Earticle

본 연구에서는 이동식 레이저 스캐너를 이용하여 도로선형을 분석하고 지상 레이저 스캐너와의 관측값과 비교하는 실험을 실시하였다. 결과 첫째 각 방향의 평균제곱근오차 산정 결과, X방향 ±0.110m, Y방향 ±0.160m, Z방향 ±0.038m이 고 공간위치오차는 평균 ±0.385m로의 정도가 확보됨을 알 수 있었다. 둘째, 자료 획득 시 관측자의 인위적 방향 관측 습관, 진행 속도 및 신체조건 등이 관측 자료에 영향을 미친 것으로 추정된다. 셋째, 자료 획득 장비의 수직 시야각은 수직 위치 결정에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 향후 이동식 레이저 스캐너를 이용한 도로 선형에 대한 자료 획득 시 신속한 자료 제공과 재난현장에서의 신속한 자료 구축에 활용성이 있는 것으로 판단된다.

This study conducted an experimental research to analysis the road alignment by using the mobile laser scanner and also to compare the accuracy and utilization with terrestrial laser scanner. In the results of experiment, the root mean square error occurred like ±0.110m in the X-direction, ±0.160m in the Y-direction, and ±0.038m in the Z-direction, so the spatial position error as much as ±0.385m was secured in the absolute mean error. Second, it was found that the observer's artificial direction observation habit, progression speed, and physical condition can be reflected in the observation data when data is acquired. Third, it was found that the vertical viewing angle of the observation equipment has an effect on the determination of the vertical position, and it is expected that it will be possible as an effective basic data for the use of rapid data provision and disaster scene using a mobile laser scanner in the future.

자율주행 차량은 변화하는 도로환경에 스스로 대응 가능하여야 하여, 인간 운전자 수준의 도로환경 인지성능을 확보하여야 한다. 자율주행 차량의 센서 중 영상센서는 주행방향 결정 및 차로이탈 방지 등 조향제어 수행을 위하여 차선인식 기능을 수행한다. 현재 제시된 영상센서의 차선인식 성능기준은 ADAS(Advanced Driver Assistance System)과 관련된 ‘운전자 보조’ 관점의 성능기준으로서, 자율주행 차량의 ‘주체적 인지’를 위한 성능조건과 상이할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 자율주행 시 차선인식이 비정상적으로 지속되어, 직선구간에서 곡선구간으로 진입하는 차량이 조향실패에 따라 차로를 이탈하는 상황을 가정하였다. 차량 이동궤적을 기반하여 차로이탈 상황을 모형화하고, 차로이탈 허용 수준에 따른 자율주행차량 영상센서 성능수준을 제시하였다. 분석 결과 승용차 조건에서 차선인식 기능이 1초 이상 연속적인 오작동을 일으킨다면 차로이탈에 의한 위험한 상황에 놓일 수 있으며, 자율주행 차량을 위하여 현재 ADAS 영상센서 성능평가 방법에서의 차로이탈조건보다 심각한 차로이탈상황을 고려한 영상센서 성능평가 방안이 필요할 것으로 판단된다.

As an autonomous driving vehicle (AV) need to cope with external road conditions by itself, its perception performance for road environment should be better than that of a human driver. A vision sensor, one of AV sensors, performs lane detection function to percept road environment for performing safe vehicle steering, which relates to define vehicle heading and lane departure prevention. Performance standards for a vision sensor in an ADAS(Advanced Driver Assistance System) focus on the function of ‘driver assistance', not on the perception of ‘independent situation'. So the performance requirements for a vision sensor in AV may different from those in an ADAS. In assuming that an AV keep previous steering due to lane detection failure, this study calculated lane departure distances between the AV location following curved road alignment and the other one driving to the straight in a curved section. We analysed lane departure distance and time with respect to the allowance of lane detection malfunction of an AV vision sensor. With the results, we found that an AV would encounter a critical lane departure situation if a vision sensor loses lane detection over 1 second. Therefore, it is concluded that the performance standards for an AV should contain more severe lane departure situations than those of an ADAS.

In this study, several basic data for road design and GIS data were used for selecting the optimized road alignment database system. The cut and fill volumes were compared with existing manual road design method through the analysis and data application in this database system. We solved and estimated objective, economic, environmental and technical problems caused in road construction comparing existing manual method with the road alignment which was selected in GIS automatically. Also, we performed three dimensional simulation with the existing road design program and simulation of virtual reality through Virtual GIS. This study showed the method in selecting the optimized road alignment through the analysis and comparison of the selected road alignment. The goal of this study is comparison and analysis of definite cut and fill volume and environmental problem after the road construction through analyzing and comparing the social, economic, technical and environmental aspect in the road alignments with various statistic data.

