)

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 상기 초기 대기차량에 따른 지체유형이 유형Ⅲ인 경우, 상기 추가지체 시간(d₃)은 하기의 수식 (7)에 의해 산출될 수 있다.In the method of estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, when the delay type according to the initial waiting vehicle is type III, the additional delay time (d ₃ ) is calculated by Equation (7) below. Can be calculated.

수식 (7) :

Formula (7):

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 상기 초기 대기차량에 따른 지체유형이 유형Ⅱ인 경우, 상기 추가지체 시간(d₃)은 반복 추정 과정을 거쳐서 하기의 수식 (8)에 의해 산출될 수 있다.In the method for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, when the delay type according to the initial waiting vehicle is type II, the additional delay time (d ₃ ) is iteratively estimated through the following estimation process: (8).

수식 (8) :

Formula (8):

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 상기 초기 대기차량에 따른 지체유형이 유형Ⅰ인 경우, 상기 추가지체 시간(d₃)은 반복 추정 과정을 거쳐서 하기의 수식 (9)에 의해 산출될 수 있다.In the method for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, when the delay type according to the initial waiting vehicle is type I, the additional delay time (d ₃ ) is iteratively estimated through the following equation (9).

수식 (9) :

Formula (9):

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 상기 1차 교통량 추정단계는 하기의 수식 (10)에 의해 산출될 수 있다.In the method of estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, the step of estimating the primary traffic may be calculated by Equation (10) below.

수식 (10) :

Formula (10):

(여기서, v_i = 차로군 i의 1차 추정교통량, g_i = 차로군 i의 유효 녹색시간, r_i = 차로군 i의 유효 적색 시간, C = 주기 길이)(Where v _i = primary estimated traffic of lane group i, g _i = effective green time of lane group i, r _i = effective red time of lane group i, C = cycle length)

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법에 있어서, 상기 2차 교통량 추정단계는 하기의 수식 (11) 내지 수식 (15)에 의해 산출될 수 있다.In the method of estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, the step of estimating the secondary traffic may be calculated by Equations (11) to (15) below.

수식 (11) :

Formula (11):

(여기서,

= 차로군 i의 1차 추정 포화도, c_i = 차로군 i의 용량)(here,

= First order estimated saturation of lane group i, c _i = capacity of lane group i)

수식 (12) :

Formula (12):

(여기서, X_o = 과포화 지체에서 해당 지체시간 및 신호시간에서 포화도, T = 분석 시간)(Where, X _o = saturation at the delay time and signal time at the supersaturation delay, T = analysis time)

수식 (13) :

Formula (13):

수식 (14) :

Formula (14):

(여기서,

= 차로군 i의 2차 추정 포화도)(here,

= Second order estimated saturation of lane group i)

수식 (15) :

Formula (15):

(여기서,

= 차로군 i의 2차 추정 교통량)(here,

= 2nd estimated traffic volume of lane group i)

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치는, Traffic estimation apparatus using the average traffic time information according to an embodiment of the present invention,

외부 서버로부터 평균 통행시간 정보를 수신하는 통신부; 상기 통신부가 수신한 외부 서버의 데이터를 이용하여 평균 지체시간을 산출하는 평균 지체시간 산출모듈과, 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 시간의 종속성이 없는 안정 상태의 1차 교통량을 추정하고, 무작위 지체의 지체곡선을 실제 지체곡선으로 보정하는 좌표변환기법을 적용하여 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 근포화 또는 과포화 상태에서의 2차 교통량을 추정하는 교통량 추정모듈을 포함하는 제어부;를 포함한다.A communication unit that receives average travel time information from an external server; An average delay time calculation module that calculates an average delay time using data from an external server received by the communication unit, and estimates the primary traffic volume in a stable state without dependency of time using the calculated average delay time, and randomly It includes a control unit including a traffic estimation module for estimating secondary traffic in the near-saturated or supersaturated state using the calculated average delay time by applying a coordinate transformation technique that corrects the delay curve of the delay to the actual delay curve. .

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치에 있어서, 상기 평균 지체시간 산출모듈은, d = d₁ + d₂ + d₃ (여기서, d = 평균 지체시간, d₁ = 균일 지체시간, d₂ = 증분 지체시간, d₃ = 추가 지체시간)로부터 상기 평균 지체시간을 산출하며, 상기 균일 지체시간(d₁)은 하기 수식 (1)을 이용하여 산출하고, 안정 상태의 증분 지체시간(d_2s)은 하기 수식 (2)를 이용하여 산출할 수 있다.In the apparatus for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, the average delay time calculation module includes d = d ₁ + d ₂ + d ₃ (where d = average delay time, d ₁ = uniformity) Delay time, d ₂ = incremental delay time, d ₃ = additional delay time) to calculate the average delay time, the uniform delay time (d ₁ ) is calculated using the following formula (1), the steady state increment The delay time (d _2s ) can be calculated using the following equation (2).

수식 (1) :

Formula (1):

수식 (2) :

Formula (2):

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치에 있어서, 초기 대기차량이 있는 경우에 상기 추가 지체시간(d₃)이 발생하며, 상기 평균 지체시간 산출모듈은, 초기 대기차량이 없는 경우의 평균 지체시간에 상기 추가지체 시간을 차감하여 보정된 평균 지체시간을 산출하고, 상기 교통량 추정모듈은 상기 보정된 평균 지체시간을 이용하여 상기 1차 교통량 추정 및 2차 교통량 추정을 수행할 수 있다.In the apparatus for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, when there is an initial waiting vehicle, the additional delay time (d ₃ ) occurs, and the average delay time calculating module includes an initial waiting vehicle The corrected average delay time is calculated by subtracting the additional delay time from the average delay time when there is no, and the traffic estimation module performs the primary traffic estimation and the secondary traffic estimation using the corrected average delay time. Can be.

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치에 있어서, 상기 추가지체 시간(d₃)은, 초기 대기차량에 따른 지체유형에 따라 다르게 산출되며, 상기 초기 대기차량에 따른 지체유형은 하기의 수식 (3) 내지 수식 (6) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유형Ⅰ 내지 유형Ⅲ 중 어느 하나로 구분할 수 있다.In the apparatus for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, the additional delay time (d ₃ ) is calculated differently according to the delay type according to the initial waiting vehicle, and the delay type according to the initial waiting vehicle Can be classified as any of Type I to Type III using at least one of the following Equations (3) to (6).

수식 (3) :

Formula (3):

수식 (4) :

Formula (4):

수식 (5) :

Formula (5):

수식 (6) :

Formula (6):

(여기서,

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치에 있어서, 상기 1차 교통량은 하기의 수식 (10)에 의해 산출될 수 있다.In the apparatus for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, the primary traffic may be calculated by Equation (10) below.

수식 (10) :

Formula (10):

본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치에 있어서, 상기 2차 교통량은 하기의 수식 (11) 내지 수식 (15)에 의해 산출될 수 있다.In the apparatus for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention, the secondary traffic may be calculated by Equations (11) to (15) below.

수식 (11) :

Formula (11):

(여기서,

= 차로군 i의 1차 추정 포화도, c_i = 차로군 i의 용량)(here,

수식 (12) :

Formula (12):

(여기서, X_o = 과포화 지체에서 해당 지체시간 및 신호시간에서 포화도, T = 분석 시간)(Where, X _o = saturation at the corresponding delay time and signal time at the supersaturation delay, T = analysis time)

수식 (13) :

Formula (13):

수식 (14) :

Formula (14):

(여기서,

= 차로군 i의 2차 추정 포화도)(here,

= Second order estimated saturation of lane group i)

수식 (15) :

Formula (15):

(여기서,

= 차로군 i의 2차 추정 교통량)(here,

= 2nd estimated traffic volume of lane group i)

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of implementations according to various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 기존의 지점에서 수집되는 교통량과는 달리 과포화시에도 교통량의 추정이 가능하다. 이는 추정된 교통량이 접근로의 수요 교통량을 나타내는 것으로 기존의 통과 교통량과 달리 근포화 및 과포화시의 보다 적절한 교통량의 수요을 추정하여 교통량을 기반으로 하는 신호 교차로의 신호시간 산출에 보다 긍정적인 효과를 나타낼 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to estimate the traffic volume even in the case of supersaturation, unlike the traffic volume collected at the existing point. This is the estimated traffic volume that represents the demand traffic volume of the access route, and unlike the previous traffic volume, it estimates the demand for more appropriate traffic volume in the case of near-saturation and supersaturation. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정방법이 도시된 순서도이다.
도 2는 평균 통행시간 정보 생성을 위한 검지체계가 예시된 도면이다.
도 3은 신호 교차로의 포화도에 따른 지체구성이 도시된 그래프이다.
도 4는 1차 추정 모형을 통한 평균 지체시간과 교통량과의 관계가 도시된 그래프이다.
도 5는 과포화시 교통량 추정을 위한 좌표변환기법이 도시된 그래프이다.
도 6은 초기 대기차량이 없는 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정방법이 도시된 순서도이다.
도 7은 초기 대기차량에 따른 지체유형을 보여주는 표이다.
도 8은 유형Ⅲ에서의 초기 대기차량 지체를 도식적으로 보여주는 그래프이다.
도 9는 유형Ⅰ과 유형Ⅱ의 구분 기준을 보여주는 그래프이다.
도 10은 유형Ⅱ의 경우 초기 대기차량 지체 및 교통량 추정 절차가 도시된 순서도이다.
도 11은 유형Ⅰ의 경우 초기 대기차량 지체 및 교통량 추정 절차가 도시된 순서도이다.
도 12는 초기 대기차량이 있는 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정방법이 도시된 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정장치가 도시된 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a method for estimating traffic according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an detection system for generating average travel time information.
Figure 3 is a graph showing the delay configuration according to the saturation of the signal intersection.
4 is a graph showing the relationship between the average delay time and the traffic volume through the first estimation model.
5 is a graph showing a coordinate conversion technique for estimating traffic volume during supersaturation.
6 is a flowchart illustrating a traffic estimation method according to an embodiment of the present invention when there is no initial waiting vehicle.
7 is a table showing the delay type according to the initial standby vehicle.
8 is a graph schematically showing the delay of the initial standby vehicle in Type III.
9 is a graph showing the classification criteria of Type I and Type II.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an initial waiting vehicle delay and traffic estimation procedure for Type II.
FIG. 11 is a flowchart illustrating an initial waiting vehicle delay and traffic estimation procedure for type I.
12 is a flowchart illustrating a traffic estimation method according to an embodiment of the present invention when there is an initial standby vehicle.
13 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating traffic according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 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.The present invention can be applied to a variety of transformations and may have various embodiments, and thus, specific embodiments will be illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 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, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 교통량 추정방법 및 교통량 추정장치를 설명한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof described in the specification, and one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance. Hereinafter, a traffic volume estimation method and a traffic volume estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정방법이 도시된 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method for estimating traffic according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정방법은, 평균 통행시간 정보 수신단계(S100), 평균 지체시간 산출단계(S200), 1차 교통량 추정단계(S300), 2차 교통량 추정단계(S400)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정방법은 평균 지체시간을 산출하고, 산출된 평균 지체시간을 이용하여 교통량을 추정한다.As shown in Figure 1, the traffic amount estimation method according to an embodiment of the present invention, the average travel time information receiving step (S100), the average delay time calculation step (S200), the primary traffic estimation step (S300), 2 It includes a vehicle traffic estimation step (S400). The traffic volume estimation method according to an embodiment of the present invention calculates an average delay time and estimates the traffic volume using the calculated average delay time.

