KR20160087713A

KR20160087713A - 통행차량 검지를 위한 검지영역 설정 방법과 이를 이용한 교통 신호 제어방법.

Info

Publication number: KR20160087713A
Application number: KR1020150007042A
Authority: KR
Inventors: 유영근; 정성한
Original assignee: 유영근; 정성한
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2016-07-22
Also published as: WO2016114488A1; US10037693B2; US20180005521A1

Abstract

본 발명은 통행차량 검지를 위한 검지영역 설정방법과 이를 이용한 교통 신호 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신호교차로 내 차량의 진행방향별 통행량을 감지할 수 있도록 하나 또는 복수개의 검지영역을 교차로내에 설정하고, 검지영역별 차량정보에 따라 차량의 진행방향별 통행상태를 판단하고, 그에 따라 교차로 신호를 자동 제어함으로써, 앞막힘 현상이 방지되고, 차량통행이 없는 녹색시간(녹색등화시간)이 최소화되며, 필요시 녹색시간이 연장되는 등, 교차로에서 원활한 교통소통이 이루어지도록 하는 통행차량 검지를 위한 검지영역 설정 방법과 이를 이용한 교통 신호 제어방법에 관한 것이다.

Description

통행차량 검지를 위한 검지영역 설정 방법과 이를 이용한 교통 신호 제어방법.{Method for setting detection area for passing vehicle and method for controlling traffic signal using the same}

본 발명은 통행차량 검지를 위한 검지영역 설정방법과 이를 이용한 교통 신호 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신호교차로 내 차량의 진행방향별 통행차량을 검지할 수 있도록 하나 또는 복수개의 검지영역을 교차로 내에 설정하고, 검지영역별 차량정보에 따라 차량의 진행방향별 통행상태를 판단하고 그에 따라 교차로 신호를 진행방향별로 제어함으로써, 교차로내 진행방향별 정확한 통행상태 판단이 가능하고, 이로 인하여 앞막힘 현상이 방지되며, 차량통행이 없는 녹색시간(녹색등화시간)이 최소화되고, 필요시 녹색시간이 연장되는 등, 교차로에서 원활한 교통소통이 이루어지도록 하는 통행차량 검지를 위한 검지영역 설정 방법과 이를 이용한 교통 신호 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 교차로에서의 원활하고 효율적인 교통소통을 이루기 위해서는 신호 대기시간을 최소화해야 하는데, 이러한 원활하고 효율적인 교통소통을 위해서는 소통장애를 일으키는 교차로 앞막힘 현상을 방지하고, 차량통행이 없는 녹색시간의 최소화 및 필요시 녹색시간을 연장시키는 것이 관건이라 할 수 있다.

이에 따라 현재 교차로에서 가장 많이 사용되고 있는 신호 제어방식은 신호주기(각 진행방향별 신호등의 녹색점등이 1회전 하는 시간) 및 현시시간(각 신호등별 녹색점등 시간)을 고정한 정주기 신호 제어 방식을 사용하고 있다.

그러나 이러한 정주기 신호 제어 방식은, 교통사고가 발생하여 급격하게 앞막힘 현상이 발생하거나 교통량이 급격하게 감소되는 등 수시로 변화하는 교통상황에 따른 돌발적인 교통량 변화에 대해서는 대응할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에도 정주기 신호 제어 방식의 신호제어가 아닌 실시간으로 실제 통행량에 따른 신호제어방식을 채택하고 있으나, 상기 통행량에 따른 신호제어방식의 수행에 있어서, 통행량 검지를 위하여 루프센서 또는 카메라와 같은 검지수단을 이용한 검지영역을 교차로 이전의 가로(차량 통행 가능 차로)에 설정하되 각 차로별 검지가 가능하도록 검지영역을 설정하였으나, 이는 차로수와 비례하여 검지영역을 증가시켜야 하므로 설치와 유지보수에 비용이 많이 드는 문제점이 있고, 하나의 차로가 직진과 우회전 및 직진과 좌회전을 겸하는 공유 차로인 경우, 진행 방향별로 차량 통행정보를 구분하여 검지하거나 분류할 수 없기 때문에 신호 운영 개선이나 효율적인 신호 제어에 한계가 있었다.

또한 이미 개발된 교차로 앞막힘 방지기술에서는, 차로의 소정 가로구간에 검지수단을 설치하여 검지영역을 설정하고, 검지 된 정보(자료)에서 차량 속도를 산출한 후, 일정 속도기준으로부터 앞막힘 현상을 판단한 다음, 녹색신호를 적색신호로 변경하는 방식이 있었다.

그러나 이 방법의 경우, 차량의 가로 점유시간 정보를 속도 정보로 단순 전환하는 방법이므로 실제 교차로내 차량속도를 기준으로 하지 않아서 교차로내 앞막힘 현상이 아니라 교차로이전 단순 장애물 혹은 정차등에 의한 속도 저하시에도 앞막힘 현상으로 판단하게 되는 등 오차 발생 가능성이 높았다.

또한 이미 개발된 방법에서는 앞막힘 현상을 방지하기 위하여 적색신호 후, 다음 현시를 바로 진행하기 때문에 교차로 막힘 현상이 있는 상태에서 다른 진행방향의 차량통행을 진행시키거나, 앞막힘 현상이 빨리 해소되어도 다음 현시로 넘어 가버리는 등, 효율성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 교차로 신호제어 방식 중에서는 가로구간의 검지영역에서 수집된 차량 검지 정보가 원거리의 교통관제센터로 전송되고, 교통관제센터에서는 구축된 프로그램이나 전문가가 전송된 차량 검지 정보를 토대로 신호 운영 결정을 내리는 방식이 있는데, 이 방식은 원격지에서 교통신호를 제어하고 있어서 신속성(처리시간)과 효율성이 떨어지고, 운영 및 유지보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0540608호 대한민국 등록특허공보 특1997-0005280호 대한민국 등록특허공보 제10-0548776호

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 신호교차로 내부에 검지영역을 설정하여 교차로내 진행방향별 차량통행 정보에 따른 통행상태를 정확하게 판단하고 그에 따라 교차로 신호제어를 수행함으로서, 차로별 검지영역을 설정하지 않아도 되므로 검지영역 설정의 효율성을 확보하는 데 목적이 있다.

또한, 가로구간상 신호교차로 진입과 진출영역에 진입/진출 검지영역을 설정하여, 공유 차로에서도 보다 효율적인 신호 제어가 가능하도록 하는 데 다른 목적이 있다.

그리고, 실시간으로 교차로내 각 진행방향별로 정확한 통행상태 판단이 가능하게 되고 이를 이용하여 각 진행방향별로 실시간 신호제어가 가능하게 되므로, 앞막힘 현상 발생시 차량통행을 제한하거나, 차량통행이 없는 진행방향에 대해서는 적색신호를 등화하고 대신 교차로내 차량통행에 방해가 되지 않는 대체방향을 통행시키는 등, 교차로내 차량소통 원활화(앞막힘 현상 방지, 신호 대기시간 최소화)가 가능하도록 하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 신호교차로 내(內)에 차량의 진행방향별 차량통행 정보 검지가 가능하도록 검지영역을 설정하는 데 있다.

상기에서 검지영역 설정은, 교차로 주변에 하나 또는 복수개의 촬상수단을 교차로 내부 촬영이 가능하도록 구비하여 촬상수단으로부터 얻어진 영상을 판독하는 영상검지를 사용하거나, 검지영역에 루프 코일 센서를 설치하여 루프 코일 센서로부터 검출된 차량정보를 기준으로 교통량을 검지하는 루프검지를 사용하여 설정할 수 있으며, 이들 영상검지와 루프검지를 동시에 사용하여 설정할 수도 있다.

