KR100467260B1 - 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템 및 그를 이용한교통 정보 수집 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교통 정보 수집에 관한 것으로, 특히 일정 노선을 운행하는 노선버스를 이용하여 노선 구간의 교통 정보를 수집하기에 적당하도록 한 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템 및 그를 이용한 교통 정보 수집 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템은, 정류장에 설치되어 위치 정보 데이터를 무선 출력하는 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치와, 노선 버스의 출입문 개방 시간을 측정하는 개폐감지 장치와, 상기 노선 버스에 설치되며, 상기 노선버스의 상기 정류장 정류시간 정보와 상기 개폐감지 장치가 측정한 상기 출입문 개방 시간 정보를 무선 출력하는 차량 탑재 장치와, 상기 차량 탑재 장치로부터 상기 정류시간 정보와 상기 출입문 개방 시간 정보를 수신하고 이를 교통정보수집센터로 전송하는 무선기지국과, 상기 정류시간 정보에서 상기 노선 버스의 출입문 개방 시간 정보를 감산하여 상기 노선버스의 상기 정류장 통과 손실 시간과 버스의 구간 통행속도와 평균 구간 통행속도를 계산하는 교통정보 수집 센터를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 교통 정보 수집에 관한 것으로, 특히 일정 노선을 운행하는 노선버스를 이용하여 노선 구간의 교통 정체 정보를 수집하기에 적당하도록 한 교통 정보 수집 시스템 및 그를 이용한 교통 정보 수집 방법에 관한 것이다.
종래의 일반적인 교통정보 수집기술은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.
첫 번째는, 지점검지기술로서 지점검지기를 이용한 교통정보를 수집하는 방식으로 구간의 특정지점에 루프검지기, 영상검지기, 적외선검지기, 초단파검지기, 초음파검지기, 지자기검지기 등을 설치하여 해당지점을 통행하는 모든 차량을 조사대상으로 하여 검지지점을 통과할 때의 속도를 검지하고, 30초, 1분, 5분 등의 설정된 단위시간 동안의 누적차량대수, 점유율, 평균속도 등의 교통정보를 수집하는기술이다.
두 번째는, 구간검지기술로서 교통정보를 수집할 수 있는 차량탑재장치를 내장한 차량(프로브 차량)과 구간의 시종점상의 도로변에 설치되어 있는 노변장치의 양방향 통신을 이용한 비콘방식, 위성을 이용한 글로벌 포지션닝 시스템(GPS), 차량의 번호판을 자동으로 인식하는 자동차량인식시스템(AVI), 모바일(Mobile) 장치를 이용한 셀(cell)방식 등이 대표적인 것으로 구간의 시종점을 통과한 시간을 각각 수집하여 이를 가공하여 구간통행속도를 얻는 교통정보 수집 기술이다.
지점검지기술과 구간검지기술의 차이점은 교통정보를 얻는 공간적인 범위와 조사 대상에서 나타난다. 지점검지기술은 수 미터내의 검지영역을 갖으나 구간검지기술은 노드와 노드, 노드와 링크 등으로 구분된 수백 미터의 검지영역을 갖는다. 조사대상에서는 지점검지기술이 전수조사를 하는 반면 구간검지기술은 특정 차량(프로브 차량)에 국한된 표본조사를 한다.
구간검지기술의 표본조사 특성은 조사표본이 되는 프로브 차량의 수와 종류에 영향을 받는다. 일반적으로 프로브 차량의 종류는 운행빈도가 높고 여러 지역에 걸쳐 분포되는 특성을 지닌 차량을 선정하는데, 주로 대형차보다 택시나 승용차를 많이 이용하고 있다.
본 발명에서는 구간검지기술에서 프로브 차량으로 이용하지 못하고 있는 대형차 중에서 프로브 차량으로 이용할 경우 많은 효과를 기대할 수 있음에도 불구하고, 그동안 기술적 한계로 이용하지 못했던 버스(노선버스, 좌석버스, 직행버스)를 프로브 차량으로 이용할 수 있는 기술을 발명하고자 한다.
노선버스는 일정한 노선을 주행하는 특성을 지니고 있고, 공간적으로 넓은 분포를 보이며, 시간적으로 주기적인 운행특성을 갖고 있어, 교통정보 수집원(프로브 차량)으로 활용할 경우 매우 효과적일 것으로 분석되고 있으나, 버스가 갖는 독특한 통행특성으로 인해 지금껏 교통정보 수집 원으로 이용되지 못하고 있다.
노선버스가 갖는 상기 여러 장점에도 불구하고 그동안 프로브 차량으로 이용되지 못한 이유는 노선을 주행하면서 주기적으로 승객을 승/하차하기 위해 정류장에 정차를 하기 때문에 일반차량의 통행패턴과 다른 통행패턴을 갖기 때문이었다.