평균 지체시간 산출단계(S200)는, 초기 대기차량이 없는 경우 추가지체가 발생하지 않고, 균일지체와 증분지체로 평균 지체시간을 산출할 수 있으며, 초기 대기차량이 있는 경우 추가지체가 발생하고 이는 총 지체시간의 변화를 가져오므로 균일지체와 증분지체 만을 고려한 1차 교통량 추정단계(S300), 2차 교통량 추정단계(S400)과정에서 교통량이 과대 추정되는 결과를 가져오므로 초기 대기차량에 의해 발생되는 추가 지체시간을 감하여 평균 지체시간을 보정하여야 한다. In the average lag time calculation step (S200), if there is no initial standby vehicle, no additional delay occurs, and the average delay time can be calculated with a uniform delay and an incremental delay. As the total delay time is changed, the traffic volume is overestimated in the first traffic estimation step (S300) and the second traffic estimation step (S400) considering only uniform delay and incremental delay. The average delay time should be corrected by subtracting the additional delay time.

이하, 각 단계에 대해 초기 대기차량이 없는 경우와 있는 경우로 나누어서 상세히 설명한다.Hereinafter, each step will be described in detail by dividing it into a case where there is no initial waiting vehicle and a case where there is no initial waiting vehicle.

1. 초기 대기차량이 없는 경우1. When there is no initial standby vehicle

(1) 평균 통행시간 정보 수신단계(S100)(1) Average travel time information receiving step (S100)

평균 통행시간 정보 수신단계(S100)는 외부에 마련된 서버로부터 평균 통행시간 정보를 수신한다.The average travel time information receiving step (S100) receives average travel time information from an external server.

본 발명에서 활용하는 평균 통행시간 정보는 구간검지 체계를 기반으로 하며 기본 가용정보가 되는 평균 통행시간은, 도 2에 도시된 바와 같이, 공간적으로는 시점과 종점이 정의된 구간을 주행한 차량들을 대상으로 하며, 시간적으로는 기설정된 시간 간격, 예를 들어 5분 또는 15분 간격으로 주행 차량들의 속도를 평균하여 가공된 정보를 의미한다. 이하의 설명에서, 기설정된 시간 간격이 5분인 경우를 예시하여 설명하지만, 시간 간격이 이에 한정되는 것은 아니다.The average travel time information utilized in the present invention is based on the section detection system, and the average travel time that becomes the basic available information is, as shown in FIG. 2, spatially, the vehicles driving the sections in which the start and end points are defined. It is targeted and refers to information processed by averaging the speeds of driving vehicles at predetermined time intervals, for example, 5 or 15 minute intervals. In the following description, the case where the preset time interval is 5 minutes will be described as an example, but the time interval is not limited thereto.

이때, 평균 통행시간 정보의 공간적 시점과 종점 사이에는 1개의 신호교차로만을 포함하며, 신호 교차로에서 이동류의 진행 방향에 따라 직진 이동류, 좌회전 이동류, 우회전 이동류의 평균 통행시간 정보가 각각 생성된다. 여기서, 이동류는 직진 신호, 좌회전 신호 등 신호에 따라 이동하는 차량군을 의미한다.At this time, only one signal intersection is included between the spatial start point and the end point of the average travel time information, and the average travel time information of the straight flow, left turn movement, and right turn movement is respectively generated at the signal intersection according to the direction of movement. do. Here, the moving flow means a vehicle group moving according to signals such as a straight signal and a left turn signal.

주행 중인 개별 차량이 시점을 지나는 시각과 종점을 지나는 시각의 차이를 통해 개별 차량의 통행시간 정보가 생성되며, 이를 시간 단위(예를 들어, 5분 단위)로 구분하여 개별 주행 방향(직진, 좌회전, 우회전) 별로 평균하면 특정 구간의 5분 단위의 주행 방향별 평균 통행시간 정보가 생성된다.Through the difference between the time when an individual vehicle in driving passes the time point and the time passing the end point, travel time information of the individual vehicle is generated. , Right turn), average travel time information for each direction of travel in 5 minutes of a specific section is generated.

이러한 평균 통행시간 정보는 외부의 서버, 예를 들어 도로의 교통 상황을 모니터링하는 기관(예를 들어, 도로교통공단, 교통안전공단) 또는 차량용 지도 안내 서비스(일명, 네비게이션)를 제공하는 서버에 저장되어 있으며, 본 발명에서는 이와 같이 외부 서버에 저장되어 있는 평균 통행시간 정보를 주기적으로 수신하고, 이 평균 통행시간 정보를 이용하여 평균 지체시간을 산출하고, 산출된 평균 지체시간을 이용하여 교통량을 추정한다.The average travel time information is stored in an external server, for example, an organization that monitors traffic conditions on the road (eg, Road Traffic Authority, Traffic Safety Authority) or a server that provides a map guidance service (aka, navigation) for vehicles. In the present invention, the average travel time information stored in the external server is periodically received, and the average delay time is calculated using the average travel time information, and the traffic volume is estimated using the calculated average delay time. do.

(2) 평균 지체시간 산출단계(S200)(2) Average delay time calculation step (S200)

신호 교차로에서 주행 방향별로 생성된 평균 통행시간은 시점과 종점사이에 1개의 신호 교차로를 포함하므로, 외부 서버에서 수신된 평균 통행시간에는 개별 차량이 시점과 종점을 주행하면서 신호 교차로의 신호 제어에 의해 경험하게 되는 지체시간(Delay)이 포함된다. Since the average travel time generated for each driving direction at the signal intersection includes one signal intersection between the start and end points, the average travel time received from the external server is controlled by the signal intersection signal control while the individual vehicle travels at the start and end points. Delays experienced are included.

따라서, 5분 단위로 가공된 평균통행 시간에 시점에서 종점까지 자유통행 속도로 주행한 통행시간을 감하면, 신호 교차로의 신호 제어에 의해 발생하는 평균 지체시간(Average Control delay)을 하기 식 (1)을 통해 얻을 수 있다.Therefore, if the travel time traveling at a free passage speed from the starting point to the end point is subtracted from the average travel time processed in 5 minute increments, the average control delay generated by signal control at the signal intersection is expressed by the following equation (1). ).

식 (1) :

Equation (1):

d_i = 주행 방향i의 평균 지체시간, d _i = average delay time in driving direction i,

= 주행 방향i의 평균 통행시간,

= Average travel time in driving direction i,

L_j = 지정 구간(시점에서 종점까지의 물리적 거리)

의 길이,L _j = Specified interval (physical distance from starting point to ending point)

The length of,

V_f = 해당 도로 구간의 자유 통행속도(Free flow speed)V _f = Free flow speed of the road section

신호 교차로에서의 평균 지체시간을 추정하기 위해 널리 사용되는 도로 용량 편람(Highway Capacity Manual)의 지체 산출모형은 하기 수식 (2)의 3개 항으로 구성된다.The delay calculation model of the Highway Capacity Manual, which is widely used to estimate the average delay time at a signal intersection, consists of three terms in Equation (2) below.

식 (2) : d = d₁ + d₂ + d₃ Equation (2): d = d ₁ + d ₂ + d ₃

d = 평균 지체시간d = average delay time

d₁ = 균일지체 (Uniform delay),d ₁ = Uniform delay,

d₂ = 증분지체 (Incremental delay),d ₂ = Incremental delay,

d₃ = 추가지체 (Initial queue delay)d ₃ = additional delay (Initial queue delay)

균일지체는 도착 교통량이 완전히 균일하게 도착한다고 가정했을 때의 차량당 평균 접근지체를 의미한다. 증분지체는 비균일 도착에 의한 무작위지체(random delay)와 분석 기간 내에서 몇몇 과포화 주기에 의한 과포화지체(overflow delay)를 포함한 지체를 의미한다. 추가지체는 분석기간 시작 전에 대기차량이 남아 있는 경우, 이 대기차량이 통과하는 동안 분석기간에 도착한 차량이 감당하는 추가적인 지체를 의미한다. 초기 대기차량이 없는 경우에는 추가지체는 발생하지 않는다.Uniform lag refers to the average lag per vehicle, assuming that the arrival traffic arrives completely uniform. Incremental delay refers to delays including random delays due to non-uniform arrivals and overflow delays due to several supersaturation cycles within the analysis period. The additional delay means that if the waiting vehicle remains before the start of the analysis period, the additional delay that the vehicle arrives during the analysis period during the waiting period passes. If there is no initial waiting vehicle, no additional delays occur.

