KR101296147B1

KR101296147B1 - 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 및 단말

Info

Publication number: KR101296147B1
Application number: KR1020110022758A
Authority: KR
Inventors: 어재홍; 손석현
Original assignee: 주식회사 제이캐스트
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2013-08-19
Also published as: WO2012124987A2; KR20120105144A; WO2012124987A3

Abstract

본 발명은 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 및 단말에 관한 것으로, 적어도 하나의 차량에 각각 설치되어 차량의 출발지 및 목적지를 설정하는 차량단말, 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된 적어도 하나의 센서, 차량단말로부터 차량의 출발지 및 목적지를 수신하고, 센서로부터 차량감지신호가 수신되면 차량의 종류, 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 확인하고, 현재위치에서 목적지까지 적어도 하나의 경로를 추출한 후, 경로를 이용할 시에 차량에서 배출될 배기가스 배출량을 연산하여 차량단말로 제공하는 정보제공단말, 정보제공단말로 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 포함하는 정보를 제공하는 메인서버를 포함한다.

Description

친환경 이동경로를 제공하는 시스템 및 단말{System and Device for Providing of Green Movement Track}

본 발명은 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 및 단말에 관한 것으로, 보다 구체적으로 차량의 종류를 확인하고 차량의 종류에 따른 배기가스의 배출량에 기초하여 복수 개의 경로 중 배기가스가 최저로 배출되면서도 이동시간이 빠른 최적의 경로를 차량으로 제공하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 및 단말에 관한 것이다.

차량이 급격히 증가함에 따라 도로의 지정체 구간이 많아지고 지정체 시간 시간대를 피해서 이동하거나, 정체가 상대적으로 심하지 않은 도로를 선택하여 이동한다.

네비게이션에 상기와 같은 교통정보를 제공하기 위해 교통방송에서는 교통 통신원들로부터 사고나 공사, 지정체 정보들을 제보받아 제공하였으나, 수집되는 교통정보가 실시간 데이터가 아니고, 주관적이어서 정보의 정확성과 신뢰성이 저하되는 단점이 있었다.

이를 극복하기 위해 지점속도로부터 구간속도를 추정하는 방법을 적용하였으나 지정체가 심해질수록 구간 각 지점에서의 거리변화에 따른 속도변화의 선형성이 떨어져 추정된 구간속도의 정확성이 저하되므로 목적지까지 빠른 길을 찾거나 소요시간을 예측하는데 많은 오차가 발생하는 문제점이 있었다.

이로 인해, 최근에는 GPS와 무선통신모뎀을 장착한 다수의 프로브(probe)차량을 이용하여 프로브 차량이 링크(link)의 시종점을 통과할 때의 시각과 위치를 메인서버에서 파악하여 구간 교통정보를 수집하는 방법을 사용하고 있다.

그러나 프로브 방식은 프로브 차량마다 고가의 GPS와 무선통신모뎀을 장착한 단말기를 설치해야함은 물론 매달 고액의 무선 통신비를 지출해야 하기 때문에 통산 프로브 차량의 수를 전체 차량의 1% 이내에서 운영하고 있어, 교통량이 적은 링크나, 지정체가 심한 링크에서는 단위시간 내에 해당링크를 통과하는 프로브 차량이 없는 경우가 많아 정보의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생한다.

또한, 지정체가 심한 링크를 이동할 경우에는 오랜 시간동안 이동해야 하기 때문에 많은 양의 배기가스가 배출되는 문제점이 발생한다.

