KR101406440B1 - Apparatus and method assessment of bicycle traveling environments - Google Patents
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Abstract
자전거 주행 환경 평가 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 자전거 주행 환경 평가 장치는 자전거 도로에 대한 주행 안전성 및 주행 이동성을 산출하는 산출부; 및 상기 산출된 주행 안전성 및 주행 이동성을 이용하여 상기 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가하는 평가부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 효율적인 자전거 도로 모니터링이 수행될 수 있는 장점이 있다. An apparatus and method for evaluating a bicycle traveling environment are disclosed. The disclosed bicycle traveling environment evaluating apparatus includes: a calculating unit for calculating traveling stability and traveling mobility for a bicycle road; And an evaluation unit for evaluating the driving environment of the bicycle road using the calculated driving stability and running mobility. According to the present invention, there is an advantage that efficient bicycle road monitoring can be performed.
Description
본 발명의 실시예들은 자전거 주행 환경 평가 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 효율적인 자전거 도로 모니터링이 수행될 수 있도록 하는 자전거 주행 환경 평가 장치 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
자전거는 비동력·무탄소 교통 수단으로서 지속가능한 녹색 교통 수단으로 각광받고 있으며, 정부에서는 이러한 자전거 이용의 활성화를 위해 공공자전거 보급 및 시장 규모 확대, 자전거 도로 확대 등의 계획을 추진 및 시행하고 있다. As a non-motorized and non-carbon transportation means, bicycles are attracting attention as sustainable green transportation. The government is promoting and implementing public bicycles, expanding the market size, and expanding bicycle roads in order to revitalize these bicycles.
이러한 정부의 정책에 맞추어 자전거의 시장 규모는 지속적으로 증가하는 추세에 있으나, 자전거를 위한 도로 연결성은 확보되지 않고 있으며, 도로 상에 존재하는 장애물 등과의 잦은 상충으로 인하여 자전거 이용자의 불편 및 위험 또한 증가하고 있다. Although the market size of bicycles is continuously increasing in accordance with the government policy, the road connectivity for bicycles is not secured and frequent conflicts with obstacles on roads increase the inconvenience and risk of bicycle users .
최근 도로교통공단 자전거 사고 통계에 따르면, 안전성 미확보 및 인식 부족 등으로 인하여 자전거 사고 발생 건수는 연평균 12.1%씩 증가하고 있는 것으로 보고되고 있다. 이와 같이, 자전거 사고 발생 건수는 지속적으로 증가하고 있으나, 현재로서는 자전거 도로의 평가를 위한 기준도 제대로 마련되어 있지 않은 실정이다. According to the statistics of bicycle accidents at the Road Traffic Authority, it is reported that the number of bicycle accidents is increasing by an annual average of 12.1% due to lack of safety and lack of awareness. In this way, although the number of bicycle accidents has been increasing steadily, the criteria for evaluation of bicycle roads have not yet been established at present.
도로용량편람(KHCM, Korea Highway Capacity Manual)에서는 자전거 도로 안전성 평가의 효과 척도로 상충 횟수, 이동성 평가의 효과 척도로 정지 지체를 제시하고 있다. 그러나, 이러한 KHCM의 효과 척도는 차량에 적용되는 기준과 유사하고, 현장 조사를 통한 주행 환경 평가를 제시하는 것으로서, 자전거 이용자의 주행 특성을 적절하게 반영하지 못하는 문제점을 갖는다. In the Korea Highway Capacity Manual (KHCM), the effectiveness of the bicycle road safety assessment is presented as a measure of the number of conflicts and the effectiveness of the mobility assessment. However, the KHCM effectiveness scale is similar to the criteria applied to the vehicle, and it presents the evaluation of the driving environment through the field survey, which has a problem that it does not properly reflect the driving characteristics of the bicycle user.
