KR100451896B1

KR100451896B1 - 실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법

Info

Publication number: KR100451896B1
Application number: KR10-2001-0070543A
Authority: KR
Inventors: 이봉형
Original assignee: 주식회사 카포인트
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2004-10-12
Also published as: KR20030039578A

Abstract

실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법에 대해 개시한다. 본 발명의 실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법은, GPS모듈, 위치/속도 데이터압축모듈, 및 CDMA모듈로 이루어진 휴대용 복합항법단말과, 무선 네트워크망과, 그리고 교통정보 처리단말 및 데이터베이스로 이루어진 교통관리센터로 구성된 실시간 교통정보 처리시스템으로 이루어져, 휴대용 복합항법단말이 초기화되면 차량이동과 동시에 속도처리모듈에서 속도를 산출함과 동시에 GPS모듈은 인공위성으로부터 위ㆍ경도 관련데이터를 주기적으로 수신하여 현재 위치 및 속도를 산출 및 압축하는 단계; 상기 압축된 위치 및 속도 데이터에 대해 CDMA모듈을 통해 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국 및 기지국 관리시스템을 통하여 인터넷망으로 접속후, 상기 압축된 위치 및 속도 데이터를 교통관리센터로 전송하는 단계; 상기 전송된 위치 및 속도 데이터를 처리하여 데이터베이스를 갱신시킴과 동시에 GIS를 이용하여 교통상황을 교통관리센터의 지도에 표시하여 시간 및 현재 위치에 따라 임의의 구간별로 교통상황을 파악하는 단계; 상기 임의의 구간별로 다른 차량들의 속도와 합산하여 전체 차량의 평균속도를 계산하여 도로 전체의 교통상황을 파악하는 단계; 및 상기 교통상황을 차량에 공급하거나 교통정보상황판에 디스플레이시키기 위해 교통상황데이터를 전송하는 단계로 진행되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 데이터 처리량의 감소를 통해 기존에 사용하는 시스템의 성능 개선 및 유지 보수에 필요한 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 궁극적으로 이루고자 하는 교통상황을 실시간으로 정확하게 사용자 및 교통상황표지판에 전송함으로써 효율적인 교통관리를 이룰 수 있다.

Description

실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법{A real-time traffic information process system and method}

본 발명은 실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법에 관한 것으로, 특히 현재 위치 및 차량 속도 등을 각 차량에서 미리 처리하여 결과데이터만을 서버로 전송함으로써 서버의 데이터처리 부하를 감소시키는 실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 월드와이드웹(World Wide Web ; 이하, WWW라 함)과 인터넷, 인트라넷에 대한 관심과 더불어 기술의 발달에 따라 기존의 단독 응용 시스템들의 WWW와 통합된 응용으로서의 전이가 빠르게 이루어지고 있다. 이러한 추세에 따라 지리정보시스템(Geographic Information System ; 이하, GIS라 함)의 공간 데이터 활용 기술을 WWW와 연동하고자 하는 기술들이 이미 인터넷상에 다양한 형태로 나타나고 있다. 인터넷/인트라넷 분야와 GIS 분야는 각기 독립된 영역을 지향하면서 발전해 왔다. 인터넷/인트라넷 분야는 정보통신의 매체로서 급부상하였으며, 인터넷의 급속한 발전과 저변 확대는 웹이라 불리는 인터넷 정보 서비스를 대중화시켰다. 이에 대해, GIS는 현상세계에서 존재하는 지리, 지형정보와 속성정보를 결합한 데이터를 단순화 및 심볼화하여 컴퓨터상에서 운용 관리하는 종합정보 시스템으로 GIS분야는 초기에는 지리공간 분석이라는 학문적인 성격이 강하였으나, 점차 도시정보관리, 차량항법, 환경모니터링 등 생활과 밀접한 응용분야로의 접근이 활발해지고 있다. 현재 웹의 대중화로 인하여 이제는 그 영역을 네트워크를 통한 분산환경 상에서 구현하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 이러한 인터넷 GIS가 가능하려면 우선 다양한 기반기술 개발이 선행되어야 한다. 즉, 기반기술로는 공간자료상 상호가동성 문제해결, 광역통신망을 대상으로 한 분사처리 개방을 가능케 해주는 OSIS(OpenGeodata Interoperability), 자바프로그래밍 언어, 클라이언트와 서버관계를 성립시켜주는 미들웨어, 웹서버와 클라이언트가 문서를 통해 통신할 때 사용하는 프로토콜인 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) 등이 필요하다. 최근 인터넷 지도검색 사이트가 증가하고 있는 것은 인터넷에서 GIS를 구현할 수 있는 웹 GIS기술이 확산되고 있으며, 이는 지도제작업체들이 주요 도시의 지도를 전자화하는 디지털 지도사업이 성공하고 있기 때문일 것이다.