이로 인해, 배기가스의 양을 최소화하면서도 최적의 경로로 출발지부터 목적지까지 이동하고자 하는 사용자의 니즈(needs)를 충족시킬 수 있는 시스템의 개발이 시급한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된 적어도 하나의 센서에서의 감지결과에 따라 차량의 종류, 차량의 속도, 이동거리 등의 다양한 조건을 기초로 하여 차량에서 배출되는 배기가스의 양을 최소화하면서도 최적화된 경로를 제공할 수 있는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 및 단말을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템은 적어도 하나의 차량에 각각 설치되어 차량의 출발지 및 목적지를 설정하는 차량단말, 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된 적어도 하나의 센서, 상기 차량단말로부터 상기 차량의 출발지 및 목적지를 수신하고, 상기 센서로부터 차량감지신호가 수신되면 상기 차량의 종류, 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 확인하고, 현재위치에서 상기 목적지까지 적어도 하나의 경로를 추출한 후, 상기 경로를 이용할 시에 상기 차량에서 배출될 배기가스 배출량을 연산하여 상기 차량단말로 제공하는 정보제공단말, 상기 정보제공단말로 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 포함하는 정보를 제공하는 메인서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 단말은 적어도 하나의 차량단말, 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된 적어도 하나의 센서 및 메인서버와 통신을 수행하는 통신부, 상기 차량단말로부터 상기 차량의 출발지 및 목적지를 수신하고, 상기 센서로부터 차량감지신호가 수신되면 상기 차량의 종류, 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 확인하고, 현재위치에서 상기 목적지까지 적어도 하나의 경로를 추출한 후, 상기 경로를 이용할 시에 상기 차량에서 배출될 배기가스 배출량을 연산하여 상기 통신부를 통해 상기 차량단말로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 출발지부터 목적지까지의 적어도 하나의 경로, 상기 도로를 구성하는 링크, 상기 링크의 교통량, 상기 링크를 통행하는 차량의 평균속도, 상기 도로에 형성된 신호등, 상기 링크의 통행이 가능한 차량의 종류를 포함하는 정보를 확인하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 정보제공단말은 상기 확인된 차량의 종류가 특정 링크로의 통행이 불가능한 차량이면 상기 특정 링크로의 통행이 불가능함을 알리는 메시지를 생성하여 상기 차량단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 경로에 포함된 링크를 통행하는 차량의 평균속도, 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 상기 도로에 형성된 신호등의 개수를 이용하여 상기 현재위치부터 목적지까지 이동 시에 예상되는 배기가스의 배출량을 연산하여 연산결과를 상기 차량단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 축거 및 축수를 연산하여 상기 차량의 종류를 확인하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 일정간격으로 이격되어 매설된 적어도 두 개의 센서에서 감지된 차량감지신호에 의해 상기 차량의 속도, 차량의 길이 및 점유율을 연산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 차량감지신호를 기설정된 샘플링 주파수의 크기로 샘플링하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 기설정된 상위경계값과 하위경계값을 기준으로 상기 샘플링된 차량감지신호를 Out신호와 In신호로 구분하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 특정 대기상태에서 Out신호가 연속적으로 발생하면 검지상태로 상태를 전이하고, 특정 검지상태에서 In신호가 연속적으로 발생하면 대기상태로 상태를 전이하며, 검지상태구간을 설정하고, 상기 샘플링된 차량감지신호 중 상기 설정된 검지상태구간에 해당하는 차량감지신호를 유효데이터로 판단하여 추출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 샘플링 주파수를 상기 센서로부터 수신되는 차량감지신호 대역폭의 최대 두 배가 되도록 증폭하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 대기상태에서 상기 센서의 출력신호의 평균값을 기준으로 상기 상위경계값 및 하위경계값을 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 대기상태에서의 출력신호에 대한 평균값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 샘플링된 차량감지신호가 상기 검지상태에 머문 횟수에서 상기 샘플링된 초당 샘플링 횟수를 나눈 값을 상기 유효데이터로 판단하여 추출하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 본 발명은 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된 적어도 하나의 센서에서의 감지결과에 따라 차량의 종류, 차량의 속도, 이동거리 등의 다양한 조건을 확인하여 차량에서 배출되는 배기가스의 양이 가장 적으면서도 목적지까지 최단시간에 이동할 수 있는 경로를 제공함으로써, 목적지까지 빠르게 이동할 수 있고, 배기가스의 배출량을 최소화하여 환경보호에 일조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 을 나타내는 개념도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템의 주요 구성을 나타내는 구성도
도 3은 도 2에 도시된 정보제공단말의 주요 구성을 나타내는 블록도
도 4는 본 발명에 따른 정보제공단말의 설명을 위해 정현파 형태로 입력되는 차량감지신호의 그래프를 나타내는 도면
도 5는 본 발명에 따른 최적의 검지상태구간을 설정하기 위한 N Out M In FSA(Finite State Agent) 방식을 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명에 따른 두 개의 센서로부터 수신되는 차량감지신호의 그래프를 나타내는 도면
도 7은 본 발명에 따른 두 개의 센서로부터 수신되는 차량감지신호의 그래프에서 필요한 시간 구간을 나타내는 도면
도 8은 이격되어 매설된 복수의 센서의 차량감지신호의 그래프를 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 화면을 나타내는 화면예시도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 을 나타내는 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템의 주요 구성을 나타내는 구성도이다. 도 3은 도 2에 도시된 정보제공단말의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템 을 나타내는 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템의 주요 구성을 나타내는 구성도이다. 도 3은 도 2에 도시된 정보제공단말의 주요 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4는 본 발명에 따른 정보제공단말의 설명을 위해 정현파 형태로 입력되는 차량감지신호의 그래프를 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 최적의 검지상태구간을 설정하기 위한 N Out M In FSA(Finite State Agent) 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명에 따른 두 개의 센서로부터 수신되는 차량감지신호의 그래프를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명에 따른 두 개의 센서로부터 수신되는 차량감지신호의 그래프에서 필요한 시간 구간을 나타내는 도면이다. 도 8은 이격되어 매설된 복수의 센서의 차량감지신호의 그래프를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 시스템(100, 이하, 시스템이라 칭함)은 적어도 하나의 센서(110), 차량단말(120), 정보제공단말(130), 메인서버(140)를 구비한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 노드라는 용어는 교차로, 도로 합류지점, 교차로와 도로의 합류지점을 의미하고, 이는 도 1에서 A, B, C, D, E, F로 표시된다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 링크라는 용어는 노드와 노드를 연결하는 도로 즉, 교차로와 교차로 사이의 도로, 도로 합류지점과 도로 합류지점 사이의 도로, 교차로와 도로 합류지점 사이의 도로를 의미한다.

센서(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 이하 필요에 따라 도면부호 110으로 통칭함)는 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된다. 이때, 센서(110)는 링크의 길이가 100미터보다 짧을 경우에는 링크의 중간 부분에 하나의 센서(110)가 매설될 수 있고, 링크의 길이가 100미터보다 길 경우에는 100미터 간격으로 복수 개의 센서(110)가 매설될 수 있다.

아울러, 서로 이격되어 매설된 센서(110) 사이의 간격을 세그먼트라고 칭할 수 있으며, 100미터를 기준으로 복수의 센서(110)를 매설함으로써, 이격된 센서(110) 사이의 이동속도를 확인할 수 있도록 하여 하나의 링크 내부에서도 구간에 따른 차량의 이동속도를 정확하게 측정할 수 있게 하기 위해서이다. 또한, 센서(110)는 1분 단위를 기준으로 차량의 이동을 감지할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 당업자에 의해 변경 적용이 가능함을 명확히 하는 바이다.

센서(110)는 적어도 두 개의 노드로 연결된 링크를 통과하는 차량이 인식되면, 차량이 인식됨을 알리는 차량감지신호를 생성하여 정보제공단말(130)로 제공한다.

보다 구체적으로, 센서(110)는 링크를 통과하는 차량이 인식되면 자기장의 변화에 따른 출력전압의 변화량이 정현파 형태의 아날로그 차량감지신호로 출력된다. 출력된 차량감지신호는 근거리 무선통신망을 통하여 정보제공단말(130)로 전송된다.

센서(110)는 지자기 센서가 사용될 수 있다. 차량이 도로에 정차하거나 도로를 통과하면 땅에서 올라오는 자기장의 방향이 바뀌는데, 이러한 지구의 자기장을 지자기(地磁氣) 센서로 감지하여 차량을 인식할 수 있다. 지자기 센서는 종류에 따라서 검지 영역 범위(gauss)가 다양한데, 차량 인식에는 이방성 자기저항 센서(AMR : Anisotropic Magnetoresistive, 이하 "AMR 센서"라 칭함)를 사용할 수 있다.

