스마트하이웨이사업단

VC-10

스마트하이웨이 연구개발사업 For The Future Green Road "World Best SMART Highway"

스마트하이웨이사업단

For The Future Green Road SMART Hihgway

목 차 / Contents 사업개요

스마트하이웨이 연구개발사업 ············································· 04

1. 스마트하이웨이 안전시설 설치방안 연구 ······························· 08 2. SMART Highway 운전자의 효율적인 안내기법 연구 ·················· 10

도로기술

3. 친환경 복합기능 방음패널 개발 ········································· 12 4. 자연에너지의 도로시설물 활용방안 연구 ······························· 14 5. CCTV를 이용한 안개시정거리측정 시스템 및 능동형 안개 소산 장치 개발 ········ 16 6. 강설대비 도로시스템 개발 및 운영방안 연구 ··························· 18

1. Multi-device를 이용한 자동돌발 검지시스템 개발 ····················· 20 2. SMART 복합기지국 시스템 및 Seamless 정보교환기술 개발 ········· 22

교통기술

3. SMART 서비스를 위한 스마트 단말기 및 컨텐츠 개발 ················· 24 4. SMART Tolling을 위한 정산 및 통신시스템 개발 ······················ 26 5. SMART Tolling을 위한 운영 및 통합운영관리 시스템 개발 ·················· 28

1. 전천후 도로-자동차 상황관리 시스템 구축 ····························· 30

자동차기술

2. 주행로 이탈예방 지원기술 개발 ········································ 32 3. 자동차의 연쇄사고 예방 지원기술 개발 ································ 34

기

타

1. 체험도로 구축 및 운영 ·················································· 36 2. 연구성과 홍보 및 확산 ·················································· 38

For The Future Green Road SMART Highway

SMART HIGHWAY 사람과 환경을 생각하는 도로위의 녹색기술 스마트하이웨이

01

사업개요 스마트하이웨이 연구개발사업

스마트하이웨이 연구개발사업 사 업 개 요

▶ 첨단 도로, 통신 및 자동차 기술을 상호 융·복합하여 안전하고 편리한 고속도로 구현을 목표로 미래의 도로교통기술을 개발하는 국가 R&D 사업

도 로 기 술

교 통 기 술

스마트하이웨이 조감도

사업기간 : 2007. 10 ~ 2014. 7(약 7년) 자 동 차 기 술

1차년도 2007.10 ~ 2008.12

2차년도 2009.01 ~ 2009.06

4차년도

2009.07 ~ 2010.06

5차년도

2010.08 ~ 2011.06

2011.06 ~ 2012.07

6차년도

7차년도

2012.07 ~ 2013.07

2013.07 ~ 2014.07

사 업 비 : 960억원(정부 : 714억원, 민간 : 246억원) 합 계 (정부출연금) 960 (714)

기 타

3차년도

[ 단위 : 억원 ]

1단계

2단계

3단계

(2007. 10. ~ 2010. 6.)

(2010.6 ~ 2012. 7.)

(2012. 7 ~ 2014. 7.)

1차년도

2차년도

3차년도

4차년도

5차년도

6차년도

7차년도

81 (58)

54 (40)

149 (108)

142 (105)

202 (145)

165 (124)

167 (134)

4_ For The Future Green Road SMART Highway

추진경위 ▶ 2006. 05 : 건설교통 R&D VC-10 사업 선정(국토해양부) ※ VC(Value Creator) - 10 : 건설교통분야 가치창조 10개 사업

사 업 개 요

▶ 2007. 10 : 총괄기관 선정 및 협약체결 ※ 한국건설교통기술평가원, 한국도로공사, 스마트하이웨이사업단

▶ 2008. 09 : 1차년도 연구 착수 ▶ 2008. 12 : 설계속도 변경(160km/hr → 120km/hr) ▶ 2010. 07 : 사업단 과제 점검(국토해양부 주관) - 사업기간 : 10년 → 7년(△3년) ▶ 2011. 03 : 스마트하이웨이사업 보완기획 시행 - 체험도로 구축 및 설계속도 140km/hr 기초 연구 반영

도 로 기 술

▶ 2011. 06 : 5차년도 연구 착수

추진체계

교 통 기 술

과제총괄위원회

자 동 차 기 술

스마트하이웨이사업단

1핵심 주관기관 (도로기술)

2핵심 주관기관 (교통기술)

3핵심 주관기관 (자동차기술)

4핵심 주관기관 (성과검증)

평화엔지니어링(주)

(사)한국지능형교통체계협회

메타빌드(주)

한국도로공사

※핵심주관기관 : 과제를 구성하여 관리 및 주관하는 기관

For The Future Green Road SMART Highway _5

기 타

01

사업개요 스마트하이웨이 연구개발사업

추진전략 사 업 개 요

▶ 비 전 : 세계 최고수준의 빠르고 편안한 지능형 녹색도로 실현 ▶ 슬로건 : World Best SMART Highway ▶ 목 표 : IT와 자동차 기술을 융합시켜 교통사고를 사전에 예방하며, 편리한 녹색 고속도로 핵심기술 개발 및 실용화 - 세계 1위 기술 5건 개발, 고속도로 운전자 과실사고 25% 저감 - 선진국 대비 기술수준 100% 달성, CO₂저감 10% 달성 ▶ 전 략 : 8대서비스, 6대 인프라, 9대 핵심기술 (869전략) 핵심가치

8대 서비스

9대 서비스 1. 주행로 이탈 예방기술

도 로 기 술

안전성

2. 돌발상황정보 서비스

2. 연쇄사고 예방기술 3. 전천후 돌발상황 검지/제공기술 - 야생동물 사고예방, 노면검지/ 제공, 교통 정보

검지 제공 기술

편리성

4. V2I, V2V 초고속 통신서비스

4. 악천후 대응 기술 - 안개저감, 결빙방지, 야간 고시인성 표지판/ 차선

5. WAVE기반 V2I/V2V 통신 기술

정시성

6. 통합교통정보 서비스

6. 복합기지국 및 복합단말기 개발 기술 7. 교통정보 수집/가공/제공기술

친환경성

교 통 기 술

자 동 차 기 술

8. 녹색고속도로 서비스

9. 태양열/지열 활용 기술

6대 인프라 WAVE 기반 초고속 통신네트워크 ( 차량-노변, 차량간 복합기지국, 단말기)

