차량 시뮬레이터를 이용한 운전자 인지기능이 주행행태에 미치는 영향 연구

황순천,이동민,김선훈,김도훈 대한교통학회 2020 대한교통학회지 Vol.38 No.5

Recently, traffic accidents caused by high-risk drivers such as elderly drivers have emerged as a major social problem. People feel uneasy about driving by high-risk drivers, so it is argued that they should be ​institutionally restricted from driving. However, it is difficult to determine suitabilities of driving by inspecting factors that affect the actual driving abilities. For elderly drivers, restricting their driver licenses can be factors infringing on mobility rights. For this reason, a prudent approach is needed to improve the driver aptitude test system. In order to solve this problem, if the driver license is determined by assessing physical and cognitive abilities which are identified to affect driving, it will be a better system which all ages agree. In this study, human factors that can influence driving were analyzed by comparing between cognitive abilities and driving behaviors using a driving simulator. Cognitive abilities of 65 subjects were measured using special apparatus. The results of measured cognitive abilities were used to categorize into two groups which were with good abilities and with poor abilities. Next, driving behaviors of the subjects in various road environments were analyzed through collected log data using a driving simulator. First, it was confirmed that the subjects with relatively higher age belonged to the group with poor cognitive abilities. Second, the group with good cognitive abilities showed better driving behavior than the worse group. Third, it was analyzed that there were more differences in urban roads between two groups. Fourth, it is confirmed that there were more differences in driving behavior among the groups at nighttime than at daytime. The results of this study are meaningful because this was carried out empirical studies to find the factors affecting driving behaviors. This research can be used to carry out future research on the driver license and driving behaviors. 최근 고령운전자 등 고위험군 운전자들에 의한 교통사고가 주요 사회적 문제로 대두되고 있다. 이에 고위험군 운전자들이 운전을 하는 것에 대하여 사람들은 불안감을 느끼며, 이들이 운전을 하는 것에 대하여 제도적으로 제약이 필요하다는 주장이 제기되고 있다. 하지만 실제 운전능력에 영향을 미치는 요인을 검사하여 운전 적합 여부를 판별하기는 어려운 문제라 신중한 제도 개선이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 방안으로 운전능력에 영향을 미치는 것으로 확인된 신체적 ‧ 인지적 능력 평가 요소들로 운전적성을 평가한다면 모두가 인정하는 제도가 될 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 인지능력 검사와 차량 시뮬레이터를 이용한 주행행태를 분석하여 운전능력에 영향을 줄 수 있는 요인을 분석하였다. 먼저 65명의 피실험자를 대상으로 인지능력을 측정하였다. 측정된 인지능력 결과를 토대로 인지능력이 상대적으로 높은 그룹과 낮은 그룹으로 군집분석을 수행하였다. 다음으로 차량 시뮬레이터를 이용하여 수집된 피실험자들의 주행행태를 분석하였다. 분석 결과 첫째, 상대적으로 연령이 높은 피실험자가 인지능력 결과가 낮은 그룹에 속하는 경우가 많음을 확인하였다. 둘째, 인지능력이 상대적으로 높은 그룹이 낮은 그룹보다 안정된 주행행태가 관측되었다. 셋째, 도시부 도로보다는 지방부 도로에서 그룹 간 주행행태 차이가 더 많은 것으로 분석되었다. 넷째, 주간 상황과 야간 상황을 비교한 경우에도 야간 상황에서 그룹 간 주행행태 차이가 더 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 운전행태에 미치는 요인을 찾아내는 실증 연구를 수행했다는 점에 의의가 있으며, 향후 운전면허 제도 및 운전행태 관련 연구를 수행하는데 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

