KR101318463B1 - 노면상태 정보제공 시스템 - Google Patents

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KR101318463B1
KR101318463B1 KR1020130053975A KR20130053975A KR101318463B1 KR 101318463 B1 KR101318463 B1 KR 101318463B1 KR 1020130053975 A KR1020130053975 A KR 1020130053975A KR 20130053975 A KR20130053975 A KR 20130053975A KR 101318463 B1 KR101318463 B1 KR 101318463B1
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road surface
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temperature sensor
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KR1020130053975A
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강영균
박준서
문희택
장승호
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현대오토에버 주식회사
현대건설주식회사
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Abstract

자동차의 외기온도를 이용하여 노면상태를 예측하는 노면상태 정보제공 시스템이 개시된다. 상기 노면상태 정보제공 시스템은 노면온도센서로부터 측정된 노면온도 및 자동차의 외기온도를 수신하고 이를 이용하여 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산한다. 또한, 상기 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 이용하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측하며, 노면상태 예측과정에서 과거의 노면상태를 반영하고 해당 지역의 일사량 또는 통행량, 차량 속도 정보를 반영하여 보다 신뢰할 수 있는 노면상태를 제공한다.

Description

노면상태 정보제공 시스템{SYSTEM FOR PROVIDING INFORMATION ON ROAD CONDITIONS}
본 발명은 도로의 노면상태 정보제공 시스템에 관한 것으로서 보다 구체적으로는, 주행하는 자동차의 외기온도 정보를 이용하여 노면의 결빙 유무를 예측하고 예측한 결과 정보를 제공하기 위한 노면상태 정보제공 시스템에 관한 것이다.
동절기 교통사고의 주요원인으로 들 수 있는 것은 도로의 결빙이다. 도로가 결빙되는 경우에는 교통사고로 인한 인명 피해뿐만 아니라, 차량 지체 및 교통 통제로 인하여 시간적, 경제적인 손실이 발생하기도 한다.
따라서, 도로의 결빙을 사전에 예측하고 운전자 및 도로 관리자에게 제공하여 도로 결빙으로 인한 교통사고를 사전에 예방하고, 즉각적인 조치를 취하게 할 수 있는 노면상태 정보제공 시스템이 필요하다.
현재 국내에 설치되어 운영되고 있는 도로기상정보시스템(Road Weather Information System, RWIS)은 도로변에 노변 관측장비(Road Side Equipment, RSE)가 설치되고 습도, 온도 센서가 도로 표면에 매설된다. 상기 센서들은 도로의 기상 정보를 수집하여 기지국으로 전달하고, 기지국은 유무선 통신망을 통해서 교통센터로 전송하게 된다.
한편, 등록특허 제1158404호는 노상에 설치된 전극단자 쌍을 이용하여 대기중의 온도와 도로의 실제 온도를 측정하여 도로의 결빙예보, 결빙상태를 제공하는 발명을 개시하고 있다.
상기 발명은 도로의 실제 온도를 정확하게 측정할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 노면온도를 측정하기 위한 센서 등의 측정 장치가 구비되지 않은 도로에서는 정확한 노면온도를 측정할 수 없다는 단점 또한 갖고 있다.
실제로 노변 관측장비 또는 온도센서를 도로의 모든 구간에 설치하기에는 현실적인 어려움이 있으며, 비용적인 부담 또한 문제가 되므로 상술한 바와 같은 단점을 보완하는 것에는 한계가 있으며, 현장에 설치된 장비를 통한 실시간 정보만을 이용하는 노면상태 판단에는 오류가 발생할 가능성이 크다.
따라서, 추가적인 장비 설치 또는 비용 없이, 종래기술의 단점을 보완하고 높은 신뢰도의 노면상태 정보를 제공할 수 있는 기술이 필요하게 되었다.
