차세대 지능형 교통시스템(C-ITS)을 활용한 신호위반 감지 시스템 개발
Development of Signal Violation Detection System Using Cooperative-Intelligent Transportation System
- 주제어 (키워드) 신호위반 , C-ITS , 안전운전 , 이륜차보험 , 배달업 , 이륜자동차; signal violations , C-ITS , safety driving , insurance of motorcycle , delivery industry , motorcycle
- 발행기관 서강대학교 메타버스전문대학원
- 지도교수 최승관
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 메타버스전문대학원 메타버스테크놀로지
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000076997
- UCI I804:11029-000000076997
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록
[공학 석사학위 프로젝트보고서] 본 프로젝트는 코로나19에 의한 배달업의 규모 증가 및 이륜자동차의 신호위반으로 인한 높은 교통사고율로부터 비롯된 문제에 초점을 맞추었다. 이와 관련하여 가정용 및 유상운송용 이륜자동차의 의무보험 가입률은 절반에 근접한 만큼, 교통사고 발생 시 가해자 및 피해자의 금전적 손실에 대한 보장이 어려운 상황에 직면할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 차세대 지능형 교통시스템(C-ITS)에서 제공하는 신호등의 등화 및 잔여시간에 대한 정보를 가공하여 신호위반을 감지할 수 있는 시스템을 안드로이드 스마트폰 애플리케이션과 웹 페이지의 형태로 개발하였다. 본 보고서에서는 신호등 데이터의 수신 및 가공 방식과 신호위반 감지 원리, 주행 데이터의 모니터링 시스템 구축 방법을 중점으로 기술하였다. 먼저, 정확한 신호등 통과 시점을 파악하기 위해 수신받는 신호등 데이터를 재구성하였고, 교차로의 형태 및 신호등 등화 종류에 따라서 교차로 이탈 시 회전 각도를 계산해 진행 방향을 추적하여 이를 신호등 정보와 대조해 신호위반 여부를 파악한다. 이후 모니터링 시스템을 통해 교차로 통과 시점, 명칭, 통과방향 등의 주행정보를 표 형태로 볼 수 있도록 구현하였고, 그 결과 신호등에 대한 매우 높은 인식률 및 성공률을 보였다. 따라서, 구현한 시스템을 기반으로 한 손해보험사의 이륜자동차 보험상품을 제안한다. 이 상품은 이륜자동차의 신호위반 행위를 선제적으로 통제하는 것을 목표로 하며, 이륜차 운전자는 보다 저렴한 보험료로 가입하여 교통법규 준수에 대한 동기부여를 얻을 수 있을 것이고, 손해보험사는 이륜자동차 유상운송보험의 높은 손해율을 감소시킬 수 있을 것으로 예상한다. 나아가 이륜차 운전자들의 준법운전을 통해신호위반으로 인한 교통사고 발생건수 역시 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.
more초록
This project focused on the problems arising from the increase in the size of the delivery industry due to COVID-19 and the high traffic accident rate due to the signal violation of motorcycles. In this regard, as the compulsory insurance coverage rate for two-wheeled vehicles for home use and paid transportation is close to half, it may be difficult to guarantee financial losses for perpetrators and victims in the event of a traffic accident. To solve this problem, a system that can detect signal violations by processing information on the equalization and remaining time of traffic lights provided by the Cooperative-Intelligent Transportation System (C-ITS) was developed in the form of an Android smartphone application and a web page. In this report, the method of receiving and processing traffic light data, the principle of detecting signal violations, and the method of establishing a monitoring system for driving data were mainly described. First, the received traffic light data was reconstructed to determine the exact time of passing through the traffic light, and the direction of rotation is calculated when the intersection is separated according to the type of intersection and the type of traffic light to track the direction of progress to determine whether the traffic light is violated. Afterwards, the monitoring system implemented driving information such as the timing, name, and direction of passing through the intersection in the form of a table, and as a result, it showed a very high recognition rate and success rate for traffic lights. Therefore, we propose a two-wheeled vehicle insurance product of a non-life insurance company based on the implemented system. This product aims to preemptively control signal violations of two-wheeled vehicles, and drivers of two-wheeled vehicles will be able to get motivation to comply with traffic laws by signing up for a lower premium, and non-life insurance companies expect to reduce the high loss rate of paid transportation insurance for two-wheeled vehicles. Furthermore, it is believed that the number of traffic accidents due to signal violations can also be reduced through the compliance driving of two-wheeled vehicle drivers.
more목차
제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 제안내용 2
제 2 장 기존 시스템 4
2.1 지능형 교통 체계(ITS) 4
2.1.1 정의 4
2.1.2 기존 교통체계와의 차이점 4
2.1.3 대표적 기술 5
2.2 차세대 지능형 교통 체계(C-ITS) 9
2.2.1 정의 9
2.2.2 ITS와의 차이점 9
2.2.3 기술요소 및 주요 서비스 10
2.3 REST API 13
2.3.1 정의 13
2.3.2 특징 13
2.3.3 사용 목적 14
2.4 서울교통 빅데이터(T-DATA) 15
2.4.1 정의 및 특징 15
2.4.2 사용 목적 15
제 3 장 선행 서비스 17
3.1 네비게이션 신호등 정보 제공 시스템 17
3.2 Tmap 운전점수 시스템 18
제 4 장 프로그램 구현 21
4.1 구현 개요 22
4.2 애플리케이션 신호위반 감지 로직 25
4.2.1 워크플로우 25
4.2.2 교차로 정보 데이터 분석 26
4.2.3 주행 방향 감지 로직 29
4.2.4 교차로 감지 로직 32
4.2.5 신호등과의 거리에 반비례한 가변 각도 범위 적용 35
4.2.6 API 호출 로직 36
4.2.7 API 수신 로직 37
4.2.8 신호위반 여부 판단 로직 41
4.2.9 최종 구현 애플리케이션 44
4.3 웹 서버 데이터 전송 및 호출 로직 46
4.3.1 웹 서버 전송 로직 46
4.3.2 데이터 호출 로직 47
4.4 실험 방식 47
4.4.1 주행 경로 구성 47
4.4.2 주행 차마 구성 48
4.4.3 실험 특이점 49
4.4.4 주행 총량 50
4.5 실험 결과 50
4.5.1 신호등 감지 및 통과 방향의 정확도 50
4.5.2 신호위반 감지 정확도 51
4.5.3 신호등과 애플리케이션의 시간차 분석 51
4.5.4 AVD를 이용한 신호위반 감지 정확도 52
4.5.5 실험의 한계점 54
제 5 장 제안 서비스 56
5.1 예상 이용 집단 분석 56
5.1.1 배달업 종사자 56
5.1.2 배달대행업 관리자 57
5.1.3 손해보험사 57
5.1.4 도로를 이용하는 다른 차마 58
5.1.5 정부 및 지자체 59
5.2 이륜자동차 보험상품 개발 60
5.2.1 현행 서비스 60
5.2.2 제안 상품의 핵심요소 62
5.2.3 제안 상품의 우수점 64
제 6 장 발전 가능성 66
6.1 배달대행업 관리 모니터링 시스템 발전 66
6.2 이륜차 운행 시 넘어짐 감지 기능 적용 및 확장 66
6.3 메타버스 형태의 긴급차량 출동 시뮬레이터 구현 67
제 7 장 결론 및 한계점 69
7.1 결론 69
7.2 한계점 70
참고문헌 72
