KR101304567B1 - 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템 및 방법 - Google Patents

도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템 및 방법 Download PDF

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이병철
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Abstract

본 발명은 도로 위를 이동하며, 블랙박스 또는 모바일 통신기기를 구비하여GPS 위성으로부터 위치정보 및 시간정보를 수신하는 차량; 상기 차량으로부터 위치정보, 시간정보 및 차량정보를 SMS로 수신하는 기지국; 상기 기지국으로부터 차량의 위치정보 및 시간정보를 포함하는 SMS를 수신하여 차량 궤적 군집화 알고리즘을 통해 최적의 운행정보를 연산하고, 연산된 최적의 운행정보를 기지국으로 송신하는 게이트웨이 서버; 상기 게이트웨이 서버로부터 연산된 최적의 운행정보 및 차량으로부터의 정보를 수신하여 저장하는 DB 관리서버; 상기 게이트웨이 서버로부터 고객의 요청에 상응하는 정보를 보관하는 정보제공 서버; 상기 DB 관리서버 및 정보제공 서버와 연결되어 정보를 저장하는 DB; 상기 DB에 접근하여 관리자가 관제할 수 있도록 하는 관제시스템; 및, 상기 게이트웨이 서버에 접근하여 최적의 운행정보를 실시간 모니터링 하는 통신기능을 갖는 휴대용 단말;로 구성하되, 상기 게이트웨이 서버의 연산을 통해 세그먼트를 이동하는 시간대별 차량 이동량 및 이동패턴을 분석하고 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템에 관한 것이다.

Description

도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템 및 방법{ROAD-BASED CLUSTERING SYSTEM OF THE FREQUENCY TRAJECTORY AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 이동정보를 수신하여 세그먼트에 저장 및 데이터베이스화 함으로써 교통정보를 관리하는 시스템에 관한 것이다.
차량 등을 비롯한 각종 이동체의 수가 지속적으로 증가하면서 교통 혼잡이 심해지고 있다. 특히 이동체의 증가속도가 도로나 기타 운송시설이 확충되는 속도에 비해 매우 빠르다는 점에서 문제의 심각성이 있다.
이러한 교통혼잡 문제를 해결하기 위하여 교통량 예측/관리 및 다양한 차량이동에 관한 의사결정을 지원하기 위한 시스템들이 제안되었다. 무선 네트워크 기술의 발전, 휴대형 단말기 보급의 확대로, 위성을 이용한 GPS 기술 및 이를 이용한 네비게이션 등을 활용하여 이동차량의 위치를 관제하고 이동 궤적 정보를 모니터링 하는 방법들이 상용되고 있다.
또한, 교통량 예측, 도시계획 및 위치기반 광고 등에 사용되는 핵심적인 기술에는 도로망의 이동차량 궤적을 군집화하여 추출이 사용되며, 이동 객체 궤적 군집화 기술은 다양하게 연구 및 개발되고 있다. 기존에 개발된 기술들은 도로망을 고려하지 않고 유클리디언 공간상의 이동 궤적을 분석하는 기술과, 도로망을 기반으로 이동하는 차량의 궤적을 분석하는 기술로 구분해볼 수 있다.
상기 유클리디언 공간상의 이동 궤적을 분석하는 기술은 차량의 이동 패턴뿐 아니라, 다양한 동물의 이동 패턴, 오염원의 이동 패턴 등 다양한 분야에 응용 가능하나, 이는 도로망을 고려하지 아니하고 단지 차량 이동 패턴 분석에만 한정된다는 단점이 있다.