즉, KHCM에 따른 자전거 주행 환경 평가는 현장 조사를 통한 주행 환경 요소, 이용자의 만족도 및 자전거 이용 시설 조사로부터 자전거 도로를 평가하는 것으로서, 실제 주행을 통해 얻어진 자료보다는 도로 환경 요소를 중점적으로 검토하여 자전거의 주행 특성을 적절하게 반영하지 못하는 문제점을 갖는다. In other words, the evaluation of bicycle driving environment according to KHCM is to evaluate the bicycle road from the survey of driving environment factors, users' satisfaction and the use of bicycle facilities by field survey. The traveling characteristics of the vehicle can not be properly reflected.
자전거는 이용자의 인적 요인이 크게 반영되는 교통수단으로서 연석, 과속방지턱 등의 장애물 및 타 수단과의 상충 등 주행환경의 미세한 변화에도 사행운동 폭 증가 및 잦은 핸들조작 등의 민감한 반응을 나타낸다는 점에서, 단순한 현장 시설 조사가 아닌 도로의 상태와 이에 대한 자전거 이용자의 반응이 통합된 자전거 주행 환경 평가 시스템이 요청되고 있다.
Bicycle is a means of transportation that reflects the human factors of the user, and it shows sensitive responses such as increase in the width of the meandering motion and frequent handling of the handle even with minute changes of the driving environment such as curb, , There is a demand for a bicycle travel environment evaluation system that integrates the state of the road and the reaction of the bicycle user, rather than a simple field facility survey.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 효율적인 자전거 도로 모니터링이 수행될 수 있도록 하는 자전거 주행 환경 평가 장치 및 방법을 제안하고자 한다.In order to solve the problems of the related art as described above, the present invention proposes an apparatus and a method for evaluating a bicycle traveling environment in which efficient bicycle road monitoring can be performed.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 자전거 도로에 대한 주행 안전성 및 주행 이동성을 산출하는 산출부; 및 상기 산출된 주행 안전성 및 주행 이동성을 이용하여 상기 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가하는 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 주행 환경 평가 장치가 제공된다. In order to accomplish the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a control system for a vehicle, comprising: a calculating unit for calculating a running safety and a traveling mobility for a bicycle road; And an evaluation unit for evaluating a driving environment of the bicycle road using the calculated driving stability and running mobility.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 자전거 운행에 따른 정보를 수집하는 단계; 및 상기 수집된 정보에 기초한 주행 안전성 및 주행 이동성을 이용하여 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 주행 환경 평가 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a bicycle, And evaluating the driving environment of the bicycle road using the driving safety and the driving mobility based on the collected information.
본 발명에 따르면, 효율적인 자전거 도로 모니터링이 수행될 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that efficient bicycle road monitoring can be performed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치가 복수의 구간으로 구획된 자전거 도로의 주행 환경을 평가하는 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 도로 상태에 대한 자전거 이용자의 반응 내지 상호 작용을 자전거 주행 정보로서 도시하는 도면이다.
도 4는 자전거 도로 상태와 자전거의 속도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 주행 환경 FTA의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 각 결함 이벤트에 설정된 임계값에 따른 결함 이벤트별 발생 확률을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 주행 환경 평가 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing an embodiment in which a bicycle traveling environment evaluating apparatus according to an embodiment of the present invention evaluates a traveling environment of a bicycle road partitioned into a plurality of sections. Fig.
2 is a diagram showing a detailed configuration of a bicycle traveling environment evaluating apparatus according to the present invention.
Fig. 3 is a diagram showing the reaction or interaction of the bicycle user with respect to the road condition as bicycle traveling information.
4 is a diagram showing the relationship between the bicycle road condition and the bicycle speed.
