산간 도로 안전 경고 시스템

프로젝트 개요

이 프로젝트에서 당사는 유명 스마트 교통 데이터 조사 기업과 협력하여 ‘스마트 산간 도로 안전 경고 장치’ 제품을 개발했으며, YenProtek이 각종 기반 기술을 지원했습니다. 이 제품은 주로 자이 메이산(현도 166호선)과 자이 룽메이(현도 129호선) 등 관광 주요 도로에 설치할 계획으로 개발되었습니다. 이 지역은 도로 상태가 좋지 않고 급커브, 갈림길, 급경사가 많으며, 차량 한 대만 지나갈 수 있는 구간도 많습니다. 특히 교통량이 많은 주말과 휴일에는 운전자가 전방 교통 상황을 충분히 파악하지 못해 오판으로 인한 교통사고가 발생하곤 합니다. 또한 외딴 지역에 도로 안전 모니터링 시스템을 설치하려면 지형 제약으로 배전이 어렵고 시공 난도가 높아, 막대한 설치 비용과 이후 유지보수 비용이 뒤따르는 경우가 많습니다. 이러한 어려움을 극복하는 것 역시 이 프로젝트가 해결하고자 한 주요 과제 중 하나였습니다.

고객의 여러 요구를 종합하여, 당사는 야외 외딴 지역, 산간 지역, 특수 도로 구간을 위한 ‘스마트 산간 도로 안전 경고 장치’를 연구개발했습니다. 실시간의 명확한 LED 신호등 점멸 경고로 반대편 또는 갈림길의 차량이 이미 커브나 좁은 구간에 진입했음을 알려, 도로 이용자가 마주 오는 차량에 주의하고 커브의 좁은 구간에 동시에 진입하지 않도록 함으로써 좁은 커브에서 무리한 교행으로 인한 사고와 교통 정체를 줄이는 것이 목표입니다. 야외 무선 응용 요건을 고려해 방수 설계를 채택하여 변화무쌍한 산간 야외 환경을 견딥니다. 또한 외딴 산간 지형에 적응할 수 있도록 환경 친화 에너지(태양광 또는 풍력)로 전원을 공급하여 상용 전원을 추가로 끌어오는 비용과 번거로운 공사가 필요 없고, 지형과 위치에 구애받지 않고 설치할 수 있어 더 안전하고 설치가 쉬우며 시공 비용도 절감됩니다. 동시에 시스템의 적응성도 크게 향상되었습니다.

실시간 경고 기능과 함께, 시스템은 수집한 차량 및 경고 관련 데이터를 클라우드에 업로드하여 교통 관리 기관이 각 설치 구간을 보다 효과적으로 관리하고 유지보수할 수 있도록 지원합니다. 이를 통해 교통 관리 효율을 높이고 시스템 유지보수 비용을 낮추며, 스마트하고 안전한 교차로를 만들어 안심하고 통행할 수 있는 환경을 조성합니다.

현재 산간 스마트 안전 경고 시스템 프로젝트는 자이 산간 지역 여러 곳에 실제로 구축되어 좋은 성과를 거두고 있으며, 자이현 정부는 산간 주민과 관광객의 주행 안전을 높이기 위해 설치 지점을 추가로 확대할 계획입니다.

프로젝트 정보

고객 / 현장: 자이현 정부
프로젝트 기간: 2019-2021
분류: # 스마트 교통 # 경고 시스템
센싱 기술: 적외선 감지 기술

구현 방법 및 기구 설계

시스템은 커브 진입 전이나 갈림길 교차로의 도로변에 차량 센서를 설치하도록 설계되었습니다. 차량 센서는 연산 로직과 결합하여 통과하는 차종을 식별(오토바이, 자전거, 보행자 제외)하고 차량의 진행 방향을 판별합니다. 차량이 교차로를 지나거나 커브 사각지대에 진입하면 경고가 필요한 도로 반대편 위치의 경광등을 작동시켜 도로 이용자에게 마주 오는 차량에 주의하도록 알리며, 경고와 동시에 관련 데이터를 네트워크를 통해 클라우드에 업로드하여 관련 기관이 원격으로 직접 모니터링할 수 있습니다.

‘산간 스마트 안전 경고 시스템’은 최소 두 세트의 차량 센서와 클라우드 시스템으로 구성되며, 차량 센서는 주로 적외선 센싱 모듈, LED 경광등, 전원 공급 장치, 제어 시스템으로 이루어집니다. 주요 설치 환경이 야외이므로 설계 시 최대한 빠르고 간편하게 탈부착할 수 있도록 하여 고객의 설치 및 유지보수 난이도와 비용을 낮추었으며, 본체 재질은 스테인리스강을 채택하여 충분한 강도와 우수한 내후성을 확보했습니다.