그리고, 상기한 검지영역 설정에 따라 검지된 신호 교차로내 차량통행 정보에 따라, 진행방향별 통행상태(원활, 앞막힘, 차없음 등)를 구분하고, 구분된 통행상태에 따라 교차로 신호가 진행방향별로 자동 제어되도록 하며, 진행방향별로 현시종료가 모두 가능할 경우 해당 현시를 종료하고 다음 현시를 진행하는 방법으로 진행방향별 자동 제어를 수행한다.

또한, 본 발명은 가로구간상 신호교차로 진입과 진출영역에 진입/진출 검지영역을 설정하고, 상기 진입/진출 검지영역의 교통량에 따라 신호교차로의 신호를 자동 제어한다.

본 발명은 신호교차로 내(內)에 설정되는 검지영역에 의해 신호현시에 따라 교차로를 통행하는 차량을 해당 현시의 진행방향(직진과 좌회전, 양방향 직진, 양방향 좌회전 등)별로 구분 검지할 뿐 아니라, 검지된 차량 통행 정보(점유시간 등)로부터 파악하는 교차로 진행방향별 통행상태에 따라 신호가 현시 전체가 아닌 현시내 진행방향별로 자동 제어되므로 교차로 앞막힘 현상이 방지되고, 차량이 없는 녹색시간이 최소화되거나, 필요한 경우, 녹색신호가 연장되는 등, 원활한 교통소통이 자동으로 이루어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 교차로 내에 설정하는 검지영역에서 직진과 우회전 공유차로 또는 직진과 좌회전 공유차로에서의 진행차량도 진행방향별로 명확히 구분할 수 있어, 같은 현시내 다른 진행방향별로 신호제어가 가능한 효과가 있다.

그리고 본 발명은 타 교차로와 연계함이 없이 적용한 교차로 각각 최적의 운용이 가능하고, 적용하는 신호교차로에서는 교차로 내부(內部)에서 차로가 아닌 진행방향에 맞추어 검지영역을 설정하면 되는데, 보통의 4지 신호교차로에서는 4개, 3지 신호교차로 및 좁은 가로가 접속된 4지 교차로에서는 2개 또는 1개의 검지영역만 설정하면 됨으로, 전체 비용이 저렴하고, 진행방향별 통행상태를 정확히 파악하여 교차로 신호를 효율적이면서 자동으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 신호교차로를 통과하는 방향별 차량 대수가 시간대별로 불규칙한 경우, 그리고 통행 교통량에 적합하지 않은 신호 운영이 되고 있는 교차로에서는 더욱 효과적인 차량소통이 가능하게 된다.

도 1 : 본 발명에서 신호교차로 내(內)에 설정되는 검지영역을 사각형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 2 : 본 발명에서 신호교차로 내(內)에 설정되는 검지영역을 원형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 3 : 본 발명에서 3지 신호교차로 내(內)에 설정되는 검지영역을 사각형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 4 : 본 발명에서 3지 신호교차로 내(內)에 설정되는 검지영역을 원형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 5 : 본 발명에서 3지 신호교차로 내(內)에 설정되는 두 개 검지영역을 사각형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 6 : 본 발명에서 3지 신호교차로 내(內)에 설정되는 두 개 검지영역을 원형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 7 : 본 발명에서 폭원이 좁은 4지 신호교차로 내(內)에 설정되는 검지영역을 사각형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 8 : 본 발명에서 폭원이 좁은 4지 신호교차로 내(內)에 설정되는 검지영역을 원형으로 형성할 시를 보여주는 예시도.
도 9 : 본 발명에서 현시 시간관련 용어 개념 설명도
도 10 : 전체 신호제어 프로세스.
도 11 : 교차로내 앞막힘 가능상태(β 상태) 발생시 신호제어 프로세스.
도 12 : 교차로내 진행차량 없는 상태(γ 상태) 발생시 신호제어 프로세스.
도 13 : 교차로내 정상상태(α 상태) 종료 가능시 신호제어 프로세스.
도 14 : 본 발명에서 신호교차로 외부에 설정되는 진입 검지영역 및 진출 검지영역을 설정한 상태의 예시도.
도 15 : 본 발명에서 신호교차로 외부 진입 검지영역에서 검지 된 정보에 따른 신호제어 프로세스.

본 발명은 신호교차로에서 앞막힘 현상의 방지와 차량통행이 없을 때의 녹색시간단축, 차량 통행이 많을 때 녹색시간 연장, 차량통행이 없는 진행방향에 대하여 대체방향 녹색등화 등을 자동으로 행하기 위한 것으로 현시의 진행방향별로 신호제어를 수행하는데, 이를 위하여 검지영역을 교차로내 진행방향별 차량통행정보 확인이 가능하도록 설정하고, 설정된 교차로내 검지영역별 차량 통행 정보에 의하여 진행 방향별 통행상태를 판단하고 그에 따라 교차로 신호를 현시의 진행방향별로 제어하는 방법으로, 정확하고 효율적인 교차로 신호제어가 가능하도록 하는 것이다.

이러한 교통신호 제어 방법을 실시하기 위하여 본 발명은 설정된 교차로내 검지영역의 차량통행 정보를 획득하기 위한 검지수단(촬상수단, 루프센서 등)과, 교차로에 설치되어 입력되는 동작제어신호에 따라 점등이 제어되는 신호등, 상기 검지수단으로부터 전송된 검지영역의 차량통행 정보를 바탕으로 통행상태를 판단하고, 그에 따라 교차로에 설치된 신호등의 점등을 제어하는 제어기를 포함하여 구성되는 시스템이 요구된다.

이때, 상기 제어기는 통행상태를 판단하는 통행상태 판단부와, 차량통행정보에 따른 통행상태를 판단하고 그에 따른 신호등제어를 위한 각종 데이터 및 프로그램이 기록된 메모리 및 신호등의 점등을 제어하기 위한 신호는 점등 제어부 및 상기 통행상태 판단부로부터 전송된 신호에따라 메모리의 데이터를 이용하여 점등 제어부로 동작 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성된다.

이러한 제어기의 역할은 종래 신호제어기에서 모두 수행할 수도 있으나, 상기 통행상태 판단부만 별도의 하드웨어로 분리하고 제어부 및 점등 제어부의 역할은 신호제어기에서 수행하도록 할 수도 있고, 상기 통행상태 판단부 및 제어부를 모두 별도의 하드웨어로 분리하고 점등 제어부의 역할은 종래 신호제어기에서 수행하도록 할 수도 있다.

이러한 제어기의 역할분할 및 하드웨어적 분할은 필요에 따라 당업자가 용이하게 설계변경할 수 있는 것으로, 하기에서는 하나의 제어기에서 통행상태 판단과 그에 따른 점등제어를 포함한 교통 신호 제어의 전과정을 수행하는 것을 예로서 설명한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 설명에 필요한 용어를 도면을 참조하여 정의한다.

도 1 내지 도 8은 신호교차로내 검지영역의 실시예를 나타내는 도면이다.