차량시뮬레이터를 이용한 장대터널 주행안전성 연구

류준범,신용균,박성진,한주현 한국도로학회 2011 한국도로학회논문집 Vol.13 No.1

장대터널은 터널이 갖는 고유 특성으로 인하여 운전자의 주행안정성이 저하되고 사고위험성이 높기 때문에 신규 터널 설계시 사전에 충분한 검토가 필요하다. 특히 터널 주행시 나타나는 안정적인 속도유지 곤란과 졸음운전 가능성의 증가, 사고발생 시 높은 치사율및 운전자가 경험하는 주관적인 불안감 등으로 인하여 설계 단계부터 시공에 이르기까지 교통심리학 및 인간공학적인 측면에서 숙고가요구된다. 본 연구에서는 차량시뮬레이터를 이용하여 10km 이상의 장대터널(고속국도 60호선 춘천~양양간 건설공사 제14공구 내인제터널) 기본 설계안에 대한 운전자의 주행안정성을 평가한 후, 터널주행에 따른 문제점들을 파악하여 사고위험성이 높을 것으로 추정되는 위험구간 및 개선방안 등을 제시하였다. 실험 결과, 양양 및 춘천 방면 모두 도로선형이 바뀌는 변곡점을 전후하여 주행안정성이 저하되고 운전부하가 높아 위험구간으로 드러났다. 마지막으로 본 연구의 제한점 및 시사점에 대해 논의하였다. Considerable evaluation is needed to design a new longitudinal tunnel in advance because it damaged drivers’ driving safety and heightened the possibility of traffic accidents with its physical characteristics. Specifically, considering traffic psychological and ergonomic factors was very important to prevent the difficulty of maintaining safe speed, the increase of the drowsy driving, the fatality of traffic accidents, and subjective feelings such as anxiety while driving a car through the tunnel, from design to construction. This study dealt with driving safety evaluation of an original road alignment design for the longitudinal tunnel (length: above 10km) with a driving simulator, and helped us to improve an original road alignment design and make an alternative road alignment design with presenting risky districts. The results of experiment showed that inflection points were revealed more risky districts, because they impaired driving safety and elevated driver workload while driving a car through around the inflection points of two-way route. Finally, the limitations and implications of this study were discussed.

