| 연구개발개요 |
○ 본 연구는 국내외적으로 많은 인명, 경제적 손실을 내고 있는 결빙으로 인한 사고경감과 사고 시에도 경미한 사고가 되도록 하는 태양광과 무선IoT 제어 시스템을 개발하여 사회 경제적 손실을 줄이고자 함.○ 기존의 결빙 대책 관련 연구나 시스템은 국내외적으로 기상정보와 지형, 지역 특성을 감안하여 결빙 예측을 한 후 이에 대한 정보를 통보하는 방식으로 광범위하고 지역적인 예측임. 방송이나 문자로 통보를 하거나 상습적인 취약구간에는 현장 파악 이후 융빙, 융설과 같은 조치를 취해 결빙 관련사고를 방지하고 있음. 그러나 이러한 방식은 일기예보형식의 광범위한 통보 방식으로 운전자들이 사전에 위험구간을 인지하기가 어려우며, 도로결빙의 특성상 발생유무와 지점이 특정하지 않으므로 예보 방식은 큰 의미가 없다. 또한 융빙, 융설 등은 현황 파악이 되지 않으면 결빙으로 인한 사고 이후에 조치가 될 수밖에 없음. ○ 이에 본 연구는 상습적인 결빙 사고 및 결빙 발생지역이 있거나 발생 확률이 높을지역일 경우 연구 시스템을 통해 운전자에게 사전 경고를 주어 운전자들이 주의운전, 속도감속을 유도하여 사고를 근본적으로 사전에 예방하고, 사고 시에도 경사고를 유도하고자 하는 것임.○ 태양광과 무선 IoT를 사용하여 온도, 습도, 일조, 풍향, 기상 기후 등 정보를 수집하여 관측 값을 통해 추출된 값으로 결빙 발생의 위험성을 운전자에게 무선으로 표출수단에 송신하여 경고를 주고, 도로운영자나 관제소에 통보하여 추가조치를 할 수 있도록 하여 사고를 예방할 수 있도록 하는 경고 시스템을 개발하고자 함. ○ 본 연구는 본 연구기관이 국가지원사업으로 개발된 “도로 정체구간 통보시스템” 기술을 이용하여 태양광 무선 LED 표출수단을 통해 외부의 전원이 아닌 태양광 전원을 이용하고 무선으로 LED를 제어함으로써 시스템 구현 차원에서 공간적 지리적 제약을 받지 않음.
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| 최종목표 |
○ 태양광 무선IoT를 이용하여 도로 결빙 시 운전자의 안전을 확보할 수 있는 시스템을 확보하고 이를 위험 현장에서 직접 테스트 하고, 본 연구완료 시점에 사업화를 추진함. - 온도, 습도, 풍향등과 같은 다양한 센서들로부터 취합된 DATA를 근거로 도로결빙 발생을 예측하여 결빙 발생 구간을 사전에 미리 운전자에게 알려주는 시스템을 구축 ○ 최종목표: 태양광 무선 IoT를 이용, 도로결빙 발생 환경인자의 정확한 센싱 및 수집 Data의 분석에 의한 결빙 발생 가능한 사전 경고 시스템 개발 ○ 세부목표- 도로의 유형별 도로결빙 발생을 사전 예측할 수 있는 환경 Data 추출방법 연구 - 각종 센서 Data의 적용 방법 및 다수 센서 Data 최적 조합 방법 연구 - 도로결빙 발생 예상 지역의 효율적인 센서 종류, 배치에 대한 연구 - 도로결빙 발생 사전 경고 무선 제어 시스템 개발(표출장치 및 방법 포함)
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| 연구내용 및 범위 |
○ 연구내용 및 차별성- 도로결빙 시점부터 종점까지의 구간을 태양광으로 작동하는 표출수단을 통하여 시각적 정보를 제공함으로, 운전자의 시인성을 높이며 주행안전성을 향상시킬 수 있음.- 도로 결빙 사고를 미연에 방지하기 위해 도로 결빙 구간 이전에 운전자가 전방에 결빙 구간이 있음을 인지할 수 있도록 LED 표지판, 스피커 등을 통해서 1차 경고를 하고 결빙 구간이 가까워지면 다시 한 번 2차 경고를 해 줌으로써 결빙 구간에 대비할 수 있도록 함. 이는 전기선을 사용하지 않는 무선시스템으로 거리의 제약이 없이 설치 가능한 것임.- 태양광 무선교통제어시스템으로 전기설비 설치하기 어려운 지역에도 적용가능- 현재 교통안전을 위한 시설물 중에 조작이 가능한 시설물은 전기설비를 설치하여 통신해야 함.