초록 ▼

본 연구과제의 최종 목표는 실시간 교통량에 따른 국소지역 교통통제시스템과 무인단속시스템에 필요한 차량 속도감지 시스템을 개발하는 것이다.
(가) 광섬유센서를 이용한 차량감지부 개발
차량감지에 필요한 민감도 및 내구성을 갖는 광섬유센서를 개발하고 이를 이용하여 실제 도로 적용에 적합한 계측부를 구성한다. 광섬유센서는 기존의 광섬유센서 중 구성이 간단하고 내구성이 우수한 방법으로 광강도형이나 광간섭형 형식의 센서를 선정하여 최적화시키며 계측부는 도로 고정식 및 이동식 적용에 적합하고 보수 및 교체가 용이하도록 설계$

본 연구과제의 최종 목표는 실시간 교통량에 따른 국소지역 교통통제시스템과 무인단속시스템에 필요한 차량 속도감지 시스템을 개발하는 것이다.
(가) 광섬유센서를 이용한 차량감지부 개발
차량감지에 필요한 민감도 및 내구성을 갖는 광섬유센서를 개발하고 이를 이용하여 실제 도로 적용에 적합한 계측부를 구성한다. 광섬유센서는 기존의 광섬유센서 중 구성이 간단하고 내구성이 우수한 방법으로 광강도형이나 광간섭형 형식의 센서를 선정하여 최적화시키며 계측부는 도로 고정식 및 이동식 적용에 적합하고 보수 및 교체가 용이하도록 설계${\cdot}$제작한다.
개발된 광섬유센서를 이용한 계측부의 검증을 위해 차량 통과 시험을 수행하며 차량의 속도에 따른 계측부의 감지 여부와 정확도를 판단하기 위해 도로에 계측부를 설치하고 차량의 속도를 변화시키며 계측부를 검증하게 된다.
(나) 신호처리 및 분석을 위한 하드웨어 개발 및 검증
차량감지를 위한 하드웨어로 광섬유센서를 구동하기 위한 센서구동부, 측정신호 처리를 위한 신호처리부, 속도 분석 및 도로 상황 분석을 위한 신호분석부 및 PC나 외부기기와의 유기적인 통신을 위한 신호전송부로 구성된다. 또한 왜곡 신호나 하드웨어의 고장을 미연에 알 수 있는 자기진단(Self-Diagnosis)기능을 포함시켜 하드웨어 자체가 스스로 작동하는 Stand-Alone 형식으로 구성된다.
개발된 하드웨어의 검증을 위해 계측부와 함께 차량 통과 시험을 수행하고 Prototype 시스템을 구성한다. 또한 분석된 신호의 정확도를 판단하기 위해 VCR 촬영을 통해 측정 속도를 검증하고 최적화된 시스템을 구성한다.
(다) 국소지역 신호처리용 소프트웨어 개발 및 검증
개발된 신호처리장치를 기본으로 하드웨어 구동 및 측정된 데이터 저장과 관련된 인터페이스 관련 소프트웨어를 구성하고 입력된 신호를 바탕으로 교통량과 흐름을 판단하고 제어할 수 있는 소프트웨어를 상용 소프트웨어인 Visual BASIC을 이용해 개발한다. 소프트웨어는 입력된 신호를 기록하고 판단하는 신호처리모듈과 신호제어, 센서구동 및 자기진단기능 등과 관련된 하드웨어제어 모듈로 구성된다.
개발된 소프트웨어의 검증을 위해 하드웨어와 연결하여 차량 통과 시험을 수행하고 실제 적용을 위한 수정 및 보완을 통해 최적의 소프트웨어를 구성한다.
(라) 시스템 통합(System Integration)
검증이 완료된 광섬유센서를 이용한 계측부, 하드웨어 및 소프트웨어를 통합해 시스템을 구성한다. 통합 시스템은 실험과 database 구축을 위해 휴대가 가능한 형식으로 제작하며 국소지역 교통 통제 시스템(Local Traffic Control System) 구성을 위한 Prototype으로 실험에 사용된다. 본 연구의 내용 및 범위는 실시간 통과차량의 감지를 위한 센서를 개발하고, 이를 바탕으로 실시간 교통량에 따른 국소지역 교통통제 시스템과 무인단속시스템에 필요한 차량감지 시스템을 개발하는 것이다.

Abstract ▼

Intelligent transport system (ITS) is one of the most important research topic for the future. Especially, a real time vehicle detection sensor and system are expected to play an important role in developing the control systems of the ITS. The real time detection technique of traffic volume provides

Intelligent transport system (ITS) is one of the most important research topic for the future. Especially, a real time vehicle detection sensor and system are expected to play an important role in developing the control systems of the ITS. The real time detection technique of traffic volume provides fundamental data for improving the ITS. In advanced countries, they have achieved advanced technologies of the ITS due to their early start, however, corresponding researches in domestic area is in the beginning stage.
In this research, a real time vehicle detection sensor using a fiber-optic accelerometer has been developed. The developed sensor transmits signals to long distance without loss and provides durability, high resistance to temperature and humidity because of merits of optical fiber applied to the sensor. In case of setting the real time vehicle detection sensor along the road, environment condition of the road is so harsh. Therefore, applying the optical fiber is more efficient than any other electrical methods.
Hardwares have been also developed for signal processing in this research.The developed system consists of laser diode, photo diode, amplifier, filter, A/D converter, and Electronic Control Unit (ECU) processing the signal. To compose the low cost Hardware, we developed fitness for purpose type signal amplifier, filter, and A/D converter. Developed signal control system based on mini-computer controls an intersection traffic signal by using the signal of real time traffic information from the DAS.
Futhermore, software for signal control based on Visual Basic has been developed. The developed software consists of two modules. One module records data and processes signal, and the other module controls the traffic signal and informs traffic signal controller whether laser diode, photo diode, and power supply are out of order or not. As an initial stage, a Traffic Control System will be integrated with them.

목차 Contents

• 도로통과 차량감지용 광섬유센서 및 광기반 지능형 교통통제 시스템 개발...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMRTY...11
• 목차...13
• CONTENTS...14
• List of Tables...15
• List of Figures...16
• 제 1 장 서론...19
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...24
• 제 1 절 국내 기술 현황...24
• 제 2 절 국외 기술 현황...30
• 제 3 절 ITS 핵심요소기술분야...35
• 제 4 절 시장성격, 규모 및 산업계의 현황...42
• 제 5 절 연구결과가 국ㆍ내외 기술현황에서 차지하는 위치...43
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...67
• 제 1 절 차량 감지를 위한 광섬유 가속도 센서의 개발...67
• 제 2 절 차랑 감지를 위한 Hardware 개발...86
• 제 3 절 차량 감지를 위한 Software개발...90
• 제 4 절 개발시스템검증 시험 및 국소지역 신호처리 시스템 구축...101
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도...164
• 제 1 절 연구개발목표 달성도...164
• 제 2 절 대외 기여도...168
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...169
• 제 6 장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술 정보...171
• 제 1 절 차량 거리제어 시스템...171
• 제 2 절 인공위성을 이용한 교통통제체계기술...173
• 제 3 절 교통 흐름 시뮬레이터 개발에 따른 동경대 연구...177
• 제 7 장 참고문헌...191