한편, 최근에는 글로벌 포지셔닝 시스템(Global Positioning System ; 이하, GPS라 함), INS(Inertial Navigation System) 및 CDMA 이동통신시스템이 통합된 복합항법시스템(Integrated navigation) 구현을 연구중에 있다. 즉, GPS, INS, 그리고 CDMA 이동통신시스템을 상호 결합하여 보다 향상된 정확성(Accuracy), 가용성(Availability), 무결성(Integrity), 연속성(Continuity)을 제공할 수 있는 새로운 개념의 복합항법시스템 및 소형 휴대용 복합항법단말기의 개발에 연구중에 있다.

이와 같이, 차량의 위치와 흐름을 파악하고 효율적으로 관리하여 물류 및 교통상황을 획기적으로 개선할 목적으로 GPS와 CDMA 이동통신시스템을 결합시켜 지리정보 데이터와 지도를 탑재한 GIS 서버로부터 이동통신망을 통해 전송된 가입자 개별의 위치정보를 처리하여 지도에 표시해 주게 된다. 이는 이동통신시스템과 접속된 GPS는 인공위성으로부터 위ㆍ경도에 관한 데이터를 주기적으로 수신하여 이동통신 기지국으로 데이터를 교환장비로 보내고 가입자 데이터베이스에 수록된 가입자 데이터베이스를 참조하여 해당하는 가입자의 위치정보를 GIS 서버로 전송함으로써 이루어지게 된다. 이러한 방식은 셀룰러 디지털 패킷 데이터(Cellular Digital Packet Data; CDPD) 또는 무선 모뎀을 채용한 데이터 전송장치가 GPS로부터 수신된 위치정보를 전송하여 이루어진다.

한편, 이와 같은 이동통신망을 이용한 위치정보 서비스를 구현하는 방안으로는 광대역 확산대역 셀룰러 시스템의 기지국과 이동국간의 프로토콜을 정의한 IS-95와 J-STD-008 규격에 정의된 호처리 프로세서 중에 시스템 부하에 영향을 미치지 않으면서 GPS으로부터 송출되는 데이터를 교환국으로 이전시킬 수 있는 알고리즘과 데이터 처리 어댑터가 고안되고 있다. 여기서, 시스템 처리용량에 영향을 미치지 않으려면 기존의 트래픽채널을 통해 데이터를 전송하는 방식에서 탈피하여 서비스 지역내의 사용자들에게 미치는 영향을 극소화하도록 액세스채널을 경유하여 데이터를 전송한다. 액세스채널을 통한 데이터 전송방법은 이동통신 단말기가 위치정보를 2진수로 변환하여 송출하는 데이터 발신기능을 가동하여 위ㆍ경도 좌표를 시스템으로 전송할 수가 있다. 교환기로 보내어진 위ㆍ경도 데이터는 가입자별로 매핑되어 GIS 서버로 보내어진다. GIS 서버는 2진 혹은 16진 데이터형태의 위ㆍ경도좌표를 디지털 지도에 표시한다. 데이터 발신이 주기적으로 이루어지도록 파라미터를 설정하는 것이 가능하며 주기적으로 보내어진 위ㆍ경도 데이터는 GIS 서버에서 가입자의 이동궤적을 표시하는데 사용된다. 이동통신 단말기에 부착되는 어댑터는 GPS가 인공위성으로부터 수신하는 위ㆍ경도 좌표를 ASCII(아스키)코드로 보내오면 2진수 혹은 16진수로 변환하는 기능과 순차적 데이터 송출에 따른 제어를 수행한다.

그러면 여기서 종래의 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법에 대해 살펴보자.

도 1은 종래의 이동통신망을 이용한 교통정보 처리시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신망을 구성하는 기본적인요소인 단말기인 이동통신단말(1), 기지국 송신시스템(2), 이동통신 교환국(3) 외에 GPS(4), 위치정보 압축부(Location Information Compression Unit; LICU, 5), 교통관리센터에 마련한 GIS 서버(6) 등으로 이루어져 있다.

인공위성으로부터 수신된 위치정보는 GPS(4)을 경유하여 위치정보 압축부(5)로 보내어진다. 위치정보 압축부(5)의 주요한 기능으로는 위ㆍ경도좌표를 단말기인 이동통신단말(1)로 전송하는 주기를 결정하는 Lat/Lon 데이터 흐름제어(data flow control), 10진수 7∼8자리로 표시된 위ㆍ경도좌표를 16진 옥텟 형태로 변환하는 Lat/Lon 데이터압축(data compression) 및 이동통신단말(1)로 전송되는 데이터의 종류를 결정하는 데이터 선택(위치, 속도, 변화량)이 있다.