- 현재 친환경 에너지를 활용한 교통 시설 중 각종 센서 및 태양광 표출수단이 무선으로 연결되어 실제 현장에 적용되는 것은 당 연구기관만이 상용화되어 있음.○ 비용 절감 및 유지관리 용이- 전기선 없이 무선으로 사용하는 시스템이므로 공사 기간의 단축, 시공 필요 인력 감축으로 시공비용이 절감될 수 있음.- 불량 발생 시 개별적인 교체가 가능하여 노후화에 따른 유지보수에 용이함.○ 관제센터와 연결하여 운전자 안내 문자 발송 서비스, 경고 스피커 등 기술 접목이 가능함.- 본 시스템은 노면 결빙을 감지하고 무선으로 태양광 시스템을 제어하며, 그 정보를 관제센터와 송신할 수 있음.- 위와 같이 다양한 기술과 접목한 시스템은 노면 결빙에 대한 정보를 운전자에게 태양광 LED표출수단으로 직접적인 안내를 할 수 있음.○ 차선 시인성 향상 기능- 태양광 무선교통제어시스템은 LED 유도등 조명 색상에 변화를 주어 운전자에게 결빙을 안내해주는 시스템으로, 태양광을 이용해 결빙 발생 이외에도 야간 또는 우천 시에 발광할 수 있도록 하여 운전자의 시야를 보다 높여 줌.- 태양광 무선교통 제어시스템 중 HUB에 의해 무선으로 LED ON/OFF, BLINKING, COLOR 변화 제어 및 LED 표지판 등 다양한 방법으로도 표현이 가능하여 운전자가 보다 더 잘 인지할 수 있음.- 기존 연구에서 도로결빙구간의 안내는 일시적인 안내이며, 도로결빙구간의 시점 및 종점의 시각적 안내는 어려운 실정이나, 본 연구의 태양광 무선 제어 시스템은 결빙구간의 시작과 종점에서 온도, 습도, 풍향 센서들로부터 취합된 data를 통해 결빙 구간 이전부터 HUB의 무선 제어를 통해 LED ON/OFF, BLINKING, COLOR의 변화 등 다양한 시나리오로 운전자에게 지속적인 사전 경고를 미리 보낼 수 있어 결빙으로 인한 1차, 2차 사고를 막는데 기여할 수 있음.○ 연구범위1. 신뢰성 있는 도로결빙 검출 센서 구축(장비.장치)- 다양한 유형의 도로환경에 맞는 신뢰성 있는 도로결빙 사전 경고 시스템 센서 구축- 연구개발 내용:(1) 도로결빙 센서 선정 및 최적화(2)유사 및 실환경 테스트 및 안정화- 세부 연구개발내용(1) 도로결빙 검출 80% 이상 센싱 정확성 및 판정 S/W 개발(2) 다양환 환경의 Field Test2. 신뢰성 있는 IoT 무선제어기술 실증 (시스템)- 각종 센서, HUB, Router, LED Device 송수신을 통한 제어기능을 수행할 수 있는 제어 H/W, S/W 개발- 연구개발내용:(1) 시스템 제어 S/W 기술개발(2) HUB, Router, LED 유도등과 센서 무선통신 개발(3) 도로결빙 경고시스템용 센서 검토 및 시험(4) 유사 및 실환경 테스트 및 안정화- 세부 연구개발활동(1)제어기능을 수행할 수 있는 F/W 개발(2) 각종 센서 DaTa 와 서버 Interface 개발(3) 무선 수신부로 발송하여 LED On/Off 제어 또는 LED조명 밝기 조절 시스템 개발(4) 센싱 범위를 고려하여 광범위하게 체크할 수 있도록 시험(5) 다양한 환경의 Field Test.3. 시스템 효율적 설치방안 마련(공법,기법)- 도로결빙이 주로 발생하는 환경인 음영발생지역, 곡선부, 산지 등을 고려함- 연구개발내용(1) 도로결빙 관련 현황분석(2) 도로결빙 취약구간 유형별 영향요인 도출(3) 시스템 효과분석 및 설치방안 개발- 세부 연구개발활동(1) 도로결빙 관련 현황 및 동향조사(2) 도로결빙 관련 교통사고 분석(3) 도로결빙 취약구간 유형화(4) 도로유형별 영향요인 도출(5) 시스템 효과분석 방법론 개발(6) 최적의 정보제공방안 및 효율적 시스템 설치방안 개발
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