• 대한교통학회지
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• 제19권6호
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• pp.143-160
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• 2001

본 연구에서는 국내 일부지역에 운영중인 첨단신호제어시스템(COSMOS)의 효율성을 평가할 수 있는 미시적(microscopic), 모의실험기(simulator)의 원형(prototype)을 개발하였다. 이 모의실험기의 개발은 원형적인 형성을 목표로 차량의 이동방식과 모듈적용체계 그리고 첨단신호알고리즘 중 독립교차로 실시간제어의 기능을 개발모형의 범위로 하였으며 구체적인 개발 사항은 다음과 같다. 첫째로, 기본적인 차량진행 외에 부가적인 첨단신호기능을 수행하기 위해서 검지기 체계를 통한 자료수집 및 지역제어기 그리고 센터시스템의 알고리즘의 수행이 필요하므로, 미시적 시뮬레이터의 가장 큰 문제점인 연산속도의 문제는 더욱 대두된다. 따라서 이러한 점을 개선할 수 있도록 소프트웨어적인 측면에서 차량의 이동방식을 공간중심방식으로 구성하여 진행시킬 것과 링크별로 각 수행모듈을 합리적으로 적용하도록 제안하였다. 그리고 차량추종 및 차로변경의 모형의 적용을 포함한 링크의 이원화 적용 제안이 타당한지를 평가하기 위하여 NETSIM모형과 비교를 실시하였다. 둘째로, 이러한 모의실험기의 구조를 기초로 개별차량의 검지자료 수집과 매 주기마다 주기 및 녹색시간을 결정하는 독립교차로 실시간 제어 알고리즘의 구현으로 첨단신호제어의 전략을 평가할 수 있는 가능성을 제시하였다. 마지막으로 독자적인 모의실험기로 발전할 수 있도록 Animation 기능과 다양한 효과척도를 산출하여 종합적인 연구를 수행하였다.

• 대한교통학회지
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• 제26권4호
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• pp.161-172
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• 2008

국토해양부는 신호교차로 서비스수준 분석에 도로용량편람이 제시하는 방법의 적용을 장려하고 있으며 실시간신호제어교차로는 지능형교통체계 구축사업으로 그 숫자가 현장에서 꾸준히 증가하고 있다. 도로용량편람은 정주기식 신호교차로 서비스수준 분석방법에 국한하여 제시하고 있어 현장 실무자들은 실시간신호제어교차로 서비스수준 분석에 어려움을 경험하고 있다. 본 연구는 도로용량편람 수준에서 실시간신호제어교차로 서비스수준 분석의 기초가 되는 방법론을 제안하며 향후 추가로 수행되어야 하는 개발방향을 검토한다. 한 개의 신호교차로를 표본으로 세부 요소모형들을 간이 개발하여 검증한 결과 제안된 방법은 실제 현장 자료와 유사한 수준의 서비스 수준을 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제27권5호
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• pp.179-187
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• 2009

본 연구에서는 구간통행시간을 기반으로 하는 실시간 교통신호제어 알고리즘을 개발하였으며, 알고리즘의 현장 실험 및 평가를 수행하였다. 구간통행시간 기반 실시간 신호제어 알고리즘은 전체 접근로의 지체 균등화를 목적함수로 하며, 주요 과정으로는 개별차량 지체와 차량관측 시간을 이용한 대기행렬 해소시간의 산정과 이를 기반으로 교차로 지체를 산정하는 과정이다. 이후 이동류별 주기단위 지체변화량을 산정하고, 주기 결정 및 현시 배분 등의 과정이 이루어진다. 이동류별 지체의 산정과정에서는 연동교차로의 특성을 고려하여 HCM의 연동계수를 이용한 독립교차로에서의 지체로 환산하는 과정을 수행하며, 이때 누적주기의 프르브 차량 정보를 이용함으로써 보다 안정적 신호제어를 도모하였다. 통행시간 기반 신호제어 알고리즘의 현장실험 및 평가를 통해 TOD 제어와의 비교평가를 수행하였으며, 실험대상 가로축은 약 400m의 평균 교차로 간격을 가지는 일련의 4개 교차로로 구성되어 있다. 현장실험 및 평가 결과 TOD 제어 대비 지체 감소 효과와 더불어 이동류별 지체의 표준편차 감소를 통해 지체의 균등화 효과를 확인하였다. 본 연구를 통해 교통정보수집을 위한 범용의 검지체계에서 산출되는 개별차량의 구간통행시간 정보를 기반으로 하는 실시간 신호제어 알고리즘의 개발 및 평가를 수행하였으며, 이는 유비쿼터스 환경의 급속한 확산이라는 교통환경의 변화에 부응하기 위한 신호제어 방법론의 근본적인 변화에 궁극적인 목표를 두고 있다.

