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Kafe 바로가기주관연구기관 | 서울연구원 The Seoul Institute |
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연구책임자 | 김원호 |
참여연구자 | 홍주형 , 김영찬 , 한승춘 , 전용주 , 이상수 , 고준호 , 김태철 , 이호상 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2021-12 |
과제시작연도 | 2021 |
주관부처 | 경찰청 Korean National Police Agency |
과제관리전문기관 | 도로교통공단 |
등록번호 | TRKO202200008185 |
과제고유번호 | 1325163972 |
사업명 | 자율주행차의도로주행을위한운행체계및교통인프라연구개발(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-08-13 |
키워드 | 자율주행차.AIS 교통 신호제어기.Local 신호제어전략.AI 신호운영.신호최적화. |
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
ⅰ. 자율주행차와 신호제어기 간 무선통신을 기반한 미래형 신호현장시스템 개발
- Local 시스템 아키텍처 설계 및 검증
- Local 신호제어전략 개발
- 자율주행차량을 위한 부가정보 제공 서비스 개발
- 돌발상황 검지 및 대응전략 개발
- 자율주행차 운행지원 교통신호제어기(AIS) 개발
- 자율주행차 무선통신을 위한 V2X 통신시스템 개발
- 자율주행차량 정보수집 모사를 위한 교통정보 수집 영상검지시스템 구축 및 검지기술 개발
ⅱ. AI 기반
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
ⅰ. 자율주행차와 신호제어기 간 무선통신을 기반한 미래형 신호현장시스템 개발
- Local 시스템 아키텍처 설계 및 검증
- Local 신호제어전략 개발
- 자율주행차량을 위한 부가정보 제공 서비스 개발
- 돌발상황 검지 및 대응전략 개발
- 자율주행차 운행지원 교통신호제어기(AIS) 개발
- 자율주행차 무선통신을 위한 V2X 통신시스템 개발
- 자율주행차량 정보수집 모사를 위한 교통정보 수집 영상검지시스템 구축 및 검지기술 개발
ⅱ. AI 기반 통합 신호관제시스템 개발 및 실증운영
- 강화학습 기반 실시간 신호제어 알고리즘 고도화
- AI 기반 신호제어 알고리즘 Test-Bed 평가 모니터링 및 알고리즘 보완
- 통합 AI 신호운영 센터시스템 개발 및 구축
- 신호관제시스템에 활용을 위한 빅데이터 플랫폼 구축
- 시뮬레이션 기반 AI 신호 분석체계 구축
- 실증사업 평가방법론 개발
전체내용
- 자율주행차량은 검지 시스템 구축 및 확장이 제한되어있는 정책 방향 속 향후 자율주행 차량의 도로 점유율이 높아질수록 이동형검지기로써, 교차로 신호운영에 매우 효과적인 정보 수집원으로 활용할 수 있음. 또한 자율주행차량이 수집하는 정보는 도로 전반적인 범위에 대해 빅데이터를 구성하여 활용가치가 매우 높을 것으로 판단됨
- 본 연구에서는 이러한 자율주행차 수집정보를 활용하여 자율주행차량과 일반차량이 혼재되는 도로환경에서의 적용 가능한 AI기반 통합신호운영시스템을 개발함
- 자율주행차량 수집정보 기반 신호운영체계는 AI 신호운영 센터시스템과 Local 시스템으로 구분할 수 있음. AI 신호운영센터시스템은 수집된 자율주행차량의 정보와 각종 연계정보를 취합하여 빅데이터 형태의 DB를 구축하고, 이를 활용하여 AI 기반의 신호최적화 알고리즘을 개발하고 학습시킴으로써 거시적인 측면에서 네트워크 최적화 개념의 신호운영시스템을 개발함