다차로 통행료 전자지불 시설

노변 복합 검지 시설(CCTV, 영상검지기, 레이다)

통합 교통정보 관리 센터

악천후 및 도로위험 대응 시설(안개저감, 결빙방지, 야생동물 사고예방시설)

자연에너지 활용시설 (터널내조명, 교량융설시설)

과제구성 및 참여기관 현황 [27개 과제, 75개 기관] 과제명

과 제 내 용

참여기관

사업지원(총괄)

과제관리 및 사업운영[3개 과제]

한국도로공사 등 4개

도로기술(1핵심)

도로기반시설 핵심기술[6개 과제]

(주)평화ENG 외 24개

교통기술(2핵심)

도로-통신기반 교통운영기술[7개 과제]

(주)한국지능형 교통체계협회 등 28개

도로-자동차 연계기술[4개 과제]

메타빌드(주) 등 9개

스마트하이웨이 Test Bed 구축 지원[7개 과제]

한국도로공사 등 10개

자동차기술(3핵심) 성과검증(4핵심)

기 타

8. 스마트 톨링시스템 구축 기술

6_ For The Future Green Road SMART Highway

추진계획 1차년도

2차년도

3차년도

4차년도

5차년도

6차년도

7차년도

('07.10 ~ '08.12)

('09.1 ~ '09.6)

('09.7 ~ '10.6)

('10.8 ~ '11.6)

('11.6 ~ '12.7)

('12.7 ~ '13.7)

('13.7 ~ '14.7)

스마트하이웨이 고성능 연·강성 베리어 개발 시인성 향상을 위한 집광조명식 표지판 개발

사 업 개 요

대기오염(CO2, 미세먼지 등) 저감 복합방음패널 개발 지열 융설시스템 및 자연채광 터널 조명시스템 개발

도 로 기 술

안개시정거리 자동검지를 통한 안개소산 시스템 개발 결빙감지 및 자동분사 융설시스템 개발 개방형 시스템 및 센터 설계 SITMS 아키텍처 개발 자동돌발검지 시스템(SMART-I) 개발 개방형 플랫폼 복합기지국 개발 스마트 단말기 개발

교 통 기 술

본선 및 진출·입부 통합알고리즘 개발 스마트톨링 정산 및 통신시스템 개발 스마트톨링 통합운영관리시스템 개발 도로 정보 검지 레이더 시작품 제작

자 동 차 기 술

자동차 이상정보 수집장치 제작 주행로 이탈경고 시스템 시작품 제작 도로-자동차 정보 연계 차량 제어 시스템 개발 체험도로 구축 및 운영

For The Future Green Road SMART Highway _7

기 타

02

도로기술 1. 스마트하이웨이 안전 시설 설치방안 연구

개요 ·연구기관 : 공주대학교, 한국도로공사 ·연 구 비 : 15.0억원(정부출연금: 10.6억원) ·연구기간 : 2008. 9~2013. 7

사 업 개 요

▶ 고성능 종방향 연/강성 베리어 개발 ▶ 스마트하이웨이 도로안전시설 평가기준, 설치 기준 정립 연구

연구 내용 ▶ 스마트하이웨이 종방향 연/강성 베리어 개발(기본 및 상위등급)

도 로 기 술

경관형 고성능 종방향 연성 베리어

순환 골재-칼라콘크리트 고성능 종방향 강성 베리어

승용차 충돌속도 120km/h 탑승차 안전성 확보

저탄소 녹색성장에 부합하는 순환골재 적용

트럭 중량별 등급 개발 N등급 : 8 ton H1 등급 : 14 ton

컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 최적 단면 형상 결정

컴퓨터 시뮬레이션과 실물차량 충돌시험을 이용한 안전 성능 검증

실물차량 충돌시험을 통한 성능 검증

H1 등급 고성능 강성 베리어 그림 그림수정 수정

교 통 기 술

H1 등급 고성능 연성 베리어

스마트하이웨이 연/강성 베리어 개념도

▶ 도로안전시설 성능평가 기준 및 설치기준 수립 ^ Simulation 모델 Calibration

충돌조건

- SMART 충돌조건에 대한 기존 강성 베리어 실물차량 충돌실험과 Simulation 모델 Calibration

예비설계 상세설계

자 동 차 기 술

소형차 Simulation O.K

대형차 Simulation

N.G

O.K

실물차향 충돌시험

N.G

Friction Coefficient

0.2

0.3

0.5

Test

THIV(km/h)

34.0

35.3

39.1

33.8

PHD(g)

20.0

15.2

11.6

12.3

O.K

성능증진 검토

기 타

8_ For The Future Green Road SMART Highway

주요성과 ▶ 스마트하이웨이 도로안전시설 성능평가 기준, 설치기준 정립 ▶ 고속 주행에 적합한 고성능, 고기능 도로안전시설 개발 (충돌시험 : 10회)

사 업 개 요

- Computer Simulation을 통한 설계 변수 분석

소형차 시물레이션 분석

대형차 시물레이션 분석

도 로 기 술

- N등급 종방향 연성 베리어 개발 · 소형차 충돌조건(900kg-120km/h-20°)에서 평가기준 만족 · 대형차 충돌조건(8,000kg-85km/h-15°)에서 평가기준 만족

기본등급 소형차 충돌시험

기본등급 대형차 충돌시험

- H1등급 종방향 연성 베리어 개발 · 소형차 충돌조건(900kg-120km/h-20°)에서 평가기준 만족 · 대형차 충돌조건(14,000kg-85km/h-15°)에서 평가기준 만족

고성능 소형차 충돌시험

고성능 대형차 충돌시험

교 통 기 술

자 동 차 기 술

활용계획 및 기대효과 ▶ 교통사고시 인명피해 감소로 사회적 비용 절감 ▶ 대형 교통사고(이탈, 전복 등) 피해 완화 ▶ 순환 골재 사용으로 온실가스 배출 저감 ▶ 개발기술을 일반 고속도로, 국도, 지방도 등과 연계하는 경우 도로안전성 증진에 기여 가능

