[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101237307B1 - 가변안내표지판 표출메시지 운영방법 - Google Patents

가변안내표지판 표출메시지 운영방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101237307B1
KR101237307B1 KR1020110090813A KR20110090813A KR101237307B1 KR 101237307 B1 KR101237307 B1 KR 101237307B1 KR 1020110090813 A KR1020110090813 A KR 1020110090813A KR 20110090813 A KR20110090813 A KR 20110090813A KR 101237307 B1 KR101237307 B1 KR 101237307B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
message
information
reading
read
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020110090813A
Other languages
English (en)
Inventor
김병종
Original Assignee
한국항공대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공대학교산학협력단 filed Critical 한국항공대학교산학협력단
Priority to KR1020110090813A priority Critical patent/KR101237307B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101237307B1 publication Critical patent/KR101237307B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09Arrangements for giving variable traffic instructions
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00Electric signal transmission systems
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/04Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

도로의 교통상황 및 운전자의 인적요소를 반영하여 가변안내표지판 메시지의 판독소요시간에 대한 모형을 설계하고, 이를 기반으로 교통 속도와 표출 메시지의 정보량 등 교통상황과 인적요소를 반영한 메시지 설계가 가능토록 한 가변안내표지판 표출메시지 운영방법이 개시된다.
개시된 가변안내표지판 표출메시지 운영방법은, 설치된 지능형 가변안내표지판(VMS)의 메시지 문자 높이를 결정한 후, 운전자가 VMS에 표출된 글자를 판독할 수 있는 지점부터 소실지점까지의 거리인 판독 가용거리를 도출하는 제1단계와; 검지기를 통해 차량의 주행 속도를 검출하고, 검출한 주행 속도와 상기 판독 가용거리를 기반으로 메시지 표출주기를 결정하는 제2단계와; 지능형 교통체계(ITS)로부터 전송된 교통정보를 이용하여 메시지 제공정보 종류 및 내용을 결정하는 제3단계와; 상기 검출한 주행속도와 정보 단위 수에 따른 판독 소요시간을 도출하는 제4단계와; 상기 메시지 표출주기와 판독 소요시간을 기반으로 표출한 메시지의 정보량을 결정하는 제5단계와; 상기 결정한 메시지의 구조 및 표출방법을 통해 메시지 셋을 구성하고, 메시지 셋을 표출하는 제6단계를 구비한다.