데이터 전송 어댑터 기능을 수행하는 위치정보 압축부(5)는 단말기인 이동통신단말(1)에 연결된 Tx(전송) 데이터단자에 물리적으로 접속되고, 데이터 발신 기능을 구동시켜 기지국 송신시스템(2)으로 옥텟값으로 표시되는 문자의 형태로 변환된 위치정보를 전송한다. 위치정보는 아스키(ASCII) 코드문자에 해당되는 2진수 형태로 무선구간을 거쳐 이동통신망으로 전송된다. 이에 따라 GIS 서버(6)에서는 가입자의 위치정보 데이터를 접수한다. 이 때, 이동통신 교환국(3)을 경유한 위치정보는 메시지 서비스제어기(미도시)로 보내어질 수 있으며, 이 메시지 데이터에 대해 GIS 서버(6)에서 구체적인 처리가 이루어지게 된다. 이후, GIS 서버(6)에 연결된 복수의 클라이언트에게 해당 가입자의 위치정보를 제공할 뿐만 아니라 인터넷과도 연결되어 계약된 고객에게 이동체에 대한 위치정보를 제공하게 되는 것이다.

여기서, 도 2는 위치정보 전송을 위한 액세스채널 구조를 나타낸 것이다. 도2에 도시된 바와 같이, 인증 기능을 가동하지 않고 국제 이동국식별자와 장치일련번호를 이용하여 이동국 확인절차를 수행하는 시스템에서 12옥텟으로 변환된 위치정보를 액세스채널을 통해 전송할때, 액세스채널 메시지는 교통정보 길이, 메시지 몸체(DATA)와 전송오류를 검출하는 CRC로 구성된다. 메시지 몸체(DATA)는 각각 공통 필드, 인증 필드와 데이터 필드로 나누어 질 수 있으며, 이중에서 공통 필드는 모든 액세스채널 메시지에 포함되는 ACK_SEQ, MSG_SEQ, ACK_REQ, VALID_ACK, ACK_TYPE, MSID_TYPE, MSID_LEN 및 MSID로 구성되고 총138비트이다. 다음으로 인증 필드는 AUTH_MODE, AUTHR, RANDC 및 COUNT로 구성되며, 인증 기능을 가동하지 않는 시스템에서는 2비트,가동하는 경우는 34비트로 이루어진다. 마지막으로, 데이터 필드는 실제적인 위치정보가 수록되는 공간으로 총 126비트로 구성된다. 본 발명의 이동전화망을이용한 위치정보 시스템에서는 한번의 위치정보를 이동국이 송출할 때 소요되는 비트 수는 MSG_TYPE 8비트, 메시지 몸체266 비트, CRC 30비트로 총 304 비트(38 옥텟)이다.

그런데, 기존의 위치정보 데이터처리에 있어서, 이동물체의 위치정보를 실시간으로 수집하여 물류의 흐름을 통제하거나 교통정보를 제공하는 복합항법단말은 기존의 이동 전화통신망, 특히 코드분할다중접속방식(CDMA) 셀룰러와 개인휴대통신(PCS) 망을 활용하는 측면에서 새로운 부가장비가 필요할 뿐만 아니라 통화채널을 점유하여 위치정보를 단말에서 시스템으로 전송함으로써 전체 시스템의 가용용량을 저하시키는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라 위치정보 및 속도정보를 포함하는 다양한 정보의 전송이 동시에 이루어지게 되고, 이에 따라 교통관리센서에서의 데이터처리용량이 증가하여 처리부하가 증가함으로써 다양하고 정확한 정보의 실시간 전송에 어려움이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 교통정보시스템에서 운영하는 서버의 과부하를 방지하기 위해 각 차량에서 현재 위치 및 차량 속도 등을 미리 처리하여 이를 압축한 결과데이터만을 서버로 전송하여 서버의 데이터처리 부하를 감소시킴으로써 원활한 교통정보 관리를 수행할 수 있는 실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법을 제공하는데 있다.

구체적으로, 본 발명은 GPS모듈과 속도처리모듈로부터 얻은 위치/속도(Position/Velocity) 데이터를 트림블 아스키인터페이스 프로토콜(Trimble ASCII Interface Protocol; TAIP) 규격에 의해 압축하여 서버로 전송하되, 교통정보의 양을 축약시키고 통일된 형태로 전송하기 위해서 15디지트(digit)의 10진수를 12디지트의 16진 헥사데시말(hexadecimal)로 변환한 숫자와 문자의 혼용형태로 구성하며, 이에 GIS는 12디지트의 위치 정보를 10진수로 변환하고 60분 법에 의해서 위ㆍ경도를 해석한 다음 저장된 전자정보지도에 위치를 표시하도록 하는 실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 이동통신망을 이용한 교통정보 처리시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도,

도 2는 종래의 위치정보 전송을 위한 액세스채널 구조를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시간 교통정보 처리시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,

도 4는 위치/속도 데이터압축모듈의 구성과, GPS모듈 및 CDMA모듈과의 접속을 관계를 나타낸 제어블록도,

도 5는 교통관리센터의 구성을 개략적으로 나타낸 제어블록도,

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 실시간 교통정보 처리과정을 개략적으로 나타낸 흐름도,