한국등록특허 제1158404호 도로 결빙 예측 및 감지 시스템
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 노면온도를 측정하기 위한 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산하여 노면상태를 예측하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 노면온도센서가 설치된 영역에서 노면온도센서에 의한 측정온도와 자동차의 외기온도를 함께 고려하여 정확한 노면온도를 계산하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 과거의 노면상태 정보를 저장하고 현재 또는 미래의 노면상태를 예측할 때에 가장 최근의 노면상태를 이용함으로써 보다 신뢰성을 가진 노면상태를 예측하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 노면상태를 예측하고자 하는 지역의 특성을 고려한 노면상태를 예측하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 도로의 실시간 상황을 반영하여 노면상태를 예측하는 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 노면상태 정보제공 시스템은, 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과하는 자동차의 외기온도 및 상기 구역의 기상정보를 수신하는 정보 수신부; 상기 자동차의 외기온도를 이용하여 노면온도를 계산하고 계산된 노면온도와 상기 기상정보를 이용하여 노면상태를 예측하는 노면상태 예측부; 및 상기 노면상태 예측부에 의해 예측된 노면상태 정보를 제공하는 노면상태 정보 제공부; 를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 정보 수신부는 노면에 설치된 노면온도센서에 의한 측정 노면온도 및 상기 노면온도센서가 설치된 영역을 통과하는 자동차의 외기온도를 더 수신하며, 상기 노면상태 예측부는 상기 노면온도를 계산함에 있어 상기 노면온도센서에 의한 측정 노면온도와 상기 노면온도센서가 설치된 영역을 통과하는 자동차의 외기온도 사이의 오차를 고려한다.
또한, 본 발명에 따른 노면상태 정보제공 시스템은, 상기 노면상태 예측부에서 예측된 노면상태 정보를 저장하는 정보 저장부를 더 포함하고, 상기 노면상태 예측부는 상기 정보 저장부에 저장된 최근 노면상태 정보를 더 고려하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측한다.
또한, 상기 정보 저장부에는 상기 지역의 계절에 따른 시간대별 일사량 정보및 상습 결빙 구간에 대한 정보가 더 저장되어 있으며, 상기 노면상태 예측부는 상기 일사량 정보 및 상습 결빙 구간에 대한 정보를 더 고려하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측한다.
또한, 상기 정보 수신부는 차량 통행량 정보 및 차량 속도 정보를 더 수신하고 상기 노면상태 예측부는 상기 차량 통행량 정보 및 차량 속도 정보를 더 고려하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측한다.
또한, 상기 노면상태 정보는 노면의 건조, 습윤, 결빙 중 어느 하나이며, 상기 노면상태 예측부는 노면 결빙 가능성, 결빙 예상시간, 결빙 해동시간을 예측한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 노면상태 정보제공 시스템은, 노면온도를 측정하기 위한 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산하여 노면상태를 예측할 수 있다.
또한, 노면온도센서가 설치된 영역에서 노면온도센서에 의한 측정온도와 자동차의 외기온도를 함께 고려하여 정확한 노면온도를 계산할 수 있다.
그리고, 최근의 노면상태 정보를 이용함으로써 보다 신뢰성을 가진 노면상태를 예측할 수 있으며, 지역의 특성을 고려한 노면상태를 예측하는 효과를 갖는다.
또한, 자연적인 요소 이외에 도로의 실시간 상황을 반영하는 노면상태를 예측할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면상태 정보제공 시스템의 개략도이다.
도 2는 종래의 도로기상정보시스템을 이용한 노면상태 모니터링 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 정보를 이용하는 노면상태 정보제공 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 외기온도 및 노면온도센서 측정온도를 이용하는 노면온도 계산과정의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보 저장부를 더 포함하는 노면상태 정보제공 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노면상태 정보제공 시스템의 노면상태 예측 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 과거의 노면상태, 노면온도, 기상정보를 이용하여 노면상태를 예측하는 경우의 수를 나타내는 표이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보 저장부가 저장하고 있는 계절에 따른 시간대별 일사량 정보를 나타내는 표이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일사량 정보를 더 고려하여 노면상태를 예측하는 경우의 수를 나타내는 표이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 관한 노면상태 정보제공 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면상태 정보제공 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면 상기 노면상태 정보제공 시스템(100)은 정보 수신부(10), 노면상태 예측부(20) 및 노면상태 정보 제공부(30)를 포함한다.
상기 정보 수신부(10)는 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과하는 자동차의 외기온도, 상기 지역의 기상정보 및 노면온도센서 측정온도를 수신하여 상기 노면상태 예측부(20)로 전달한다.
