Earticle

본 논문은 영상검지기 증가에 따라 교통정보 신뢰도에 대한 우려가 높아지고 있는 바, 지점검지기 데이터 분석을 통해 신 뢰도가 높은 대표 구간 교통량 생성방법을 제안하였다. 이를 위해 고속도로를 대상으로 영상과 루프 검지기에서 각각 수집 된 교통량 차이를 비교분석하고 통계적으로 검증하였으며, 실측교통량과의 오차율을 분석하였다. 분석 결과, 영상검지기와 루프검지기에서 각각 수집된 교통량은 동일 구간, 동일한 시간대에 수집된 자료라도 차이가 있었으며, 이는 통계적으로 유의 하였다. 또한 루프검지기에서 수집된 교통량이 실측교통량과의 가장 차이가 적어, 대표 구간 교통량 생성 시 루프 및 영상 교통량을 평균하는 현재의 방법보다 영상검지기보다 신뢰도가 높은 루프 검지기 자료를 대표치로 이용하는 방법을 제안하 였다. 이는 다양한 신뢰도를 보이는 많은 데이터를 이용하여 대표치를 생성하는 것보다, 하나라도 보다 신뢰성이 높은 데이 터를 대표치로 이용하는 것이 훨씬 양질의 데이터를 생성할 수 있음을 보여준다. 다만, 루프검지기라고 할지라도 유지관리 및 기타 다양한 요소에 의해 신뢰도가 저하될 수 있으므로 검지기 상태에 대한 검증과 평가는 반드시 전제되어야 한다.

With the increase in image detectors, concerns about the reliability of traffic information are increasing. In this paper, we propose a method to generate reliable traffic volume using analysis of the point detector data as a representative value. Therefore, targeting expressway, we analyzed the difference in traffic volume collected by loop and image detector, and verified statistically using t-test, and finally analyzed the error rate compare to the real traffic volume. Analysis revealed that there was a statistically difference the traffic date collected by the loop detector and the image detector, in the same period, the same time, respectively. In addition, the difference between the actual traffic volume and traffic that have been collected in a loop detector was the lowest Therefore, creating a traffic volume of representative value, we proposed a method to use loop detector than the average traffic volume collected by each detector. It shows that it is more important to use one high-quality data rather than various low-quality data to produce a representative value.

본 연구는 반감응 신호제어 적용에 따른 정량적인 효과를 현장에서 수집된 자료를 활용하여 평가하였다. 이를 위하여 지방부도로에 현장을 선정하여 반감응 신호제어 시스템을 대규모로 설치하였다. 또한 이러한 시스템을 현장에서 구현하기 위한 신호제어 전략을 개발하고, 표준제어기의 내부 기능을 수정하여 교차로에 구현하였다. 그리고 교통량, 통행시간, 지체차량수의 3가지 효과척도를 이용하여 효과를 제시하였다. 분석결과로부터, 반감응 신호제어시스템 적용시 주방향의 용량이 증대되어 오전 및 오후 첨두시 평균적으로 9.4%, 11.3%의 통과교통량 증가가 각각 나타났다. 그리고 직진 차량에 대한 녹색시간 폭이 확대되어 평균적인 주행시간이 오전 첨두시에는 6.3%, 오후 첨두시에는 7.8% 감소하였다. 지체차량의 수도 오전 첨두시에는 36.4%, 오후 첨두시에는 23.9% 감소되어 반감응 도입에 따른 제어 효과가 큰 것으로 확인되었다. 따라서 주도로와 부도로 교통량의 편차가 크고, 횡단보도 보행자가 적은 특성이 있는 도로에는 반감응제어가 매우 효과적인 것으로 판단된다.

