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KR100703236B1 - 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치 - Google Patents

무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치 Download PDF

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Publication number
KR100703236B1
KR100703236B1 KR1020040058215A KR20040058215A KR100703236B1 KR 100703236 B1 KR100703236 B1 KR 100703236B1 KR 1020040058215 A KR1020040058215 A KR 1020040058215A KR 20040058215 A KR20040058215 A KR 20040058215A KR 100703236 B1 KR100703236 B1 KR 100703236B1
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KR
South Korea
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traffic
detector
traffic signal
traffic information
signal
Prior art date
Application number
KR1020040058215A
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Inventor
김중태
임상조
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이나루티앤티(주)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 교차로 인근의 교통 흐름에 관한 정보를 감지한 후, 패킷화하여 무선 통신 방식으로 교통신호 통제기에 전송하고 이를 이용함으로써 교통 흐름을 통제하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치는, 교차로 또는 도로에 인접하여 설치되고, 차량의 흐름에 대응하여 전기적 신호의 교통정보를 발생시키는 복수의 교통정보 검지기와; 상기 교통정보 검지기와 연결되며, 상기 교통정보 검지기에 의하여 검지된 상기 교통 정보를 패킷화하여 무선 송출하는 복수의 검지기 제어장치; 및 상기 복수의 검지기 제어장치에 대하여 부여된 소정의 우선 순위에 따라, 상기 복수의 검지기 제어장치로부터 상기 패킷화된 교통정보를 연속적으로 수신하고, 상기 교통정보를 이용하여 교통제어 신호를 생성하는 교통신호 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
교통 신호, 교통량, 루프 검지기, 패킷 통신, 채널 변경, 암호화

Description

무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치{DEVICE FOR CONTROLLING TRAFFIC SIGNAL UNING WIRELESS MULTI PACKET COMMUNICATION}
도 1은 종래의 교통신호 제어시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 패킷 수신 방식을 이용한 교통신호 제어장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검지기 제어장치의 세부 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교통신호 제어기의 세부 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 교통신호 제어기와 복수의 검지기 제어장치 사이에 패킷이 전송되는 패킷의 과정을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반송파 감지부의 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 채널 자동 변경 과정을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 교통신호 제어기가 복수의 검지기 제어장치에 대한 프로파일을 관리하기 위하여 패킷이 전송되는 과정을 나타내는 도면.
본 발명은 교통 신호 제어 장치에 관한 것으로, 특히 교차로 인근의 교통 흐름에 관한 정보를 감지하여 무선 통신 방식으로 중앙 제어 시스템에 전송하고 이를 이용함으로써 교통 흐름을 통제하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 교차로에는 교차로의 교통 상황에 따른 교통량과 대기 행렬의 길이 등과 같은 현재의 교통상황에 대한 기초자료를 수집하여 이를 기초로 교차로의 교통상황을 적의 적절하게 실시간으로 교통제어를 하도록 하기 위한 교통신호 제어시스템이 설치되어 있다.
도 1은 종래의 교통신호 제어시스템(100)의 구성도이다.
도 1은 참조하면, 일반적으로 교차로(110) 진입로에는 신호등(120)이 설치되어 있고, 그 주위에 교차로(110)를 통과하는 차량을 통제하기 위한 교통 신호가 표시되는 신호등(120)이 위치한다. 이러한 신호등(120)에 표시되는 교통신호는 상기 교차로(110) 주위에 설치되는 교통신호 제어기(130)의 제어 신호를 수신하여 원할한 교통 통제가 이루어진다. 그리고 종래의 교통신호 제어시스템(100)은 교통신호 제어기(130)와 차량 검지기(130, 140, 150)로 구성된다. 상기 교통신호 제어기(130)는 상기 교차로(110) 주위 도로의 교통 흐름을 파악하기 위하여 정지선 검지기(140)와, 임계 대기 검지기(150) 및 과포화대기 검지기(160) 등이 설치된다. 상기 정지선 검지기(140)는 상기 교차로(110)의 진입로 정지선에 위치하여 정지되어 있는 차량을 검지한다. 상기 임계 대기 검지기(150)는 상기 교차로(110)를 기준으로 거리에 따라 도로 상에 차량의 흐름을 검지한다. 상기 과포화대기 감지기(150)가 상기 교통신호 제어기(140)에 의하여 원할하게 소통할 수 있는 차량 흐름의 한계치를 판단하기 위한 것이다.
이와 같이 구성되는 종래의 교통신호 제어시스템(100)은 상기 차량 검지기(140, 150, 160)로서 주로 루프 검지기를 이용한다. 루프 검지기란 루프 코일을 이용하여 도로에 차량이 지나갈 때 자장에 간섭을 주어 위상 편이 및 진폭변화를 일으키기 때문에 그로 인하여 루프 코일에 인가되는 인턱턴스의 변화가 야기되고, 상기 인덕턴스의 변화는 루프 검지기의 검지로직에 의하여 온/오프 정보로 나타나게 되어 차량의 존재여부를 감지할 수 있는 장치이다. 그러나 종래의 교통신호 제어시스템(100)은 상기 차량 검지기(140, 150, 160)가 원거리에서 유선으로 상기 교통신호 제어기(130)에 연결되어 있고, 상기 검지기(140, 150, 160)의 설치 위치가 멀어짐에 따라 그 감도가 현저하게 감소하는 문제가 있다. 또한 종래의 교통신호 제어시스템(100)은 상기 차량 검지기(140, 150, 160)가 도로를 따라 유선으로 설치되기 때문에, 이에 대한 설치 및 유지 보수 공사시에는 선로 매설 작업으로 인하여 도로 파손, 교통 체증으로 인한 불편이 유발되고, 공사 기간이 길고 비용이 과다 지출되고, 장애가 발생한 경우에도 장애 지점의 파악이 곤란한 문제가 있다.