5 is a diagram illustrating a structure of a bicycle traveling environment FTA according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating probability of occurrence of each defect event according to a threshold value set for each defect event, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of evaluating a bicycle traveling environment according to an embodiment of the present invention, according to the flow of time.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치가 복수의 구간으로 구획된 자전거 도로의 주행 환경을 평가하는 일 실시예를 도시하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing an embodiment in which a bicycle traveling environment evaluating apparatus according to an embodiment of the present invention evaluates a traveling environment of a bicycle road partitioned into a plurality of sections. Fig.
도 1에 도시된 바와 같이, 자전거 주행 환경 평가 장치(100)는 자전거 도로(12)의 주행 환경을 구간별로 평가하고, 구간별 평가 정보가 자전거 도로(12)의 모니터링을 위한 정보로 활용될 수 있도록 한다. As shown in FIG. 1, the bicycle traveling
보다 상세하게, 자전거 주행 환경 평가 장치(100)는 자전거 도로(12)의 구간별 CSI(Cycling Safety Index) 및 Speed를 산출하고 이들로부터 자전거 주행의 실패 확률인 Failure rate를 산출하여, 해당 구간에 대한 유지 및 보수의 필요성 정보를 자전거 도로(12) 관리자에게 제공할 수 있다. More specifically, the bicycle traveling
이때, CSI 및 Speed는 각각 자전거의 주행 안전성과 주행 이동성의 측정지표를 의미하는 것으로서, 이하 설명하는 바와 같이, 자전거 이용자들의 자전거 주행에 대한 만족도 정보 및 상기 자전거 도로에서의 자전거 주행 정보 중 적어도 하나가 반영된 지표를 의미한다. At this time, CSI And Speed is a measure of the running safety of the bicycle and the mobility of the running mobility, and it means an index reflecting at least one of the information on the satisfaction of the bicycle rider and the bicycle riding information on the bicycle rider, as described below do.
일반적으로, 자전거는 이용자의 인적 요인이 크게 반영되는 교통 수단이므로, 자전거 도로 상에 존재하는 과속방지턱 등의 장애물이나 다른 교통 수단과의 상충과 같은 주행 환경의 미세한 변화에도 사행 운동의 폭 증가 또는 잦은 핸들 회전과 같은 민감하고 즉각적인 반응을 수반하게 된다. Generally, bicycle is a means of transportation in which the human factors of the user are greatly reflected. Therefore, even in the case of a minute change of the driving environment such as an obstacle such as a speed bump on the bicycle road or a conflict with other transportation means, It is accompanied by a sensitive and immediate reaction, such as steering wheel rotation.
이에, 본 발명에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치(100)는 도로(12) 특성에 대한 자전거 이용자들의 인적 요인이라 할 수 있는 만족도 정보 및 주행 정보 중 적어도 하나가 반영된 주행 안전성 및 주행 이동성을 통합적으로 이용하여 자전거 주행 환경을 평가한다. Accordingly, the bicycle traveling
이를 위해, 자전거 도로(12)를 주행하는 자전거(10)에는 자전거의 주행 정보를 획득하기 위한 각종 센서(14)가 부착될 수 있으며, 자전거 주행 환경 평가 장치(100)는 센서(14)로부터 획득된 자전거(10)의 주행 정보를 분석하여 자전거 도로(12)를 평가하게 된다. For this purpose, various sensors 14 for acquiring the running information of the bicycle may be attached to the
예를 들어, 공공자전거(10)에 부착된 센서(14)가 자전거 이용자의 주행 정보를 획득하고, 공공 자전거 보관소에서 획득된 정보를 수집하여 중앙관제센터와 같은 서버(20)로 전송하면, 자전거 주행 환경 평가 장치(100)가 서버(20)로부터 주행 정보를 전송 받아 이를 분석하여 자전거 도로(12)를 평가할 수 있게 된다. For example, when the sensor 14 attached to the
이때, 서버(20)는 생략될 수도 있으며, 자전거(10)에 부착된 센서(14)로부터 획득된 주행 정보가 직접 자전거 주행 환경 평가 장치(100)로 전송될 수도 있다.At this time, the
이와 같이, 본 발명에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치(100)는 자전거 도로의 특성뿐만 아니라, 자전거 도로의 특성에 반응하는 자전거 이용자의 인적 요인까지도 주행 환경의 평가를 위한 지표에 반영함으로써, 자전거 도로 주행 환경의 평가가 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 장점을 갖는다. As described above, the bicycle traveling