도로망을 기반으로 이동 차량의 궤적을 분석하는 기술은 궤적을 표현할 때 궤적을 여러 세그먼트로 나누고, 세그먼트들을 각 세그먼트의 길이와 함께 모아서 표현한다. 이 방법에서 궤적 Ti 는 Ti={(S1, L1), ... (Sn, Ln)} 로 표현된다. S1 은 세그먼트이고, L1은 세그먼트 S1의 길이이다. 이과 같이 궤적을 표현한 후 각 궤적을 K 차원의 점으로 매핑하여 잘 알려진 군집화 방법을 사용하여 군집화를 수행하는 방식이다. 군집화를 수행할 때 서로 다른 길이의 궤적과 궤적의 유사도를 측정할 때는 DSN(Disimilarity with Number)을 변형한 DSL(Disimilarity with Length)를 개발하였다.
그러나, 상기와 같이 세그먼트를 이용한 방법은 궤적의 수가 많을 때에 군집화에 소요되는 시간이 많다는 단점이 있었고, 시간범위에 대한 고려 없이 군집화가 이루어진다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기 기술한 단점을 보완하기 위하여 시간을 고려한 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템은,
도로 위를 이동하며, 블랙박스 또는 모바일 통신기기를 구비하여GPS 위성으로부터 위치정보 및 시간정보를 수신하는 차량; 상기 차량으로부터 위치정보, 시간정보 및 차량정보를 SMS로 수신하는 기지국; 상기 기지국으로부터 차량의 위치정보 및 시간정보를 포함하는 SMS를 수신하여 차량 궤적 군집화 알고리즘을 통해 최적의 운행정보를 연산하고, 연산된 최적의 운행정보를 기지국으로 송신하는 게이트웨이 서버; 상기 게이트웨이 서버로부터 연산된 최적의 운행정보 및 차량으로부터의 정보를 수신하여 저장하는 DB 관리서버; 상기 게이트웨이 서버로부터 고객의 요청에 상응하는 정보를 보관하는 정보제공 서버; 상기 DB 관리서버 및 정보제공 서버와 연결되어 정보를 저장하는 DB; 상기 DB에 접근하여 관리자가 관제할 수 있도록 하는 관제시스템; 및, 상기 게이트웨이 서버에 접근하여 최적의 운행정보를 실시간 모니터링 하는 통신기능을 갖는 휴대용 단말;로 구성하되, 상기 게이트웨이 서버의 연산을 통해 세그먼트를 이동하는 시간대별 차량 이동량 및 이동패턴을 분석하고 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 게이트웨이 서버는 나누어진 도로망 세그먼트에 차량으로부터 수신한 위치정보를 저장하고, 상기 위치정보는 현재 차량의 위치를 나타내고, 시간정보는 차량이 해당 도로망 세그먼트에 진입한 시간 및 진출한 시간을 나타내며, 차량정보는 해당 차량에 고유 번호를 부여하여 차량 수를 카운트하는 것을 특징으로 한다.
상기 게이트웨이 서버는 도로망 세그먼트를 이용하여 해당 세그먼트를 이동하는 차량의 이동량을 연산하고, 시간대별 차량 이동량을 기반으로 차량의 빈번한 이동경로를 찾아내는 연산을 하는 것을 특징으로 한다.