이와 같은 종래의 유선 방식의 교통신호 제어시스템(100)의 문제를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0200679호'무선 통신 방식을 이용한 교통 제어 시스템'에는 제1루프검지기와, 제2루프검지기와, 상기 제1루프검지기로부터 검출된 차량정보를 변조하고 증폭하여 출력하는 무선루프검지기제어장치와, 상기 무선루프검지기제어장치로부터 수신된 제1루프검지기의 차량정보와 제2루프검지기로부터 검출된 차량정보에 따라 신호등을 제어하는 교통신호 제어장치로 구성되는 무선통신방식을 이용한 교통제어시스템이 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 선행 발명의 시스템에서는 차량 흐름에 따른 교통신호의 제어를 위하여, 교통신호 제어장치가 다수 개의 무선루프검지기제어장치에 대하여 하나씩 순차적으로 차량 정보에 관한 데이터 요구한 후, 상기 무선루프검지기제어장치는 이에 대한 응답을 전송하는 과정이 반복된다. 이와 같이 종래의 시스템에서는 교통신호 제어장치가 다수 개의 무선루프검지기제어장치에 대하여 차량 정보를 요구 및 수신하기 위해서는 약 30-60초가 걸리며, 이러한 시간은 실질적으로 상기 교통신호 제어장치가 과거의 교통 데이터를 가지고서 교통 통제를 실시할 수 있을 뿐이고, 실시간으로 교통흐름을 통제할 수 없는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 종래의 유선 방식 교통신호 제어시스템에서 발생하는 교통량 검지도 저하 문제와, 설치 및 유지시 과다 비용이 발생하는 문제점을 해결함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 종래의 무선 방식 교통신호 제어시스템을 이용한 경우 교통량 측정으로부터 교통 제어 신호의 생성시까지 장시간이 소요되는 문제를 해결하고, 실시간으로 교통흐름을 통제할 수 있는 교통신호 제어장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치는, 교차로 또는 도로에 인접하여 설치되고, 차량의 흐름에 대응하여 전기적 신호의 교통정보를 발생시키는 복수의 교통정보 검지기; 상기 교통정보 검지기와 연결되며, 상기 교통정보 검지기에 의하여 검지된 상기 교통 정보를 패킷화하여 무선 송출하는 복수의 검지기 제어장치;및 상기 복수의 검지기 제어장치에 대하여 부여된 소정의 우선 순위에 따라, 상기 복수의 검지기 제어장치로부터 상기 패킷화된 교통정보를 연속적으로 수신하고, 상기 교통정보를 이용하여 교통제어 신호를 생성하는 교통신호 제어기를 포함하며, 상기 복수의 감지기 제어장치 중 특정 감지기 제어 장치에서 오류가 발생한 경우 다음 우선순위를 갖는 검지기 제어 장치가 패킷화된 교통 정보를 전송하고, 상기 오류가 발생된 특정 점지기 제어 장치는 동일한 교통 정보를 다시 전송하기 위한 재전송 패킷을 준비함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수의 검지기 제어장치는, 상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통 정보를 하나씩 차례대로 전송할 수 있다.
또한, 상기 복수의 검지기 제어장치는, 상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통정보를 하나씩 차례대로 보내는 동안에 특정 채널에 오류가 발생 시, 상기 오류가 발생한 채널에 대한 검지기 제어장치는 연속적으로 동일한 교통정보를 갖는 패킷을 소정 횟수만큼 반복하여 전송할 수 있다.
나아가, 상기 복수의 검지기 제어장치는, 상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통정보를 하나씩 차례대로 보내는 동안에 특정 채널에 오류가 발생한 경우, 상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통 정보를 하나씩 차례대로 보낸 후, 오류가 발생한 특정 복수의 검지기 제어장치에 대한 교통 정보를 소정 횟수만큼 반복하여 전송할 수 있다.
또한, 상기 검지기 제어장치와 상기 교통신호 제어기는 상기 교통 정보를 암호화하여 송수신하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어기는 원격으로 제어되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 검지기 제어장치는, 상기 교통정보 검지기에서 검지된 신호를 차량 점유 시간 별로 구분하여 디지털 신호로 변환 후, 상기 교통신호 제어기로 전송하고,
상기 교통신호 제어기는, 상기 검지기 제어장치로부터 수신한 신호의 원 신 호 파형을 재생하여 교통 정보를 분석할 수 있다.
