KR101043978B1 - 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법 - Google Patents

Abstract

센터장치와, 기지국, 차량단말을 포함하는 교통정보시스템에서, 도로의 진행방향별로 소통정보를 생성하는 방법에 관한 것으로서, (a) 차량단말은 차량이 지도정보의 시점노드에서 종점노드의 링크 구간을 주행하면서 링크의 주행정보를 저장하되, 상기 링크의 주행정보에 직전노드를 함께 저장하는 단계; (b) 기지국에 접속하면, 차량단말은 저장된 링크의 주행정보를 기지국을 통해 센터장치로 전송하는 단계; (c) 센터장치는 차량단말로부터 수신한 링크의 주행정보들을 링크와 직후노드(또는 진행방향)별로 구분하여 소통정보를 생성하는 단계; (d) 센터장치는 진행방향별 소통정보를 기지국을 통해 차량단말로 다중전송하는 단계를 포함하는 구성을 마련한다.

상기와 같은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 의해, 링크 구간의 전체 평균속도가 아닌 진행방향별로 세밀한 통과시간을 예측하여 목적지까지의 빠른 길을 보다 정확하게 찾을 수 있다.

교통정보, 소통정보, 진행방향, 통과시간, 링크

Description

교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법 { A traffic information collecting and producing method for each rotating direction of roads }

본 발명은 센터장치와, 기지국, 차량단말을 포함하는 교통정보시스템에서, 노드와 링크 정보를 포함하는 지도정보를 인식하여 진행방향별로 도로의 소통정보를 수집하고 생성하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 관한 것이다.

일반적으로 교통정보시스템은 도시 내의 가로구간으로부터 교통정보 등을 수집하고 가공하여 배포하는 도시지역 교통정보체계를 말한다. 교통정보에 대한 운전자의 요구가 증대하면서 교통정보의 제공은 교통시설의 효율적인 운영 및 교통수요 분산 등 교통수단 및 교통체계의 효율적인 관리 및 운영뿐만 아니라 교통수요관리 측면에서도 중요하다.

교통정보서비스는 운전자에게 교통소통정보나 교통관련지식을 사전에 이용할 수 있도록 하여 안전운전을 유도한다. 즉, 교통정보서비스는 운전자에게 도로정체 상황, 공사, 사고 및 통제 등의 정보를 제공하여 교통상황에 따라 우회도로를 선택할 수 있도록 한다. 이를 통해, 교통정보서비스는 교통량 분산 효과에 따른 교통소통 증진과 최적경로 선택에 의한 여행시간 감소 및 사고 등 위험상황의 사전숙지에 따른 사고예방 등으로 직간접 손실비용을 최소화할 수 있다.

그러나 현재 제공되는 교통정보는 일부 제한된 지역에 설치된 검지기, CCTV 등을 통해 수집됨으로써 분석 및 입력 등의 절차로 다소 시간이 지난 뒤 제공하고 있어 모든 시민의 교통정보 요구를 충족시켜 줄 수 없을 뿐만 아니라, 교통 안전관리, 재해, 재난 등 돌발상황 관리에 활용하기에 미흡한 면이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 도로에 대한 교통정보를 실시간 제공하는 교통정보시스템이 제시되고 있다. 상기 교통정보시스템은 차량단말 - 기지국 - 센터장치로 구성된다. 차량단말과 기지국은 무선으로 연결되어, 차량에 탑재된 차량단말이 고속으로 이동하여도 기지국과 통신할 수 있는 구성을 갖는다.

센터장치에서 기지국을 통해 실시간으로 도로의 소통정보를 차량단말로 제공해주면, 운전자는 정체되지 않는 도로로 운행할 수 있어, 목적하는 곳에 보다 빠르게 도착할 수 있다. 또, 차량단말이 현재 차량 위치에서 목적지까지의 경로 중에서 시간상으로 가장 빠른 경로를 선택하여 운전자에게 추천해줄 수도 있다.

그런데 일반적인 도로의 교통정보는 지도정보의 노드와 노드 사이의 링크 구간에 대한 소통정보만 가지고 있다. 특히, 하나의 링크에 대해서 그 링크구간에서의 대표적인 예상통과시간 하나만 제시하고 있다. 그러나 이와 같은 도로의 소통정보는 도로의 소통상황을 정확하게 반영하고 있지 못하다.

예를 들면, 도 12과 같이, 교차로 A에서 좌회전 차량들이 좌회전을 하기 위해서 좌회전 차선에서 신호를 오랫동안 대기하는 경우가 있다. 좌회전 신호가 짧거나, 좌회전 차선은 2개의 차선이고 좌회전 후 진입하는 도로는 1차선인 경우 등에 발생한다.

그런데 링크 A-B 구간, A-C구간, C-D구간은 예상통과시간이 1분이고, 링크 B-D 구간은 예상통과시간이 3분이라고 하자. 차량 M이 목적지 D까지 가려고 한다면, 목적지까지의 경로는 A-C-D의 경로와 A-B-D 경로의 두 가지가 있다. 즉, 교차로 A에서 좌회전하는 경우와 우회전하는 경우이다.

교차로 A에서 좌회전 하는 경로는 A-C구간이 1분이고, C-D구간이 1분이므로, 목적지까지의 총 도착예정시간이 2분이다. 교차로 A에서 직진하는 경로는 A-B구간이 1분이고 B-D구간이 3분이므로, 총 도착예정시간이 4분이다. 특히, 두 개의 경로 모두 좌회전을 한 번씩 하므로 일반적인 좌회전 대기시간을 고려한다 하더라도 당연히 교차로 A에서 좌회전 하는 경로가 가장 빠른 경로이다.