- 검지영역(Detection Area, 10) : 상기 검지수단을 통하여 영상검지 또는 루프검지 또는 이들을 동시에 사용하여 교차로내 차량 통행 정보를 검지하는 영역으로, 루프검지는 교차로내 진행방향별 차량 통행 정보를 획득할 수 있는 일정 범위에 설치된 루프 코일 센서(Loop coil sensor)에 의하여 감지되는 영역을 말하며, 영상검지는 교차로 내부 혹은 주변에 설치되는 촬상수단(카메라)에 의하여 획득된 영상 중에서 신호 처리를 통하여 교차로내 진행방향별 차량 통행 정보를 획득하게 되는 일정범위 영역을 말하는 것이며, 정확도를 더욱 높이기 위하여 루프검지와 영상검지를 같이 사용할 수 있고 이 경우 두 검지영역이 같도록 맞추거나 동기화한다.

이와 같이 설정되는 검지영역은 도 1 내지 도 8에 나타내는 바와 같이 사각형, 원형, 타원형의 형상이나 크기로 형성하거나 이외에 육각형, 팔각형 등 다각형으로 형성가능한데, 상기 검지영역을 형성하는 루프 코일 센서의 경우 코일 회전수 등에 상관없이 녹색 신호시간에 진행하는 차량의 점유시간 정보만 획득할 수 있으면 되는 것으로, 교차로내 하나 혹은 다수개가 설치될 수 있다.

도 9는 하나의 현시 진행에 있어서 본 발명에서 사용하는 용어를 시간적 개념으로 나타낸 것이다.

- 현시 : 신호주기를 구성하는 요소로 통행권(녹색신호)을 부여하는 진행방향을 의미하고, 현시시간은 진행방향의 녹색시간을 의미한다.

- 현시종료 근접 시간(Phase End Near Time, PENT) : 현시 녹색시간 종료에 근접한 시간으로, 해당 현시내 진행방향의 신호 연장 혹은 신호중지를 결정하는 시점이다.

- 단위 녹색시간(Unit Green, UG) : 녹색시간의 연장 단위로, 일정한 수 단위의 차량이 교차로를 통과할 수 있는 시간을 의미하며, 차량 한 대의 교차로 통행시간 간격을 관찰하여 결정하고 적용할 수 있다.

- 녹색신호 연장 한계(Extension Limit Green, ELG) : 정상모드의 현시 종료시간을 넘어, 녹색시간을 최대로 연장할 수 있는 시간으로 교통특성 등을 관찰하여 결정한 시간을 적용할 수 있다.

- 단위 적색시간(Unit Red, UR) : 앞막힘 가능상태(β 상태, 하기에서 설명)가 해당 현시에서 해소되지 못할 경우, 이를 해소하기위해 적색신호를 일정단위로연장하는 시간이다.

- 적색신호 연장 한계(Extension Limit Red, ELR) : 현시종료 근접 시간(PENT)이 될 때까지 진행방향에서 적색등화 중에 앞막힘 가능상태(β 상태, 하기에서 설명)가 지속될 때, 해소를 위해 적색신호를 연장할 수 있는 최대시간이다.

- 잔여 녹색시간 기준(Residual green time criteria, RGTC) : 진행방향에서 앞막힘 가능상태(β 상태) 또는 진행차량 없는 상태(γ 상태, 하기에서 설명)가 발생하여 신호를 적색신호로 바꾼 후, 남아있는 현시 시간을 기준으로 신호제어를 결정하는 시간 값이다. 일률적으로 결정하여 적용하거나 해당 교차로의 기하구조 특성과 교통특성 등을 관찰하여 결정한 시간 값을 적용할 수 있다.

기타 상기 도 1 내지 도 9에는 제시되지 않았지만 본 발명의 실시예를 위하여 사용되는 용어들을 살펴본다.

- 정상모드 : 통행상태에 따른 신호의 점등시간 조정이 요구되지 않는 신호 구동 모드를 말하는 것으로, 이는 시간대별 신호점등시간이 조정된 종래 고정신호제어방법에 따른 교차로 점등제어도 포함한다.

- 제어모드 : 통행상태에 따라 신호의 점등시간을 조정하는 본 발명에 따른 신호 구동 모드

- 종료 가능 모드 : 현시를 끝낼 수 있는 모드로 'OFF'설정시에는 현시를 종료할 수 없고,'ON'설정시에만 종료가 가능하다.

- 진행방향(Green time Movement, GM) : 현시에서 녹색신호가 등화된 직진, 좌회전 등 차량이 진행할 수 있는 방향별 진행 동선으로 우회전은 제외한다. 그 예로서 일반적인 4지 교차로에서는 하나의 신호 현시에서 두 개의 진행방향(직진과 좌회전, 양방향 직진, 양방향 좌회전 등)을 가진다. 그리고 3지 교차로에서는 하나의 신호현시에서 두 개의 진행방향(양방향 직진)을 가지거나 하나의 신호현시에서 하나의 진행방향(좌회전)을 가진다.

- 점유시간(Occupied Time, OT) : 녹색시간에서 한 대의 차량이 검지영역을 지나갈 때, 검지영역 상에서 소요된 시간을 의미한다.

- 점유시간 기준(Occupied Time Criteria, OTC) : 차량 점유시간이 지속되어 앞막힘 현상 발생 가능성이 높다고 판단할 수 있는 시간으로, 본 발명에서는 차량 점유시간(OT)이 이 기준을 지나면 앞막힘 가능상태(β상태, 하기에서 설명)로 결정하고 신호제어를 한다. 이러한 점유시간기준(OTC)은 일률적으로 결정하여 적용하거나, 해당 교차로의 기하구조 특성과 교통특성 등을 관찰하여 결정한 시간을 적용할 수 있다.

- 차간시간(Gap Time, GT) : 녹색시간에서 검지영역을 통과하는 차량과 차량 사이의 시간간격을 의미하는 것으로 비 점유시간이다.

- 차간시간 기준(Gap Time Criteria, GTC) : 녹색시간에 허용되는 진행방향에서 진행하는 차량이 없는 차간시간이 지속되어 신호제어가 필요한 시간기준으로, 본 발명에서는 이 기준에 도달하면 진행차량이 없는 상태(γ상태, 하기에서 설명)로 결정하고 신호제어를 한다. 차간시간 기준(GTC)은 일률적으로 결정하여 적용하거나, 해당 교차로의 기하구조 특성과 교통특성 등을 관찰하여 결정한 시간을 적용할 수 있다.

- 정상상태(α 상태) : 녹색시간에 정상적인 차량 통행이 있는 상태로, 점유시간(OT)은 점유시간 기준(OTC)보다 짧고, 차간시간(GT)은 차간시간 기준(GTC)보다 짧은 통행상태(점유시간(OT) < 점유시간 기준(OTC), 그리고 차간시간(GT) < 차간시간 기준(GTC))이다.

- 앞막힘 가능상태(β 상태) : 녹색시간의 진행방향에서 교차로 앞막힘 현상이 일어날 수 있는 차량통행 상태로, 점유시간(OT)이 점유시간 기준(OTC) 보다 같거나 긴 통행상태(점유시간(OT) ≥ 점유시간 기준(OTC))이다.

- 진행차량 없는 상태(γ 상태) : 녹색시간의 진행방향에서 차량통행이 없는 불필요한 녹색시간이 발생하는 통행상태로, 차량통행이 없는 차간시간(GT)이 차간시간 기준(GTC) 보다 같거나 긴 통행상태(차간시간(GT) ≥ 차간시간 기준(GTC))이다.

- 대체방향(Alternative Movement, AM) : 진행방향에서 진행하는 차량이 없는 상태(γ 상태)일 때, 그 진행방향을 정지시키고, 같은 현시 다른 진행방향 통행에 방해 없이 녹색신호를 주어 진행시킬 수 있는 진행방향이다.