This study evaluated the quantitative effects of the deployment of semi-actuated signal systems using field data. For this, a semi-actuted signal system was deployed in the regional roadway network extensively. This paper investigated an operating strategy of semi-actuated signal systems for field application, and implemented the functional strategy into the standard signal controller. The performance was evaluated using three measures of effectiveness such as traffic volume, travel time, and the number of delayed vehicle. From the analysis results, traffic volume increased about 9.4% and 11.3% for morning and evening peak periods, respectively. The average travel time was reduced about 6.3% and 7.8% during morning and evening peak periods, respectively because of the expansion of bandwidths for major streets. In addition, the number of delayed vehicles was reduced about 36.4% and 23.9% for morning and evening peak periods, respectively. It is expected that the effectiveness of signal control system can be improved by incorporating a properly designed semi-actuated signal system in regional roadways with directional demand variation.

첨단교통체계(ITS: Intelligent Transportation Systems)는 효과적인 교통제어 및 안전증진을 추구하기 위하여 많은 연구와 사업이 진행 중이다. 이를 위하여 실시간으로 교통상황을 제어하는데 필요한 신뢰성 있는 교통정보를 얻기 위해 가장 많이 설치되어 있는 루프검지기를 통하여 기본적으로 교통량, 속도, 점유율 등의 자료를 수집할 수 있다. 본 연구에서는 국내에 가장 보편적으로 설치된 루프검지기에서 추출한 차량자기신호곡선(IVS: Inductive Vehicle Signature) 자료를 이용하여 차량길이 및 속도 등을 산출하고 이를 이용하여 차종을 구분하는 알고리즘을 개발하였다. 본 연구는 세가지 Case(소형-대형, 소형-중형-대형, 소형-중형-대형-특대형)로 구성되어 있으며, 각 Case에서 전체차량을 각 Class로 분류하는 기준이 되는 차량길이 기준값을 산출하였다. 일반적인 도로구간에서의 적용을 위해 시․공간적 이식성 Test를 하여 분석대상구간 외의 다른 구간에서 차량길이 기준값의 적용가능성을 검토하였다. 본 연구의 결과는 차종구분을 통해 세부적인 교통량 정보를 수집하고 도로를 통과하는 차량들의 차종구성을 파악하여 교통운영 및 전략수립 시에 활용자료로 이용 가능할 것으로 판단된다.

This study presents a useful heuristic algorithm to classify vehicle classes using vehicle length information, which is extracted from inductive loop vehicle signatures. A high-speed scanning equipment was used to extract more detailed change of inductance magnitude for individual vehicles. Vehicle detection time and individual vehicle speeds were used to derive vehicle length information that is an input of the proposed algorithm. The spatial and temporal transferability tests were further conducted to evaluate algorithm. The spatial and temporal transferability tests were further conducted to evaluate algorithm performance more systematically. It is expected that the proposed method would be useful for obtaining vehicle classification information from wide-spread existing loop infrastructure.

고속도로에서 수집 저장되는 이력자료의 활용도를 효과적으로 향상시키기 위해 Archived Data User Service (ADUS)/Archived Data Management System(ADMS) 구축에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 방대한 이력교통자료의 활용도를 높이기 위해 우선 차량검지기 자료처리과정에 대한 체계적인 조사 분석을 통한 차량검지기 자료의 신뢰성 확보가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고속도로 차량검지기 자료처리과정에 대한 종합적인 문제점 분석을 통해 고속도로 교통관리 시스템의 개선사항에 대하여 살펴보았으며, 차로 이용률과 관련된 문제점과 개선방향에 연구의 초점을 맞추어 수행하였다. 본 연구에서는 우선 하루 동안 전체 검지기에서 수집된 자료 중 오류데이터가 차지하는 부분을 분석하였으며, 전체 수집 자료중 15%가 신뢰성에 영향을 미치는 오류데이터로 분석되었다. 또한, 고속도로 차량검지기에서 수집되는 자료의 차로 이용률(Lane Usage)을 살펴보았다. 분석결과 2차로구간에서는 1 2차로간 평균 차로이용률이 12% 정도의 차이를 나타내는 것으로, 3차로 구간에서는 1 2차로의 37%에 비해 3차로의 차로이용률이 24%로 비교적 낮게 분포하는 것으로 분석되었다. 4차로 분석구간에서는 1 4차로가 2 3차로에 비해 낮은 차로이용률을 나타내는 것으로 분석되어 실제 차로이용률이 차로별로 동일하지 않은 분포를 가짐을 확인할 수 있었다. 고속도로 차량검지기 자료처리과정에 대한 조사 분석 결과 더 신뢰성 있는 자료를 수집 저장하기 위해서는 고속도로에서 각 차로별 차로 이용률이 시간대에 따라 다르게 분포하는 점을 고려한 검지기 지점 데이터 생성 process에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