For The Future Green Road SMART Highway _9

기 타

02

도로기술 2.SMART Highway 운전자의 효율적인 안내기법 연구

개요 ·연구기관 : 아주대학교 ·연 구 비 : 9.5억원(정부출연금: 7.1억원) ·연구기간 : 2009. 6 ~ 2013. 7

사 업 개 요

▶ 야간 및 악천후시 시인성 확보가 가능한 조명식 집광 표지판 개발 ▶ 에너지절감 및 유지보수가 편리한 조명식 표지판 개발

연구 내용 ▶ 주야간 시인성이 확보된 집광 조명식 표지판 개발

도 로 기 술

주야간 집광조명 표지판 개념도

교 통 기 술

▶ 시인성 향상을 위한 집광조명 기술개발

유연성원단(NT-Flex) 광확산 고강도 투명판 블라인딩 코팅층 재귀 반사층

자 동 차 기 술

빛의 진행방향

유색반투명층

확산되는 빛을 다시 모으는 기능

광원(FL, CCL, LED, 광섬유) 집광표지 기술 개념도

기 타

10_ For The Future Green Road SMART Highway

집광(集光) 필름

주요성과 ▶ 집광식 내부조명 표지판 현장시험 사 업 개 요

도 로 기 술

수원IC 및 동탄IC 현장 시험시공

▶ 집광식 내부조명 판독거리 수행

집광조명식

317m

교 통 기 술

230m

외부조명식 문자발광식

175m

일반재귀식

166m

0

50

100

150

200

250

300

350

표지판별 판독거리 비교

자 동 차 기 술

활용계획 및 기대효과 ▶ 집광식 내부조명기술 개발로 시인성 및 판독성 30% 이상 향상 ▶ 집광식 내부조명기술 개발로 빛번짐 현상 최소화 및 주야간 동일 색상 유지 ▶ LED-광섬유 방식 내부조명기술 개발로 기존 집광표지 대비 60% 전력 절감 ▶ 지상부 조명교체 시스템 개발로 유지관리 용이 및 교통차단 불필요 For The Future Green Road SMART Highway _11

기 타

02

도로기술 3.친환경 복합기능 방음패널 개발

개요 ·연구기관 : (주)평화엔지니어링, (주)동성진흥, (주)영국전자, 아주대학교 ·연 구 비 : 11억원(정부출연금: 8억원) ·연구기간 : 2008. 9 ~ 2012. 7

사 업 개 요

▶ 온실가스(CO2) 및 대기오염물질(PM-10)의 저감이 가능한 복합기능 방음패널 개발 ▶ 대기오염 저감을 위한 최적기반기술 연구

연구 내용 ▶ 온실가스(CO2) 및 대기오염물질(PM-10)저감 복합 방음패널 개발

도 로 기 술

CO2 Catalytic abatement of gaseous pollutant

CO2

Particulate (PM-10) + CO2

Support Dust cake

HEPA Filter

Pore Catalyst layer

흡착제 흡음재

교 통 기 술

CO2/미세먼지 (PM-10) 제거 방법 개념도

▶ 복합방음패널 분석 및 현장 적용성 연구

자 동 차 기 술

저속주행시 (40km/h), 측면풍(0.2m/s)

고속주행시 (80km/h), 측면풍(3m/s)

주행속도별 대기흐름 분석

기 타

12_ For The Future Green Road SMART Highway

대기흐름에 따른 CO2흡착 개념도

주요성과 ▶ 대기오염저감 복합기능 방음패널 개발 사 업 개 요 활성탄소섬유(ACF)

Zeolite

폴리에스터(방음벽 흡음재)

흡착성능 지속시간 - Zeolite → 200초 - ACF → 400초 - 폴리에스터 → 0초

흡착제별 포화곡선

흡착효율: ACF > Zeolite> 폴리에스터

흡착제별 CO2 제거 효율

흡착제의 선정

디자인 및 시제품 개발

도 로 기 술

▶ 복합기능 방음패널 실내외 현장 모니터링 수행

교 통 기 술

ACF 흡착제

가스 주입부

HEPA Filter 및 ACF 충진부 HEPA Filter

CO2/미세먼지 흡착 실내실험

현장시험 시공 및 모니터링

자 동 차 기 술

활용계획 및 기대효과 ▶ 도로변 대기오염물질 및 온실가스 저감으로 저탄소 녹색 도로 이미지 제고 ▶ 방음벽 공간을 활용하여 소음 및 대기오염 저감효과 동시 달성

For The Future Green Road SMART Highway _13

기 타

02

도로기술 4. 자연에너지의 도로시설물 활용방안 연구

개요 ·연구기관 : 롯데건설(주), (주)에스에너지, 한국유지관리(주), 썬앤라이트 ·연 구 비 : 20.1억원 (정부출연금 : 15.0억) ·연구기간 : 2009. 6 ~ 2013. 7

사 업 개 요

▶ 도로에 적용 가능한 자연에너지 적용 기준(안) 제시 ▶ 자연에너지원별(태양광,소형풍력, 지열 등) 에너지 효율 및 현장 적용 성과 제시

연구내용 ▶ 자연에너지원별 도로적용성 연구 및 기준 수립

도 로 기 술 도로시설물 자연에너지 활용

주요성과 ▶ 지열을 이용한 도로 융설 기술 시험시공 교 통 기 술

자 동 차 기 술

기 타

지열에너지 융설 효과 및 현장시험 시공

▶ 소형풍력 발전을 이용한 도로 시설물 에너지 공급 방안 연구

소형풍력 발전 현장 시험 시공 14_ For The Future Green Road SMART Highway

▶ 자연채광을 적용한 터널 조명시스템 개발

사 업 개 요

자연채광을 이용한 터널조명 실내외 현장 시험

▶ 방음벽 등 도로시설물을 이용한 태양광 발전 방안 연구

도 로 기 술

교 통 기 술

도로시설물 적용 태양광 발전 현장 시험

▶ 자연에너지 도로 적용성 평가를 위한 통합모니터링 시스템 구축

자 동 차 기 술

자연에너지 통합 모니터링 시스템 설계

활용계획 및 기대효과 ▶ 자연에너지 적용을 통한 도로의 녹색 이미지 부각 및 개발기술 확보 ▶ 도로적용 자연에너지 기술 개발을 통한 관련 산업 기술 향상에 시너지효과 부여 For The Future Green Road SMART Highway _15