일반적으로 지구에서 발생하는 지자기 범위를 검지 영역에 포함하는 지자기 센서는, Squid, Fiber-Optic, Optically Pumped, Nuclear Procession, Search-Coil, Anisotropic Magnetoresistive(AMR), Flux-Gate 등이 있다. 지구 자기장(Earth's Field)의 범위뿐만 아니라, 차량이 지나가면서 변할 수 있는 범위의 지자기까지 검지할 수 있는 지자기 센서 중, 경제성을 고려할 때 본 발명에서는 AMR 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 센서(110)는 지자기 센서, 지자기 센서의 자세를 보정하는 보정 센서, 검지 조건에 따라서 지자기 센서의 검지값을 보정하는 보조 센서 등을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 차량이 통과하기 전에는 AMR 센서의 검지값은 일정 수준을 유지하는 초기화 상태이다. 이러한 초기화 상태는 AMR 센서가 매설된 위치로부터 반경 1.5m 이내의 영역에 차량이 없는 경우에 지속된다. AMR 센서가 매설된 위치로부터 반경 1.5m 이내의 영역에 차량이 존재하는 경우에는 AMR 센서가 지자기 변화를 측정하는 검지 상태로 전환되어, 차량이 AMR 센서 매설 위치를 통과하기 0.5m 전부터 AMR 센서를 통과한 후 약 0.3m까지의 영역에서 지자기 변화량을 측정할 수 있다. 이때, 차량의 재질, 차량의 크기, 차체의 높이 및 차체 금속의 양 등에 따라 검지 거리가 달라지므로 상기한 차량 인식 반경이 모든 차량에 일률적으로 적용되는 것은 아니다. 이처럼, 차량이 지자기 변화량 측정 영역을 벗어나게 되면, AMR 센서는 휴면 상태가 되고, 다음 차량이 통과하기 전까지 초기화 상태를 유지하다가 검지 및 휴면 상태를 반복한다. AMR 센서 등의 지자기 센서로 차량의 존재, 진행방향, 크기를 식별할 수 있으나, 지자기 변화의 검지는 온도와 습도, 진동에 영향을 받기 때문에, 실제 검지 환경이 검지 기준 온도, 습도와 다르거나 진동이 있는 경우, 이를 보상함으로써 지자기 센서의 검지값을 보정하는 보조 센서인 온도 센서와 습도 센서, 진동 센서를 추가하는 것이 바람직하다.

또한, 센서(110)가 지하에 매설되는 경우, 센서(110)에 경사나 회전이 발생할 수 있으며, 센서(110)의 위치 및 자세 변화로 인한 지자기 변화 검지값의 이상을 방지하기 위하여, 위치 및 자세 변화를 보상하기 위한 보정 센서를 추가하는 것이 바람직하다.

이처럼, 3축 AMR 센서, 보조 센서, 보정 센서를 포함하는 센서(110)에서 검지된 결과값은 근거리 무선통신망을 통하여 정보제공단말(130)로 전송된다.

차량단말(120)은 차량에 설치되어 정보제공단말(130)과의 통신을 수행한다. 특히, 차량단말(120)은 정보제공단말(130)로 출발지 및 목적지의 정보를 전송하고, 정보제공단말(130)로부터 수신된 출발지에서 목적지까지의 경로 및 목적지까지 이동시에 배출될 배기가스 배출예상량을 출력한다.

정보제공단말(130)은 적어도 하나의 차량에 장착된 차량단말(120)로부터 출발지 및 목적지를 수신하고, 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된 적어도 하나의 센서(110)로부터 수신된 차량감지신호로부터 차량의 종류를 확인한 후, 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로에 대한 도로정보를 확인하여 차량의 현재위치에서 목적지까지 적어도 하나의 경로를 추출하고, 추출된 경로를 이용할 시에 차량에서 배출될 배기가스 배출량을 연산하여 연산결과를 차량단말(120)로 전송한다. 이를 위해, 정보제공단말(130)은 통신부(131), 저장부(132), 제어부(133)를 구비하고, 저장부(132)는 차량정보DB(132a), 도로정보DB(132b)를 구비하며 제어부(133)는 전처리부(133a), 차종확인부(133b), 경로확인부(133c), 연산부(133d), 생성부(133e)를 구비한다.

통신부(131)는 통신망(미도시)을 통하여 센서(110), 차량단말(120), 메인서버(140)와의 통신을 수행한다. 일례로, 통신부(131)는 유무선 통신망에 접속 가능한 통신모듈이며, 통신부(131)는 공지의 모뎀과 유무선랜 등으로 이루어질 수 있다.

저장부(132)는 제어부(133)의 제어에 의해 정보제공단말(130)을 제어하기 위한 프로그램의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 특히, 저장부(132)는 제어부(133)의 제어에 의해 메인서버(140)로부터 수신된 차량정보와 도로정보를 각각 차량정보DB(132a)와 도로정보DB(132b)에 저장한다.

차량정보DB(132a)에 저장되는 차량정보는 차량의 종류, 차량의 종류에 따라 사용되는 연료의 종류, 차량의 종류 및 차량의 속도에 따른 배기가스 배출량 등의 정보이다.

도로정보DB(132b)는 도로를 구성하는 노드(A, B, C, D, E, F)와 링크, 도로에 형성된 신호등, 링크로의 통행이 가능한 차량의 종류 등을 포함하는 정보를 저장한다.

제어부(133)는 정보제공단말(130)의 전반적인 동작을 제어한다. 정보제공단말(130)의 구체적인 동작에 대해서는 하기의 구성요소를 예로 하여 상세히 설명하도록 한다.

전처리부(133a)는 통신부(131)를 통해 센서(110)로부터 수신된 차량감지신호를 기설정된 샘플링 주파수의 크기로 샘플링(Sampling)하여 신호변환(Analog to Digital Conversion)한다. 전처리부(133a)는 샘플링 주파수를 센서(110)로부터 수신된 차량감지신호의 최대 대역폭의 두 배가 되도록 증폭하는 것이 바람직한데, 센서(110)로부터 수신된 아날로그 형태의 차량감지신호를 안정적으로 샘플링하여 완전하게 재생하기 위함이다. 즉, 전처리부(133a)는 센서(110)로부터 수신된 차량감지신호가, 8Hz일 경우에는 16Hz 이상으로, 16Hz일 경우에는 32Hz 이상으로, 32Hz일 경우에는 64Hz 이상으로, 64Hz일 경우에는 128Hz 이상으로, 128Hz일 경우에는 256Hz 이상으로, 256Hz일 경우에는 512Hz 이상으로, 512Hz일 경우에는 1048Hz 이상으로, 1048Hz일 경우에는 2096Hz 이상으로 증폭하는 기능을 수행하는 것이다.