이에 본 발명에서는 상기한 원인들로 인해 지금껏 이용되지 못했던 노선버스를 프로브 차량으로 이용할 수 있는 기술을 개발함으로써, 구간검지기술에서 중요한 요소 중 하나인 프로브 차량의 종류를 보다 넓히고, 더불어 대중교통정보와 구간 교통정보를 모두 수집할 수 있는 기술을 개발한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 공간적으로 폭넓은 구간에 걸쳐 다양하게 운행되고 있는 노선버스를 프로브 차량으로 이용할 수 있도록 하고, 이를 이용해 교통 정보를 수집함으로써 교통정보가 필요한 도로의 교통 정보 수집이 가능하게 하는 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템 및 그를 이용한 교통 정보 수집 방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 정류장에 설치되어 위치 정보 데이터를 무선 출력하는 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치와, 노선 버스의 출입문 개방 시간을 측정하는 개폐감지 장치와, 상기 노선 버스에 설치되며, 상기 노선버스의 상기 정류장 정류시간 정보와 상기 개폐감지 장치가 측정한 상기 출입문 개방 시간 정보를 무선 출력하는 차량 탑재 장치와, 상기 차량 탑재 장치로부터 상기 정류시간 정보와 상기 출입문 개방 시간 정보를 수신하고 이를 교통정보수집센터로 전송하는 무선기지국과, 상기 정류시간 정보에서 상기 노선 버스의 출입문 개방 시간 정보를 감산하여 상기 노선버스의 상기 정류장 통과 손실 시간과 버스의 구간 통행속도와 평균 구간 통행속도를 계산하는 교통정보 수집 센터를 포함하여 구성된다.
바람직하게 상기 차량 탑재 장치는 상기 정류장 위치 발신 장치의 무선 출력시간 및 상기 출입문 개방시간을 일정시간 저장하는 메모리 영역과, 상기 차량 탑재 장치와 상기 정류장 위치 발신 장치와의 무선 통신 및 상기 교통 정보 수집 센터와 상기 차량 탑재 장치와의 무선 통신 서비스를 제공하는 무선 통신 모듈 및 상기 메모리 동작과 무선 통신 동작을 제어하는 중앙처리 장치를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 교통 정보 수집 센터는 상기 노선버스의 이전 노드에서 현재 노드까지의 통행 시간 정보에서 상기 출입문 개방 시간을 감산한 시간을 상기 노선 버스의 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 통행 시간으로 계산하고, 상기 노선 버스의 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 거리를 상기 계산한 통행 시간으로 나눈 값을 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 구간 평균 통행 속도로 산출한다.
바람직하게, 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치는 상기 정류장에 설치되어 상기 정류장의 고유ID 또는 정류장 고유정보 또는 정류장 위치좌표 중 적어도 하나 이상을 갖고 있으며, 상기 정류장에 도착하는 차량에게 일정 통신영역으로 정류장 정보를 무선으로 발신하는 장치를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치는 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치와 함께 차량 탑재장치내의 글로벌 포지셔닝 모듈이, 글로벌 포지셔닝 시스템 위성으로부터 데이터를 수신하여 차량의 위치와 정류장 위치를 파악한다
바람직하게, 상기 글로벌 포지셔닝 시스템으로 수집된 정보를 차량탑재장치에 일시 저장하였다가 무선기지국을 통해 상기 교통정보 수집 센터로 전송하고, 상기 교통정보 수집 센터에서는 상기 글로벌 포지셔닝 시스템으로 수집된 정보를 일괄 또는 부분 처리 및 가공하여 구간의 교통정보를 산출한다.
바람직하게, 상기 정류장 및/또는 위치발신 장치로써, 근거리 전용 통신(DSRC)을 이용해 상기 차량 탑재장치와 단방향 또는 양방향 단거리 무선 통신하는 무선중계기의 위치좌표를 이용하여 차량의 위치와 정류장의 위치를 파악한다.
바람직하게, 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치와 글로벌 포지셔닝 시스템을 별도 또는 동시에 이용하여 노선 버스 정보를 수집한다.
바람직하게, 상기 정류장 및/또는 위치발신 장치와 단방향 또는 양방향 단거리 전용 무선 통신하는 중계기를 별도 또는 동시에 이용하여 노선 버스 정보를 수집한다.
바람직하게, 상기 차량 탑재 장치는 수집된 차량운행정보와 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 모듈이 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 위성으로부터 수신한 위치 정보를 상기 교통 정보 수집 센터로 전송하고, 상기 교통 정보 수집 센터는 상기 노선 버스의 현재 노드와 이전 노드의 위치 정보에 따른 구간 평균 속도를 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 거리 정보와 상기 이전 노드에서 현재 노드까지 진행 시간 정보로부터 상기 노선 구간의 평균 통행 속도로 산출한다.
바람직하게, 상기 개폐감지 장치는 상기 노선 버스의 앞문과 뒷문에 직접 또는 간접으로 각각 구성된 센서이다.
바람직하게, 상기 교통정보 수집 센터는 상기 노선 버스의 출입문 개방 시간 정보로써 상기 앞문과 뒷문 개방 시간 중 큰 시간 정보를 상기 출입문 개방 시간 정보로 이용한다.
바람직하게, 상기 교통 정보 수집 센터는 상기 노선 버스들로부터 전송된 정보로부터 상기 노선버스들의 모든 구간의 통행 속도 정보를 시간대별, 지역별 데이터베이스화하여 상기 노선 버스의 출입문 개방시간 정보를 감산하지 않은 데이터는 노선버스의 구간별, 시간대별 평균 통행 속도로 데이터베이스화하고, 상기 출입문 개방시간 정보를 감산한 데이터는 상기 정류장에 정차하지 않는 일반차량의 시간대별, 지역별 평균 통행 속도로 데이터베이스화하여, 상기 교통 정보 수집 센터의 서버에 저장한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 노선버스가 정류장에 접근함에 따라 상기 노선버스에 구비된 차량 탑재장치가 상기정류장의 정류장 위치 발신 장치와 교신을 시작하는 단계, 상기 노선 버스가 상기 정류장에 정차한 시간을 계산하는 단계, 상기 노선 버스가 상기 정류장에서 벗어남에 따라 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신을 종료하는 단계, 상기 노선 버스의 상기 차량 탑재장치가 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 총 시간에서 상기 정차한 시간을 감산하여 상기 노선 버스의 상기 정류장 통과손실 시간을 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다.
