주메뉴 바로가기 본문바로가기
전제메뉴닫기

과제현황

  • home
  • 지식
  • 성과도서관
  • 과제·보고서
과제현황 목록

과제기본정보

국도형스마트신호운영 관리시스템 개발1년차

사업개요
사업개요
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 21TBIP-C162707-01
국가과학표준분류 1순위 농림·수산 | 재배·생산 기술 | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 농림·수산 | 재배·생산 기술 | None 실용화대상여부 실용화
3순위 농림·수산 | 재배·생산 기술 | None 과제유형 개발
과제명 국도형스마트신호운영 관리시스템 개발
주관연구기관 주식회사 동부아이씨티
총괄연구 책임자 성명 이기웅
소속 주식회사 동부아이씨티 직위 -
전화번호 031-424-0788 FAX 031-424-0786
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31

(단위:원)

년도별 비용
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 450,000,000 30,000,000 270,000,000 300,000,000 750,000,000
과제기본정보
연구개발개요 - 일반국도에 고정식으로 신호를 운영할 경우에는 불필요한 긴 대기시간으로 인해 직진교통의 교통체증을 유발할 뿐 아니라, 부 방향 차량에 대해서는 긴 대기시간으로 인한 신호위반을 야기시켜 교통사고를 유발하기도 한다.
- 그러나, 효과적인 신호운영관리시스템의 부재 및 관리 전문가의 부족으로 국도감응시스템의 일부는 정상동작하지 않거나 효율성이 기대에 못미친다. 이런 경우 오히려 안전사고를 유발하는 상황이 발생하게 된다.
- 본 과제를 통하여 이러한 국도교통의 특성에 부합한 스마트운영관리시스템을 개발하게 된다면, 이러한 문제를 획기적으로 줄일 수 있고, 시설 운영자를 지원하는 인공지능 시스템을 갖출 수 있다.
- 사업비로 국도의 교통현황을 판단할 수 있는 최소의 검지체계를 구축하고, 이를 기반으로 교통정보에 대한 빅데이터 분석 및 인공지능 기법을 도입하여 최적의 신호운영 변수를 산출하는 시스템을 개발하는 것이다.
- 또한, 인공지능 신호운영 산출과정을 통해 생성된 신호시간에 대한 SUMO Simulator 기반의 평가시스템을 개발함으로 시스템 운영에 대한 검증체계도 동시에 갖추게 된다.
- 2단계에서 시범사업을 통하여 시스템의 안정화 및 신호시간 최적화를 한다면, 궁극적으로 시스템 고장이나 사고를 제외하고는 운영자의 개입이 불필요한 “국도에 최적화된 인공지능 신호운영 관리시스템”을 개발하는 것이다
최종목표 [국도에 최적화된 인공지능 신호운영 관리시스템 개발]

- 교통정보 분석을 위한 카메라/레이더 융합형 인공지능 교통정보센서 개발
- 빅데이터 분석 및 인공지능 알고리즘을 통한 스마트신호운영시스템 개발
- 도출된 신호운영변수를 적용하여 교통변화량을 평가할 수 있는 SUMO Simulation 기반 연동교차로 네트워크 평가시스템 개발
- 시범사업을 통한 스마트신호운영 시스템의 안정화 및 최적화
- 스마트신호운영 시스템의 MOE 평가
연구내용 및 범위 [1단계]

(주관연구기관 - 주식회사 동부아이씨티)
- 기존 연구, 기 개발된 Deep-learning 기술의 특징 분석, 요구사항 분석
- 교통정보 예측을 위한 Deep-learning 기술 적용 방안 분석
- 교통정보수집 및 돌발상황 검출 (카메라/레이더 기반 교통정보수집 및 돌발상황 검출 알고리즘 모듈 개발)
- 카메라/레이더 융합 인공지능 차량검지센서 시작품 개발
- 빅데이터 분석 기반 링크/지점 교통정보 모니터링 시스템 시작품 개발
- 인공지능 알고리즘을 이용한 스마트신호운영 시스템 시작품 개발
- 효율적인 연동신호주기 도출을 위해 기존 연동신호주기 관련 연구자료 및 논문 분석
- 연속된 교차로를 주행한 차량의 주행데이터와 각 교차로에서 수집된 교통정보를 활용한 최적 신호운영변수(신호주기, 현시, 연동값) 도출 알고리즘 개발
- 단일교차로 최적신호제어시스템 시작품 개발
- SUMO Simulation 기반 연동교차로 네트워크 평가시스템 개발

(공동연구기관 - 도로교통공단)
- 기존 신호시스템 기술 운영현황 검토, 요구사항 분석 (일반 국도 교통 운영에 관한 연구 조사, 교통정보수집시스템 특성 조사/분석)
- 인공지능 신호운영 알고리즘 개발에 필요한 데이터 분석 및 정의
- 인공지능 신호운영 알고리즘 협력 개발

(공동연구기관 ? 한성대학교)
- 일반 국도 신호시스템 구축 타당성 및 효과분석 보고서 분석
- 일반 국도 효과분석(MOE)을 위한 요구사항 분석

[2단계]

(주관연구기관 - 주식회사 동부아이씨티)
- 시제품 기반의 도로교통량 예측 및 돌발상황 검출 알고리즘 모듈 최적화
- 영상/레이더 융합 인공지능 차량검지센서 시제품 개발
- 스마트신호운영시스템 시제품 개발
- 단일교차로 최적신호제어시스템 시제품 개발
- 시범사업을 통한 스마트신호운영시스템의 안정화 및 최적화 개발
- SUMO Simulation 기반 연동교차로 네트워크 평가시스템 기능 보완