한편, 전처리부(133a)는 정현파 형태로 입력되는 차량감지신호의 상위경계값(Upper Limit:UL)과 하위경계값(Lower Limit:LL)을 설정하여, 상위경계값(UL)과 하위경계값(LL)을 기준으로 샘플링된 차량감지신호를 Out 신호 이벤트와 In 신호 이벤트로 구분한다.

여기서, Out 신호 이벤트는 상위경계값(UL) 및 하위경계값(LL)을 벗어난 샘플링된 차량감지신호, In 신호 이벤트는 상위경계값(UL)과 하위경계값(LL)에 포함된 샘플링된 차량감지신호를 의미한다.

즉, 도 4를 참조하여 차량감지신호의 파형의 각 샘플링주파수(S1 내지 S35)를 상위경계값(UL) 및 하위경계값(LL)을 기준으로 Out 신호 이벤트와 In 신호 이벤트를 구분하여 보면, S1 내지 S7은 MV와 LL의 사이에 위치하므로 In 신호 이벤트, S8 내지 S14는 LL을 벗어나 위치하므로 Out 신호 이벤트, S15, S18 내지 S20은 In 신호 이벤트, S16 및 S17은 Out 신호 이벤트, S21 내지 S25는 Out 신호 이벤트이며, S20 내지 S35는 In 신호 이벤트에 해당한다.

또한, 전처리부(133a)는 하기의 수학식 1과 같이, 상위경계값(UL) 및 하위경계값(LL)을 센서(110)가 갖는 대기상태에서의 차량감지신호의 평균값(MV : Mean Value)을 기준으로 하되, 유효데이터를 산출하기 위해 연산되는 처리속도 및 처리시간의 효용성을 고려하여 각각 +3σ 및 -3σ의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

이때, 전처리부(133a)는 대기상태에서의 차량감지신호의 평균값(MV)을 하기의 수학식 2에 의해 산출할 수 있다.

(여기서, 상기 x(n)는 대기상태에서의 n번째 차량감지신호값, y(n-1)은 상기 MV를 산출하기 위한 n-1번째 저장된 값)

따라서, 바로 직전에 저장된 y(n-1)값과 n번째 차량감지신호값 x(n)만으로도 MV를 계산할 수 있다. 즉, MV = (x(1) + x(2) + ... + x(n))/n이다.

또한, 전처리부(133a)는 3σ값을 하기의 수학식 3에 의해 산출할 수 있다.

(여기서, 상기 x(n)는 대기상태에서의 n번째 차량감지신호값, y(n)은 상기 MV를 산출하기 위한 n번째 임의의 상수, z(n)은 상기 σ를 산출하기 위한 n번째 임의의 상수)

따라서, 바로 직전에 저장된 z(n-1)값과 n번째 차량감지신호값 x(n)만으로도 상위경계값(UL) 및 하위경계값(LL) 위치의 기준치인 3σ를 계산할 수 있는 것이다.

여기서, 전처리부(133a)는 상위경계값(UL) 및 하위경계값(LL)의 위치를 결정하기 위한 표준편차는 ±3σ인 것으로 설명하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며, ±3σ 이하의 표준편차 즉, ±1σ 또는 ±2σ로도 설정할 수 있다.

그러나, Gaussian 백색잡음의 경우 표준편차 ±1σ과 ±2σ의 오류발생율은 각각 68.3%와 95.4%로서 연산 처리속도 및 처리속도는 증대될 수 있겠으나 정확한 유효데이터를 추출하기에 제한이 된다.

또한, ±3σ 이상의 표준 편차, 즉 ±6σ로도 설정할 수 있다. 그러나, ±6σ의 경우에는 오류발생율이 99.9997%로 신뢰도있는 정확한 유효데이터를 추출할 수는 있겠으나 차량감지신호로부터 유효데이터를 추출하기 위해 연산되는 위한 과정이 복잡하여 연산 처리속도 및 처리시간이 과도해지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 전처리부(133a)에서의 상위경계값(UL) 및 하위경계값(LL)의 위치를 결정하기 위한 표준편차는, 제어부(133)의 연산 처리속도 및 처리시간을 고려하여 적정범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다.

전처리부(133a)는 N 개의 대기상태(I1 내지 IN)와 M 개의 검지상태(D1 내지 DM)를 갖는 N Out M In FSA(Finite State Agent) 방식에 따라, 제1 대기상태(I1)에서 N개의 Out 신호가 연속적으로 발생하면 검지상태로 상태전이하며, 제M 검지상태(DM)에서 M개의 In 신호가 연속적으로 발생하면 대기상태로 상태전이하는 알고리즘을 적용하되, N값과 M값의 크기를 지정하여 검지상태구간을 설정한다.

여기서, N과 M은 검지상태구간을 설정하기 위해 FSA 방식에 적용되는 임의의 상수로서, 각각 대기상태의 개수와 검지상태의 개수를 의미한다.

대기상태의 개수인 N 및 검지상태의 개수 M은 본 발명에 따른 시스템(100)의 오류발생율, 연산 처리속도 및 처리시간을 고려하여 적정범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다.

상위경계값(UL) 및 하위경계값(LL)이 ±3σ(99.7%)로 설정된 환경에서 N이 1일 경우, 차량감지신호에 대한 검지 오류가 발생할 확률 R은 ±3σ가 갖는 오류발생률이 0.3%이므로 0.003(1- 0.997)이며, N이 2일 경우 검지 오류가 두 번 연속으로 발생할 확률은 R*R = (0.003)*2이다.

또한, N이 3일 경우 검지 오류가 세 번 연속으로 발생할 확률은 R*3 = (0.003)*3이며, N이 4일 경우 검지 오류가 네 번 연속으로 발생할 확률은 R*4 = (0.003)*4이다.

