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구간통행시간 정보 기반의 대기행렬길이를 이용한 실시간 신호제어 모형 개발
Queue Length Based Real-Time Traffic Signal Control Methodology Using sectional Travel Time Information 원문보기

韓國ITS學會 論文誌 = The journal of the Korea Institute of Intelligent Transportation Systems, v.13 no.1, 2014년, pp.1 - 14  

이민형 (서울시립대학교 교통공학과) ,  김영찬 (서울시립대학교 교통공학과) ,  정영제 (서울시립대학교 교통공학과)

초록
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국가정책 및 사회적 여건의 변화에 따라 도시부의 교통혼잡 완화를 위한 물리적 도로 확대가 한계에 다다른 지금 혼잡 완화를 위해서는 기존 도로의 효율성을 재고하는 방안이 간구되어야한다. 또한 지능형교통체계(ITS)는 과거 루프 및 영상검지기 등을 통한 도로기반 지점검지 중심의 교통정보 수집체계에서 도로, 자동차 및 보행자간의 다양한 수집 체계를 통한 실시간 구간검지 체계 중심의 차세대 지능형교통체계(C-ITS :Co-operative ITS)로 빠르게 진화하고 있으나 현재 교차로의 운영 및 제어를 위한 교통정보의 수집방법은 지점검지체계에 국한되어 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 현재 Hi-pass에 적용된 DSRC기술을 통해 수집이 가능한 구간정보를 이용하여 접근로의 대기행렬 길이를 산정하고 이를 활용하는 독립교차로의 실시간 신호제어모형의 개발 및 평가를 목적으로 하였다. 대기행렬길이 추정을 위해 구간검지기를 통해 수집된 개별차량의 통행시간을 이용하여 시공도 상에 4개의 좌표값을 추정하였으며 한 주기동안 추정된 좌표값들을 통해 대기행렬이 생성되는 충격파의 속도 및 대기행렬길이를 추정하였다. 실시간 신호제어를 위해 각 방향별 추정된 대기행렬길이를 통해 전체 교차로의 대기행렬길이의 합이 최소가 되는 신호시간을 산정하였으며 API 기능을 제공하는 미시적 시뮬레이션 프로그램인 VISSIM을 활용하여 총 3개의 시나리오를 평가하여 알고리즘에 의해 교차로의 대기행렬 길이의 합이 최소가 되는 신호시간의 산정이 가능함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The expansion of the physical road in response to changes in social conditions and policy of the country has reached the limit. In order to alleviate congestion on the existing road to reconsider the effectiveness of this method should be asking. Currently, how to collect traffic information for man...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 과거 대기행렬 길이의 추정을 위한 자료의 수집 방법은 루프검지기에서 수집된 속도 및 점유율 자료 등이 사용되었으나 정보통신기술의 발달에 따라 다양한 검지방식을 이용하여 주행궤적 및 지체등과 같은 개별차량의 구간 및 실시간 정보를 통한 대기행렬 길이의 추정 방안이 연구되고 있다. 따라서 본 논문에서 제시하고자하는 대기행렬 길이의 추정방안 및 구간통행시간 정보를 활용한 신호제어 전략과 관련된 문헌을 고찰하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 DSRC방식의 무선통신을 통한 프루브 차량의 구간정보를 활용하여 대기행렬 길이의 추정 및 독립신호교차로의 대기행렬 길이의 합이 최소가 되는 신호제어 알고리즘을 개발하고 평가하였다.
  • 또한 각 접근로별로 추정된 대기행렬 길이를 통해 적색시간의 증가분에 따른 대기행렬의 해소시간을 산정하였으며 이를 활용하여 교차로 전체의 대기행렬을 해소하는데 필요한 시간이 최소가 되는 신호시간을 산정하여 기존 연구와의 차별성을 두고자 하였다.
  • 본 연구에서는 이동류별로 산정된 대기행렬길이를 통해 교차로의 최적 신호시간을 산정하고자 한다. 이동류별로 대기행렬길이가 해소되는 과정은 <그림 8>과 같이 대기행렬의 끝단이 자유속도로 정지선 방향으로 이동하게 되며 식(13)을 통해 대기행렬이 해소되는데 필요한 시간을 산정할 수 있다.
  • 현시의 분할은 전체 교차로의 대기행렬길이를 최소화 시키는데 목적이 있다. 교차로의 신호시간이 4현시로 구성된 경우 식(17)을 통해 각 현시의 신호시간을 산정하게 된다.