그런데, 교차로 A에서 좌회전하기 위해 신호를 대기하는 시간이 5분이라면 첫 번째 경로의 실제 도착예정시간은 7분이다. 따라서 실제로 교차로 A에서 직진하는 경로가 더 빠르다.

상기와 같이, 같은 도로라 할지라도 어느 방향으로 진행하는 차선이냐에 따라 통과시간에서 차이가 발생하는 경우는 비일비재하다. 따라서 교차로에서 진행방향에 따라 도로의 소통시간을 세밀하게 구분하여 제공해줄 필요가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 센터장치와, 기지국, 차량단말을 포함하는 교통정보시스템에서, 노드와 링크 정보를 포함하는 지도정보를 인식하여 진행방향별로 도로의 소통정보를 수집하고 생성하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 센터장치와, 기지국, 차량단말을 포함하는 교통정보시스템에서, 도로의 진행방향별 소통정보 생성방법에 관한 것으로서, 상기 차량단말은 노드와 링크 정보를 포함하는 지도정보를 저장하고 GPS로부터 차량의 위치 및 속도를 포함하는 GPS 수신정보를 수신하고, 상기 방법은, (a) 상기 차량단말은 차량이 지도정보의 시점노드에서 종점노드의 링크 구간을 주행하면서 링크의 주행정보를 저장하되, 상기 링크의 주행정보에 직전노드를 함께 저장하는 단계; (b) 상기 기지국에 접속하면, 상기 차량단말은 저장된 링크의 주행정보를 기지국을 통해 센터장치로 전송하는 단계; (c) 상기 센터장치는 상기 차량단말로부터 수신한 링크의 주행정보들을 링크와 직후노드(또는 진행방향)별로 구분하여 소통정보를 생성하는 단계; (d) 상기 센터장치는 진행방향별 소통정보를 기지국을 통해 상기 차량단말로 다중전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 있어서, 상기 (a)단계는, (a1) 차량이 상기 지도정보의 링크의 시점노드를 출발하는지를 판단하는 단계; (a2) 차량이 시점노드를 출발하면, 차량의 주행정보를 구하여 기록하는 단계; (a3) 차량이 상기 지도정보의 링크의 종점노드에 도착하는지를 판단하는 단계; (a4) 차량이 링크의 종점노드에 도착하면, 상기 시점노드부터 기록한 차량의 주행정보를 링크의 주행정보로 저장하고, 링크의 주행정보에 직전노드 정보를 함께 저장하는 단계; (a5) 상기 (a1)단계 내지 (a4)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 있어서, 상기 차량단말은 상기 차량의 위치가 지도정보의 노드를 진입한 후 진출하면 차량이 지도정보의 노드를 출발 또는 도착하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 있어서, 상기 차량단말은 차량의 위치와 노드 위치의 횡축 차이가 노드의 제1 스냅의 값보다 크거나, 또는 차량 위치와 노드 위치의 종축 차이가 노드의 제2 스냅의 값보다 크면 상기 노드를 진출하는 것으로 판단하고, 차량 위치와 노드 위치의 횡축 차이가 노드의 제1 스냅의 값보다 작고, 차량 위치와 노드 위치의 종축 차이가 노드의 제2 스냅의 값보다 작으면 상기 노드를 진입하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 있어서, 상기 제2 스냅의 값이 정해지지 않는 경우, 상기 횡축 차이와 종축 차이를 모두 제 1 스냅의 값과 비교하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 있어서, 상기 링크의 주행정보는 링크ID, 직전노드, 통과시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 있어서, 상기 (c)단계는, (c1) 각 링크의 주행정보에 대하여, 해당 링크의 시점노드 및 종점노드가 직전노드 및 시점노드와 동일한 링크의 주행정보를 검색하고, 검색된 링크의 종점노드를 해당 링크의 직후노드로 정하는 단계; (c2) 모든 링크의 주행정보를 링크와 직후노드별로 구분하는 단계; (c3) 링크와 직후노드별로 구분된 링크의 주행정보들을 통계분석하여 링크의 진행방향별 예상통과시간을 구하는 단계; (c4) 링크의 진행방향별 예상통과시간 리스트를 포함하는 링크의 소통정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 있어서, 상기 (c3)단계에서, 링크와 직후노드별로 구분된 링크의 주행정보의 통과시간을 평균하여 링크의 진행방향별 예상통과시간을 구하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법에 의하면, 링크 구간의 전체 평균속도가 아닌 진행방향별로 세밀한 통과시간을 예측하여 목적지까지의 빠른 길을 보다 정확하게 찾을 수 있는 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.

또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명에 따른 교통정보시스템의 전체 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 교통정보시스템은 크게 센터장치(100), 기지국(200), 차량단말(300)로 구성된다.

센터장치(100)는 차량단말(300) 또는 기지국(200)간의 실시간 통신을 통하여 차량의 위치, 속도 등 운행정보 및 상황정보를 수신하여 취합하고, 취합된 각 차량의 운행정보를 분석하여 도로의 소통정보 등을 생성한다. 센터장치(100)는 생성된 소통정보 등을 기지국(200) 또는 차량단말(300)에 전송한다. 소통정보 등은 도로의 예상통과시간 이외에도 돌발상황정보, 기상정보 등이 있다.

