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과제기본정보

시정 120M 이하 안개지역, 터널 입구에서 차량검출용 열화상 영상 분류기 개발로 차간거리, 추돌예상시간 표출 교통사고 방지시스템 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 20CTAP-C143155-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 도로교통기술 | 교통안전기술 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 시정 120M 이하 안개지역, 터널 입구에서 차량검출용 열화상 영상 분류기 개발로 차간거리, 추돌예상시간 표출 교통사고 방지시스템 개발
주관연구기관 (주)퀀텀게이트
총괄연구 책임자 성명 백주용
소속 (주)퀀텀게이트 직위 대표이사
기관 대표번호 033-766-2762 FAX 031-442-2763
총 연구기간 2018-04-17 ~ 2020-12-31
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 225,000,000 7,500,000 67,500,000 75,000,000 300,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 위 같은 사회문제들은 시야확보가 되지 않는 상황에서 전방의 도로위험상황을 미리 인지하지 못한 것이 원인이다. 시야 미확보 상황에도 전방의 상황이나 앞차와의 거리를 파악할 수 있다면 사고를 방지할 수 있을 것.
○ 안개지역·터널입구에 진입하는 차량 및 운전자에게 ‘앞차와의 추돌사고 위험성’을 고휘도 LED 디지털 사인을 통해 알림으로 운전자가 교통사고 위험성을 인지하고 대비할 수 있는 ‘구간평균시속·차간거리·추돌예상시간’ 표출 교통사고 방지시스템’ 개발이 필요.
○ 터널 진입 시 조도 차이에 의해 터널 입구가 블랙홀 현상이 발생하여 터널 진입 시 순간적으로 바로 앞차와의 차간거리를 확인할 수 없어 추돌사고가 발생한다. 본 시스템을 터널 입구상단에 차선별로 설치하여 추돌예상시간등의 표출로 안전거리 미확보에 의한 추돌사고를 방지할 수 있다.
최종목표 - 운전자의 시정이 불충분한 안개 및 터널 진입 상황에서의 교통사고 예방을 위한 교통사고 방지시스템 개발
- 안개 및 터널 진입 상황에서 차량 검출, 차량속도 및 차간거리 추정을 위한 열화상 및 RGB 카메라 기반의 영상분류기 시스템 개발 및 교통사고 방지시스템과의 통합
- 영상분류기에 의해 출력된 정보를 이용하여 추돌예상시간, 구간 내 평균속도 등을 계산하고, 이 정보들을 고휘도 LED 디지털 사인에 표출하며 데이터베이스에 전송, 갱신하는 교통사고 방지시스템 개발
연구내용 및 범위 1. 시스템 장치개발
① 영상 데이터 수집장치 개발
(1) 카메라와 제어시스템 연동
- 카메라와 제어시스템 간의 정보교환이 정상적으로 이루어지도록 함
(2) 외장 설계/제작
- 외부 환경에서 정상적인 데이터 수집이 가능하도록 외장 설계 및 제작
(3) 유사환경 데이터 수집
- 유사환경에서 정상적인 데이터를 수집하여 알고리즘 개발에 이용

② 시스템 제작
- 시스템 시작품 제작을 통하여 중앙시스템과 연동 모듈간의 운영이 정상적으로 이루어지는지 확인, 오작동 및 오류등을 확인하여 재설계 및 제작
- 실험실 환경에서의 시스템 정상운영 확인
- 유사환경, 제한된 실제환경에서 정상운영 및 성능확인
- 제품 내구성 및 유지보수 편이성을 고려한 시제품 제작을 통하여 수요처에서 요구할 수 있는 다양한 요구사항을 충족할 수 있도록 설계 및 개발
- 공인기관 시험 및 필드테스트 등에 이용

③ 교통신기술 신청
- 제품의 신규성, 진보성, 안전성, 시장성등을 확보하여 교통신기술 심사 신청


2. 시스템 소프트웨어 개발
① 측정정보 연산 알고리즘 개발
- 연동 모듈 등으로부터 검지된 정보를 기반으로 추돌예상시간 등을 연산하는 알고리즘을 개발한다.
- 교통사고 방지시스템의 제어 소프트웨어에 적용
- 국내 도로 중 가장 높은 설계속도인 110km/h의 속도에서를 기준으로 추돌예상시간을 출력할 수 있도록 알고리즘을 개발 한다.

② 외부 시스템 연동 및 통합
- 복수의 연동 모듈과 중앙 제어 시스템간의 연동이 제품의 요구사항을 만족하는 수준에서 잘 이루어지도록 개발한다.
- 전체 제품의 시스템이 외부의 서버와 정상적이고 제품의 요구사항을 만족하는 수준에서 잘 이루어지도록 개발한다.

③ 시제품 고도화 및 테스트
- 추돌예상시간 알고리즘 고도화를 통한 제품의 정확도를 제고한다.
- 유사환경 및 제한된 실제 환경에서 시제품에 대한 필드테스트를 시행한다.
- 필드테스트의 결과를 이용하여 시제품의 성능을 확인하고, 성능 제고 및 디버깅을 수행한다.
- 공인기관을 통해 성과지표 달성을 시험받는다.


