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과제기본정보

지방 간선도로 감응신호제어용 매립형 무선 자기검지기 성능기준 및 실용화 기술 개발 기획1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 17RDPP-C136166-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 도로교통기술 | 교통운영관리기술 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 달리 분류되지 않는 시설물 설계 해석기술 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 달리 분류되지 않는 시설물안전 유지관리 기술 과제유형 기초
과제명 지방 간선도로 감응신호제어용 매립형 무선 자기검지기 성능기준 및 실용화 기술 개발 기획
주관연구기관 한국교통대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 김진태
소속 국립한국교통대학교산학협력단 직위 교수
전화번호 031-460-0640 FAX 031-462-8807
총 연구기간 2017-08-25 ~ 2018-08-24
당해연도 연구기간 2017-08-25 ~ 2018-08-24

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 78,000,000 0 0 0 78,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 국제사회 도로에서 다양한 차량검지 방법 및 장치(Inductive Loop, Magnetometer, Video Image Processor, and Infrared etc.)가 활용되어 왔으나, 최근 IT 기술발전으로 지금까지 단점으로 지적되었던 (1) 자기검지기 배터리 수명 및 (2) 자기검지기 검지능력이 개선되고, (3) 비용이 저렴해지고, (4) 설치가 용이해지고, (5) 그로 인한 시스템 전체 운영 효율성이 증진되는 등의 효과가 경험되어 확대 보급되는 추세이나 아직까지 루프검지기 신뢰수준까지 도달하였다고 판단하기 어려운 수준임
○ 차량 검지 기술 중 TCO가 가장 낮은 것으로 평가된 자기센서 기반 차량검지시스템은 미국 전역으로 빠른 속도로 확대 설치되고 있으나, 해당 검지기가 사용하는 무선통신방식으로 기존 IEEE802.15.4 WPAN(Wireless Personal Area Network)기술을 사용하고 있어 보안 취약의 문제가 지적(미국 US-CERT에서 2014년 보안 취약점을 공식화)되는 등 추가의 연구가 필요함
○ 국내 지방부 간선도로 현장에서 적용 가능한 교통감응신호제어용 매립형 무선 자기검지시스템 마련을 위하여 현장에 설치되는 차량검지 기술에 대한 현실적 TCO분석을 통하여 지방부 간선도로 감응신호 운영과 연계를 위한 점검 연구가 또한 필요함
○ 지방부 간선도로 교통감응신호제어용 매립형 무선 자기 검지기 시스템 개발 방향을 정립하고 연구개발 추진체계를 기획하기 위하여 감응신호운영 목적 및 요구사항에 부합하는 자기센서 기반 차량 검지기술의 단점(배터리 수명, 검지능력, 설치 및 운영 효율성, 보완 취약점 등)을 진단하고, 이들 성능향상 기술 등에 대하여 철저하게 분석하는 등 안정적인 본 과제 집행을 위한 사전 기회과제 수행이 필요함
○ 지방부 간선도로 교동감응신호제어용 매립형 무선 자기검지기 시스템 개발 방향을 정립하고 연구개발 추진체계를 기획하기 위하여 감응신호운영 목적 및 요구사항에 부합하는 자기센서 기반 차량 검지기술의 단점 ( 배터리 수명 ， 검지능력， 설치 및 운영 효율성 ， 보완 취약점 등)을 진단하고， 이들 성능향상 기술 등에 대하여 철저하게 분석하는 등 안정적인 본 과제 집행을 위한 사전 기획과제 수행이 필요함
○ 연구의 궁극적 목적이 우리나라 지방부 국도 감응신호운영이 작동하는 검지기를 확보하기 위함이기 때문에 본 기획과제 제안 팀은 현재의 교통신호제어 환경 및 요소기능에 맞추어 (1) 우선적으로 적용 가능한 매립형 무선 자기검지기 개발이 필요함과 동시에 , 현재 비정상적인 제어환경 수준에서 탈피하여 (2) 국제사회에서 통용되는 일반적인 감응신호운영 수준에 맞는 검지기 개발을 위한 기획이 동시에 필요하다 판단하여 상기 두 개 수준에 대한 기획을 동시에 수행하는 것으로 연구 추진 방향을 설정함