바람직하게, 상기 정류장 통과 손실 시간을 계산하는 단계 후에 상기 노선 버스의 이전 노드에서 현재 노드까지의 통행시간을 산출하는 단계와, 상기 노선버스의 이전 노드에서 현재 노드까지의 거리를 상기 산출한 통행시간으로 나누어 상기 노선 버스의 구간별 평균 통행 속도를 산출하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.
바람직하게, 상기 정류장에 정차한 시간은 상기 노선버스의 앞문과 뒷문 개방 시간 중 큰 시간을 이용한다.
바람직하게, 상기 차량 탑재 장치가 상기 정류장 위치 정보 발신 장치와 교신한 총시간과 상기 노선 버스가 상기 정류장에 정차한 시간을 통신 모듈을 통해 교통정보 수집 센터로 전송하면, 상기 교통정보 수집 센터는 상기 노선 구간별 평균 통행 속도를 산출한다.
바람직하게 상기 차량 탑재 장치는 상기 정류장 위치 정보 발신 장치와 교신하면서 발생하는 오류데이터 등을 필터링 및 스크린링 후 상기 교통정보 수집 센터로 전송한다.
바람직하게, 상기 교통정보 수집 센터는 상기 구간별 평균 통행 속도를 상기 노선 버스를 포함한 노선버스별로 구간별, 시간대별 데이터베이스화하여 서버에 저장하는 단계와, 상기 서버에 저장된 구간별, 시간대별 데이터를 이용해 상기 노선버스의 구간별, 시간대별 통행 정보로 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 총시간에서 상기 정차한 시간을 감산하지 않은 값을 제공하고, 상기 정류장에 정차하지 않는 일반차량에 상기 구간별, 시간대별 통행 정보로 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 총시간에서 상기 정차한 시간을 감산한 값을 제공한다.
바람직하게, 상기 통행정보를 상기 노선 버스에 제공하는 경우에는 상기 노선버스의 출발정류장에서 도착 정류장 정보와, 상기 노선버스의 통행 속도 정보 및 상기 도착정류장의 도착 예정 소요시간 정보를 포함하여 제공하고, 상기 일반차량에 제공하는 경우에는 상기 일반차량의 현재 최근접 노드에서 상기 일반차량이 접근하는 노드 정보와 상기 최근접 및 접근하는 노드의 구간 평균 통행 속도 정보를 포함하여 제공한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 글로벌 포지션닝 시스템 모듈을 구비한 노선버스가 정류장에 접근함에 따라 상기 노선버스에 구비된 차량 탑재장치가 상기 정류장의 정류장 위치 발신 장치와 교신을 시작하는 단계, 상기 노선 버스가 상기 정류장에서 벗어남에 따라 상기 차량 탑재 장치와 상기 정류장 위치 발신 장치간 교신을 종료하는 단계, 상기 노선 버스가 상기 정류장에서 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 시간정보와 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 모듈을 통해 글로벌 포지셔닝 시스템 위성으로부터의 수신한 위치정보를 교통정보 수집 센터로 전송하는 단계, 상기 교통정보 수집 센터에서 상기 노선 버스의 이전 노드 위치 정보와 현재 노드 위치 정보에 따라 상기 이전 노드과 현재 노드간의 노선 거리를 계산하고, 상기 계산한 노선 거리 정보를 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 시간 정보로 나누어 상기 노선 버스의 구간별 평균통행 속도를 산출하는 단계로 이루어진다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면 노선 버스와 유사하게 설정된 구간을 주기적으로 운행하며, 설정된 지점에서 주기적인 정차를 하는 차량에 대해 상기 차량이 상기 설정된 지점에서 주기적으로 정차한 시간을 제거하여 교통정보 수집원으로 활용한다.
바람직하게, 상기 차량은 셔틀버스, 순환형 화물차량, 좌석버스, 직행버스 등 주기적으로 운행하며, 일정한 지점에서 규칙적으로 정차하는 차량이다
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.
도 1은 일반적인 노선 버스의 주행 특성을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명에 따른 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템의 기본 개념을 설명하기 위한 도면
도 3은 도 2에 나타낸 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템의 상세 블록 구성도
도 4는 본 발명에 따른 노선 버스의 정류장 진출입시간 측정 방법을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명에 따른 노선 버스를 이용한 교통 정보 가공 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명에 따른 노선 버스를 이용한 구간 통행 속도 정보 산출 절차를 개략적으로 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명 제 1 실시 예에 따른 노선 버스를 이용한 구간별 평균 통행속도 정보 산출 방법을 설명하기 위한 플로 차트
도 8은 본 발명 제 2 실시 예에 따른 노선 버스를 이용한 구간별 평균 통행속도 정보 산출 방법을 설명하기 위한 플로 차트
도 9 및 도 10은 도 4 내지 도 8을 통해 수집한 교통 정보를 정보 이용자에게 제공하는 경우의 데이터 포맷 형태를 설명하기 위한 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 교통정보 수집 센터 20 : 차량 탑재 장치
21 : 데이터 처리 모듈 22 : GPS 모듈
30 : GPS위성 40 : 정류장 위치 발신 장치
50 : 개폐감지 센서 51, 52 : 앞, 뒷문 센서
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 버스를 이용한 노선 버스 속도 수집 시스템 및 그를 이용한 교통 정보 수집 방법을 설명하기로 한다.