또한 상기 교통신호 제어기는 상기 복수의 검지기 제어장치 각각에 대한 프로파일을 관리 및 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어장치는, 수신된 신호 중, 잡음과 교통 정보를 서로 구분함으로써, 미리 정해진 원하는 대역의 신호만을 선택할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어장치는, 미리 할당된 채널을 통하여 패킷 전송 중, 채널에 오류가 발생한 경우에 임시 채널을 선택하여 상기 임시 채널로 패킷을 전송하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어장치는, 상기 임시 채널에 대하여 채널 오류 또는 데이터 혼선 여부를 판단할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 패킷 수신 방식을 이용한 교통신호 제어장치(200)의 구성도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 무선 패킷 수신 방식을 이용한 교통신호 제어장치(200)는 복수의 교통정보 검지기(210, 220, 230)와, 복수의 검지기 제어장치(240) 및 교통신호 제어기(250)을 포함한다.
상기 교통정보 검지기(210, 220, 230)는 상기 교차로(110) 주위 도로의 교통 흐름을 검지하는 기능을 하며, 정지선 검지기(210)와, 임계 대기 검지기(220) 및 과포화대기 검지기(230)으로 구분될 수 있다. 상기 정지선 검지기(210)는 상기 교차로(110)의 진입로 정지선에 위치하여 정지되어 있는 차량을 검지한다. 상기 임계 대기 검지기(220)는 상기 교차로(110)를 기준으로 거리에 따라 도로 상에 차량의 흐름을 검지한다. 상기 과포화대기 감지기(230)가 상기 교통신호 제어기(250)에 의하여 원할하게 소통할 수 있는 차량 흐름의 한계치를 판단하기 위한 것이다.
상기 교통정보 검지기(210, 220, 230)는 루프 검지기, 지자기 센서, 또는 광 센서 등으로 구성될 수 있다.
상기 검지기 제어장치(240)는 상기 교통정보 검지기(210, 220, 230)에 연결되며, 상기 교통정보 검지기(210, 220, 230)으로부터 검지된 차량 흐름에 관한 교통 정보를 디지털 신호로 변환한 후, 패킷화한다. 상기 검지기 제어장치(240)는 패킷화된 교통 정보를 상기 교통신호 제어기(250)로 송출한다.
상기 교통신호 제어기(250)는 상기 검지기 제어장치(240)로부터 차량 흐름에 관한 패킷신호를 수신한 후, 이를 해석함으로써 도로 상의 교통량을 분석한 후, 상기 신호등(120)에 제어 신호를 제공함으로써 상기 교차로(110) 주위의 차량 흐름을 원할하게 통제할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 교통정보 검지기(210, 220, 230)가 검지기 제어장치(240)을 통하여 상기 교통신호 제어기(250)와 무선으로 연결된다. 그러나, 정지선 검지기(210)와 같이 교차로(110)에 주위에 인접하여 설치된 경우에는, 상기 교통신호 제어기(250)와 직접 유선으로 연결될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검지기 제어장치(240)의 세부 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 검지기 제어장치(240)는 무선 통신모듈(310)과, 제1 제어부(320)와, 인터페이스부(330)와, 제2 제어부(340) 및 교통정보 검지기(350)를 포함한다.
상기 무선통신모듈(310)은 상기 검지기 제어장치(240)와 교통신호 제어기(250) 간에 무선 패킷을 송수신하기 위한 장치로서, 필터부(311)와 송수신부(312)를 포함하다.
상기 필터부(311)는 검지기 제어장치(240)로 여러 주파수의 전파가 들어오면 상기 검지기 제어장치(240)와 상기 교통신호 제어기(250) 사이에 미리 정해진, 원하는 주파수를 통과시키는 장치이다.
상기 송수신부(312)는 정보를 수신 및 전송하는 장치이다.
상기 제1 제어부(320)는 본 발명에 따라 무선 패킷 통신을 이용하여 교통정보를 송수신하기 위한 장치이며, 데이터 변환부(321)와, 채널 선택부(322)와, 데이터 감지 선택부(323)와, 자동채널 전환부(324)와, 반송파 감지부(325)와, 제1 마이크로 프로세서부(326)와, 전송시간 조정부(327)와, 파라메타 설정부(328) 및 프로파일(profile)부(329)를 포함한다.
상기 데이터 변환부(321)는 전송 에러를 감소시키기 위하여 채널 코딩 및 디코딩을 함으로써, 송수신 되는 정보를 무선 통신에 적합하게 변환시키는 장치이다.
상기 채널 선택부(322)는 상기 교통신호 제어기(250)가 초기에 미리 할당해 놓은 채널 중, 일정한 채널을 선택하여 사용할 수 있도록 통신 주파수를 전환하는 장치이다.
상기 데이터 감지 선택부(323)는 통신 중 에러 또는 방해전파가 발생하였는 지 여부를 판별하는 장치이다. 즉, 상기 데이터 감지 선택부(325)는 무선 정보를 감지하여 이러한 정보가 정상인지 여부를 판단하게 된다. 상기 자동채널 전환부(324)은 무선 주파수를 자동으로 전환 하는 장치이다.
상기 반송파 감지부(325)는 무선 라인 상태가 현재 사용 중인지 비사용 중인지 여부를 감지하는 장치이다.
상기 마이크로 프로세서부(326)는 중앙연산 처리 및 제어 기능을 하는 장치이다.