Description

가변안내표지판 표출메시지 운영방법{Operating method of variable message sign message design}
본 발명은 가변안내표지판(VMS: Variable Message Sign) 표출메시지 운영방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로의 교통상황 및 운전자의 인적요소를 반영하여 가변안내표지판 메시지의 판독소요시간에 대한 모형을 설계하고, 이를 기반으로 교통 속도와 표출 메시지의 정보량 등 교통상황과 인적요소를 반영한 메시지 설계가 가능토록 한 가변안내표지판 표출메시지 운영방법에 관한 것이다.
일반적으로 가변안내표지판(VMS: Variable Message Sign)은 지능형 교통체계(Intelligent Transportation System: ITS)를 구성하는 시스템의 한 부분으로, 도로 이용자에게 실시간으로 교통정보를 제공한다. 2009년 기준 VMS는 전체 고속도로 3,425.6km에 663대, ITS가 구축된 일반국도 1,911.9km에 432대가 구축될 정도로 널리 활용되고 있다. VMS는 경로 변경이 가능한 도로상의 주요지점에 설치되어 운전자의 경로변경에 대한 의사결정을 지원하는 매체로 그 역할이 매우 중요하며 제공되는 메시지의 인지 정도 및 적절성이 중요하다.
Michalis Stavrou Kilaras(1994)는 VMS의 메시지 길이에 따른 운전자 반응시간을 측정하였다. 실험을 표출화면 유형에 따라 3가지로 분류하였으며, 그 중 실제 운전행위를 대신할 수 있는 업무를 부과한 시나리오도 포함하였다. 업무행위를 부과하였을 때 메시지에 대한 반응시간이 증가하고, 메시지 글자 수가 임계치를 넘을 경우 메시지와 반응시간 사이에 선형 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다.
한국건설기술연구원(1999)은 VMS 설계 기준을 마련하기 위하여 실험용 VMS을 제작하여 표출 문자와 메시지에 대한 실내외 특성 실험을 수행하였다. 고려된 변수로 문자체, 문자 두께, 글자 및 줄간 간격 등이 있으며, 속도별 적정 문자 높이를 도출하였다.
Wang 외(2002)는 운전자의 인적요소와 메시지 속성에 따른 운전자의 판독소요시간 및 판독정확도에 영향을 주는 요인을 분석하기 위하여 실제 주행 영상에 VMS을 합성하는 방법을 이용하였다. 실험을 2단계로 분류하여 1단계에서는 글자 크기와 색상, 2단계에서는 메시지 전환방법과 날씨 및 주행차선 등 주행환경을 고려하였다. 표출되는 메시지에는 운전자의 판독정확도를 측정하기 위하여 의미 없는 메시지를 포함하였다.
Lai 등(2010)은 운전자의 인지반응시간 및 판독정확도에 영향을 미치는 메시지 속성을 분석하기 차량 시뮬레이터와 유사한 환경을 구현하였다. 피실험자는 차량 내에서 핸들 등을 조작하면서 프로젝터에서 표출되는 주행화면 영상을 시연하는 실험환경을 구현하였다. 하지만, 실제로 핸들과 페달이 화면과 연계되어 조작할 수는 없다. 또한, 메시지 판독정확도와 판독소요시간을 측정할 수 있는 모형이 아닌 분산분석을 통해 메시지속성에 미치는 영향만을 분석하였다는 한계점이 있었다. 실험 완료 후 실험결과와 비교하기 위하여 메시지 선호도 조사를 수행하였다.
한국교통연구원(2007)은 차량 시뮬레이터를 이용하여 VMS 메시지에 대한 운전자 행태를 분석하였다. 메시지 판독시간 모형을 도출하기 위하여 시뮬레이션 시나리오에서 주행속도, 도로 기하구조 및 메시지 정보 단위 수를 고려하였으며, 정보단위와 판독소요시간 사이에 상관관계가 나타난 모형을 개발하였다.
이러한 문헌고찰을 통하여 정리한 판독정확도 및 판독소요시간에 영향을 줄 수 있는 요소들은 도 1과 같다.
1. Michalis Stavrou Kilara, "Simulation experiments on the design of highway variable message signs", Aerospace Engineering and Mechanics University of Minnesota, 1994. 2. "도로 가변정보 안내시설 설치 및 관리 지침 제정 연구", 건설교통부, 1999, "도로 가변정보 안내시설 설치 및 관리 지침: 도로전광표지편", 건설교통부, 1999. 3. Jyh-Hone Wang, Christopher Hunter, Yong Cao "A design of eaperiment approach to study the display of varible message signs", Department of Industrial and Manufacturing Engineering University of Rhode Island Kingston, 2002. 4. Chien-Jung Lai, "Effects of color scheme and message lines of variable message signs on driver performance", Department of Distribution Management National Chin-Yi University of Technology, 2010. 5. "가변전광표지 설치 및 운영방안 연구", 건설교통부. 2007
그러나 상기와 같이 운영중인 종래의 VMS는 교통상황이나 운전자의 인적요소를 적절히 반영하지 못하고, 운전자의 메시지 판독거리나 주행속도에 따른 메시지 판독 가용시간과 관계없이 현시 및 주기가 설정되어 운영되고 있는 실정이며, 이로 인해 한정된 시간 동안 운전자는 표출되는 정보를 모두 인지하지 못하거나 원하는 교통정보를 습득하지 못하는 경우가 발생하는 단점이 있었다.
또한, 이러한 단점으로 인해 VMS의 본래 기능을 떨어뜨리고 신뢰성이 저하되는 단점도 유발하였다.