C-ITS 환경에서 차량 간 상호작용 분석을 통한 차내 경고 정보의 교통 안전성 효과 평가

고지은,장지용,오철 대한교통학회 2021 대한교통학회지 Vol.39 No.1

The cooperative-intelligent transport systems (C-ITS) shares useful real-time traffic information including upcoming hazards in support of vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to- infrastructure (V2I) wireless communications. The safety applications provided in the C-ITS environment allow the driver to respond quickly to unexpected hazardous situations and to prevent accidents. This study aims to quantitatively evaluate the safety benefits of C-ITS when the in-vehicle warning information is provided. A novel feature of this study is to use a multi-agent driving simulation method capable of analyzing vehicle interactions between a subject vehicle and a preceding vehicle in terms of crash risks. The crash potential index (CPI) is adopted to evaluate rear-end crash risks, and various compliance levels of C-ITS drivers are further taken into consideration in the analysis. In case the subject vehicle received the warning information was defined as the “With” scenario, and the case that the subject vehicle did not receive the warning information was defined as the “Without” scenario. In addition, to analyze the impact of providing alert information on traffic safety from compliance rates, it is defined in this study that drivers comply with given warning information in the case where the speed and CPI decrease after the warning message is displayed. And the changes in the probability of accidents caused by the subject’s compliance rate were compared. Results showed that the driving speeds and CPIs of the “With” scenarios were lower compared to the “Without” scenario, and 55.81% of CPI reduction was achievable due to the warning information provision. According to the CPI effectiveness analysis on the compliance rate, the average CPI decreased as the compliance rate increased. When all the drivers complied with the warning information in the C-ITS environment, the crash potential was reduced by 67.86% compared to the case that all drivers did not comply with the warning information. The outcomes of this study are expected to be useful as a fundamental for developing effective policies to fully exploit the benefits of C-ITS applications. Cooperative-Intelligent Transport Systems(C-ITS)은 차량과 차량, 차량과 인프라 간의 V2X 통신을 기반으로 전방의 위험 상황 정보를 운전자에게 실시간으로 제공한다. C-ITS 환경에서 제공되는 전방 위험상황 정보를 통해 운전자는 예기치 않은 위험 요소를 사전에 인지하고 신속하게 대응하여 사고를 예방하는 것이 가능하다. 본 연구의 목적은 C-ITS 환경에서 차량 내 경고 정보 제공에 대한 효과를 교통안전 측면에서 정량적으로 평가하는 것이다. 본 연구에서는 Multi-agent 주행시뮬레이터를 이용하여 주체 차량과 선행 차량 간의 상호 작용을 분석하였다는 점에서 기존연구와 차별성을 갖는다. 사고 발생 개연성을 정량적으로 평가하기 위한 평가지표로 주행 속도와 후미추돌 사고위험도를 나타내는 Crash Potential Index(CPI)를 사용하였다. 실험 시나리오는 주체차량에 경고 정보를 제공한 “With”시나리오와 경고 정보를 제공하지 않은 “Without”시나리오로 설정하였다. 또한 순응률에 따른 경고 정보 제공이 교통안전성에 미치는 영향을 분석하기 위해 경고 정보 제공 시 피실험자의 속도 및 CPI가 감소한 경우를 순응으로 정의하고, 피실험자의 순응률에 따른 사고 발생 개연성 변화를 비교하였다. 분석 결과, 경고 정보를 제공한 경우의 주행 속도 및 CPI가 경고 정보를 제공하지 않은 경우에 비해 감소하였으며 경고 정보를 제공 시 약 55.81%의 사고 발생 개연성 감소 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 순응률이 증가함에 따라 평균 CPI는 감소하며, 순응률이 100%인 경우가 순응률 0%인 경우에 비해 사고 발생 개연성이 약 67.86% 감소하는 것으로 나타났다. 즉 C-ITS 환경에서의 경고 정보 제공은 사고 발생 개연성을 감소시키고, 운전자의 순응률이 증가할수록 사고 발생 개연성 감소 효과가 증가하는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 C-ITS 환경에서 순응률 향상을 통한 교통안전 개선 효과를 제고하기 위해 차량 내 경고 정보 서비스의 개발 및 운영관리 방안 수립 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

차량 주행 시뮬레이터 기반의 LDWS 검증 기술 개발

구태윤(TaeYun Koo),한종철(JongChul Han),장민규(MinGyu Jang),문진동(JinDong Moon),우덕현(DurkHyeun Wuh) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2011 No.11

In these days, vehicle manufacturers and system suppliers are well advanced in their driver assistance system products. Especially, in the development process, the reliability test is essential for the guarantee of driver’s safety and convenience. Many ADAS suppliers should do their best to handle a lot of test cases in their test development process. However, it is difficult to make the same test condition and environment in the real driving test. The driving simulator can be used for the alternative and cost-effective test method. In this study, a driving simulator with a 6-DOF motion platform is developed and we propose the verification process of LDWS(Lane Departure Warning System) using a driving simulator. It is expected that the new test method can be used for other ADAS system test such as LCA(Lane Change Assist System), CAS(Collision Avoidance System), and EDS(Emergency Driving Support).