한편, 상기 노면상태 예측부(20)는 상기 정보 수신부(10)가 수신한 정보를 전달받아 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산하고, 현재 또는 미래의 노면상태를 예측한다.
또한, 상기 노면상태 정보 제공부(30)는 상기 노면상태 예측부(20)로부터 예측된 노면상태 정보를 수신하고, 사용자에게 전송하는 역할을 수행하며, 이를 전송받는 사용자는 차량에 설치된 네비게이션과 같은 차상장치(On Board Equipment, OBE) 또는 스마트 폰 등의 휴대용 단말기기를 통하여 정보를 확인할 수 있고, 도로에 설치되어 있는 영상메세지시스템(Video Message System, VMS)을 통하여 확인할 수도 있다.
다만, 상기 노면상태 정보 제공부가 제공하는 정보는 개발되는 기술의 발전 양태에 따라 다양한 멀티미디어 형태로 사용자에게 전달될 수 있으며, 본 발명의 출원시 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있는 어떠한 방법도 사용될 수 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 종래의 도로기상정보시스템을 이용한 노면상태 모니터링 시스템의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 상기 도로기상정보시스템(Road Weather Information System, RWIS)은 도로변에 노변 관측장비(Road Side Equipment, RSE)가 설치되고 습도, 노면온도센서가 도로 표면에 매설된다. 상기 센서들은 도로의 기상 정보를 수집하여 기지국으로 전달하고, 기지국은 유무선 통신망을 통해서 교통센터로 전송하게 된다.
상기 노면온도센서는 노면에 매장되므로 노면온도센서 설치영역에서는 정확한 노면온도를 측정할 수 있으며, 측정된 온도와 기상정보를 이용하여 비교적 정확하게 노면상태를 예측할 수 있게 된다. 그러나, 노면온도센서가 설치되어 있지 않은 구역의 노면온도는 상기 노면온도센서가 측정한 노면온도를 바탕으로 예측할 수는 있으나 정확도가 떨어지게 되어 상대적으로 노면온도 및 노면상태 예측이 취약할 수 밖에 없다.
따라서, 운전자 및 도로 관리자에게 정확한 노면상태 정보를 전달하기 위하여, 노면온도센서가 설치되어 있지 않은 구역에서도 정확한 노면온도를 측정할 수 있는 방법이 필요하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 정보를 이용하는 노면상태 정보제공 시스템의 개념도이다.
도 3을 참조하면, 상기 노면상태 정보제공 시스템(100)은 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산하기 위한 수단으로써, 상기 구역을 통행하는 차량의 차량정보를 수신한다.
상기 구역을 통행하는 차량으로부터 상기 차량정보를 수신하기 위한 방법으로는 차량 간 무선통신(Wireless Access in Vehicular Environment, WAVE)을 이용할 수 있으며, 또한 상기 차량정보는 주행중인 위치에서 가장 가까이 설치된 노변 관측장비에서 수신할 수 있다.
상술한 차량정보 송수신을 위한 차량 간 무선통신과 노변 관측장비는 통신 프로토콜 및 수신 장치의 한 가지 예로써 설명을 위한 것이며, 본 발명의 출원시 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 적용할 수 있는 통신수단이 사용될 수 있다.
또한, 상기 차량정보 및 상기 노면온도센서 설치영역에 설치된 센서가 측정한 측정온도는 노면상태 정보제공 시스템(100)의 정보 수신부(10)에서 수신되며 상기 구역의 노면온도 계산을 위하여 상기 정보 수신부로부터 노면상태 예측부(20)로 전달된다.
자동차의 외기온도를 이용하여 상기 구역의 노면온도를 계산하는 과정은 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 외기온도 및 노면온도센서 측정온도를 이용하는 노면온도 계산과정을 나타내는 개략도이다.
도 4를 참조하면, 노면상태 정보제공 시스템(100)은 노면온도센서 설치영역에서 노면온도센서가 측정한 측정온도 및 상기 영역을 통과하는 자동차의 외기온도및 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과하는 자동차의 외기온도를 이용하여 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산한다.