이러한 문제는 인간공학적인 실험 및 연구 등이 부족하여 판독 가용시간을 고려하지 못하고 VMS 메시지를 제공하는데 그 원인이 있다고 할 수 있다. 따라서 교통 환경 조건 및 인적요소를 반영한 VMS 메시지 표출기준의 확립에 대한 요구가 발생하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 운영중인 VMS에서 발생하는 문제점을 해소함과 아울러 VMS 메시지 표출기준의 확립 요구에 따라 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가변안내표지판을 통하여 메시지를 표출할 때 차량의 주행속도에 따라 메시지의 주기 및 현시를 가변적으로 설계하여, 최적의 정보를 운전자에게 제공할 수 있도록 한 가변안내표지판 표출메시지 운영방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 인적요소를 반영하여 신뢰할 수 있는 메시지 판독시간을 적용할 수 있도록 한 가변안내표지판 표출메시지 운영방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 도로상황 변화에 신속하게 적응할 수 있도록, 차량의 속도 및 도로 상황에 따른 메시지 셋(SET)을 제공하는 가변안내표지판 표출메시지 운영방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "가변안내표지판 표출메시지 운영방법"은,
설치된 지능형 가변안내표지판의 메시지 문자 높이를 결정한 후, 운전자가 VMS에 표출된 글자를 판독할 수 있는 지점부터 소실지점까지의 거리인 판독 가용거리를 도출하는 제1단계와;
검지기를 통해 차량의 주행 속도를 검출하고, 검출한 주행 속도와 상기 판독 가용거리를 기반으로 메시지 표출주기를 결정하는 제2단계와;
지능형 교통체계(ITS)로부터 전송된 교통정보를 이용하여 메시지 제공정보 종류 및 내용을 결정하는 제3단계와;
상기 검출한 주행속도와 정보 단위 수에 따른 판독 소요시간을 도출하는 제4단계와;
상기 메시지 표출주기와 판독 소요시간을 기반으로 표출한 메시지의 정보량을 결정하는 제5단계와;
상기 결정한 메시지의 구조 및 표출방법을 통해 메시지 셋을 구성하고, 메시지 셋을 표출하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제1단계의 판독 가용거리 도출은,
아래의 수식으로 표현되는 판독 가용거리 모형을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 한다.
y=294.23ln(x) - 1024.49
여기서 y는 판독 가용거리를 나타내며, x는 문자 두께별 문자 높이를 나타낸다.
상기에서 제2단계의 메시지 표출주기는,
판독 가용거리를 주행속도로 제산하여 메시지 표출주기(판독 가용시간)를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제4단계의 판독 소요시간 도출은,
메시지 셋 판독 소요시간 모형을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제6단계는,
메시지 구조를 설계하는 단계와;
메시지 표출방법을 결정하는 단계와;
메시지 셋을 구성하는 단계와;
메시지를 표출하는 단계를 포함한다.
상기에서 메시지 구조 설계는, 문자 면수 및 메시지 면수를 설계하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메시지 표출방법 결정은, 메시지 정렬방법, 전환방법 및 표출순서를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메시지 셋 구성은, 교통 상황 정보와 차량 주행 속도 정보를 기반으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 가변안내표지판을 통하여 메시지를 표출할 때 차량의 주행속도에 따라 메시지의 주기 및 현시를 가변적으로 설계할 수 있어, 항상 현시 정보를 운전자가 정확하게 인지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 인적요소를 반영함으로써 신뢰할 수 있는 메시지 판독시간을 적용할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 차량의 속도 및 도로 상황에 따라 적응적으로 메시지 셋(SET)을 제공할 수 있으며, 이로 인해 운전자로 하여금 표출되는 정보의 시인성을 확보하고 정보획득의 효율성을 제고할 수 있도록 도모해주는 장점이 있다.
도 1은 종래 VMS에 따른 판독정확도와 판독소요시간 영향요소 대비도.
도 2는 본 발명이 적용되는 가변안내표지판 운영 시스템의 개략구성도.
도 3은 본 발명에 따른 가변안내표지판 표출메시지 운영방법을 보인 흐름도.
도 4는 본 발명에서 주행시간에 따른 판독 가용시간의 결과 예시도.
도 5는 본 발명에 적용된 상황별 표출정보 예시도.
도 6은 본 발명의 실험에 사용된 메시지 및 속도 변수 예시도.
도 7은 본 발명의 실험시 시뮬레이터 고정 요소 예시도.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실험에 사용한 메시지 및 속도 변수 수준 예시도.
도 9는 본 발명의 실험에 참여한 피실험자군 구성 예시도.
도 10은 성별과 판독정확도 사이의 상자도표.
도 11은 성별에 따른 분산분석표.
도 12는 연령과 판독정확도 사이의 상자도표.
도 13은 성별에 따른 분산분석표
도 14는 메시지 줄 수와 판독정확도 사이의 상자도표.
도 15는 메시지 줄 수 3줄 대 4줄 분산분석표.
도 16은 메시지 줄 수 2줄 대 3, 4줄 분산분석표.
도 17은 정보단위수와 정확도 사이의 상자도표.
도 18은 정보단위수에 대한 분산분석 결과도.
도 19는 정보단위수 및 속도에 따른 판독정확도.
도 20은 판독정확도 측정을 위한 반응표면함수
도 21은 판독정확도 반응표면함수의 contour graph.
도 22는 정확도에 따른 개체 관계도.
도 23은 정확도가 0.5인 반응표면함수 1.
도 24는 정확도가 0.7인 반응표면함수 2.
도 25는 정확도가 0.9인 반응표면함수 3.
도 26은 반응표면함수 1의 contour 그래프.
도 27은 반응표면함수 2의 contour 그래프.
도 28은 반응표면함수 3의 contour 그래프.
도 29는 본 발명에서 도출한 메시지 판독소요시간 측정모형 그래프.
