Solution - 스마트신호

신호체계 솔루션 필요성

• 지속적으로 증가하는 교통수요와 지자체 도심부 내 존재하는 다양한 교통패턴(반복·비반복 정체)을 반영하여 상황별 교통량을 처리할 수 있는 네트워크 차원의 최적 신호 운영체계가 필요함
• 교통신호 운영은 교차로나 교통축 측면의 고정식 신호 운영보다 교통상황에 맞는 네트워크 차원의 효율적인 최적 신호 운영으로 교통문제 해결에 따른 도로 운영 효율성 증대를 기대함
• 즉, 교통량 데이터(VDS) 기반 교통상황 예측에 따른 최적 신호체계 운영으로 비용 절감 및 시간 단축 효과에 따른 지자체별 도심부 교통운영관리의 효율성이 극대화 될 것으로 기대함

 

신호체계 개선 Architecture

• 도심부에 존재하는 다양한 교통상황별 효율적인 교통신호체계 운영을 위해서는 지자체 도심부의 교통흐름을 파악할 수 있는 지점 검지기의 교통데이터를 수집함
• 다양한 교통상황의 적정 신호체계 운영을 위해 주요 지점 교통정보(VDS)를 수집하여 시간대별, 요일별 데이터를 통한 도심부의 교통수요를 분석하고 이에 따른 교통패턴 및 교통상황을 설정함
• 교통수요 기반 교통상황별 개별교차로 및 네트워크 차원의 최적 신호를 도출하고 신호 변환을 위한 데이터 수집 기준 검지기 선정 및 신호 변환조건 구축으로 다양한 교통상황에 따른 신호 변환 운영체계를 구축함

 

신호체계 개선 Flow Chart

• 신호체계 개선 방법론은 요일별, 시간대별, 특정상황별 15분 단위의 교통량 데이터를 수집하여 통계검증 프로그램인  SPSS 분석(요인분석, 상관분석)으로 지자체 도심부의 교통상황을 정립하며, 상황별 교통수요분석에 따른 통행량, 지체시간 등의 효과지표를 활용하여 주요 교통축 및 중요 교차로(CI, Critical Intersection)를 선정함
• 주요 교통축 및 교차로 기반으로 교통 신호 전문 솔루션 SW를 활용하여 교차로 내 지체시간 최소화 및 통일된 주기에 따른 연동화를 위해 지자체별 특성에 맞는 개별교차로 및 네트워크 차원의 신호최적화를 수행함
• 도심부의 교통상황에 맞는 최적 신호 변환 및 운영을 위해서 검지기 데이터 분석에 따른 기준 검지기 및 적정 임계치를 산정하고 최적 신호 운영의 효과분석 시행으로 신호체계 관리자에게 최적의 신호 파라미터를 제공할 수 있음

 

교통데이터 기반 교통패턴 정립

지점 검지기의 수집된 교통량 데이터(15분 단위)를 이상치 제거로 결측 보정을 수행하여 교통량 데이터를 보정하며, 통계검증 프로그램 SPSS의 요인분석 및 상관분석으로 유사성이 높은 패턴을 그룹화하여 대표적인 교통패턴을 정립함

교통데이터 기반 교통상황 정립

검지기 데이터 기반 정립된 교통패턴(ex. 주중/주말/공휴일 등)을 전일 시간대별로 교통량 및 교통량 비율을 비교 분석하며, 유사한 교통흐름 상황을 그룹화(ex. 오전/오후/심야 등)하여 교통패턴에 따른 교통상황을 정립함

 

신호최적화 및 연동화 기법

검지기 데이터 기반 교통수요분석 데이터(도로 V/C, 교차로 방향별 교통량, 지체시간 등)를 활용하여 주요 교통축(V/C 기준) 및 중요 교차로(주요 교통축 및 지체시간 기준)를 선정함

선정된 주요 교통축 내 중요 교차로의 최적 주기를 산정하고 중요교차로를 기준으로 네트워크 최적화 시 연동화를 위해 중요 교차로의 최적 주기를 기준으로 신호연동그룹(SA, Sub Area) 내 주기를 동일하게 설정하며, 적정 현시길이를 산정함

선정된 주요 교통축을 대상으로 신호연동그룹(SA, Sub Area)에 따라 중요 교차로의 최적 주기 기준으로 통일된 주기 설정 및 연동 중방향 및 양방향을 고려한 연동값 설정의 네트워크 최적화를 시행함

 

최적신호 변환 조건 구축

상황별 유동적인 신호운영을 위해 해당 교통상황을 판단할 수 있는 기준 검지기 및 신호 변환을 위한 상황별 임계치를 선정하고 신호 변환조건(우선순위, 유지시간, 연속 주기수 등)으로 구성된 신호변환 Matrix를 설정함

 

신호변환 운영체계(Frame Signal) 설계