도 7은 위치/속도 메시지의 구조를 나타낸 도면,

도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 96 bit 이동체의 위치정보를 생성하는 과정을 나타낸 흐름도,

도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 위치정보 송출 주기를 결정하는 과정을나타낸 흐름도,

도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 위치정보를 망 내에서 전달하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 인공위성 200 : 휴대용 복합항법단말

210 : GPS모듈 220 : 위치/속도 데이터압축모듈

230 : CDMA모듈 300 : 차량

400 : 이동통신 기지국 500 : 인터넷

600 : 교통정보 처리단말 610 : GIS

620 : 교통정보처리기 630 : 센터측 송신기

700 : 데이터베이스

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시간 교통정보 처리시스템은, GPS모듈; 상기 GPS모듈로부터 위ㆍ경도에 대한 위치정보를 통신포트를 통해 수신하는 GPS신호 수신부와, 차량의 속도를 측정한 속도정보를 처리하는 속도처리모듈과, 상기 GPS신호 수신부로부터 전송된 위치정보와 속도처리모듈로부터 전송된 속도정보를 처리하는 프로세서모듈과, 상기 프로세서모듈을 부호화시켜 출력시키는 엔코더와, 상기 엔코더에서 부호화된 데이터를 입력받아 통신포트를 통해 단말기인 CDMA모듈로 송출시키는 데이터송신부와, 그리고 상기 GPS신호 수신부, 프로세서모듈, 엔코더 및 데이터송신부에서의 GPS의 수신속도 및 데이터의 선택에 관하여 전반적으로 제어하는 직렬통신 콘트롤러로 이루어진 위치/속도 데이터압축모듈; 및 CDMA모듈;로 이루어진 휴대용 복합항법단말: 상기 휴대용 복합항법단말로부터 전송된 위치/속도 데이터를 전송하는 무선통신망 및 인터넷망을 포함하는 네트워크망: 상기 네트워크망으로부터 위치/속도 데이터를 직접 수신하는 입력기와, 상기 입력기로부터의 신호를 수신하여 지표상의 위치, 각 위치간의 연결성, 지리적속성에 대한 정보를 구성하고 조직화하는 지리데이타베이스와, 상기 지리데이타베이스의 내용을 출력하는 출력기와, 그리고 상기 입력기, 지리데이타베이스 및 출력기의 작동을 제어하는 제어기로 구성된 GIS와, 상기 GIS로부터 차량이동과 관련한 도로명과 지점등의 정보를 수집하여 차량의 이동경로와 시간과의 관계등을 종합적으로 분석하는 교통정보처리기와, 그리고 상기 교통정보처리기로부터의 교통정보를 필요에 따라 각 부분에 전달하는 센터측 송신기로 이루어진 교통정보 처리단말; 및 상기 위치/속도 데이터를 저장 및 갱신하는 데이터베이스;로 이루어진 교통관리센터:를 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 프로세서모듈은, 상기 GPS신호 수신부에서 수신된 데이터에서 위치정보 및 속도정보를 구별하는 데이터 구별부; 상기 구별된 위치정보 및 속도정보를 각각의 코드를 부여하여 압축시키는 데이터 압축부; 및 압축된 데이터의 흐름을 제어하는 데이터흐름 제어부로 이루어진 것이 바람직하다.