본 발명에서는 노선버스를 프로브차량으로 이용하는데 있어 기술적 과제였던 정류장 정차시간을 측정하는 기술을 개발하고, 이를 가공 처리하여 노선버스 자체의 통행속도정보와 노선버스가 통행한 구간의 일반차량의 평균적인 통행속도를 산출하는 기술을 개발하고자 하는 것으로, 본 발명에 따른 교통정보수집은, 일정노선을 통행하는 노선버스를 이용하여 노드-노드, 링크-링크, 노드-링크 단위로 나누어지는 구간의 교통 정체 정보를 수집할 때, 버스내의 탑재장치와, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS), 정류장 위치 발신 장치(노변위치발신장치 또는 노드 위치 발신 장치), 출입문 센서를 이용하여 버스의 통행정보를 수집하고, 버스가 갖는 고유의 통행특성을 실시간으로 파악한 후, 수집된 정보를 센터로 전송하면 센터에서는 노선버스의 통행속도를 산출하고, 버스와 일반차량 사이에 존재하는 통행특성차이를 제거하여 버스를 이용하여 구간의 평균적인 통행속도정보를 산출하며, 상기 버스와 통행속도 정보와 구간의 교통정보를 데이터베이스화한다.
도 1은 일반적인 노선 버스의 통행 특성을 설명하기 위한 도면이다.
노선버스와 일반차량의 다른 통행특성은 정류장에 규칙적으로 정차하며, 일반차량이 갖지 않는 정류장 정차시간을 가짐으로 인해 구간의 통행속도를 계산할 경우 버스가 일반차량보다 낮은 통행속도를 나타낸다는 것이다.
이러한 특성을 상세히 분석해 보면, 도 1에서 ①과 ⑤의 구간은 노선버스의 정상적인 통행을 보이는 구간이고, ②와 ④는 노선버스가 정류장에 진입하는 구간 및 노선 버스가 정류장을 진출하여 벗어나는 구간이며, ③은 노선버스가 완전히 정차하여 승객들을 승/하차하는 구간이다. 이때, 일반적으로 노선버스의 통행 특성 중 ②, ③과 ④의 구간 때문에 노선 버스를 이용하여 도로상의 교통정보를 수집할 수 없었다.
그러나 본 발명에서는 ① 내지 ⑤까지의 전체 통행 시간과 ②, ③ 및 ④에서 발생하는 시간을 각각 측정하는 기술을 통해 정류장으로 인한 노선버스의 지체시간을 포함한 교통정보와 정류장의 영향을 배제한 교통정보를 모두 산출한다.
즉 상기에서 기술된 정류장의 영향을 배제하기 위해서는 다음의 3가지 정보를 수집해야만 한다.
첫 번째, 정류장 진입시간(②)
두 번째, 정류장 정차시간(③)
세 번째, 정류장 진출시간(④)
이 세 가지 정보를 수집하기 위해 다음의 방법을 이용한다.
우선, 정류장 정차시간(③)은 노선 버스의 정류장 정차 후 출입문(앞문 및/또는 뒷문) 개방시간으로 한다.
그리고 정류장 진입시간(②) 및 진출시간(④)은, 버스가 정류장 반경의 일정구간(예를 들면 30m이내)(이하 본 발명 설명의 편의를 위하여 정류장 반경의 일정 구간을 30m로 표시하기로 한다)에 머문 시간에서 정류장 정차시간을 감산한 시간으로 한다.
즉 "정류장 반경의 일정구간(예를 들면 30m이내)에 머문 시간(정차시간) - 버스의 출입문 개방시간"이 정류장 진입시간(②) 및 진출시간(④)이 된다.
따라서, 수집하려는 정보는 첫 번째, 버스가 정류장을 반경 30m이내에 머문 시간, 두 번째 버스 출입문 개방시간의 두 가지로 압축되며, 이 정보를 수집하는 방법은 다음과 같다.
우선, 버스가 정류장 반경 30m이내에 머문 시간 = 차량탑재장치와 정류장 위치발신장치(또는 노드 위치 발신 장치)의 교신지속시간이다.
그리고 버스 출입문 개방 시간 = 앞문개방시간 또는 뒷문개방시간 중 큰 값으로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 나타낸 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템의 상세 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 노선 버스의 진출입시간 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 버스를 이용한 노선 버스 속도 수집 시스템은 기본적으로 노선버스 정보를 수집하기 위한 장치를 나타낸 것으로, 노선버스에는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 정류장에서 정차한 시간을 포함한 구간 전체 통행시간과 통행거리, 위치정보를 수집하는 차량탑재장치(20), GPS 모듈과 정류장에서 승객을 승하차하기 위해 소요된 시간을 측정하는 차량 출입문 개폐감지센서(50)가 구성되고, 정류장에는 정류장 근처 일정 감지영역(앞에서 설명한 바와 같이 예를 들면 30m)으로 진입 및 진출하는 노선버스와 정류장 정보(식별자(ID))등을 교신하는 정류장 위치 발신 장치(40)가 구성되어 있다. 이때, 정류장에 도착하였음을 파악하는 정류장위치발신 장치(40)는 GPS(30)로 대신하여 산출할 수도 있고, 두 장치를 모두 이용할 수도 있다.