기지국(200)은 교차로, 도로변, CCTV지주 및 관련 시설물에 설치되어, 차량단말(300) 및 센터장치(100)와 데이터를 송수신하는 장비이다. 기지국(200)은 차량(10)이 인터넷과 연결하기 위한 무선통신망(20)을 제공한다. 기지국(200)은 접속되는 차량단말(300)로부터 축적된 운행정보를 수집하고, 수집된 운행정보를 센터장치(100)로 전송한다. 한편, 기지국(200)에는 CCTV 등 현장장치가 구비되어 현장장 치에서 수집되는 정보들(예를 들면 CCTV영상 등)도 함께 센터장치(100)로 전송한다.

기지국(200)은 센터장치(100)와 인터넷(50)을 통해 연결된다. 이들 간의 통신망은 광통신기반 인터넷 프로토콜을 사용하는 고용량의 고속 통신 등을 이용할 수 있다. 또, 센터장치(100)와 기지국(200) 간의 유선구간은 수요처의 설계방침에 따라 광통신 이외의 대안이 사용될 수 있다.

차량단말(On Board Equipment, 300)은 차량(10) 내에 설치되어 무선랜 통신을 수행할 수 있는 장비이다. 차량단말(300)은 무선랜을 통해 인터넷에 연결하여 필요한 정보를 송수신할 수 있다.

한편, 차량단말(300)은 GPS(60)로부터 주기적으로 위치 및 속도 정보를 얻어, 차량(10)의 이동경로에 따른 운행정보를 축적하고 기지국(200)에 접속이 이루어질 경우 축적된 운행정보를 기지국(200)에 전송한다. 또, 차량단말(300)은 접속된 기지국(200)로부터 전송되는 소통정보 및 인근 CCTV 화면 등의 정보를 수신한다.

차량단말(300)은 IEEE 802.11a/e를 근간으로 하는 무선통신기술을 활용하여 기지국 또는 기지국(200)과 통신한다. 특히, 차량단말(300)을 탑재하는 차량(10)은 빠른 속도로 주행하므로, 차량단말(300)과 기지국(200)간의 무선통신은 이동환경에서 이루어진다. 따라서 차량단말(300)은 기지국(200)과 빨리 접속하여 필요한 정보를 송수신해야 한다.

다시 말하면, 교통정보시스템에서는 무선랜 시스템을 통해, 차량(10) 내에 설치된 차량단말(300)이 차량의 운행정보를 수집하여, 기지국(200)을 통해 센터장치(100)로 전송한다. 센터장치(100)는 각 차량(10)의 운행정보를 취합하여 소통정보 등을 만들어 각 기지국(200)로 전송하면, 차량단말(300)은 전체 교통정보를 기지국(200)을 통해 수신한다. 이를 통해, 각 차량(10)으로부터 실시간으로 교통정보가 수집되고 배분된다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 차량단말(300)을 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2에서 보는 바와 같이, 차량단말(300)은 무선인터페이스(310), 내장GPS(320), 제어부(330), 메모리(340), 통합커넥터(360), 스위치(370), 전원(380)을 포함하여 구성된다. 추가로, 스피커(351) 및 디스플레이(352)를 더 포함할 수 있다.

무선인터페이스(310)는 기지국(200)과 교신하기 위한 것으로, IEEE 802.11a/e의 규격에 의한다. 통합커넥터(360)는 다른 단말장치와 연결하기 위한 통합적인 포트로서, IEEE802.3 10/100Base-T/TX, USB1.1 이상, RS-232 통신 등을 지원한다.

내장GPS(320)는 GPS로부터 신호를 수신하는 장치이다. 차량단말(300)은 내장GPS(320)를 통해 차량의 주행위치 또는 주행속도 등의 자료를 얻는다.

제어장치(330)는 전체 차량단말장치를 제어하는 메인프로세서이다. 메모리(340)는 필요한 데이터를 저장한다. 특히, 메모리(340)는 차량이 운행 중에 수집 하는 데이터를 저장한다. 또, 메모리(340)에 펌웨어가 저장되고, 제어장치(330)는 메모리(340)로부터 펌웨어를 읽어 실행할 수 있다.

디스플레이(352)는 교통정보를 효과적으로 표출하고 정보의 전송을 쉽게 할 수 있는 구성을 가진다. 바람직하게는, 화면 해상도가 640ㅧ480픽셀 이상이며, 화면보다 큰 이미지를 축소하여 표시할 수 있다.

예를 들면, 도 3에서 보는 바와 같이, 디스플레이(352)는 차량단말(300)에서 수신된 소통정보를 이용하여 전체 도로망의 실시간 교통정보 그래픽 표시가 가능하한다.

바람직하게는, 디스플레이(352)는 차량단말(300)에서 수신된 소통정보를 이용하여 도시고속도로와 주요 간선 축별 정보를 안내하고, 특정 도로 노선의 실시간 교통정보 그래픽 표시를 할 수 있다.

바람직하게는, 디스플레이(352)는 속도에 따라 표시기준을 달리할 수 있다. 예를 들면, 아래와 같이, 속도별 표시 기준 기본값을 [표 1]과 같이 달리 정하고, 색상별 표시 기준 기본값을 [표 2]와 같이 달리 정한다.

[표 1]

위계구분 제한속도 소통원활 지체ㅇ서행 정체

도시고속도로: 80km/h 50km/h 이상 50∼30km/h 30km/h 미만

고속도로: 100∼110km/h 70km/h 이상 70∼30km/h 30km/h 미만

시내일반도로: 60km/h 20km/h 이상 10∼20km/h 10km/h 미만

[표 2]

상황구분 색상 Red Green Blue

소통원활: 초록 180 220 80

지체ㅇ서행: 노랑 250 220 25

정 체: 빨강 250 70 70

데이터 없음: 회색 190 190 190

스위치(370)는 리셋(reset), 시작(start) 버튼 등으로 구성된다.

