간행물
한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집
- 발행기관 한국도로학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 반년간
- 수록기간 1999 ~ 2025
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 534DDC 625
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2016년도 제18회 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 (2016년 6월) 127건
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2016.06
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도로조명은 야간 운전자의 전방 시인성을 확보해 주어 안전운전이 가능하도록 하는 대표적 공공 사회 기반 시설이다. 전통적 도로조명인 폴 형태의 가로등은 광원과 노면의 높이차로 인한 구조적･성능적 한계 로 야간 시인성(안전) 확보의 최소 근거인 도로 조명 성능 기준 만족 및 악천후 시 시인성 확보(선형 및 위험요소, 차선확인 등)가 근본적으로 불가하다. 이러한 폴 가로등이 가지는 단점을 획기적으로 개선한 낮은 조명 시스템은 광원 높이 및 적용 광학계의 한계로 등기구 가격 상승 및 도로 조명 기준 만족을 위한 설치 간격조밀화를 수반하여, 가격 경쟁력 측면에서 불리하여 시장 진입 확대에 난항을 겪고 있다. 따라 서, 기존 낮은 조명시스템의 개선을 통해 가격 경쟁력 및 악천후 대응력을 추가로 확보하고, 이와 더불어 전 세계적 이슈로 부각되고 있는 에너지, 환경 문제 대응을 위한 에너지 자립 고성능･저가격의 조명 시스 템 개발이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존 개발 낮은 조명시스템의 광학계 및 재료･기구적 개 선을 통해 가격 경쟁력 및 안개 등 악천후 시 시인성 성능을 확보하고, 태양광 기반 전력 공급시스템 충전 효율성 및 전력 공급 안정성, 장수명을 확보하기 위한 기술을 개발·적용한 그림 1과 같은 악천후 대응 에너지 독립형 낮은조명 시스템을 개발하여 낮은 조명 시스템의 경쟁력을 확보하고자 한다.
본 연구의 핵심 기술은 첫째, 저가격, 고효율 낮은 조명 기술개발, 둘째, 야간 악천후 대응 최적 시인성 확보 기술 개발, 셋째, 태양광 기반 에너지 자립형 전력 공급기술 개발로서 체계적이고 효율적인 연구 및 테스트, 검·인증 과정을 거쳐 국내･외 시장에 확대･보급하는 것을 목표로 한다.
향후 본 연구의 성과를 활용한다면 안개 상습 취약 구간과 같이 악천후 대응이 필요한 구간 및 교량, 인터체인지 등 높은 조명의 구조적 안정성 확보가 어려운 구간에 활용이 가능하며, 국내 도로조명의 패러 다임 변환으로 도로조명분야 신시장 창출이 가능할 것으로 기대된다.
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2016.06
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도로교통 소음을 저감시키고자 하는 방안으로 가장 보편적인 방안으로 방음벽이 사용되어오고 있다. 하지만, 건물의 높이가 증가하여 방음벽의 높이도 높아지며, 이를 통한 주변경관을 저하가 되고 있다. 또 한, 방음벽의 높은 설치 및 유지비용도 방음벽의 한계로 작용하고 있다. 본 연구는 이러한 방음시설의 한 계를 극복하고자 능동형 소음 저감 기술(Active Noise Cancellation, 이하 ANC)이 대안으로 제시하였고, ANC 알고리즘 개발 및 현장 적용 분석을 진행하였다. ANC기술은 주로 음향장비, 차량내부 등 주로 내부 공간의 소음을 저감시키는데 사용된 기술이며, 도로 분야에 대한 적용은 기초적인 단계에 있다. 본 연구 에서는 가장 범용적인 ANC 알고리즘은 Fx LMS 알고리즘을 본 연구에서 개발한 ANC 제어기에 적용하여 현장 적용 분석을 수행하였다. 현장 적용은 경기도 광주 여주 IC 부근의 국도 구간과 중부내륙고속도로에 위치한 한국도로공사 시험도로에서 진행하였다.
현장 적용 결과 일반 국도에서는 일부 주파수 대역에서의 근소한 소음 저감 효과를 보였고, 고속도로의 경우 부분 주파수 대역에서 최대 3dB의 소음 저감을 보였다.