상기 전송 시간 조정부(327)는 정보의 재전송 및 통신 시간을 조정하는 장치이다.
상기 파라메타 설정부(328)는 통신의 각종 파라메타 값을 설정 및 저장하는 장치이다.
상기 프로파일부(329)는 통신 장비의 각종 파라메타를 포함한 프로파일을 저장하는 장치이다. 여기서 상기 프로파일에는 센서의 종류, 장비 동작 상태, 장비 설치 이력 등이 포함될 수 있다.
상기 인터페이스부(330)는 상기 제1 제어부(320)와 제2 제어부(340) 사이에 인터페이스 기능을 하며, 하드웨어 인터페이스부(331)와 공중망 인터페이스부(332)를 포함한다.
상기 하드웨어 인터페이스부(331)은 제1 제어부(320)와 제2 제어부(340) 사이에 정보를 서로 공유할 수 있도록 하는 메모리이다.
상기 공중망 인터페이스부(332)는 공중 교환 통신망(PSTN), 인터넷, 이동 통신망 등과 같은 공중 통신망을 통하여 정보의 전송을 처리하기 위한 장치이다.
상기 제2 제어부(340)는 교통 정보의 입출력 및 처리 기능을 하며, 하드웨어 데이터 암호화부(341)와, 유무선 LAN 통신부(342)와, 원격진단부(343)와, 센서 입력부(344) 및 제2 마이크로 프로세서부(345)를 포함한다.
상기 하드웨어 데이터 암호화부(341)는 하드웨어에 의한 중요정보를 실시간으로 암호화 및 복호화하는 장치이다. 상기 검지기 제어장치(240)는 상기 교통신호 제어기(250)와 무선 통신을 하기 때문에 외부에서 같은 주파수를 이용하여 데이터를 사용할 수 있으므로, 상기 하드웨어 데이터 암호화부(341)에 의하여 데이터를 암호화하며, 또한 암호의 등급을 설정할 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 하드웨어 데이터 암호화부(341)에 의한 정보의 암호화 및 복호화를 수행함으로써, 정보를 안전하게 송수신할 수 있다.
상기 유무선 LAN 통신부(342)는 인터넷 또는 공중 교환 통신망(PSTN)을 통한 제어 및 관리 저장을 하기 위한 장치이다.
상기 원격 진단부(343)는 PDA 및 시리얼 통신 등의 이동 통신망을 통하여 원격으로 진단을 하기 위한 장치이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 유무선 LAN 통신부(342) 및 상기 원격 진단부(343)을 이용하여 원거리에서 상기 교통신호 제어기(250) 및 상기 검지기 제어장치(240)를 제어할 수 있다.
상기 센서 입력부(344)는 루프 센서, 자기센서, 광센서 등의 센서를 위한 인 터페이스이다.
상기 제2 마이크로 프로세서부(345)는 중앙연산 처리 및 제어 기능을 하는 장치이다.
상기 교통정보 검지기(350)는 루프코일에 인가되는 인덕턴스의 변화를 감지하는 루프 센서, 또는 자기센서, 또는 광센서 등의 센서를 이용할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 원신호파형 분석/변환부(360)이 추가로 구성될 수 있다.
상기 원신호파형 분석/변환부(360)는 본 발명의 실시예에 따른 무선 패킷 통신 방식을 이용한 검지기 제어장치(240)을 이용하는 경우에도, 종래의 무선 통신 방식에 의한 교통 통제 시스템 등에 적용할 수 있도록 하기 위한 장치이다. 상기 원신호파형 분석/변환부(360)는 상기 교통정보 검지기(350)에서 검지된 신호를 디지털 신호로 변환한 후 무선 통신으로 상기 교통신호 제어기(250)로 전송한다. 그러면 상기 교통신호 제어기(250)는 상기 수신된 신호를 다시 원 신호 파형으로 재생한 후 교통 정보 분석에 이용할 수 있다. 따라서 종래의 교통신호 제어기를 이용하는 경우에도 원 신호 파형의 재생을 위한 하드웨어 블록을 추가함으로써, 종래의 교통신호 제어기와 본 발명에 따른 검지기 제어장치(240) 사이에 교통 정보의 송수신 및 이에 따른 교통 신호의 제어가 가능하게 된다.
상기 원신호파형 분석/변환부(360)은 기준시간 발생부(361)와, 점유시간 측정부(362) 및 신호 분석/변환부(363)를 갖는다.
상기 기준시간 발생부(361)는 교통 정보 검지기(350)에 의하여 검지된 신호의 파형을 측정하기 위하여 기준 시간을 생성한다.
상기 점유시간 측정부(362)는 상기 기준시간 발생부(361)에 의하여 생성된 기준 시간을 이용하여 상기 교통정보 검지기(350)에 의하여 검지된 신호의 주기를 측정한다.
상기 신호 분석/변환부(363)는 상기 시간측정부(362)에 의하여 측정된 신호를 이용하여, 예를 들어 차량 점유 상태의 신호는 HIGH 신호로 하고 차량 비점유 상태의 신호를 LOW 신호로 설정하거나 또는 이와 반대로 설정하는 방법 등에 의하여, 이와 같이 측정된 값을 상기 제2 제어부(340)를 통하여 전송할 수 있도록 변환한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교통신호 제어기(250)의 세부 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교통신호 제어기(250)는 무선 통신모듈(410)과, 제1 제어부(420)와, 인터페이스부(430)와, 제2 제어부(440) 및 주제어부(450)를 포함한다.