-녹색시간 연장 모드 : 현시 녹색시간 종료시간 이후에도 녹색시간을 연장하고자 하는 경우 설정하는 제어모드로, 진행방향별로 현시종료 전, 현시종료 근접시간(PENT)부터 적용할 수 있으며, 이러한 녹색시간 연장 모드를 적용하기 위해서는 미리 현시별 연장 적용 모드를 설정해 두면 되는데, 이러한 연장 적용 모드 설정시 해당 검시영역의 검지수단으로부터 전송되는 차량 통행 정보에 따라 통행상태 판단부가 통행상태 판단을 연장하여 수행하게 되고, 이에 따라 제어기가 신호의 점등을 제어하게 된다.

상기한 용어정의를 바탕으로 하기에서 본 발명의 실시예를 살펴본다.

우선, 검지영역을 설정함에 있어서, 그 설정기준은 다음과 같은데, 기본적으로 하나의 검지영역은 한 현시내 하나의 진행방향 만을 검지하며, 교차로에 접속되어 있는 하나의 가로에서 우회전을 제외하고 교차로로 진입하는 차량이 빠짐없이 검지될 수 있도록 설정한다.

그 예로, 일반적인 4지 교차로에서 교차로 내부 차량통행 검지를 위한 검지영역은 도 1 및 2에 나타내는 바와 같이 4개를 설정한다. 4지 교차로에서 한 현시는 2개의 진행방향을 가지며, 2개의 진행방향은 각기 다른 검지영역에서 검지한다.

그리고, 대상가로의 교차로 접속부에서 직진이 3개 차로인 경우, 검지영역을 사각형 형태로 한다면, 검지영역의 긴 변의 길이는 3개 차로에서의 직진 차량을 모두 검지할 수 있는 길이를 가져야 하며, 짧은 변은 가로구간에서 신호대기 차량의 평균 차량간 정지간격 이상이 되도록 설정한다. 만약, 검지영역을 원형으로 할 경우에는 원의 지름 상에서 통과하는 직진차량을 모두 검지할 수 있도록 한다.

그리고 검지영역은 우회전 차량은 검지되지 않도록 설정해야 하며, 가장 가까운 좌회전 차량동선을 검지할 수 있도록 설정하면서, 차량이 검지영역에서 검지된 후, 가장 빨리 교차로를 벗어날 수 있는 위치에 설정한다.

이러한 기준에 따른 검지영역 설정 예로서, 도 1과 도2에서는 4지 신호교차로에서 검지영역을 설정한 예를 나타내었는데, 도 1은 사각형의 검지영역이고, 도 2는 원형의 검지영역을 설정한 예이다.

그림에서 교차로 내부 NE검지영역은 S방향 교차로 접속가로의 직진차로를 기준으로 설정한 것이고, ES검지영역은 W방향, SW검지영역은 N방향, WN검지영역은 E방향의 직진차로를 기준으로 설정한 것이다. 우회전 차량은 검지되지 않도록 설정하였으며, 직진 차량만이 아니라 근접한 좌회전 차량도 검지하도록 설정되었는데, NE검지영역의 경우는 S방향에서 N방향의 직진차량을 검지하고, 또한 N방향에서 E방향의 좌회전차량을 검지한다. 같은 방법으로, ES검지영역은 W방향에서 E방향의 직진 차량, E방향에서 S방향으로의 좌회전을 검지하고, SW검지영역은 N방향에서 S방향으로의 직진차량과 S방향에서 W방향으로의 좌회전 차량을 검지한다. WN검지영역은 E방향에서 W방향으로의 직진차량 검지와 W방향에서 N방향으로의 좌회전을 검지한다.

4지 교차로에서 설정하는 4개의 검지영역에서 신호현시에 따라 이용하는 검지자료는 항상 대각선 방향의 두 개의 검지영역 검지자료만을 이용하게 된다.

신호현시에 따른 검지영역을 가장 일반적인 신호운영 방식인 분리신호의 경우에서 나타낸 것이 표 1이며, 동시신호의 경우는 표 2와 같다.

표 1은 분리신호에서 현시별로 적용하는 검지영역 예시표이고, 표 2는 동시신호에서 현시별로 적용하는 검지영역 예시표로서, 상기 표 1과 표 2에서 방향이나, 현시순서는 현시방법을 설명하기 위한 하나의 예로 예시한 것이며, 실제 신호교차로에서 달라질 수 있다.

상기 표 1의 분리신호에서 1현시는 남(S), 북(N) 간의 직진 신호인데, 남측에서 북측으로 진행하는 차량(①번 진행방향)은 NE 검지영역에서 검지하고, 반대방향(⑤번 진행방향)은 NE 검지영역의 대각 방향에 있는 SW 검지영역에서 통행차량의 점유시간을 검지한다.

다음 현시(2현시)에서는 1현시에서 남측에서 북측 직진 차량을 검지했던 NE 검지영역이 북측(N)에서 동측(E)으로 좌회전(⑥번 진행방향)하는 차량을 검지하고, 대각선의 SW 검지영역은 남측(S)에서 서측(W)으로 좌회전(②번 진행방향)하는 차량을 검지한다.

3현시에서는 1, 2현시에서 이용하지 않았고, 서로 대각선에 위치하는 WN 검지영역과 ES 검지영역에 동(E), 서(W)간의 직진 통행(③번 진행방향, ⑦번 진행방향) 차량을 검지하는데, WN 검지영역은 동측(E)에서 서측(W)으로 진행하는 직진 차량(③번 진행방향), ES 검지영역은 서측(W)에서 동측(E)으로 진행하는 직진 차량(⑦번 진행방향)을 검지한다.

4현시의 WN 검지영역은, 서측(W)에서 북측(N)으로 좌회전(⑧번 진행방향)하는 차량을 검지하고, ES 검지영역(ES)은 동측(E)에서 남측(S)으로 좌회전(④번 진행방향)하는 차량을 검지한다.

상기 표 2의 동시신호에서도 표 1의 분리신호에서와 동일하게, 하나의 현시에서 두 개의 진행방향은 대각방향에 위치한 두 개의 검지영역에서 검지한다.

1현시에서 남측(S)에서 북측(N)으로 직진하는 차량(①번 진행방향)은 NE 검지영역에서 검지하고, 남측(S)에서 서측(W)으로 좌회전(②번 진행방향)하는 차량은 NE 검지영역의 대각선상에 위치한 SW 검지영역에서 검지한다.

2현시에서는 1현시에서 이용하지 않았던 WN 검지영역과 대각방향의 ES 검지영역을 이용하여 검지하는데, WN 검지영역은 동측(E)에서 서측(W)으로 직진(③번 진행방향)하는 차량을 검지하고, ES 검지영역은 동측(E)에서 남측(S)으로 좌회전(④번 진행방향)하는 차량을 검지한다.

3현시는 북측(N)에서 남측(S)으로 직진(⑤번 진행방향)하는 차량과 북측(N)에서 동측(E)으로 좌회전(⑥번 진행방향)하는 차량을 검지하는데, NE 검지영역에서 좌회전 차량을, SW 검지영역에서 직진 차량을 검지한다.

4현시는 서측(W)에서 동측(E)(직진, ⑦번 진행방향)과 북측(N)(좌회전, ⑧번 진행방향)으로 녹색등화가 있는데, ES 검지영역(ES)에서 직진 차량을, WN 검지영역에서 좌회전 차량을 검지한다.