다음으로, 본 발명에 따라 이용되는 지도정보의 구성요소를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에서 보는 바와 같이, 지도정보는 노드, 링크, 정점으로 구성된다. 노드는 도로가 교차하는 교차로를 의미한다. 도 4에서 N1, N2, ..., N6을 지칭하는 원을 말한다. 노드는 경도와 위도로 그 위치가 표시되고 식별된다.

링크는 노드와 노드를 연결하는 도로, 즉, 선을 의미한다. 도 4에서 L12, L13, ..., L56 등을 지칭하는 선을 말한다. 링크는 방향성을 갖는다. 예를 들면, 노드 N1과 N2를 연결하는 링크는 N1에서 N2방향의 연결도로인 L12와 N2에서 N1방향의 연결도로인 L21이 있을 수 있다. 만약, 링크가 한 방향으로만 운행하는 도로라면 링크는 하나일 수 있다. 노드 N3과 N5 사이에는 N3에서 N5로만 운행할 수 있는 도로만 있고, 노드 N5와 N6 사이는 운행방향에 따라 서로 도로가 다른 것임을 알 수 있다. 링크는 구간의 시작노드와 도착노드로 표시되고 식별된다.

링크 구간 중에서 중간위치를 정점(vertex)이라고 한다. 예를 들면, 링크 L12에는 V121과 V122의 정점이, 링크 L12에는 V131과 V132의 정점이 있다. 링크가 직선구간으로 전제하기 힘든 도심구간 난반사 지역에 정점 정보를 보유함으로써, 보다 정확한 지도정보를 가질 수 있다. 정점은 링크의 속성으로 리스트로 관리된다.

일반적으로 GIS(지도정보시스템)에서 이용되는 지도정보(맵)는 용량이 상당히 큰데, 정점(vertex) 정보가 상당수를 차지한다. 보다 지도정보가 보다 자세하게 표시되기 위해서는 링크를 잘게 쪼개서 각 구간의 위치좌표를 가지고 있어야 하기 때문이다.

그러나 교통정보에 이용되는 지도정보는 도로구간의 정체 등 소통정보를 표시하기 위한 것이지 자세한 길안내를 위한 것이 아니다. 따라서 길의 위치를 자세히 표시하기 위한 정점(vertex) 정보를 모두 가지고 있을 필요가 없다. 따라서 본 발명에 따른 교통정보시스템에서는 노드-링크 정보DB의 주행 중 자동 갱신을 위해 지도정보DB를 저용량으로 축약하여 관리하도록 하고 있다. 이 과정에서 DB용량 부담의 가장 큰 원인인 정점정보를 최소화하였으며, 정점정보 없이도 대다수의 많은 도로에서 링크정보를 작성할 수 있음을 전제로 한다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법을 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5에서 보는 바와 같이, 진행방향별 소통정보 생성방법은, (a) 차량단 말(300)은 차량이 지도정보의 시점노드에서 종점노드의 링크 구간을 주행하면서 링크의 주행정보를 저장하되, 상기 링크의 주행정보에 직전노드 정보를 함께 저장하는 단계(S410); (b) 상기 기지국(200)에 접속하면, 상기 차량단말(300)은 저장된 링크의 주행정보를 기지국(200)을 통해 센터장치(100)로 전송하는 단계(S420); (c) 상기 센터장치(100)는 상기 차량단말(300)로부터 수신한 링크의 주행정보들을 링크와 직후노드(또는 진행방향)별로 구분하여 소통정보를 생성하는 단계(S430); (d) 상기 센터장치(100)는 진행방향별 소통정보를 기지국(200)을 통해 상기 차량단말(300)로 다중전송하는 단계(S440)로 구분된다.

먼저, 차량(10)에 장착된 차량단말(300)은 차량(10)이 지도정보의 시점노드에서 종점노드의 링크 구간을 주행하면서 링크의 주행정보를 저장한다(S410).

주행정보는 차량단말(300)에서 GPS 정보를 활용하여 작성하는 주요 항목들이다. 예를 들면, 구간속도, 통과시간 등을 말한다. 도 4에서, 차량이 노드 N0, N1, N3, N5, N4, N7을 거쳐 주행한다면, 링크 L01, L13, L35, L54, L47에서의 주행정보를 작성할 것이다. 링크의 주행정보는 기본적으로 링크의 구간길이와 통과시간을 포함한다. 구간길이와 통과시간을 알면 구간속도를 구할 수 있다.

구체적으로, 도 6과 같이, 차량(10)이 지도정보의 시점노드로부터 출발하는지를 판단한다(S411). 차량이 시점노드를 출발하면, 차량의 주행정보를 구하여 기록한다(S412). 차량의 주행정보는 GPS 수신정보를 활용하여 작성하는 주요 항목들이 포함된다. 예를 들면, GPS 수신정보는 속도, 수신시간, 누적거리, 위치좌표 값들이 포함된다. 차량단말(300)은 지도정보의 종점노드에 도착할 때까지 지속적으로 차량의 주행정보를 기록한다.