즉, N이 n일 경우, 검지 오류가 연속으로 발생할 확률은 R*n = (0.003)*n 인 것이다.

또한, M이 7일 경우, 차량감지신호값이 상위경계값(UL)과 하위경계값(LL)의 사이에 위치할 확률은 0.5*7 = 2.5*10*(-6)이다. 따라서, 제어부(133)가 검지오류로 인하여 조기에 차량감지신호가 끝났다고 판단하는 경우는 매우 희박하다고 할 수 있으므로 차량감지신호의 주기를 정확하게 측정할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 N 및 M이 증대될 경우에는 검지 오류가 발생할 확률이 감소하나 연산이 복잡하여 연산 처리하는데 소요되는 처리시간이 길어지게 되며, N 및 M이 감소될 경우에는 차량감지신호에 대한 검지 오류 발생률이 증가되어 결과값에 대한 신뢰성이 낮아질 수 있다. 따라서, 대기상태의 개수인 N 및 검지상태의 개수 M은 검지 오류 발생율, 시스템의 연산 처리속도 및 처리시간을 고려하여 적정범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다.

여기서, 전처리부(133a)는 4 Out 7 In FSA 방식에 따라 검지상태 또는 대기상태가 상태전이하는 알고리즘을 적용된 하기의 표 1과 같은 차량감지신호의 이벤트 테이블에 의해 검지상태구간을 설정할 수 있다.

State	차량감지신호 Event
I1	O(Out)	I(In)
I2	I2	I1
I3	I3	I1
I4	I4	I1
D7	D7	I1
D6	D7	D6
D5	D6	D5
D4	D6	D4
D3	D5	D3
D2	D4	D2
D1	D3	D1
	D2	I1

(여기서, I1 내지 I4는 대기상태, D1 내지 D7은 검지상태를 의미함 )

도 5는 본 발명에 따른 최적의 검지상태구간을 설정하기 위한 N Out M In FSA(Finite State Agent) 방식을 적용된 예를 도시한 것으로, 도 4, 도 5 및 표 1을 참조하면, 최초 상태인 대기상태(I1)에서 시작하여, 차량감지신호의 첫번째 신호값인 S1이 입력되면, S1 내지 S7의 차량감지신호 이벤트는 모두 I(In)에 해당하므로 대기상태(I1)에 머물게 된다.

또한, S8의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 대기상태(I1)에서 대기상태(I2)로 이동하며, S9의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 대기상태(I2)에서 대기상태(I3)로 이동, S10의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 대기상태(I3)에서 대기상태(I4)로 이동한다.

S11의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 대기상태(I4)에서 상태전이하여 검지상태(D7)로 이동하게 된다.

S12 및 S14의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 모두 O(Out)에 해당하므로 검지상태(D7)에 머물게 된다.

S15의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D7)에서 검지상태(D6)로 이동, S16의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 검지상태(D6)에서 검지상태(D7)로 이동, S17의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 검지상태(D7)에서 머물게 된다.

S18의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D7)에서 검지상태(D6)로 이동, S19의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D6)에서 검지상태(D5)로 이동, S20의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D5)에서 검지상태(D4)로 이동한다.

S21의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 검지상태(D4)에서 검지상태(D5)로 이동, S22의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 검지상태(D5)에서 검지상태(D6)로 이동, S23의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 검지상태(D6)에서 검지상태(D7)로 이동, S24 및 S25의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 O(Out)에 해당하므로 모두 검지상태(D7)에서 머물게 된다.

S26의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D7)에서 검지상태(D6)로 이동, S27의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D6)에서 검지상태(D5)로 이동, S28의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D5)에서 검지상태(D4)로 이동, S29의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D4)에서 검지상태(D3)로 이동, S30의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D3)에서 검지상태(D2)로 이동, S31의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D2)에서 검지상태(D1)로 이동하며, S32의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 I(In)에 해당하므로 검지상태(D1)에서 상태전이하여 대기상태(I1)로 이동하게 된다.

이후, S32 내지 S35의 신호값의 차량감지신호 이벤트는 모두 I(In)에 해당하므로 대기상태(I1)에서 머물게 된다.

상기와 같이, 대기상태에서 검지상태로 상태가 전이되는 순간은 S11의 신호값의 차량감지신호가 입력되는 순간이며, 검지상태에서 대기상태로 상태가 전이되는 순간은 S32가 입력되는 순간이다.

따라서, 입력된 차량감지신호 중 검지상태 구간(Detection States)에 해당하는 차량감지신호는 S11 내지 S31의 신호값의 차량감지신호이다.

즉, 입력된 차량감지신호 중 유효데이터는 검지상태 구간에 포함되는 신호들로써, 유효데이터의 시작은 S11의 신호값의 차량감지신호이며, 유효데이터의 끝은 S31의 신호값의 차량감지신호인 것이다.

이에 따라, 전처리부(133a)는 샘플링된 차량감지신호 중 검지상태구간에 해당하는 차량감지신호를 유효데이터로 판단하여 추출한다. 또한, 센서(110)가 갖는 대기상태에서의 차량감지신호의 평균값(MV : Mean Value)을 연산하며, 평균값(MV)에 따른 각 표준편차별 각 위치를 지정한다.

또한, 입력된 차량감지신호의 샘플링 주파수율이 128Hz(초당 샘플링 횟수 128회)일 경우, 유효데이터의 점유시간(Ot)은 검지상태 구간에 머문 횟수를 초당 샘플링 횟수(초)로 나눈 값으로 계산할 수 있는데, 상술한 바와 같이, 차량감지신호가 검지상태 구간에 머문 횟수는 S11 내지 S31까지 24회이므로, 점유시간(Ot)= 24 / 128 = 0.1875 초인 것이다.

상술한 바와 같이, 비정기적으로 불특정기간에 발생하는 차량감지신호에 기초하여 유효데이터가 어느 시점에서 시작하여 어느 시점에서 종료되는 지를 명확하게 추출할 수 있어 차량의 정확한 축거 및 축수를 연산할 수 있는 기초가 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 정보제공단말(130)은 상술한 N Out M In FSA(Finite State Agent) 방식에 대한 알고리즘을 통해 센서(110)에서 차량을 감지한 전체 데이터 중 차량을 인식하기 위한 최적의 데이터를 추출할 수 있는 것이다.