도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템을 통한 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 방법은,
기지국에서 차량으로부터 위치정보 및 시간정보를 수신하는 차량 정보수집 단계; 게이트웨이 서버에서 차량으로부터 수신한 정보를 통해 차량 궤적 군집화 연산하는 정보처리 단계; DB 관리서버에서 상기 게이트웨이 서버로부터 연산된 정보들을 저장하는 정보저장 단계; 관제시스템에서 정보들을 관리하고 관제하는 정보관리 단계; 및, 통신기능을 갖는 휴대용 단말에서 정보 모니터링 단계;로 구성하되, 상기 정보처리단계를 통해 도로 세그먼트를 이동하는 시간대별 차량 이동량 및 이동패턴을 분석하고 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 정보처리 단계는 차량의 현재 위치를 수신하는 위치수신 단계; 차량의 현재 위치를 도로 세그먼트로 매핑하는 매핑 단계; 도로 세그먼트에 차량 정보의 유무 확인하는 세그먼트 확인 단계; 상기 세그먼트 확인 단계에서 세그먼트 내에 차량 정보가 없을 경우 도로 세그먼트에 차량 진출시간 정보의 유무를 확인하는 진출시간 유무 확인 단계; 상기 진출시간 유무 확인단계에서 세그먼트 내에 진출시간 정보가 없을 경우 도로세그먼트의 해당 차량 정보 엔트리에 진출시간 정보를 입력하는 진출시간 등록 단계; 상기 진출시간 유무 확인단계에서 세그먼트 내에 진출시간 정보가 있을 경우 도로세그먼트에 차량 엔트리를 등록하고, 차량 진입 시간, 차량 대수를 증가시키는 엔트리 업데이트 단계; 상기 엔트리 업데이트 단계를 주기적으로 실행 하여 시간 범위 내의 세그먼트에 차량 엔트리, 차량 진입 시간, 차량 대수를 업데이트하는 세그먼트 업데이트 단계; 상기 세그먼트 업데이트 단계 및 상기 진출시간 등록 단계로부터 정보를 수신하여 세그먼트의 차량대수가 일정 값을 초과하면 빈번세그먼트로 저장하고, 해당 세그먼트를 추출하는 빈번세그먼트 추출단계; 및, 상기 빈번세그먼트 추출단계로부터 추출된 빈번세그먼트들 중 인접하는 세그먼트를 찾아 결합하여 경로를 생성하는 빈번경로생성단계;를 포함하는 알고리즘으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템 및 방법은 도로망을 이동하는 차량의 궤적을 세그먼트를 이용하여 군집화 하되, 시간을 담당하는 세그먼트를 포함하므로 특정 시간대의 차량 궤적을 군집화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 주기적으로 도로망을 이동하는 차량의 궤적을 수신하여 실시간 업데이트 및 분석 함으로써 특정 시간대 별로 빈번한 궤적 군을 찾아낼 수 있으므로 시간대별 교통량 모니터링 및 예측이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템의 게이트웨이 서버에서 정보를 입력하는 과정을 나타낸 구조도,
도 3은 본 발명에 따른 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템의 게이트웨이 서버에서 정보를 연산하는 알고리즘을 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 방법이 처리되는 흐름도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템 및 방법은 도로망을 세그먼트로 나누어 각 세그먼트를 지나는 차량의 정보를 주기적으로 수신 및 업데이트하여 해당 세그먼트를 이동하는 차량의 수를 카운트함으로써 빈번 세그먼트를 연산한다. 또한, 연산된 빈번세그먼트가 인접하는 경우 빈번한 운행경로를 연산하여 휴대용 단말에서 빈번 이동경로를 관제 가능한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템의 구조를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템은 모바일 통신기기(100), 차량(110), 기지국(130), 게이트웨이 서버(200), DB 관리 서버(310), 정보제공 서버(320), DB(300), 관제시스템(400) 및, 휴대용 단말(500)을 포함하여 구성된다.
여기서, 모바일 통신기기(100)는 WCDMA 모듈을 통해 통신이 가능하며 GPS위성(120)으로부터 위치정보 및 시간정보를 수신한다.
차량(110)은 도로를 이동하며, 상기 모바일 통신기기(100)를 구비한다. 이 때, 차량(110)의 모바일 통신기기(100)는 GPS 위성(120)으로부터 위치정보, 시간정보 및 차량정보를 수신하여 정보들을 SMS로 기지국(130)으로 송신한다. 여기서, 모바일 통신기기(100)는 스마트폰, 네비게이션 또는 블랙박스 등의 모바일 통신기기로 이를 한정하지는 아니한다.