다음으로, 차량단말(300)은 차량(10)이 상기 지도정보의 링크의 종점노드에 도착하는지를 판단한다(S413). 차량(10)이 링크의 종점노드에 도착하면, 차량단말(300)은 상기 시점노드부터 기록한 차량의 주행정보를 링크의 주행정보로 저장한다(S414). 이때, 차량단말(300)은 링크의 주행정보에 직전노드 정보를 함께 저장한다.

차량의 주행정보와 링크의 주행정보는 서로 다르다. 차량의 주행정보는 차량(10)이 주행하면서 GPS 수신정보를 큰 가공없이 기록한 정보이고, 링크의 주행정보는 링크 구간에 대한 통과시간 등 링크에 관하여 가공한 정보이다. 즉, 링크의 주행정보는 기록된 차량의 주행정보로부터 구해진다.

링크의 주행정보는 링크ID, 직전노드, 통과시간 등을 포함한다. 또, 바람직하게는 링크의 주행속도도 포함된다.

링크 주행속도 계산 방법은 (1) 링크거리 속성 값 기준으로 하는 방법과 (2) GPS 좌표 기준으로 하는 방법의 2가지가 있다. 전자를 수식으로 표현한 것이 [수학식 1]이고, 후자를 수식으로 표현한 것이 [수학식 2]이다.

[수학식 1]

[수학식 2]

지도정보 상의 링크의 구간길이는 지도정보에 의해 주어지는 도로의 길이를 의미하고, GPS기준 누적거리는 실제 차량이 GPS수신정보로 측정한 누적거리를 의미한다.

한편, 링크의 주행정보는 시점노드의 직전노드를 반영함으로써 진행방향별 정보 수집이 가능하도록 한다. 즉, 시점노드 직전 노드를 링크의 주행정보에 포함함으로써 진행방향별 정보 획득이 가능하여 통과시간 산출에 링크 대표 평균속도가 아닌 진행방향별로 세밀한 통과시간 산출이 가능하여 차량단말에서 최단경로 탐색 등에 활용도를 높인다.

도 7a에서 보는 바와 같이, 진행방향별 정보를 작성하기 위해 시점노드의 직전노드를 링크의 주행정보에 포함한다(S414). 도 7a에서 차량은 노드 N0, N1, N2, N3을 거쳐 N4로 진행하고 있다. 그리고 차량에 장착된 차량단말(300)이 노드 N1까지의 링크의 수행정보를 이미 업로드하였다고 가정한다. 즉, 노드 N0 이전 링크와 링크 L01에 관한 링크의 주행정보는 이미 업로드되었다.

차량단말(300)은 링크 L12와 L23에 대한 링크의 주행정보를 수집하였고, 링크 L34에 대한 정보를 수집하고 있는 중이다. 그리고 이 링크의 주행정보들은 아직 업로드되지 않았다.

먼저, 링크 L12에 대한 링크의 주행정보를 살펴본다. 링크 L12의 시점노드(FNODE)는 노드 N1이고 종점노드(TNODE)는 노드 N2이다. 그리고 직전노드(PNODE) 는 노드 N01이다. 도 7b의 ①과 같이, 링크 L12의 주행정보는 "PNODE(노드 N0) + 링크의 세부주행정보"로 구성되며, ②와 같이, 링크 L23의 정보는 "PNODE(노드 N1) + 링크의 세부주행정보"로 구성된다.

링크 L34에서 수집된 정보는 아직 종점노드(TNODE)를 결정하지 못하였다. 즉, 종점노드(TNODE)를 결정하지 못해 링크ID 및 링크의 주행정보를 작성할 수 없을 때에는 링크ID 위치에 시점노드ID를 저장한다. 도 7b의 ③과 같이, 차량 현재위치에서의 정보 작성은 링크ID에 노드 N3이 저장되고, 세부 정보는 "PNODE(노드 N2) + 링크의 세부주행정보"로 구성된다.

따라서 기지국(200)을 만났을 때 전송하는 최소 링크의 주행정보는 직전노드(PNODE)+해당 링크의 세부주행정보가 된다.

한편, 링크의 직후노드(또는 직후노드, NNODE)는 링크의 종점노드(TNODE)의 다음 노드를 말한다. 따라서 링크 L12와 L23의 직후노드(NNODE)는 각각 노드 N3과 N4이다. 그러나 링크 L34는 차량이 아직 진행 중이므로, 종점노드(TNODE)가 정해지지 않았다. 따라서 링크 L34의 직후노드(NNODE)는 노드 N4가 된다.

바람직하게는, 직전노드(PNODE)를 결정하기 이전의 정보는 직전노드를 0으로 지정한다. 또, 하나의 주행정보는 적어도 최근 하나의 링크 정보가 포함되어야 한다. 다만 아직 작성된 정보가 없는 경우에는 그렇지 아니하다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따라 차량이 지도정보의 노드를 출발하는지 도착하는지를 판단하는 방법을 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

일반적인 내비게이션 시스템(또는 지도정보시스템) 등의 지도정보(맵)는 모든 지도상의 위치, 즉, 노드와 노드 사이(또는 링크 구간) 안에서도 자세한 위치좌표(정점의 위치좌표)를 가지고 있다. 따라서 링크 내에서도 정점의 위치좌표로 GPS좌표와의 차이를 보정(매칭)할 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 지도정보는 정점을 상당부분 생략하였기 때문에 링크 구간 내에서 지도정보의 위치와 GPS좌표간의 매칭을 어렵다.

따라서 본 발명에 따라 차량이 지도정보의 노드를 출발하였는지 도착하였는지를 판단하는 노드매칭은 매우 중요하다. 이를 잘못 판단하는 경우 상당한 오차가 발생할 수 있기 때문이다.