본 연구는 가장 범용적인 ANC 알고리즘은 Fx LMS 알고리즘을 통해 현장 적용 가능성을 입증 하였고, 향후, 다양한 ANC 알고리즘을 적용하여 현장적용에 적합한 알고리즘을 도출할 예정이다.
123.
2016.06
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교차로 신호계획 수립은 여러 가지 중요한 요소를 포함하고 있다. 특히 부도로의 녹색시간은 주도로를 횡단하는 보행자의 녹색시간에 영향을 받는다. 주도로의 녹색시간 또한 부도로를 횡단하는 보행자의 녹색 시간에 영향을 받지만, 도로위계상 주도로는 부도로에 비해 교통량이 많고 부도로는 비교적 차로수가 적 기 때문에 부도로의 횡단시간에 영향을 크게 받지 않는다. 그러나 부도로의 좌회전 또는 직진 교통류의 녹색시간은 최소한 주도로를 횡단하는 보행녹색시간보다 커야 한다. 이로 인해 부도로에서 진출하는 교통 량이 많지 않더라도 일정시간 이상의 녹색시간을 부여하여야 하므로 신호계획에 있어서 불필요한 시간이 발생하게 된다. 따라서 주도로의 용량이 초과되어 전체 교차로 서비스수준(LOS)은 감소하게 된다.
일반적으로 대각선횡단보도는 전체 교차로의 지체를 발생시킨다. 그러나 대각선횡단보도를 설치하게 되면 보행전용현시에서 횡단보행자를 모두 소거시킬 수 있기 때문에 위와 같은 최소녹색시간의 제약을 받 지 않고 부도로의 실제 교통량에 따라 신호계획을 수립할 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 VISSIM 프로그램 분석을 통해 대각선횡단보도 설치 전․후의 평균차량지체(sec/veh)를 비교분석하였다. 분석결과를 토대로 대각선횡단보도를 설치함으로써 교차로 서비스수준(LOS)을 향상시킬 수 있는 교차로 유형과 주도로 및 ․부도로 교통량 비율을 제시하는 것을 목적으로 한다.
분석결과, 편도 2*1 교차로와 편도 3*1 교차로에서 부도로와 주도로의 교통량비가 1:6 이상일 경우 대 각선횡단보도를 설치하여도 평균차량지체가 감소하게 되는 것으로 나타났다. 즉 부도로의 교통량이 많지 않고, 주도로의 교통량이 많고 부도로보다 차로폭이 클 경우 대각선횡단보도를 설치하면 차량소통측면에 서 효과를 볼 수 있다. 본 연구의 결과는 대각선 횡단보도를 설치 시 효율적인지를 결정할 수 있는 기초결 과로 제공될 것으로 기대된다.
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2016.06
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웹 지도 서비스는 사용자가 원하는 장소에 대한 지리적 정보뿐만 아니라 그와 연계된 다양한 컨텐츠를 함께 제공해주고 있다. 예를 들어, 지도에 일자리 정보를 지도위에 표현해주기도 하며, 최근 보급화 된 스 마트폰을 이용해 사용자가 찍은 사진을 지도 위에 매쉬업하여 공유하기도 한다. 이처럼 지도 서비스는 하 나의 컨텐츠가 아니라 다양한 컨텐츠를 수용할 수 있는 플랫폼으로 인식하여 단순히 지리정보뿐만 아니라 2차, 3차의 새로운 분야에서 활용되기도 한다. 그 중 네이버와 다음지도는 날씨, 교통, 주변검색과 같이 국내 다양한 생활 정보를 포함하고, 구글지도는 전 세계 지도와 구글어스라는 3차원 지도를 이용할 수 있 다는 특징을 가진다.
본 연구에서는 공간정보를 지도에 표출하는데 소요되는 시간을 최소화하기 위한 가시화 알고리즘을 제 안한다. 알고리즘은 사용자가 필요로 하는 영역의 데이터를 질의하여 표출하는 방법으로, 초기 데이터 구 성, 줌 레벨 탐지/공간질의, 클라이언트 이벤트체크, 표출 데이터 확장의 총 네 가지 단계로 구성된다.