신호 교차로에서 발생하는 평균 지체시간 산출 단계에서, 초기 대기차량이 없는 경우, 포화도에 따라 도 3에 도시된 바와 같은 지체 구성을 나타내며, 식 (1)에 의해 산출된 평균 지체시간은 신호 교차로에서의 평균 지체시간을 추정하기 위해 널리 사용되는 도로 용량 편람(Highway Capacity Manual)의 지체 산출모형은 d = d₁ + d₂ + d₃ (여기서, d = 평균 지체시간, d₁ = 균일 지체시간, d₂ = 증분 지체시간, d₃ = 추가 지체시간)로부터 산출된 평균지체시간과 동일하다. 이때, Highway Capacity Manual의 지체 산출모형을 통해 신호 교차로의 평균 지체시간을 산출하기 위해서는 평균 지체시간을 산출하고자 하는 이동류의 교통량과 운영 신호시간 정보가 필요하다. 본 발명에서 지체 산출모형을 통해 산정되는 평균 지체시간을 상기 식 (1)을 통해 획득할 수 있으므로 지체 산출모형을 활용하여 지체 산출시 필요한 변수인 교통량을 추정할 수 있다. 이러한 평균 지체시간과 운영 신호시간 정보는 전술한 외부의 서버로부터 수신한다.In the step of calculating the average delay time occurring at the signal intersection, when there is no initial standby vehicle, the delay configuration as shown in FIG. 3 is displayed according to the saturation, and the average delay time calculated by Equation (1) is at the signal intersection. The delay calculation model of the Highway Capacity Manual, which is widely used to estimate the average delay time, is d = d ₁ + d ₂ + d ₃ (where d = average delay time, d ₁ = uniform delay time, d ₂ = incremental delay time, d ₃ = additional delay time). At this time, in order to calculate the average delay time of the signal intersection through the delay calculation model of the Highway Capacity Manual, it is necessary to obtain information on the traffic volume and operating signal time of the mobile stream to calculate the average delay time. In the present invention, since the average delay time calculated through the delay calculation model can be obtained through Equation (1), it is possible to estimate the traffic volume, which is a variable required when calculating the delay using the delay calculation model. The average delay time and operation signal time information are received from the external server described above.

Highway Capacity Manual의 지체 산출모형에서 초기 대기차량이 없는 경우, 식 (2)의 첫번째와 두번째 항을 통해 평균 지체시간의 산출이 가능하며, 각 항은 하기의 식 (3)과 식 (4)로 나타낼 수 있다.If there is no initial waiting vehicle in the delay calculation model of the Highway Capacity Manual, the average delay time can be calculated through the first and second terms of Equation (2), and each term is expressed by Equation (3) and Equation (4) below. Can be represented.

식 (3) :

Equation (3):

d₁ = 균일지체 시간(sec/veh)d ₁ = uniform delay time (sec / veh)

C = 신호 주기 길이(sec)C = signal period length (sec)

X = 해당 차로군의 포화도(v/c)X = saturation level of the lane group (v / c)

g = 유효 녹색시간(sec)g = effective green time (sec)

식 (4) :

Equation (4):

d₂ = 증분지체 시간(sec/veh)d ₂ = incremental delay time (sec / veh)

c = 용량(veh/hr)c = capacity (veh / hr)

k, I = 조정 파라미터 (Highway Capacity Manual의 지체 산출모형을 참조하여 정함)k, I = adjustment parameters (determined by referring to the delay calculation model in the Highway Capacity Manual)

T : 분석시간T: Analysis time

따라서, 외부 서버로부터 수신된 정보에 의해, 평균 통행시간 정보를 알고 현재 운영중인 신호시간 정보를 알고 있다고 가정할 경우, 식 (2)의 첫번째와 두번째 항을 교통량에 관하여 정리하면 평균 지체시간으로부터 교통량을 추정할 수 있다.Therefore, assuming that the information received from the external server knows the average travel time information and knows the current operating signal time information, the first and second terms of Equation (2) are summarized with respect to the traffic volume, and the traffic volume from the average delay time. Can be estimated.

(3) 1차 교통량 추정단계(S300)(3) 1st traffic volume estimation step (S300)

하지만, 증분 지체모형은 기존의 지체 산출모형이 가지는 단점을 해소하기 위해 좌표변환기법을 적용하여 전술한 무작위지체(Random delay)와 과포화지체(Overflow delay)를 결합하여 얻어지며 이때 이차방정식의 근중 하나인 상기 식 (4)로 나타내게 되며, 거듭제곱근 내에 교통량 변수 존재하고 있어 교통량에 관한 식으로 정리하기 어렵다.However, the incremental delay model is obtained by combining the above-described random delay and the overflow delay by applying a coordinate transformation technique to solve the disadvantages of the existing delay calculation model. This is expressed by the above equation (4), and it is difficult to organize it into the equation for the amount of traffic because the traffic variable exists in the power root.

따라서, 먼저 교통상황을 시간의 종속성이 없는 안정 상태(steady state)로 가정하게 되는 경우, 식 (4)는 하기 식 (5)로 나타낼 수 있다.Therefore, first, when the traffic situation is assumed to be a steady state without a dependency of time, Equation (4) can be expressed by Equation (5) below.

식 (5) :

Equation (5):

d_2s = 안정 상태(steady state)의 증분지체d _2s = incremental delay in steady state

X_i = 차로군 i의 포화도 (Degree of saturation) = (v_i/c_i)X _i = degree of saturation of lane group i (v _i / c _i )

c_i = 차로군 i의 용량(Capacity)c _i = capacity of lane group i

따라서, 안정 상태의 증분 지체모형과 식 (3)의 균일지체를 교통량 추정이 가능한 식으로 변환하면 하기 식 (6)과 같으며, 이를 이용하여 1차 교통량 추정이 가능하다.Therefore, if the steady-state incremental delay model and the uniform delay in Equation (3) are converted into an equation capable of estimating traffic, it is as shown in Equation (6) below, and it is possible to estimate the primary traffic.

식 (6) :

Equation (6):

v_i = 차로군 i의 1차 추정교통량v _i = 1st estimated traffic of lane group i

g_i = 차로군 i의 유효 녹색시간(Effective green time) g _i = Effective green time of lane group i

r_i = 차로군 i의 유효 적색 시간(Effective red time)r _i = Effective red time of lane group i

C = 신호 주기 길이(Cycle length)C = signal cycle length

도 4는 식 (6)으로 얻어지는 평균 지체시간에 따른 1차 추정 교통량을 나타내는 것으로, 하나의 평균 지체시간에 두개의 교통량 값을 가지게 된다. 이 중에서 포화도가 1이하인 아래의 그래프가 초기 대기차량이 존재하지 않는 경우의 평균 지체시간이므로, 아래 그래프를 나타내는 하기 식 (7)을 통해 해당 평균 지체시간에 대한 1차 추정교통량을 결정할 수 있다.FIG. 4 shows the first estimated traffic volume according to the average delay time obtained by Equation (6), and has two traffic volume values in one average delay time. Among them, since the graph below the saturation level of 1 or less is the average delay time in the case where the initial standby vehicle does not exist, the first estimated traffic for the average delay time can be determined through Equation (7) below.

식 (7) :

Equation (7):

(4) 2차 교통량 추정단계(S400)(4) Secondary traffic estimation step (S400)

그러나, 도 4는 안정 상태의 무작위 지체를 이용하여 증분지체를 산출하므로, 근포화 또는 과포화 상태에서는 증분지체를 산출할 수 없게 된다.However, since FIG. 4 calculates an incremental delay using a steady-state random delay, it is impossible to calculate an incremental delay in a near-saturated or supersaturated state.

따라서, 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 도 5와 같이 3개의 지체 곡선이 각기 다른 포화도에서 동일한 평균 지체시간을 나타내는 특성을 활용하여 무작위 지체의 지체 곡선을 실제 지체 곡선으로 보정하는 좌표변환기법(Coordinate transformation technique)을 적용한다. 즉, 도 4의 x축을 y축으로 변환하고, y축을 x축으로 변환한다. 도 4의 x축, y축을 좌표변환한 그래프에 실제 지체곡선과 결정적 지체모형을 통한 과포화 지체곡선을 추가한다. 실제 지체곡선은 실제의 교통 정보를 기반으로 통계적으로 구한 곡선이다.Accordingly, in the present invention, in order to compensate for this, as shown in FIG. 5, a coordinate transformation technique (Coordinate transformation) for correcting a delay curve of a random delay to an actual delay curve by utilizing a characteristic in which three delay curves have the same average delay time at different saturations. technique). That is, the x-axis of FIG. 4 is converted to the y-axis, and the y-axis is converted to the x-axis. The supersaturated retardation curve through the actual retardation curve and the deterministic retardation model is added to the graph of the x-axis and y-axis coordinate transformations of FIG. The actual delay curve is a curve obtained statistically based on actual traffic information.

도 5를 참조하면, 포화도 1.0과 무작위 지체를 통해 추정된 포화도와의 차를 A로 가정하고, 과포화 지체를 통해 추정된 포화도와 해당 평균 지체시간에서의 실제 포화도와 차인 B와 동일한 값을 가진다고 가정하면, 하기의 식 (8) ~ 식 (12)의 과정을 통해 2차 교통량을 추정할 수 있다.Referring to FIG. 5, it is assumed that the difference between the saturation 1.0 and the saturation estimated through random delay is A, and that the saturation estimated through supersaturation delay and the actual saturation at the corresponding average delay time have the same value as B. Then, the secondary traffic can be estimated through the following equations (8) to (12).