아울러, 차종확인부(133b)는 차량속도, 차량길이, 차량점유율 등을 구하여 축거 및 축수를 연산한다. 이를 도 6을 이용하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 정보제공단말(130)로 입력되는 두 개의 센서(110)로부터 수신되는 차량감지신호의 그래프를 도시한 것으로, 일정간격(Gd)로 이격된 센서(11) 및 센서(12)에서 감지된 차량감지신호의 파형을 나타낸 그래프이다. 도면부호 Tn는 센서(11)에서 감지되기 시작한 시점부터 센서(12)에서 마지막으로 감지된 시점까지 소요되는 시간, On는 각 센서(110)에서 차량이 감지된 소요시간 즉, 차량점유시간을 의미한다. 아울러, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도면부호 11과 12에 해당하는 센서를 예로 설명하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이격된 서로 다른 센서로의 적용이 가능함을 분명히 하는 바이다.

또한, Gn는 센서(11)에서 감지되기 시작한 시점부터 센서(12)에서 감지되기 시작한 시점까지의 소요시간을 의미한다.

여기서, 센서(11)와 센서(12)는 감지된 차량감지신호를 근접한 하나의 정보제공단말(130)로 전송할 수 있으며, 정보제공단말(130)은 도 4와 같은 두 개의 차량감지신호의 파형을 획득할 수 있다.

먼저, 센서(11) 및 센서(12)를 통과하는 차량의 속도(V), 차량의 길이(L) 및 점유율(t)은 하기의 수학식 4에 의해 연산될 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명에 따른 두 개의 센서로부터 수신되는 차량감지신호의 그래프에서 필요한 시간 구간을 나타내는 도면으로, 이를 참조하여 차종확인부(133b)에서 축거를 연산하는 방법을 설명한다.

차종확인부(133b)는 도시된 바와 같이 먼저 일정간격(Gd)으로 이격되어 매설된 센서(11)와 센서(12)의 차량감지신호에서, LL보다 적은 극소점과 UL보다 큰 극대점 사이의 시간을 센서(11)는 A1, 센서(12)는 A2라고 할 때, 하기의 수학식 5를 이용하여 센서(11) 및 센서(12)를 통과하는 차량의 축거(Ad)를 연산한다. 축거(Ad)는 앞바퀴 차축의 중심에서 맨 뒷바퀴 차축의 중심까지의 거리를 의미한다.

거리는 시간과 속도의 곱으로 구할 수 있으므로, 축 사이 시간의 평균을 통하여 축과 축 사이의 거리를 구할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 차종을 인식하기 위하여, 먼저 FSA 알고리즘을 바탕으로 차량이 통과할 때에 차량이 통과하는 시작점과 끝점을 파악하여 통과하는 차량의 속도를 찾아낸다. 즉, 차량이 통과하는 것을 센서를 통해 감지하고, 센서가 감지하는 시작점과 끝점을 유효데이터 추출을 통하여 정확하게 파악하는 것이다. 이를 이용하여 A1과 A2의 시작점과 끝점을 찾고, 차량속도를 이용하여 축거(Ad)를 계산한다.

축거(Ad)가 2.8m보다 작거나 같을 때에는 1종인 승용차 및 소형 버스이고, 2.8m보다 크고 3.5m보다 작거나 같은 때에는 2종인 중형 버스이고, 3.5m보다 크고 6.5m보다 작을 때에는 3종인 대형버스로 차종을 인식하는데, 그 기준은 한국 건설 기술 연구원에서 차량을 분류한 11종에 근거하여 인식한다.

축거(Ad)가 2.8m보다 작은 경우는 승용차 및 소형버스이고, 2.8m보다 크고 3.5m보다 작거나 같은 경우는 중형 버스이며, 3.5m보다 크고 6.5m보다 작거나 같은 경우는 대형버스이다. 트럭의 경우 소형 트럭은 축거(Ad)가 3.0m보다 크고 6.0m보다 작거나 같고, 중형트럭은 80m보다 작고, 대형 트럭은 80m보다 크다.

다만, 상술한 바와 같이 승용차 및 소형 버스와 소형 트럭의 경우 축거(Ad)만으로 판단할 경우에 승용차를 소형트럭으로, 또는 소형트럭을 승용자로 잘못 판단하는 경우가 발생한다. 즉, 차량길이 및 축거가 소형승용차와 유사한 재원을 갖는 소형트럭이 많기 때문이다. 또한, 트레일러 등의 2단위 특수차량을 2대의 승용차 또는 트럭으로 잘못 판단하는 경우도 발생하다. 따라서 축거(Ad)만으로 차종을 인식하는 데에는 한계가 있고, 축거(Ad) 이외에 축수를 인식하여 정확한 차종을 파악해야 할 필요가 있다. 축수는 차량의 바퀴 수를 의미한다.

이에, 차종확인부(133b)는 일정간격으로 이격되어 매설된 복수의 센서의 차량감지신호가 극소값 또는 극대값을 가지는 구간의 시간을 이용하여 차량의 축수를 인식한다. 트럭과 같이 바퀴가 4개 이상인 경우에 앞에 위치한 바퀴들의 축과 축 사이의 거리 또는 뒤에 위치한 바퀴들의 축과 축 사이의 거리가 일반 승용차의 앞바퀴와 뒷바퀴 축 사이의 거리보다 훨씬 더 짧다. 이를 이용하여 축수를 판단한다.

도 8은 이격되어 매설된 복수의 센서의 차량감지신호의 그래프를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 이격되어 매설된 복수의 센서의 차량감지신호가 극소값을 가지는 구간의 시간을 Aw1, 극대값을 가지는 구간의 시간을 Aw2라고 할 때, Aw1, Aw2 및 차량의 속도를 이용하여 하기의 수학식 6을 통하여 먼저 각 바퀴의 축과 축 사이의 거리(Aw1(t), Aw2(t))를 구한다.