게이트웨이 서버(200)는 기지국(130)으로부터 차량의 위치정보, 시간정보 및 차량정보를 포함한 SMS를 수신 및 이를 이용하여 차량 궤적 군집화 알고리즘을 이용하여 최적의 운행정보를 연산한다. 연산내용은 세그먼트를 이동하는 시간대별 차량 이동량 및 이동패턴 분석이고, 연산된 최적의 운행정보는 기지국(130)으로 송신된다. 이 때, 수신된 차량의 위치 정보는 현재 차량의 위치를 나타내고, 시간정보는 차량이 해당 도로망 세그먼트에 진입한 시간 및 진출한 시간을 나타내며, 차량 정보는 해당 차량에 고유 번호를 부여하여 차량 수를 카운트 하는 데에 사용된다.
이 때, 게이트웨이 서버(200)에는 연산 이전에 도로망 세그먼트를 어떻게 나누어야 하는지에 대해 미리 입력이 되어 있어야 하고, 이에 따라 수신한 SMS의 정보들을 나누어진 해당 세그먼트에 입력한다. 게이트웨이 서버(200)는 연산을 통해 도로망 세그먼트를 이용하여 해당 세그먼트를 이동하는 차량의 이동량을 연산하고, 시간대별 차량 이동량을 기반으로 차량의 빈번한 이동경로를 찾아내게 된다. 이하에서, 게이트웨이 서버(200)에서 정보를 도로 세그먼트에 나누어 저장하는 방법을 도 2를 통해, 게이트웨이 서버(200)에서 이루어지는 연산 알고리즘을 도 3를 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
이어서, 도 1을 참조하여 계속 설명하자면, 게이트웨이 서버 외에 DB 관리서버(310)와 정보제공 서버(320)가 있는데, DB 관리 서버는 상기 게이트웨이 서버(200)로부터 연산된 최적의 운행정보 및 차량(110)으로부터의 정보를 수신하여 저장하고, 정보제공 서버(320)는 상기 게이트웨이 서버(200)로부터 고객의 요청에 상응하는 정보를 보관한다. 다시 말하면, DB 관리서버(310) 및 정보제공 서버(320) 모두 정보를 저장하는 면에서는 동일하나, DB관리서버(310)는 차량의 정보 및 연산된 정보를 저장한다는 데 비해, 정보제공 서버(320)는 연산된 정보를 얻고자 하는 원격의 클라이언트로부터 정보 요청(예를 들어 휴대용 단말에서 막히는 구간 검색을 요청)을 받았을 때, DB 관리서버(310)에서 정보를 검색하여 해당하는 정보를 찾아 클라이언트에게 값을 넘겨주게 된다.
DB(300)는 차량(110)으로부터 수신한 정보, 게이트웨이 서버(200)에서 연산한 정보 등을 모두 포함하여 저장하고, DB관리서버(310), 정보제공 서버(320) 및 관제시스템(400)에 연결되어 있어 외부에서 DB(300)에 저장된 정보에 접근 가능하다. DB(300)에서는 정보를 체계적으로 관리 및 저장한다.
또한, 관제시스템(400)은 상기 DB(300)에 연결되고, 관리자가 도로의 상황, 수신되는 정보들을 관제할 수 있도록 구성된 시스템이다. PC 등의 디스플레이 및 별도의 프로그램을 통해 관리자가 모니터링 할 수 있다.
휴대용 단말(500)에서는 기지국(130)을 통해 상기 게이트웨이 서버(200)에 접근하여 최적의 운행정보를 실시간 요청 및 모니터링 할 수 있다. 이 때 휴대용 단말(500)에서 정보요청이 발생하면, 기지국(130), 게이트웨이 서버(200), 정보제공 서버(320), DB(300)를 순차적으로 거쳐 발생한 정보요청에 해당하는 정보를 검색하고, 정보제공 서버(320), 게이트웨이 서버(200), 기지국(130)을 역으로 거쳐 해당 정보를 휴대용 단말(500)에 수신한다. 또한, 휴대용 단말(500)은 스마트폰, 노트북 등 통신기능이 포함되어 기지국(130)과 통신을 할 수 있는 단말이며 이를 한정하지는 아니한다.