본 연구는 5개 영림서(원주, 강릉, 안동, 남원, 공주영림서)의 국유림도(國有林道)를 대상으로 임도노선선형(林道路線線形)의 특성을 파악함과 동시에 노선선형의 평가치간의 관계, 평가치와 지형과의 관계 등에 대해서 검토하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 임도우회율(林道迂廻率)은 강릉영림서 및 원주영림서가 직선거리 100m, 200m 및 300m에서 0.3~0.5, 안동, 남원 및 공주영림서는 0.2~0.3으로 나타났다. 2. 평면선형(平面線形)은 강릉과 원주영림서, 남원과 공주영림서 및 안동영림서가 각각 다른 3개 유형으로, 종단선형(縱斷線形)은 전 영림서가 유사한 경향으로 나타났다. 3. 임도노선선형(林道路線線形)의 평가치간의 관계에서 직선거리에 대한 임도우회율 및 평면선형 평가치(곡선장률, 곡선반경의 역수의 합 및 교각의 합)의 상관관계는 낮게, 평면선형(平面線形)의 평가치간의 상관관계는 높게 산출되었다. 4. 임도노선선형(林道路線線形)과 지형(地形)과의 관계에서 경사는 평면선형과, 곡빈도는 임도우회율과 밀접한 관계를 보여 주었다.

This study was conducted to investigate the characteristics of the road alignment, correlations among evaluation factors of the alingment, and the relationships between the evaluation factors and terrain factors for the forest road of five National Forest Offices. The results were as follows : 1. The elongation coefficients(${\eta}$) of forest road in Kangnung and Wonju National Forest Office were ranged 0.3~0.5, and those of Andong, Namwon, and Kongju National Forest Offices were ranged 0.2~0.3 in straight line of 100m, 200m, and 300m. 2. Three different types of plane alignment were identified for Kangnung and Wonju National Forest Offices, Namwon and Kongju National Forest Offices, Andong National Forest Office. However, longitudinal alignment for five National Forest Offices tended to be similar conditions. 3. Low correlation coefficients were calculated in the relation between elongation coefficients(${\eta}$) and evaluation factors of plane alignment(curve length ratio(%), sum of inverse number of each curve radius(m/km), and sum of each intersection angle($^{\circ}/km$)) for three straight lines. On the contrary, high correlation coefficients were obtained among the relations of curve length ratio(%), sum of inverse number of each curve radius(m/km), and sum of each intersection angle($^{\circ}/km$). 4. Slope(%) were closely correlated with plane alignment, and so were the relationships between frequency of valleys and streams(No./km) and elongation coefficients(${\eta}$) of forest road.

본 연구에서는 사회발전과 더불어 성장하는 주요도로의 교통량을 충족시키기 위해 지속적으로 진행되는 도로건설사업의 노선선정 및 그에 따른 환경적인 문제의 중요성이 인식되는 바 가장 적절한 도로건설사업을 위해 지리정보시스템 기법을 도입하여 도로건설에 있어서 고려되는 몇 가지 기본자료를 선택하고 데이터베이스를 구축하여 구축된 데이터의 분석과 활용에 의해 노선선정에 따른 절 성토량과 기존의 도로설계프로그램으로 절 성토량을 산정하여 비교하였고 기존의 수작업에 의한 설계된 최적노선과 GIS에서 자동 선정된 노선을 비교하여 도로건설사업에 따른 객관적이고 경제적, 환경적, 기술적 문제를 해결 평가하고 Virtual GIS로 가상현실 구현과 기존의 도로설계 프로그램을 이용한 삼차원 도로설계를 제시하였다.

This study develops modeling processes for alignment optimization considering characteristics of intersections using genetic algorithms and GIS for road alignment optimization. Since existing highway alignment optimization models have neglected the characteristics of intersections, they have shown serious weaknesses for real applications. In this paper, intersection costs include earthwork, right-of-way, pavement, accident, delay and fuel consumption costs that are sensitive and dominating to alignments. Also, local optimization of intersections for saving good alignment alternatives is developed and embedded. A highway alignment is described by parametric representation in space and vector manipulation is used to find the coordinates of intersections and other interesting points. The developed intersection cost estimation model is sufficiently precise for estimating intersection costs and eventually enhancing the performance of highway alignment optimization models. Also, local optimization of intersections can be used for improving search flexibility, thus allowing more effective intersections. It also provides a basis for extending the alignment optimization from single highways to networks. The presented two artificial examples show that the total intersection costs are substantial and sensitive to highway alignments.