이와 같이, Aw1(t)과 Aw2(t)를 이용하여 축수를 구할 수 있다. 처음에 축수는 0이므로, Aw1(t)가 0.5m이하인 경우 1축이고, 0.5m보다 크거나 1.5m보다 작거나 같은 경우 2축이며 1.5m보다 큰 경우에 3축이다. 이때 Aw2(t)도 동일하게 연산되고, Aw1(t)와 Aw2(t)의 축수를 합하면 차량의 총 축수가 나오게 된다. 예를 들어, Aw1(t)가 0.5m이하라서 1축인 경우에, Aw2(t)가 0.5m보다 크거나 1.5m보다 작아서 2축이라면 차량의 축수는 총 3축이 되는 것이다.

이를 이용하여, 축수를 알 수 있고 축거(Ad)를 함께 이용하여 그에 따라 차종을 11종으로 분류할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시 예에서 차종은 한국 건설 기술 연구원에서 차량을 11종으로 분류한 것을 기준으로 하나, 그 이외에 차량 분류 기준에 의할 때에도 축거나 축수의 기준만 새로 설정하면 적용가능하다.

경로확인부(133c)는 도로정보DB(132b)에 기저장된 노드 및 링크를 이용하여 차량단말(120)로부터 수신된 차량의 출발지부터 목적지까지의 모든 경로를 확인한다. 예를 들어, 출발지가 A노드이고 목적지가 C노드일 경우, 경로확인부(133c)는 차량이 A노드에서 출발하여 C노드로 이동할 수 있는 경로가 A->B->C노드로 이동하는 경로, A->D->E->B->C노드로 이동하는 경로, A->D->E->F->C노드로 이동하는 경로가 존재함을 확인할 수 있다.

특히, 경로확인부(133c)는 도로를 구성하는 노드 및 링크에 형성된 신호등의 개수, 링크를 통과하는 차량들의 평균속도, 차량의 밀집도를 기준으로 상기에서 확인된 각 경로를 통과할 시에 소모되는 시간을 확인한다.

아울러, 경로확인부(133c)는 도로정보DB(132b)에 기저장된 링크에 대한 정보를 이용하여 차종확인부(133b)에서 확인된 차종이 통과할 수 없는 도로가 존재하는지 확인한다. 경로확인부(133c)는 차종확인부(133b)에서 확인된 차종이 통과할 수 없는 도로가 존재하면 이를 생성부(133e)로 제공한다.

예를 들어, A->B->C노드로 이동하는 경로, A->D->E->B->C노드로 이동하는 경로, A->D->E->F->C노드로 이동하는 경로 중 F->C노드로 트럭의 통과가 불가능하면, 경로확인부(133c)는 F->C노드로 트럭의 통과가 불가능함을 생성부(133e)로 알린다.

연산부(133d)는 차량정보DB(132a)에 기저장된 차량의 종류 및 속도를 기준으로 하는 연료 사용에 따른 배기가스의 배출량을 확인한다. 배기가스의 배출량은 하기의 수학식 7을 통하여 연산된다. 이를 통하여 연산부(133d)는 단위거리당 배기가스의 배출량을 연산한다.

연산부(133d)는 경로확인부(133c)에서 확인된 차량이 A노드에서 C노드까지 이동할 시에 경유하게 될 링크로 구성되는 적어도 하나의 경로, 도로정보DB(132b)에 기저장된 도로에 존재하는 신호등의 유무, 링크를 통과하는 차량들의 평균속도로부터 A노드에서 C노드까지 이동할 시에 소모 예상 시간을 연산하고, 연산된 소모 예상 시간과 단위거리당 배기가스의 배출량을 이용하여 차량이 배출하게 될 배기가스의 배출예상량을 연산한다. 이때, 신호등의 개수에 따라서 이동 시간이 더 소모되므로 보다 정확한 배출예상량을 연산하기 위해서 신호등의 유무를 확인하는 것이 바람직하다.

특히, 실제 링크를 통과하는 차량들의 평균속도는 링크에 매설된 센서(110)에 의해서 산출되되, 각 링크에 세그먼트가 형성된 경우 각 세그먼트 즉, 링크에 형성된 구간에 대한 차량들의 평균속도를 산출하게 된다. 그러나, 링크의 점유율이 10%이하이거나, 링크에서 차량의 이동이 감지되지 않을 경우에는 법정규정속도를 차량의 평균속도로 간주한다.

아울러, 배기가스 배출량은 한국 건설 기술 연구원에서 분류한 11종의 차량별로 서로 다르며, 사용하는 연료의 종류에 따라서도 배기가스 배출량이 서로 다름을 기초로 하여 상기의 연산이 수행되는 것이 바람직하다.

생성부(133e)는 연산부(133d)에서 확인된 목적지까지 적어도 하나의 경로, 각 경로를 이동할 시에 예상되는 배기가스의 배출예상량을 나타내는 메시지를 생성하여 차량단말(120)로 전송하도록 통신부(131)를 제어한다.

또한, 생성부(133e)는 경로확인부(133c)의 확인결과, F->C노드로 트럭의 통행이 불가능하고, 차종확인부(133b)에서 확인된 차량의 종류가 트럭에 해당하면, 차량에 장착된 차량단말(120)로 F->C를 통행할 수 없음을 알리는 메시지를 생성하여 차량단말(120)로 전송하도록 통신부(131)를 제어한다.

메인서버(140)는 차량종류, 도로정보 등의 다양한 정보를 정보제공단말(130)로 제공한다. 아울러, 메인서버(140)는 정보제공단말(130)에 과부하 등의 문제점이 발생하여 차종확인, 배기가스의 배출예상량 연산 등이 원활하지 않을 경우, 정보제공단말(130)의 기능을 대신 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 이동경로를 제공하는 화면을 나타내는 화면예시도이다.

도 9를 참조하면, 도면부호 G, H, I는 출발지에서부터 목적지까지 차량이 통행할 수 있는 모든 경로를 나타내며, 도면부호 J, K, L은 각 경로별로 배출될 배기가스의 배출예상량을 나타낸다.

이 경우, 차량의 운전자는 시간이 가장 적게 걸리고, 배기가스의 배출예상량이 가장 적은 I경로를 이용하여 목적지까지 이동할 수 있다.