도 4는 본 발명의 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템을 통한 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 방법을 나타낸 흐름도이다. 도시한 바와 같이 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 방법은 차량 정보수집 단계, 정보처리 단계, 정보저장 단계, 정보관리 단계 및 정보 모니터링 단계로 이루어진다.
먼저, 차량 정보수집 단계에서는 기지국(130)이 도로를 이동하는 통신기능을 탑재한 차량(110)으로부터 차량의 위치정보 및 시간정보를 수신하는 단계이다.
정보처리 단계는 상기 차량 정보 수집 단계로부터 수신한 정보를 통해 게이트웨이 서버(200)에서 차량 궤적 군집화 연산하는 단계로, 도로 세그먼트를 이동하는 시간대별 차량 이동량 및 이동패턴을 연산한다. 차량 궤적 군집화 연산 알고리즘은 이하에서 도 3을 참조하여 자세하게 설명하도록 한다.
정보저장 단계에서는 DB 관리서버(310)에서 상기 정보처리단계로부터 연산된 정보들을 저장한다. 이 때, DB관리서버(310)는 상기 정보처리 단계에서 연산된 정보 외에 차량(110)으로부터 수신한 정보도 저장하며 DB(300)에도 이를 저장한다.
정보관리단계는 관제 시스템(400)에서 정보들을 관리 및 관제하는 단계이고, 정보 모니터링 단계는 통신기능을 갖는 휴대용 단말(500)에서 게이트웨이 서버(200)에 접근하여 정보를 모니터링하는 단계이다.
도 2는 본 발명의 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템의 게이트웨이 서버(200)에서 정보를 입력하는 과정을 나타낸 구조도로, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 먼저, 도로망을 seg1~seg12까지 열두개의 구간으로 나눈다. 나뉘어진 도로망 세그먼트 위를 v1~v4의 차량이 이동한다. 이 때, 차량은 시간의 진행에 따라 특정 세그먼트 위를 지나가게 되고, 각 세그먼트는 세그먼트 위를 지나는 차량의 차량번호, 세그먼트 진입시간, 세그먼트 진출시간, 인접 세그먼트, 단위 시간 내의 이동 차량 대수를 다음의 표와 같이 기록한다.
sid vid, t_in, t_out 인접 sid cnttr
seg1 v1, t1, t2
v2, t2, t3
v4, t1, t2		 seg3, seg7, seg8 t1~t10 : 3
seg2 v1, t2, t3
v2, t4, t5
v4, t2, t3		 seg1, seg7, seg8
seg3, seg10, seg11		 t1~t10 : 3
seg3 v4, t3, t4 seg2, seg10, seg11 t1~t10 : 1
seg4 v3, t3, t4 seg5, seg8, seg9 t1~t10 : 1
seg5 v3, t5, t6 seg4, seg8, seg9
seg6, seg11, seg12		 t1~t10 : 1
seg6 - seg5, seg11, seg12 -
seg7 - seg8, seg1, seg2 -
se8 - seg7, seg9, seg1,
seg2, seg4, seg5		 -
seg9 - seg8, seg4, seg5 -
seg10 v3, t9, t10 seg11, seg2, seg3 t1~t10 : 3
seg11 v3, t7, t8 seg2, seg3, seg1,
seg5, seg6, seg12		 t1~t10 : 1
seg12 - seg11, seg5, seg6 -
상기 표를 참조면, 먼저 seg1을 통과하는 차량은 v1, v2, v4 총 세대이다. 이 중에 seg1(세그먼트 1)을 중점적으로 설명하도록 한다. 주기 시간 t1~t10에서 한 주기를 한 시간, t1을 오후 1시라고 할 때, v1은 seg1 세그먼트에 1시에 진입하여 2시에 진출하고, v2는 seg1 세그먼트에 2시에 진입하여 3시에 진출하며, v4는 1시에 진입하여 2시에 진출함을 알 수 있다. 이 때, t1~t10에 이르는 주기 시간 동안 seg1 세그먼트 위를 이동한 차량은 총 세대 이므로, 이동차량 대수를 카운트 하는 변수인 cnttr 은 seg1에서 cnttr =3으로 설정된다. seg6, seg7, seg8, seg9, seg12의 경우처럼 해당 세그먼트를 이동하는 차량이 없는 경우는 정보가 입력되지 않으나, 이동차량이 없는 경우를 제외하고는 세그먼트에 상기 표와 같이 차량번호, 진입시간, 진출시간, 인접세그먼트, 이동차량 대수에 대한 정보들을 입력받아 저장한다. 이 때, 게이트웨이 서버(200)는 기지국(130)으로부터 차량의 정보를 SMS로 받아 수신 및 정보를 입력하며, 입력된 정보는 DB 관리서버(310) 및 DB(300)에 저장된다.