○ 본 기획과제 제안팀은 상기 두 가지 연구 추진 방향 모두에서 무선 자기검지기 성능향상 및 실용화 기술 개발 계획을 수립하는 것으로 연구범위를 설정함
최종목표 ○ 본 기획연구는 지방 간선도로 교차로 교통안전 및 교통소통 증진을 위해 적용하는 (1) 감응신호제어 연계 자기검지기의 성능 향상 및 (2) 이를 활용한 국도 현장 교차로 감응신호제어 실용화를 위한 세부 기획연구임
○ 지방 간선도로 교차로 감응신호제어 시 고비용 루프검지기를 갈음할 수 있는 대체검지기 연구가 올바르게 진행될 수 있도록 관련기술 동향 및 감응신호체계 세부 구성 요소기술을 분석하여 개발 방향을 정립 및 기획하는 것임
연구내용 및 범위 ○ 기술현황에 대한 점검
- 본 기획과제는 감응신호제어 용도로 현재 활용되는 루프방식， 영상방식， 자기검지방식 매립형 무선 검지기 등에 대한 국내외 기술현황 및 기술동향을 점검하고 이들 검지기의 유지 , 보수 및 관리에 소요되는 전체 비용을 국내 지방자치단체 행정자료 및 의견자료를 수집하여 비교 점검하는 내용을 연구범위로 포함함
- 감응신호제어 용도로 활용되는 매립형 무선통신 루프방식， 영상방식， 자기검지방식 종류별 관련 설치비용， 운영비용， 유지보수 비용 등 경제성 측면 문제점을 비교 검토하고 효율성측면에서의 운영상 문제점을 비교 분석을 수행함
- 감응신호제어시스템의 국내외 시장 수요 ， 보급추세 등의 동향을 점검하고 이에 합당한 매립형 무선통신 검지기의 기술적 요구사항 분석을 수행함
○ 지방 간선도로 감응신호제어용 무선자기검지기 요구사양 도출
- RFP (request for proposal)에서 요구하는 (1) 장수명， (2) 저전력， (3) 단거리 통신기술 성능향상을 지원하는 매립형 무선 자기검지기 개발 기술을 (1) 적정 검지율 확보기술， (2) 적정 저전력 소비기술， (3) 적정 거리 및 시간 무선통신으로 구분하여 개별 요구사양 도출함 ( 저전력 예 배터리 수명 10년 이상 보장되는 저 전력 통신기술 등 )
- 지방부 국도 신호교차로 기하구조 및 교통조건 유형멸 감응신호제어를 지원할 수 있는 자기검지 전략을 수립하고， 이를 위하여 현장 지점별 검지기 설치 표준(안) 등에 대한 연구를 기획하여 매립형 무선 자기검지기의 현장 성능 실효성 확보함
○ 감응신호제어용 매립형 무선 자기검지기 실용화 계획 수립 종합 성능평가 기획
- 매립형 무선 자기검지기 감응신호제어시스템의 특성, 기술수준 정의 및 연구개발 성과품의 평가항목을 분석 및 도출하고， 상용화 과정에서 현장에서 확보하여야 하는 안전성(Safety)에 대한 평가항목을 분석하고 도출함
- 본 연구를 통해 개발될 매립형 무선 자기검지기 성능 평가시스템의 성능을 평가하고， 유지보수 방안을 평가하는 등 전체적 종합 평가를 가능하게 하는 성능평가 시스템 확보를 위해 선제적으로 마련되어야 하는 요구사항을 도출함
- 우리나라 지방부 간선도로(국도) 기하구조 및 교통조건을 참조하여 본 연구 추진단계별 실제 도로에서 수행하는 실증 시험방안을 도출하고 기획함
○ 감응신호 제어용 매립형 무선 자기검지기 실용화 시범사업 구축방안 기획
- 매립형 무선 자기검지기 기반의 감응신호제어시스템 운영방안을 지방부 간선도로 신호교차로에 적용될 수 있는 감응신호 운영 기능별로 구분 및 제시하여 향후 실용화 방안을 현실적 수준으로 기획함
- 매립형 무선 자기검지기 기반의 감응신호제어시스템이 선제적으로 도입될 수 있는 후보 지점을 분석하고， 시범사업 대상지역 선정 시 고려하여야 하는 타당성 기준의 평가항목을 연구하고 기획함
- 매립형 무선 자기검지기 기반의 감응신호제어시스템 현장 안전성 평가를 수행하기 위하여 시범사업 대상지역에 구축되어야 하는 기술요소 및 현장 운영과 관련한 요구사항을 도출하고 기획함
- 개발 기술의 기술적, 사회경제적, 정책적 타당성 및 기대효과를 분석함
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 ○ 지방 간선도로 교차로 (1) 감응신호제어 연계 자기 검지기의 성능 향상 및 (2) 이를 활용한 국도 현장교차로 감응신호제어 실용화
○ 지방 간선도로 교차로 감응신호제어를 위한 루프 검지기 대체 기술 개발 연구가 적절하게 진행될 수 있도록 관련기술 동향 및 감응신호체계 세부 구성 요소기술을 분석하고 개발 방향을 정립 		○ 지방 간선도로 감응신호 기술 분석 및 검지기 성능 향상 방안 연구(주관연구기관 : 한국교통대학교)