한편, 상기한 구성을 한 본 발명의 실시간 교통정보 처리방법은, 휴대용 복합항법단말이 초기화되면 차량이동과 동시에 속도처리모듈에서 속도를 산출함과 동시에 GPS모듈은 인공위성으로부터 위ㆍ경도 관련데이터를 주기적으로 수신하여 현재 위치 및 속도를 산출 및 압축하는 단계; 상기 압축된 위치 및 속도 데이터에 대해 CDMA모듈을 통해 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국 및 기지국 관리시스템을 통하여 인터넷망으로 접속후, 상기 압축된 위치 및 속도 데이터를 교통관리센터로 전송하는 단계; 상기 전송된 위치 및 속도 데이터를 처리하여 데이터베이스를 갱신시킴과 동시에 GIS를 이용하여 교통상황을 교통관리센터의 지도에 표시하여 시간 및 현재 위치에 따라 임의의 구간별로 교통상황을 파악하는 단계; 상기 임의의 구간별로 다른 차량들의 속도와 합산하여 전체 차량의 평균속도를 계산하여 도로 전체의 교통상황을 파악하는 단계; 및 상기 교통상황을 차량에 공급하거나 교통정보상황판에 디스플레이시키기 위해 교통상황데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 GIS에는 가입자 정보수신 및 확인, 가입자 데이터베이스 관리, 위치정보 수신 및 판독, 지도 데이터베이스 관리 및 검색, 음성서비스, 에러처리 및 보안을 하는 소프트웨어 모듈이 포함된다. 또한, 상기 휴대용 복합항법단말에서기지국으로 접속하는 단계는, 위치 및 속도 데이터가 산출 처리되면 현재의 속도를 파악하는 단계와, 상기 현재 속도가 설정값 이상일 경우에 기설정된 시간 단위로 기지국과 접속하는 단계로 이루어진 것이 바람직하다. 그리고, 상기 위치 및 속도 정보는 위치와 속도를 구분하는 2bit의 구분코드와, 해당 96bit의 위치데이터 및 12bit의 속도데이터로 구성된 것이 더욱 바람직할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시간 교통정보 처리시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시간 교통정보 처리시스템은 GPS신호를 출력시키는 인공위성(100)과, 속도측정모듈, GPS모듈, 및 CDMA모듈을 포함하여 이루어진 휴대용 복합항법단말(200)을 장착한 차량(300)과, 상기 CDMA모듈과 무선 접속되는 이동통신 기지국(400)과, 상기 이동통신 기지국(400)과 유무선으로 접속되는 인터넷(500)과, 교통정보 처리단말(600) 및 데이터베이스(DB ; 700)로 이루어진 교통관리센터(800)로 이루어져 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 복합항법단말을 구성하는 위치/속도 데이터압축모듈의 구성과, GPS모듈 및 CDMA모듈과의 접속을 관계를 나타낸 제어블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 휴대용 복합항법단말은 GPS모듈(210), 위치/속도 데이터압축모듈(220), CDMA모듈(230)로 이루어져 있다. 여기서, 본 발명의 특징이 있는 위치/속도 데이터압축모듈(220)은 GPS모듈(210)로부터 소정 크기의 데이터를 통신포트(RS-232)를 통해 수신하는 GPS신호 수신부(221)와, 차량의 속도를 계측하는 속도처리모듈(222)과, 상기 GPS신호 수신부(221)와 속도처리모듈(222)로부터 수신된 데이터를 처리하는 프로세서모듈(223)과, 상기 프로세서모듈(223)을 부호화시켜 출력시키는 엔코더(224)와, 상기 엔코더(224)에서 부호화된 데이터를 입력받아 통신포트(RS-232)를 통해 단말기인 CDMA모듈(230)로 송출시키는 데이터 송신부(225)와, 상기 GPS신호 수신부(221), 속도처리모듈(222), 프로세서모듈(223), 엔코더(224) 및 데이터 송신부(225)에서의 GPS의 수신속도 및 데이터의 선택에 관하여 전반적으로 제어하는 직렬통신 콘트롤러(226)로 구성되어 있다. 또한, 상기 프로세서모듈(223)은 상기 GPS신호 수신부(221)에서 수신된 데이터에서 속도 또는 위치 데이터의 종류를 구별하는 데이터 구별부(2231)와, 선택된 데이터를 압축시키는 데이터 압축부(2232)와, 압축된 데이터의 흐름을 제어하는 데이터흐름 제어부(2233)가 포함되어 있다.

이 때, 위치/속도 데이터압축모듈(220)과 GPS모듈(210)의 물리적 접속규격은 RS-232이고, GPS신호 수신부(221)에서 위치/속도 데이터압축모듈(220)로 수신되는 데이터의 속도는 4800∼9600bps이다. 프로세서모듈(223)에서는 수신된 데이터의 종류를 선택하고 시프트시켜 12문자 96비트의 정보로 압축하며, 이를 메시지 형태로 엔코딩시켜 이동통신단말의 역할을 수행하는 CDMA모듈(230)로 송출시킨다. GPS모듈(210) 수신속도 및 데이터의 선택 등 전반적인 제어는 직렬통신 콘트롤러(226)에서 제어하게 된다. 따라서, 인공위성(100)으로부터 수신된 정보는 GPS모듈(210)을 경유하여 위치/속도 데이터압축모듈(220)로 수신되며 프로세서모듈(223)은 CDMA모듈(230)로 전송될 위치/속도 메시지를 데이터구별부(2231)에서 선택하고, 데이터 압축부(2232)에서 10진 위ㆍ경도 좌표를 16진 옥텟 형태로 변환하는 Lat/Lon 데이터 압축을 수행한 후에 위ㆍ경도 좌표를 데이터흐름 제어부(2233)에서 CDMA모듈(230)로 전송하게 될 주기를 결정하는 Lat/Lon 데이터흐름 제어를 하게 된다. 또한, 위치/속도 데이터압축모듈(220)과 CDMA모듈(230) 간의 접속규격 역시 RS-232이다.

