AI강화학습 적용 신호 최적화 기술, 차량 통행시간 15% 단축
전자통신연구원, 클라우드 기반 ‘도시교통 브레인’ 기술 개발
[중소기업투데이 이상영 기자] 불합리한 교통신호 시스템으로 인해 도로 병목현상을 빚고, 시간과 비용을 낭비한다는 불만이 운잔자들 간에 높다. 최근엔 AI 기술로 이런 불합리한 교통신호 체계를 최적화, 불편과 불만을 완화시키는 지능형 ‘도시교통 브레인(UNIQ)’ 기술이 국내에서 개발됐다.
이를 개발한 한국전자통신연구원(이하 ‘연구원’)은 “이 기술을 적용하면 차량의 교차로 통행시간이 무려 15% 이상 단축됨으로써 도시교통의 소통이 한층 원활해질 것”이라고 밝혔다. AI강화학습을 적용한 신호 최적화 기술을 적용, 교통량이 변화하는 상황에서도 빠르게 교통신호를 바꿔주도록 한 것이다.
연구원은 기존의 소규모 교차로의 신호최적화 기술에 대해선 “한 곳이 개선되면 다른 부분이 안 좋아지는 풍선효과를 일으킨다”며 “그러나 이 기술은 클라우드 분산처리 기술을 통해 200개 이상의 대규모 교차로에 한꺼번에 쉽게 적용할 수 있다”고 했다. 이를 위해 연구원은 “대전시와 세종시, 티맵(T-map)으로부터 데이터를 제공받아 도로 지도와 1,500여 개 이상의 교차로 신호체계를 구축했다”고 한다.
또한, 신호최적화 성능 향상을 위해 800여 개의 카메라로부터 수집한 영상 정보를 딥러닝 기술로 분석했다. 자체 개발한 교통 시뮬레이션 기술 기반 데이터 생성 기술로 에러율 10% 미만의 교통량을 추정했다.
연구원은 “기존 교통신호 최적화 기술들은 보행자의 통행시간 등 신호의 제약조건을 전혀 고려하지 않아 실제 도로에 적용할 수 없었다.”면서 “그러나 이번에 개발한 ‘도시교통 브레인 기술’은 보행자의 통행시간을 보장하고, 예측 운전을 하는 운전자의 안전을 위한 신호의 순서와 주기를 유지했다”고 설명했다. 즉, “그와 같은 신호의 제약조건을 모두 지켜 실제 도로에 바로 적용할 수 있다”는 것이다.
이는 대전광역시 유성구 10개 교차로 신호등에 실제 적용해 현실에 활용 가능함을 입증하기도 했다. ‘도시교통 브레인 기술’은 클라우드 플랫폼으로 제공돼 다른 지방자치단체로 단계적으로 확대될 예정이다.
‘도시교통 브레인 기술’은 ▲AI 기술을 활용한 교통신호 최적화 기술 ▲클라우드 기반 대규모 교통 시뮬레이션 기술 ▲엣지-클라우드 협업 교통상황분석 기술 등이 핵심이다. 즉 신호등에 간단한 신호제어장치를 탑재하고 교통 분석 수집기, 영상정보 등을 통해 수집된 데이터는 엣지서버에서 처리해 스마트도시통합센터와 연동되어 온라인 시스템으로 신호최적화를 제어한다.
연구원의 스마트데이터연구실 정문영 책임연구원은 이 기술을 바탕으로 앞으로 행정관청의 이전이나 신건물 입점의 경우 외부 환경요인의 변화에 따른 교통량 변화, 환경영향평가 등 추가연구를 할 계획이다”이라고 밝혔다. 또 지자체로서도 이같은 기술을 이용한 교통 신호체계 변경을 통해 도심 교통 혼잡을 개선할 수 있게 되었다는 평가다.
연구진은 앞으로 교통 관련 기업체나 스마트교차로 사업 기업 등에 ▲교통시뮬레이션 SW ▲교통신호 최적화 모듈 ▲교통수요 데이터 생성 도구 등 기술을 이전, 내년 중 상용화할 계획이다.
연구원은 또 “이 기술의 빠른 상용화와 적용을 위해선 지도, 신호, 통행량의 데이터와 교통 관련 지도의 데이터베이스화, 지자체의 보유 데이터, 보정기술 등 통합이 필요하다”며 “추가적인 연구를 통해 시스템 구축을 서두를 계획”이라고 밝혔다.