Traffic condition monitoring system serves as the foundation for all intelligent transportation system operation. Loop detectors and Video Image Processing are the most widely common technology approach to condition monitoring in korea Highways. Lane Usage is defined as the proportion of total link volume served by each lane. In this research, the lane Usage(LU) of two lane link for one day. Interval is 56% : 44%. The LU of three lane link is 39% : 37% : 24%. The LU of four lane link is 25% : 29% : 26% : 21%. These analysis reveal that each lane distributions of link are not same. This research investigates the general concept of lane usage by using collected loop detector data and the investigated that lane distribution is different by traffic lane and lane usage is consistent by time of day.

현재 국내의 각 지방자치 단체에서는 지능형 교통체계(ITS)사업이 활발히 시행되고 있다. 이중 많은 지역에서 효율적인 교통관리를 위하여 실시간 신호제어시스템을 구축하여 운영 중에 있으며, 지점검지기인 루프검지기를 설치하여 실시간으로 검지기정보를 수집하고 있다. 검지기에서 수집되어 신호제어에 이용되는 자료는 교통량, 점유시간/비점유시간, 포화도, 지점속도, 대기길이 등이 있다. 본 논문에서는 실시간 신호제어시스템 검지기 정보가 링크소통상태를 파악하는 정보로 활용될 수 있는지를 분석 평가하였다. 평가를 위하여 대상구간의 통행시간을 실측하여 검지기 수집정보와의 상관관계를 다양하게 평가하였다. 분석 결과 고려된 변수들 중 대기길이가 구간통행시간과 가장 높은 상관관계를 나타내었다. 그리고 지점속도 자료를 이용하여 구간통행 정보를 추정한 결과, 오차율이 비교적 크게 나타나 실시간 신호제어시스템검지정보를 직접적으로 구간통행정보 추정에 사용하는 것은 적절치 않다고 판단된다. 그러나 COSMOS 검지기는 포화도와 대기길이와 같은 링크의 교통상황에 대해 설명하는 정보를 실시간으로 수집하기 때문에 이를 구간검지기의 보완용으로 사용될 수 있다고 판단된다. 따라서 본 논문에서는 신호제어시스템에서 가공되는 포화도와 대기길이정보를 활용하여 정성적 소통정보인 혼잡도를 산출하는 방안을 제시하였다.

Many urban cities deployed ITS technologies to improve the efficiency of traffic operation and management including a real-time franc control system (i.e., COSMOS). The system adopted loop detector system to collect traffic information such as volume, occupancy time, degree of saturation, and queue length. This paper investigated the applicability of detector information within COSMOS to represent the congestion level of the links. Initially, link travel times obtained from the field study were related with each of detector information. Results showed that queue length was highly correlated with link travel time, and direct link travel time estimation using the spot speed data produced high estimation error rates. From this analysis, a procedure was proposed to estimate congestion level of the links using both degree of saturation and queue length information.