도 5는 교통관리센터의 구성을 개략적으로 나타낸 제어블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 실시간 교통정보 처리시스템을 구성하는 교통관리센터(800)는 교통정보 처리단말(600)과 데이터베이스(700)로 이루어지는데, 상기 교통정보 처리단말(600)은 이동통신 기지국(400)으로부터 송출된 신호를 수신하고 축적하는 GIS(Georaphic Information System, 610), 이 GIS(610)로부터 차량이동과 관련한 도로명과 지점등의 정보를 수집하여 차량의 이동경로와 시간과의 관계등을 종합적으로 분석하는 교통정보처리기(620), 이 교통정보처리기(620)로부터의 교통정보를 필요에 따라 각 부분에 전달하는 센터측 송신기(630)로 구성된다. 상기 GIS(610)는 무선통신망으로부터 정보를 직접 수신하거나 교통관리센터(800) 내에 거주하는 조작자에 의해 필요에 따라 정보를 받는 입력기(611), 이 입력기(611)로부터의 신호를수신하여 지표상의 위치, 각 위치간의 연결성(위상적 관계), 지리적속성(점, 선, 면)에 대한 정보를 구성하고 조직화하는 지리데이타베이스(612), 지리데이타베이스(612)의 내용을 교통정보처리기(620)나 기타 필요로 하는 곳에 출력하는 출력기(613), 그리고 입력기(611), 지리데이타베이스(612) 및 출력기(613)의 작동을 제어하는 제어기(614)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시간 교통정보 처리시스템의 운용과정 및 교통정보의 구체적인 처리과정에 대해 살펴보자.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 실시간 교통정보 처리과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 휴대용 복합항법단말이 초기화되면 차량이동과 동시에 속도처리모듈에서 속도를 산출함과 동시에 GPS모듈은 인공위성으로부터 위ㆍ경도 관련데이터를 주기적으로 수신하여 현재 위치를 산출하게 된다(S100). 상기 산출된 속도 및 위치 데이터는 CDMA모듈을 통해 교통관리센터로 전송하게 된다(S200). 이에 수신된 속도 및 위치 데이터를 처리하여 데이터베이스를 갱신시킴과 동시에 GIS를 이용하여 교통상황을 교통관리센터의 지도에 표시하여 교통상황을 파악한다(S300∼S400). 이 때, 임의의 구간별로 다른 차량들의 평균속도와 합산하여 전체 차량의 평균속도를 계산하여 도로 전체의 교통상황을 파악한다(S500). 이와 동시에 차량으로부터 전송된 데이터를 갱신하여 수시로 데이터베이스를 갱신함으로써 교통상황에 실시간으로 대처한다(S600). 한편, 상기 갱신된 데이터를 다시 차량에 공급하거나 교통정보상황판에 디스플레이시키게 되는 것이다(S700).

그러면 여기서, 위치정보의 획득과정 및 위치정보 송출주기에 관한 처리과정에 대해 설명한다.

위치정보 시스템을 구현하기 위한 방안으로 먼저, GPS 데이터 전송방안은 일반적인 GPS의 프로토콜은 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜(TAIP)로 직렬 링크를 통해 ASCII문자를 전송하거나, NMEA 프로토콜을 이용할 수도 있다. 트림블 아스키인터페이스 프로토콜에는 다양한 형태의 메시지가 존재하나 위치정보 시스템을 신속한 데이터 전달과 간단한 인터페이스 장치로 구성하기 위해서 위치/속도 메시지만을 추출하여 사용한다. 위치/속도 메시지에 포함되는 정보는 GPS의 수신 시간, 위도와 경도, 이동체의 속도, 360도 방위각으로 표시되는 방향과 이동체의 ID가 있다. 위치/속도 메시지는 도 7에 도시된 바와 같이, 총 112 bit로 구성되며 속도데이터에는 12 bit가 할당되며, 위ㆍ경도 좌표를 포함하는 위치데이터에는 96 bit가 할당되게 된다. 종래 도 2에 도시된 구조에 비해 bit수가 감소되어 있음을 알 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 96 bit 이동체의 위치정보를 생성하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 상기한 바와 같이 본 발명에서의 위치 및 속도 데이터압축은 96 bit로 구성된 이동체의 위치정보를 생성한다. 즉, 위치/속도 메시지의 개시(″〉″)를 확인하고(S101), 메시지의 수신을 개시한다(S102). 이 때,수신가능한 문자의 수는 47문자이다. 이어서 오른쪽이동을 9회 실시하고(S103), 7디지트를 헥사데시말(옥탯)으로 변환시켜 다음 단계인 S105 및 단계 S106으로 각각 전송한다(S104). 이후, 단계 S106에서는 오른쪽이동을 다시 1회한 후에 단계 S107에서 8디지트를 헥사데시말(옥탯)로 변환시켜 단계 S108 및 단계 S105로 전송시킨다. 상기 단계 S104 및 단계 S107에서 각각 변환된 메시지를 단계 S105에서 버퍼메모리에 각각 6문자 48비트 쓰기를 한다(S105). 따라서, 단계 S105에서 변환된 데이터는 가산 과정을 거쳐 12문자 96비트로 버퍼메모리에 전송된다(S109). 이에 따라 버퍼메모리를 리플레쉬시킨다(S110). 이처럼 이동체가 이동함에 따라 적절한 주기로 수신된 위치정보를 단말기로 전송하는 것도 중요한데 이것은 GPS의 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜 메시지를 주기적으로 발생하도록 조정함으로서 가능하다.