이로 인해, 차량의 운전자는 출발지부터 목적지까지 빠른 속도로 이동하되, 배기가스의 배출예상량이 가장 적은 경로를 선택할 수 있어서, 환경보호에 일조할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 친환경 이동경로 제공 시스템
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 110: 센서
120: 차량단말 130: 정보제공단말
131: 통신부 132: 저장부
132a: 차량정보DB 132b: 도로정보DB
133: 제어부 133a: 전처리부
133b: 차종확인부 133c: 경로확인부
133d: 연산부 133e: 생성부
140: 메인서버

Claims

삭제
차량의 종류를 확인하고, 차량의 종류에 따른 배기가스의 배출량에 기초하여 복수의 이동경로 중, 배기가스의 배출과 이동시간을 고려한 최적의 경로를 차량에 제공하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템이 있어서,
적어도 하나의 차량에 각각 설치되어 차량의 출발지 및 목적지를 설정하는 차량단말;
교차로, 도로 합류지점, 교차로와 도로의 합류지점을 의미하는 노드와, 상기 노드와 노드를 연결하는 도로인 복수의 링크마다 매설된 적어도 하나의 센서;
상기 차량단말로부터 상기 차량의 출발지 및 목적지를 수신하고, 상기 센서로부터 차량감지신호가 수신되면 상기 차량의 종류, 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 확인하고, 현재위치에서 상기 목적지까지 적어도 하나의 경로를 추출한 후, 상기 경로를 이용할 시에 상기 차량에서 배출될 배기가스 배출량을 연산하여 상기 차량단말로 제공하는 정보제공단말;
상기 정보제공단말로 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 포함하는 정보를 제공하는 메인서버;를 포함하고,
상기 정보제공 단말기는
적어도 하나의 차량단말, 도로를 구성하는 복수의 링크에 매설된 적어도 하나의 센서 및 메인서버와 통신을 수행하는 통신부;
상기 차량단말로부터 상기 차량의 출발지 및 목적지를 수신하고, 상기 센서로부터 차량감지신호가 수신되면 상기 차량의 종류, 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 도로정보를 확인하고, 현재위치에서 상기 목적지까지 적어도 하나의 경로를 추출한 후, 상기 경로를 이용할 시에 상기 차량에서 배출될 배기가스 배출량을 연산하여 상기 통신부를 통해 상기 차량단말로 전송하는 제어부; 를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 차량의 축거 및 축수를 연산하여 상기 차량의 종류를 확인하되,
상기 정보제공단말의 차종확인부가
일정한 간격으로 이격되어 매설된 센서(11)와 센서(12)의 차랑감지신호에서 하위 경계값(LL) 이하의 극소점과 상위 경계값(UL) 이상의 극대점 사이의 시간을 상기 센서(11)는 A1, 상기 센서(12)는 A2, 그리고 차량의 속도를 V라고 할 때, 수학식 Ad=V*(A1+A2)/2를 이용하여 상기 센서(11) 및 상기 센서(12)를 통과하는 차량의 축거(Ad)를 연산하여,
상기 축거가 2.8 이하일 때 1종인 승용차 또는 소형버스, 2.8m 초과 3.5m 이하일 때 2종인 중형버스, 3.5m 초과 6.5m 이하일 때 3종인 대형버스로 차종을 인식하고,
동시에, 이격되어 매설된 복수의 센서의 차량감지신호가 극소 값을 가지는 구간의 시간을 Aw1, 극대값을 가지는 구간의 시간을 Aw2라고 할 때, Aw1, Aw2 및 차량의 속도(V)를 가지고 각 바퀴의 축과 축 사이의 거리(Aw1(t)=Aw1*V, Aw2(t)=Aw2*V)를 이용하여 축수를 연산하되,
Aw1(t)와 Aw2(t)가 각각 0.5m 이하인 경우 1축이고, 0.5m 초과 1.5m 이하인 경우 2축이며 1.5m 초과인 경우 3축으로 연산하고, Aw1(t)와 Aw2(t)의 연산된 축수의 합을 통해 차량의 최종 축수를 연산하여 차종을 인식하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 출발지부터 목적지까지의 적어도 하나의 경로, 상기 도로를 구성하는 링크, 상기 링크의 교통량, 상기 링크를 통행하는 차량의 평균속도, 상기 도로에 형성된 신호등, 상기 링크의 통행이 가능한 차량의 종류를 포함하는 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 정보제공단말은 상기 확인된 차량의 종류가 특정 링크로의 통행이 불가능한 차량이면 상기 특정 링크로의 통행이 불가능함을 알리는 메시지를 생성하여 상기 차량단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 하나의 경로에 포함된 링크를 통행하는 차량의 평균속도, 상기 차량 종류에 따른 배기가스 배출량, 상기 도로에 형성된 신호등의 개수를 이용하여 상기 현재위치부터 목적지까지 이동 시에 예상되는 배기가스의 배출량을 연산하여 연산결과를 상기 차량단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
삭제
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
일정간격으로 이격되어 매설된 적어도 두 개의 센서에서 감지된 차량감지신호에 의해 상기 차량의 속도, 차량의 길이 및 점유율을 연산하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량감지신호를 기설정된 샘플링 주파수의 크기로 샘플링하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기설정된 상위경계값과 하위경계값을 기준으로 상기 샘플링된 차량감지신호를 Out신호와 In신호로 구분하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
특정 대기상태에서 Out신호가 연속적으로 발생하면 검지상태로 상태를 전이하고, 특정 검지상태에서 In신호가 연속적으로 발생하면 대기상태로 상태를 전이하며, 검지상태구간을 설정하고, 상기 샘플링된 차량감지신호 중 상기 설정된 검지상태구간에 해당하는 차량감지신호를 유효데이터로 판단하여 추출하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 샘플링 주파수를 상기 센서로부터 수신되는 차량감지신호 대역폭의 최대 두 배가 되도록 증폭하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
대기상태에서 상기 센서의 출력신호의 평균값을 기준으로 상기 상위경계값 및 하위경계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 대기상태에서의 출력신호에 대한 평균값을 산출하는 것을 특징으로 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 샘플링된 차량감지신호가 상기 검지상태에 머문 횟수에서 상기 샘플링된 초당 샘플링 횟수를 나눈 값을 상기 유효데이터로 판단하여 추출하는 것을 특징으로 하는 친환경 이동경로를 제공하는 시스템.