즉 본 발명에 따른 버스를 이용한 노선 버스 속도 수집 시스템의 상세 블록 구성을 나타내는 도 3을 보면, 노선 버스의 차량 탑재 장치(20)는 현재 위치 정보를 제공하는 GPS 위성(30)으로부터 위치정보를 제공받는 GPS 모듈(22)과 차량의 통행시간과 거리를 측정하고 출입문 개폐감지센서(50 )에서 수집된 정보와 정류장 위치 발신 장치(40)와의 양방향 통신 정보 등을 처리하기 위해 고유의 메모리 영역과 중앙처리장치를 갖고 있으며 수집된 정보를 실시간으로 교통정보 수집 센터(10)로 무선 전송하는 통신모듈을 탑재한 데이터 처리 모듈(21)로 구성된다. 이때, GPS 모듈(22)은 버스의 위치 정보를 데이터 처리 모듈(21)을 통해 교통정보 수집 센터(10)로 전송하기 위한 것으로, 정류장 위치 발신 장치(40)의 메모리 영역에 정류장 위치 정보를 위도 및 경도로 저장하여 두고, 이를 차량 탑재 장치(20)의 통신 모듈을 통해 수신하도록 하고, 수신한 정보를 역시 통신 모듈을 통해 교통정보 수집 센터(10)로 송신하도록 한다면 차량 탑재 장치(20)는 GPS 위성(30)으로부터 위치정보를 받을 필요가 없으므로 GPS 모듈(22)없이 구성할 수 있다.
도 3에서 개폐감지센서(50)는 정류장에서 승객을 승하차하기 위해 소요된 시간을 측정하는 장치로 버스의 앞문 및 뒷문의 센서(51,52)를 이용해 개폐 여부를 감지하며, 역시 센서(51,52)를 이용해 버스구간의 시종점내에서 출입문이 개방된 횟수와 각 횟수에 따른 개방시간을 측정한다.
그리고 노선 버스가 정류장에 진입하는데 소요된 시간과 진출하는데 소요된 시간 측정은 차량탑재장치(20)를 탑재한 버스와 정류장 위치 발신 장치(40)의 양방향 통신을 통해 도 4에 나타낸 바와 같이 버스가 정류장 근처 일정 감지영역(앞에서 설명한 바와 같이 예를 들면 30m 내)에 도달했을 때부터 일정 감지영역에서 벗어날 때까지의 시간과, 일정감지영역을 도달했을 때부터 버스 출입문이 개방될 때까지의 시간과, 버스 출입문이 개발됐을 때부터 일정감지영역을 벗어날 때까지의 시간을 측정하게 된다.
이상과 같이 수집된 정보는 차량탑재장치(20)의 데이터 처리 모듈(21)에 구성된 메모리영역에 저장되어 일차적인 가공과정을 거친 후 일정시간 동안 저장되어 있다가 무선기지국(도시하지 않음)과 통신이 가능하면, 저장된 정보를 무선 기지국에 송출한다.
무선기지국은 이를 교통정보 수집 센터(10)로 보내고, 교통정보 수집 센터(10)의 서버에서는 각 지역에서 수집된 모든 버스정보를 이용해 일차적으로 대중교통정보로 가공하여 버스를 이용하는 이용자에게 버스의 소통정보를 예를 들면, 인터넷, 버스장 안내기 등을 통해 다양하게 제공하고, 이차적으로 버스가 갖는 노이즈(손실시간)를 제거하여 일반차량(승용차, 트럭 등 정류장 진입을 필요로 하지 않는 차량)의 소통정보로 가공하여 다시 무선기지국 등을 통해 노선 버스 구간의 교통정보를 필요로 하는 일반차량의 이용자에게 전달되도록 하여 노선 버스 구간 주변지역의 교통정보, 최적경로산출 자료로 활용되게 한다. 이때, 이렇게 수집된 교통정보를 처리하는 과정과 시스템 구성은 현장 경험(field test)에 의해 다양하게 구성할 수 있다.
즉, 수집된 노선버스의 정보는 도 5에 나타낸 바와 같이 두 가지로 구분되어 가공처리 되는데, 하나는 정류장의 영향(진입시간, 정차시간, 진출시간)을 포함한 노선버스의 통행속도 정보로, 다른 하나는 정류장의 영향을 제거한 구간을 통행하는 차량의 평균적인 통행속도 정보로 가공 처리된다.
도 6은 본 발명에 따른 노선 버스를 이용한 구간 통행 속도 정보 산출 절차를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 노선 버스를 이용한 구간 통행 속도 정보 산출 절차는 도 6에 나타낸 바와 같이, 우선 수집 정보를 필터링 및 스크린링하고, 필터링 및 스크린링이 끝나면 통행거리를 통행시간으로 나누면 노선 버스 구간의 통행 속도를 구하게 된다.
도 7은 본 발명 제 1 실시 예에 따른 노선 버스를 이용한 구간별 평균 통행속도 정보 산출 방법을 설명하기 위한 플로 차트이고, 도 8은 본 발명 제 2 실시 예에 따른 노선 버스를 이용한 구간별 평균 통행속도 정보 산출 방법을 설명하기 위한 플로 차트이다.