차량 주행상태를 고려한 차량 배출가스 산정 모형 구축

한동희,이영인,장현호 대한교통학회 2011 대한교통학회지 Vol.29 No.5

Traffic signal is one of the major factors that affect the amount of vehicle emissions on urban highway. The amount of vehicle emissions in urban area is highly affected by the vehicle’s cruising speeds heavily influenced by the traffic signal lighting conditions. It was attempted in this study to trace the changing patterns of the vehicle emissions by collecting the emission data from a set of simulation studies and by categorizing vehicle cruising conditions into four different groups: idling, acceleration, deceleration, and running at a constant speed. Authors propose a simple emission model prepared based on Kinematic theory. The validation test results showed that the amount of the emission estimated by the proposed model was relatively satisfactory compared to the one of the existing model employing the average speed data only as the determinant. 대기오염물질과 온실가스가 주는 폐해는 점차 심각한 수준으로 발전하고 있는 상황에서 자동차에 의한 배출가스가 대표적인 배출원의 하나로 손꼽히고 있다. 교통부문에 있어서는 교통운영전략 등에 의해 배출가스량을 억제 및 관리할 수 있는 방법론에 대한 연구가 필요한 상황이나 아직까지 차량의 운행행태 즉 가속, 감속, 정지 시 등에 따른 배출량을 산정할 수 있는 모형에 대한 연구는 미미한 수준이다. 본 연구에서는 신호교차로와 같은 도로를 주행하는 차량이 가속, 감속 정지 하면서 배출하는 배출가스량을 산정할 수 있는 모형을 구축하였으며 이를 위하여 차량 실험을 기반으로 배출량표를 작성하고 차량의 움직임을 운동학적 접근법으로 분석하여 모형을 구축하였다. 최종적으로는 미시적 시뮬레이터와 배출표를 이용하여 가장 현실적인 배출량 산정체계를 구축하여 모형을 검증, 평가하였다. 평가 결과 기존의 평균주행속도를 이용한 배출모형 보다 상대적으로 정확한 배출량을 산정하는 것으로 분석되었다.

자율주행 성능평가를 위한 HILS 환경 구축 연구

이명수(Myungsu Lee),전기완(Giwan Jeon),김태형(Taehyeong Kim),윤경수(Kyungsu Yun) 한국자동차공학회 2019 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2019 No.11

주행시뮬레이터 기반 음주운전 판단 알고리즘 개발

오영달(Youngdal Oh),김은정(Eunjeong Kim),류동운(Dongwoon Ryu),박선홍(Sunhong Park) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2015 No.11

차량 주행 시뮬레이터 기반의 Sensor Fusion Algorithm 검증 환경 구축 및 평가

장민규(MinGyu Jang),구태윤(TaeYun Koo),한종철(JongChul Han),이한주(HanJu Lee),문진동(JinDong Moon) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2012 No.5

ADAS(Advanced Driver Assist System) are systems to help the driver and each system has specific software made by developer. Unfortunately, a developer can make an error or mistake, which causes a failure in system. So software testing is very important process and needed for drivers safety. In this study, we focus on sensor fusion system(LKAS and SCC) and propose the software test environment of sensor fusion algorithm using a driving simulator. The HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation) test environment has been established and evaluated its performance.

차량 주행 시뮬레이터 기반 전방 충돌 회피 지원 시스템 평가 기술 개발

이환희(Hwanhee Lee),장민규(Mingyu Jang),한종철(Jongchul Han),구태윤(Taeyun Koo),문진동(Jindong Moon) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11

EDS(Emergency Driving Support) system is important factor for active safety system of intelligent vehicle. For this reason, vehicle manufactures and system are actively developing EDS system. In this paper, a driving simulator with a 6-DOF motion platform is developed and we propose the verification process of EDS system using a driving simulator. And focus on testing method of EDS system. To evaluate performance of EDS system, we propose EDS system TDP(Test Development Procedure) using specification-based test approach and static test respectively.

실시간 주행 시뮬레이터를 이용한 통합섀시제어기의 성능 검증

윤장열(Jangyeol Yoon),조완기(Wanki Cho),임성진(Seongjin Yim),이경수(Kyongsu Yi),구본경(Bongyeong Koo) 한국자동차공학회 2009 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2009 No.4

This paper presents human-in-the-loop evaluations of unified chassis control (UCC) system using a full-scale driving simulator based on a virtual test track (VTT). The UCC system which is designed in this study aims for the prevention of vehicle rollover and the improvement of vehicle stability such as maneuverability and lateral stability by integrating electronic stability control (ESC) and active front steering (AFS). The UCC system always works with the driver, the overall vehicle performance is depend not only on how well the controller works but also on its interaction with the human driver. Vehicle behavior and interactions among the vehicle, the UCC controller and the human driver are investigated using a driving simulator. Closed-loop simulation results at realistic driving situations have shown that the proposed UCC system prevents vehicle rollover and at the same time ensuring the vehicle stability, and reduces driving effort of a driver in extreme driving situations.