도 30은 기존 모형과 본 시험에 의해 도출한 모형의 비교 그래프.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 가변안내표지판 운영 시스템의 개략 구성도로서, 차량 주행 속도를 검출하는 검지기(10), 차량 주행 속도와 같은 교통상황과 인적요소를 고려하여 메시지를 표출해주는 가변안내표지판(30), 검지기(10)와 가변안내표지판(30) 간의 CDMA 통신을 제공해주고, ITS와의 통신을 수행하여 메시지 제공정보 종류 및 내용을 수신받아 상기 가변안내표지판(30)에 중계해주는 CDMA중계장치(20)로 구성된다.
상기 검지기(10)는 차량의 주행 속도를 검출하는 속도 감지기를 이용하는 것이 바람직하다.
여기서 가변안내표지판(30)에는 도면에는 도시하지 않았지만, 가변안내표지판의 전체 동작을 제어하는 제어기, 제어기와 연결되어 동작 수단을 제어하는 서브 컨트롤러, 메시지 현시를 위한 LED 모듈, 무선 통신을 위한 CDMA 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 "가변안내표지판 표출메시지 운영방법"을 보인 것으로서, S는 단계(Step)를 나타내며, 이러한 방법은 제어기에서 수행된다.
이에 도시된 바와 같이, 설치된 지능형 가변안내표지판의 메시지 문자 높이를 결정한 후, 운전자가 VMS에 표출된 글자를 판독할 수 있는 지점부터 소실지점까지의 거리인 판독 가용거리를 도출하는 제1단계(S11 ~ S12)와; 검지기를 통해 차량의 주행 속도를 검출하고, 검출한 주행 속도와 상기 판독 가용거리를 기반으로 메시지 표출주기를 결정하는 제2단계(S13 ~ S14)와; 지능형 교통체계(ITS)로부터 전송된 교통정보를 이용하여 메시지 제공정보 종류 및 내용을 결정하는 제3단계(S15)와; 상기 검출한 주행속도와 정보 단위 수에 따른 판독 소요시간을 도출하는 제4단계(S16)와; 상기 메시지 표출주기와 판독 소요시간을 기반으로 표출한 메시지의 정보량을 결정하는 제5단계(S17)와; 상기 결정한 메시지의 구조 및 표출방법을 통해 메시지 셋을 구성하고, 메시지 셋을 표출하는 제6단계(S18 ~ S21)로 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 가변안내표지판 표출메시지 운영방법은, 제어기에서 단계 S11에서와 같이 설치된 지능형 가변안내표지판의 문자 높이를 결정하게 된다. 여기서 가변안내표지판의 문자 높이에 따라서 판독 가용거리가 변할 수 있으며, 현재 가변 안내 표지판의 일반적인 문자 높이는 60cm로 사용되고 있다. 상기에서 판독 가용거리는 운전자가 VMS에 표출된 글자를 판독할 수 있는 지점부터 소실지점까지의 거리를 의미한다.
다음으로, 단계 S12에서 판독 가용거리를 도출하게 된다. 여기서 판독 가용거리는 판독 가용거리 모형을 이용하여 도출하며, 이러한 판독 가용거리 모형은 "도로 가변정보 안내시설 설치 및 관리 지침: 도로 전광 표지편", 건설교통부, 1999에서 도출한 문자 두께별 문자 높이와 판독 거리 간의 회귀식을 사용하며, 이러한 회귀식은 아래의 수학식1과 같다.
Figure 112011070024953-pat00001
여기서 y는 판독 가용거리를 나타내며, x는 문자 두께별 문자 높이를 나타낸다.
상기 회귀식을 이용하면 문자 높이가 80cm인 경우 판독거리는 265m가 도출되며, VMS의 중심 높이가 7m, 설치 각이 6°일 때, 소실 거리는 67m로 나타나며, 이에 따라 판독 가용거리는 198m(265m-67m)로 산출된다.
하지만, 실제 운전자들은 주행할 때 소실 거리는 67m보다 적으며 이를 반영하여 본 발명에서는 시야각을 20°로 설정하여 소실거리를 19.2m로 적용하였다. 따라서 판독 가용거리는 257.8m(277m-19.2m)로 산출된다.
판독 가용거리를 도출한 후에는 단계 S13에서와 같이 검지기를 이용하여 차량의 주행속도를 검출하게 된다. 여기서 차량의 주행속도는 일반적인 속도 검지기를 이용하는 것이 바람직하다.
차량의 주행속도를 검출한 경우에는, 단계 S14로 이동하여 판독 가용거리와 차량의 주행속도를 기반으로 메시지 표출주기를 결정하게 된다. 즉, 판독 가용거리를 차량의 주행속도로 제산하여 판독 가용시간(메시지 표출주기)을 도출하게 되는 것이다.
다음으로, 단계 S15에서는 CDMA 중계장치(20)를 통해 지능형 교통체계(ITS) 센터로부터 전송되는 교통정보로부터 메시지 제공정보 종류 및 내용을 결정하게 된다. 가변안내표지판에서 제공하는 정보의 내용은 정체 상황 및 비정체 상황으로 구분할 수 있으며, 다시 세부적인 도로상황으로 구분하여 표출정보를 정의할 수 있다. "가변전광표지 설치 및 운영방안 연구(2007)"에서는 도로 정체 여부 및 도로 상황(돌발 상황, 이상기후, 교통상황, 교통홍보) 등에 따라 도 5와 같이 표출정보를 제시하였다.
따라서 도 5를 기반으로 가변안내표지판의 설치 위치 및 교통상황에 따라 적절한 표출 정보 내용을 결정하게 되는 것이다. 가변안내표지판의 경우 주로 돌발상황 및 이상기후가 자주 발생하는 지역에 설치되기 때문에 이에 해당되는 정보가 주로 표출된다.
메시지 제공정보 종류 및 내용을 결정한 후에는 단계 S16으로 이동하여 판독 소요시간을 도출하게 된다. 여기서 판독 소요시간은 VMS에 표출된 글자를 인식하는 순간부터 메시지에 대한 이해가 완료되는 순간까지의 시간차를 의미하며, 이러한 판독 소요시간은 판독 가용거리보다 작도록 설계하는 것이 바람직하다.
상기 판독 소요시간은 메시지 셋 판독 소요시간 모형을 이용하여 주행속도와 정보 단위 수를 고려하여 도출하였으며, 그 결과는 도 4와 같다.
이러한 결과를 도출하기 위해서 가상 주행 시뮬레이터를 이용하여 실험을 하였다. 실험의 목적은 도로주행환경에서 VMS를 통하여 운전자에게 메시지가 제공되었을 때, 운전자가 그 메시지를 얼마나 정확히, 그리고 얼마나 빨리 판독하는가를 밝히는데 있다.
VMS 메시지를 판독하는 데 영향을 미치는 요소에는 문자 색상, 문자 높이, 몬자 밝기 등 다수 존재한다. 그러나 본 실험에서는 메시지 판독 정확도와 판독 소요시간에 영향을 미치는 요소로 메시지 줄 수, 정보 단위 수 및 주행속도만 고려하여 해당 요소들이 메시지를 판독하는 데 미치는 영향을 살펴보았다.