도 8a에서 보는 바와 같이, 일반적인 내비게이션 시스템에서 노드매칭은 지도정보 상의 노드 N1의 위치좌표와 차량의 위치좌표 M1 을 비교하여 그 거리 차이가 일정한 거리(또는 B1의 반경) 이내이면 차량이 지도상의 노드 N1에 위치한 것으로 판단한다. 이때, B1을 스냅(snap)이라고 한다. 상기 스냅은 GPS에 의한 차량의 위치 오차도 감안한 것이다. 즉, GPS오차에 의해 정확한 차량의 위치를 파악하지 못하더라도 일정한 스냅 범위 안에 차량이 있으면 차량이 노드에 있는 것으로 판단한다.

노드를 진출하는 지점이란 스냅 범위(Snap Boundary)를 벗어나는 지점이고 노드를 진입하는 지점이란 스냅 범위 안으로 들어오는 지점을 말한다.

또, 일반적으로 스냅의 반경은 일정한 거리로 정해지는 경우가 많다. 그런데 도 8b와 같이, 횡축 도로와 종축 도로의 도로폭의 차이가 심한 경우 스냅을 B1로 정하거나 B2로 정하는 경우, 모두 문제가 발생한다. 즉, B1로 스냅을 정하면, 차량 M1은 이미 교차로(노드)에 진입하였음에도 불구하고 지도상의 노드에 진입하지 못한 것으로 판단할 것이다. 또, B2로 스냅을 정하면, 차량 M2는 이미 교차로(노드)에 진입하지 못하였음에도 불구하고 지도상의 노드에 진입하한 것으로 판단할 것이다.

따라서 본 발명에 따른 스냅은 2개의 스냅을 정하여 횡축 또는 종축의 거리를 모두 비교하여 판단한다. 즉, 도 8c에서 보는 바와 같이, 스냅영역 B3은 횡축의 차이를 비교하는 제1 스냅과 종축의 차이를 비교하는 제2 스냅으로 구성한다. 상기와 같은 스냅의 구성에 의하여 스냅영역은 도 8c와 같이, 직사각형 모양이 된다.

한편, 차량이 노드를 출발 또는 도착하는 것을 판단하는 기준점은 노드(또는 교차로)를 진출하는 지점을 기준으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 차량의 위치가 시점노드를 진입한 후 진출하면 차량이 시점노드를 출발하는 것으로 판단하고, 차량의 위치가 종점노드를 진입한 후 종점노드를 진출하면 차량이 종점노드에 도착하는 것으로 판단한다.

이때, 스냅을 이용한 판단은 다음과 같다.

차량 위치와 노드 위치의 횡축 차이가 노드의 제1 스냅의 값보다 크거나, 또는 차량 위치와 노드 위치의 종축 차이가 노드의 제2 스냅의 값보다 크면 상기 노드를 진출하는 것으로 판단한다. 또, 차량 위치와 노드 위치의 횡축 차이가 노드의 제1 스냅의 값보다 작고, 차량 위치와 노드 위치의 종축 차이가 노드의 제2 스냅의 값보다 작으면 상기 노드를 진입하는 것으로 판단한다.

다른 실시예로서, 상기 기준점을 차량이 진입하는 지점을 기준으로 할 수도 있다. 즉, 차량의 위치가 이전 노드를 진출한 후 시점노드를 진입하면 차량이 시점노드를 출발하는 것으로 판단하고, 차량의 위치가 시점노드를 진출한 후 종점노드를 진입하면 차량이 종점노드에 도착하는 것으로 판단한다.

한편, 상기 제2 스냅의 값이 정해지지 않는 경우, 상기 횡축 차이와 종축 차이를 모두 제 1 스냅의 값과 비교한다. 따라서 이 경우 스냅영역은 정사각형의 형태가 된다.

다시 도 5를 참조하여, 진행방향별 주행정보를 생성하는 방법을 설명한다.

다음으로, 차량단말(300)이 기지국(200)에 접속하면, 저장된 링크의 주행정보를 기지국을 통해 센터장치(100)로 전송한다(S420). 전송하는 링크의 주행정보는 도 7b와 같은 링크의 주행정보이다.

그리고 센터장치(100)는 상기 차량단말(300)로부터 수신한 링크의 주행정보들을 링크와 직후노드(또는 진행방향)별로 구분하여 소통정보를 생성한다(S430).

도 9에서 보는 바와 같이, 센터장치(100)가 진행방향별 소통정보를 생성하는 방법은, (c1) 각 링크의 주행정보에 대하여, 해당 링크의 시점노드 및 종점노드가 직전노드 및 시점노드와 동일한 링크의 주행정보를 검색하고, 검색된 링크의 종점노드를 해당 링크의 직후노드로 정하는 단계(S431); (c2) 모든 링크의 주행정보를 링크와 직후노드별로 구분하는 단계(S432); (c3) 링크와 직후노드별로 구분된 링크의 주행정보들을 통계분석하여 링크의 진행방향별 예상통과시간을 구하는 단 계(S433); (c4) 링크의 진행방향별 예상통과시간 리스트를 포함하는 링크의 소통정보를 생성하는 단계(S434)로 구분된다.

센터장치(100)는 다수의 차량단말(300)로부터 링크의 주행정보를 수신한다. 따라서 하나의 링크에 대해서 다수의 링크의 주행정보를 수신할 수 있다. 수신된 링크의 주행정보들에 대하여, 각 링크의 시점노드 및 종점노드가 직전노드 및 시점노드와 동일한 링크의 주행정보를 검색하고, 검색된 링크의 종점노드를 해당 링크의 직후노드로 정한다(S431).

