긴급차량 우선신호 효율적 운영을 위한 전이 알고리즘 개발
Development of a Traffic Signal Transition Algorithm for Operating Emergency Vehicle Preemption System
- 주제(키워드) 긴급차량 , 우선신호시스템 , 전이 알고리즘
- 주제(DDC) 629.04
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이철기
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 교통공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035398
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 국내 많은 지자체가 긴급차량 우선신호시스템 도입하면서 긴급 차량의 우선신호 서비스가 급격히 증가하고 있고, 동시에 긴급차량의 미주행 경로의 교통정체 문제가 증가하면서 교통정체 해소 방안을 고민하면서 시작 하였다. 긴급차량이 교차로를 통과할 때까지 해당 현시의 신호시간 연장은 신호주기를 증가시키고, 긴급차량 미주행 경로의 대기행렬 증가, 교통정체 발 생 등 교통관련 민원이 급증하고 있다. 이에, 본 연구에서는 긴급차량이 출동 경로상 교차로를 통과하고 우선신호 서비스 종료 후 기존 신호운영체계로 복귀하는 신호 전이 과정에서 주행 경 로 및 미주행 경로 교차로의 차량흐름을 신속하게 정상화할 수 있는 두 가지 새로운 전이 알고리즘을 제안하였다. 첫 번째는 우선신호 서비스 해당 현시 를 제외한 다른 현시에 보상을 반영하여 배분한 전이 알고리즘(phase reward algorithm)을 제안하였으며, 두 번째는 우선신호 서비스 해당 현시를 포함하 여 보상률은 산정하여 배분한 전이 알고리즘(phase ratio algorithm)을 제안 하였다. 기존 경찰청 규격과 새롭게 제안한 알고리즘 성능을 비교 및 분석을 위해 SUMO(Simulation of Urban MObility)를 활용하여 다양한 경우의 시나리오 에 반영하였다. 총 27개의 시나리오 중 27개의 시나리오 모두에서 기존 경찰 청 규격 알고리즘보다 교차로 지체를 효과적으로 감소시키는 것으로 나타났 으며, 현시 보상률 전이 알고리즘(phase reward algorithm)은 24개, 현시율 배분 전이 알고리즘(phase ratio algorithm)은 3개 시나리오에서 우수한 결과 가 나왔다. 이는 본 연구에서 새롭게 제안한 알고리즘을 적용할 경우, 긴급차 량 우선신호 서비스 종료 후 더 신속하게 정상적인 교통 상태로 복귀할 수 있음을 시사하며 본 연구의 결과를 발판 삼아 국내 많은 지자체에서 구축한 긴 급차량 우선신호시스템이 더욱 효율적으로 운영될 것으로 기대한다.
more목차
제 1 장 연구 방법 정립 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
1. 연구의 배경 1
2. 연구의 목적 3
제2절 연구의 범위 4
제3절 연구 내용 및 방법 6
제 2 장 관련 이론 및 연구 고찰 8
제1절 우선신호시스템 개요 8
1. 국내 우선신호시스템 현황 8
2. 국내 우선신호시스템 전이 알고리즘 11
제2절 우선신호시스템 국내외 연구 15
1. 국내 우선신호 관련 연구 15
2. 국외 우선신호 관련 연구 18
제3절 전이 알고리즘 국내외 연구 23
1. 국내 전이 알고리즘 관련 연구 25
2. 국외 전이 알고리즘 관련 연구 28
제4절 연구의 차별성 및 시사점 33
제 3 장 전이 알고리즘 모델 개발 37
제1절 알고리즘 모델링 방향 설정 37
제2절 전이 알고리즘 모델 개발 39
1. 기존 연구의 한계점 39
2. 개선된 전이 알고리즘 설계 40
3. 현시 보상률 전이 알고리즘(제안 1) 41
4. 현시율 배분 전이 알고리즘(제안 2) 45
5. 알고리즘 비교 48
6. 시뮬레이션 선정 50
제3절 시뮬레이션 환경 및 운영조건 구성 51
1. 시뮬레이션 환경 조건 선정 51
2. 신호운영 데이터 설계 56
3. 시뮬레이션 시나리오 설계 71
제 4 장 알고리즘 개발 모델의 평가 73
제1절 데이터 분석 절차 73
제2절 분석결과 75
1. 신호운영체계별 분석결과 77
2. 네트워크 방향별 분석(case 1, 선직진 신호운영체계) 82
3. 네트워크 방향별 분석(case 2, 선좌회전 신호운영체계) 84
4. 네트워크 방향별 분석(case 3, 동시 신호운영체계) 86
5. 시간대별 분석 88
6. 상관관계별 지체 분석 102
제3절 통계적 검증 109
1. 시나리오별 분석결과(case 1, extend time 100s) 109
2. 시나리오별 분석결과(case 1, extend time 200s) 111
3. 시나리오별 분석결과(case 1, extend time 300s) 112
4. 시나리오별 분석결과(case 2, extend time 100s) 114
5. 시나리오별 분석결과(case 2, extend time 200s) 115
6. 시나리오별 분석결과(case 2, extend time 300s) 116
7. 시나리오별 분석결과(case 3, extend time 100s) 118
8. 시나리오별 분석결과(case 3, extend time 200s) 119
9. 시나리오별 분석결과(case 3, extend time 300s) 121
제4절 현장 적용성 검증 123
1. 구간선정 계획 123
2. 신호운영 데이터 분석 125
3. 현장 적용성 분석결과 129
4. 도로상황별 적정 알고리즘 133
제 5 장 결론 및 향후 연구 135
제1절 결 론 135
제2절 향후 연구 137
참고 문헌 138
ABSTRACT 142