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치(100)의 구성을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
Hereinafter, the configuration of the bicycle traveling
도 2는 본 발명에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram showing a detailed configuration of a bicycle traveling environment evaluating apparatus according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자전거 주행 환경 평가 장치(100)는 산출부(110) 및 평가부(120)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the bicycle traveling
먼저, 산출부(110)는 자전거 도로를 주행한 자전거 이용자들의 자전거 주행에 대한 만족도 정보 및 자전거 도로에서의 자전거 주행 정보에 기초하여 자전거 도로에 대한 주행 안전성 및 주행 이동성을 산출한다. First, the
이때, 자전거 주행에 대한 만족도 정보는 자전거 도로의 임의의 구간을 주행한 자전거 이용자들의 인지 만족도(User perception)에 관한 것으로서, 설문 등에 의해 수집된 정보일 수 있다.In this case, the satisfaction information on the bicycle traveling is related to the user perception of bicycle users traveling on an arbitrary section of the bicycle road, and may be information collected by a survey or the like.
그리고, 자전거 도로에서의 자전거 주행 정보는 주행 방향으로의 속도 정보, 주행 방향을 기준으로 전후, 좌우, 상하(이하, 설명의 편의를 위해, 각각 'x축', 'y축', 'z축'이라 함) 방향으로의 가속도 정보 및 각속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미한다. The bicycle travel information on the bicycle road is classified into two types, namely, the speed information in the traveling direction, the forward and backward directions, left and right, up and down (hereinafter referred to as 'x axis', 'y axis' And acceleration information and angular velocity information in the direction of the arrow.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행 방향으로서의 속도 정보는 자전거(10)에 부착된 GPS(Global Positioning System) 수집장치(14a)로부터 획득된 정보일 수 있으며, 가속도 및 각속도 정보는 자전거(10)에 부착된 관성 센서(Inertial Measurement Unit)(14b)로부터 획득된 정보일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the speed information as the driving direction may be information obtained from a GPS (Global Positioning System) collecting
GPS 수집장치는 공지된 바와 같이, 일정 시간 간격으로 이동체의 이동한 거리를 계산하여 속도에 관한 정보를 제공할 수 있으며, 관성 센서는 관성력을 감지하여 이동체의 가속도, 각속도, 방향 및 거리 등에 관한 정보를 제공할 수 있다. As known in the art, the GPS collecting device can provide information on the speed by calculating the moving distance of the moving object at predetermined time intervals. The inertial sensor senses the inertial force and obtains information about the acceleration, angular velocity, Can be provided.
본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, GPS 수집장치에 의해 수집된 속도 정보 및 관성 센서에 의해 획득된 가속도 및 각속도 정보가 이용되는 것으로 가정하여 설명하기로 하며, 본 발명이 이에 한정되지 않고, 다양한 정보 수집 장치에 의해 획득된 속도, 가속도 및 각속도 정보가 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. For convenience of description, the present invention will be described on the assumption that the velocity information collected by the GPS collection device and the acceleration and angular velocity information acquired by the inertial sensor are used. However, the present invention is not limited thereto, It will be apparent to those skilled in the art that the velocity, acceleration, and angular velocity information obtained by the acquisition device may be used.