On the road, geometric structure such as horizontal alignment, vortical alignment and crossing inclination ate important to explain characteristics of road and safety analysis. Especially, horizontal and vortical alignment are have to do with safety of covering. In existing road, for the safety analysis or alignment improvement and expansion pavement, it needs alignment factor of road. Alignment factor of road can be acquired by design drawing. But, design drawing can be not exist because of rack of facility management and national policy that centered to construction. And also, existing design drawing have a lot of differences in comparison with another existing design drawing cause of alignment improvement. In this case, for the precise analysis of alignment, 3-dimensional location information on the road centerline and acquisition of location information which related geometric structure are must to be preceded. In this study, therefore, it provide alignment factors which needed to alignment improvement and road safety analysis by acquisition of road space information and extraction of road centerline data using LiDAR data.

최근 수치영상은 사진측량의 기본원리를 이용하여, 각종 첨단 산업분야에 그 응용이 증대되고 있으며, 많은 관심과 연구가 진행되고 있다. 특히 가장 중요한 국가시설물인 도로 경우에기존도로의 설계자료나 수치지도가 없는 지역인 경우가 많아 그 자료들을 획득하는데 많은 비용이 소모된다. 또한 도로자료 획득시 도로에 교통량의 증가로 종래 측량방법으로는 상당한 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 수치사진측량에 의한 도로선형정보체계 구축방법을 제시 하고자한다. 먼저 수치사진측량에서 취득된 자료들을 객체 지향적인 언어인 Delphi를 이용하여 도로평면선형정보와 도로종단선형정보를 구축하는 프로그램을 개발하였다. 개발한 도로평면선형정보는 기발표된 연구보다 IP값은 약 X,Y방향으로 약 2m정도 정확도가 향상되었고, 곡선반경(R)은 약 2.5m정도의 정확도향상이 있었다.

Government efforts for green growth policy initiatives demand low-carbon technologies in the road construction industry. The purpose of this paper is to develop an algorithm of a road alignment design solution for establishing the multi-dimensional information, and to calculate carbon emission quantity due to the geometric design elements in the planning phase of road alignment. The paper developed a calculation method for carbon emission quantity by drawing a speed profile reflected in the operating speed, acceleration and deceleration, which are majors factor of carbon emissions while driving and by applying a carbon emission factor. From this effort, it enabled alignment planning to reduce carbon emission. Object-based parametric design methods of the cross-sections were proposed for alignment planning, and the paper demonstrated a BIM-based road alignment planning solution. The proposed solutions can provide multi-dimensional information on carbon emission quantity and cross section elements through driving simulation. It is expected to allow construction of eco-friendly roads by deriving optimal road alignment to minimize environmental costs.

Data acquired from digital Imagery were processed via Delphi, an object-oriented programming language to develop a computer aided program, that allows us to build up the information on road horizontal alignment(BC, EC, R, IP). And the developed program could maximize the visual effects better than traditional programs, because it used many image data. Comparing with data from traditional horizontal alignment extraction programs based on the principle of least square method, the data acquired by horizontal alignment information and kinematic GPS out of the developed road information systems showed the enhanced accuracy of IP value up to about 2m in the direction of X, Y axes, where the accuracy of curve radius(R) becomes enhanced up to about 2.5 m.

도로상에서 발생되는 교통사고의 많은 부분이 도로의 선형불량에 기인된다. 이러한 도로의 개량설계를 위하여서는 도로의 선형을 정확히 분석할 필요가 있으며, 도로의 설계도와 주요점의 좌표가 필요하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 현재 많이 연구되고 있는 인공위성중 RTK GPS/GLONASS의 조합에 의하여 획득된 3차원 자료를 기존 설계도의 제원을 근거로 하여 위치정밀도를 비교하며, 이렇게 재현된 도로의 선형을 평가함으로써 인공위성을 이용한 도로의 선형정보체계를 보다 효율적이고 실용적으로 사용하기 위한 한 접근방법을 제시하고자 한다.

미래의 텔레매틱스(telematics)환경에서 차량항법과 관련된 주요 핵심 기술은 동적 경로 안내 이외에 차량 자체의 지능화를 통해 운전자에게 주행 중인 도로에서 급경사, 급커브 구간에 대한 정보를 사전에 경고함으로써 사고를 방지하는 운전자 보조 및 경고 시스템(driver assistance and warning system) 구현으로 전망되고 있다. 이와 같은 기술이 구현되기 위해서는 현재 차량항법용 수치도로지도에서 도로의 단순 위치정보만으로는 불가능하며 도로의 곡선구간에서 평면 곡선반경과 같은 도로의 선형설계요소에 대한 정보가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 현재 전국적으로 구축되어있는 1/1000 수치지도의 도로중심선을 이용하여 실제 도로의 평면 선형설계요소를 자동으로 추출하기 위한 알고리즘을 개발하였고 이를 GUI 환경의 프로그램으로 구현함으로써 기존 도로의 정확한 평면 선형정보를 경제적이면서 효율적으로 획득할 수 있게 되었다.