여기서 도 7은 노선 버스에서 수집된 정보를 이용해 구간의 평균속도 정보를 구할 때 정류장 위치 발신 장치를 이용한 경우이고, 도 8은 GPS를 이용한 경우이다.
우선 정류장 위치 발신 장치를 이용하여 구간의 평균속도 정보를 구하는 방법은, 노선 버스가 정해진 노선을 통행하다가 정류장 근처의 일정감지 영역에 접근하면서 정류장에 진입하게 되고, 이때 노선 버스에 구비된 차량 탑재 장치는 정류장 위치 발신 장치와 교신을 시작한다. 이어서 정류장에 정차하여 출입문을 개방하여 승객들을 승하차시킨다. 그 다음 승객 승하차가 완료되면 노선 버스는 정류장을 진출하게 되고, 정류장 근처의 일정감지 영역을 벗어나면서 노선 버스에 구비된 차량 탑재 장치는 정류장 위치 발신 장치와 교신을 종료하게 된다. 즉 정보를 수집한다(S10).
수집한 정보는 교통 정보 수집 센터로 전송되고, 교통 정보 수집 센터는 수집한 정보 중에서 오류를 발생시킬 수 있는 불필요한 오류데이터를 제거하는 필터링 및 스크린링을 수행한다(S11).
그 다음 노선 버스의 앞문 및/또는 뒷문 즉, 출입문 개방시간 중 큰 시간을 산출한다(S12).
이어서 구간 전체의 통행 시간에서 정류장에 머문 시간과 출입문 개방시간을 더한 값을 감산하고 정류장을 중심으로 일정감지영역(예를 들면 반경 30m이므로 총 60m)내를 정상적으로 통행하는데 소요되는 시간을 더하여 구간의 정상 통행 시간을 계산하고(S13), 구간 평균 통행 속도를 산출하게 된다(S14).
즉 노선버스가 아닌 일반차량이 구간을 운행하는 경우의 일반차량 통행 시간을 계산할 수 있는 것이다. 다시 설명하면 도 1에 나타낸 바와 같은 정류시간과 일반차량 통행시간은 구간을 통행하는 노선 버스와 일반차량간에 차이가 발생할 수 있으므로 이와 같은 시간 차이를 최소화하기 위하여, 버스의 차량 탑재 장치(20)와 정류장 위치 발신 장치(40)간 교신시간(정류장 반경 일정구간(30m) 이내에 머물면서 교신한 시간)에서 버스 출입문 개방시간을 감산한 시간을 구하는 방법을 제공하는 것이다.
그리고, 도 8에 나타낸 바와 같은 GPS를 이용하는 경우에는 도 7에 나타낸 바와 같이 앞뒷문 센서를 이용하지 않고, 차량 탑재 장치(20)와 GPS 위성(30) 및 GPS 수신 모듈(22)을 이용하여 노선 버스가 정류장 위치 발신 장치(40)와 교신하는 것에 따라 구간 평균 통행 속도를 산출하는 것으로, 노선 버스가 정해진 노선을 통행하다가 정류장 근처의 일정감지 영역에 접근하면서 정류장에 진입하게 되고, 이때 노선 버스에 구비된 차량 탑재 장치는 정류장 위치 발신 장치와 교신을 시작한다. 이어서 정류장에 정차하여 출입문을 개방하여 승객들을 승하차시킨다. 그 다음 승객 승하차가 완료되면 노선 버스는 정류장을 진출하게 되고, 정류장 근처의 일정감지 영역을 벗어나면서 노선 버스에 구비된 차량 탑재 장치는 정류장 위치 발신 장치와 교신을 종료하게 된다. 즉 정보를 수집한다(S20).
수집한 정보는 교통 정보 수집 센터로 전송되고, 교통 정보 수집 센터는 수집한 정보 중에서 오류를 발생시킬 수 있는 오류데이터를 제거하는 필터링 및 스크린링을 수행한다(S21).
그 다음 GPS 정보를 분석하여(S22), 노선 버스의 구간 통행속도를 산출하고, 버스가 정류장에 머문 시간 중 완전히 정지한 시간만을 추출하여 노선 버스가 갖는 정류장 손실시간을 계산하여 노선버스의 구간 통행 시간에서 감산하여 구간 평균 통행 속도를 산출한다(S23).
도 9 및 도 10은 도 4 내지 도 8을 통해 수집한 교통 정보를 정보 이용자에게 제공하는 경우의 데이터 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
여기서 도 9는 노선 버스에 제공하는 데이터 포맷이고, 도 10은 일반차량에 제공하는 데이터 포맷으로써, 노선버스에는 출발노드 및 도착노드와 노선버스의 통행 속도 및 정류장 예상 소요시간을 제공하고, 일반차량에는 노선의 정류장 구간에 따른 구간 평균 통행 시간을 제공한다.
본 발명은 노선버스이외에도 다양하게 변형 적용이 가능한데, 상기한 주행특성과 유사한 특성을 갖는 셔틀버스, 순환형 화물차량, 좌석버스, 직행버스 등 노선버스와 유사하게 주기적으로 운행하며, 일정한 지점에서 규칙적으로 정차하는 모든 차량에 적용이 가능하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 시간적으로 주기적인 운행특성을 갖고 있으며, 공간적으로 광범위한 지역에 구축되어 있는 노선버스 및 좌석버스를 이용하고, 필요에 따라 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)과 차량탑재장치, 정류장 위치 발신 장치(노변장치)를 복합적으로 활용함으로써 광범위한 지역에서 양질의 교통정보를 저렴한 비용으로 수집할 수 있다.