예를 들면, 도 10에서 보는 바와 같이, 하나의 링크 Lab는 시점노드 Na와 종점노드 Nb 사이의 구간이고, 링크의 직후노드는 노드 N1, N2, N3의 3개가 될 수 있다. 이때, 링크 Nab의 시점노드 및 종점노드와, 링크 L1, L2, L3의 직전노드 및 시점노드와 동일하다. 즉, 링크 Nab의 시점노드와 링크 L1, L2, L3의 직전노드는 노드 Na로 동일하다. 또, 링크 Nab의 종점노드와 링크 L1, L2, L3의 시점노드는 노드 Nb로 동일하다.

참고로, 직후노드는 링크의 방향을 표시할 수 있다. 즉, 노드 Nb의 교차로에서 좌회전을 하면 노드 N1로 가는 방향이고 직진하면 노드 N2로 가는 방향이고 우회전하면 노드 N3으로 가는 방향이면, 각 노드 N1, N2, N3은 좌회전, 직진, 우회전의 방향을 표시한다. 따라서 직후노드와 진행방향은 같은 의미로 이하에서 기술한다.

만약 차량 M1이 링크 Lab를 거쳐 링크 L1로 주행하였다면, 차량 M1의 링크 Lab의 직후노드는 N1이다. 또, 차량 M2가 링크 Lab를 거쳐 링크 L2로 주행하였다 면, 차량 M2의 링크 Lab의 직후노드는 N2이다. 또, 차량 M3이 링크 Lab를 거쳐 링크 L1로 주행하였다면, 차량 M3의 링크 Lab의 직후노드는 N1이다.

따라서 각 차량별로 각 링크의 시점노드 및 종점노드가 직전노드 및 시점노드와 동일한 링크의 주행정보를 검색하여 해당 링크의 직후노드를 정할 수 있다.

다음으로, 모든 링크의 주행정보를 링크와 직후노드별로 구분한다(S432).

도 9의 예에서, 차량 M1의 링크 Lab의 주행정보와 차량 M3의 링크 Lab의 주행정보가 같은 그룹(링크 Lab와 노드 N1별 주행정보)으로 구분되고, 차량 M2의 링크 Lab의 주행정보는 링크 Lab와 노드 N2별 주행정보로 구분된다.

다음으로, 링크와 직후노드별로 구분된 링크의 주행정보들을 통계분석하여 링크의 진행방향별 예상통과시간을 구한다(S433). 바람직하게는, 링크와 직후노드별로 구분된 링크의 주행정보의 통과시간을 평균하여 링크의 진행방향별 예상통과시간을 구한다.

도 9의 예에서, 링크 Lab와 노드 N1별 주행정보는 차량 M1과 차량 M3의 링크 Lab의 주행정보를 통계분석하여 노드 N1의 예상통과시간을 구하고, 링크 Lab와 노드 N2별 주행정보는 차량 M2의 링크 Lab의 주행정보를 통계분석하여 노드 N2의 예상통과시간을 구한다.

링크의 주행정보들을 통계분석하여 예상 통과시간을 구하는 방법은 다양한 통계기법 또는 예측기법이 이용될 수 있다. 예를 들면, 표준편차를 구하여 어느 신뢰수준을 벗어나는 통과시간은 제외하고 나머지 통과시간을 평균할 수 있다.

다음으로, 링크의 진행방향별 예상통과시간 리스트를 포함하는 링크의 소통 정보를 생성한다(S434).

도 11에서 보는 바와 같이, 링크의 진행방향별 소통정보는 BOR(Begin of Record), 링크ID, 직후노드(또는 진행방향)와 그 예상 통과시간의 리스트를 포함한다.

BOR(Begin Of record) 필드는 레코드의 시작이며 레코드 속성을 포함하고, EOR(End Of record) 필드는 레코드의 끝을 표시한다. BOR은 레코드 지속 여부와, 해당 링크의 직후노드와 예상 통과시간의 쌍의 개수를 표시한다. 즉, 소통정보는 진행방향별로 예상 통과시간을 표시한다.

다음으로, 직후노드와 예상통과시간의 쌍들의 리스트들이다.

직후노드(NNODE)는 이 링크에서 진행하는 방향에 있는 노드들이다. 즉, 시점노드(FNODE) → 종점노드(TNODE) → 직후노드(NNODE)의 정보임을 나타낸다. 시점노드(FNODE)와 종점노드(TNODE)는 링크의 정보에서 도출될 수 있다.

도 10에서 보는 바와 같이, 하나의 링크에 여러 개의 직후노드(NNODE)가 있을 수 있다. 도 10에서 링크 Lab의 직후노드(NNODE)는 노드 N1, N2, N3의 3개이다. 이 노드 각각에 대하여 통과시간과의 쌍이 삽입된다. 즉, "NNODE[1] + TIME[1] + NNODE[2] + TIME[2] + NNODE[3] + TIME[3]"의 리스트가 삽입된다.

예상통과시간(TIME)은 진행하는 차량이 해당 방향으로 진출하기 위하여 소요될 수 있는 예상통과시간, 즉 진입노드(FNODE) → 진출노드(TNODE)의 예상통과시간이다. 바람직하게는, 통과시간의 단위는 초(sec)이다.