3. 사용자조사보고서
- 시뮬레이션을 통한 각 비교군의 시스템에 대한 행동 및 감성 반응 조사


4. 영상처리 알고리즘 개발
- 제품에서 수집하는 데이터를 이용하여 시스템이 요구하는 정보를 생산하도록 설계 및 개발 한다.
- 정보를 처리하는 시간이 시스템이 요수하는 수준 내에서 처리되도록 설계 및 개발한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 1. 영상 데이터 수집 장치 제작
2. 시스템 소프트웨어 개발 		1. 영상 데이터 수집 장치 제작
- 카메라와 제어시스템 연동
- 외부환경특성을 고려한 외장 설계/제작
- 유사환경 데이터 수집

2. 시스템 소프트웨어 개발
- 영상처리 알고리즘 개발
- 연동모듈들과 제어시스템 연동 테스트
연구성과 기술적 기대성과 본 교통사고 방지시스템은 시정거리가 불충분한 안개 및 터널 진입 상황에서 추돌사고를 방지하기 위하여 복수의 카메라를 기반으로 감지된 차량의 속도, 앞차와의 차간거리등을 추정하고, 이에 대한 추돌예상시간을 고휘도 LED 디지털 사인으로 표현함으로서 추돌사고를 미연에 방지하는 시스템이다.
본 교통사고 방지시스템의 기술적인 기대효과는 아래와 같다.
① 안개지역 교통사고 예방 및 대응에 대한 새로운 방안 마련
② 교통사고 방지시스템에 의해 수집된 정보의 DB화를 통한 교통관련 타 솔루션에 응용
③ 주관기관에서 기 개발 중인 중소벤처기업부-혁신형기업기술개발과제의 “교통사고예보시스템”과의 연동을 통한 구간 진입 전 운전자에게 주의 가능
사회 경제적 파급효과 ○ 기술적 측면
1. 안개소산장치에 비하여 60% 가격대 예상
국가종합전자조달시스템의 정보에 따르면, 2014년 경상남도 거제시에 안개소산장치 구매정보에 따르면, 추정단가는 약 4,650만원이었다. 이에 반하여 본 교통사고 방지시스템의 추정 단가는 안개소산장치 대비 60%선으로 판단하고 있다.

2. 수집된 정보의 DB화를 통한 지식서비스산업에 기여
수집된 정보는 DB화 되어 교통관련 모바일 기반 솔루션, GIS 등에 적용될 수 있다. 이는 국내 지식서비스 산업의 제고에 큰 역할을 할 것이다.

3. 안개 및 터널사고 예방에 의한 경제적 손실 예방
2017년 도로교통공단에서 출간한 「‘16 도로교통 사고비용의 추계와 평가」에 따르면, 사망자 1인당 발생하는 사망자비용은 약 4억 2,909만원에 달했다.
또한, 2017년도로교통공단에서 출간한 「터널 및 교량 교통사고 실태조사 결과 및 개선방안」에 따르면, 최근 3년간 터널 교통사고 사망자 수는 1,712명, 안개 상황에서의 교통사고 사망자 수는 110명이었다. 이를 통해 다음과 같은 경제적 손실 예방이 설명된다.
① 매년 약 37명이 안개 교통사고로 사망, 약 570명이 터널 교통사고로 사망
② 매년 안개 교통사고로 158억7,633만원, 터널 교통사고로 인하여 2,445억 8,130만원의 사망자로 인한 비용이 발생한다.
③ 이중, “교통사고 방지시스템”에 의해 터널 및 안개 교통사고 사망자가 1%가 줄어든다고 가정하면, 매년 안개 교통사고로 1억 5,876만원, 터널 교통사고로 24억 4,581만원의 경제적 손실(사망자비용)이 예방된다.
④ 본 주관기관에서는 안개 도로와 터널 진입로에서의 사망자의 10%를 줄이는 것을 목표로 한다. 즉, “교통사고 방지시스템”에 의하여 매년 15억 8,763만원, 244억 5813만원의 경제적 손실을 예방할 수 있을 것으로 판단된다.


○ 사회적 측면
지난 교통사고 사례들을 살펴볼 때 안개 및 터널진입 상황에서의 교통사고는 주로 지방부 도로, 해안도로 등에서 주로 일어나고, 사고 발생 건수에 비하여 그 치사율이 높은 사고들이 많다. 이러한 사고로 인한 다음의 사회적 기대효과를 가질 것으로 판단된다.
① 사회적 충격과 여파를 감소
② 높은 치사율을 띄는 안개 및 터널 진입 시의 교통 재난 예방을 통한 사회적 가치 보호
③ 국토교통부의 역량과 노력에 대한 가시화 및 위상제고에 기여
활용방안 ○ 안개 상습 발생 도로
안개는 대표적인 운전자 시정을 방해하는 요소이다. 본 시스템은 안개가 상습적으로 발생하는 해안가 도로, 호수 근방의 자동차 전용도로 등에 효과적으로 사용 될 수 있다.
① 주관기관의 기 개발 중인 “교통사고예보시스템”의 연동을 통해, 운전자는 안개가 상습적으로 발생하는 구간에 진입하기 전 미리 구간 내 안개 발생 사실을 확인할 수 있다.
② 안개구간 내에서도 시스템에 의하여 운전자는 자신의 전방에 있는 차량의 정보를 확인하고 미리 대처할 수 있다.

○ 터널 진입로
터널 진입로에서는 블랙홀 현상에 의해 운전자가 터널 진입 시 순간적으로 앞차와의 거리를 확인하기 힘든 경우가 많다. 본 교통사고 방지시스템은 이러한 터널 진입로에서 효과적으로 사용 될 수 있다.
① 터널 내 정체에 의한 추돌사고 방지
② 터널 내 교통사고 상황 전달에 의한 2차사고 방지
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 안개 터널 진입로 열화상 교통사고 추돌예상시간
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