가시화 알고리즘을 적용한 결과는 <그림 1>과 같다. 그림 1의 (a)는, 초기 데이터를 지도 위에 표출한 것이다. (b)는 사용자의 움직임 이벤트가 발생되는 화면이며, (c)와 같이 초기 데이터 외의 붉은색 라인의 일부 영역을 질의해 표출한다. 그 후에 움직임으로 인해 추가 영역이 발견되면 (d)와 같이 (c)에서의 붉은 색 영역 부분 외의 데이터를 표출하게 된다. 이와 같은 과정이 움직임 이벤트 감지로 인해 반복되어 가시 화 된다. 그결과 <표 1>과 같이 일반적인 가시화 방법에서는 서울시 범위의 약 2만개의 도로 데이터를 표 출하는데 27.88초가 소요되는 반면 본 연구에서의 가시화 알고리즘을 이용하면 매 질의와 표출에 0.84~1.6초 정도 소요된다.
본 연구에서 제안한 알고리즘을 적용했을 경우 원하는 영역만을 질의해 표출하기 때문에 일반적인 방 법에 비해 빠른 표출 결과를 나타낼 수 있었다. 이로 인해 지도 서비스에 있어 다양한 공간정보를 지도 위에 표출하는데 도움이 될 것으로 기대된다.
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2016.06
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도로기상정보시스템(RWIS; Road Weather Information System)은 날씨에 따라 수시로 변하는 도로 의 기상상태를 실시간으로 운전자에게 예보하는 첨단 교통기상 정보 시스템이다. RWIS는 도로변에 설치 된 기상관측장비와 도로 표면에 설치된 노면센서로 구성된 도로기상관측시스템(RWOS; Road Weather Observation System)으로부터 차량 운전에 위험이 되는 기상 상황을 사전에 운전자에게 알려준다. 도로 의 기상상황 및 노면상태를 관측하는 RWOS는 고가의 장비로 도로의 전 구간에 설치하여 고해상도의 도 로기상 정보를 제공하기 힘든 실정이다. 그리고 도로기상 정보 중에서 안전사고와 가장 밀접한 노면상태 (ice, snow, wet)는 도로의 특정 구간에서 노면센서나 영상을 통한 노면상태 판별에 대한 연구만 수행되 어 왔다. 특히 노면상태는 기상조건과 밀접한 관계를 갖고 있기 때문에 고해상도로 설치된 자동기상관측 장비(AWS; Automatic Weather System)를 활용한 노면상태 판별 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서 는 기계학습 도구로 유명한 weka의 AdaBoostM1 분류기를 활용하여 실시간으로 노면상태를 판별하는 알 고리즘을 제안한다. 이를 위해 RWOS와 AWS의 관측자료를 시계열로 매핑하여 학습데이터를 구성하고, 기계학습을 통해 노면상태 판별 모델을 구축하였다. 이를 통해 서울시 주요도로의 노드링크에 대해 기상 정보 추출하여 제공하고 기상정보를 기반으로 노면상태를 판별하여 실시간으로 제공할 수 있도록 하였다.
도로기상 관측 데이터는 그림 1과 같이 정릉터널 입출구에 설치되어 있는 RWOS의 노면상태 관측자료 와 정릉터널 입출구 인근 AWS 6개소의 기상관측자료를 시계열로 매핑하고 노면상태와 기상조건에 대한 상관성 분석을 수행하였다. 학습 모델은 수집된 관측자료(2015/1/23–2015/10/19) 387,187건으로 학습 데 이터를 구성하였다. 서울시 주요도로의 노드링크는 22,184개이며, 개별 노드링크의 위경도 좌표에 따라 SK Planet에서 구축한 AWS(255개소) 관측자료를 실시간으로 IDW(Inverse Distance Weight)로 산출하 여 학습 모델의 입력자료로 활용하였다. 학습 데이터를 기반으로 Decision Tree, SVM(Support Vector Machine), MLP(Multi-Layer Perceptron), Ensemble Learning 기법을 활용하여 실험을 수행하였고, 그 중에서 가장 좋은 분류 성능을 보여준 AdaBoostM1을 활용하여 노면상태 판별 학습 모델을 구축하였 다. 그림 2와 같이 학습 모델의 판별 성능은 10-fold cross validation으로 검증하였으며, 정확율 (precision rate)이 평균 90%, 재현율(recall rate)이 평균 89%의 성능을 보였다.
