한국전자통신연구원(ETRI) 관계자가 직접 개발한 ‘도시교통 브레인’에 대해 설명하고 있다. [한국전자통신연구원 제공]

국내 연구진이 인공지능(AI) 기술로 교통신호 최적화 기술을 개발해 차량의 교차로 통행시간을 15% 이상 단축했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 인공지능 강화학습을 적용한 신호 최적화 기술로 교통량이 변화하는 상황에서도 빠르게 교통신호를 바꿔주는 효과가 있는 ‘도시교통 브레인(UNIQ·유니크)’을 개발했다고 21일 밝혔다.

소규모 교차로의 신호 최적화 기술은 한 곳이 개선되면 다른 부분이 안 좋아지는 풍선효과를 일으킨다.

ETRI는 이번에 개발한 클라우드 분산처리 기술로 200개 이상의 대규모 교차로에서도 쉽게 기술적용이 가능하다고 설명했다.

ETRI는 대전시·세종시와 티맵으로부터 데이터를 제공받아 도로 지도와 1500여 개 이상의 교차로 신호체계를 구축했다.

또 신호 최적화 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.

기존 교통신호 최적화 기술들은 보행자의 통행시간 등 신호의 제약조건을 전혀 고려하지 않아 실제 도로에 적용할 수 없었다. 하지만 ETRI의 도시교통 브레인 기술은 보행자의 통행시간을 보장하고 예측 운전을 하는 운전자의 안전을 위한 신호의 순서와 주기를 유지하는 등 신호의 제약조건을 모두 지켜 실제 도로에 바로 적용할 수 있다.

ETRI는 대전시 유성구 10개 교차로 신호등에 실제 적용, 현실에 활용 가능함을 입증했다. ETRI의 도시교통 브레인 기술은 클라우드 플랫폼으로 제공, 다른 지방자치단체로 단계적 확대가 가능하다.

또 차선 변경, 도로 신설, 대규모 시설 건축 등 도로 환경 변화에 신속히 대응할 수 있어 과학적 교통정책 수립에도 도움이 될 전망이다. 이 기술은 신호등에 간단한 신호제어장치를 탑재하고 교통 분석 수집기, 영상정보 등을 통해 수집된 데이터는 엣지서버에서 처리, 스마트도시통합센터와 연동돼 온라인 시스템으로 신호최적화를 제어한다.

정문영 ETRI 스마트데이터연구실 박사는 “이번에 개발한 기술을 바탕으로 행정관청의 이전이나 신건물의 입점 시 등 외부 환경요인의 변화에 따른 교통량 변화, 환경영향평가 등 추가 연구를 할 계획”이라고 말했다.

향후 교통 관련 기업체나 스마트교차로 사업 기업 등에 ▷교통시뮬레이션 SW ▷교통신호 최적화 모듈 ▷교통수요 데이터 생성 도구 등 기술을 이전, 내년 중 상용화할 계획이라고 연구팀은 밝혔다.

구본혁 기자