기 타

02

도로기술 5. CCTV를 이용한 안개시정거리측정 시스템 및 능동형 안개 소산 장치 개발

개요 ·연구기관 : 한국유지관리(주), 충주대학교 ·연 구 비 : 10.8억원(정부출연금: 8.0억원) ·연구기간 : 2008. 9~2012. 7

사 업 개 요

▶ 안개를 신속 정확하게 감지하고 시정거리를 산출하여 모니터링 할 수 있는 기술 개발 ▶ 안개에 따른 시정거리 확보를 위한 능동형 안개 소산 시스템 개발

연구 내용 ▶ CCTV를 이용한 안개시정거리 측정 시스템 개발

CCD Camera

도 로 기 술

compute image contrast

finding of movement area initialize road model operator/ engineer 초기화 단계

road model

교 통 기 술

vehicle movement area detection of visible line

visible line

compute visibility

VMS

안개 시정거리측정 시스템 흐름도

▶ 능동형 안개 소산 장치 개발 자 동 차 기 술

도로종방향

건조한 공 기

열풍기 제어판넬

고압송풍노즐

기 타

안개소산 장치 개념도 16_ For The Future Green Road SMART Highway

주요성과 ▶ CCTV를 이용한 안개시정거리 측정 시스템 - 도로 시정거리 측정 알고리즘 구현 및 적용방안 연구 1.

사 업 개 요

·시정측정을 위한 도로모델 구축

2.

vehicle movement area

(Levenberg-Marquardt Method 이용)

3.

n-1

CCD Camera Lens Position Ө

Фrea h

Parallel Line to Road Surface

Image Plane

가시선과 도로모델을 이용한 시정산출

도 로 기 술

Center of image Plane

ӨT

가시선 검출

Road Surface

db

이동영역 추출

dm du

시정거리 측정 방법론 개발

시정거리측정 프로그램 개발

▶ 능동형 안개 소산 시스템 개발 - 건조공기를 이용한 안개 소산 시스템 및 시작품 제작

교 통 기 술

1차 시제품 개발

2차 시제품 개발

자 동 차 기 술

활용계획 및 기대효과 ▶ 안개제거를 통한 운전자의 시정거리 확보로 안전운행 도모 ▶ 기존 CCTV 적용으로 광역 시정 정보시스템 구축 가능 ▶ 도로상에 설치된 고가의 안개 센서 대체 효과

For The Future Green Road SMART Highway _17

기 타

02

도로기술 6. 강설대비 도로시스템 개발 및 운영방안 연구

개요 ·연구기관 : (주)리트코, (주)토탈페이브시스템, (주)유디코 ·연 구 비 : 15.0억원 (정부출연금 : 11.3억원) ·연구기간 : 2008. 9 ~ 2014. 7

사 업 개 요

▶ 노면결빙 및 강설대비 분사시스템 국산화 ▶ 노면상태 측정용 센서 시스템 개발

연구 내용 ▶ 노면 결빙 방지 분사 장치 개발

비접촉식 노면 결빙 감지 센서 노면 결빙 감지 시스템 제어기

도 로 기 술

접촉식 노면 결빙 감지 센서

노면결빙 및 강설대비 분사 시스템 개념도

교 통 기 술

▶ 노면 결빙 감지용 센서 및 상태 판정기법 개발 광통신 각 시설물과 통신

자 동 차 기 술

wireless 통신

Mobile 통신

Web 기반의 제설감지 모니터링 시스템

노면상태 감지 판정기법 흐름도

기 타

18_ For The Future Green Road SMART Highway

3. 주요성과 ▶ 노면 결빙 방지 분사 장치 제작 및 현장실험 사 업 개 요 펌프스테이션 구성 예상도

솔레노이드 코일

펌프스테이션 전체구성 예상도

펌프스테이션 전체 구성

시험사이트 구성도

시험사이트 모니터링 프로그램

분사시스템 구성도

주 제어 장치 패널

도 로 기 술

▶ 노면 결빙 감지용 센서 알고리즘 개발 및 제작 염분농도 측정센서

교 통 기 술

깊이별 온도센서 - 5EA

콘크리트 포장 내 삽입

매립식 결빙감지 센서

노면관찰 및 강설감지 -광학식 센서[적외선 카메라]

노면의 적설분포 감지 영상분석을 통한 노면상태판별 : Snow / Slush / Water

자 동 차 기 술

활용계획 및 기대효과 ▶ 현장검증을 통한 노면결빙 방지 시스템 국산화 ▶ 국내 기술 자립화를 통한 향후 해외시장 진출 For The Future Green Road SMART Highway _19

기 타

03

교통기술 1. Multi-device를 이용한 자동돌발 검지시스템 개발

개요 ·연구기관 : 명지대학교, 휴앤에스(주), (주)로드코리아 ·연 구 비 : 13억원 (정부출연금 : 9.7억원) ·연구기간 : 2009. 6 ~ 2012. 7

사 업 개 요

▶ 도로 주행 중 발생 가능한 돌발 상황을 실시간으로 검지하고 해당 지점을 CCTV로 추적 후 확대하는 자동돌발 검지 시스템 (SMART-I) 개발

연구 내용 ▶ 기존영상검지 한계(검지거리 : 최대 200m)를 개선하기 위해 카메라 6대를 조합 후 1km 구간의 영상정보를 파노라마 영상으로 구현함으로써 돌발상황을 자동으로 검지하는 Array 카메라 개발 ARRAY 카메라