상기 자동차의 외기온도는 상기 차량정보에 포함되며, 정보 수신부(10)에서 수신하고 노면온도는 노면상태 예측부(20)에서 계산한다. 한편, 상기 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도는, 구체적으로는 하기의 식을 이용하여 계산된다.
Figure 112013042135014-pat00001
Figure 112013042135014-pat00002
Figure 112013042135014-pat00003
여기서,△TN 은 노면온도센서와 자동차의 외기온도의 오차 평균, TRN은 N번째 노면온도센서 설치영역에서의 노면온도센서의 측정온도, TCn은 노면온도센서 설치영역을 통과하는 n번째 차량의 자동차의 외기온도, l은 노면온도센서 설치영역을 통과한 전체 차량대수, △TL은 노면온도센서 설치영역의 오차 온도의 평균, m은 노면온도센서 설치영역의 개수, TAN은 노면온도센서가 설치되지 않은 지역의 노면온도, TCq은 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과하는 q번째 차량의 외기온도, p는 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과한 전체 차량대수이다.
도 4 및 수학식 1을 참조하면, 도로상의 임의의 N번째 노면온도센서 설치영역에서 상기 노면온도센서가 측정한 노면의 측정온도(TRN)와 상기 영역을 통과하는 자동차의 외기온도(TCn)를 수신한다. 그리고, 상기 측정온도와 상기 자동차의 외기온도의 오차를 상기 영역을 통과하는 전체 자동차의 대수(l)로 나누어 온도 오차평균(△TN)을 구한다.
다음으로, 복수 개의 노면온도센서 설치영역에서 구한 오차평균을 상기 복수 개의 노면온도센서 설치영역을 통과하는 전체 자동차의 대수(m)로 나누어 노면온도센서 설치영역의 오차 온도의 평균(△TL)을 계산한다.
마지막으로, 상기 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과하는 자동차의 외기온도(TCq)의 평균을 구하고, 여기에 상기 노면온도센서 설치영역의 오차 온도의 평균(△TL)을 더하여 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산하게 된다.
이와 같은 계산 과정을 거치는 이유는, 각각의 자동차에서 측정하는 자동차의 외기온도는 각각 다를 수 있으며 또한 실제 노면온도와 다르고, 가장 정확한 노면온도는 상기 노면온도센서에서 측정하는 측정온도로 볼 수 있기 때문이다.
따라서, 상기 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통행하는 전체 자동차의 외기온도의 평균을 구하고, 노면온도센서가 측정한 측정온도와 노면온도센서 설치영역을 통과하는 차량에서 측정한 자동차의 외기온도와의 오차의 평균을 더해주어 자동차의 외기온도에 들어있는 오차를 보정하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노면상태 정보제공 시스템(100)은 상기와 같은 계산 과정을 통하여, 노면온도센서가 설치되지 않은 구역에서도 노면온도를 정확하게 계산할 수 있다.
상기 수학식을 이용하면 N번째, N+1번째 노면온도센서 설치영역 사이의 노면온도센서가 설치되지 않은 구역에서의 노면온도를 계산할 수 있으며, 이론적으로는 이를 이용하여 전국 모든 도로에서의 노면온도를 계산할 수 있다.
다만, 위와 같이 계산된 노면온도는 일정 구간에서의 노면의 평균 온도를 의미하므로, 최소 구간 즉, N 번째부터 N+1 번째 노면온도센서 설치영역 사이 구간에서 계산된 노면온도가 실제 온도와 가장 가까운 값을 갖게 될 것은 자명하다.
따라서, 상기와 같은 노면온도 계산 과정에 있어서 가급적 바로 인접한 노면온도센서 설치영역에서의 측정값을 이용하여 최소 단위 구간에서의 노면온도를 계산하거나, 대체로 노면상태 또는 노면온도가 비슷할 것으로 예측되는 구간, 예를 들어 N 번째부터 N+4 번째 노면온도센서 설치영역까지의 노면온도를 계산하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보 저장부를 더 포함하는 노면상태 정보제공 시스템의 개략도이다.