상기 무선통신모듈(410)은 상기 교통신호 제어기(250)와 상기 검지기 제어장치(240) 사이에 무선 패킷을 송수신하기 위한 장치로서, 필터부(411) 및 송수신부(412)를 갖는다.
상기 필터부(411)는 상기 교통신호 제어기(240)로 여러 주파수의 전파가 들 어오면 상기 검지기 제어장치(240)와 상기 교통신호 제어기(250) 사이에 미리 정해진, 원하는 주파수를 통과시키는 장치이다.
상기 송수신부(412)는 정보를 수신 및 전송하는 장치이다.
상기 제1 제어부(420)는 본 발명에 따라 무선 패킷 통신을 이용하여 교통정보를 송수신하기 위한 장치이며, 데이터 변환부(421)와, 채널 선택부(422)와, 데이터 감지 선택부(423)와, 자동채널 전환부(424)와, 반송파 감지부(425)와, 제1 마이크로 프로세서부(426)와, 전송시간 조정부(427)와, 파라메타 설정부(428) 및 프로파일부(429)를 포함한다.
상기 데이터 변환부(421)는 전송 에러를 감소시키기 위하여 채널 코딩 및 디코딩을 함으로써, 송수신 되는 정보를 무선 통신에 적합하게 변환시키는 장치이다.
상기 채널 선택부(422)는 상기 교통신호 제어기(250)가 초기에 미리 할당해 놓은 채널 중, 일정한 채널을 선택하여 사용할 수 있도록 통신 주파수를 전환하는 장치이다.
상기 데이터 감지 선택부(423)는 통신 중 에러 또는 방해전파가 발생하였는지 여부를 판별하는 장치이다. 즉, 상기 데이터 감지 선택부(423)는 무선 정보를 감지하여 이러한 정보가 정상인지 여부를 판단하게 된다.
상기 자동채널 전환부(424)은 무선 주파수를 자동으로 전환하는 장치이다.
상기 반송파 감지부(425)는 무선 라인 상태가 현재 사용 중인지 비사용 중인지 여부를 감지하는 장치이다.
상기 제1 마이크로 프로세서부(426)는 중앙연산 처리 및 제어 기능을 하는 장치이다.
상기 전송 시간 조정부(427)는 정보의 재전송 및 통신 시간을 조정하는 장치이다.
상기 파라메타 설정부(428)는 통신의 각종 파라메타 값을 설정 및 저장하는 장치이다.
상기 프로파일부(429)는 통신 장비의 각종 파라메타를 포함한 프로파일을 저장하는 장치이다. 여기서 상기 프로파일에는 센서의 종류, 장비 동작 상태, 장비 설치 이력 등이 포함될 수 있다.
상기 인터페이스부(430)는 상기 제1 제어부(420)와 제2 제어부(440) 사이에 인터페이스 기능을 하며, 하드웨어 인터페이스부(431)와 공중망 인터페이스부(432)를 포함한다.
상기 하드웨어 인터페이스부(431)은 제1 제어부(420)와 제2 제어부(440) 사이에 정보를 서로 공유할 수 있도록 하는 메모리이다.
상기 공중망 인터페이스부(432)는 공중 교환 통신망(PSTN), 인터넷, 이동 통신망 등과 같은 공중 통신망을 통하여 정보의 전송을 처리하기 위한 장치이다.
상기 제2 제어부(440)는 교통 정보의 입출력 및 처리 기능을 하며, 하드웨어 데이터 암호화부(441)와, 유무선 LAN 통신부(442)와, 원격진단부(443)와, GPS 수신 부(444), 프로파일 관리부(445) 및 제2 마이크로 프로세서부(446)를 포함한다.
상기 하드웨어 데이터 암호화부(441)는 하드웨어에 의한 중요정보를 실시간으로 암호화 및 복호화하는 장치이다. 상기 교통신호 제어기(250)는 검지기 제어장치(240)와 무선 통신 시 외부에서 같은 주파수를 이용하여 데이터를 사용하는 것을 방지하기 위하여, 상기 하드웨어 데이터 암호화부(441)에 의하여 데이터를 암호화하며, 또한 암호의 등급을 설정할 수 있다.
상기 유무선 LAN 통신부(442)는 인터넷 또는 공중 교환 통신망(PSTN)을 통한 제어 및 관리 저장을 하기 위한 장치이다.
상기 원격 진단부(443)는 PDA 및 시리얼 통신 등의 이동 통신망을 통하여 원격으로 진단을 하기 위한 장치이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 유무선 LAN 통신부(442) 및 상기 원격 진단부(443)을 이용하여 원거리에서 상기 교통신호 제어기(250) 및 상기 검지기 제어장치(240)를 제어할 수 있다.
상기 GPS 수신부(445)는 위치 추적 장치와의 연결을 통하여 지도 정보를 이용함으로써, 현재 교통량 상태 등을 알 수 있도록 하고 또한 인터넷 등의 공중 통신망과 연동시키기 위한 장치이다.
