커넥티드 차량 데이터로 교차로 관리 혁신

모션 디자인 인사이더

미시간주 버밍엄에서 커넥티드 차량 데이터 연구의 일부인 34개 교차로 중 하나를 통과하는 교통 흐름. (이미지: Jeremy Little, 미시간 공대)

지역사회는 비용을 절감하고 차량 배출가스를 줄일 수 있습니다. 이 모든 것이 당신의 여행을 단축하기 위한 것입니다.

도로 위 차량의 최소 6%에서 GPS 데이터만으로 미시간 대학교 연구자들은 교통 신호를 재보정해 신호 교차로에서 혼잡과 지연을 크게 줄일 수 있습니다.

미시간주 버밍엄에서 18개월간 진행된 파일럿 연구에서 팀은 제너럴 모터스가 제공한 커넥티드 차량 데이터 통찰을 사용해 시스템을 테스트했고, 신호 교차로에서의 정차 횟수를 20~30% 감소시키는 결과를 얻었습니다.

이는 세계 최초의 대규모 클라우드 기반 교통 신호 재타이밍 시스템이며, 지역사회가 신호 패턴을 훨씬 저렴한 비용으로 재보정할 수 있는 주요 기회를 제공합니다.

미시간 대학교 시스템은 도로 위 일정 비율 차량의 GPS 데이터를 받아 교통 패턴을 외삽합니다. 예를 들어, 교차로에서 약 30미터(100피트) 떨어진 곳에서 정차한 커넥티드 차량은 최소 3~4대 다른 차량 뒤에 있음을 강력히 시사합니다.

"교차로 검지기는 교통량과 추정 속도를 제공할 수 있지만, 낮은 침투율에서도 차량 궤적 정보에 접근하면 차량 지연, 정차 횟수, 경로 선택 등 더 가치 있는 데이터를 제공합니다."라고 미시간 대학교 토목공학 교수이자 Mcity 무선 연결 자동차 시험장과 연결 및 자동화 교통 센터 소장인 Henry Liu는 말합니다.

미국에는 약 32만 개의 교통 신호가 있으며, 이 교차로들과 관련된 연간 혼잡 비용(직접 및 간접)은 229억 달러에 달합니다. 이 비용에는 신호등 대기 시간과 개선될 수 있는 신호 타이밍으로 인한 불필요한 에너지 소비가 포함됩니다.

대부분의 교통 신호는 시간대별 신호 타이밍 계획으로 작동하며, 아침, 오후, 저녁, 야간에 대한 사전 설정 패턴이 있습니다. 교통 계획자들은 주변 교차로와 해당 주기를 조정해 차량이 최소한의 정지-출발 주행으로 교차로 사이를 흐르도록 시도합니다.

"이 신호들이 더 자주 변경되어야 하는 이유는 교통이 항상 변하기 때문입니다."라고 Liu는 말합니다. "좋은 예는 코로나19 발생 전 해와 그 후 2년 동안 우리가 본 교통 패턴입니다. 많은 사람들이 재택근무를 하면서 아침 출근 피크 시간이 급격히 변했습니다. 그런 변화를 보면 신호를 재타이밍해야 합니다."

교통 흐름 변화에 맞춰 신호를 최적화하는 것은 간단한 작업이 아닙니다. 교통량 조사와 재계산에 드는 비용과 시간 때문에 대부분의 지자체는 2~5년, 때로는 수십 년 동안 재평가하지 않습니다.

적응형 신호는 1970년대부터 교차로에서 차량을 감지해 신호를 거의 실시간으로 재프로그래밍해 왔지만, 비용 때문에 광범위하게 사용되지 못했습니다. 단일 교차로에 적응형 시스템을 설치하는 데 최대 5만 달러가 들며 정기적 유지보수가 필요합니다. 모든 지역사회가 감당할 수 있는 가격표가 아닙니다. 미시간 대학교 최적화 시스템은 적응형 시스템 비용의 일부분에 불과합니다.