(공동연구기관 - 도로교통공단)
- 교통분석 모형 정의, 알고리즘 평가모델 수립
- 알고리즘 개발에 필요한 Data 정의
- 통신기술 및 검지기술에 의한 수집정보 파악
- 알고리즘 개발에 활용할 검지기의 개별차량 trajectory data 정확성 및 신뢰성 정의 수립
- 시범사업에 적용된 인공지능 신호제어 알고리즘 안정화 및 최적화 개발

(공동연구기관 ? 한성대학교)
- 시범사업 구간에서 운영되는 교통신호에 의해 발생된 교통혼잡 비용 추정
- 스마트신호운영시스템의 MOE 평가 (시범 사업구간의 MOE 평가, 시범 사업 구간의 서비스 수준 분석)
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 카메라/레이더 기반 교통정보수집 알고리즘 및 차량검지센서 개발 - 기존 연구, 기 개발된 Deep-learning 기술의 특징 분석, 요구사항 분석
- 기존 국도 신호시스템 기술 운영현황 검토, 요구사항 분석
- 일반 국도 효과분석(MOE)을 위한 요구사항 분석
- 카메라/레이더 기반 교통정보수집 및 돌발상황 검출 알고리즘 개발
- 인공지능 알고리즘을 이용한 스마트신호운영 시스템 알고리즘 개발
- 카메라/레이더 융합 인공지능 차량검지센서 시작품 개발
- 빅데이터 분석 기반 링크/지점 교통정보 모니터링 시스템 시작품 개발
연구성과 기술적 기대성과 - 본 연구은 교통신호제어기술과 인공지능기술의 융합으로 새로운 도로교통기술의 표준을 제안함
- 센서 단선 등 루프검지기의 잦은 고장으로 인해 현재 운영 중인 감응식 신호제어시스템의 운영률이 극히 낮은 수준인데, 본 연구에서 검지기의 개발 및 설치를 최소화하여 도로시설에 대한 추가 비용을 절약하고, 도로포장 상태 등 영향을 받지 않기 때문에 기존 검지기에서 발생하는 단점을 효율적으로 해결이 가능함
- 본 연구에서는 연속류 교통 분석에 활용되던 기존 거시적 교통모형을 도시부 단속류 부분에 개선/적용하여 도시부 교통류의 행태를 재현할 수 있을 것으로 기대되며, 이를 기반으로 향후 적용 가능한 ITS 기술 등을 포함한 교통운영 및 제어 기법들이 교통류에 미치는 영향을 보다 자세하게 분석할 수 있을 것으로 기대됨. 이는 실질적인 사용가치뿐 아니라 학문적인 차원에서도 향후 교통운영 및 제어기술들에 대한 초석이 될 것임
사회 경제적 파급효과 - 교통정체는 직접적인 혼잡비용 뿐 아니라 에너지 낭비, 환경오염, 사고증가 등과 같은 부정적인 외부효과도 야기하며, 교통정체의 감소는 이러한 외부효과의 감소로 이어져 보다 지속가능한 교통시스템 구축이 가능
- 신호 교차로용 비매설 검지기 개발에 따라 기존 루프검지기 설치?유지보수시 차선 통제 등에 따라 발생하는 불필요한 교통 정체 감소가 가능하고, 도로포장에 의한 영향을 받지 않기 때문에 도로공사에 따른 센서 파손 비율이 현저히 낮음에 따라 유지보수 비용 절감 가능
- 해외 시장에서도 경쟁력을 확보할 수 있고 국내 시장에서의 기술 적용 사례를 토대로 해외 시장에서 수익 창출을 기대할 수 있음
활용방안 [상품 상용화 모델 방안]
- 도로교통 공공기관이나 사업자가 제공하는 데이터를 가지고 혼잡한 도로의 데이터를 분석하여 교통량을 조절하고, 차량의 데이터를 수집하여 혼잡한 도로의 정보를 안내해주고, 교통량의 분산을 도와주며, 이를 바탕으로 혼잡한 도로의 교통량을 평가 분석하여 교통 혼잡의 비용을 줄일 수 있는 실시간 교통 혼잡 모니터링 및 예측 분산 솔루션을 제공하는 모델로 제시할 예정

[사업화 시스템의 발전 방안]
- 주관기관은 현재 6개 지방국도의 감응식 교통신호관리센터를 운영 중
- 감응식 교통신호관리센터는 본 제안과제의 가장 중요한 요소인 지점 검지체계, 센터시스템 등의 시스템 인프라를 충분하게 보유하고 있으며, LTE망에 의해 센터와 연결되어 모니터링되고 있음
- 주관기관이 보유한 교통관리센터 중에서 가장 적절한 장소를 시범사업 장소로 선정하여 교통정보 취득시스템을 최소한으로 추가하고, 서버의 소프트웨어를 본 과제의 결과물로 교체한다면 최적의 시범사업 구축이 가능
핵심어
핵심어
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 교통신호 인공지능 빅데이터 센서융합 스마트시티
영문 Traffic Signal AI Big Data Sensor Fusion Smart City
최종보고서
핵심어
최종보고서
  • 담당부서해당 사업실
  • 담당자과제 담당자
  • 연락처 -