식 (8) :

Equation (8):

= 차로군 i의 1차 추정 포화도

= 1st estimated saturation of lane group i

c_i = 차로군 i의 용량c _i = capacity of lane group i

식 (9) :

Equation (9):

X_o = 과포화 지체에서 해당 지체시간 및 신호시간에서 포화도X _o = saturation at the corresponding lag time and signal time at the supersaturated lag

T = 분석 시간T = analysis time

식 (10) :

Equation (10):

식 (11) :

Equation (11):

= 차로군 i의 2차 추정 포화도 (해당 평균 지체시간의 실제 포화도)

= 2nd estimated saturation of lane group i (actual saturation of the mean delay time)

식 (12) :

Equation (12):

= 차로군 i의 최종 추정 교통량 (2차 추정 교통량)

= Final estimated traffic volume of lane group i (secondary estimated traffic volume)

실제로, 교통량 추정단계에서 분석대상의 접근로가 안정 상태인지, 근포화 또는 과포화 상태인 지는 판단할 수 없다. 다만, 1차 교통량 추정단계와 2차 교통량 추정단계를 병행하여 1차 교통량 추정단계에서 산출된 1차 추정 교통량과 2차 교통량 추정단계에서 산출된 2차 추정 교통량이 동일하면, 해당 접근로가 안정 상태인 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 1차 추정 교통량과 2차 추정 교통량이 다르면, 해당 접근로는 근포화 또는 과포화 상태인 것으로 판단할 수 있으며, 이 경우 2차 추정 교통량을 최종적인 추정 교통량으로 한다. 이는 후술하는 2. 초기 대기차량이 존재하는 경우에도 동일하게 적용된다.In fact, it is not possible to determine whether the access path of the analysis target is stable, near-saturated, or oversaturated in the traffic estimation step. However, if the 1st estimated traffic calculated in the 1st traffic estimation step and the 2nd estimated traffic calculated in the 2nd traffic estimation step are the same as the 1st traffic estimation step and the 2nd traffic estimation step in parallel, the corresponding access route is stable. It can be judged to be in a state. And, if the first estimated traffic volume and the second estimated traffic volume are different, the corresponding access route may be determined to be near-saturated or supersaturated, and in this case, the second estimated traffic volume is regarded as the final estimated traffic volume. This also applies to the case where the initial standby vehicle described later is present.

결과적으로 1차 및 2차 교통량 추정방법을 통해 추정된 교통량은 기존의 지점에서 수집되는 교통량과는 달리 과포화시에도 교통량의 추정이 가능하다. 이는 추정된 교통량이 접근로의 수요 교통량을 나타내는 것으로 기존의 통과 교통량과 달리 근포화 및 과포화시의 보다 적절한 교통량의 수요을 추정하여 교통량을 기반으로 하는 신호 교차로의 신호시간 산출에 보다 긍정적인 효과를 나타낼 수 있다.As a result, the traffic volume estimated through the primary and secondary traffic estimation methods can estimate the traffic volume even in the case of supersaturation, unlike the traffic volume collected at existing points. This is the estimated traffic volume representing the demand traffic volume of the access route, and unlike the previous traffic volume, it estimates the demand for more appropriate traffic volume at the time of near-saturation and supersaturation, which has a more positive effect on the calculation of the signal time of the signal intersection based on the traffic volume. You can.

도 6은 전술한 초기 대기차량이 없는 경우의 교통량 추정방법의 여러 단계들을 각 단계에서 적용되는 식과 함께 도시한 순서도이다. 식 (1)로부터 평균 지체시간을 산출하고, 산출된 평균 지체시간을 이용하여 식 (8) 내지 식 (12)를 계산하여 최종 교통량을 추정한다. 이때, 추정된 최종 교통량으로부터 해당 차로를 통과하지 못하고 대기하는 잔여 대기차량을 산출할 수 있게 된다. 잔여 대기차량이 존재하면, 다음의 분석기간에서는 후술하는 2. (초기 대기차량이 존재하는 경우)를 적용하여 교통량을 추정할 수 있게 된다.FIG. 6 is a flow chart showing various steps of the traffic estimation method in the case where there is no initial standby vehicle described above with an equation applied in each step. The average delay time is calculated from equation (1), and the final traffic volume is estimated by calculating equations (8) to (12) using the calculated average delay time. At this time, it is possible to calculate the remaining waiting vehicles waiting for the corresponding lane from the estimated final traffic. If there is a residual waiting vehicle, traffic can be estimated by applying 2. (if an initial waiting vehicle is present) described later in the next analysis period.

2. 초기 대기차량이 존재하는 경우2. If there is an initial standby vehicle

전술한 1. (초기 대기차량이 없는 경우)와 동일하게, 외부 서버에 저장되어 있는 평균 통행시간 정보를 주기적으로 수신하고, 이 평균 통행시간 정보를 이용하여 평균 지체시간을 산출하고, 산출된 평균 지체시간을 이용하여 교통량을 추정한다.In the same manner as in 1. above (when there is no initial standby vehicle), the average travel time information stored in the external server is periodically received, and the average delay time is calculated using the average travel time information, and the calculated average Estimates traffic using delay time.

분석주기(T)가 시작하는 시점에 해당 이동류에 초기 대기차량이 존재하지 않는 경우, 전술한 1.의 교통량 추정 절차를 활용하여 교통량의 추정이 가능하다. 하지만 이전 분석주기((n-1)T)에 잔여 대기차량이 존재하였다면 현재 분석주기(nT)의 경우 분석주기의 시작 시점에 초기 대기차량이 존재하게 된다. 따라서 이전 분석주기((n-1)T)에 아래의 식(13)을 통해 산출된 초기 대기차량 대수가 양의 값을 가지게 될 경우, 다음 분석주기에 초기 대기차량에 의한 지체시간(d₃)이 고려되어야 한다.When the initial waiting vehicle does not exist in the moving stream at the start of the analysis cycle T, it is possible to estimate the traffic using the traffic estimation procedure of 1. above. However, if there is a residual waiting vehicle in the previous analysis cycle ((n-1) T), in the case of the current analysis cycle (nT), the initial waiting vehicle exists at the start of the analysis cycle. Therefore, if the number of initial standby vehicles calculated through Equation (13) below has a positive value in the previous analysis cycle ((n-1) T), the delay time due to the initial standby vehicle in the next analysis cycle (d ₃ ) Should be considered.

식 (13) :

Equation (13):

= 초기 대기차량 대수(대)

= Initial standby vehicle number (large)

= 차량군 i의 분석주기 (n-1)T에서의 추정 교통량(대/분석기간)

= Estimated traffic volume in analysis period (n-1) T of vehicle group i (large / analysis period)

S = 포화 교통량(대/시)S = saturated traffic (large / hour)

즉, 초기 대기차량이 존재하는 경우, 식 (2)의 첫번째 항(d₁), 두 번째 항(d₂), 세번째 항(d₃)까지 모두 평균 지체시간을 구성하게 되므로, 첫째 및 둘째 항만으로 구성된 교통량 추정 절차를 활용하여서는 정확한 교통량 추정이 불가능하다. 따라서, 초기대기차량이 발생한 경우에는 식 (13)과 같이 초기 대기차량에 의해 발생되는 초기 대기차량 지체(

)를 차감하여 보정된 평균 지체시간을 사용하여 전술한 1.의 교통량 추정절차를 진행하여 접근로의 정확한 수요 교통량을 추정할 수 있다.That is, when the initial waiting vehicle is present, the first term (d ₁ ), the second term (d ₂ ), and the third term (d ₃ ) of Eq. (2) all constitute the average delay time, so only the first and second terms Accurate traffic estimation is not possible using the traffic estimation procedure consisting of. Therefore, when the initial standby vehicle is generated, the initial standby vehicle delay generated by the initial standby vehicle as shown in equation (13)

), The corrected traffic volume can be estimated by using the corrected average delay time to carry out the traffic estimation procedure in 1. above.

즉, 초기 대기차량이 없는 경우에는 식 (2)에서 d = d₁ + d₂를 적용하여 평균 지체시간을 산출하지만, 초기 대기차량이 있는 경우에는 식 (1)에 의해 산출된 평균 지체시간에 초기 대기차량에 의한 추가적으로 발생한 지체 d₃를 차감한 보정된 평균 지체시간(d’_i,n (식 17 참조))을 산출하고, 산출된 보정된 평균 지체시간을 이용하여 초기대기차량이 없는 경우의 교통량 추정방법과 동일하게 교통량 추정 절차를 진행한다. 이때, 초기 대기차량에 의해 추가적으로 발생한 지체시간은 3가지 유형에 따라 달리 계산되어 진다.That is, if there is no initial waiting vehicle, d = d ₁ + d ₂ is applied in equation (2) to calculate the average delay time, but if there is an initial waiting vehicle, to the average delay time calculated by equation (1) Calculate the corrected average delay time (d' _{i, n} (refer to Equation 17)) by subtracting the additional delay d ₃ caused by the initial standby vehicle, and use the calculated corrected average delay time to have no initial standby vehicle Carry out the traffic estimation procedure in the same way as the traffic estimation method. At this time, the delay time additionally generated by the initial standby vehicle is calculated differently according to the three types.

도 7을 참조하면, 초기 대기차량에 따른 지체유형은 3가지 유형으로 분류된다. (‘도로용량편람’ 참조, 국토해양부, 2013) Referring to FIG. 7, the delay type according to the initial standby vehicle is classified into three types. (See the “Road Capacity Handbook”, Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2013)

유형Ⅰ은 초기 대기차량이 존재하고 분석기간 이내에 도착하는 모든 교통량을 처리하고 분석기간 이후에는 대기차량이 남지 않는 경우이고, 유형Ⅱ는 초기 대기차량이 존재하고 분석기간 이우에 여전히 대기차량이 남이 있으나 그 길이가 초기 대기행렬보다는 줄어든 경우이며, 유형Ⅲ은 초기 대기차량이 존재하고 분석기간이 지난 후에도 여전히 대기차량이 남아 있으며 그 길이가 초기 대기행렬보다 늘어난 경우이다.Type I is the case where the initial waiting vehicle is present and all traffic arriving within the analysis period is processed, and there is no waiting vehicle left after the analysis period. Type II is the initial waiting vehicle and there is still waiting vehicle left after the analysis period. It is the case that the length is shorter than the initial queue, and the type III is when the initial waiting vehicle exists and the waiting vehicle remains after the analysis period and the length is longer than the initial queue.