우선 변위와는 무관하게 시간에 따라 위치/속도 메시지를 발생할 수 있도록 A를 F로 설정한다. 파라미터의 의미는 주기를 매 10초 주기 이하로 하고 1분이내에 데이터가 변동하지 않더라도 메시지를 다시 생성하라는 것이다.

위치/속도 메시지 발생주기를 10초로 설정한 것은 이동체의 이동속도에 따라 표시되는 이동궤적을 고려한 것으로, 속도가10㎞/h인 경우는 표시간격이 28m이고, 50㎞/h인 경우는 139m이다. 변위 표시의 해상도를 높이기 위해서는 송출 주기를 짧게 설정하면 되고 이것은 GPS의 트림블 아스키인터페이스 프로토콜 파라미터를 조정하여 실현할 수 있다.

또한, 위치정보 압축장치의 위치정보를 송출하는 주기를 설정하는 것으로, GPS은 위치/속도 메시지를10초간격으로 위치정보 압축장치로 전송한다.

위치/속도 데이터압축모듈(620)은 이동체의 이동 속도를 감안하여 수신된 위치/속도메시지를 처리한다. 이동체가 정지하고 있는 상태에서 위치정보를 지속적으로 송신하는 것은 시스템 자원의 낭비일뿐만 아니라 과부하를 초래할 수 있다.

위치정보 압축장치 내부에 속도를 감지하여 적정한 주기로 위치정보를 전송해 주는 로직을 내장시켜 이 문제를 해결할 수있다. 이동체의 속도는 v, 정보 송출 주기는 t, 위치정보 표시간격을 S라고 하면, 이동체의 이동 속도에 따른 위치정보의 송출주기와의 관계는 다음의 [수학식 1]과 같이 간략하게 표시된다.

..................[수학식 1]

여기서, S=100[m]라면, t=360/v 이고, v=Km/h이다.

기본적으로 이동체의 이동궤적 표시간격을 100m로 지정했을 경우 이동체의 속도에 따른 위치정보 데이터 송출 주기는 위의 수식과 같이 간략하게 표현되고, 도 9에는 위치정보 송출 주기를 결정하는 로직의 흐름도가 표시되어져 있다. 도 9를 참조하면, 단계 S201에서 위치/속도 메시지가 수신되면, 단계 S202에서 속도데이터(v)를 추출한다. 이렇게 추출된 속도데이터(v)는 단계 S203에서 속도데이터(v)가 30Km/h보다 크거나 같은지를 판단하여 속도데이터(v)가 30Km/h보다 크거나 같으면 단계 S204에서 시간(t)을 10초로 세팅시킨다. 또한, 단계 S203에서 속도데이터(v)가 30Km/h보다 작을 경우에 단계 S205에서 속도데이터(v)가 0Km/h인지를 판단하여 속도데이터(v)가 0Km/h라면 단계 S206에서 시간(t)을 360초로 세팅시킨다. 또한, 단계 S205에서 속도데이터(v)가 0Km/h도 아니라면 단계 S207에서 시간(t)을 360/v로 설정시킨다. 따라서, 단계 S204, 단계 S206 및 단계 S207에서 결정된 송출주기는 결정주기가 되어 위치정보로 송출된다. 그러므로 이동체의 속도가 30㎞/h를 넘어서면 데이터 송출 주기도 짧아져 9초가 된다. 이런 경우에는 최소 송출 주기인10초를 유지하도록 한다. 즉, 30㎞/h이상인 경우도 10초 주기를 유지한다. 이동체가 이동체가 움직이지 않을 경우는 최대 360초의 송출 주기를 유지하게 된다.

다음은 이동기점(Mobile Origination; MO) 데이터 전송절차를 살펴본다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 이동기점(MO)을 이용한 위치정보 전달을 위한 구성도를 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 구간별 처리절차는, 제1 구간에서는, GPS모듈(210)가 수신한 위치정보를 위치/속도 데이터압축모듈(220)에서 옥텟값으로 변환시킨 후에 단말기인 CDMA모듈(230)로 전송한다. 이 CDMA모듈(230)은 내부의 가입자 관리장치(SMS) 제어모듈(미도시)을 가동하여 위ㆍ경도를 나타내는 메시지를 작성하여 데이터 버스트의 형태로 기지국 송신시스템(400)으로 전송시킨다. 기지국 송신시스템(400)은 메시지를 수신하여 이동전화 교환국(410)으로 보낸다.

제2 구간에서는, 이동전화 교환국(410)은 가입자 정보를 참조하여 미리 지정된 위치정보 서비스 가입자임을 판단 후 이동전화 교환국(410)의 지정된 어드레스로 메시지를 루팅시킨다. 메시지 서비스제어기(미도시)는 가입자위치 등록장치와 정보교류 후 가입자의 루팅정보를 획득하고, 다른 메시지 등록의 형태인 GIS(610) 서버로 위치정보를 전송한다.