여기서 판독 정확도는 VMS에 표출된 메시지에 포함된 정보단위들을 정확히 판독하는 비율을 의미하고, 정보 단위 수는 정보의 수량개념으로 정보량을 사용하며, 각 정보단위는 독립적인 정보 1단위를 의미한다. 주행속도는 운전자가 VMS 메시지 판독 가용거리 내에서 주행한 평균속도를 의미한다.
실험 방법은, 가상 주행 시뮬레이터를 이용하였으며, 이러한 가상 주행 시뮬레이터를 이용하여 실험을 수행할 경우, 독립변수를 조정하기 간편하고 실내에서 실험을 수행할 수 있어 안전하다는 장점이 있다.
가상 시뮬레이터를 활용한 VMS 메시지 판독 소요시간 측정을 위한 실험 수행시 다음 요소를 고려해야 한다.
1. 시뮬레이터는 실제 주행환경과 유사하게 구성되어야 하며 실험 변수로 고려된 변수 외에는 시나리오마다 모두 동일한 조건을 유지한다.
2. 운전자가 VMS 메시지를 확인한 시점부터 내용을 판독하는 데 걸린 시점을 조사하여 메시지 판독소요시간을 측정할 수 있어야 한다.
3. 운전자가 실제로 메시지를 판독하지 않았음에도 판독했다고 한 데이터를 걸러내기 위하여 메시지 판독 정확도를 측정하여야 한다.
또한, 판독소요시간 모형 도출을 위해 실험에 사용된 용어(변수)를 도 6과 같이 정의한다.
본 발명의 시험을 위한 가상 시뮬레이터의 구성 및 특징을 간략히 살펴보면, 피실험자는 핸들과 엑셀레이터를 모사한 컨트롤러를 이용하여 시뮬레이터를 조작하게 되며, 시뮬레이션 내 주행구간은 서술시 도시고속도로 강변북로를 모사하여 왕복 6차선 직선 구간 1.5km를 생성하였으며, VMS는 생성된 주행구간의 상류부로부터 1km 지점에 위치하며 운전자는 1km 주행 후 VMS를 지나치게 된다. 시뮬레이션 내 VMS의 크기는 운전자와 VMS와의 거리가 277m일 때 VMS 메시지를 판독할 수 있도록 설정하였다.
실험 방법 및 데이터 수집 과정을 간략하게 설명하면, 메시지 정보량과 주행속도를 제외한 판독 정확도와 판독소요시간에 영향을 미칠 수 있는 요소들은 도 7과 같이 고정하였다.
정보량이 메시지 판독에 미치는 영향을 조사하기 위하여 3 ~ 9단위 사이의 정보단위수와 2 ~ 4줄 사이의 메시지 줄 수를 조합하여 현재 서울시 도시고속도로에서 제공하는 VMS 메시지 위치로 총 26개의 VMS 메시지 이미지를 준비하였으며, 그 예시는 도 8a 내지 도 8d와 같다.
다음으로, 실험을 위해 피실험자 군을 구성하였다. 피실험자는 운전면허를 소지한 1년 이상의 운전경력자를 대상으로 현재 운전자 성비 및 연령비율을 고려하여 모집하였으며, 모집한 실험자 군은 도 9와 같다.
최소 필요한 피실험자 수를 100명으로 보고 각 그룹별로 필요한 피실험자 수는 통계청에서 제공하는 각 연령대별 인구를 성별에 따른 운전면허소지자 비율에 맞추어 분배하여 도출하였다.
116명의 피실험자에 대하여 실험을 수행하여 피실험자가 버튼을 지나치게 늦게 눌러 적합한 판독소요시간이 기록되지 못한 경우를 제외하고 총 956개의 데이터가 수집되었으며, 수집된 데이터에 대하여 통계분석패키지인 SPSS 패키지를 이용하여 회귀분석 및 분산분석을 수행하였다. 피실험자들의 성별과 판독한 메시지들의 정확도 간의 관계를 상자도표를 통해 분석해 보았으며, 그 결과는 도 10과 같다.
도 10에서 0은 남성, 1은 여성을 나타내며 상자도표를 볼 때 성별에 따른 판독 정확도에는 차이가 없는 것으로 보이나 좀 더 정확한 분석을 위하여 성별에 따른 그룹에 대하여 분산분석을 수행하였다.
성별에 따른 분산분석 결과는 도 11과 같으며, 성별에 따라 판독정확도는 차이가 없는 것으로 나타났다.
상기와 같은 원리에 의해 연령에 따른 판독정확도를 분석하였으며, 그 결과는 도 12 및 도 13과 같다.
도 12의 상자도표와 도 13의 분산분석 결과를 볼 때 연령에 따라 판독정확도에 차이가 있는 것으로 볼 수 있으며, 메시지 줄 수와 정보 단위 수에 따라 피실험자들이 판독한 메시지들의 정확도 간의 관계를 분석하였으며 상자도표를 통해 줄 수와 정확도 사이의 관계를 분석한 결과는 도 14와 같다.
메시지 줄 수가 2줄인 경우 3, 4줄에 비하여 정확도가 높은 것으로 나타났으며, 메시지 줄 수가 3, 4, 줄인 경우 두 집단 사이에 정확도 평균값에 차이가 없다는 것으로 나타났다. 이에 미시지 줄 수가 3, 4줄로 나누어진 그룹에 대하여 분산분석을 수행하였으며 그 결과는 도 15와 같다.
도 15의 분산분석 결과를 볼 때, 메시지 줄 수가 3줄과 4줄인 그룹의 정확도 평균은 서로 다르다고 할 수 없으며, 이에 메시지 줄 수가 3줄과 4줄인 데이터를 한 그룹으로 보고 메시지 줄 수가 2인 그룹과 분산분석을 다시 수행해 보았으며 그 결과는 도 16과 같다.
도 16의 결과를 볼 때 메시지 줄 수가 2인 그룹과 메시지 줄 수가 3, 4줄인 그룹 사이에 평균이 다름을 알 수 있으며, 메시지 줄 수 외에도 정보단위수에 따라 분류된 그룹에 대하여 메시지 판독 정확도를 분석해보았으며 그 결과는 도 17과 같다.
전반적으로 정보단위수가 적을수록 정확도가 높은 경향을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이에 분산분석을 수행하여 정보단위수가 정확도에 미치는 영향을 살펴보았으며, 그 결과는 도 18과 같다.
분산분석 결과 정보단위수에 따라 구분된 집단 사이에는 정확도 사이에 차이를 나타내는 것으로 나타났으나, 줄 수에 따라 각 집단 간 평균에 치아가 나타나는 것은 메시지가 2줄로 구성된 경우에 3, 4 정보단위의 메시지로 인해 정확도가 올라간 것으로 판단되었다. 좀 더 정확한 분석을 위하여 정보단위수와 속도에 따른 판독정확도 평균값을 계산하였으며, 그 결과는 도 19와 같다.