3지 신호교차로나 좁은 가로가 연결된 4지 신호교차로의 검지영역은 기본적으로 상기 일반 4지 교차로의 설정기준(우회전을 제외한 직진과 좌회전 차량만 검지)을 만족해야 하며, 폭이 좁은 교차로 내부 등의 여건에 따라, 검지영역은 2개 또는 1개를 설정한다. 만약 하나의 검지영역이 클 경우에는 복수개의 검지영역을 설정할 수가 있고, 검지결과는 하나의 결과로 해석할 수 있다.

도 3은 3지 신호교차로에 하나의 사각형 형태 검지영역을 설정한 것이고, 도 4는 3지 신호교차로에 하나의 원형 형태 검지영역을 설정한 예이다. 도 5는 3지 신호교차로에 두개의 사각형 형태 검지영역을 설정한 것이고, 도 6은 3지 신호교차로에 두개의 원형 형태 검지영역을 설정한 예이다. 도 7은 폭이 좁은 가로가 접속된 4지 교차로에 사각형 형태의 검지영역을 나타낸 것이고, 도 8은 폭이 좁은 가로가 접속된 4지 교차로에 원형 형태의 검지영역을 나타낸 것이다.

표 3은 3지 신호교차로에서 2개의 검지영역을 설치하여 진행방향별 검지를 나타낸 예이다.

본 발명에서 검지영역에서 검지 된 차량 검지 정보의 전송(송출)과 검지된 차량 검지 점유시간으로부터의 통행상태 해석방법에 의해 해석된 결과를 교차로 신호제어기로 전송하는 것, 그리고 교차로 신호제어기에서 본 발명 신호 제어방법에 따른 신호 등화 구동은 기존 방법을 따르거나 준용한다.

이와 같이 본 발명은 교차로내 검지 영역을 설정한 후, 제어기는 차량의 현시 진행방향을 우선 판단하고, 그 현시 진행방향에 따라 기 설정된 검지 영역의 차량 통행 정보를 판단하여 통행 상태를 해석하게 된다.

이때, 상기 현시 진행방향을 판단하는 과정은 생략할 수도 있으며, 이는 이전 현시가 정상상태로 종료된 경우 교차로내 차량의 진행은 불법통행이 없는 범위에서는 현시에 따라 정해진 방향으로만 진행하게 되는 것이므로 굳이 현시 진행방향을 따질 필요없이 차량통행이 발생되는 방향에 대해서만 판단하여도 신호제어에 아무런 문제가 발생하지 않기 때문이며, 만약 주황색이나 적색등 변경시점에 발생되는 불법 통행차량을 감안할 경우 오차범위(예를들어 현시시작 후 일정시간내에 통행차량수가 일정수 이하인 경우)를 설정하여 해당 오차범위의 정보발생시 신호제어에서 제외하도록 할 수도 있으며, 불법통행 등에 의한 신호제어 오류 발생을 원천적으로 차단하기 위해서는 해당 현시에 기 설정된 진행방향에 대해서는 통행상태를 판단하여 신호제어하도록 할 수도 있다.

한편, 상기 검지영역으로부터 전송된 차량 통행 정보 중 통행상태를 판단하는 과정에서 요구되는 검지정보는 차량 점유시간(OT) 및 차간시간(GT)이다.

즉, 차량 점유시간(OT)이 점유시간 기준(OTC)보다 짧고 차간시간(GT)은 차간시간 기준(GTC)보다 짧은 통행상태인 경우 정상상태(α 상태)로 판단하고, 차량 점유시간(OT)이 해당교차로에 설정한 점유시간 기준(OTC) 이상으로 검지되면 신호교차로에서 지체(앞막힘 가능 상태, β 상태)가 발생한 것으로 판단하며, 녹색신호에서 차량 통행이 없어서 차간시간(GT)이 차간시간 기준(GTC)보다 길어지면 진행방향에 차량이 없는 상태(γ 상태)로서 불필요한 녹색시간이 진행되고 있는 것으로 판단하며, 이러한 통행상태 판단은 실시간으로 이루어지게 된다.

이와 같은 통행상태 판단을 기준으로 제어기는 교차로 신호를 제어하게 되는데, 검지정보로부터 모든 진행방향의 통행상태가 정상상태(α 상태)인 경우 정상모드로 신호제어하고, 임의의 진행방향의 통행상태가 앞막힘 현상 가능성이 높은 상태(β 상태)이거나, 진행방향에 차량이 없는 상태(γ 상태)일 때 제어모드로 진입하여 신호제어를 하며, β 상태와 γ 상태 없이 정상상태(α 상태)로 종료할 수 있는 경우에는 녹색 신호연장 모드를 체크하여 계속 진행하거나, 현시를 종료하고, 다음현시를 진행한다.

이러한 신호 제어는 복수개의 진행방향 전체를 동일하게 제어하는 것이 아니라, 진행 현시의 각 진행방향별(통상 4현시로 운용하는 4지 교차로의 경우, 한 현시에 2개 진행방향, 통상 3현시로 운용하는 3지 교차로의 경우는 한 현시에 2개 또는 1개 진행방향)로 각각 제어한다.

그리고, 상기 신호제어를 위한 신호제어 프로세스는 전체 신호제어 프로세스가 있으며, 현시내 하나의 진행방향 교통상태가 β 상태 일 때의 신호제어 프로세스, 현시내 하나의 진행방향 교통상태가 γ 상태일 때의 신호제어 프로세스, 현시내 진행방향 교통상태가 α 상태로 종료 가능할 때의 신호제어 프로세서로 구분한다.

상기에서 전체 신호제어는 현시 시작시에 해당현시 진행방향 모두 종료가능 모드를 OFF로 한다. 각 진행방향별로 각각 앞막힘 가능상태(β상태)가 발생하면 앞막힘 가능상태( β상태) 신호제어 프로세스를 실행하고, 진행차량 없는 상태(γ 상태)가 발생하면 진행차량 없는 상태(γ 상태) 신호제어 프로세스를 실행한다. β상태나 γ상태의 발생없이 현시종료 근접시간(PENT)에 도달하면 정상상태(α 상태) 종료 가능 신호제어 프로세스를 실행하고, 프로세스가 종료되면 다음현시를 진행한다.

그리고, 상기 β 상태일 때의 신호제어 프로세스는 어느 한 진행방향에서 통행상태가 앞막힘 가능상태(β 상태)인 경우, 해당 β상태 진행방향의 신호등을 황색신호 후 적색신호로 등화한다.

이 상태에서 잔여 녹색시간 기준(RGTC)이경과하지 않고 해당 β상태 진행방향이 진행차량 없는 상태(γ 상태)가 되면 신호를 다시 녹색으로 등화하고, 현시종료 근접 시간(PENT)이 경과된 후 해당 진행방향의 연장적용 모드가 ON이면 녹색신호를 단위 녹색시간(UG) 만큼씩 녹색신호 연장한계(ELG)까지 반복적으로 연장하고, 녹색신호 연장한계(ELG)전 통행상태가 정상상태(α 상태)가 아니면 종료가능 모드를 ON으로 한다.

적색신호 등화 후 진행시점이 잔여 녹색시간 기준(RGTC)을 지나고, 현시종료 근접 시간(PENT)에서 계속 진행차량 없는 상태(γ 상태)이면 적색신호를 단위 적색시간(UR) 만큼씩, 적색신호 연장한계(ELR)까지 연장할 수 있다.