제3 구간에서는, GIS(610) 서버는 가입자의 위치정보를 수신하여 시간대별로 이동하는 데이터베이스 테이블을 생성한 다음 GIS(610) 툴을 사용하여 지도상에 매핑시킨다.

단말기의 발신 가입자 관리장치 메시지는 단말기의 트랜스포트 계층으로부터 RL-DATA 요구 프리미티브를 통해 릴레이 계층으로 전달된다. 단말기의 릴레이 계층은 RL-DATA 요구 메시지를 트랜스포트 계층으로부터 수신하고 단말기가 휴지상태에있을 경우, 즉, 액서스 채널의 상태를 파악한 다음에 전달할 메시지가 미리 지정된 크기보다 작을 경우에 액서스 채널을 통하여 가입자 관리장치 메시지를 전달한다.

가입자 관리장치 메시지가 액서스 채널을 통해 보내질 수 있으면, 단말기의 릴레이 계층은 데이터 버스트를 작성하고 버스트-타입을 '000011'로 설정한 다음 이를 액세스 채널로 전송한다. 이때, 릴레이 계층은 MSG-NUMBER와 NUM-MSG필드를1로, NUM-FIELDS를 트랜스포트 메시지의 옥텟수인 '12'로 단말기 주소필드는 트랜스포트 계층에서 제공된 RL-DATA 요구의주소 파라미터로 설정하며 인증필드는 트랜스포트 계층에서 제공된 RL-Request의 인증 파라미터로 설정한다.

릴레이 계층이 트랜스포트 계층으로부터 RL-DATA 요구 프리미티브를 수신하고 단말기가 액세스 상태에 있으면, 릴레이 계층은 단말기가 시스템 액서스상태를 벗어날 때까지 RL-DATA 요구를 저장하여 한다. 이후, 단말기가 휴지상태로 들어가면, 릴레이 계층은 휴지상태에서 트랜스포트 계층으로부터 RL-DATA 요구를 수신한 것처럼 처리해야 하고, 단말기가 트래픽 채널 제어상태로 들어가면 릴레이 계층은 RL-DATA 요구를 트래픽 채널 처리절차에 따라 처리해야 한다.

이와 같은 과정에 의해 처리된 교통정보데이터를 교통관리센터에서 처리함으로써 처리부하를 감소시킬 수 있다. 게다가, 수많은 사용자들이 접속함에 따른 기하급수적인 부하 처리량을 데이터량을 줄임으로써 더 많은 사용자들의 데이터를 실시간으로 처리함으로써 사용자 및 교통상황게시판 등으로 교통정보를 정확하게 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시간 교통정보 처리시스템 및 그 처리방법은, 데이터 처리량의 감소를 통해 기존에 사용하는 시스템의 성능 개선 및 유지 보수에 필요한 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 궁극적으로 이루고자 하는 교통상황을 실시간으로 정확하게 사용자 및 교통상황표지판에 전송함으로써 효율적인 교통관리를 이룰 수 있다.

상기에서 언급된 본 발명의 각 과정에서 하나의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명의 기술내용과 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음도 명백하다. 따라서 본 발명의 설명은 기술의 특성과 사상을 한정하는 것이 아니라 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

Claims

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GPS모듈, 위치/속도 데이터 압축모듈, 및 CDMA 모듈로 이루어진 휴대용 복합항법단말과, 무선 네트워크망과, 그리고 교통정보 처리 단말 및 데이터베이스로 이루어진 교통관리센터로 구성된 실시간 교통정보 처리시스템의 실시간 교통정보 처리방법에 있어서,

휴대용 복합항법단말이 초기화 되면 차량이동과 동시에 속도처리모듈에서 속도를 산출함과 동시에 GPS모듈은 인공위성으로부터 위,경도 관련 데이터를 주기적으로 수신하여 현재 위치 및 속도를 산출하는 제 1단계;

상기 위치 및 속도 정보를 압축하는 제 2단계;

현재 속도를 기 설정된 속도 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 정보 전송주기를 변화시켜 교통관리센터로 전송하는 제 3단계;

교통관리센터에서 상기 위치 및 속도 정보를 수신하여 데이터베이스를 갱신 시킴과 동시에 시간 및 현재 위치에 따라 임의의 구간별로 교통상황을 파악하는 제 4단계;

상기 임의의 구간별로 다른 차량들의 속도와 합산하여 전체 차량의 평균속도를 계산하여 도로 전체의 교통상황을 파악하는 제 5단계; 및

상기 교통상황을 차량에 공급하거나 교통정보상황판에 디스플레이 시키기 위해 교통상황데이터를 전송하는 제 6단계;

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 실시간 교통정보 처리방법.
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제 3 항 에 있어서, 상기 위치 및 속도 정보는 위치와 속도를 구분하는 2bit의 구분코드와, 해당 96bit의 위치데이터 및 12bit의 속도데이터로 구성된 것을 특징으로 하는 실시간 교통정보 처리방법.