상기 프로파일 관리부(445)는 복수의 감지기 제어장치(240)에 대한 각종 파라메타와 이력 등의 프로파일을 관리 및 저장하는 장치이다.
상기 제2 마이크로 프로세서부(446)는 중앙연산 처리 및 제어 기능을 하는 장치이다.
상기 주제어부(450)는 상기 복수의 검지기 제어장치(240)으로부터 수신된 교통 정보를 이용하여 교차로 및 도로상의 현재 교통 흐름을 분석하여 교통 제어신호를 생성하며, 또한 상기 검지기 제어장치(240)와 신호등에 대한 제어신호를 생성함으로써, 교통 신호를 제어한다.
또한 본 발명 실시예에서는 원신호파형 해석부(460)이 추가로 구성될 수 있다.
상기 원신호파형 해석부(460)은 상기 검지기 제어장치(240) 내부의 원신호파형 분석/변환부(360)에 의하여 HIGH/LOW 값을 변환된 원신호 파형을 재생하는 기능을 하며, 점유시간 해석부(461)와, 펄스 재생부(462) 및 펄스 입력부(463)를 갖는다.
상기 점유시간 해석부(461)는 상기 복수의 검지기 제어장치(240)로부터 수신된 HIGH/LOW 값을 채널 별로 분석한다.
상기 펄스 재생부(462)는 기준 시간을 이용하여 상기 수신된 HIGH/LOW 값으로부터 원 신호 파형을 재생한다.
상기 펄스 입력부(463)은 상기 재생된 원 신호 파형을 상기 제2 제어부를 통하여 주 제어부(450)로 입력함으로써, 교통 정보의 해석이 가능하다.
즉, 본 발명에 따른 원신호파형 분석/변환부(360)와 원신호파형 해석부(460)를 이용하는 경우에, 종래의 무선 통신 방식의 교통신호 제어기에 대한 장비 호환성을 제공할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 교통신호 제어기(250)와 복수의 검지기 제어장치(240) 사이에 패킷이 전송되는 패킷의 과정을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 교통신호 제어기(250)은 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대하여 교통 정보의 전송을 요청한다. 상기 정보 전송 요청 메시지(510)는 상기 교통정보 검지기(210, 220, 230)에 의하여 검지된 교통 정보를 수신할 수 있도록 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3) 대하여 패킷화된 정보 요청 메시지를 전송한다. 상기 정보 전송요청 메시지(510)는 해드(H) 사이에 상기 교통신호 제어기(250)의 제어 명령어가 포함된다.
상기 복수의 검지기 제어장치(240)는 상기 교통신호 제어기(250)로부터 정보 전송 요청 메시지(510)를 수신하는 경우에, 미리 정해진 순서에 따라 연속적으로 검지된 교통 정보를 상기 교통신호 제어기(250)로 전송한다. 예를 들어, 상기 교통신호 제어기(250)가 상기 복수의 검지기 제어장치(240)에 대하여 정보 전송 요청 메시지를 전달하면(S541), 가장 전송 우선 순위가 높게 설정된 제1 검지기 제어장치(240-1)가 먼저 패킷화된 교통 정보(520-1)를 상기 교통신호 제어기(510)으로 전송한다(S542). 이어서 그 다음 우선 순위를 갖는 순서대로 제2 검지기 제어장치(240-2)부터 제n 검지기 제어장치(240-3)가 연속적으로 일정한 대기 시간을 두고서 패킷화된 교통 정보(520-2, 520-3)를 상기 교통신호 제어기(510)으로 전송한다(S543, S544). 이때 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)가 송출하는 패킷에는 헤드(H) 사이에 상기 각각의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대한 우선 순위와 교통 정보 데이터가 포함된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 상기 교통신호 제어기(250)로부터 1회의 정보 전송 요청에 대하여 상기 교통신호 제어기(250)의 제어하에 있는 모든 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)가 차례대로 교통정보 검지기(210, 220, 230)를 이용하여 획득한 교통정보를 상기 교통신호 제어기(250)로 전송하게 되므로, 상기 복수의 검지기 제어장치(240)로부터 약 1-3 초 만에 모든 교통 정보를 수신할 수 있고, 이를 기초로 하여 상기 신호등(120) 및 도로 교통 상황을 제어할 수 있게 된다.
여기서 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)는 패킷 전송 시 오류가 발생한 경우, 다시 동일한 교통 정보를 다시 전송할 수 있도록 재전송 패킷(530-1, 530-2, 530-3)을 준비한다. 상기 재전송 패킷(530-1, 530-2, 530-3)은 재전송 과정을 몇 회 반복하였는지 여부를 알 수 있도록 최초 전송한 패킷(520-1, 520-2, 520-3)로부터 몇 번째 재전송된 패킷인지 여부를 구분할 수 있는 정보가 포함되어 있다.
상기 교통신호 제어기(250)와 상기 검지기 제어장치(240) 사이에 패킷 전송 과정에서 오류가 발생한 경우, 패킷 전송은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
첫째, 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)는 오류가 발생한 경우에 이를 무시하고 다음 우선 순위의 검지기 제어장치에서 패킷을 연속적으로 전송한다. 예를 들어 제1 검지기 제어장치(240-1)에서 패킷 전송 시 오류가 발생한 경우에는, 다음 우선 순위를 갖는 제2 검지기 제어장치(240-1)가 연속적으로 패킷을 전송한다.
