신호교차로에서 자율주행차량의 안전주행 알고리즘 개발

Abstract

본 연구에서는 C-ITS(도로와 차량 간 정보교환이 가능한 체계) 환경에서 자율주행차량이 통신을 활용한 신호정보와 차량의 속도 및 위치정보, 도로정밀지도에 의한 교차로 기하구조 정보를 융합하여 어떠한 신호현시에서도 딜레마 구간 회피, 정지 최소화, 부드러운 정지 등을 통해 신호 교차로를 안전하게 주행할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘의 검증을 위해 VISSIM을 활용한 시뮬레이션 평가와 실제 자율주행차량을 활용한 공용도로에서의 평가를 실시하여 차량이 알고리즘의 목적에 맞게 정상적으로 작동함을 확인하였다. 또한 알고리즘이 교통에 미치는 영향을 분석하기 위해 신호 교차로의 포화도와 알고리즘을 적용한 차량의 비율을 변화시켜가며 효과척도인 지체시간, 통행시간, 통과 교통량, 정지횟수, 딜레마 구간 발생 교통량을 측정하는 시뮬레이션을 실시하였다. 그리고 이러한 효과척도를 알고리즘 미적용의 경우 및 기존 연구의 알고리즘과 비교하여 분석하였다. 분석결과, 본 연구의 알고리즘이 알고리즘 미적용 시 보다 포화도 0.9의 포화상태 미만에서는 타 효과척도의 저하 없이 딜레마 구간 발생 교통량을 22∼99% 감소시켰다. 하지만 포화도 1.35의 과포화 상태에서는 딜레마 구간 발생 교통량을 28∼94% 감소시켰으나 지체시간은 24∼155%, 통행시간은 19∼100%, 정지횟수는 31∼280% 증가시켰고 통과 교통량은 5∼14% 감소시켰다. 기존 연구와의 비교도 각 효과척도 값의 차이는 작았지만 유사한 결과 보였다. 향후, 일반차량과 자율주행차량이 혼재된 교통상황과 전체 네트워크 차원에서 개발된 알고리즘의 교통운영에 대한 영향을 분석할 필요가 있으며, 교차로 혼잡시 안전성은 증대되나 효율성 등이 감소하는 현상에 대하여 그 원인분석과 함께 교차로 포화도에 따른 본 알고리즘의 적용 여부를 결정할 교통 운영기준의 연구가 필요할 것으로 보인다.