본 연구의 기본개념은 개별 차량이 대기차량 검지기를 통과할 때 "점유시간이 길다면 곧 차량은 정체하고 있다."라는 아주 기본적인 명제에서 출발하고 있다. 즉 차량의 속도를 고려하지 않고, 점유시간과 정체도는 비례한다는 개념으로부터 차량의 점유시간에서 정체도의 개념을 바로 유추하는 것이다. 본 연구에서 수행한 결과만을 놓고 본다면, 본 연구에서 제안하는 방식인 지점속도 대신 주기단위 점유율을 사용하는것이 모형이 정확도와 대기길이 추정의 신뢰도 측면에서 공히 우월한 결과를 얻었다. 이외 운영자 측면에서의 이점으로는 긴존 방식에서 요구되는 모수 s1, s2, Thdoc 값을 현장에 맞게 최적화 할 필요 없이 점유율을 곧 바로 정체도로 사용할 수 있다는 장점도 매력적일 수 있다. 점유율 방식을 사용할 경우 물론 현장 상황에 따라 조정되어야 할 변수들이 있겠지만, 기정값으로는 기존 임계정체도에서 사용하는 값인 0.7 대신에 0.20 - 0.30 정도가 적당한 것으로 분석되었다. 단, 제안 모형의 한계로는 본 모형은 누적 점유시간을 계측 주기시간 동안의 점유율을 사용하기 때문에 만일 대기차량이 형성되어 있는 동안 차량이 검지기를 점유하지 않을 때는 상당한 오차를 가지게 된다는 문제가 있다. 따라서 제안방식의 모형의 추정 신뢰도를 제고하기 위해서는 현재 상류부 대기길이용 검지기인 1.8m X 1.8m 크기의 검지기를 차량흐름 방향으로 크게 하거나 아니면 아예 검지기를 쌍으로 설치하는 것이 필요하다고 하겠다. 또한 COSMOS 시스템에서의 신뢰도 높은 대기길이 추정 기능은 과포화시 효율적인 신호제어에 필수적으로 요구되는 기능으로 향후 이와 관련된 후속연구가 활발히 진행되기를 바란다.

The study begin with a basic concept, if the occupancy length of vehicle detector is directly proportional to the delay of vehicle. That is, it analogize vehicle's delay of a occupancy time. The results of a study was far superior in the estimation of a queue length. It is a very good points the operator is not necessary to optimize s1, s2, Thdoc. Thdoc(critical congestion degree) replaced 0.7 with 0.2 - 0.3. But, if vehicles have been experience in delay was not occupy vehicle detector, the study is in existence some problems. In conclusion, it is necessary that stretch queue detector or install paired queue detector. Also I want to be made steady progress a following study relation to this study, because it is required traffic signal control on congestion.

본 논문에서는 미소전력 무선루프식 차량검지기술을 활용하여 무선루프식 차량검지기를 일체로 한 발리스 연구를 진 행하였다. 검지정보를 센터까지 수집하기 위한 방법으로 중계기 및 검지정보 수집장치의 무급전(태양광)운영 가능성을 평가하기 위하여 현장시험을 진행하고, 철도환경을 대신하여 차량 회전율 특성이 유사하다고 판단된 12개의 주차장 환 경에서 시험 및 분석 하였다. 운영 데이터를 분석한 결과, 현장수집장치로 수집되는 통과차량(열차, 트램 및 일반차량 등) 대수가 200회/일 내외인 경우 미소전력 무선 루프검지기 일체형 발리스를 활용한 차량검지 시스템의 운영이 무급전 무선 통신으로 가능할 것으로 추정된다.

This paper is on a design of a new balise system which has a new functional part of a micro-power inductive wireless loop vehicle detector. The field test has processed and the data has analyzed for check the solar energy operable ability of the detect data interconnect sub-system which includes repeaters and field controllers. Instead of a railroad environment, 12 individual parking-lots are used for field test environment. As a result, in the condition of the designed system and the test environment, it is assumed that under 200 passing vehicles(train or tram) per day can be processed only with solar energy.

A Quadrature phase detector for high-speed delay-locked loop is introduced. The proposed Quadrature phase detector is composed of two nor gates and it determines if the phase difference of two input clocks is 90 degrees or not. The delay locked loop circuit including the Quadrature phase detector is fabricated in a 0.18 um Standard CMOS process and it operates at 5 GHz frequency. The phase error of the delay-locked loop is maximum 2 degrees and the circuits are robust with voltage, temperature variations.

A Quadrature phase detector for high-speed delay-locked loop is introduced. The proposed Quadrature phase detector is composed of two nor gates and it determines if the phase difference of two input clocks is 90 degrees or not. The delay locked loop circuit including the Quadrature phase detector is fabricated in a 0.18 urn standard CMOS process and it operates at 5 ㎓ frequency. The phase error of the delay-locked loop is maximum 2 degrees and the circuits are robust with voltage, temperature variations.