이 과정에서 현시종료 근접 시간(PENT)이전에 진행차량 없는 상태(γ 상태)가 되면, 현시종료 근접시점(PENT)에서 연장모드가 ON인지 체크하고, ON이면 녹색신호 연장한계(ELG)이내에서 단위 녹색시간(UG)을 반복적으로 연장한다.

그리고, 적색신호 연장한계(ELR)에 도달하거나, 현시종료 근접 시간(PENT)이후에 진행차량 없는 상태(γ 상태)가 되면, 진행방향 종료 가능모드를 ON으로 하고, 같은 현시 다른 진행방향에서의 진행방향 종료가능 모드가 ON일때 진행현시를 중단한다.

또 다른 예로서 상기에서 γ 상태 일 때의 신호제어 프로세스는 어느 한 진행방향에서 통행상태가 진행차량 없는 상태(γ 상태)인 경우, 해당 γ 상태 진행방향의 횡단보도 신호등을 판단하여 녹색등화가 아닌 경우 해당 γ 상태 진행방향의 신호등을 황색신호 후 적색신호로 등화하고 종료 가능모드를 ON으로 하고 다른 진행방향의 종료 가능모드도 ON이면 해당 현시를 종료한다.

그리고 다른 진행방향의 종료 가능모드가 ON이 아니고, 잔여 녹색시간 기준(RGTC) 이전인 경우, 상기 γ 상태 진행방향의 대체방향을 녹색등화하고, 진행방향 종료가능 모드를 OFF로 한다.

그리고, 상기 대체방향의 통행상태를 판단하여, 대체방향의 통행상태가 γ 상태가 아니고 현시종료 근접시간(PENT)을 경과한 후 통행상태가 정상상태(α 상태)이면서 연장모드가 ON이면, 단위 녹색시간(UG)만큼씩 녹색신호 연장한계(ELG)까지 연장 할 수 있다.

또한 현시종료 근접시간(PENT)전이라도 진행방향 통행상태가 γ상태이고 같은 현시 다른 진행방향의 종료가능 모드가 ON이면 종료한다.

그리고, 녹색신호연장에서 통행상태가 γ상태이면 종료가능 모드를 ON으로 하고, 같은 현시 다른 진행방향의 종료가능 모드가 ON이면 종료한다.

대체방향의 검지영역은 진행 중단된 방향의 검지영역과 같은 검지수단을 이용하며, 분리신호 각 현시에서 진행방향에 대한 대체 진행방향은 표 4에서, 동시신호 각 현시에서 진행방향에 대한 대체 진행방향은 표 5에서 나타내었고, 3지 교차로 대체 진행방향은 표 6에서 나타내었다. 점선으로 표시된 것이 진행방향에 대한 대체방향이다.

그리고, 정상상태(α 상태) 종료 가능시 신호제어 프로세서는 해당 현시에서 진행방향이 γ상태나 β상태에 해당되지 않고 정상상태(α 상태)로 현시종료에 근접할 때는 진행 연장모드가 ON이면 단위 녹색시간(UG)만큼씩 녹색신호 연장한계(ELG)까지 녹색시간을 연장한다. 정상상태(α 상태)가 아니거나, 녹색신호 연장한계(ELG)에 도달하면 종료가능 모드를 ON으로 하고, 같은 현시 다른 진행방향에서의 종료가능 모드가 ON일 때, 해당 현시를 종료한다.

녹색시간 연장은 진행방향별로 현시종료 전, 현시종료 근접시간(PENT)부터 적용할 수 있는데, 그 예로, ON(1)을 적용, OFF(0)를 미적용으로 할 때, 표 1의 진행방향에서 다음 표 7과 같이 지정한다면, 각 방향의 직진에 대해서는 차량의 연속진행시 녹색시간 연장이 가능하고, 각 방향별 좌회전에 대해서는 녹색시간 연장을 하지 않게 된다. 그리고, 모든 방향에 대해 연장모드를 ON으로 하거나 OFF로 할 수도 있다.

표 7은 녹색시간 연장 진행방향 선택 예를 나타낸다.

이러한 신호 제어 예를 하기에서 통행상태별로 구별하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 10은 전체 신호제어 프로세서를 나타낸 것으로 하나의 현시 시작과 종료과정을 나타낸다.

우선, 임의의 현시 시작시에 제어기는 해당현시 진행방향 모두 종료가능 모드를 OFF로 한다.(S101)

그리고, 상기 제어기는 현시방향에 따라 기 설정된 검지영역으로부터 출력되는 신호를 판단하여 각 진행방향별 통행상태를 판단하여, 각 진행방향별로 각각 앞막힘 가능상태( β상태)가 발생하면(S102), 앞막힘 가능상태(β상태) 신호제어 프로세스를 실행하고(S103), 진행차량 없는 상태(γ 상태)가 발생하면(S104), 진행차량 없는 상태(γ 상태) 신호제어 프로세스를 실행한다.(S105)

β상태나 γ상태의 발생없이 현시종료 근접시간(PENT)에 도달하면(S106) 정상상태(α 상태) 종료 가능 신호제어 프로세스를 실행한다.(S106)

프로세스가 종료되면 다음현시를 진행한다.

그리고 통행상태가 앞막힘 가능상태(β 상태)인 경우를 살펴본다.

도 11은 어느 한 진행방향에서 통행상태가 앞막힘 가능상태(β 상태)인 경우, β 상태 신호제어 프로세스를 실행하게 되는데, 제어기는 β 상태 발생 진행방향을 A진행방향으로, 다른 진행방향을 B진행방향으로 설정한 후(S201), A진행방향을 황색신호 후 적색신호로 등화한다.(S202)

이와 같이 적색신호를 등화한 후 제어기는 현재 시간이 잔여 녹색시간 기준(RGTC)을 초과하였는지 판단하여(S203), 초과하지 않은 경우 해당 A 진행방향의 검지영역에 진행차량이 없는 상태(γ상태)가 되면(S204), A진행 방향에 다시 녹색등화를 한다.(S205)

이 상태에서 제어기는 현시종료 근접 시간(PENT)이 되었는지를 판단하여(S206), 현시종료 근접 시간(PENT)이전까지는 현재의 점등상태를 유지하다가 현시종료 근접 시간(PENT)이 되면 현재의 A진행방향의 녹색신호 연장 적용모드가 'ON'상태인지를 판단하여(S207), 녹색신호 연장 적용모드가 'ON'상태인 경우 진행방향이 정상상태(α 상태)가 유지되고 있는지를 판단하여(S208), 진행방향이 정상상태인 경우 녹색신호를 단위 녹색시간(UG) 만큼 연장하고(S209) 이러한 연장이 녹색신호연장한계(ELG)에 이르렀는지 판단한 후(S210), 연장한계에 도달되지 않으면 스텝 S208 ~ 210을 반복하여, 단위 녹색시간을 다수회 반복 연장하는데, 이 과정에서 스텝 S208에서 녹색신호 연장한계(ELG)에 이르기 전 통행상태가 정상상태(α 상태)가 아니라고 판단되거나, 스텝 S210에서 녹색시간 연장한계(ELG)에 이르렀다고 판단되면 해당 진행방향의 종료가능 모드를 ON으로 한다.(S211)

한편, 상기 스텝 S203에서 잔여 녹색시간 기준(RGTC)을 지나고, A 진행방향에 차량이 없는 상태(γ상태)가 되면(S212), 제어기는 스텝 S206으로 과정을 전환한다.