도 5를 참조하면, 상기 정보 저장부(40)는 상기 노면상태 예측부(20)에서 예측된 노면상태를 수신하여 저장하고 노면상태 예측부(20)는 정보 저장부(40)에 저장된 최근의 노면상태를 수신하여 노면상태 예측시 이를 이용한다.
도로의 노면상태는 단지 현재의 환경에 의해서만 결정되는 것이 아니며, 과거의 노면상태로부터 연속적으로 변화하는 것이기 때문에 현재의 기상정보 및 노면온도만을 이용한다면, 실제의 노면상태를 제대로 예측할 수 없다.
한편, 상기 정보 저장부(40)에 저장되는 과거의 노면상태는 건조, 습윤, 결빙 중 어느 하나이며 이를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 계산된 노면온도가 영하이고 눈이나 비가 오지 않는 날씨인 경우에 최근의 노면상태를 반영하지 않는다면, 현재의 노면상태는 건조하다고 판단할 수 있다. 하지만, 최근의 노면상태가 습윤하다거나 결빙된 상태였다면 현재 또는 미래의 노면상태는 결빙 또는 습윤 후 결빙으로 판단될 것이다.
이처럼 과거의 노면상태를 반영하지 않고 예측된 노면상태는 일관된 결과를 갖지 않을 수 있으며, 정확하지않다. 따라서, 노면상태 변화에 영향을 미치는 일 요소로서 과거의 노면상태, 보다 정확하게는 최근의 노면상태를 고려할 필요가 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노면상태 정보제공 시스템의 노면상태 예측 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 상기 노면상태 정보제공 시스템(100)은 도 5의 노면상태 정보제공 시스템과 마찬가지로 정보 수신부(10), 노면상태 예측부(20), 노면상태 정보 제공부(30)의 구성에 정보 저장부(40)를 더 포함하며, 상기 정보 저장부(40)는 일사량 정보를 더 포함한다.
도 6의 알고리즘에 도시된 바와 같이, 상기 노면상태 정보제공 시스템(100)은 노면상태 예측부(20)에서 최근의 노면상태를 반영하는 누적 회귀형 루프를 이용함으로써 보다 정확한 노면상태를 예측할 수 있다.
또한, 상기 정보 저장부(40)는 노면상태 예측 지역의 계절에 따른 시간대별 일사량 정보를 포함하고 있으며, 상기 노면상태 예측부(20)는 상기 일사량 정보를 노면상태 예측 과정에 반영한다.
노면온도가 동일한 경우라 하더라도, 지형적 특성에 따른 일사량이 다르다면 이를 반영하는 것이 바람직하다. 결빙된 노면의 온도가 영상이고 현재 날씨가 맑다고 하더라도 주변의 지형적 특성, 예를 들어 산악지형으로 인하여 일사량이 적다면 그렇지 않은 결빙된 도로에 비하여 해동되기까지 소요되는 시간이 더 많을 것이기 때문이다.
한편, 도 6을 참조하면 상기 정보 수신부(10)는 차량 정보를 수신하며, 상기 차량 정보는 노면온도를 계산하는데 사용되는 자동차의 외기온도 이외에, 차량 통행량 정보 및 차량 속도 정보를 더 포함한다.
차량 통행량이 많다면 최근의 노면상태가 결빙상태였다 하더라도 차량 통행량이 적은 결빙된 도로보다 해동되는데 걸리는 시간이 적을 것이다. 또한, 통행하는 차량의 속도가 느리다면 현재 주행중인 지역의 노면이 결빙상태이거나, 결빙상태가 아니라 하더라도 미끄러울 것으로 예상할 수 있다.
또한, 차량의 속도가 느린 경우에는 주변의 온도가 상승하는 효과가 있으므로, 이러한 효과도 고려하여 해동에 걸리는 시간을 더 짧게 예측할 수 있을 것이다.
따라서, 위와 같은 차량 통행량 정보 및 차량 속도 정보를 노면상태 예측시 반영하면 노면온도, 기상정보, 일사량 등의 환경적인 요인 외적인 요인들까지 고려하여 신뢰할 수 있는 노면상태를 예측할 수 있다.