이하, 만족도 정보 및 주행 정보에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 산출부(110)가 자전거 도로에 대한 주행 안전성을 산출하는 과정을 먼저 살펴보기로 한다. Hereinafter, a process for calculating the running safety of the bicycle road based on the satisfaction information and the running information will be described first by the calculating
한편, 주행 안전성을 산출하는 과정은 크게 만족도 정보 및 주행 정보에 T-test를 적용하는 과정과 이항 로지스틱 회귀 분석을 적용하는 과정으로 구분될 수 있으며, 이러한 결과로부터 최종적으로 주행 안전성이 산출되게 된다. On the other hand, the process of calculating driving safety can be divided into a process of applying T-test to satisfaction information and driving information, and a process of applying a binary logistic regression analysis. From these results, driving safety is finally calculated.
그리고, 자전거(10)에 부착된 관성 센서(14b)는 자전거의 움직임을 감지하여 하기의 표와 같이, 자전거 주행 방향에 따른 가속도(x축 가속도), 몸체의 좌우 변화에 따른 가속도(y축 가속도), 노면 상태 및 노면 장애물에 따른 가속도(z축 가속도)에 관한 정보를 제공하게 된다. The
또한, 관성 센서(14b)는 몸체의 기울임 변화에 따른 각속도(x축 각속도, Roll), 자전거 핸들의 회전에 따른 각속도(y축 각속도, Pitch), 구배 또는 노면 상태나 장애물에 따른 각속도(z축 각속도, Heading)에 관한 정보를 제공할 수 있다.
The
표 1에 나타난 바와 같은 자전거 주행 정보는 도로 상태에 대한 자전거 이용자의 반응 내지 상호 작용에 해당하는 것으로서, 본 발명에 따른 산출부(110)는 이러한 변수들을 활용하여 자전거 주행 환경 평가를 위한 주행 안전성을 산출하게 된다. The bicycle driving information as shown in Table 1 corresponds to the reaction or interaction of the bicycle user with respect to the road condition. The calculating
그리고, 도 3은 도로 상태에 대한 자전거 이용자의 반응 내지 상호 작용을 자전거 주행 정보로서 도시하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 자전거 주행 정보를 이용하면 자전거 주행 환경을 평가할 수 있음을 확인할 수 있다.
3 shows the reaction or interaction of the cyclist with respect to the road condition as the bicycle running information. As shown in Fig. 3, it can be confirmed that the bicycle running environment can be evaluated by using the bicycle running information .
본 발명의 일 실시예에 따른 산출부(110)는 표 1에 나타난 가속도 정보 및 각속도 정보와 자전거 이용자들의 만족도 정보를 이용하여 주행 안전성을 산출한다. The
이를 위해, 산출부(110)는 가속도 및 각속도 정보를 잠재적 변수로 설정하고, 구간별 만족도 정보를 만족의 경우 1의 값으로, 불만족의 경우 0의 값으로 활용함으로써, 잠재적 변수 중에서 주행 안전성을 나타내는 변수, 즉, 주행 안전성에 관련성이 높은 변수를 도출한다. For this, the calculating
보다 상세하게, 산출부(110)는 먼저, 만족하는 구간과 만족하지 않는 구간의 잠재적 변수 평균의 차를 비교한 후, T-test를 적용하여 통계적으로 유의한 변수를 도출한다. In more detail, the calculating
이때, T-test의 귀무가설로는 '주행 시 만족하는 구간의 잠재적 변수 평균은 만족하지 않는 구간의 잠재적 변수의 평균보다 작다'가 적용될 수 있으며, 대립가설에는 '주행 시 만족하는 구간의 잠재적 변수 평균은 만족하지 않는 구간의 잠재적 변수의 평균보다 크거나 같다'가 적용될 수 있다. In this case, the null hypothesis of T-test can be applied that 'the average of the potential variable of the satisfactory interval is less than the average of the non-satisfied interval', and the alternative hypothesis is' The average is greater than or equal to the average of the potential variables of the non-satisfactory interval '.
하기의 표는 본 발명의 일 실시예에 따라, 잠재적 변수에 대한 T-test가 적용된 일례를 나타낸다.
