부문
고등학교
팀명
Gulsse
지역
전라북도 / 익산시
제목
LED 가이드 라인을 이용한 적정속도 유지 장치
제안동기 및 목적
고속도로는 시, 군내 상호간을 연결하는 도로로서 자동차가 일반도로보다 빠르게 주행할 수 있도록 하는 도로이다. 이러한 고속도로의 특성상, 차량의 이동에 방해가 되지 않도록, 신호등이 없고, 직선으로 되어 있다. 하지만 그럼에도 고속도로에는 막힘현상이 발생한다.

고속도로가 신호등이 없음에도 교통체증이 일어나는 것은 유령정체현상에 의해 발생한다. 유령 정체 현상은 사고나 특별한 원인 없이 교통체증이 일어나는 현상을 말한다. 유령 정체 현상은 고속도로에서 모든 차량이 빠른 속도로 달릴 수 있음에도 교통체증이 발생하는 현상을 말한다. 이는 앞차가 갑자기 속도를 줄이는 경우, 뒤따르던 차량이 연쇄적으로 속도를 줄이며, 고속도로 전체가 막히는 현상을 말한다.

고속도로 마다 차이는 있지만, 고속도로 속도 제한 규정으로 대략 80km/h에서 120km/h까지 제한되어 있다. 속도 제한은 도로의 설계 속도에 의해 정해지는데, 도로의 굴곡, 차량 통행량, 날씨등이 고려 대상이다. 실제 고속도로에서 알 수 있듯, 차량들의 속도는, 속도 제한 범위 내에서 다양하다. 어떤 차량은 안전하게 주행하는 것을 선호해, 다른 차량에 비해 느린 속력으로 주행 할 수 있고, 어떤 차량은 급한 일이 있어, 상대적으로 빠른 속도로 주행하는 것이다. 이런 차량간의 속도차가 유령정체현상의 원인이 된다.

LED 가이드 라인을 이용한 적정속도 유지 장치의 목적은 고속도로 내 주행 차량들이 직관적으로 적정속도를 인지하고, 과속을 예방하는ㄷ데 있다. 또한 차량간의 속도차를 줄여 교통체증을 막는다. 이를 통해, 차량간 속도 차에 의해 비롯되는 유령정체현상을 예방할 수 있고, 과속으로 인한 사고를 방지할 수 있다. 또한, 도로 상황에 맞춰 적절히 속도를 조절하는 시스템 또한 마련할 수 있다.
제안내용
고속도로 주행에는 기준 속도가 존재하지 않는다. 단지 운전자는 고속도로 속도제한에 맞춰 주행한다. LED 가이드 라인을 이용한 적정속도 유지 장치는 이러한 고속 도로에 기준 속도를 제시하기 위한 아이디어이다. LED 가이드 라인을 이용한 적정속도 유지 장치는 이러한 고속 도로에 기준 속도를 제시하기 위해 만들어 졌다. 고속도로에는 차량의 이탈을 막는 가이드 라인이 존재하는데, 가이드 라인에 LED를 설치하고, LED를 켜고 끄며, 불빛이 이동하는 듯한 효과를 만들어 내는 것이다. 이러한 LED 가이드 라인을 이용하면, 불빛을 특정속도로 이동시키는 것도 가능한데, 이를 통해, 차량들에게 기준 속도를 제시할 수 있다. 움직이는 차량의 입장에선, 불빛이 속도에 맞춰 주행했을때, 차량의 이동속도에 대한 불빛의 상대속도가 0이 되어 불빛이 멈춰있는 듯한 효과를 낼 수 있다. 이러한 효과 덕분에, 운전자는 직관적으로 기준 속도를 알 수 있고, 모든 차량이 비슷한 속도로 주행할 수 있을 것이다.

LED가이드 라인의 속도를 조절하기 위해, 고속도로를 길이와 지형에 따라 나누고, 각각의 구간에 신호를 받아 LED를 출력을 관리하는 기기를 설치한다. 고속도로 CCTV를 이용해, 교통량을 파악하고, 해당 구간의 지형과, 기상 상황을 고려해, LED속도를 출력한다.
선행연구 검토
교통사고 예측 시스템과 LED 가이드 라인을 이용한 적정속도 유지 장치에 사용되는 기준 속도 제시 알고리즘은 교통량 뿐만 아니라, 지형, 기상 상황을 고려하고, LED출력에 사용된다는 점에서 차이점을 갖는다.
(백승걸, 장현호, 강정규.(2005).교통량과 통행길이를 고려한 고속도로 교통사고 예측 연구.대한교통학회지,23(2),95-105.)
용도 및 효과
LED 가이드 라인은 고속도로에서 차량들의 속도를 일정하게 유지하여 유령정체현상과 과속 사고를 예방하는 시스템이다. LED 가이드 라인을 따라 이동하면서 차량들은 상대적인 속도 격차를 줄이고 동일한 속도로 주행한한다. 이는 도로 안전성을 향상시키며, 차량 사이의 안전 거리를 일정하게 유지함으로써 유령정체현상을 예방할 수 있습니다. 또한, 도로 상황에 맞게 적절한 속도로 주행하는 기능을 제공하여 운전자들에게 도로 사용의 안정성을 제공한다.
작성일
2023-06-30 17:51:45
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