둘째, 수집된 정보는 구간의 교통정보로 가공되어 실시간 구간교통정보, 최적경로산출, 평균속도 산출, 교통정책결정 자료 등 광범위하게 이용될 수 있다.
셋째, 대중교통정보 및 버스정보시스템(BIS, Bus Information Service)에 활용할 수 있다. 버스에서 수집된 정보이므로 직접적으로 버스의 통행시간 및 통행속도를 알 수 있을 뿐만 아니라, 어느 정류장에서 승객의 수요가 높은가를 파악할 수 있으므로 버스를 이용한 최적경로안내와 최단경로안내를 가능하게 하며, 버스회사에서는 버스 배차간격 및 배차시간을 조절하는데 이용될 수 있고, 어느 정류장에서, 어느 시간대에 승객의 수요가 많은 가를 파악함으로써 버스의 집중도를 조절할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있다.
넷째, 결국 대중교통에 대한 상세한 정보를 제공함으로써 대중교통 활용도를 고취시키고 승객은 보다 안정적이며 질 높은 대중교통을 이용할 수 있으며, 다양한 버스 운행정보를 제공함으로써 버스회사의 운영 효율화 및 운영 수입 증대 효과를 가져 올 수 있다.
Claims (21)
- 정류장에 설치되어 위치 정보 데이터를 무선 출력하는 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치와;노선 버스의 출입문 개방 시간을 측정하는 개폐감지 장치와;상기 노선 버스에 설치되며, 상기 노선버스의 상기 정류장 정류시간 정보와 상기 개폐감지 장치가 측정한 상기 출입문 개방 시간 정보를 무선 출력하는 차량 탑재 장치와;상기 차량 탑재 장치로부터 상기 정류시간 정보와 상기 출입문 개방 시간 정보를 수신하고 이를 교통정보수집센터로 전송하는 무선기지국과;상기 정류시간 정보에서 상기 노선버스의 이전 노드에서 현재 노드까지의 통행 시간 정보에서 상기 출입문 개방 시간을 감산한 시간을 상기 노선 버스의 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 통행 시간 및 상기 노선버스의 상기 정류장 통과 손실 시간을 계산하고, 상기 노선 버스의 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 거리를 상기 계산한 통행 시간으로 나눈 값을 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 구간 평균 통행 속도로 산출하는 교통정보 수집 센터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 차량 탑재 장치는 상기 정류장 위치 발신 장치의 무선 출력시간 및 상기 출입문 개방시간을 일정시간 저장하는 메모리 영역과, 상기 차량 탑재 장치와 상기 정류장 위치 발신 장치와의 무선 통신 및 상기 교통 정보 수집 센터와 상기 차량 탑재 장치와의 무선 통신 서비스를 제공하는 무선 통신 모듈 및 상기 메모리 동작과 무선 통신 동작을 제어하는 중앙처리 장치를 포함하여구성된 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치는 상기 정류장에 설치되어 상기 정류장의 고유ID 또는 정류장 고유정보 또는 정류장 위치좌표 중 적어도 하나 이상을 갖고 있으며, 상기 정류장에 도착하는 차량에게 일정 통신영역으로 정류장 정보를 무선으로 발신하는 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노선버스를 이용한 교통정보 수집 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치는 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치와 함께 차량 탑재장치내의 글로벌 포지셔닝 모듈이, 글로벌 포지셔닝 시스템 위성으로부터 데이터를 수신하여 차량의 위치와 정류장 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 노선버스를 이용한 교통정보 수집 시스템.
- 제 5 항에 있어서, 상기 글로벌 포지셔닝 시스템으로 수집된 정보를 차량탑재장치에 일시 저장하였다가 무선기지국을 통해 상기 교통정보 수집 센터로 전송하고, 상기 교통정보 수집 센터에서는 상기 글로벌 포지셔닝 시스템으로 수집된 정보를 일괄 또는 부분 처리 및 가공하여 구간의 교통정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 노선버스를 이용한 교통정보 수집 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 정류장 및/또는 위치발신 장치로써, 근거리 전용 통신(DSRC)을 이용해 상기 차량 탑재장치와 단방향 또는 양방향 단거리 무선 통신하는 무선중계기의 위치좌표를 이용하여 차량의 위치와 정류장의 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 노선버스를 이용한 교통정보 수집 시스템.
- 제 5 항에 있어서, 상기 정류장 및/또는 노드 위치발신 장치와 글로벌 포지셔닝 시스템을 별도 또는 동시에 이용하여 노선 버스 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 노선버스를 이용한 교통정보 수집 시스템.
- 제 7 항에 있어서, 상기 정류장 및/또는 위치발신 장치와 단방향 또는 양방향 단거리 전용 무선 통신하는 중계기를 별도 또는 동시에 이용하여 노선 버스 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 노선버스를 이용한 교통정보 수집 시스템.