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2016.06
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도로 안전에는 다양한 요인들이 복합적으로 작용한다. 이러한 요인들 중 미끄럼 저항은 도로 포장면과 타이어 사이의 마찰 저항을 말하며, 도로 안전에 매우 중요한 요소이다. 비 오는 날은 시야확보가 어렵고, 미끄러운 노면 때문에 조향과 제동에 어려움을 겪게 되어 사고위험성이 높아지게 된다. 비 오는 날 교통 사고의 위험성은 교통사고 100건당 사망자수인 치사율을 보면 알 수 있는데, 교통안전정보관리시스템의 통계에 의하면 2012~2014년의 교통사고 중 맑은 기상상태에서는 치사율이 2.16%이지만 비, 눈 상태의 치사율은 각각 2.76, 2.63%로 높게 집계되었다. 또한 도로교통공단의 통계에 따르면 2009~2011년 고속 국도의 야간 치사율은 10.6명으로 도로종류 중에서 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 고 속도로의 노면의 상태(건조, 젖음)와 시간(심야, 첨두, 비첨두)을 고려하여 고속도로의 미끄럼 저항 관리 기준 방안 제시를 위하여 고속도로 교통사고와 미끄럼 저항간의 관계를 누적사고건수비율/누적도로연장 비율을 평가지수로 이용하여 경부고속도로와 영동고속도로를 중심으로 분석하였다.
교통사고와 미끄럼 저항간의 관계 분석을 통하여 포장종류, 노면상태, 시간에 따라 누적사고건수비율/ 누적도로연장비율이 달라지는 것을 다음과 같이 확인하였다. 경부, 영동 고속도로 모두 미끄럼 저항이 낮 을 때 평가지수가 높은 것으로 분석되었다. 또한 젖은 노면 상태에서 평가지수가 높게 나타났다. 향후 본 연구결과를 토대로 고속도로 미끄럼 저항 관리기준을 합리적으로 수립할 수 있는 방안을 마련할 계획이 며, 고속도로 안전관리에 단계별 관리기준을 제공하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
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2016.06
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국내 고속도로 가속차로에서는 차량이 충분한 가속 후 본선에 합류할 수 있도록 시선유도봉 등의 시설 물을 활용하여 진입차량의 합류를 물리적으로 제한하고 있다. 충분한 가속 후 본선에 진입할 경우 속도 차에 의한 충격파 발생도 억제할 수 있으며 합류구간이 짧은 만큼 상충이 발생하는 구간이 짧아지기 때문 에 가속, 합류구간의 설정은 연결로 운영에 있어 매우 효과적인 운영방안이라고 할 수 있겠다. 그러나 현 재 적정 합류, 가속구간 길이에 대한 연구는 미흡한 실정이며 시선유도봉 설치 시 규정에 의한 설치가 이 루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 미시적 시뮬레이션(VISSIM)을 활용하여 가속차로를 가속구간 과 합류구간으로 분리하는 운영방안을 제시하였으며, 각각의 길이에 따라 연결로 접속부의 소통상태 최적 점을 도출하고자 하였고, 시선유도봉 설치 시 본선과 연결로의 교통수준에 따른 교통특성 변화를 파악하 여 효율적인 고속도로 연결로 운영방안을 제시하고자 하였다.
분석대상구간인 매송IC~안IC 구간은 총 17.5km로 매송IC~비봉IC 구간은 4차로 비봉IC~발안IC 구간 은 3차로로 운영 중이다. 비봉IC 목포방향 연결로 접속부는 본선 3개 차로와 가속차로 1개 차로로 구성되 어 있다.
가속길이가 증가하고 합류길이가 감소함에 따라 본선의 평균통행속도는 지속적인 증가 추세를 나타냈 다. 그러나, 연결로의 경우 합류길이가 감소할 때 150m까지는 통행속도가 증가하였으나, 합류길이가 50m일 때에는 연결로의 통행속도가 46.4km/h까지 급격히 감소하였다. 분석된 시뮬레이션 시공도를 토 대로 각 시나리오별 시간대별 정체길이를 분석한 결과, 정체 시간은 시나리오 3∼5까지 본선이 1시간으로 감소하였으며 시나리오 6에서는 본선의 정체는 해소되나 연결로의 정체시간이 2시간으로 증가하였다. 즉, 본선과 연결로의 소통상태를 고려할 경우, 적정한 가속구간과 합류구간을 구분하는 것이 적절한 것으 로 나타났다.