- Local 시스템은 AI 신호운영센터시스템에서 수행한 네트워크 최적화 신호의 보완을 목적으로, 자율주행차량이 수집한 정보를 기반으로 개별교차로 단위의 미시적 Local 신호제어전략과 돌발상황 검지정보 제공 등 자율주행차량의 운행을 지원하기 위한 정보제공 서비스를 수행함 신호제어기 내의 . A-CVIB 모듈을 통해 단위교차로에 대해 앞서 제시한 Local 신호제어전략 수립이 가능하며, 서비스 수행을 통해 생성한 정보는 무선통신기반의 V2X 통신모듈을 통해 자율주행차량으로 연계가 가능함
- 개발된 현장시스템과 센터시스템을 하나로 통합한 자율주행지원을 위한 통합 신호운영 시스템을 구축하고, 현장에 적용하기 전 시스템의 신뢰성과 정교함을 향상시키기 위하여 시스템 간 연계시험 수행과 Microscopic-Simulation을 통한 AI 신호제어 사전 효과 분석 체계를 구축하여 시스템 및 알고리즘의 고도화와 발생가능한 문제점 등에 대비함
- 3차년도에는 TEST-BED를 구축하여 현장에서 AI 기반 통합신호운영시스템에 대한 실증평가를 수행하고, 평가결과를 바탕으로 시스템적인 보완과 함께 현실을 반영한 신호운영 전략의 고도화를 진행함
연구개발성과
- 본 연구에서는 크게 자율주행차, 신호제어기, 센터시스템, Test-Bed로 구성되는 AI 기반 통합신호운영시스템을 개발함
- AI 기반 통합신호운영시스템을 구성 요소 중 자율주행차의 정보수집은 영상검지시스템을 구축하여 모사하였으며, 신호제어기를 통한 V2I 정보 연계 및 자율주행차 운행지원을 수행하기 위한 정보처리 인터페이스 모듈(AVS)을 개발하여 Test-Bed에 구축함
- 센터시스템에는 AI 알고리즘의 학습 및 최적화 신호 도출을 위한 별도의 신호제어 서버 SW와 운영단말을 구축하였으며, 빅데이터 플랫폼과 연계하여 대용량 데이터를 저장, 가공, 활용할 수 있도록 하였음
- 최종적으로, 개발/구축한 AI 기반 통합신호운영시스템을 통해 자율주행차가 수집하는 정보를 받아들여 AI 신호최적화를 통한 거시적인 측면의 네트워크 신호제어와 미시적인 측면의 Local 신호제어를 수행할 수 있으며, 그 외에도 돌발상황 검지정보 및 부가정보를 생성하여 자율주행차의 운행을 지원가능함
연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 자율주행차 운행지원을 위한 교통신호제어기(AIS) 즉 정보처리 인터페이스 모듈(AVS)은 향후 자율주행차의 도로 운행 비율이 높아질수록 그 활용도는 높아질 것으로 예상됨
- 비반복적 정체 및 상충이 빈번하게 발생하는 지점에서의 미시적인 신호운영 전략을 통해 교차로 교통류 안정화와 교통안전 향상이 가능함
- AI 기반의 네트워크 단위 신호제어를 통해 독립교차로 또는 축단위 제어만을 수행하는 기존 신호제어시스템을 개선하여 광역의 네트워크 단위 교통제어를 수행함으로써, 도시부 차량의 지체감소, 이동성 증진 및 온실가스 저감 효과를 기대할 수 있으며, 관련시스템의 개발을 통해 국가경쟁력 확보 및 교통운영 효율화 가능함
- 자율주행차와 일반차량이 혼재되어 운영중인 교차로에서 실증교차로를 구축함으로써 향후 기존 신호제어시스템을 교체하여 설치할 경우 좋은 예가 될 수 있으며, 불필요한 사회․경제적 손실 최소화할 수 있는 효과가 있음
- 또한, 자율주행 자동차의 보급이 늘어나는 미래의 교통환경 변화를 대비할 수 있는 토대가 마련된다는 점에서 사회적으로 긍정적인 효과가 기대됨
(출처 : 요약문 2p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
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