- 제 5 항에 있어서, 상기 차량 탑재 장치는 수집된 차량운행정보와 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 모듈이 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 위성으로부터 수신한 위치 정보를 상기 교통 정보 수집 센터로 전송하고, 상기 교통 정보 수집 센터는 상기 노선 버스의 현재 노드와 이전 노드의 위치 정보에 따른 구간 평균 속도를 상기 이전 노드에서 현재 노드까지의 거리 정보와 상기 이전 노드에서 현재 노드까지 진행 시간 정보로부터 상기 노선 구간의 평균 통행 속도로 산출하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 개폐감지 장치는 상기 노선 버스의 앞문과 뒷문에 직접 또는 간접으로 각각 구성된 센서인 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템.
- 제 11 항에 있어서, 상기 교통정보 수집 센터는 상기 노선 버스의 출입문 개방 시간 정보로써 상기 앞문과 뒷문 개방 시간 중 큰 시간 정보를 상기 출입문 개방 시간 정보로 이용하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 교통 정보 수집 센터는 상기 노선 버스들로부터 전송된 정보로부터 상기 노선버스들의 모든 구간의 통행 속도 정보를 시간대별, 지역별 데이터베이스화하여 상기 노선 버스의 출입문 개방시간 정보를 감산하지 않은 데이터는 노선버스의 구간별, 시간대별 평균 통행 속도로 데이터베이스화하고,상기 출입문 개방시간 정보를 감산한 데이터는 상기 정류장에 정차하지 않는 일반차량의 시간대별, 지역별 평균 통행 속도로 데이터베이스화하여,상기 교통 정보 수집 센터의 서버에 저장하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 시스템.
- 노선버스가 정류장에 접근함에 따라 상기 노선버스에 구비된 차량 탑재장치가 상기 정류장의 정류장 위치 발신 장치와 교신을 시작하는 단계;상기 노선 버스가 상기 정류장에 정차한 시간을 계산하는 단계;상기 노선 버스가 상기 정류장에서 벗어남에 따라 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신을 종료하는 단계;상기 노선 버스의 상기 차량 탑재장치가 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 총 시간에서 상기 정차한 시간을 감산하여 상기 노선 버스의 상기 정류장 통과손실 시간을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 정류장 통과 손실 시간을 계산하는 단계 후에 상기 노선 버스의 이전 노드에서 현재 노드까지의 통행시간을 산출하는 단계와,상기 노선버스의 이전 노드에서 현재 노드까지의 거리를 상기 산출한 통행시간으로 나누어 상기 노선 버스의 구간별 평균 통행 속도를 산출하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 정류장에 정차한 시간은 상기 노선버스의 앞문과 뒷문 개방 시간 중 큰 시간을 이용하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 차량 탑재 장치가 상기 정류장 위치 정보 발신 장치와 교신한 총시간과 상기 노선 버스가 상기 정류장에 정차한 시간을 통신 모듈을 통해 교통정보 수집 센터로 전송하면, 상기 교통정보 수집 센터는 상기 노선 구간별 평균 통행 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 차량 탑재 장치는 상기 정류장 위치 정보 발신 장치와 교신하면서 발생하는 오류데이터 등을 필터링 및 스크린링 후 상기 교통정보 수집 센터로 전송하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통정보 수집 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 교통정보 수집 센터는 상기 구간별 평균 통행 속도를 상기 노선 버스를 포함한 노선버스별로 구간별, 시간대별 데이터베이스화하여 서버에 저장하는 단계와,상기 서버에 저장된 구간별, 시간대별 데이터를 이용해 상기 노선버스의 구간별, 시간대별 통행 정보로 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 총시간에서 상기 정차한 시간을 감산하지 않은 값을 제공하고,상기 정류장에 정차하지 않는 일반차량에 상기 구간별, 시간대별 통행 정보로 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 총시간에서 상기 정차한 시간을 감산한 값을 제공하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통정보 수집 방법.
- 제 19 항에 있어서, 상기 통행정보를 상기 노선 버스에 제공하는 경우에는 상기 노선버스의 출발정류장에서 도착 정류장 정보와, 상기 노선버스의 통행 속도 정보 및 상기 도착정류장의 도착 예정 소요시간 정보를 포함하여 제공하고, 상기 일반차량에 제공하는 경우에는 상기 일반차량의 현재 최근접 노드에서 상기 일반차량이 접근하는 노드 정보와 상기 최근접 및 접근하는 노드의 구간 평균 통행 속도 정보를 포함하여 제공하는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 방법.
- 글로벌 포지션닝 시스템 모듈을 구비한 노선버스가 정류장에 접근함에 따라 상기 노선버스에 구비된 차량 탑재장치가 상기 정류장의 정류장 위치 발신 장치와 교신을 시작하는 단계;상기 노선 버스가 상기 정류장에서 벗어남에 따라 상기 차량 탑재 장치와 상기 정류장 위치 발신 장치간 교신을 종료하는 단계;상기 노선 버스가 상기 정류장에서 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 시간정보와 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 모듈을 통해 글로벌 포지셔닝 시스템 위성으로부터의 수신한 위치 정보를 교통정보 수집 센터로 전송하는 단계;상기 교통정보 수집 센터에서 상기 노선 버스의 이전 노드 위치 정보와 현재 노드 위치 정보에 따라 상기 이전 노드과 현재 노드간의 노선 거리를 계산하고, 상기 계산한 노선 거리 정보를 상기 정류장 위치 발신 장치와 교신한 시간 정보로 나누어 상기 노선 버스의 구간별 평균통행 속도를 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 노선 버스를 이용한 교통 정보 수집 방법.
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