| 연구개발개요 |
사업의 개요 - (배경) 전 세계적으로 도시화가 가속화되고 교통사고 증가, 대기오염 심화 등 심각한 인적·물적 피해를 수반하는 도시 교통문제 대응 수요가 증가하는 추세임 - (필요성) * 감응형 신호등제어는 실시간 교통량 정보를 근거한, 신호등운영방법 중 하나이며, 국내·외에서 상시 체계로 운영하는 곳은 전무함 * 국내에서 심야시간대에 실시간 감응형 교차로 신호등운영을 실시한 예(충주시, 울산시)는 있지만, 비 혼잡시간대에 국한하며, 혼잡시간대에 특정 교차로를 실시간 신호등제 어 방식으로 운영한 결과, 주변 교차로의 혼잡이 가중되는 결과로 나타남 * 유럽(영국, 오스트리아)에서는 CCTV기반의 혼잡도로에 대해 실시간 신호등제어를 통해 10%이상의 교통량 증대 성과를 나타냈지만, 이를 위해 모니터링하는 요원의 직접적 인 육안확인/분석/신호등 제어등의 자원이 투입 되었고, 차량 이동의 주 방향에 국한해서 나타난 결과로 범용성은 없음 - (목적) 교통검지장치를 통해 정보를 수집하고 교차로 현장 상황에 최적의 신호제어를 위한 감응형 신호등제어를 위한 엣지시스템 개발
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| 최종목표 |
소규모 자가망 기반의 신호 대기열, 좌회전 신호대기, 보행자 푸시버튼 등 검지장치를 통해 정보를 수집하고 교차로 현장 상황에 최적의 신호제어를 위한 감응형 신호등제어를 위한 엣지시스템 개발 - 엣지시스템에는 교통 데이터 수집/분석/예측/처리 및 검지 기능을 개발하고, 다음 신호등운영주기에 반영할 수 있도록 정보의 경량화, 처리과정을 신속성확보, 인공지능 강화학습을 적용한 신호등운영 예측시간에 적용 - 신호등운영기능과 엣지시스템 기능을 각각 구분하여 개발하여 엣지시스템 기반 독립형 신호등제어 운영 및 중앙관제센터제어 운영방식을 상호 전환 기능 적용
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| 연구내용 및 범위 |
1. 소규모 자가망 기반의 독립형 엣지시스템 개발 내용 - (교차로교통정보 수집) 신호 대기열, 보행자 검지, 감응형 좌회전 신호 운영 정보 수집 (푸시버튼, 루프, CCTV, 레이더 등) - (교통정보 신뢰성) 영상정보(관측 모니터+디지털정보)와 Radar의 이기종간 퓨전처리를 통해 데이터 교차검증을 통해 신뢰성 확보 - (인공지능 강화학습 적용) 교차로의 신호등운영시간 예측 시 이전의 교통량 패턴에 따른 신호운영 누적정보를 활용, 인공지능 강화학습을 적용하여 신호등운영 예측시간 산출에 반영 - (소규모 자가망 구축) 인접 교차로간 무선 WiFi 망(백업망은 LTE)을 구축하여 상호간의 정보를 공유하고 교차로별 유입/유출 교통량 분석 결과를 신호등운영시간 예측에 반영하는 기능 개발 - (교통환경 분석) 주도로 교차로간 시계열정보 및 신호등운영 정보를 공유하여 신호등운영시간 예측 시 활용 - (다기능 엣지시스템) 교통 정보 빅 데이터 수집/정제/생성/저장/송수신 기능을 통해 VMS, V2X 등, 정보제공 서비스(API) 제공2. 중앙관제센터 기능을 구현한 엣지시스템 개발 내용 - (교통신호 제어방식) 중앙관제센터(OnLine) 제어방식, 독립형 엣지시스템 제어방식으로 구분되며, 상호 전환되도록 개발 - (신호등 제어모드) RTC, TOD, 수동의 3가지 모드로 신호등 제어 - (안전성 확보) 기존 중앙관제센터의 신호제어시스템 체계를 준용 - (실증·검증) 각각의 제어방식에 따른 운영이력 관리 및 기능 검증3. 수요처 적용 - 도시 비 혼잡구간, 도시 외곽 집합 주거지 합류 지점 - 계획도시, 소멸도시, 중·소규모 도시 주거지역 - 혁신도시, 공단 유입/유출, 제한적인 혼잡구간 - 길 안내, 교통정보현황, 부가정보통신사업자에게 교통정보 공급4. 기술개발 내용 - (제어기술) 반 감응형 좌회전, 대기열에 의한 신호등제어시간 산정 기술 - (통신) WiFi 2.4, 5Ghz 대역을 통한 Hop간 통신망 체결시 생존성 확보 기술 - (분석) 교차로간 교통량 정보 및 운영정보 상호교환을 통한 시계열 분석 기술 - (인공지능) 초기 교통량에 따른 최적화 신호제어 DB 검색 후 운영 후 교차로 통과한 교통량을 비교하여, 다음 주기 현시에 반영하는 처리 기술 - (운영) 독립형/중앙관제형 동작 전환 기술 - (H/W) 신호제어기 함체 Plug-in 타입의 독립형 엣지 컴퓨터 H/W 제작 기술5. 세부개발 내용 - 검지 : 다양한 검지 장치로부터 수집, 정제, 분류 및 전송 기능 - 통신 : 엣지 컴퓨터간 정보 교환을 위한 통신 프로토콜 기능 - 제어 : 반 감응형 좌회전 신호 및 대기열에 의한 신호등제어시간 산정 기능 - 인공지능 : 동작 이력관리 및 초기 교통량에 따른 최적화 신호제어 DB 검색 기능 - 운영모드 : 독립형/중앙관제센터 제어 모드 지원 기능 - 인터페이스 : Smart Pole, Smart 횡단보도, VMS 서비스와 Interface 기능 - 운영 관리 : 프로세서 감시, Audit Trace, Watch Dag, Log, Remote Monitor 기능
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