게이트웨이 서버(200)에서 입력받은 정보의 연산하는 과정은 도 3의 알고리즘 흐름도를 통해 자세하게 설명하도록 한다. 도시한 바와 같이, 게이트웨이 서버(200)에서 이루어지는 정보처리 알고리즘은 위치수신 단계(S11), 매핑 단계(S12), 세그먼트 확인 단계(SQ11), 진출시간 유무 확인 단계(SQ12), 진출시간 등록 단계(S15), 엔트리 업데이트 단계(S13), 세그먼트 업데이트 단계(S14), 빈번세그먼트 추출단계(S16) 및, 빈번경로 생성단계(S17)로 이루어진다.
위치수신 단계(S11)에서는 차량의 현재 위치를 수신하는 단계이고, 매핑 단계(S12)는 위치수신 단계에서 수신한 정보를 도로 세그먼트에 매핑하는 단계이다. 이 때, 차량의 위치정보는 vid에 담겨있고, 도로 세그먼트는 sid이며, vid 속의 위치정보를 해당하는 sid(seg1~seg10)에 매핑하여 입력하는 것이다.
세그먼트 확인 단계(SQ11)는 도로 세그먼트에 차량 정보의 유무를 확인하는 단계인데, 도 2를 참조 및 v1를 예로 들어 설명한다. 게이트웨이 서버(200)에서 v1에 대한 위치정보를 수신하고, 이미 나누어진 세그먼트에 따라 v1의 정보를 seg1에 입력하는 단계가 매핑 단계(S12)이다. 이 때, seg1에 이미 v1에 대한 정보가 존재하는지의 유무를 확인하는 것이 세그먼트 확인 단계(S
Q11)이다.
상기 세그먼트 확인 단계(SQ11)에서 차량정보가 없는 경우 엔트리 업데이트 단계(S13)로 이동하고, 차량정보가 있는 경우 진출시간 유무 확인 단계(SQ12)로 이동한다. 먼저, 엔트리 업데이트 단계(S13)는 도로 세그먼트에 차량 정보가 없는 경우 진행되는데, seg1에 v1의 정보가 없는 경우는 seg1에 v1차량이 진입조차 하지 않은 경우이다. 이 때, 도로 세그먼트에 차량 엔트리를 등록하고, 차량 진입시간, 차량 대수를 증가시키는 과정을 수행한다.
다음으로, 세그먼트 확인 단계(SQ11)에서 차량정보가 확인되는 경우 진출시간 유무 확인 단계(SQ12)로 이동하며 이 단계에서는 도로 세그먼트에 차량 진출시간 정보의 유무를 확인한다. 세그먼트 seg1내에 v1의 진출시간 정보가 없는 경우는 seg1에 v1가 진입은 하였으나 진출하지 않은 경우이다. 이 때, 진출시간 등록 단계(S15)로 진행되며, 현재시간을 seg1를 이동하는 v1의 진출시간으로 등록한다. 또한, 상기 진출시간 유무 확인 단계(SQ12)에서 진출시간 정보가 확인이 되는 경우는 seg1에 v1이 더 이상 이동하지 아니하고, seg1을 벗어나 다른 세그먼트를 이동하고 있는 경우이다. 이 때, 엔트리 업데이트 단계(S13)로 진행된다.