가설 설정

  • Point 2는 개별차량이 녹색신호에 따라 포화교통류율로 대기행렬을 이탈하면서 발생하는 충격파상에 위치하고 있다. 이는 정지선 후방으로 생성되는 충격파 Shockwave2를 나타내며 정지선 후방으로 생성되는 충격파의 속도는 교통량-밀도 관계에서 최대밀도와 임계밀도의 기울기로 나타낼 수 있으며 이는 교통량-밀도 관계에 의해 항상 고정된 값으로 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지능형교통체계란? 지능형교통체계(ITS : Intelligent Transportation System)의 정의는 교통수단과 시설에 전자·제어 및 통신 등과 같은 첨단교통기술과 교통정보를 활용하여 교통체계의 운영 및 관리를 과학화·자동화하여 기존의 시설을 효율성과 안정성을 향상시키는 교통체계를 말한다. 현재 도시부도로의 교통혼잡의 해소를 위해 서울시를 비롯한 주요 광역시에서는 첨단교통관리시스템(ATMS)을 구축 운영 중에 있다.
하이패스의 구축 목적은 무엇인가? 한국도로공사에서 자동요금징수시스템(ETCS : Electronic Toll Collection System)을 위해 구축한 하이패스(Hi-Pass)는 자동요금징수 기능 이외에 OBU(On-Board Unit)을 장착한 프루브 차량을 기반으로 도로변에 설치된 RSE(Road Side Equipment)와의 DSRC(Dedicated Short-Range Communications)방식의 무선통신을 통해 구간의 교통정보를 수집할 수 있는 시스템이다.
대기행렬모형에서 발생하는 문제는? 대기행렬모형의 경우 대기행렬 길이를 산정하기 위해 정지선을 기점으로 순차적으로 도착한 차량을 누적한 누적도착교통량곡선과 녹색시간동안 정지선을 통과한 차량을 누적한 누적출발교통량곡선을 사용하며 두곡선의 차를 통해 대기행렬의 차량대수를 산정할 수 있다. 하지만 대기행렬 길이가 아닌 차량의 대수를 추정하게 되므로 대기행렬 길이로 변환하는 과정에서 오차가 발생하게 된다.
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참고문헌 (15)

  1. Static Korea, E-national Indicator : The Status of Registered Motor Vehicles, retrieved Aug., 20, 2013, from http://www.index.go.kr/ 

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  3. N. M. Sung, J. S. Park, , H. S. Cho, D. M. LEE , D. H. KIM, and Y. C. KIM, The Development of Highway Policies to Mitigate Traffic Congestion on Urban Area, The Korea Transportation Institute, 2012 

  4. Hankookilbo, High-pass 5 years... 7,730,000 dissemination, retrieved Dec., 20, 2012, from http://news.hankooki.com/ 

  5. T. W. DO, The principles of Transportation engineering, 2nd Ed., 2004 

  6. Newell, G. F., "A simplified theory of kinematic waves in highway traffic, Part I: General theory", Transportation Research Part B, vol. 27, pp. 281-287, 1993 

  7. M. Massart, M. Koshi and M. Kuwahara, "Traffic Signal Control based on Travel Time Information from Beacons", World Congress on Inteligent Transportaion System, Yokohama, Japan, 1995 

  8. Xinkai Wua, Henry X. Liua and Douglas Gettmanb, "Identification of oversaturated intersections using high-resolution traffic signal data", Transportation Research Part C, vol. 18, Issue 4, pp.626-638, August 2010 

  9. Ponlathep LERTWORAWANICH, "A self tuning signal control algorithm for isolated intersections based on time space diagrams", Eastern Asia Society of Transportation Studies, vol. 8, 2011 

  10. Yang Cheng, Xiao Qin, Jing Jin, Bin Ran, and Jason Anderson, "Cycle-by-Cycle Queue Length Estimation for Signalized Intersections Using Sampled Trajectory Data", Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, no. 2257, pp.87-94, 2011 

  11. Aoxiang Wu, Xiaoguang Yang, "Real-time Queue Length Estimation of Signalized Intersections Based on RFID Data", Procedia - Social and Behavioral Sciences, vol. 96, pp.1477-1484, Shenzhen, China, Nov. 2013 

  12. C. K LEE, "Queue Length Based Real-Time Traffic Signal Control Methodology Using Image Detectors", Ph.D Dissetation, Aju university, 1998 

  13. H. J. KIM, Y. C. KIM and J. H. KIM, "Development of Traffic Signal Control Strategy by Balancing Queue Lengths for Oversaturated Traffic Condition", The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems, vol. 2, no. 2, pp.13-22, Dec. 2002 

  14. Y. J. JEONG, Y. C. KIM and H. S. Baek, "Development of The Signal Control Algorithm Using Travel Time Informations of Sectional Detection Systems", Journal of Korea Society of Transportation, vol. 23, no. 8, pp.181-191, Dec. 2005 

  15. H. S. PARK, Y. C. KIM, H. Y. MOON and H. C. KIM, "A Development of Traffic Queue Length Estimation Model Using Occupancy Time Per Vehicle Based on COSMOS", Journal of Korea Society of Civil Engineers, vol. 27, no. 2, pp.159-164, Mar. 2007 

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