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◎ 먼저 교통신호의 개념과 교통신호제어의 종류, 서울시 교통신호 제어방법에 대하여 설명한 후에
실시간 신호제어시스 템의 하드웨어 구성, 주요기능, 기존전자신호와의 차이점에 대해 말씀드리겠습니다. |
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교통신호의 개념 및
종류
서울시 교통신호체계
실시간 신호제어시스템의 하드웨어
구성
실시간 신호제어시스템의
주요기능
기존전자신호와의 차이점
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교통신호의 개념 및
종류 |
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교통신호란?
- 상충하는 방향의 교통류들에게 적절한 시간간격으로 통행우선권을
할당하는 통제설비
- 입체교차로가 교통류를 공간적으로 분리시킨다면 교통신호는 시간적으로 분리시키는 시설
- 교통신호의 종류에는 교차로 신호등, 점멸등, 차로지시등, 램프유입조절신호등, 보행자신호등, 철길건널목신호등
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교통신호의 기능
도로상의 교통신호기는 전기 또는 사람 등의 힘에 의해 작용되는 교통통제시설로서 차량이나 사람 등 교통류에 대하여
지정된 어떤 움직임을 취하도록 지시하거나 경고하는 기능을 가집니다.
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교통신호제어 변수
- 주기(Cycle) : 각 방향의 신호등화가 한 번씩 켜지는 데 걸린 시간
길이
- 녹색현시(Green split) : 방향별로 주어지는 녹색신호시간, G/C(녹색시간/주기)비는
신호주기에 대한 방향별 녹색시간의 비율, 즉 현시율을 의미하며, 신호운영 효율화를 결정하는 중요한 변수
- 옵셋 (Offset) : 교차로를 출발한 차량이 다음 교차로에 도착할 때에 맞추어 녹색등화를 켜주는
연동을 위한 값으로 어떤 기준시간으로부터 녹색등화가 켜질 때까지의 시간차를 초 또는 주기의 %로 나타낸 값
- 현시순서(Phase Sequence) : 각 방향의 교통류가 안전하게 교차로를 통과하도록
통행우선권을 배분 받는 순서
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서울시 교통신호체계 |
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정주기식(TOD 제어)
사전에 요일별, 시간대별로 교통상황을 조사하여 신호제어변수(주기길이, 녹색시간, 옵셋, 현시순서)를 데이타베이스에
저장하여 두고, 그 시간대에 적합한 신호계획을 선택하여 제어하는 방법입니다.
- 일반신호
- 1970년대에 도입
- 현재 662식 설치됨.
- 지역제어기 자체적인 독립적 운영
- Off-line으로 센터가 필요없음
- 사전에 교통조사를 하여 고정시간 제어
- 전자신호
- 1980년대에 도입
- 현재 1,495식 설치
- 센터와 On-line 연결하여 몇 개의 교차로를 하나의 그룹으로 묶어 운영
- 신호제어 변수를 정기적 교통조사에 의거 갱신
- 사전에 최대 16개 패턴을 정하여 시간대별 해당 패턴 운영
대응식(Traffic Response Control)
검지기 자료를 통해 산출된 교통량과 대기길이 등의 정보를 이용하여 주기와 녹색시간을 센터에서 신호제어변수를 자동산출
후 제어하는 방법입니다.
- 실시간 신호제어시스템
- 1990년대에 도입
- 현재 266식 설치
- 센터와 On-line 연결하여 그룹단위로 운영하며, 그룹간 연동까지도 고려한 운영
- 검지기에 의한 교통량, 대기길이 등 주기별 교통자료 수집
- 신호제어 변수인 주기길이, 녹색시간, 연동값을 자동으로 결정하는 알고리즘을 시스템에 탑재
- 검지기 상태, 통신상태에 따라 대응제어가 불가능할 때에는 TOD로 운영
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실시간
신호제어시스템의 하드웨어 구성 |
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시스템의 구성
실시간 신호제어시스템은 다음과 같이 구성되어 있습니다.
- 데이터 관리, 통계처리, 신호관리를 담당하는 Host 컴퓨터(그림 : 신호관리
컴퓨터)
- 교통신호제어를 담당하는 지역컴퓨터(그림 : 신호제어 컴퓨터)
- 운영자 접속 및 모니터링은 MMI 전용 단말장치(그림 :
Workstation, X-terminal)
- 검지기 자료수집 및 신호등구동을 담당하는 교통신호제어기(그림 : L/C)
- 데이타 보관 및 출력을 위한
주변기기(프린터 등)
- Host컴퓨터와 지역컴퓨터, 단말장치와의 연결은 LAN으로
상호접속
- 지역컴퓨터와 교통신호제어기의 연결은 PSDN(인터넷
전용선)으로연결
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<시스템 구성도> |
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교통신호제어기
교통신호제어기는 교차로 및 횡단보도에 설치되어 검지기 자료 수집과 신호등 구동을 담당하는 장치이며, 다음과 같이
구성되어 있습니다.