확률적 시공간 다이어그램이라고 불리는 이 시스템은 적응형 교통 신호의 센서와 같은 작업량을 더 적은 비율의 커넥티드 차량 데이터로 수행할 수 있게 합니다. 효과를 테스트하기 위해 연구자들은 2022년 3월 3주 동안 버밍엄 미시간의 34개 신호 교차로 각각에서 데이터를 수집했습니다. 대부분 고정 시간 시스템이었습니다.

"이것이 정말로 우리의 데이터 수집 문제를 해결했습니다."라고 오클랜드 카운티 도로위원회 부관리국장 Gary Piotrowicz는 말합니다. "그리고 이 방식이 전국 모든 사람이 하게 될 방식이라고 주장할 수 있습니다. 시스템이 확고해지면 다른 방식으로 할 이유가 없습니다."

출처

대본

00:00:00 빨간불에서 기다리며 왜 이렇게 오래 걸려서 초록불로 바뀌나 궁금해 본 적 있나요? 현재 모든 교통등을 재타이밍하는 데 약 5,000달러가 들기 때문에 대부분의 교통 관리 기관은 교통 신호를 2~5년마다, 심지어 더 오랜만에 재타이밍합니다. 결론은 신호가 가능한 한 효율적으로 작동하지 않는다는 것이고 이는

00:00:23 도로에서 더 많은 혼잡을 만들고 더 많은 혼잡은 안전 저하로 이어집니다. 미시간 공대 연구자들이 오클랜드 카운티 도로위원회와 협력해 교통 신호 최적화를 위한 더 저렴하고 빠른 프로세스를 개발했습니다. 커넥티드 차량의 GPS 데이터를 사용하는 클라우드 기반 시스템으로 버밍엄 미시간에서 파일럿 테스트한 결과 그들의 시스템은 교통 지연을 20% 감소시키고

00:00:44 교차로에서의 정차 횟수를 30% 줄였습니다. 시스템 구현은 실제로 매우 매우 간단합니다. 데이터가 이미 클라우드에 있고 자동차 제조사들이 수집하고 있기 때문입니다. 우리는 교통 관리 기관이 그 데이터를 활용해 교통 신호 성능을 평가하고 최적화하는 것을 도울 수 있습니다.

00:01:08 현재 교차로에는 적응형 또는 고정 교통 신호가 장착되어 있습니다. 신호가 적응형이면 교차로에서 교통을 감지하는 센서를 사용해 스스로 재타이밍하고 고정이면 교통 통제관이 피크 시간에 교차로에 가서 신호에서 차량 수를 세고 우리는

00:01:29 24시간 7일 365일 동안의 타이밍 계획을 개발하려 노력하는데 우리가 원하는 만큼 좋지 않은 데이터로 말입니다. 차량 궤적 데이터는 단순한 교통량보다 훨씬 더 많은 정보를 제공합니다. 적은 수의 커넥티드 차량만으로 정차 횟수, 차량 지연, 경로 선택을 볼 수 있게 해줍니다. 데이터

00:01:53 는 최적화 시스템에 입력되어 신호 성능을 평가하고 데이터를 기반으로 새로운 타이밍 플랜을 만들 수 있게 합니다. 이 시스템이 허용하는 것은 신호를 더 자주 업데이트하는 것입니다. 5년마다 혹은 그 이상이 아니라 이제 몇 달마다 살펴봐서 시스템을 가장 효율적으로 만드는 최적의 타이밍이 있는지 확인할 수 있습니다. 심지어 타이밍을 변경하지 않더라도 현재 있는 것이 최선임을 확인해 줍니다. 이는 운전자에게 정말 이롭습니다. 도시에는 교통 신호 유지보수가 훨씬 더 자주, 훨씬 저렴한 비용으로 이루어지고 여러분에게는 빨간불 대기 시간이 줄고 더 빠른 출퇴근이 가능합니다. 커넥티드 차량은 어디에나

00:02:35 있으니 그들의 데이터를 활용해 미시간 주뿐만 아니라 다른 곳에서도 시스템을 확장하기 쉽습니다. 24시간 7일 주간 데이터가 자동화되어 있고 우리가 작업해 본 최고의 데이터입니다. 정말 흥분됩니다.