- 국내외 정책, 기술 동향 및 추진방향 연구
- 감응신호 요소기술 실용화 및 개선방안 연구
- 검지기 요소기술 실용화 및 개선방안 연구
- 기술발전 시나리오 및 기술 로드맵 연구
- 검지기 안정성 및 실용성 평가항목 도출

○ 지방 간선도로 감응신호 수요 분석, 타당성 및 기대효과 분석(공동연구기관 : 서울과학기술대학교)
- 관련 기관 수요조사 및 의견 수렴을 통한 실용화 향상 방안 연구
- 시범사업지역 선정기준 개발 및 생애주기 관점에서의 TCO분석을 통한 사전 타당성 검토
- 개발 기술의 기술적, 사회경제적, 정책적 타당성 및 기대효과 분석
- 시범사업을 위한 구축요소 및 요구사항 도출
연구성과 기술적 기대성과 ○ 국내 매설형 지점검지기를 활용할 경우， 기존 루프(8각， 32각， 원형)의 6ft X 6ft 크기 외에 6ft X 40ft 또는 6ft X 60ft 등 다양한 크기의 루프 검지기를 사용하여야만 스마트 교차로(감응식 교차로)운영이 가능하나， 본 연구개발사업에서 초점을 맞추고 있는 Vehicle detection systems 의 경우 검지영역에 따라 적절한 검지기 개수를 병렬로 설치하여 사용할 수 있음
○ 또한， 검지기가 병렬로 설치되기 때문에 일부 센서에 문제가 발생하였을 경우 병렬로 설치된 센서가 차량을 검지하기 때문에 신호운영에 영향을 미치지 않음 (기존 루프검지기는 루프의 일부분이 파손될 경우 운영자체가 불가능해짐)
○ 고속도로와 국도의 과속단속을 위하여 사용되고 있는 Dual-Loop System 또한 루프 한쪽이 파손된 경우 정확한 통행속도 산출이 불가능하여， 시스템 자체가 운영이 되지 못하나 본 연구에서 제안하는 검지 시스템으로 이와 같은 문제가 상당부분 개선될 것으로 예상됨
○ 더불어 , 다양한 연속류의 실시간 정확한 교통정보를 확보하기 위하여 기존 루프 검지기를 사용할 경우， 검지기에 연결된 케이블을 컨트롤러까지 연결하여야 하며 , 시공이 물리적으로 힘들며 비용 또한 거리에 비례하여 증가하나， 본 연구에서 제안하는 검지 시스템은 무선통신을 기반으로 하여 물리적 거리의 제약을 극복함
사회 경제적 파급효과 ○ 본 기획연구 결과를 토대로 본 연구과제 수행 시, 우리나라 감응신호체계 기술수준이 정상적인 수준으로 향상되고 현장 유지관리 비용측면문제가 있는 루프검지기의 한계를 극복하는 대체검지기를 확보하게 되어 국내 지방 간선도로 교차로에서의 교통소통 및 교통안전 문제에 대한 현실적 대처방안 확보
○ 국내 감응신호제어 기술수준 정상화로 교통신호 산업분야 해외 수출경로 확보가 가능하여 국가경쟁력을 향상시키고， 감응신호제어 용도 저비용 대체 검지기를 확보하게 되는 경우 감응신호제어 기술 패키지의 해외수출 기회가 확보되어 국가 신 성장 동력을 창출하는 신규 산업기반으로 역할 기대
○ 국가 R&D 사업을 통해 국민의 생활 편익에 실질적인 도움이 되는 기술개발을 국토교통부에서 수행하고 있다는 홍보 효과가 전국 지방 간선도로 교차로에서 발생되기 때문에 국민적 관심이 집중되는 홍보효과기대
활용방안 ○ 매립형 무선 자기검지기 성능향상 및 실용화 기술 개발을 통하여 국제적 수준의 간선도로 감응신호제어 운영 기술 실용화 과제 기획을 수행할 예정
○ 국내 지방 간선도로를 대상으로 자기 검지기 기반의 감응신호운영 효율성 확보를 위한 검지기술 운영기술 개발을 통하여 향후 실시간 신호제어 시스템 구현을 위한 다양한 검지 기술의 추가적인 기술개발 필요성， 운영 기술 개발 필요성을 도출하고 이를 구현하기 위한 과제 기획을 수립할 예정임
○ 본 연구과제를 통한 연차별 연구 계획을 통하여 국내 지방 간선도로의 유지보수가 취약한 루프 검지기의 대체를 시작으로 국제 수춘의 감응신호운영을 위한 국내 제어기 및 검지기술 개선 사항 도출， 국내 신호운영 현장에 따른 적정 신호운영 기술 및 이를 구현하기 위한 검지 기술개발 과제 기획 등을 단계적으로 실용화 할 예정임
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 신호제어 감응신호 검지기 지자기 무선통신
영문 Signal Controls Actuated Traffic Signal Detector Geomagnetic Wireless Communication
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