도 19를 살펴 볼 때, 정보단위수가 증가할수록 판독정확도가 떨어지는 경향을 나타내고 있으며, 정보단위수가 8단위일 경우 50%대까지 떨어지는 것으로 나타났다. 이에 정보단위수와 속도에 따른 판독정확도를 추정하기 위한 반응표면함수를 도출하였다. 함수를 도출하는 과정에서 최소자승법(Ordinary Least Square)을 이용할 경우 도 17에서 볼 수 있다시피 다수의 이상치로 인하여 R2값이 낮게 나타날 것으로 예상된다. 따라서 이상치에 대한 영향을 완화시켜 회귀모형을 도출하는 로버스트 회귀분석(Robust Regression)을 이용하여 반응표면함수를 도출하였다.
해당 회귀분석방법으로 SPSS패키지 내에서 동질성 회귀분석 모듈을 이용하였으며 그 결과는 도 20과 같다.
도 20의 반응표면함수의 잔차 표준오차는 0.13962로 나타났으며, 이는 최소자승법을 이용하여 도출된 반응표면함수의 잔차 표준오차인 0.1777보다 낮은 값으로 위 반응표면함수가 보다 적합성이 높다고 할 수 있다.
반응표면함수에는 정보단위수가 판독정확도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 정보단위수가 증가할수록 판독정확도는 떨어지는 것으로 나타났다.
상기 반응표면함수를 contour graph로 표현한 결과는 도 21과 같다.
도 21의 가로축은 정보단위수, 세로축은 주행속도를 의미하며 등고선의 색이 연할수록 판독정확도가 높음을 의미한다. 속도가 낮을 때는 각 정보단위수 사이의 간격이 넓지만 속도가 높을수록 정보단위수간 간격이 좁아지는 경향이 나타났다.
메시지 줄 수와 정보단위수의 경우 상관관계가 존재하여 두 변수 모두 회귀모형에 그대로 사용하기에는 적합하지 않다. 이에 두 변수의 인자분석 후 도출된 인자를 독립변수로 고려하여 판독소요시간을 측정하는 회귀모형을 도출하였다. 하지만, 이 모형은 정보단위수만 독립변수로 고려한 모형보다
Figure 112011070024953-pat00002
가 낮게 나타나 인자를 독립변수로 사용하는 것은 오히려 수집된 데이터에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 따라서 주행속도, 메시지 정보단위수를 독립변수만 독립변수로 고려하여 판독소요시간 측정을 위한 회귀모형을 추정하였다.
회귀모형을 도출하기 위하여 반응표면 방법론을 이용하였으며 해당 방법론은 각 독립 변수들의 조합효과를 추정하는 효과가 뛰어났다. 반응표면함수는 판독 정확도가 0.5, 0.7, 0.9 이상인 세 그룹으로 분류하여 3개의 함수를 도출하였다.
정확도에 따라 각 그룹의 개체수는 도 22와 같으며, 반응표면함수를 도출한 결과는 도 23 내지 도 25와 같다.
도출된 세 모형의
Figure 112011070024953-pat00003
모두 0.7을 넘었으며 세 함수를 구성하는 변수의 t-통계량 역시 유의수준을 만족하는 것으로 나타났다. 세 함수 모두 정보단위수의 제곱과 정보단위수와 속도의 곱으로 표현된 변수를 포함하며, 세 함수를 Matlab 패키지를 통해 반응표면을 contour 그래프로 표출해보았을 때 그 결과는 각각 도 26 내지 도 28과 같다.
상기 도 26 내지 도 28 그래프의 가로축은 정보단위수, 세로축은 주행속도를 나타내며 등고선의 색이 연할수록 판독소요시간이 오래 걸리는 것을 나타낸다.
도출된 위 3개의 반응표면함수 중 최종적으로 1개의 모형을 선택하는 과정에서 실험자들이 실제로 메시지를 판독하지 못하였음에도 불구하고 판독했다고 기록된 데이터를 걸러낼 필요가 있다.
이와 동시에 지나치게 높은 판독정확도 기준을 이용할 경우 속도가 높고 정보단위수가 높은 시나리오의 데이터들이 지나치게 많이 유실된다.
이 두 가지 사항을 고려한 타협점으로 판독정확도를 50% 이상의 데이터를 사용한 모형을 선택하였다. 도출된 모형에서 주행속도를 30km/h, 60km/h, 90km/h로 가정하여 정보단위수에 따른 판독소요시간을 산출하였으며 그 관계를 보여주는 그래프는 도 29와 같다.
도 29를 볼 때 전반적으로 정보단위수가 증가할수록 판독소요시간은 증가하지만 속도가 빠를 때보다 낮을 때 훨씬 늘어나는 것을 알 수 있다. 또한, 정보단위수가 낮은 경우, 속도가 낮을 때보다 속도가 빠를 때 메시지를 판독하는 데 다소 오래 걸리는 것으로 나타났다. 본 발명에서 도출한 모형과 기존에 수행된 모형의 가장 큰 차이점은 본 발명의 모형에서는 주행속도를 고려하고 있다는 점으로서, 기존 연구에서 도출한 모형과 본 발명에 의해 도출한 모형을 비교한 결과는 도 30과 같다.
1999년에 건설교통부에서는 정보단위당 판독소요시간을 0.5 ~ 1.0초로 제시하고 있으며, 2007년 건설교통부에서 제시한 판독소요시간 측정모형은 정보단위가 증가할수록 정보 단위수당 판독소요시간이 조금씩 줄어드는 경향이 있다. 본 발명에서 도출한 모형은 주행속도가 낮을수록 정보단위가 증가할수록 판독소요시간에 대한 민감도가 높게 나타나고, 주행속도가 높을수록 정보단위에 대해 덜 민감해지는 경향을 나타내었다.
이러한 과정을 통해 판독 소요시간을 도출한 후에는 단계S17로 이동하여 상기 산출한 메시지 표출주기와 판독소요시간을 기반으로 적정 정보량을 결정하게 된다. 다시 말해, 산출한 메시지 표출주기를 판독소요시간 모형에 적용하여, 전체 주기 동안 표출가능한 메시지 정보 단위를 도출하고, 이를 정보량을 초과하지 않는 범위 내에서 각 현시별 정보량을 결정하게 되는 것이다.
이후 단계 S18에서는 문자 면수 및 메시지 면수에 대한 메시지 구조를 설계하고, 단계 S19에서는 메시지 표출 방법을 결정하게 된다. 메시지 표출 방법은 메시지 정렬 방법, 메시지 전환 방법, 메시지 표출 순서를 포함한다.
예컨대, 메시지 정렬은 가운데 정렬을, 메시지 전환은 나타내기를 나타내며, 메시지 표출 순서는 각 가변안내표지판 운영 주체에서 정하는 정보 표출 우선순위를 따른다.
이후 단계 S20에서는 교통 상황과 교통류 속도에 따라 표시할 메시지 셋(set)을 구성하고, 단계 S21에서는 상기 구성한 메시지 셋을 표출하게 된다.
이러한 본 발명에 따르면 도로의 교통상황이나 운전자의 인적요소를 반영하여 메시지 셋을 구현하고, 이를 표출해 줌으로써 운전자의 집중도 및 시인성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10… 검지기
20… CDMA 중계장치
30… 가변안내표지판