적외선 센싱 모듈

두 세트의 적외선 센서로 차량 통과 시 차종과 진행 방향을 판단합니다.
단일 빔 적외선 센서를 채택했으며, 유효 범위 15M로 일반적인 산간 도로 폭을 커버합니다.
적외선 송신 모듈과 수신 모듈은 도로 양쪽에 서로 마주 보도록 설치됩니다. 송신부가 수신부로 적외선 빔을 발사하고, 차량이 지나가며 빔이 차단되면 차량 통과로 판별합니다. 두 세트의 적외선 센서를 같은 교차로에 1M 간격으로 설치하여 차종과 진행 방향을 효과적으로 판단합니다.

경광등

LED 경광등은 경고 표지판과 함께 강관에 고정되어 도로변에 설치되며, 주요 기능은 마주 오는 차량에 경고하는 것입니다.

전원함

스테인리스강 함체를 채택하여 내부에 배터리를 두고 태양광 전원 관리 모듈을 고정할 수 있습니다. 측면 타공으로 배선이 편리하며, 함체 뒷면의 걸이 설계로 강관에 쉽게 고정할 수 있어 신속한 시공에 유리합니다.
태양광 전원 시스템으로 적외선 센서 송신부와 경광등에 전원을 공급합니다.
태양광 전원 모듈: 60W 태양광 패널과 전원 관리 모듈로 시스템 전원을 공급합니다. 55AH 배터리와 함께 사용하면 직사광선이 드는 맑은 날 1~2일이면 배터리가 완충되며, 완충 후에는 태양광 충전이 없는 흐리거나 비 오는 날에도 7~10일간 사용할 수 있습니다.

제어함

스테인리스강 함체를 채택했으며, 측면 타공으로 배선이 편리하고 함체 뒷면의 걸이 설계로 강관에 쉽게 고정할 수 있어 신속한 시공에 유리합니다.
태양광 전원 시스템으로 시스템 전원을 공급하며, 제어 모듈은 차량 감지와 경광등을 제어하는 동시에 네트워크에 연결하여 관련 정보를 클라우드 시스템에 업로드합니다.
제어 회로 기판: 두 개의 컨트롤러 모듈 중 하나는 센서 입력과 경광등 출력을 처리하고, 다른 하나는 NB-IoT로 데이터를 클라우드에 업로드합니다. 입력단은 포토커플러로 센서 정보를 아날로그 입력받고, 출력단은 릴레이 모듈로 경광등을 제어하며, ADC 한 세트로 전압을 감지하여 배터리 잔량을 모니터링합니다.

클라우드 서버

업로드된 센싱 데이터를 저장하고 원격 설정과 모니터링을 지원합니다. 클라우드 플랫폼에 수신 정보가 기록되며, 다양한 조건으로 관련 업로드 정보를 조회하고 정리하여 EXCEL 파일로 다운로드해 분석에 활용할 수 있습니다.

개발 포인트

견고한 내구성

야외 무선 애플리케이션을 위해 설계되어 변화무쌍한 야외 환경을 견딥니다

친환경 에너지 전원

현장 조건에 따라 태양광 또는 풍력 발전 전원 방식 선택 가능

클라우드 데이터 업로드

데이터를 클라우드 시스템에 자동 업로드하여 교통 관제 센터에서 모니터링·분석

높은 신뢰성

데이터 임시 저장 메커니즘으로 업로드 데이터의 완전성과 연속성을 보장합니다

간편한 설치

번거로운 배전과 호스트 설치가 필요 없어 안전하고 설치가 쉽습니다

원격 업데이트

IoT를 통해 장비 설정과 펌웨어 업데이트를 원격으로 수행하여 편리하고 수고를 덜어 줍니다

AIoT 도로 안전 경고 시스템 - 산간 좁은 커브길을 위한 최적의 솔루션

센서가 좁은 커브길에 진입하려는 차량을 감지
반대편 경광등이 점멸하여 이미 차량이 커브 구간에 진입했음을 운전자에게 알리고, 동시 진입을 막아 좁은 커브길에서 무리한 교행으로 인한 사고와 교통 정체를 줄입니다.
환경 친화 에너지(태양광 또는 풍력)로 전원을 공급하여 산간 지역, 외딴 지역 등 전력선을 끌어오기 어려운 곳에 특히 적합합니다. 상용 전원을 추가로 설치하는 비용과 번거로운 공사가 필요 없고, 지형과 위치에 구애받지 않고 설치할 수 있어 더 안전하고 설치가 쉬우며 시공 비용도 절감됩니다.