엔트리 업데이트 단계(S13) 다음으로 세그먼트 업데이트 단계(S14)가 진행되는데, 이 단계에서는 상기 엔트리 업데이트 단계(S13)를 주기적으로 실행하여 시간 범위 내의 세그먼트에 차량 엔트리, 차량 진입시간, 이동차량 대수를 업데이트한다. 이는 주기적으로 세그먼트를 업데이트 함으로써 교통상황을 주기적 모니터링 하는 기능을 수행하는 것이다.
다음으로, 빈번 세그먼트 추출단계(S16)는 상기 세그먼트 업데이트 단계(S14) 및 상기 진출시간 등록 단계(S15)로부터 정보를 수신하여 세그먼트의 차량 대수가 일정 값을 초과하면 빈번 세그먼트로 저장하고, 해당 세그먼트를 추출하는 단계이다. 이 때, 빈번 세그먼트(f_seg)에는 이동차량 대수(cnttr)를 저장하되, 이동차량 대수가 일정 값을 초과하는 경우에만 빈번 세그먼트 값으로 등록한다. 여기서, 빈번 세그먼트로 지정될 수 있는 차량 대수는 1000대 또는 10000대일 수 있으며 이를 한정하지는 아니한다.
마지막으로, 빈번경로생성단계(S17)에서는 상기 빈번세그먼트 추출단계(S16)로부터 추출된 빈번세그먼트들 중 인접하는 세그먼트를 찾아 결합하여 경로를 생성하는 단계이다. 도2를 참조하여 예를 들어 설명하자면, 이동차량 대수(cnttr)가 3인 seg1, seg2, seg10을 빈번 세그먼트로 지정하는 단계가 빈번 세그먼트 추출단계이고, seg1, seg2, seg10로 이동하는 경로를 빈번경로로 생성한다. 이 때, t1~t10의 주기 시간에 따라 빈번 세그먼트 및 빈번경로 생성이 되고, 다음 주기 시간에 따라 빈번 세그먼트 및 빈번경로 생성을 계속 업데이트하는 것은 자명하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 모바일 통신기기 110 : 차량
120 : GPS 위성 130 : 기지국
200 : 게이트웨이 서버 300 : DB
310 : DB 관리서버 320 : 정보제공 서버
400 : 관제 시스템 500 : 휴대용 단말

Claims (5)

  1. 도로 위를 이동하며, 블랙박스 또는 모바일 통신기기를 구비하여GPS 위성으로부터 위치정보 및 시간정보를 수신하는 차량,
    상기 차량으로부터 상기 차량의 위치정보, 시간정보 및 차량정보를 SMS로 수신하는 기지국,
    상기 기지국으로부터 상기 차량의 상기 위치정보, 상기 시간정보 및 상기 차량정보를 포함하는 상기 SMS를 수신하여 차량 궤적 군집화 알고리즘을 통해 빈번 경로를 연산하여 최적의 운행정보를 생성하고, 생성된 상기 최적의 운행정보를 상기 기지국으로 송신하는 게이트웨이 서버,
    상기 게이트웨이 서버로부터 상기 최적의 운행정보 및 상기 차량으로부터 상기 위치정보 및 상기 시간정보를 수신하여 저장하는 DB 관리서버,
    외부로부터 정보 요청 신호를 수신하고, 상기 정보 요청 신호에 상응하는 정보를 상기 게이트웨이 서버로부터 추출하여 저장하는 정보제공 서버,
    상기 DB 관리서버 및 상기 정보제공 서버와 연결되어 있고, 상기 DB 관리서버 및 상기 정보제공 서버에 저장된 정보들을 저장하는 DB,
    상기 DB에 접근하고 외부의 관리자가 관제할 수 있는 관제시스템, 그리고
    상기 기지국을 통해 상기 게이트웨이 서버에 접근하여 상기 최적의 운행정보를 모니터링 하는 휴대용 단말,
    을 포함하고,