A Quadrature phase detector for high-speed delay-locked loop is introduced. The proposed Quadrature phase detector is composed of two nor gates and it determines if the phase difference of two input clocks is 90 degrees or not. The delay locked loop circuit including the Quadrature phase detector is fabricated in a 0.18 urn standard CMOS process and it operates at 5 ㎓ frequency. The phase error of the delay-locked loop is maximum 2 degrees and the circuits are robust with voltage, temperature variations.

본 논문에서는 위상/주파수 검출기을 설계시 문제가 되는 Reference Spur을 없게 하여 Low Noise를 구현할 수 있는 No Spike PFD(Phase Frequency Detector)를 제안한다. 위상동기루프의 특별한 형태로 차지 펌프 위상동기루프가 있다. 차지 펌프위상동기 루프는 일반적으로 3-state 위상/주파수 검출기를 이용한다. 이 3-state 위상/주파수 검출기는 기준 신호와 VCO 출력 신호의 위상차에 비례하는 디지털 파형으로 출력을 내보낸다. 차지 펌프 위상동기루프 그림 1 처럼 디지털 위상/주파수 검출기(PFD), 차지 펌프(CP), 루프 필터(LF), VCO로 구성된다. PFD 는 기준 신호와 VCO 에 의해 만들어진 출력 신호를 입력받아 각각의 위상과 주파수를 비교한다. 즉, 출력 신호가 기준 신호보다 느릴 때에는 출력 신호를 앞으로 당기기 위해서 up 신호를 넘겨주고, 출력 신호가 기준 신호보다 빠를 때에는 출력 신호를 뒤로 밀기 위해 down 신호를 넘겨준다. 차지 펌프(CP)의 전류를 Ip 라고 한다면, CP 에서 LF 로 흐르거나, LF에서 CP로 흐르는 전류 Ip의 평균량이 기준 신호와 VCO 출력 신호의 위상차에 비례하는 것이다.

Conventional synchronization algorithms for impulse radio require high-speed sampling and a precise local clock. Here, a phase-locked loop (PLL) scheme is introduced to acquire and track periodical impulses. The proposed impulse PLL (iPLL) is analyzed under an ideal Gaussian noise channel and multipath environment. The timing synchronization can be recovered directly from the locked frequency and phase. To make full use of the high harmonics of the received impulses efficiently in synchronization, the switching phase detector is applied in iPLL. It is capable of obtaining higher loop gain without a rise in timing errors. In different environments, simulations verify our analysis and show about one-tenth of the root mean square errors of conventional impulse synchronizations. The developed iPLL prototype applied in a high-speed ultra-wideband transceiver shows its feasibility, low complexity, and high precision.

This paper describes a reset-free delay-locked loop (DLL) for a memory controller application, with the aid of a hysteresis coarse lock detector. The coarse lock loop in the proposed DLL adjusts the delay between input and output clock within the pull-in range of the main loop phase detector. In addition, it monitors the main loop's lock status by dividing the input clock and counting its multiphase edges. Moreover, by using hysteresis, it controls the coarse lock range, thus reduces jitter. The proposed DLL neither suffers from harmonic lock and stuck problems nor needs an external reset or start-up signal. In a 0.13-${\mu}m$ CMOS process, post-layout simulation demonstrates that, even with a switching supply noise, the peak-to-peak jitter is less than 30 ps over the operating range of 500-1200 MHz. It occupies 0.04 $mm^2$ and dissipates 16.6 mW at 1.2 GHz.

This paper describes the design of a real time traffic data acquisition system using loop detector and piezzo sensor. Loop detector is the cheapest method to measure the speed and piezzo is used to detect the vehicle axle information. A ISA slot based I/O board is designed for data acquisition and PC process the raw traffic data and transfer the data to the host system. Simulation kit is designed with toy car kits. simulated loop detector and piezzo sensor. The data acquisition system collects up to 10 lane highway traffic data such as vehicle count. speed. length axle count. distance between the axles. The data is processed to generate traffic count, vehicle classification, which are to be used for ITS. The system architecture and simulation data is included and the system will be tested for field operation.