도 로 기 술

ARRAY 영상 검지 영역(1km) 사고발생

1

2 사고발생

사고발생

교 통 기 술

개별 카메라 위치별 수집한 영상 정보 화면 ARRAY 카메라를 이용한 파노라마 영상 화면

▶ 돌발상황 발생시 돌발지점 추적 및 확대가 가능한 자동추적 CCTV 개발 - 센터 내 돌발지점 확대화면 표출로 관리자의 신속조치 도모

CCTV 자동추적 카메라(돌발상황 확인용)

자 동 차 기 술

사고발생

사고지점 확대

사고 발생 사고 발생

사고지점 좌표값 취득 (Xn, Yn, Zn)

기 타

20_ For The Future Green Road SMART Highway

주요성과 ▶ Array 카메라 제작 - 1km의 구간의 영상정보를 파노라마 영상으로 구현 함으로써 돌발상황 자동 검지

사 업 개 요

도 로 기 술 Array 카메라 외부 전경

Array 카메라 내부 전경

▶ 알고리즘(PTZ) 개발 및 자동추적 CCTV 시스템 제작 - 영상 이미지 픽셀과 실제 도로의 GPS 좌표값과의 맵매칭 기법을 이용하여 3차원 위치 정보 산출 후 이를 카메라가 추적하여 화면 정보 제공 전체구성요소 O

Pan

B (X2, Y2)

교 통 기 술

C (x3,

500m

T ilt

돔 카메라 A (X1, Y1) 20m 15m

·영상과 실제 도로와의 매칭을 통하여 산출된 위치정보를 추적하기 위한 PTZ 산출 알고리즘 개발

자동추적 CCTV PTZ 알고리즘

·자동추적 CCTV 시스템의 시작품 개발 ·추적카메라를 이용하여 사무실 내부를 활영하여 추적알고리즘을 검토

자 동 차 기 술

자동추적 CCTV 시스템

활용계획 및 기대효과 ▶ 1km 구간에서 다양한 검지시스템을 조합한 자동돌발검지시스템(SMART-I) 최초개발 ▶ 고속도로 등 연속류 구간 적용 가능 ▶ 돌발상황 실시간 확인에 따른 신속한 후속 조치 가능 For The Future Green Road SMART Highway _21

기 타

03

교통기술 2. SMART 복합기지국 시스템 및 Seamless 정보교환기술 개발

개요 ·연구기관 : 전자부품연구원, 자동차부품연구원, 서울통신기술(주), (주)웨이브로 ·연 구 비 : 89억원 (정부출연금 : 68.1억원) ·연구기간 : 2009. 6 ~ 2014. 7

사 업 개 요

▶ WAVE 통신을 활용한 끊김없는(Seamless) 통신이 가능한 복합기지국 표준 플랫폼 개발 ※ 기존통신방식(Wi-Fi, DSRC) 수용 가능 ※ WAVE(Wireless Access in Vehicular environments) : 도로 및 차량환경에 최적화된 무선통신방식

연구 내용 ▶ 다양한 통신방식을 수용할 수 있는 복합기지국 표준 플랫폼 개발 - 적용 가능한 통신방식 : WAVE, Wi-Fi, DSRC

도 로 기 술

WAVE AP(5.8GHz ) Wi-Fi AP(2.4GHz) DSRC(5.8GHz)

WAVE

Wi-Fi

교 통 기 술

DSRC

▶ 기지국간 끊김 없는 WAVE 통신을 가능하도록 하는 핸드오버 기술 개발

자 동 차 기 술

중첩 영역 신호 대기

#1

신호 대기

#2

기지국 #1

기지국 #2 각 기지국 커버리지 : 직경 1km 기지국간 중첩영역으로 인하여 통신이 끊어지지 않음

기 타

22_ For The Future Green Road SMART Highway

주요성과 ▶ 복합기지국 제작 사 업 개 요

도 로 기 술

복합기지국 외부 전경

교 통 기 술

복합기지국 내부 전경

▶ 고성능 안테나 및 통신모듈(WAVE, Wi-Fi, DSRC) 제작

자 동 차 기 술 고성능 안테나

WAVE 통신모듈

DSRC 통신모듈

Wi-Fi 통신모듈

활용계획 및 기대효과 ▶ 오픈 플랫폼 형태로 다양한 통신방식 수용가능 ▶ 차량간 통신으로 교통정보 실시간 제공 ▶ 고속 주행중에도 끊김 없는 통신가능 For The Future Green Road SMART Highway _23

기 타

03

교통기술 3. SMART 서비스를 위한 스마트 단말기 및 컨텐츠 개발

개요 ·연구기관 : 현대자동차, 한국전자통신연구원, (주)유브릿지 ·연 구 비 : 55억원 (정부출연금 : 36억원) ·연구기간 : 2009. 6 ~ 2014. 7

사 업 개 요

▶ WAVE 통신을 활용한 끊김없는(Seamless) 통신이 가능한 스마트 단말기 표준플랫폼 개발 ※ 기존통신방식(DSRC, Wi-Fi) 수용

연구 내용 ▶ 다양한 통신방식을 수용할 수 있는 스마트 단말기 표준 플랫폼 개발 - 적용 가능한 통신방식 : WAVE, Wi-Fi, DSRC

도 로 기 술

WAVE

Wi-Fi

DSRC

대용량 정보 실시간 전송 차량 간 통신 가능

교통정보 제공

교통정보 제공

WAVE 통신을 이용한 V2V(차량간) 통신

교 통 기 술 ▶ SMART 단말기용 WAVE 통신모듈 개발

자 동 차 기 술

복합기지국과의 통신 복합기지국과의 통신 복합기지국과의 통신

스마트 단말기 스마트단말기 스마트단말기

기 타

24_ For The Future Green Road SMART Highway

WAVE 모듈 WAVE 모듈 WAVE 모듈

단말기 위한 단말기내부장착을 내부장착을 위한 단말기 내부장착을 위한 소형화 개발 소형화 개발 소형화 개발

주요성과 ▶ SMART 단말기 제작 사 업 개 요

도 로 기 술 스마트 단말기 시작품

스마트 단말기 내부 전경

▶ 단말기용 WAVE 통신모듈 제작 교 통 기 술

자 동 차 기 술 스마트 단말기 WAVE 통신모듈 외부전경

스마트 단말용 WAVE 통신모듈 내부전경

활용계획 및 기대효과 ▶ 스마트 단말기를 활용하여 다양한 통신방식으로 통신 가능 ▶ 테더링(WAVE→Wi-Fi) 기능을 통한 고속의 인터넷 서비스 가능 For The Future Green Road SMART Highway _25