그리고, 상기 스텝 S212에서 A 진행방향에 차량이 없는 상태(γ상태)가 아니면 현시종료 근접 시간(PENT)이내인지를 판단(S213)하여, 현시종료 근접 시간(PENT)이내인 경우 스텝 S212와 213을 반복하고, 현시종료 근접 시간(PENT)이되면 다시 A진행방향에 차량이 없는 상태(γ상태)인지를 판단하여(S214), A진행방향에 차량이 없는 상태(γ상태)인 경우 스텝 S211로 과정을 전환하고, A진행방향에 차량이 없는 상태(γ상태)가 아닌 경우 적색신호를 단위 적색시간(UR) 만큼 연장하고(S215) 적색신호 연장한계(ELR)에 이르렀는지 판단한 후(S216), 적색신호 연장한계(ELR)에 이른 경우 스텝 S211로 과정을 전환하고, 적색신호 연장한계(ELR)에 도달하지 않은 경우 스텝 S214 내지 S216을 반복한다.

그리고, 상기 스텝 S211에서 A진행방향 종료가능모드를 ON한 후에는 B진행방향 종료가능모드가 ON인지를 판단하여(S217), B진행방향 종료가능모드가 ON이면 현시를 종료한다(S218).

그리고 진행차량이 없는 상태(γ 상태) 발생시 신호제어를 도 12를 참조하여 살펴본다.

제어기는 진행방향에 따라 기 설정된 검지영역으로부터 출력되는 신호를 기준으로 통행상태를 판단하여 현재 진행방향 중 진행차량이 없는 상태(γ 상태)가 발생하였는지를 판단하고, 진행차량이 없는 상태(γ 상태)가 발생되면 해당 진행방향을 A진행방향으로 다른 진행방향을 B진행방향으로 설정한다.(S301)

그리고, A진행방향의 횡단보도가 녹색등화 상태인지를 판단하여(S302), 횡단보도가 녹색등화상태인 경우 해당 신호점등상태를 유지하고, 횡단보도가 녹색등화상태가 아닌 경우, 해당 A진행방향에 대해 황색신호 후 적색신호를 등화한다.(S303)

이후 해당 A진행방향의 종료가능모드를 ON으로 하고(S304), B진행방향 종료가능모드가 ON인지를 판단하여(S305), B진행방향 종료가능모드가 ON인 경우 현시를 종료한다.(S306)

그러나, 상기 스텝 S305에서 B진행방향 종료가능모드가 ON이 아닌 경우 B 진행방향의 녹색신호가 잔여 녹색시간 기준(RGTC) 이전인지를 판단하여(S307), 녹색시간 기준(RGTC) 이전인경우 스텝 S305로 과정을 귀환하고, 녹색시간 기준(RGTC)을 넘긴 경우 경우, 상기 γ 상태 진행방향인 A진행방향의 대체방향을 녹색등화하고(S308), 상기 A 진행방향의 종료가능모드를 OFF로 한 후(S309), A진행방향의 대체방향을 A진행방향으로 설정한다.(S310)

이와 같이 A진행방향의 대체방향으로 새롭게 설정된 A진행방향에 대하여 통행상태가 γ 상태인지를 판단하여(S311), A 진행방향의 통행상태가 γ 상태이면 해당 A진행방향의 종료가능모드를 ON으로 하고(S312), B진행방향의 종료가능모드가 ON인지를 판단하여(S313), B진행방향의 종료가능모드가 ON인 경우 현시를 종료(S306)하고, B진행방향의 종료가능모드가 ON이 아닌 경우 스텝 S311로 과정을 귀환한다.

그리고, 상기 스텝 S311에서 A진행방향의 통행상태가 γ 상태가 아닌 경우, 현시종료근접시간(PENT)에 도달했는지를 판단하고(S314), 현시종료근접시간(PENT)에 도달하지 않은 경우 과정을 스텝 S311로 귀환하고, 현시종료근접시간(PENT)에 도달한 경우 A진행방향 연장모드가 ON인지를 판단하여(S315), A진행방향 연장모드가 ON이 아니면 스텝 S312로 과정을 귀환하고, A진행방향 연장모드가 ON인 경우 A진행방향이 α 상태인지를 판단하여(S316), A진행방향이 α 상태가 아니면 스텝 S312로 과정을 귀환하고, A진행방향이 α 상태이면 녹색시간을 단위 녹색시간(UG)단위로 1회 내지 복수회 연장하되(S317), 기 설정된 녹색신호 연장 한계(ELG)범위에 도달했는지 판단하여(S318), 기 설정된 녹색신호 연장 한계(ELG)에 도달하지 않은 경우 스텝 S316으로 과정을 귀환하고, 기 설정된 녹색신호 연장 한계(ELG)에 도달한 경우 상기 스텝 S312로 귀환한다.

그리고, 정상상태(α 상태) 종료 가능시 신호 제어를 도 13을 참조하여 설명한다.

해당 현시에서 진행방향이 γ상태나 β상태에 해당되지 않고 정상상태(α 상태)로 현시종료에 근접할 때는 현시종료 근접 시간(PENT)에서 정상상태(α 상태)가 유지될 때, 제어기는 α 상태 진행방향을 A로 다른 진행방향을 B 진행방향으로 설정한다. 이 과정에서 다수 진행방향이 모두 α 상태이면 그중 어느 하나를 임의로 A진행방향으로 설정하고 나머지는 B진행방향으로 설정한다.(S401)

이후 제어기는 A진행방향 연장모드가 ON인지를 판단하여(S402), A진행방향 연장모드가 ON이아닌 경우 A진행방향 종료 가능모드를 ON으로 하고(S403), A진행방향 연장모드가 ON인 경우 단위 녹색시간(UG)만큼씩 녹색신호를 연장하여(S404)하고, 해당 A진행방향이 α 상태인지를 판단하여(S405), A진행방향이 α 상태가 아니면 스텝 S403으로 과정을 전환하고, A진행방향이 α 상태인 경우 녹색신호 연장한계(ELG)까지 도달했는지를 판단하여(S406), 연장한계(ELG)도달하지 않은 경우 스텝 S404로 과정을 귀환하여 녹색시간을 녹색신호 연장한계(ELG)까지 연장한다.

그리고, 녹색신호 연장한계(ELG)에 도달되면, A진행방향 종료가능모드를 ON으로 하고(S403), B진행방향 종료가능모드가 ON인지를 판단하여(S407), B 진행방향 종료가능모드가 ON인 경우 현시를 종료한다.(S408)

본 발명은 이상에서와 같이 교차로 내부에 검지영역을 설정하고 검지된 차량의 점유시간 정보로 진행방향의 통행상태를 구분하고, 통행상태에 따라 교차로 신호를 자동 제어하는 것이다.

여기에 부가하여, 교차로 외부 가로구간 상에 검지영역을 설치하여 특별한 경우에 신호제어를 하는 방법을 발명하였는데, 도 14를 이용하여 설명한다.

도 14는 4지 신호교차로의 내부에 진행 방향별 검지영역을 설정함과 동시에 4지 신호교차로의 외부, 각 가로구간 상에 진입 검지영역과 진출 검지영역을 각각 설정하여 보조적으로 운영할 수 있음을 도시한 것이다.

상기 진입영역 및 진출영역에 각각 설정되는 진입 검지영역 및 진출 검지영역은 4지 신호교차로에서 우회전 통행의 이용이 있는 차로는 검지하지 않도록 하고, 직진 차로와 좌회전 차로가 분리되도록 설정하며, 교차로 진입영역이나 진출영역에 적정 간격을 띄워 설정한다. 표 8은 분리신호에서의 진행방향별 진입 및 진출 검지영역을 나타낸 것이고, 표 9은 동시신호에서의 진행방향별 진입 및 진출 검지영역을 나타낸 것이다.