Claims (8)

  1. 설치된 지능형 가변안내표지판(VMS)의 메시지 문자 높이를 결정한 후, 운전자가 VMS에 표출된 글자를 판독할 수 있는 지점부터 소실지점까지의 거리인 판독 가용거리를 도출하는 제1단계와;
    검지기를 통해 차량의 주행 속도를 검출하고, 검출한 주행 속도와 상기 판독 가용거리를 기반으로 메시지 표출주기를 결정하는 제2단계와;
    지능형 교통체계(ITS)로부터 전송된 교통정보를 이용하여 메시지 제공정보 종류 및 내용을 결정하는 제3단계와;
    상기 검출한 주행속도와 정보 단위 수에 따른 판독 소요시간을 도출하는 제4단계와;
    상기 메시지 표출주기와 판독 소요시간을 기반으로 표출한 메시지의 정보량을 결정하는 제5단계와;
    상기 결정한 메시지의 구조 및 표출방법을 통해 메시지 셋을 구성하고, 메시지 셋을 표출하는 제6단계를 포함하고,
    상기 제6단계는, 메시지 구조를 설계하는 단계와; 메시지 표출방법을 결정하는 단계와; 메시지 셋을 구성하는 단계와; 메시지를 표출하는 단계를 포함하며,
    상기 메시지 구조 설계는, 문자 면수 및 메시지 면수를 설계하며,
    상기 메시지 표출방법 결정은, 메시지 정렬방법, 전환방법 및 표출순서를 결정하고, 상기 메시지 정렬 방법은 가운데 정렬을 포함하고, 상기 전환방법은 나타내기를 포함하며, 상기 표출순서는 각 가변안내표지판 운영 주체에서 정하는 정보 표출 우선순위를 포함하고,
    상기 메시지 셋 구성은, 교통 상황 정보와 운전자의 인적요소인 차량 주행 속도 정보를 기반으로 구성하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판 표출메시지 운영방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1단계의 판독 가용거리 도출은,
    아래의 수식으로 표현되는 판독 가용거리 모형을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판 표출메시지 운영방법.
    <수식>
    y=294.23ln(x) - 1024.49
    여기서 y는 판독 가용거리, x는 문자 두께별 문자 높이를 나타낸다.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2단계의 메시지 표출주기는,
    판독 가용거리를 주행속도로 제산하여 메시지 표출주기(판독 가용시간)를 산출하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판 표출메시지 운영방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제4단계의 판독 소요시간 도출은,
    메시지 셋 판독 소요시간 모형을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판 표출메시지 운영방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020110090813A 2011-09-07 2011-09-07 가변안내표지판 표출메시지 운영방법 Expired - Fee Related KR101237307B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110090813A KR101237307B1 (ko) 2011-09-07 2011-09-07 가변안내표지판 표출메시지 운영방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110090813A KR101237307B1 (ko) 2011-09-07 2011-09-07 가변안내표지판 표출메시지 운영방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101237307B1 true KR101237307B1 (ko) 2013-02-25