한편, 상기 정보 저장부(40)는 상습 결빙 구간에 대한 정보를 더 저장한다. 일사량이 적은 언덕길, 터널의 입구와 출구 구간은 다른 도로에 비하여 쉽게 결빙되는 경향이 있다.
따라서, 상습 결빙 구간에 대한 정보를 노면상태 예측 과정에 반영하여 동일한 조건하에서, 예를 들어 노면온도가 영상이고 맑은 날씨라 하더라도 상습 결빙 구간에 대하여는 그렇지 않은 도로에서보다 결빙 가능성을 높게 예측하는 것이 바람직하다.
그리고 상습 결빙 구간에서는 결빙 예상시간을 짧게 예측하고 해동 가능성은 낮게 예측하는 것이 실제의 도로 상태를 반영하는 예측으로 볼 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 과거의 노면상태, 노면온도, 기상정보를 이용하여 노면상태를 예측하는 경우의 수를 나타내는 표이다.
도 7의 표에서는 설명의 편의를 위하여 노면온도를 영하, 영상으로 분류하고 노면에 습기 유무를 판단하기 위해서 기상정보를 맑음이나 흐림, 그리고 그렇지 않은 경우를 묶어서 분류했다.
도 7을 참조하면 과거의 노면상태 즉, 정보 저장부로부터 수신하는 최근의 노면상태가 건조인 경우에 현재 노면온도가 영하이고 비가 내리는 날씨라면, 현재 또는 미래의 노면상태는 습윤 후 결빙으로 판단될 것이다. 반대로, 현재 맑거나 흐린 날씨라면 현재 노면상태는 건조로 판단될 것이다.
그러나 동일한 노면온도 및 기상조건에서 최근의 노면상태가 결빙인 경우라면, 예측되는 노면상태는 결빙이 될 것이다.
앞서, 도 5에서 설명한 바와 같이, 현재의 노면상태는 과거의 노면상태로부터 영향을 받아 연속적으로 변화하므로, 도 7의 내용과 같이 과거의 노면상태에 따라서 같은 온도 및 기상조건에서도 현재의 노면상태가 다르게 예측될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보 저장부가 저장하고 있는 계절에 따른 시간대별 일사량 정보를 나타내는 표이다.
도 8을 참조하면, 월별로 일사량 정보를 분류하여 계절별 특성을 반영하고 시간대별 일사량 정보를 저장하게 함으로써 노면상태를 예측하고자 하는 지역의 해당 시간대의 일사량 정보를 이용할 수 있게 할 수 있다.
일사량의 단위로서 일반적으로 cal/cm2·min, kcal/m2·h 또는 8시간의 일사량으로서 kcal/m2·day 등의 단위가 사용되나, 여기에서는 이해를 돕고자 일사량을 상, 중, 하의 세 단계로 정성적으로 분류하였다.
도 6에서 설명한 바와 같이, 도로 주변의 지형적 특성에 따라 같은 시간대에서도 노면에서의 일사량이 다를 수 있다. 도 8을 참조하면, 지역 1과 지역 2에서의 시간대별 일사량이 다를 수 있으며, 일사량의 차이에 따라 결빙된 노면이 해동되는데 걸리는 시간 또한 달라질 수 있다.
한편, 도 8의 일사량 정보는 계절에 따른 시간대별 일사량 정보를 나타내고 있으나, 정확한 노면상태 예측을 위해서는 기상 조건에 따른 일사량 변화를 포함하는 정보를 저장하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 8의 일사량 정보는 동일한 기상조건을 전제로 이해되어야 하며, 상기 정보 저장부(40)는 맑은 날과 흐린 날 같이 기상조건이 다른 경우의 지역의 일사량 정보를 포함하고 있어야 한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일사량 정보를 더 고려하여 노면상태를 예측하는 경우의 수를 나타내는 표이다.
도 9를 참조하면, 도 7과 같은 표에서 일사량 정보를 더 고려하여 예측되는 노면상태 정보를 나타내고 있으며, 역시 설명의 편의를 위하여 일사량을 상, 중, 하 세 단계로 정성적으로 분류하였다.