둘째, 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)는 오류가 발생한 경우에, 오류가 발생한 특정 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)는 상기 재전송 패킷(530-1, 530-2, 530-3)을 이용하여 동일한 내용의 패킷의 전송 과정을 수 회 반복할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 검지기 제어장치(240-1)에서 패킷 전송 시 오류가 발생한 경우에는, 상기 제1 검지기 제어장치(240-1)는 연속적으로 재전송 패킷(530-1)을 정상적으로 전송될 때까지 미리 지정된 횟 수 만큼 수 회 연속적으로 전송한다. 이후 정상적으로 전송이 이루어지거나, 미리 지정된 회수 만큼 패킷의 재전송이 있은 후에도 정상적인 전송이 이루어지지 않은 경우에는, 차기 우선 순위인 제2 검지기 제어장치(240-2)가 패킷을 전송한다.
셋째, 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)는 오류가 발생한 경우에도, 전체 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3) 연속적으로 하나씩 패킷 전송 절차를 완료한 후, 오류가 발생한 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대해서만 패킷 재전송 과정을 반복한다. 예를 들어, 상기 제1 검지기 제어장치(240-1)에서 패킷 전송 시 특정 채널에 오류가 발생한 경우에도, 바로 우선 순위 순서대로 차기 검지기 제어장치(240-2, 240-3)는 연속적으로 패킷을 하나씩 전송한다. 그리고 모든 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대하여 패킷 전송이 완 료된 이후에, 상기 교통신호 제어기(250)는 채널에 오류가 발생한 제1 검지기 제어장치(240-1)만 별도로 호출하여 패킷 재전송 과정을 미리 정해진 횟수만큼 반복할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반송파 감지부(Carrier Detector, 'CD')(325, 425)의 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반송파 감지부(325, 425)는 대역 통과 필터(Band Pass Filter, 'BPF')(610)와, 증폭기(AMP)(620)와, 정류회로(630)와, 아날로그-디지털 변환부(640)를 포함한다.
상기 대역 통과 필터(610)는 상기 검지기 제어장치(240) 또는 교통신호 제어기(250)로 수신되는 신호 중, 미리 정해진 원하는 대역의 신호만을 선택하는 기능을 한다.
상기 증폭기(620)은 상기 대역 통과 필터(610)를 통하여 여과된 신호를 일정하게 증폭시킨다.
상기 정류회로(630)는 상기 증폭된 아나로그 신호를 정류한다.
상기 아날로그-디지털 변환부(640)는 상기 정류된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 한다.
이와 같이 반송파 감지부(325, 425)에 의하여 감지된 신호는 원하는 교통 정보 신호인지 잡음 신호인지 여부를 판단함으로써 채널의 이상 여부를 판단할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 반송파 감지부(325, 425)를 이용함으로써 통신 채널의 상태를 감시한 후 패킷을 송수신함으로써, 오류 발생시 채널 변경 등을 통하여 패킷에 대한 반복 송수신 절차를 감소시킬 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 채널 자동 변경 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에서는 패킷화된 교통 정보 전송과정에서 채널에 오류가 발생한 경우에, 자동으로 채널을 변경하여 변경된 채널을 통하여 패킷을 전송함으로써 정보 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 교통신호 제어기(250)와 검지기 제어장치(240) 사이에 패킷화된 데이터가 송수신되는 동안에(710 단계) 반송파 감지부(327, 427)에서 채널에 잡음이 있는지 여부를 판단한다(720 단계).
상기 720 단계의 판단 결과 전송 채널에 이상이 없는 경우에는 계속하여 데이터를 전송하고(730 단계), 이상이 있는 경우에는 데이터 전송을 중단한 후 일정 시간 대기한다(740 단계). 이러한 대기시간은 파라미터 설정부(330, 430)에 의하여 설정된다.
이와 같이 일정 시간을 대기한 이후에는, 다시 동일한 채널을 통하여 데이터를 전송하고 데이터 감지 선택부(425, 325)에 의하여 데이터의 혼선이 있는지 여부를 판단한다(750 단계).
상기 750 단계의 판단 결과 채널에 데이터의 혼선이 존재하지 않고 통신이 가능한 경우에는 동일한 채널을 통하여 데이터를 전송한다(730 단계).
그러나 상기 750 단계의 판단 결과 채널에 데이터의 혼선이 발생하여 통신이 불가능한 경우에는 채널 선택부(324, 424)에 의하여 다른 채널을 선택하고, 자동 채널 전환부(326, 426)에 의하여 자동적으로 다른 임시 채널을 선택한 후 상기 임시 채널로 변경한 후 상기 720 단계를 진행한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 채널 이상을 인하여 데이터가 원활하게 전송되지 않는 경우에도 임시 채널로 채널을 자동 변경하여 이러한 임시 채널을 통하여 데이터를 전송시킴으로써 정보 전송에 신뢰성이 향상된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 교통신호 제어기(250)가 복수의 검지기 제어장치(240)에 대한 프로파일을 관리하기 위하여 패킷이 전송되는 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명에서는 교통신호 제어기(250)에서 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대한 장치의 유무, 동작 상태, 종류 등의 프로파일을 관리함으로써, 항상 자신의 주변에 연결된 장치에 대한 정보를 유지할 수 있다.