The following table shows an example in which a T-test for potential variables is applied, according to one embodiment of the present invention.
표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자전거 주행 시 만족하는 구간보다 만족하지 않는 구간에서 평균이 큰 잠재적 변수로는 ACC x Avg , ACC y Avg , ACC y CV , ACC z Avg , ANG x Avg , ANG y Avg , ANG z Avg 가 도출될 수 있으며, 이렇게 도출된 변수들은 만족도를 반영하는 변수로서 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있다. As shown in Table 2, according to an embodiment of the present invention, the potentials having a larger average value in a region that is not satisfied with the bicycle traveling region include ACC x Avg , ACC y Avg , ACC y CV , ACC z Avg , ANG x Avg , ANG y Avg , and ANG z Avg can be derived, and these derived variables can be interpreted to have meaning as variables reflecting satisfaction.
그리고, 산출부(110)는 T-test를 통해 도출된 유의한 변수 중에서 주행 안전성에 영향을 미치는 변수를 이항 로지스틱 회귀 분석에 따라 추출한다. In addition, the calculating
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 산출부(110)는 ACC x Avg , ACC y Avg , ACC y CV , ACC z Avg , ANG x Avg , ANG y Avg , ANG z Avg 를 이항 로지스틱 회귀 분석의 독립변수로 사용하고, 만족도를 이항 로지스틱 회귀 분석의 종속변수로 사용하여, 주행 안전성을 나타내는 변수를 도출한다. That is, the
이때, 산출부(110)는 자전거 도로에 대한 도로 유형 정보(SECTION)를 독립변수로서 추가적으로 사용할 수 있다. At this time, the
하기의 표는 본 발명의 일 실시예에 따라, T-test에 의해 도출된 변수 및 도로 유형 정보(SECTION)에 이항 로지스틱 회귀 분석이 적용된 일례를 나타낸다.
The following table shows an example in which binomial logistic regression analysis is applied to variables and road type information ( SECTION ) derived by T-test according to an embodiment of the present invention.
표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이항 로지스틱 회귀 분석의 결과, ACC y CV , ACC z Avg , ANG y Avg , SECTION이 주행 안전성에 영향을 미치는 독립변수로 도출될 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Table 3, according to the embodiment of the present invention, ACC y CV , ACC z Avg , ANG y Avg , and SECTION can be deduced as independent variables affecting driving safety as a result of the binomial logistic regression analysis can confirm.
이를 상세하게 살펴보면, y축 가속도는 앞서 설명한 바와 같이, 자전거의 롤각 변화에 따른 가속도로서, 사행 운전에 따른 자전거의 안전성을 저하시키는 독립변수로 도출되고 있다. 또한, z축 가속도는 도로의 노면 상태, 연석 또는 과속방지턱과 같은 장애물에 의한 가속도를 의미하며, 노면 상태 및 장애물과 같은 도로의 평탄성은 자전거 이용자의 주행 안전성에 영향을 미치는 요소가 되므로, 주행 안전성을 저하시키는 독립변수로 도출되고 있다. 그리고, y축 각속도는 핸들의 회전에 따른 각속도로서, 자전거의 경우 불안정한 상황에서의 잦은 사행 운동에 의한 핸들 회전 또는 커브길에서 급격한 핸들 회전이 자전거 이용자의 주행 안전성에 큰 영향을 미치는 요소가 되므로, 마찬가지로 주행 안전성을 저하시키는 독립변수로 도출되고 있다.As described above, the y-axis acceleration is an acceleration due to a change in the roll angle of the bicycle, and is derived as an independent variable that decreases the safety of the bicycle due to the yaw operation. In addition, the z-axis acceleration refers to the acceleration due to an obstacle such as a road surface state, a curb or an overspeed obstacle, and road surface flatness such as road surface condition and obstacle are factors affecting bicycle user's driving safety. As the independent variable. The y-axis angular velocity is an angular velocity according to the rotation of the handle. In the case of bicycle, the handle rotation due to the frequent meandering motion in an unstable situation or the sudden steering rotation on the curve road greatly affects the bicycle user's driving safety. It is also derived as an independent variable that lowers driving safety.