도 7에서 예로써 설명한, 최근의 노면상태가 건조이고, 현재 노면온도가 영하이며, 비가 내리는 날씨를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
일사량이 적은 지역에서는 노면이 쉽게 결빙될 것이므로 강우로 인한 습윤상태 이후에 결빙상태로 변화할 것으로 예측할 수 있다. 반면, 일사량이 많은 지역에서는 그렇지 않은 지역에서보다 결빙상태로 변할 확률이 낮거나, 결빙상태에 도달하는데까지 걸리는 시간이 길 것이다. 도 9에서는 '결빙 가능성'으로 예측되는 것을 예로 들었으나, 이는 노면상태 예측의 일례로써 설명한 것이며, '결빙 예상시간'을 제공할 수도 있다.
한편, 과거의 노면상태가 결빙인 경우에는 위와 같이 '해동 가능성'으로써 예측되는 상태 정보를 제공하거나, '해동 예상시간'의 형태로 제공할 수도 있다.
100 : 노면상태 정보제공 시스템 10 : 정보 수신부
20 : 노면상태 예측부 30 : 노면상태 정보 제공부
40 : 정보 저장부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과하는 자동차의 외기온도 및 상기 구역의 기상정보를 수신하는 정보 수신부;
    상기 자동차의 외기온도를 이용하여 노면온도를 계산하고 계산된 노면온도와 상기 기상정보를 이용하여 노면상태를 예측하는 노면상태 예측부; 및
    상기 노면상태 예측부에 의해 예측된 노면상태 정보를 제공하는 노면상태 정보 제공부; 를 포함하며,
    상기 정보 수신부는 노면에 설치된 노면온도센서에 의한 측정 노면온도 및 상기 노면온도센서가 설치된 영역을 통과하는 자동차의 외기온도를 더 수신하며,
    상기 노면상태 예측부는 상기 노면온도를 계산함에 있어 상기 노면온도센서에 의한 측정 노면온도와 상기 노면온도센서가 설치된 영역을 통과하는 자동차의 외기온도 사이의 오차 및 하기의 식을 이용하여 상기 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 노면상태 정보제공 시스템.
    Figure 112013082554776-pat00004

    Figure 112013082554776-pat00005

    Figure 112013082554776-pat00006

    여기서,△TN 은 노면온도센서와 자동차의 외기온도의 오차 평균, TRN은 N번째 노면온도센서 설치영역에서의 노면온도센서의 측정온도, TCn은 노면온도센서 설치영역을 통과하는 n번째 차량의 자동차의 외기온도, l은 노면온도센서 설치영역을 통과한 전체 차량대수, △TL은 노면온도센서 설치영역의 오차 온도의 평균, m은 노면온도센서 설치영역의 개수, TAN은 노면온도센서가 설치되지 않은 구역의 노면온도, TCq은 노면온도센서가 설치되지 않은 지역을 통과하는 q번째 차량의 외기온도, p는 노면온도센서가 설치되지 않은 구역을 통과한 전체 차량대수이다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 노면상태 예측부에서 예측된 노면상태 정보를 저장하는 정보 저장부를 더 포함하고,
    상기 노면상태 예측부는 상기 정보 저장부에 저장된 최근 노면상태 정보를 더 고려하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 노면상태 정보제공 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정보 저장부에는 노면상태 예측 지역의 계절에 따른 시간대별 일사량 정보가 더 저장되어 있으며, 상기 노면상태 예측부는 상기 일사량 정보를 더 고려하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 노면상태 정보제공 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 정보 저장부에는 상습 결빙 구간에 대한 정보가 더 저장되어 있으며, 상기 노면상태 예측부는 상기 상습 결빙 구간에 대한 정보를 더 고려하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 노면상태 정보제공 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 정보 수신부는 차량 통행량 정보 및 차량 속도 정보를 더 수신하고 상기 노면상태 예측부는 상기 차량 통행량 정보 및 차량 속도 정보를 더 고려하여 현재 또는 미래의 노면상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 노면상태 정보제공 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 노면상태 정보는 노면의 건조, 습윤, 결빙 중 어느 하나이며,
    상기 노면상태 예측부는 노면 결빙 가능성, 결빙 예상시간, 결빙 해동시간을 예측하는 것을 특징으로 하는 노면상태 정보제공 시스템.
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