3가지 지체유형 중 유형Ⅰ과 유형Ⅱ의 경우는 대기행렬이 감소 또는 해소되는 경우로 접근로의 수요는 이전 분석주기에 비하여 감소하는 것을 알 수 있으며, 유형Ⅲ은 대기행렬이 증가하는 경우로 접근로의 수요는 더욱 더 증가하는 경우로 구분할 수 있다. 도 7에 기재된 판단식에서 알 수 있듯이 유형Ⅰ과 유형Ⅱ의 경우, 해당 분석주기의 접근로의 포화도가 1.0이하이며 유형Ⅲ은 접근로의 포화도가 1.0 이상임을 의미한다.In the case of Type I and Type II, the wait queue is reduced or resolved among the three types of delay. It can be seen that the demand for the access route is decreased compared to the previous analysis cycle, and Type III is the case where the queue is increased. The demand for furnaces can be divided into more and more cases. As can be seen from the judgment equation shown in FIG. 7, in the case of Type I and Type II, the saturation degree of the access path of the corresponding analysis cycle is 1.0 or less, and the Type III means that the saturation degree of the access path is 1.0 or more.

따라서, 초기 대기차량의 지체유형의 구분은, 먼저 유형Ⅲ에 속하는지를 판단하여 유형Ⅲ에 속하면 초기대기차량의 지체유형이 유형Ⅲ로 결정되고, 유형Ⅲ에 속하지 않으면 유형Ⅰ과 유형Ⅱ 중 어느 유형에 속하는지를 판단하여 최종적으로 초기 대기차량에 의해 발생되는 초기 대기차량에 의한 지체유형을 구분하게 된다. 각각의 유형에 따라 추가 지체 d₃는 달라지고, 이에 따라 추가 지체 d₃를 차감한 보정된 평균 지체시간도 다르게 산출된다.Therefore, the classification of the delay type of the initial standby vehicle is determined by first determining whether it belongs to Type III, and if it belongs to Type III, the delay type of the initial standby vehicle is determined as Type III, and if it does not belong to Type III, which of Type I and Type II It determines whether it belongs to the type, and finally, the type of delay caused by the initial waiting vehicle generated by the initial waiting vehicle is classified. The additional delay d ₃ is different for each type, and accordingly the corrected average delay time minus the additional delay d ₃ is calculated differently.

(2-1) 유형Ⅲ인 경우(2-1) Type III

도 8을 참조하면, 이론적 지체산출 모형에서 유형Ⅲ에 의해 발생하는 초기 대기차량에 의한 지체는 평행사변형의 넓이에 해당한다. 하지만 이론적 지체산출 모형에서는 분석주기 T에 도착했던 차량이 모두 통과하는 것을 고려한 것이고, 본 발명에서의 평균 통행시간 수집은 분석주기 T 기간에서 통과한 차량만을 고려하는 것이기 때문에, 도 8에서 세로줄 무늬 부분의 평행사변형의 넓이가 유형Ⅲ일 경우의 초기 대기차량에 의해 발생 가능한 총 지체시간이 된다. 따라서, 아래의 식 (14)를 통해 유형Ⅲ의 지체유형에 해당하는 지 여부를 판단할 수 있다.Referring to FIG. 8, in the theoretical delay calculation model, the delay due to the initial atmospheric vehicle generated by the type III corresponds to the area of the parallelogram. However, in the theoretical delay calculation model, it is considered that all vehicles arriving at the analysis period T pass, and the average travel time collection in the present invention considers only vehicles passing through the analysis period T period. When the area of the parallelogram of is type III, it is the total delay time that can be caused by the initial standby vehicle. Therefore, it can be determined whether or not it corresponds to the type III retardation through Equation (14) below.

식 (14) :

Equation (14):

여기서, IQ₁은 유형Ⅲ를 판단하기 위한 기준값(초/대)이다.Here, IQ ₁ is a reference value (second / large) for determining type III.

식 (15)와 같이 식 (14)를 통해 산출된 유형Ⅲ를 판단하기 위한 기준값을 수집된 평균 지체시간(식 (1)에서 산출된 평균 지체시간을 의미함)에서 감산하였을 때, 포화도 1.0에서의 평균 지체시간 이상인 경우, 해당 지체시간에서의 초기 대기차량의 지체유형은 유형Ⅲ으로 결정되며 초기 대기차량 지체(d₃)는 식 (16)에 의해 산출된다.When the reference value for judging Type III calculated through Equation (14) is subtracted from the collected average lag time (meaning the average lag time calculated from Equation (1)) as in Equation (15), at saturation 1.0 If the average delay time of is greater than or equal to, the delay type of the initial standby vehicle at that delay time is determined as Type III, and the initial standby vehicle delay (d ₃ ) is calculated by equation (16).

식 (15) :

Equation (15):

는 포화도 1.0에서의 평균 지체시간(초/대)

Mean delay time at saturation 1.0 (seconds / large)

식 (16) :

(유형Ⅲ) Equation (16):

(Type III)

그리고 아래의 식 (17)을 통해 초기 대기차량에 의해 발생된 평균 지체시간을 감한 보정된 평균 지체시간을 산출하고, 산출된 평균 지체시간을 전술한 1.의 교통량 추정 절차를 활용하여 교통량을 추정한다. 즉, 보정된 평균 지체시간을 식 (7) ~ 식 (12)에 적용하여 1차 교통량 및 2차 교통량을 추정한다.Then, the following equation (17) calculates the corrected average lag time by subtracting the average lag time generated by the initial standby vehicle, and estimates the calculated lag time by using the traffic estimation procedure of 1. do. That is, the estimated average delay time is applied to equations (7) to (12) to estimate the primary traffic volume and the secondary traffic volume.

식 (17) :

Equation (17):

는 보정된 평균 지체시간

Is the corrected average delay time

(2-2) 유형Ⅱ인 경우(2-2) Type II

만약, 식 (15)를 만족하지 않는 경우, 유형Ⅰ과 유형Ⅱ에 속하는 것으로 추가적인 유형구분 기준을 적용하여 유형을 구분한다. If Eq. (15) is not satisfied, the types are classified as Type I and Type II by applying additional type classification criteria.

유형Ⅰ과 유형Ⅱ는 대기행렬이 해소되거나 감소하는 경우로 접근로의 수요가 1.0이하임을 의미한다. 도 9에 도시된 삼각형의 넓이는 분석기간 T가 끝나는 시점에 대기행렬이 모두 해소되는 경우를 나타내는 것으로, 식 (18)을 통해 초기 대기차량에 의한 평균 지체시간이 산출된다.Type I and Type II are cases where the queue is resolved or decreased, which means that the demand for the access route is 1.0 or less. The area of the triangle shown in FIG. 9 represents a case in which all the queues are resolved at the end of the analysis period T. The average delay time due to the initial standby vehicle is calculated through Equation (18).

식 (18) :

Equation (18):

여기서, IQ₂는 유형Ⅱ를 판단하기 위한 기준값(초/대)이다.Here, IQ ₂ is a reference value (second / large) for determining type II.

식 (19)과 같이 식 (18)를 통해 계산된 기준값을 수집된 평균 지체시간(식 (1)에서 산출된 평균 지체시간)에서 감산하였을 때, 포화도 1.0에서의 평균 지체시간 이상인 경우, 해당 지체시간에서 초기 대기차량의 지체유형은 유형Ⅱ으로 결정되며 초기 대기차량 지체(d₃)는 식 (20)에 의해 산출된다.When the reference value calculated through Equation (18) is subtracted from the collected average lag time (average lag time calculated from Equation (1)) as shown in Equation (19), if it is equal to or greater than the average lag time at saturation 1.0 In time, the delay type of the initial standby vehicle is determined as type II, and the initial standby vehicle delay (d ₃ ) is calculated by Eq. (20).

식 (19) :

Equation (19):

는 포화도 1.0에서의 평균 지체시간(초/대)

Mean delay time at saturation 1.0 (seconds / large)

식 (20) :

Equation (20):

는 해당 분석주기의 교통량

Is the traffic volume of the analysis cycle

하지만, 식 (20)에는 구하고자 하는 교통량

이 식에 포함되어 있어서, 식 (20)만으로는 d₃를 산출할 수 없다. 따라서, d₃ 산출 및

을 계산하기 위해서는 도 10에 도시된 바와 같은 반복 추정 과정을 통해 최종적으로 교통량

을 결정하게 된다. 즉, 해당 이동류의 최종적인 교통량을 결정하기 위해서 교통량을 1에서 기설정된 용량까지 반복적으로 가정하여 추정된 초기 대기차량의 평균 지체시간을 보정하여 산출된 교통량과 가정된 교통량을 비교하여 산출된 교통량과 가정된 교통량이 같은 경우, 가정된 교통량을 실제 교통량으로 결정하게 된다.However, in equation (20),

Since it is included in this formula, d ₃ cannot be calculated only by Formula (20). Thus, d _{3 is} calculated and

In order to calculate the traffic volume through the iterative estimation process as shown in Figure 10

Will decide. That is, in order to determine the final traffic volume of the corresponding traffic, the traffic volume calculated by comparing the estimated traffic volume with the estimated traffic volume by correcting the average delay time of the estimated initial standby vehicle by repeatedly assuming traffic volume from 1 to a predetermined capacity If and the assumed traffic volume are the same, the assumed traffic volume is determined as the actual traffic volume.

이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.The details are as follows.

반복 추정 과정은 해당 분석주기의 교통량을 1부터 기설정된 용량(n)까지 반복해서 추정한다.The iterative estimation process repeatedly estimates the traffic volume of the corresponding analysis cycle from 1 to a predetermined capacity (n).