각각의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)는 내부의 프로파일부(431)을 이용하여 항상 장비의 상태를 관리 및 저장한다. 그리고 상기 교통신호 제어기(250)의 요청에 의하여 자신의 프로파일을 상기 교통신호 제어기(250)로 전송함으로써 상기 교통신호 제어기(250)는 실시간으로 상기 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대한 장비의 상태를 파악할 수 있게 된다.
상기 교통신호 제어기(250)는 프로파일의 전송을 요청하는 메시지(810)를 상 기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대하여 송출하면(S841), 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)는 미리 정해진 우선 순위에 따라서 각각의 검지기 제어장치(240)에 대한 프로파일에 관한 데이터와 우선 순위가 포함된 패킷(820-1, 820-2, 820-3)을 상기 교통신호 제어기(250)로 전송한다(S842, S843, S844). 그러면 상기 교통신호 제어기(250)는 내부의 프로파일 관리부(455)를 이용하여 상기 복수의 검지기 제어장치(240-1, 240-2, 240-3)에 대한 프로파일을 관리 및 저장할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치를 이용한 교통신호 제어방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송과 같이 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 교차로 및 인근 도로의 교통 흐름을 제어하는 교통신호 제어장치에 있어서, 설치 및 유지 비용을 감소시키면서도 효율적으로 교통 흐름을 제어할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 교통신호 제어장치에 있어서, 적은 시간을 이용하여 교통량 측정하고 교통 제어 신호의 생성함으로써 실시간으로 교통 흐름을 통제할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 교통 정보 및 교통신호 제어 정보에 대한 암호화를 통하여 신뢰성이 증대되고, 정보 전송 시 오류가 발생한 경우에도 자동으로 채널을 변경하여 정보를 송수신함으로써 교통 제어에 있어서 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (11)

  1. 교차로 또는 도로에 인접하여 설치되고, 차량의 흐름에 대응하여 전기적 신호의 교통정보를 발생시키는 복수의 교통정보 검지기;
    상기 교통정보 검지기와 연결되며, 상기 교통정보 검지기에 의하여 검지된 상기 교통 정보를 패킷화하여 무선 송출하는 복수의 검지기 제어장치;및
    상기 복수의 검지기 제어장치에 대하여 부여된 소정의 우선 순위에 따라, 상기 복수의 검지기 제어장치로부터 상기 패킷화된 교통정보를 연속적으로 수신하고, 상기 교통정보를 이용하여 교통제어 신호를 생성하는 교통신호 제어기를 포함하며,
    상기 복수의 검지기 제어장치 중 특정 감지기 제어 장치에서 오류가 발생한 경우 다음 우선순위를 갖는 검지기 제어 장치가 패킷화된 교통 정보를 전송하고, 상기 오류가 발생된 특정 검지기 제어 장치는 동일한 교통 정보를 다시 전송하기 위한 재전송 패킷을 준비함을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 검지기 제어장치는,
    상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통 정보를 하나씩 차례대로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 검지기 제어장치는,
    상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통정보를 하나씩 차례대로 보내는 동안에 특정 채널에 오류가 발생 시, 상기 오류가 발생한 채널에 대한 검지기 제어장치는 연속적으로 동일한 교통정보를 갖는 패킷을 소정 횟수만큼 반복하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 검지기 제어장치는,
    상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통정보를 하나씩 차례대로 보내는 동안에 특정 채널에 오류가 발생한 경우, 상기 교통신호 제어기로 상기 소정의 우선 순위에 따라 상기 패킷화된 교통 정보를 하나씩 차례대로 보낸 후, 오류가 발생한 특정 복수의 검지기 제어장치에 대한 교통 정보를 소정 횟수만큼 반복하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 검지기 제어장치와 상기 교통신호 제어기는 상기 교통 정보를 암호화하여 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어기는 원격으로 제어되는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검지기 제어장치는, 상기 교통정보 검지기에서 검지된 신호를 차량 점유 시간 별로 구분하여 디지털 신호로 변환 후, 상기 교통신호 제어기로 전송하고,
    상기 교통신호 제어기는, 상기 검지기 제어장치로부터 수신한 신호의 원 신호 파형을 재생하여 교통 정보를 분석하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 교통신호 제어기는 상기 복수의 검지기 제어장치 각각에 대한 프로파일을 관리 및 저장하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어장치는,
    수신된 신호 중, 잡음과 교통 정보를 서로 구분함으로써, 미리 정해진 원하는 대역의 신호만을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어장치는,
    미리 할당된 채널을 통하여 패킷 전송 중, 채널에 오류가 발생한 경우에 임시 채널을 선택하여 상기 임시 채널로 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 검지기 제어장치 또는 상기 교통신호 제어장치는,
    상기 임시 채널에 대하여 채널 오류 또는 데이터 혼선 여부를 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 멀티 패킷 통신 방식을 이용한 교통신호 제어장치.
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