기 타

03

교통기술 4. SMART Tolling을 위한 정산 및 통신시스템 개발

개요 ·연구기관 : 서울여자대학교, DB정보통신(주), (주)SD시스템, (주)AITS, ICS(주) ·연 구 비 : 59억원 (정부출연금 : 42.2억원) ·연구기간 : 2009. 6 ~ 2014. 7

사 업 개 요

▶ 무정차^다차로 고속주행 기반으로 단거리 전용통신(DSRC)을 이용하여 요금을 처리하는 기술을 개발 ※ 현 체계 : 차로별 하이패스(제한속도 30km/hr) 및 TCS차로 운영 중

연구 내용 ▶ 주행중 차로변경에도 요금징수가 가능한 다차로 통신시스템 개발 #2 RF ANT

#2 IR ANT

#1 RF ANT #1 IR ANT

도 로 기 술

- 차량진입정보 - 통행요금정보 - 요금징수결과

안테나 제어기

스마트차로 제어기

▶ 비 접촉식 방식으로 통과차량의 차종정보를 전달하는 다차로 차종분류시스템 개발 스마트톨링 차종분류시스템

교 통 기 술

차량 촬영

#1 ANT

위반차량촬영 [#1]

차종분류장치 #2 ANT [레이저센서]

위반차량촬영 [#2] 진입/진출 검지

차종 분류

차종분류제어기

위반촬영제어기 촬영정보

차종정보

스마트 차로제어기

자 동 차 기 술

▶ 여러차로의 시스템(통신, 차종 분류, 위반 촬영)의 통합제어가 가능한 다차로 차로 제어기 개발

카메라

수납정보

차종분류

안테나 카메라

안테나

기초정보

차로제어기 ^ 통신, 차종, 위반차량 ^ 매칭 수납/위반처리 ^ 0BU B/L 관리 및 처리 ^ 전자카드 B/L, P/L 처리

기 타

26_ For The Future Green Road SMART Highway

통합수납관리 시스템 ■수납//위반처리 ■기초자료 관리 ■OBU B/L 관리 ■전자카드 P/L, B/L ■정보관리 및 처리

주요성과 ▶ 다차로기반 스마트톨링 통신시스템 및 비 접촉식 차종분류시스템 제작 사 업 개 요 제어기

IR/RF 안테나 스마트톨링 통신시스템

스마트톨링 차종분류 시스템

도 로 기 술

▶ 여러 차로 제어가 가능한 스마트톨링 차로제어기 제작

교 통 기 술

자 동 차 기 술

스마트톨링 차로제어기

활용계획 및 기대효과 ▶ 무정차 다차로 기반의 스마트톨링을 통한 정체 감소 및 CO2 배출량 감소 ▶ 세계 최초 능동형 통신 기반의 무정차 다차로 스마트톨링 기술개발로 세계기술 선도 ▶ 주행속도 감속없이 통행료를 지불할수 있어 주행 편의성 향상 For The Future Green Road SMART Highway _27

기 타

03

교통기술 5. SMART Tolling을 위한 운영 및 통합운영관리 시스템 개발

개요 ·연구기관 : (사)한국지능형교통체계협회, (주)휴앤에스, (주)지슨 ·연 구 비 : 26억원 (정부출연금 : 20.4억원) ·연구기간 : 2009. 6 ~ 2014. 7

사 업 개 요

▶ 운영자 중심의 통합운영관리시스템 및 위반차량 촬영 장치 개발

연구 내용 ▶ 차로변경에 대비하고 전·후면 촬영이 가능한 위반촬영 시스템 개발 - 기존시스템 : 단일 차로 촬영, 단면(후면) 촬영 위반차량 인식시스템 위반차량 인식시스템 차량 검지기 차량 검지기

도 로 기 술

전면 촬영 전면 촬영

후면 촬영 후면 촬영

Gantry #2 Gantry #2

Gantry #1 Gantry #1

Gantry #3 Gantry #3

영상서버

전방카메라(Gantry#3) 카메라(Gantry #3)

영상 서버

센터

#2 갠트리 차량진입 #2갠트리 차량진입

교 통 기 술

전면판촬영 촬영 전면판

후방카메라(Gantry #1)

후방카메라(Gantry#1)

센터

위반차량영상 위반차량영상 번호인식결과 저장 번호인식결과저장 지역제어기

번호인식 번호인식 전후면 매칭 전후면 매칭

#2 갠트리 차량진출 #2갠트리 차량진출 후면판 촬영 후면판 촬영

지역제어기 지역제어기

위반차량 위반차량 확인 확인 통합차로 제어기 통합차로제어기

▶ 다차로에서 수납되는 요금정보를 처리할수있는 통합수납관리시스템 개발

자 동 차 기 술

스마트톨링 통합운영관리 시스템

스마트톨링 시스템

통합수납관리 시스템 위반확인

수납정보 기초정보

차로제어기

^정상/위반 데이터 처리 ^다양한 데이터 통계관리 ^현금사용차량 예약 데이터 처리 ^통행료 지불 오류에 대한 처리

영상서버 영상정보

위반 한국도로공사 본사 전자지불서버

기 타

28_ For The Future Green Road SMART Highway

정산시스템

수납/ 위반자료 전자지불서버 운영 기초 자료, OBU 카드 고객정보, B/L정보

주요성과 ▶ 다차로를 촬영할 수 있는 스마트톨링 위반촬영장치 제작 사 업 개 요

CCU CCU

Blank

HUB HUB

DC - Power

EMU

도 로 기 술

스마트톨링 위반촬영장치

▶ 차로 차단 없는 무중단 원격모니터링 시스템 및 고객지원관리시스템 설계 시스템 오류관리

정기점검관리

예약정보 관리

위반처리지원

교 통 기 술 원격유지보수관리

시스템 이력관리

스마트톨링 원격모니터링시스템

고객서비스 지원

스마트톨링 고객지원관리시스템

자 동 차 기 술

활용계획 및 기대효과 ▶ 원격관리 (H/W, S/W)를 통한 유지관리 효율성 도모 ▶ 고객지원 관리시스템 개발을 통한 효율적인 통행료 수납 및 운영관리 구현

