R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919TBIP-C111209-04 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 음향신호 처리 기반의 터널 교통사고 자동검지시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-04-27 ~ 2019-06-30 | |||||
| 연구책임자 | 신영달 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
32명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 138,000,000 원 기업 : 92,300,000 원 계 : 230,300,000 원 |
총연구비 | 정부 : 1,246,000,000 원 기업 : 832,000,000 원 계 : 2,078,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)에이엔제이솔루션 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
매년 터널에서 발생하는 600여 건의 교통사고 자동검지를 통한 2차사고 예방을 위해 터널 내 음향데이터(차량 운행음, 경적, 스키드, 충돌 등)를 자동으로 분석하여 터널 내 .교통사고를 즉시 검지할 수 있는 시스템 개발 1. 터널 교통사고 관련 사회적 이슈 - 2001년 스페인 몽블랑 터널에서 트럭 전복에 따른 화재사고로 인한 30여 명 사망사고 이후, 전 세계적으로 터널 교통사고의 자동검지 기술 개발을 적극적으로 추진하였고, 국내에도 “도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부, 2009)”에 의거하여 고속도로 장대터널(1,000m 이상)을 중심으로 터널 교통사고 자동검지시스템 적극적 도입 추진으로 현 연구개발인 음향신호 기반의 터널교통사고 자동검지시스템 개발을 추진하기 위함입니다 [최종목표] 실 도로환경에서 목표성능(검지율 90%, 오검지율 10%, 검지시간 5초) 달성이 가능한 터널 음향 데이터 분석 기반의 교통사고 자동검지시스템 개발 최종목표의 설정근거 및 평가방법 1. 연구내용 (1)에이엔제이솔루션(주관) -음향신호 수집 현장장비 개발 및 테스트를 통한 제품 검증 -터널음향데이터 수집 DB 구축 (2)한국건설연구원(공동) -개발시스템 성능평가 -경제성 분석을 통한 효과 분석 (3)광주과학기술원 -음향신호분석기반터널 교통사고 검지 알고리즘 개발 2.사회적니즈: 터널교통사고 조기검지를 통한 2차 사고 예방 -다중 추돌사고 방지 및 인명피해 최소화 방안 수립 안전장치 필요 3. 항목 -검지율(Detection Rate) : 90%이상의 성능 목표(세계 최고 수준의 보유국-미국 85%) a.평가방법 : 돌발상황(사고, 급정거 등) 유형별 검지정확도 평가 -오검지율(False-Alarm Rate) : a.평가방법 : 돌발상황 미발생시 검지기 돌발 알람 케이스 분석 -검지시간(Detection Time) a.돌발상황 발생시간과 검지기 돌발 알람 표시시간 차이 분석 4.에이엔제이솔루션과 공동연구기관의 전문 분야 협력으로 개발한 음향신호 처리 기반의 터널 교통사고 자동검지시스템을 국토교통부 산하기관인 한국도로공사, 건설기술연구원, 일반 지자체, 민간 고속도로의 판매 설치 적용을 하기 위한 제품 제작 [연구내용 및 범위] 1.터널 음향신호 처리 알고리즘 개발 -터널 음향신호 변환, 필터링 등 전처리 알고리즘 개발 -전처리 음향신호의 패턴 분석을 통한 교통사고음 분류 알고리즘 개발 2.터널 음향신호 수집장치 개발 -터널 내 음향 데이터 수집을 위한 특수 마이크로폰 개발 -음향신호 디지털라이징, 압축, 전송을 위한 제어부 개발 3.터널 음향 데이터 DB 구축 -터널 음향 데이터 수집을 위한 음향신호 수집장치 현장 설치·운영 -터널 음향 데이터 분석을 위한 최적 DB 설계 및 구축 4.개발시스템 성능평가 및 효과분석 -개발시스템 성능평가 방법론 정립 및 실도로 수집 데이터 기반 평가 -개발시스템 경제성 분석을 통한 효과분석 5.현재까지 확보된 기술개발 현황 (1)개발동기 -고속도로 터널 교통관리 중요성 인식 a.터널 교통사고 시 즉시 검지를 통한 2차사고 예방 교통관리전략 필요 기 운영 중인 터널 유고감지설비 활용성 저하 b.주관기관이 운영관리 중인 고속도로 터널 유고감지설비 운영상 문제점 발생(잦은 오검지로 인해 활용성 저하) c.주관기관은 다년간 고속도로 터널 교통관리시스템 유지관리사업 수행 (2)시장조사 -터널 교통사고 자동검지 솔루션 국내외 현황조사 a.대부분 영상 검지 방식으로 운영되고 있어, 터널 내 자동차 매연, 입·출구 섬광 등으로 활용성 저하 현상 발생 터널 음향 특성 분석을 통한 교통사고 검지 가능성 인식 b. 터널에서는 음향의 산란현상이 최소화됨에 따라 음향신호 분석을 통한 교통사고 검지기술 개발 유리(오스트리아에서 유사제품 개발 성공 및 사업화 추진현황 시장조사 수행) (3)특허등록 -음향신호 분석을 통한 터널 교통사고 검지기술 특허 출원 및 등록 완료 a. 터널 내에 일정 간격으로 설치된 음향 센서를 통해 입력된 사고 시점에 발생한 돌발적 음향을 감지하여 사고 위치와 그 유형을 판단하여 터널 내 사고 상황에 신속 대응 기술 (4)파일럿 제품 설계/제작 -주관기관 보유 특허기술 시제품 설계 및 제작 a.주관기관은 보유 특허기술의 구현을 위해 상용 마이크를 이용하여 터널 음향신호를 수집하는 장비를 시험 제작함 b.음향신호 처리에 일반적으로 널리 활용되는 고속 퓨리에 변환 알고리즘 및 하이패스 필터를 적용하여 시험적으로 구현함 (5)파일럿 제품 평가 -주관기관 개발 시제품 현장 운용성 성능검증 a. 마이크로폰 검지영역 확대 필요 b. 음향 Masking 현상 발생시 검지성능 향상 필요 (6)추가 기술개발 항목 설정 -검지영역을 기존 10m→100m 확대를 위한 특수 마이크로폰 및 제어기 개발 a. 음향 Masking 현상 발생시 검지성능 향상을 위한 알고리즘 및 구현 S/W 개발 b. 개발 알고리즘 검증 및 파라미터 설정을 위한 터널 음향 DB 설계 및 구축 |
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| 색인어 | 한글 | 터널 | 교통사고 | 음향신호 | 자동검지 | 2차사고 |
| 영문 | Tunnel | Traffic Accident | Acoustic Signal | Automatic Detection | Secondary Accident | |
| 최종보고서 | 02.음향신호_최종보고서.pdf | |||||