기본적으로는 교차로 내부 검지영역 정보에 의하여 신호제어를 하나, 진입 검지영역 정보가 모든 방향에서 진행차량이 없는 상태(γ상태)이거나, 진행 방향의 진출 검지영역 정보가 앞막힘 가능상태(β 상태)의 경우에 신호 제어를 한다.

도 15는 신호교차로 외부에 설정되는 진입 검지영역 정보에 따른 신호제어 프로세스이다.

우선, 제어기는 메모리에 기록된 현시순서와 현시시간으로 신호제어를 진행하고(S501), 만약, 모든 방향의 진입 검지영역 통행정보가 진행차량 없는 상태(γ 상태)이면(S502), 제어기는 모든 방향을 적색 또는 황색 점멸 등화하고(S503), 이후 한 차로 이상에서 진입 검지영역의 통행정보가 정상상태(α 상태)로 되면(S504) 원래 현시 운영으로 복귀한다.

그리고, 진입 검지영역으로부터 전송되는 신호를 판단하여 진행 방향의 진출 검지영역 정보가 앞막힘 가능상태(β 상태)의 경우에 교차로내 검지영역에서 앞막힘 가능상태(β 상태)의 정보가 전송되는 경우와 동일하게 신호 제어를 한다.

본 발명 적용 교차로에서 일정기간 특정 시간대에 실제로 변화되어 적용된 현시별 녹색시간 정보를 저장하였다가 평균값 등을 계산하여 현시 길이의 초기값으로 사용하면 더욱 효율적인 신호운영을 가능하게 한다.

본 발명은 신호교차로 내(內)에 검지영역을 설정하여 교차로를 통행하는 차량을 진행방향별로 구분 검지하도록 하고, 검지된 정보(점유시간 등)로 부터 통행상태를 분류하여 해석하고, 현시의 진행방향별 통행상태에 따라 신호를 자동 제어함으로써 교차로 앞막힘 현상이 방지되고, 차량이 없는 녹색시간(녹색등화시간)이 최소화됨은 물론 필요시 녹색시간이 연장되어 원활한 교통소통이 가능하게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

Claims

신호교차로 내(內)에 차량의 진행방향별 차량 점유시간(OT) 및 차간시간(GT) 검지가 가능하도록 검지영역을 신호교차로 내(內)에 설정하는 것을 특징으로 하는 통행차량 검지를 위한 검지영역 설정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 검지영역은 우회전 방향은 제외하고 설정하는 것을 특징으로 하는 통행차량 검지를 위한 검지 영역 설정 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 신호교차로 부근의 가로구간상 신호교차로 진입과 진출영역에 진입/진출 검지영역을 더 설정하는 것을 특징으로 하는 통행차량 검지를 위한 검지영역 설정 방법.
신호교차로 내(內)에 차량의 진행방향별 차량 통행 정보 검지가 가능하도록 검지영역을 설정하는 과정과,
상기 검지영역 설정에 따라 검지된 신호 교차로내 차량 통행 정보에 따라, 진행방향별 통행상태를 정상상태, 앞막힘 가능 상태, 진행차량 없는 상태로 구분하고, 구분된 통행상태에 따라 제어기가 교차로 신호를 진행방향별로 차등 제어되도록 하며, 해당 현시의 모든 진행방향에서 종료가능할 경우 해당 현시를 종료하고 다음 현시를 진행하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어방법.
제 4항에 있어서, 상기 제어기가 통행상태를 판단하는 과정에서 요구되는 검지정보는 차량 점유시간(OT) 및 차간시간(GT)인 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어방법.
제 5항에 있어서, 차량 점유시간(OT)이 점유시간 기준(OTC)보다 짧고 차간시간(GT)은 차간시간 기준(GTC)보다 짧은 통행상태인 경우 정상상태(α 상태)로 판단하고, 차량 점유시간(OT)이 해당교차로에 설정한 점유시간 기준(OTC) 이상으로 검지되면 신호교차로에서 지체인 앞막힘 가능 상태(β상태)가 발생한 것으로 판단하며, 녹색신호에서 차량 통행이 없어서 차간시간(GT)이 차간시간 기준(GTC)보다 길어지면 진행방향에 차량이 없는 상태인 진행차량 없는 상태(γ 상태)로 판단하며, 이러한 통행상태 판단은 실시간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어방법.
제 6항에 있어서, 제어기는 임의의 진행방향의 통행상태가 β 상태이거나, γ 상태일 때 신호등의 점등제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어방법.
제 6항에 있어서, 통행상태가 β 상태인 경우, 해당 β상태 진행방향의 신호등을 황색신호 후 적색신호로 등화하고,
이 상태에서 잔여 녹색시간 기준(RGTC)을 경과하거나 경과하지 않고 해당 진행방향이 차량이 없는 상태(γ 상태)인 경우 다시 녹색신호를 등화하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어방법.
제 8항에 있어서, 해당 β상태 진행방향이 적색신호 등화 후 차량이 없는 상태(γ 상태)여서 다시 녹색신호를 등화한 경우, 진행시간이 현시종료 근접 시간(PENT)에 도달한 경우 녹색신호를 단위 녹색시간(UG) 만큼씩 녹색신호 연장한계(ELG)까지 반복적으로 연장하고,
적색신호 등화 후 진행시점이 잔여 녹색시간 기준(RGTC)을 지나고, 현시종료 근접 시간(PENT)에서 계속 앞막힘 가능상태(β 상태)이면 적색신호를 단위 적색시간(UR) 만큼씩, 적색신호 연장한계(ELR)까지 연장하고,
현시종료 근접 시간(PENT)이 경과된 후 해당 진행방향이 차량이 없는 상태(γ 상태)가 아니거나 정상상태(α 상태)가 아닌 경우 해당 현시는 종료하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어방법.
제 6항에 있어서, 통행상태가 γ 상태인 경우,
제어기는 해당 γ 상태 진행방향의 횡단보도 신호등을 판단하여 녹색등화가 아닌 경우, 해당 γ 상태 진행방향의 신호등을 황색신호 후 적색신호로 등화하고,
진행시간이 잔여 녹색시간 기준(RGTC) 이전인 경우, 상기 γ 상태 진행방향의 대체방향을 녹색등화하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어방법.
제 10항에 있어서, 상기 대체방향 녹색등화 후, 상기 대체방향의 통행상태를 판단하여, 현시종료 근접 시간(PENT)이 경과된 후에도 대체방향의 통행상태가 정상상태(α 상태)인 경우 단위 녹색시간(UG)만큼씩 녹색신호 연장한계(ELG)까지 연장하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 방법.
제 10항에 있어서, 대체방향의 검지영역은 진행 중단된 방향의 검지영역과 같은 검지영역을 이용하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 방법.
제 6항에 있어서, 정상상태(α 상태)로 현시종료에 근접할 때는 현시종료 근접 시간(PENT)에서 단위 녹색시간(UG)만큼씩 녹색신호 연장한계(ELG)까지 녹색시간을 연장하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 방법.
제 9, 11 또는 13항의 어느 하나의 항에 있어서, 녹색시간 연장은 진행방향별로 현시종료 전, 현시종료 근접시간(PENT)부터 적용할 수 있는데, 미리 현시별 녹색시간 연장 모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 교통 신호 제어 방법.