    상기 게이트웨이 서버의 상기 차량 궤적 군집화 알고리즘은 도로망을 하나 이상의 구간으로 나눈 세그먼트에 대해 상기 세그먼트를 통과하는 상기 차량의 상기 차량정보, 상기 시간정보, 인접 세그먼트, 그리고 세그먼트를 통과하는 상기 차량의 대수를 이용하여, 시간에 따라 상기 차량의 이동량이 많은 세그먼트를 산출하여 빈번 세그먼트로 지정하고, 지정된 상기 빈번 세그먼트 중 인접하는 빈번 세그먼트를 연결하여 빈번 경로를 생성하는
    도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트웨이 서버는 나누어진 도로망 세그먼트에 차량으로부터 수신한 위치정보를 저장하고,
    상기 위치정보는 현재 차량의 위치를 나타내고, 시간정보는 차량이 해당 도로망 세그먼트에 진입한 시간 및 진출한 시간을 나타내며, 차량정보는 해당 차량에 고유 번호를 부여하여 차량 수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템.
  3. 삭제
  4. 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 시스템을 통한 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 방법에 있어서,
    기지국에서 차량으로부터 위치정보 및 시간정보를 수신하는 차량 정보수집 단계;
    게이트웨이 서버는 상기 기지국으로부터 상기 차량 정보를 수신하고, 상기 수신한 차량 정보를 이용하여 도로망 세그먼트를 이동하는 상기 차량의 시간에 따른 이동량에 따라 빈번 세그먼트를 산출하고, 상기 산출된 빈번 세그먼트 중 인접하는 세그먼트를 결합하여 빈번 경로를 생성함으로써 차량 궤적 군집화 연산하는 정보처리 단계;
    DB 관리서버에서 상기 게이트웨이 서버로부터 연산된 정보들을 저장하는 정보저장 단계;
    관제시스템에서 정보들을 관리하고 관제하는 정보관리 단계; 및,
    통신기능을 갖는 휴대용 단말에서 정보 모니터링 단계;로 구성하되,
    상기 정보처리단계를 통해 도로 세그먼트를 이동하는 시간대별 차량 이동량 및 이동패턴을 분석하고 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 정보처리 단계는 차량의 현재 위치를 수신하는 위치수신 단계;
    차량의 현재 위치를 도로 세그먼트로 매핑하는 매핑 단계;
    도로 세그먼트에 차량 정보의 유무 확인하는 세그먼트 확인 단계;
    상기 세그먼트 확인 단계에서 세그먼트 내에 차량 정보가 없을 경우 도로 세그먼트에 차량 진출시간 정보의 유무를 확인하는 진출시간 유무 확인 단계;
    상기 진출시간 유무 확인단계에서 세그먼트 내에 진출시간 정보가 없을 경우 도로세그먼트의 해당 차량 정보 엔트리에 진출시간 정보를 입력하는 진출시간 등록 단계;
    상기 진출시간 유무 확인단계에서 세그먼트 내에 진출시간 정보가 있을 경우 도로세그먼트에 차량 엔트리를 등록하고, 차량 진입 시간, 차량 대수를 증가시키는 엔트리 업데이트 단계; 그리고
    상기 엔트리 업데이트 단계를 주기적으로 실행 하여 시간 범위 내의 세그먼트에 차량 엔트리, 차량 진입 시간, 차량 대수를 업데이트하는 세그먼트 업데이트 단계;
    를 포함하는 알고리즘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로망 기반의 빈번 차량 궤적 클러스터링 방법.
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