먼저, 교통량을 1로 가정한다. 즉, 식 (20)에서

=1로 놓으면, 나머지는 상수이므로, d₃를 계산할 수 있다. 계산된 d₃를 식 (17)에 적용하여 보정된 평균 지체시간을 산출하고, 보정된 평균 지체시간을 식 (8) ~ 식 (12)에 적용하여 1차 교통량 및 2차 교통량을 추정한다.First, it is assumed that the traffic volume is 1. That is, in equation (20)

If set to = 1, the remainder is constant, so d ₃ can be calculated. The calculated d ₃ is applied to equation (17) to calculate the corrected average delay time, and the corrected average delay time is applied to equations (8) to (12) to estimate the primary traffic and secondary traffic.

위 과정을 통해 추정된 교통량을 제일 처음 가정한 교통량 1과 같은 지를 확인한다. 만약, 다르다면 가정한 교통량 1은 최종 교통량으로 결정할 수 없다.Check whether the estimated traffic volume through the above process is the same as the first traffic volume assumed. If it is different, the assumed traffic volume 1 cannot be determined as the final traffic volume.

다음, 교통량을 하나씩 증가시키면서 위 과정을 반복한다. 즉, 가정한

값과 식 (17), 식 (8) ~ 식 (12)에 적용하여 추정된 교통량(v)과 같은 값이 나올 때까지,

=2,

=3, ...

=기설정된 교통량(n) 값에 대해 반복 추정 과정을 수행한다.Next, repeat the above process, increasing the traffic volume one by one. That is, assumed

Until the value equal to the estimated traffic volume (v) applied to the values and equations (17), (8) to (12),

= 2,

= 3, ...

= Iterative estimation process is performed on the preset traffic volume (n) value.

예를 들어,

=3으로 d₃를 계산하고, 이를 식 (17), 식 (8) ~ 식 (12)에 적용하여 추정된 교통량(v)이 3으로 나오면, 해당 분석주기의 교통량은 3으로 추정할 수 있다.For example,

Calculate d ₃ as = 3, and apply it to equations (17), (8) to (12), and if the estimated traffic volume (v) comes out as 3, the traffic volume of the analysis cycle can be estimated as 3. .

(2-3) 유형Ⅰ(2-3) Type I 인 경우If

만약, 식 (15) 및 식 (19)를 만족하지 않는 경우, 유형Ⅰ로 결정되며 초기 대기차량 지체(d₃)는 식 (21)에 의해 계산된다.If Eq. (15) and Eq. (19) are not satisfied, it is determined as Type I and the initial waiting vehicle delay (d ₃ ) is calculated by Eq. (21).

식 (21) :

Equation (21):

여기서, t는 대기차량이 해소되는 시간이다.Here, t is a time when the standby vehicle is resolved.

여기서, t는 미지의 값이므로, 식 (21) 만으로는 d₃를 산출할 수 없다. 따라서, d₃ 산출 및

을 계산하기 위해서는 유형Ⅱ와 유사하게 도 11에 도시된 바와 같은 반복 추정 과정을 통해 최종적으로 교통량

을 결정하게 된다. 즉, 해당 이동류의 최종적인 교통량을 결정하기 위해서 대기차량 해소 시간을 1에서 분석기간 T까지 반복적으로 가정하여 추정된 초기 대기차량의 평균 지체시간을 보정하여 산출된 교통량과 식 (22)을 통해 산출되는 교통량이 동일한 경우에 실제 대기차량이 해소되는 시간을 t로 결정하여 최종적으로 교통량을 산출하게 된다.Here, since t is an unknown value, d ₃ cannot be calculated by using equation (21) alone. Thus, d _{3 is} calculated and

Traffic is finally calculated through an iterative estimation process as shown in FIG. 11, similar to Type II in order to calculate.

Will decide. In other words, in order to determine the final traffic volume of the corresponding mobile flow, the average delay time of the estimated initial standby vehicle is corrected by repeatedly assuming the waiting time of the waiting vehicle from 1 to the analysis period T through the calculated traffic volume and equation (22). When the calculated traffic volume is the same, the actual waiting vehicle time is resolved by t, and finally the traffic volume is calculated.

식 (22) :

Equation (22):

여기서, v_c는 t 시간에 대기차량이 해소되는 접근로의 교통량이다.Here, v _c is the traffic volume of the approach road where the waiting vehicle is resolved at time t.

도 12는 초기 대기차량이 있는 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 교통량 추정방법이 도시된 순서도로, 전술한 유형Ⅰ(유형1), 유형Ⅱ(유형2), 유형Ⅲ(유형3)의 교통량 추정방법을 하나의 순서도로 도식화하였다.FIG. 12 is a flow chart illustrating a method for estimating traffic according to an embodiment of the present invention when there is an initial standby vehicle, the traffic volumes of the above-described Type I (Type 1), Type II (Type 2), and Type III (Type 3). The estimation method is plotted in one flowchart.

다음으로, 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치를 설명한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치가 도시된 블록도이다.Next, a traffic estimation apparatus using average traffic time information according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13. 13 is a block diagram illustrating an apparatus for estimating traffic using average travel time information according to an embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치(10, 이하, 교통량 추정장치라고도 함)는, 통신부(100), 제어부(200), 저장부(300)를 포함한다.As illustrated in FIG. 13, a traffic amount estimation apparatus (hereinafter, also referred to as a traffic amount estimation apparatus) using average traffic time information according to an embodiment of the present invention includes: a communication unit 100, a control unit 200, and a storage unit ( 300).

교통량 추정장치(10)는 전술한 교통량 추정방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 수단일 수 있다. 컴퓨팅 수단은 컴퓨터, 노트북, 개인휴대용 정보단말기, 이동통신 단말기 등이 될 수 있으며, 유무선 통신망(N)을 통해 외부 서버(20)와 통신 연결될 수 있다.The traffic estimation apparatus 10 may be a computing means for executing the traffic estimation method described above. The computing means may be a computer, a laptop, a personal portable information terminal, a mobile communication terminal, or the like, and may be communicatively connected to the external server 20 through a wired or wireless communication network (N).

통신부(100)는 외부 서버(20)로부터 교통량 추정방법을 실행하는데 필요한 정보를 수신한다. 예를 들어, 통신부(100)는 외부 서버(20)로부터 평균 통행시간 정보를 수신한다. 외부 서버는, 예를 들어 도로의 교통 상황을 모니터링하는 기관(예를 들어, 도로교통공단, 교통안전공단) 또는 차량용 지도 안내 서비스(일명, 네비게이션)를 제공하는 서버일 수 있다.The communication unit 100 receives information required to execute the traffic estimation method from the external server 20. For example, the communication unit 100 receives average travel time information from the external server 20. The external server may be, for example, an engine (for example, the Road Traffic Authority, the Traffic Safety Authority) that monitors traffic conditions on the road or a server that provides a map guidance service (aka navigation) for a vehicle.

저장부(300)는 교통량 추정장치(10)의 구동에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(300)는 본 발명의 교통량 추정방법에서 정의된 단계들을 실행하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. The storage unit 300 may store various programs and data necessary for driving the traffic amount estimation device 10. Also, the storage unit 300 may store programs and data for executing the steps defined in the traffic volume estimation method of the present invention.

제어부(200)는 교통량 추정장치(10)의 전반적인 제어를 수행하는 것으로, 하드웨어적으로 CPU(Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit)를 포함하는 적어도 하나 이상의 프로세서와 적어도 하나 이상의 메모리 로딩 데이터가 로딩되는 실행 메모리(예컨대, 레지스터 및/또는 RAM(Random Access Memory)) 및 상기 프로세서와 메모리로 적어도 하나 이상의 데이터들을 입출력하는 버스(BUS)를 포함하여 이루어질 수 있다. 소프트웨어적으로 교통량 추정장치(10)에 정의된 기능(예컨대, 평균 지체시간 산정 및 이를 이용한 교통량 추정 과정 등)을 수행하기 위해 소정의 기록매체로부터 상기 실행 메모리로 로딩되어 상기 프로세서에 의해 연산 처리되는 소정의 프로그램 루틴(Routine) 또는 프로그램 데이터를 포함하여 이루어질 수 있다. The control unit 200 performs overall control of the traffic estimation apparatus 10, and includes at least one processor and at least one memory loading data including a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit) in hardware. It may include a loaded execution memory (eg, a register and / or random access memory (RAM)) and a bus (BUS) for inputting and outputting at least one data to the processor and memory. The software is loaded into the execution memory from a predetermined recording medium to perform functions defined in the traffic amount estimation apparatus 10 (for example, an average delay time calculation and traffic estimation process using the same), and is calculated and processed by the processor. It may include a predetermined program routine (Routine) or program data.

제어부(200)는 통신부(100)가 수신한 외부 서버의 데이터를 이용하여 평균 지체시간을 산출하고, 산출된 평균 지체시간을 이용하여 교통량을 추정한다. 이를 위해, 제어부(200)는 평균 지체시간 산출모듈(210)과 교통량 추정모듈(220)을 포함한다.The control unit 200 calculates the average delay time using the data of the external server received by the communication unit 100 and estimates the traffic amount using the calculated average delay time. To this end, the control unit 200 includes an average delay time calculation module 210 and a traffic amount estimation module 220.

평균 지체시간 산출모듈(210)은 전술한 교통량 추정방법의 평균 지체시간 산출단계(S200)를 실행하여 평균 지체시간을 산출하고, 교통량 추정모듈(220)은 평균 지체시간 산출모듈(210)에서 산출된 평균 지체시간을 이용하여 해당 차로군의 교통량을 추정한다. The average delay time calculation module 210 calculates the average delay time by executing the average delay time calculation step (S200) of the traffic estimation method described above, and the traffic estimation module 220 calculates the average delay time calculation module 210 Using the average delay time, the traffic volume of the lane group is estimated.