For The Future Green Road SMART Highway _29

기 타

04

자동차기술 1. 전천후 도로-자동차 상황관리 시스템 구축

개요 ·연구기관 : 메타빌드(주), (주)제일엔지니어링, 부올(주) ·연 구 비 : 87.8억원(정부출연금 : 64.8억원) ·연구기간 : 2008. 9 ~ 2014. 7

사 업 개 요

▶ 낙하물, 결빙, 수막 등의 노면정보와 자동차 이상정보의 검지, 제공을 통하여 안전주행 실현기술 개발

연구 내용 ▶ 전천후, 실시간 노면정보 및 자동차 이상정보 검지기술 개발

레이더 검지기

도 로 기 술

관리자 및 후방차량 위험정보 제공

노면정보 수집 자동차 이상정보 수집

스마트 단말기

스마트폰

노면정보 및 자동차 이상정보 검지 시스템

▶ 도로-자동차 통합 위험정보 제공 시스템 개발 교 통 기 술

데모 주행중 ▶▶▶

긴급 도로 상태 알림

주행거리

주행시간

연료소모

CO2 배출량

약 1.51 KM 전방에 낙하물이 있습니다.

확인

자 동 차 기 술

3. 주요성과 ▶ 개발 성과 - 도로정보 검지 레이더 개발

송수신기

기 타

30_ For The Future Green Road SMART Highway

신호처리기

안테나

- 도로-자동차 통합정보 제공 단말 프로그램 개발

사 업 개 요

스마트 단말기용 위험정보 제공 프로그램

데모 주행중 ▶▶▶

금일 진단 결과 내용

긴급 도로 상태 알림

배터리 이상 엔진 결함 타이어 공기압 부족

주행거리

주행시간

연료소모

CO2 배출량

도 로 기 술

약 1.08KM 전방에 눈길이 있습니다.

확인 진단이력 보기

교 통 기 술

모바일 단말기용 위험정보 제공 프로그램

- 차량정보 수집장치 개발 Vehicle OBD- ⅡConnector VBAT MEMORY

MCU K-line/CAN Transceiver

LED

TIME R/INT

TIMER/INT

UART 2

UART 1

GPIO

Bluetooth

RTC

Bluetooth Device

자 동 차 기 술

Serial Port

차량정보 수집장치 구성

활용계획 및 기대효과 ▶ 도로-자동차 실시간 정보 제공을 통한 안전주행 지원으로 교통사고 감소 및 정체 해소 ▶ 세계 최초의 장애물, 노면상태 통합 검지 레이더 개발 For The Future Green Road SMART Highway _31

기 타

04

자동차기술 2. 주행로 이탈예방 지원기술 개발

개요 ·연구기관 : 경희대학교, 현대모비스 ·연 구 비 : 23.1억원(정부출연금 : 11.7억원) ·연구기간 : 2008. 9 ~ 2014. 7

사 업 개 요

▶ DGPS를 이용한 차량의 고정밀 위치정보와 도로의 차선좌표를 연계한 주행로 이탈경고기술 개발

연구 내용 ▶ DGPS 및 도로의 차선 좌표를 연계한 주행로 이탈경고 시스템 기술개발

GPS 위성 이탈경고 표출 DGPS 기준국

도 로 기 술 차선 GIS 데이터 비교

교 통 기 술

※ DGPS(Differential GPS, 위성항법보정시스템) : GPS 오차 보정시스템 ※ RFID(Radio Frequency Identification) : IC칩을 내장해 무선으로 관련 정보를 관리하는 차세대 인식 기술

▶ 운전자 부주의에 의한 차로이탈 발생시 기존 차로 자동복귀기술 개발

이탈경고 표출

자 동 차 기 술

주행 차로 복귀

조향장치 제어

조향장치

기 타

32_ For The Future Green Road SMART Highway

주요성과

사 업 개 요

▶ 개발 성과 - DGPS-차선좌표 연계한 주행로 이탈경고 프로그램 개발

도 로 기 술

주행로 이탈경고 프로그램

교 통 기 술

- 주행로 이탈검지 ECU 및 자동 조향장치 개발

자 동 차 기 술 주행로 이탈판정 ECU

차량 조향장치 제어기

활용계획 및 기대효과 ▶ 고속도로 교통사고중 약 85%를 차지하고 있는 운전자 과실에 의한 교통사고 예방 ▶ DGPS를 활용한 세계최초의 주행로 이탈경고 기술 개발 For The Future Green Road SMART Highway _33

기 타

04

자동차기술 3. 자동차의 연쇄사고 예방 지원기술 개발

개요 ·연구기관 : 케이티, 현대모비스, (주)오투스, 아이비트, 아주대학교 ·연 구 비 : 12.4억원(정부출연금 : 6.1억원) ·연구기간 : 2008. 9 ~ 2010. 6

사 업 개 요

▶ 전방 사고정보 검지 및 실시간 제공기술 개발

연구 내용 ▶ 자동차 정보(ECU)와 충격 센서를 이용한 사고 및 고장차량 검지기술 개발 ※ ECU(Electronic Control Unit) : 전자제어장치 자동차 이상정보 수집