마지막으로, 상기 센터장치(100)는 진행방향별 소통정보를 기지국(200)을 통해 차량단말(300)로 다중전송한다(S440).

차량단말(300)은 진행방향별 소통정보를 수신하여 이를 디스플레이(352)에 표시하거나, 최단시간에 의한 목적지 경로를 검색할 때 이용한다.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 차량으로부터 주행정보를 수집하는 실시간으로 도로의 소통정보를 제공하는 교통정보시스템의 개발에 적용될 수 있다. 특히, 링크 구간의 전체 평균속도가 아닌 진행방향별로 상세하게 주행정보를 생성하여 제공하는 교통정보시스템을 개발하는데 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명을 실시하기 위한 교통정보시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 차량단말의 구성에 대한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 차량단말의 디스플레이에 표시되는 도로의 소통정보를 예시한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따라 이용되는 지도정보의 구성요소를 예시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법을 설명하는 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 차량단말의 소통정보를 수집하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 7은 본 발명에 따라 차량단말의 소통정보를 수집하는 방법과 링크의 소통정보의 구성에 대한 일례를 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 차량이 지도정보의 노드를 출발하는지 도착하는지를 판단하는 방법을 예시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 센터장치의 진행방향별 소통정보를 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 10은 본 발명에 따라 진행방향별 소통정보를 생성하는 일례를 도시한 도면이다.

도 11은 본 발명에 따른 진행방향별 소통정보의 구성을 도시한 도면이다.

도 12는 종래의 소통정보로 최단거리를 검색할 때의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 차량 20 : 무선통신망(기지국의 통신영역)

50 : 인터넷 60 : GPS

100 : 센터장치 200 : 기지국

300 : 차량단말 310 : 무선인터페이스

311 : 안테나 320 : 내장GPS

330 : 제어부 340 : 메모리

351 : 스피커 352 : 디스플레이

360 : 통합커넥터 370 : 스위치

380 : 전원

Claims (8)

1. 센터장치와, 기지국, 차량단말을 포함하는 교통정보시스템에서, 도로의 진행방향별 소통정보 생성방법으로서,

   상기 차량단말은 노드와 링크를 포함하는 지도정보를 저장하고 GPS로부터 차량의 위치 및 속도를 포함하는 GPS 수신정보를 수신하고,

   상기 방법은,

   (a) 상기 차량단말은 차량이 지도정보의 시점노드에서 종점노드의 링크 구간을 주행하면서 링크의 주행정보를 구하여 저장하되, 상기 링크의 주행정보에 직전노드 정보를 함께 저장하는 단계;

   (b) 상기 기지국에 접속하면, 상기 차량단말은 저장된 링크의 주행정보를 기지국을 통해 센터장치로 전송하는 단계;

   (c) 상기 센터장치는 상기 차량단말로부터 수신한 링크의 주행정보들을 링크와 직후노드(또는 진행방향)별로 구분하여 소통정보를 생성하는 단계;

   (d) 상기 센터장치는 진행방향별 소통정보를 기지국을 통해 상기 차량단말로 다중전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 (a)단계는,

   (a1) 차량이 상기 지도정보의 링크의 시점노드를 출발하는지를 판단하는 단계;

   (a2) 차량이 시점노드를 출발하면, 차량의 주행정보를 구하여 기록하는 단계;

   (a3) 차량이 상기 지도정보의 링크의 종점노드에 도착하는지를 판단하는 단계;

   (a4) 차량이 링크의 종점노드에 도착하면, 상기 시점노드부터 기록한 차량의 주행정보를 링크의 주행정보로 저장하고, 링크의 주행정보에 직전노드 정보를 함께 저장하는 단계;

   (a5) 상기 (a1)단계 내지 (a4)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 차량단말은 상기 차량의 위치가 지도정보의 노드를 진입한 후 진출하면 차량이 지도정보의 노드를 출발 또는 도착하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 차량단말은 차량의 위치와 노드 위치의 횡축 차이가 노드의 제1 스냅의 값보다 크거나, 또는 차량 위치와 노드 위치의 종축 차이가 노드의 제2 스냅의 값보다 크면 상기 노드를 진출하는 것으로 판단하고,

   차량 위치와 노드 위치의 횡축 차이가 노드의 제1 스냅의 값보다 작고, 차량 위치와 노드 위치의 종축 차이가 노드의 제2 스냅의 값보다 작으면 상기 노드를 진입하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제2 스냅의 값이 정해지지 않는 경우, 상기 횡축 차이와 종축 차이를 모두 제 1 스냅의 값과 비교하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 링크의 주행정보는 링크ID, 직전노드, 통과시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 (c)단계는,

   (c1) 각 링크의 주행정보에 대하여, 해당 링크의 시점노드 및 종점노드가 직전노드 및 시점노드와 동일한 링크의 주행정보를 검색하고, 검색된 링크의 종점노드를 해당 링크의 직후노드로 정하는 단계;

   (c2) 모든 링크의 주행정보를 링크와 직후노드별로 구분하는 단계;

   (c3) 링크와 직후노드별로 구분된 링크의 주행정보들을 통계분석하여 링크의 진행방향별 예상통과시간을 구하는 단계;

   (c4) 링크의 진행방향별 예상통과시간 리스트를 포함하는 링크의 소통정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 (c3)단계에서,

   링크와 직후노드별로 구분된 링크의 주행정보의 통과시간을 평균하여 링크의 진행방향별 예상통과시간을 구하는 것을 특징으로 하는 교통정보시스템의 진행방향별 소통정보 생성방법.

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