• 대한교통학회지
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• 제22권5호
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• pp.19-33
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• 2004

신호교차로 운영 최적화를 위한 4가지 변수인 주기, 현시순서, 현시녹색시간, 옵셋 중에서 지금 지 정형화된 지침이 없이 전문가의 경험이나 휴리스틱한 규칙(Heuristic rule)에 의해 결정되었던 현시순서에 대해 다양한 교통조건을 고려하여 최적현시와 지체변화를 분석하였다. 교통조건은 독립/연동교차로, 교차로 기하구조, 비혼잡/혼잡상태, 통과교통량에 대한 좌회전 교통량비(LT/Thru)에 따라 Dual ring에서 구현가능한 모든 현시순서를 대상으로 최적현시를 도출하였다. 분석과정에서 비혼잡상태의 경우 LT/Thru가 작을수록 직진 중첩 동시신호가 가장 우수하게 나왔으며, LT/Thru가 크게 증가할수록 선행양방향좌회전이 양호하게 나타났다. 혼잡상태의 경우는 LT/Thru 15%에서 공통적으로 최적현시가 변하였는데 이는 포화도와 이동류별 녹색시간비율이 크게 변하면서 급작스런 주기 증가에 기인한 것으로 판단되었다. 또한 독립교차로 및 연동교차로 현시순서 분석 결과를 보면 전반적으로 선행양방좌회전 현시와 직진 중첩 동시신호 현시가 가장 양호한 것으로 나타났으며, 양방 동시신호 현시는 대체로 지체가 높게 나타나 신호운영에 비효율적인 것을 다시 한번 입증하게 되었다. 특히 연동교차로에서는 연동에 중요한 요소인 옵셋과 진행대폭(bandwidth)의 상호관계를 탄력적으로 대응할 수 있는 직진 중첩 동시신호가 최적현시로 나타났다. 본 연구는 검지기가 설치되지 않은 고정식 신호기로 운영되는 지방부 및 도시 가로망의 교통류 효율성을 높이는 중요한 자료로 사용될 것으로 판단된다. 최근에는 실시간 교통신호 제어시스템이 활발히 연구. 운영되고 있는데 이 시스템 내에 포함되어 있는 TOD방식의 고정시간 제어(pretimed control)나 패턴선택제어(pattern selection control)에도 충분히 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제13권1호
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• pp.1-14
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• 2014

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.

• 대한교통학회지
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• 제30권6호
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• pp.71-80
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• 2012

본 연구에서는 개별차량의 구간통행시간 정보를 이용한 독립교차로의 실시간 신호제어 알고리즘을 개발하였다. DSRC와 같이 개별차량의 ID와 검지시각 정보를 수집할 수 있는 검지체계를 적용하였으며, 개별차량의 통행시간 정보로 부터 도착교통류율, 지체, 적색시간 변화에 따른 지체 변화량을 산정하기 위한 모형을 정립하였다. 통행시간기반 신호제어 알고리즘은 교차로 지체를 최소화 시키기 위한 현시별 적색시간 변화량을 결정하며, 선형계획모형을 적용하여 신호시간의 최적화 과정을 수행한다. 알고리즘의 효과평가를 위해 CORSIM과 RUN TIME EXTENSION을 적용한 미시적 시뮬레이션 분석을 시행하였으며, 이동류의 포화상태를 확인하여 지체 최소화를 위한 신호시간이 산정됨을 확인하였다. 또한 Probe 차량의 비율에 따라 이동류의 지체추정 성능을 확인하였으며, 특정 시나리오에 한정된 결과이나 40% 이상 Probe 차량 비율이 확보되는 경우 효과적 신호제어가 가능함을 확인하였다. 최근 국내 교통관리분야에서는 하이패스, 첨단교통관리시스템(ATMS), 광역교통정보사업(UTIS) 등 개별차량의 구간정보를 수집할 수 있는 검지체계가 급격히 확산되고 있으며, 본 연구는 실시간 신호운영 분야에서 검지체계의 변화를 수용하기 위한 방안으로서 새로운 형태의 신호제어 방법론을 제시하였다는데 의의가 있겠다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제15권6호
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• pp.90-101
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• 2016

본 연구에서는 V2X 통신환경 하에서 개별 차량 기반 수집 데이터를 활용하여 독립교차로의 실시간 교통상황대응 최적 교통신호 제어 알고리즘을 개발하였다. 매초 간격으로 V2X 통신환경에서 수집되는 정보를 이용하여 주기, 현시, 현시 순서를 결정하는 알고리즘과 이 알고리즘 안에서 감응식 신호를 적용하여 독립신호 교차로의 신호 최적제어를 실시하였다. 최적화된 신호시간과 본 연구에서 개발된 알고리즘을 활용한 신호제어 성능을 비교하면 전제적으로 평균 지체, 평균 정지지체, 정지횟수, 평균속도가 개선되었음을 나타나고 있으며, 개선 폭이 교통량이 많아질수록 커지는 것으로 분석되었다. 또한 시장점유율에 따른 도입 시기 평가 결과, 평균 지체의 경우 교통량이 500대의 경우 시장점유율이 50% 이하로 내려가면 본 연구에서 개발된 알고리즘이 기존 신호알고리즘보다 높은 지체를 보였으나, 교통량이 1,000대일 경우 시장 점유율 25% 이하에서 지체가 높아졌다. 하지만 1,500대일 경우 시장점유율에 25%에 불과해도 기존의 신호제어 알고리즘보다 지체가 낮아지는 것으로 분석되었다.

