실시간 신호제어시스템(COSMOS) 및 신호체계 전반에 관하여

[宋柱浩]

	◎ 먼저 교통신호의 개념과 교통신호제어의 종류, 서울시 교통신호 제어방법에 대하여 설명한 후에 실시간 신호제어시스 템의 하드웨어 구성, 주요기능, 기존전자신호와의 차이점에 대해 말씀드리겠습니다.
	교통신호의 개념 및 종류 서울시 교통신호체계 실시간 신호제어시스템의 하드웨어 구성 시스템의 구성 교통신호제어기 검지기 실시간 신호제어시스템의 주요기능 기존전자신호와의 차이점
	교통신호의 개념 및 종류
	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
	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.
	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
	서울시 교통신호체계
	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
	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
	<시스템 구성도>
	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)
		<교통신호제어기>
	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.
	<32각 루프검지기> <8각 루프검지기> <원형루프검지기>
	실시간 신호제어시스템의 주요기능(알고리즘)
	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
	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
	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
	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
	기존전자신호와의 차이점
	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
	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.
	<전자신호>
	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.
	<전자신호>
	앞막힘 예방제어 - 전자신호에는 없는 앞막힘 예방제어 기능으로 과포화시 교차로에 발생하는 앞막힘 현상을 예방할 수 있다.
	<전자신호>
	다양한 감응제어 - 좌회전 감응제어, 현시조기종결기능, 최대 유출량 제어
	특수제어 가능 - 대중교통 및 긴급차량 우선처리 - 도시고속도로와의 연계 제어 등