초기 대기차량이 없는 경우, 평균 지체시간 산출모듈(210)은 식 (1) 내지 식 (4)를 수행하여 균일지체 시간과 증분지체 시간을 산출하고 이로부터 평균 지체시간을 산출한다. 교통량 추정모듈(220)은 산출된 평균 지체시간을 식 (5) 내지 식 (12) 중 적어도 어느 하나에 적용하여 1차 교통량 및 2차 교통량을 산출한다.If there is no initial waiting vehicle, the average delay time calculation module 210 calculates the uniform delay time and the incremental delay time by performing equations (1) to (4) and calculates the average delay time therefrom. The traffic volume estimation module 220 calculates the primary traffic volume and the secondary traffic volume by applying the calculated average delay time to at least one of expressions (5) to (12).

초기 대기차량이 있는 경우, 평균 지체시간 산출모듈(210)은 식 (15), 식 (19) 중 적어도 어느 하나를 수행하여 초기 대기차량의 유형을 판별한다.If there is an initial standby vehicle, the average delay time calculation module 210 determines at least one of the equations (15) and (19) to determine the type of the initial standby vehicle.

초기 대기차량의 유형이 유형Ⅲ인 경우, 평균 지체시간 산출모듈(210)은 식 (16)을 이용하여 추가지체(d₃)를 산출하고 산출된 d3를 식 (17)에 적용하여 보정된 평균 지체시간을 산출한다. 교통량 추정모듈(220)은 보정된 평균 지체시간을 식 (8) ~ 식 (12)에 적용하여 1차 교통량 및 2차 교통량을 추정한다.When the type of the initial standby vehicle is type III, the average delay time calculation module 210 calculates the additional delay (d ₃ ) using Eq. (16) and applies the calculated d3 to Eq. (17). Calculate the delay time. The traffic volume estimation module 220 estimates the primary traffic volume and the secondary traffic volume by applying the corrected average delay time to Expressions (8) to (12).

초기 대기차량의 유형이 유형Ⅱ인 경우, 평균 지체시간 산출모듈(210) 및 교통량 추정모듈(220)은 식 (20)을 이용한 반복 추정 과정을 수행하여 추가지체(d₃) 및 교통량을 추정한다.When the type of the initial standby vehicle is type II, the average delay time calculation module 210 and the traffic estimation module 220 perform an iterative estimation process using equation (20) to estimate the additional delay (d ₃ ) and traffic .

초기 대기차량의 유형이 유형Ⅰ인 경우, 평균 지체시간 산출모듈(210) 및 교통량 추정모듈(220)은 식 (21)을 이용한 반복 추정 과정을 수행하여 추가지체(d₃) 및 교통량을 추정한다.When the type of the initial waiting vehicle is type I, the average delay time calculation module 210 and the traffic estimation module 220 perform an iterative estimation process using equation (21) to estimate the additional delay (d ₃ ) and traffic .

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.As described above, one embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope of the present invention as described in the claims. It will be said that the present invention can be variously modified and changed by the like, and this is also included within the scope of the present invention.

Claims

외부 서버로부터 평균 통행시간 정보를 수신하는 평균 통행시간 정보 수신단계;
상기 평균 통행시간 정보를 이용하여 평균 지체시간을 산출하는 평균 지체시간 산출단계;
교통상황을 시간의 종속성이 없는 안정 상태로 가정하고, 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 1차 교통량을 추정하는 1차 교통량 추정단계;
비균일 도착에 의한 무작위 지체의 지체곡선을 실제 지체곡선으로 보정하는 좌표변환기법을 적용하고, 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 근포화 또는 과포화 상태에서의 2차 교통량을 추정하는 2차 교통량 추정단계;
를 포함하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
An average travel time information receiving step of receiving average travel time information from an external server;
An average delay time calculation step of calculating an average delay time using the average travel time information;
A primary traffic estimation step of assuming that the traffic situation is a stable state with no dependency of time, and estimating primary traffic using the calculated average delay time;
Secondary traffic estimation for estimating secondary traffic in near-saturated or supersaturated state by applying the coordinate transformation technique that corrects the delay curve of random delay due to non-uniform arrival to the actual delay curve, and using the calculated average delay time step;
Traffic estimation method using the average travel time information including a.

청구항 1에 있어서, 상기 평균 지체시간 산출단계에서,
d = d₁ + d₂ + d₃ (여기서, d = 평균 지체시간, d₁ = 균일 지체시간, d₂ = 증분 지체시간, d₃ = 추가 지체시간)로부터 상기 평균 지체시간을 산출하며,
상기 균일 지체시간(d₁)은 하기 수식 (1)을 이용하여 산출하고, 안정 상태의 증분 지체시간(d_2s)은 하기 수식 (2)를 이용하여 산출하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
수식 (1) :

(여기서, C = 신호 주기 길이(sec), X = 해당 차로군의 포화도(v/c, v는 해당 차로군의 교통량, c는 해당 차로군의 용량(Capacity)), g = 유효 녹색시간(sec))
수식 (2) :

(여기서, X_i = 차로군 i의 포화도(v_i/c_i), v_i = 차로군 i의 교통량,c_i = 차로군 i의 용량)
The method according to claim 1, In the step of calculating the average delay time,
The average delay time is calculated from d = d ₁ + d ₂ + d ₃ (where d = average delay time, d ₁ = uniform delay time, d ₂ = incremental delay time, d ₃ = additional delay time),
The uniform delay time (d ₁ ) is calculated using the following formula (1), and the steady-state incremental delay time (d _2s ) is calculated using the following formula (2). .
Formula (1):

(Where C = signal period length (sec), X = saturation degree of the lane group (v / c, v is traffic volume of the lane group, c is capacity of the lane group), g = effective green time ( sec))
Formula (2):

(Where, X _i = saturation degree of lane group i (v _i / c _i ), v _i = traffic volume of lane group i, c _i = capacity of lane group i)

청구항 2에 있어서,
초기 대기차량이 없는 경우에 상기 추가 지체 시간(d₃)이 발생하지 않고,
초기 대기차량이 있는 경우에 상기 추가 지체 시간(d₃)이 발생하며,
초기 대기차량이 있는 경우의 상기 평균 지체시간 산출단계는, 초기 대기차량이 없는 경우의 평균 지체시간에 상기 추가지체 시간을 차감하여 보정된 평균 지체시간을 산출하고,
상기 보정된 평균 지체시간을 이용하여 상기 1차 교통량 추정단계 및 2차 교통량 추정단계를 수행하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
The method according to claim 2,
If there is no initial waiting vehicle, the additional delay time (d ₃ ) does not occur,
If there is an initial waiting vehicle, the additional delay time (d ₃ ) occurs,
In the step of calculating the average delay time when the initial waiting vehicle is present, the corrected average delay time is calculated by subtracting the additional delay time from the average delay time when there is no initial waiting vehicle,
A method for estimating traffic using average traffic time information that performs the primary traffic estimation and secondary traffic estimation using the corrected average delay time.

청구항 3에 있어서, 상기 추가지체 시간(d₃)은,
초기 대기차량에 따른 지체유형에 따라 다르게 산출되며,
상기 초기 대기차량에 따른 지체유형은 하기의 수식 (3) 내지 수식 (6) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유형Ⅰ 내지 유형Ⅲ 중 어느 하나로 구분하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
수식 (3) :

수식 (4) :

수식 (5) :

수식 (6) :

(여기서,

는 포화도 1.0에서의 평균 지체시간, 여기서, IQ₁은 유형Ⅲ를 판단하기 위한 기준값, IQ₂는 유형Ⅱ를 판단하기 위한 기준값, d_i,n은 차로군 i의 주기 n에서의 평균 지체시간, T는 분석시간 길이, c는 해당 차로군의 용량, Q_i,n은 차로군 i의 주기 n에서의 초기대기 차량 대수)
The method according to claim 3, wherein the additional delay time (d ₃ ),
It is calculated differently according to the delay type according to the initial standby vehicle,
The delay type according to the initial waiting vehicle is a traffic estimation method using average travel time information classified into any of Type I to Type III using at least one of the following Equations (3) to (6).
Formula (3):

Formula (4):

Formula (5):

Formula (6):

(here,

Is the average delay time at saturation 1.0, where IQ ₁ is a reference value for determining type III, IQ ₂ is a reference value for determining type II, d _{i, n} is the average delay time for period n of lane group i, T is the length of the analysis time, c is the capacity of the corresponding lane group, and Q _{i, n} is the initial number of waiting vehicles in cycle n of the lane group i)

청구항 4에 있어서,
상기 초기 대기차량에 따른 지체유형이 유형Ⅲ인 경우,
상기 추가지체 시간(d₃)은 하기의 수식 (7)에 의해 산출되는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
수식 (7) :

(여기서, T는 분석시간 길이, c는 해당 차로군의 용량, Q_i,n은 차로군 i의 주기 n에서의 초기대기 차량 대수)
The method according to claim 4,
If the delay type according to the initial standby vehicle is type III,
The additional delay time (d ₃ ) is a traffic volume estimation method using the average travel time information calculated by the following equation (7).
Formula (7):

(Where T is the length of the analysis time, c is the capacity of the lane group, and Q _{i, n} is the initial number of waiting vehicles in cycle n of the lane group i)

청구항 4에 있어서,
상기 초기 대기차량에 따른 지체유형이 유형Ⅱ인 경우,
상기 추가지체 시간(d₃)은 반복 추정 과정을 거쳐서 하기의 수식 (8)에 의해 산출되는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
수식 (8) :

(여기서, T는 분석시간 길이, c는 해당 차로군의 용량, Q_i,n은 차로군 i의 주기 n에서의 초기대기 차량 대수, V_i,n은 차로군 i의 주기 (n-1)에서의 추정 교통량)
The method according to claim 4,
If the delay type according to the initial standby vehicle is type II,
The additional delay time (d ₃ ) is a traffic estimation method using the average travel time information calculated by the following equation (8) through an iterative estimation process.
Formula (8):

