초록 ▼

차량증가에 따라 교통 환경은 점점 열악해져 가고 있으며, 사고의 증가, 차량의 비효율적인 이동에 따른 에너지 낭비, 환경오염, 생산성 감소, 사회적 비용 증가 등 많은 문제가 전 세계적으로 나타나고 있다. 이에 대한 해결책으로 제시된 것이 지능형 교통시스템(Intelligent Transportation System:ITS)과 이에 기반한 커넥티드 카(Connected Car)로, 통신 기술, 센서 제어 기술 등 IT 기술을 기존의 차량 안전 기술, 도로 및 교통의 운용, 관리기술 등에 적용하여 한정된 도로 상황에서 차량 흐름을 개

차량증가에 따라 교통 환경은 점점 열악해져 가고 있으며, 사고의 증가, 차량의 비효율적인 이동에 따른 에너지 낭비, 환경오염, 생산성 감소, 사회적 비용 증가 등 많은 문제가 전 세계적으로 나타나고 있다. 이에 대한 해결책으로 제시된 것이 지능형 교통시스템(Intelligent Transportation System:ITS)과 이에 기반한 커넥티드 카(Connected Car)로, 통신 기술, 센서 제어 기술 등 IT 기술을 기존의 차량 안전 기술, 도로 및 교통의 운용, 관리기술 등에 적용하여 한정된 도로 상황에서 차량 흐름을 개선할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

하지만, 이와같은 자율주행, ITS 및 커넥티드 카 관련 연구는 개별 자동차를 각각의 입장, 즉 미시적 관점에서 효율적으로 운전하게 할 수 있도록 하는 방법을 도출하는 것에 대해서만 주로 고민해왔고, 본연의 목적인 거시적, 즉 시스템 전체 관점에서 교통 흐름을 최적으로 관리하여 교통 흐름을 최적화 시켜 교통 시스템의 효율을 극대화시키려는 연구는 별로 이루어지지 않았다. 거시적 관점에서의 교통 흐름의 최적화가 이루어지면, 국가적으로 막대한 에너지 절감과 도로 인프라 구축 및 운용 비용 감소 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 연구에서는 이와 같이 그동안 연구가 별로 되어있지 않았던, 교통흐름의 거시적 최적화 방안을 도출하였다. 자율주행이 가능한 커넥티드 카 시스템에서, 클라우드 기반의 중앙관리장치에서 각종 정보를 기반으로 각 차량의 최적의 주행전략을 도출하고 이를 각 차량에 제공하여 그에 따라 차량이 주행하도록 함으로써, 교통흐름의 거시적 효율이 최적화되도록 하는 구체적인 방안을 연구하였다. 특히 주행 환경을 고속도로, 교통신호체계를 고려하지 않은 일반도로, 교통신호체계까지 고려한 일반도로 환경으로 구분하고 각 환경에서의 교통흐름의 거시적 효율 최적화를 위한 자율주행관리 방안을 개발하였다.

본 연구에서는 우선 주행 환경을 고려하여 자율주행이 가능한 커넥티드 카 시스템 모델을 정립하였다. 고속도로, 일반도로, 교통신호체계를 고려한 일반도로 환경을 각각 고려하여, 거시적 교통흐름 효율 최적화를 고려할 수 있는 시스템 구조, 통신방식, 절차 등을 정의하여 커넥티드 자율주행차 시스템 모델을 정립하였고, 각 도로 환경에서 교통환경과 관련된 각종 파라메터를 조사하고 그 중 교통흐름의 거시적 효율을 잘 정의하는 파라메터를 분석하여 교통흐름의 효율을 나타내는 거시적 관점의 파라메터 및 요소를 정의하였다. 또한 기존 ITS에서 정의한 수집정보를 참고하여, 교통흐름의 거시적 효율 최적화를 위해 필요한 정보를 정의하고 이의 수집 방안을 정립하였다.

이를 기반으로 주행 환경을 고려하여 교통흐름의 거시적 효율 최적화를 위한 자율주행 알고리즘을 개발하였다. 시스템에 신규 유입되는 자동차에 대한 주행 알고리즘을 admission control 기법을 사용하여 개발하였다. 시스템 내의 자동차들에 대한 주행 알고리즘을, 이동통신시스템에서데이터 전송을 요청하는 각 connection에게 한정된 bandwidth 및 time 자원을 할당하는 기법인 scheduling 기법을 사용하여 개발하였고, 개발된 알고리즘을 이용한 자율주행 방안의 효율 성능을 ANSI-C를 이용한 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 성능분석 결과 제안 알고리즘을 적용하지 않은 경우에 비해서 최대 38%의 end-to-end delay 성능 향상효과 및 최대 20%의 연료소비량 감소효과 등을 확인할 수 있었다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 11