Family

ID=47900204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110090813A Expired - Fee Related KR101237307B1 (ko) 2011-09-07 2011-09-07 가변안내표지판 표출메시지 운영방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101237307B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020037933A (ko) * 2000-11-16 2002-05-23 김정제 전방 교통정보 안내방법
KR20100041542A (ko) * 2008-10-14 2010-04-22 삼익전자공업 주식회사 도로 상황 동영상 표출이 가능한 풀 칼라 도로교통 안내용 가변정보표시 전광판 시스템 및 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020037933A (ko) * 2000-11-16 2002-05-23 김정제 전방 교통정보 안내방법
KR20100041542A (ko) * 2008-10-14 2010-04-22 삼익전자공업 주식회사 도로 상황 동영상 표출이 가능한 풀 칼라 도로교통 안내용 가변정보표시 전광판 시스템 및 제어방법

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국교통연구원 2007 연구결과 요약집, 가변전광표지(VMS) 설치및 운영방안 연구 (2008.03.27. 발간). *
한국교통연구원 2007 연구결과 요약집, 가변전광표지(VMS) 설치및 운영방안 연구 (2008.03.27. 발간).*
한국교통연구원 2008 연구결과 요약집, 가변전광표지 설치및 운영방안 연구(II) (2009.03.31. 발간). *
한국교통연구원 2008 연구결과 요약집, 가변전광표지 설치및 운영방안 연구(II) (2009.03.31. 발간).*

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10846540B2 (en) Lane level traffic
Abou-Senna et al. Using a traffic simulation model (VISSIM) with an emissions model (MOVES) to predict emissions from vehicles on a limited-access highway
Treiber et al. Traffic flow dynamics
Zhong et al. Effects of different factors on drivers’ guidance compliance behaviors under road condition information shown on VMS
CN101465059B (zh) 城市道路交通安全态势鉴判预警系统
US20130322694A1 (en) Energy Efficient Routing Using An Impedance Factor
Yeo et al. The effects of rainfall on driving behaviors based on driving volatility
Bar-Gera et al. Evaluating the effect of enforcement on speed distributions using probe vehicle data
CN106564503B (zh) 产生异常驾驶行为的行为信息确定方法及装置
Zhai et al. Comparative analysis of drive-cycles, speed limit violations, and emissions in two cities: Toronto and Beijing
JP2019087037A (ja) 情報伝達システム
Pandey et al. Assessment of Level of Service on urban roads: a revisit to past studies.
KR101259762B1 (ko) 도로 및 교통조건을 고려하여 통행구간에 대한 분석 지수를 제공하는 방법 및 장치
Daunoras et al. City transport monitoring and routes optimal management system
KR101237307B1 (ko) 가변안내표지판 표출메시지 운영방법
Bendigeri et al. Roadway Contextual Risk Assessment Using Dynamic Traffic Conditions Data Obtained from Autonomous Vehicles
Nurhidayat et al. Impact of Traffic Volume on Vehicle Operation Cost after Covid-19 Pandemic in DKI Jakarta
KR101349640B1 (ko) 가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법
Hoogendoorn et al. Simple and multi-anticipative car-following models: Performance and parameter value effects in case of fog
KR101326109B1 (ko) 도로 및 교통조건에 따른 분석 요인을 이용하여 실시간 정보를 제공하는 장치 및 그 방법
Bieker How does the traffic behavior change by using in-vehicle signage for speed limits in urban areas?
Durbin Traffic performance on two-lane, two-way highways: examination of new analytical approaches
Lee et al. Analysis of intersection capacity and level of service by simulation
Kim A Study on Characteristics of Driver's Visual Time-varying on the Message Disply Form
Mathew et al. Systemic evaluation of spatio-temporal variations in travel time reliability due to a toll road over time

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20110907

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20120822

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20130205

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130218

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130219

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160204

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160204

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170217

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170217

Start annual number: 5

End annual number: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20181201