(Where T is the length of the analysis time, c is the capacity of the corresponding lane group, Q _{i, n} is the number of initial standby vehicles in cycle n of lane group i, V _{i, n} is the cycle of lane group i (n-1) Estimated traffic volume in)

청구항 4에 있어서,
상기 초기 대기차량에 따른 지체유형이 유형Ⅰ인 경우,
상기 추가지체 시간(d₃)은 반복 추정 과정을 거쳐서 하기의 수식 (9)에 의해 산출되는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
수식 (9) :

(여기서, T는 분석시간 길이, c는 해당 차로군의 용량, Q_i,n은 차로군 i의 주기 n에서의 초기대기 차량 대수, t는 대기차량이 해소되는 시간)
The method according to claim 4,
If the delay type according to the initial standby vehicle is type I,
The additional delay time (d ₃ ) is a traffic estimation method using the average travel time information calculated by Equation (9) below through an iterative estimation process.
Formula (9):

(Where T is the length of the analysis time, c is the capacity of the lane group, Q _{i, n} is the number of initial standby vehicles in cycle n of the lane group i, and t is the time when the standby vehicle is resolved)

청구항 2 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 교통량 추정단계는 하기의 수식 (10)에 의해 산출되는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
수식 (10) :

(여기서, d_i = 차로군 i의 평균 지체시간, X_i = 차로군 i의 포화도 v_i = 차로군 i의 1차 추정교통량, c_i = 차로군 i의 용량, g_i = 차로군 i의 유효 녹색시간, r_i = 차로군 i의 유효 적색 시간, C = 신호 주기 길이, k = 조정 파라미터 (Highway Capacity Manual의 지체 산출모형을 참조하여 정함))
The method according to any one of claims 2 to 7,
The first traffic volume estimation step is a traffic volume estimation method using the average travel time information calculated by the following equation (10).
Formula (10):

(Where d _i = average delay time of lane group i, X _i = saturation of lane group i v _i = first estimated traffic of lane group i, c _i = capacity of lane group i, g _i = lane group i Effective green time, r _i = effective red time of lane group i, C = signal period length, k = adjustment parameter (determined by referring to the delay calculation model in the Highway Capacity Manual)

청구항 2 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 교통량 추정단계는 하기의 수식 (11) 내지 수식 (15)에 의해 산출되는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정방법.
수식 (11) :

수식 (12) :

수식 (13) :

수식 (14) :

수식 (15) :

(상기 수식 (11) 내지 수식 (15)에서, X_o = 과포화 지체모형에서 해당 지체시간 및 신호시간에서의 포화도,

= 차로군 i의 1차 추정 포화도,

= 차로군 i의 2차 추정 포화도, v_i = 차로군 i의 1차 추정 교통량, T = 분석 시간 길이, d_i = 차로군 i의 평균 지체시간, r_i = 차로군 i의 유효 적색 시간,

= 차로군 i의 2차 추정 교통량, c_i = 차로군 i의 용량)
The method according to any one of claims 2 to 7,
The second traffic estimation step is a traffic estimation method using the average travel time information calculated by the following equations (11) to (15).
Formula (11):

Formula (12):

Formula (13):

Formula (14):

Formula (15):

(In the above formulas (11) to (15), X _o = saturation at the corresponding delay time and signal time in the supersaturated delay model,

= First order estimated saturation of the lane group i,

= 2nd estimated saturation of lane group i, v _i = 1st estimated traffic of lane group i, T = length of analysis time, d _i = average delay time of lane group i, r _i = effective red time of lane group i,

= Second estimated traffic volume of lane group i, c _i = capacity of lane group i)

외부 서버로부터 평균 통행시간 정보를 수신하는 통신부;
상기 통신부가 수신한 외부 서버의 데이터를 이용하여 평균 지체시간을 산출하는 평균 지체시간 산출모듈과,
상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 시간의 종속성이 없는 안정 상태의 1차 교통량을 추정하고, 비균일 도착에 의한 무작위 지체의 지체곡선을 실제 지체곡선으로 보정하는 좌표변환기법을 적용하여 상기 산출된 평균 지체시간을 이용하여 근포화 또는 과포화 상태에서의 2차 교통량을 추정하는 교통량 추정모듈을 포함하는 제어부;
를 포함하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치.
A communication unit that receives average travel time information from an external server;
An average delay time calculation module for calculating an average delay time using data from an external server received by the communication unit;
Using the calculated average delay time, the primary traffic in steady state without time dependence is estimated, and the calculated calculation is applied by applying a coordinate transformation technique that corrects the delay curve of random delay due to non-uniform arrival to the actual delay curve. A control unit including a traffic volume estimation module for estimating secondary traffic volume in a near-saturated or supersaturated state using an average delay time;
Traffic volume estimation apparatus using the average travel time information including a.

청구항 10에 있어서, 상기 평균 지체시간 산출모듈은,
d = d₁ + d₂ + d₃ (여기서, d = 평균 지체시간, d₁ = 균일 지체시간, d₂ = 증분 지체시간, d₃ = 추가 지체시간)로부터 상기 평균 지체시간을 산출하며,
상기 균일 지체시간(d₁)은 하기 수식 (1)을 이용하여 산출하고, 안정 상태의 증분 지체시간(d_2s)은 하기 수식 (2)를 이용하여 산출하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치.
수식 (1) :

(여기서, Xi = 차로군 i의 포화도(v_i/c_i), v_i = 차로군 i의 교통량,c_i = 차로군 i의 용량)
The method according to claim 10, The average delay time calculation module,
The average delay time is calculated from d = d ₁ + d ₂ + d ₃ (where d = average delay time, d ₁ = uniform delay time, d ₂ = incremental delay time, d ₃ = additional delay time),
The uniform delay time (d ₁ ) is calculated using the following formula (1), and the steady-state incremental delay time (d _2s ) is calculated using the following formula (2). .
Formula (1):

(Where Xi = saturation degree of lane group i (v _i / c _i ), v _i = traffic volume of lane group i, c _i = capacity of lane group i)

청구항 11에 있어서,
초기 대기차량이 없는 경우에 상기 추가 지체 시간(d₃)이 발생하지 않고,
초기 대기차량이 있는 경우에 상기 추가 지체시간(d₃)이 발생하며,
초기 대기차량이 있는 경우, 상기 평균 지체시간 산출모듈은, 초기 대기차량이 없는 경우의 평균 지체시간에 상기 추가지체 시간을 차감하여 보정된 평균 지체시간을 산출하고,
상기 교통량 추정모듈은 상기 보정된 평균 지체시간을 이용하여 상기 1차 교통량 추정 및 2차 교통량 추정을 수행하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치.
The method according to claim 11,
If there is no initial waiting vehicle, the additional delay time (d ₃ ) does not occur,
If there is an initial standby vehicle, the additional delay time (d ₃ ) occurs,
If there is an initial standby vehicle, the average delay time calculation module calculates the corrected average delay time by subtracting the additional delay time from the average delay time when there is no initial waiting vehicle,
The traffic estimation module is an apparatus for estimating traffic using average traffic time information for performing the primary traffic estimation and secondary traffic estimation using the corrected average delay time.

청구항 12에 있어서, 상기 추가지체 시간(d₃)은,
초기 대기차량에 따른 지체유형에 따라 다르게 산출되며,
상기 초기 대기차량에 따른 지체유형은 하기의 수식 (3) 내지 수식 (6) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 유형Ⅰ 내지 유형Ⅲ 중 어느 하나로 구분하는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치.
수식 (3) :

수식 (4) :

수식 (5) :

수식 (6) :

(여기서,

는 포화도 1.0에서의 평균 지체시간, IQ₁은 유형Ⅲ를 판단하기 위한 기준값, IQ₂는 유형Ⅱ를 판단하기 위한 기준값, d_i,n은 차로군 i의 주기 n에서의 평균 지체시간, T는 분석시간 길이, c는 해당 차로군의 용량, Q_i,n은 차로군 i의 주기 n에서의 초기대기 차량 대수)
The method according to claim 12, wherein the additional delay time (d ₃ ),
It is calculated differently according to the delay type according to the initial standby vehicle,
The delay type according to the initial standby vehicle is an apparatus for estimating traffic using average travel time information classified into any of Type I to Type III using at least one of the following Equations (3) to (6).
Formula (3):

Formula (4):

Formula (5):

Formula (6):

(here,

Is the average delay time at saturation 1.0, IQ ₁ is the reference value for judging type III, IQ ₂ is the reference value for judging type II, d _{i, n} is the average delay time for period n of lane group i, T is Analysis time length, c is the capacity of the corresponding lane group, Q _{i, n} is the number of initial standby vehicles in cycle n of the lane group i)

청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 교통량은 하기의 수식 (10)에 의해 산출되는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치.
수식 (10) :

(여기서, d_i = 차로군 i의 평균 지체시간, X_i = 차로군 i의 포화도 v_i = 차로군 i의 1차 추정교통량, c_i = 차로군 i의 용량, g_i = 차로군 i의 유효 녹색시간, r_i = 차로군 i의 유효 적색 시간, C = 신호 주기 길이, k = 조정 파라미터 (Highway Capacity Manual의 지체 산출모형을 참조하여 정함))
The method according to any one of claims 11 to 13,
The primary traffic amount is an apparatus for estimating traffic using average traffic time information calculated by Equation (10) below.
Formula (10):

청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 교통량은 하기의 수식 (11) 내지 수식 (15)에 의해 산출되는 평균 통행시간 정보를 이용한 교통량 추정장치.
수식 (11) :

수식 (12) :

수식 (13) :

수식 (14) :

수식 (15) :

= 차로군 i의 1차 추정 포화도,

= 차로군 i의 2차 추정 교통량, c_i = 차로군 i의 용량)The method according to any one of claims 11 to 13,
The secondary traffic amount is a traffic amount estimation apparatus using the average travel time information calculated by the following formulas (11) to (15).
Formula (11):

Formula (12):

Formula (13):

Formula (14):

Formula (15):

= First order estimated saturation of the lane group i,