• 대한교통학회지
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• 제21권3호
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• pp.71-83
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• 2003

교차로의 신호시간 계획이나 간선도로 축의 제어에 있어서 가장 대표적인 문제는 수시로 변화하는 교통상황이다. 또한 이러한 변화로 인해 정확한 교통 데이터를 얻기 힘들고, 그에 대한 분석 또한 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이러한 불명확한 교통데이터를 이용하여 교차로 및 간선도로의 제어를 하기 위해, 인간의 사고와 유사한 추론이 가능하다고 판단되는 Fuzzy Logic을 적용함으로써 불명확한 상황에 대하여 수학적인 함수로 표현되지는 않지만 언어적인(Linguistic) 제어가 가능하도록 하여, 기존의 교통제어 방법보다 교통상황에 민감하게 대처할 수 있는 새로운 제어전략을 제시하였다. 본 연구는 "영상검지기를 이용한 실시간 교통신호 감응제어(김성호, 1996)"의 독립교차로의 신호 제어 부분을 기초로 하여 간선도로 상의 연속진행 제어에 대한 전략을 제안하고, 그 효과를 기존의 제어 방법에 의한 효과와 비교·분석하였다. 또한 각 제어 방법에 대한 분석을 위하여, 교통 시뮬레이션 소프트웨어인 TRAF-NETSIM을 이용하여 각각의 효과를 비교하였다.

• 대한교통학회지
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• 제21권2호
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• pp.83-94
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• 2003

서울을 비롯한 대도시에서는 최근, 신호교차로를 포함하는 도시 가로망에 기존의 고정식 신호체계를 대신하여 첨단신호체계를 도입하여 운영하고 있다. 이러한 신호시스템의 장점은 변화하는 교통상황에 따라 최적의 신호현시를 제공한다는 것이다. 그러나 이러한 신호체계가 큰 효과를 기대할 수 있음에도 불구하고 현재까지 이러한 시스템과 기존의 신호 시스템을 비교한 연구는 거의 없는 실정이다. 가장 큰 이유는 실시간으로 교통상황에 대응하는 이러한 신호시스템을 평가하는 것이 매우 어려운 일이기 때문이다. 본 연구의 목적은 독립교차로, 교통축, 네트워크 단위에서의 기존의 전자신호와 첨단신호체계의 효율성을 비교 평가할 수 있는 미시적 시뮬레이터를 개발하는 것이다. 이러한 시뮬레이터의 개발은 교통운영체계에 대한 보다 정밀한 분석을 가능하게 할 것으로 판단된다. 그리고 본 연구에서는 개발된 시뮬레이터를 이용하여 현재 서울의 강남지역에서 운영되고 있는 신신호 시스템의 각종 알고리즘에 대한 평가를 수행하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권3호
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• pp.52-63
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• 2009

최근 대도시의 경우 교통정보센터 및 ITS센터 등을 통하여 도시부 신호교차로를 운영 관리하고 있으며, 천안시도 ITS 1,2,3차 사업을 통하여 2007년 교통정보센터를 설립하여, 버스정보시스템, 교통정보 수집 및 제공 시스템, 주차정보시스템, 그리고 신신호제어시스템 등을 운영하고 있다. 천안시 신호운영체계의 경우, 주요 축별로 신호기를 그룹화 하여 연동화 운영중에 있으며, 교통량에 따라 실시간으로 주기와 현시가 변동되도록 운영하고 있다. 이와 같이 도시부 Network는 교통 대응식 (TRC; Traffic Responsive Control)운영모드의 사용으로 교통지체 및 축별 속도 등의 향상을 확인하였다. 그러나 인접도시를 연결하는 지방부 지역의 경우는 정통적인 고정식 운영을 사용함으로써 신호운영효율이 낮은 것으로 확인 되었다. 이에 지방부 독립신호교차로 형태의 신호교차로의 효율성 확대를 위해 감응식 운영모드의 사용 가능성을 검토하였다. 이를 위해 천안시 교통정보센터에서 운영하고 있는 신호교차로 중 천안 외곽지역의 신호교차로를 대상으로 감응식 신호제어를 운영하여, 이를 현재 운영중인 고정식 제어와 비교해 보았다. 그 결과 현장 운영시 감응식 신호운영제어가 고정식 신호운영에 비해 지체감소 효과가 월등하였으며, 비최적화 고정식, 최적화 고정식, 비최적화 감응식, 그리고 최적화 감응식의 네가지 Case의 시뮬레이션 지체비교에서는 최적화 고정식과 비최적화 및 최적화 감응식의 지체 차이는 통계적으로 차이가 없는 것으로 판명되었다. 이는 지방 중소도시의 경우, 도시부 이외의 지방부 성격을 갖는 신호교차로에서 있어서, 교통량 조사 등과 같은 부가적 노력 없이 신호교차로를 운영할 수 있는 감응식 신호제어 운영이 보다 효과적일 것으로 판단된다.