도 로 기 술

교 통 기 술

사고 위험도 분석

차량 충격랑 검지

▶ 위험영향권 내의 차량에게 실시간 사고정보 제공기술 개발

후방 국지서버 제공 자 동 차 기 술

국지서버

국지서버

사고정보 제공 사고검지 →

사고 심각도 분석 및 인근 차량 사고정보 제공

시스템 구성도

기 타

34_ For The Future Green Road SMART Highway

주요성과 ▶ 사고정보 검지 장치 사 업 개 요

도 로 기 술 차량고장정보 검지장치

차량 충격 검지장치

- 사고정보 제공 단말 프로그램

교 통 기 술

자 동 차 기 술 운전자용 단말 프로그램

관리자용 단말 프로그램

활용계획 및 기대효과 ▶ 전방 사고정보의 실시간 제공을 통한 연쇄사고 사전 예방

For The Future Green Road SMART Highway _35

기 타

05

기타 1. 체험도로 구축 및 운영

개요 ▶정 사 업 개 요

의 : 스마트하이웨이 개발기술을 연계 검증하고 체험할 수 있도록 일정 구간에 연구 성과를 집약 설치한 도로

▶ 설치위치 : 여주 시험도로(중부내륙고속도로 마산기점 257.1km, L=7.7km) ▶ 소요예산 : 총57억원(정부:40억원, 민간:17억원) ▶ 설치기간 : 2011. 4 ~ 2012. 7 (16개월) - 1단계(2011. 06) : 부산 ITS 세계대회 시연장비 이전 설치 - 2단계(2011. 12) : 단위기술 및 운영센타 설치 - 3단계(2012. 07) : 시연기술 시스템 통합 연계 설치 ※ 단계 설치(2011. 6) 이후 단계별 시연 실시

도 로 기 술

▶ 세부 추진내용 - 체험도로 운영센터, 각종 서버 및 네트워크 전용 인프라 구축 - 단위기술(10개) 연계 검증^평가 및 서비스 시연

체험도로 구상도

교 통 기 술 스마트 단말기 SMART Device

자 동 차 기 술

기 타

36_ For The Future Green Road SMART Highway

주요 적용기술 사 업 개 요

WAVE 기반 편의제공

도 로 기 술

WAVE 통신

자동추적 CCTV 2

1 Array형 카메라

1 ARRAY형 돌발 발생

카메라

2 자동추적 CCTV

낙하물 검지 및 정보제공

돌발 검지 돌발 상황 확인

교 통 기 술

돌발상황 자동검지 및 정보제공

인공위성

자 동 차 기 술

주행로 이탈 주의 주행로 이탈 패턴분석

기준국(위치보정)

주행로 이탈 주의

차량-차선간 거리산출

주행로 이탈 예방

다차로 기반 스마트 톨링

For The Future Green Road SMART Highway _37

기 타

05

기타 2. 연구성과 홍보 및 확산

스마트하이웨이 개발기술 공용도로 기술시연 실시 사 업 개 요

도 로 기 술

▶ 기술시연 내용 - 끊김없는 CCTV 영상전송 서비스(V2I) - 고속주행 중 Web browsing 서비스(V2I) - 돌발상황 및 차량 정보 전송 서비스(V2V) ▶ 일 시 : 2010. 10. 26(화) ~ 29(금), 제17회 부산ITS 세계대회 기간 ▶ 장소 및 구간별 시연 내용

서비스시연 구간 구성도

기술시연용 버스

교 통 기 술

① 구간

Bexco~부산-울산선 시점

구간거리

약 5km

시연내용

시연 내용 소개(5분)

② 구간

부산-울산선 시점~18.5k

구간거리

약 18.5km

시연내용

스마트하이웨이 동영상(7' 08")

③ 구간

18.5k~온양IC(29.2k)

구간거리

약 5.2km

약 5.5km

시연내용

V2I서비스

V2V 서비스

④ 구간

온양IC(울산지사)

시연내용

기술 시연 질의 응답

V2V 정보시연 서비스

기술시연 구간(부산 ~ 울산 고속도로)

구간별 주요내용

스마트하이웨이 개발기술 Show Case 개최 자 동 차 기 술

기 타

▶목 표 : 개발기술의 실현가능성 확인 및 연구성과 홍보 ▶ 일 시 : 2010. 10. 26(화)~29(금), 제17회 부산 ITS세계대회 기간 ▶ 시연구간 : 부산 벡스코 주변 도로

Show Case 구간 38_ For The Future Green Road SMART Highway

기술시연 버스 내부

▶ 시연서비스 - WAVE 통신기반의 V2V 및 레이더 이용 장애물 정보 제공 서비스

차량 이동형 레이더 검지 정보수집 도로의 노면 상태 정보를 수집

서비스 차량 정보 제공

➊

WAVE 통 신

➋

차량주행 WAVE 통신

사 업 개 요

장애물 등장

국지서버

➌

앞 차 정보의 수집 (가감속 및 CO2 정보)

➍ 노면검지

위험경고서비스

시연시나리오

시스템 개요도

- DGPS 기반의 주행로 이탈경고 서비스

도 로 기 술

인공위성

DGPS 기준국

보정 데이터+도로 GIS데이터

자동차 GPS 정보

차로 이탈여부 및 이탈방향 표시

교 통 기 술

차로 이탈방향 단말기 표시

시스템 개요도

2011년 한국을 빛낸 대표브랜드 대상 수상(공공분야) 자 동 차 기 술

▶주 관 : 한국일보, 스포츠한국 ▶ 선정방법 : 한국리서치 조사 및 산·학·연 전문가 최종심사

대표 브랜드

표창패

수상식 For The Future Green Road SMART Highway _39

기 타

Smart Highway. Copyright(C) 2011 Smart Highway. All rights reserved.

신갈

기흥 승용차전용 톨케이트 기흥톨게이트

IC 삼성전자 수 원

고가도로

SK주유소 동탄신도시

IC 기흥 톨케이트 (동탄신도시 방면)

수원·영동 SK동탄주유소

경부고속도로 도 로 교 통 연 구 원

오산, 운암지구 신리 도로교통연구원

317

동탄면

라베라CC

각시못

동탄교 신갈, 기흥IC

SK주유소

수원·발안 오산시청

317

도 로 교 통 연 구 원

신리

들수교

신리 도로교통연구원

스마트하이웨이사업단

고 가 도 로

용인한화콘도

오산시내 발안

IC

평택·발안

오산톨게이트

양성

안성

스마트하이웨이사업단 445-812 경기도 화성시 동탄면 산척리 50-5 스마트하이웨이 사업단 Tel. 031-371-2778 Fax. 031-371-2779 E-mail. webmaster@smarthighway.or.kr http://www.smarthighway.or.kr/