- 제어를 총괄하는 주제어부(MCU : Main Control
Unit)
- 신호등 구동을 담당하는 신호구동부(SCU :
Signal Control Unit)
- 검지기 독립장치 장착부
- 운영자 접속용 MMI부(Man-Machine Interface
Unit)
- 외부 장치와 입출력 신호 접속을 담당하는 단자판(Terminal Facility)
- 경찰관이 현장에서 직접 신호제어기를 조작하게 하는 수동조작판(Police
Panel)
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<교통신호제어기> |
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검지기
검지기는 신호제어를 위한 교통상황을 수집하는 시설물입니다. 실시간 신호제어시스템에 많이 사용하는 검지기는 32각
루프검지기, 8각 루프검지기, 원형루프검지기 입니다. 각 검지기의 특성에 따라 설치되는 지점이 각각 다릅니다.
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<32각 루프검지기>
<8각 루프검지기>
<원형루프검지기> |
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실시간
신호제어시스템의 주요기능(알고리즘) |
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교통상황 변수 수집
기능
현장에 매설된 검지기로부터 계측되는 자료(점유시간, 비점유시간, 교통량)를 지역컴퓨터에 전송하여 신호변수 결정시
참조할 수 있도록 다음의 정보를 도출합니다.
- 검지기 오정보 판단
- 포화도 산정
- 포화교통류율 산정
- 대기행렬길이 예측
- 속도산정
- 검지기 Active 판단
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제어모드
- 교통대응모드 : 현장의 검지기로부터 수집된 정보에 따라 매주기마다 신호시간이 변경되는 모드
- TOD 제어모드: 현장의 예상 교통상황에 따라 신호시간을 사전에 계획하여 해당 시간대에서 계획된 신호시간이
운영되도록 하는 모드
- 수동제어모드 : 운영자가 수동으로 신호제어계획을 변경하여 운영할 수 있는 모드
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신호제어변수
결정
신호제어변수란 신호등을 실제로 운영하기 위해 결정해야 할 변수로서 신호등이 켜지는 순서와 시간입니다. 이 값들의
결정에 따라 교차로의 이용효율이 달라집니다.
- 현시순서(Seguence)
- 주기(Cycle)
- 현시율(Split)
- 옵셋(Offset
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특수기능
- 앞막힘 제어 기능 : 앞막힘 현상(차량들이 교차로를 가로막고 있는 현상)이
발생한 경우 상류부 교차로의 신호시간을 단축시켜 진입차량수를 감소시키는 기능
- 과포화시 녹색시간 연장기능 : 과포화시 대기행렬 길이가 크게 늘어선 방향의 녹색시간을 연장하는 기능
- 좌회전 감응제어 : 좌회전 차량이 없을때는 좌회전 신호를 조기종결시키고, 많을 때는 시간을 연장하는
기능
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기존전자신호와의 차이점 |
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기존 전자신호는
교통량과는 별도로 고정식으로 운영되나 실시간 신호제어시스템은 교통량에 따라 신호시간이 결정되는 것이 가장 큰 차이점입니다. 실시간
신호제어시스템은 다음의 기능을 가지고 있습니다.
- 교통량을 반영한 신호시간(주기, 옵셋, 현시) 산정
- 제어그룹의 결합/분리
- 앞막힘 예방제어
- 다양한 감응제어
- 특수제어 가능
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교통량을 반영한
신호시간(주기, 옵셋, 현시) 산정
- 전자신호는 정기적으로 조사한 자료에 의해 신호를 운영하나 COSMOS는 정지선을 통과한 교통량과 대기길이를
고려하여 실시간 신호운영을 하므로 교통상황 반영영역이 넓다. |
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<전자신호> |
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제어그룹의
결합/분리
- 전자신호는 운영그룹이 다를 경우 신호연동의 불연속이 발생하나 COSMOS는 두 제어그룹의 교통흐름을 고려하여
그룹 결합과 분리가 이루어지므로 신호연동이 확립되어 운영효율을 높일 수 있다.
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<전자신호> |
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앞막힘
예방제어
- 전자신호에는 없는 앞막힘 예방제어 기능으로 과포화시 교차로에 발생하는 앞막힘 현상을 예방할 수
있다. |
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<전자신호> |
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다양한
감응제어
- 좌회전 감응제어, 현시조기종결기능, 최대 유출량
제어 |
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특수제어
가능
- 대중교통 및 긴급차량 우선처리 - 도시고속도로와의 연계 제어 등 |