그리고, 상기와 같은 이항 로지스틱 회귀 분석 결과를 통해 도출된 주행 안전성 모형은 하기의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
The driving safety model derived through the above-described binomial logistic regression analysis can be expressed as Equation (1).
여기서, CSI(Cycling Safety Index)는 주행 안전성(0~1의 값을 가짐), 
이와 같이, 산출부(110)는 도로 상태에 대한 자전거 이용자의 인적 요소라 할 수 있는 만족도 정보 및 주행 정보로부터 주행 안전성에 관련성이 높은 변수들을 도출하며, 이에 기초하여 결과적으로 수학식 1과 같이 표현되는 주행 안전성 지표(CSI)를 산출할 수 있다.
In this way, the calculating
도 4는 자전거 도로 상태와 자전거의 속도의 관계를 도시하는 도면으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 자전거의 속도는 도로 환경 및 운영 상황을 반영할 수 있다. Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the bicycle road condition and the bicycle speed. As shown in Fig. 4, the bicycle speed may reflect the road environment and the operating condition.
자전거 이용자의 원하는 속도 유지 정도에 따라 자전거 주행 환경의 질이 평가될 수 있으므로, 자전거의 속도 정보는 자전거 주행 환경 평가 시 유의한 변수로 작용할 수 있다. Since the quality of the bike travel environment can be evaluated according to the degree of bike user's desired speed maintenance, the speed information of the bike can be a significant variable in the evaluation of the bike travel environment.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 산출부(110)는 자전거 속도에 기초하여 주행 이동성 지표(Speed)를 산출하고 이하 설명하는 바와 같이, 자전거 주행 환경 평가에 활용될 수 있도록 한다.
Accordingly, the
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 평가부(120)는 산출부(110)에 의해 산출된 주행 안전성 및 주행 이동성을 이용하여 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가한다. Next, the evaluating
보다 상세하게, 평가부(120)는 산출부(110)에 의해 산출된 주행 안전성 및 주행 이동성에 각각 임계값을 설정하고, 상기 산출된 주행 안전성 및 주행 이동성이 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 따라 주행 환경을 평가할 수 있다.More specifically, the
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 산출부(120)는 FTA(Fault Tree Analysis) 기법에 따라 자전거 주행 환경을 평가한다.To this end, the calculating
FTA는 시스템의 고장 분석을 위한 도구로서, 시스템을 구성하는 요소의 결함(Fault)과 전체 시스템 고장(Failure)의 관계를 밝히는 데에 유용하게 활용되는 신뢰성 분석 방법을 의미한다. 특히 Human Error 및 원인이 동시 다발적으로 발생하는 복잡한 이벤트의 해석에 유용하게 사용되는 분석 방법이다.The FTA is a tool for analyzing the failure of a system, which is a reliability analysis method that is useful for identifying the relationship between the faults of the components constituting the system and the failure of the entire system. Especially, it is an analytical method that is useful for analyzing complex events in which human error and cause occur simultaneously.
즉, 평가부(120)는 전체 시스템을 자전거 주행 환경으로 설정하고, 최상위 결과인 시스템 고장(Failure)을 주행 환경 불량으로 인해 이용자가 주행을 회피하는 환경으로 정의하여 자전거 주행 환경을 평가한다. That is, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 주행 환경 FTA의 구조를 도시하는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a structure of a bicycle traveling environment FTA according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 최상위 결과는 자전거 주행 실패로 정의되며, 자전거 주행 환경을 구성하는 요소는 안전성(Safety)과 이동성(Mobility)으로 설정되어 각 결함 이벤트는 주행 안전성 결함과 주행 이동성 결함으로 정의된다. 그리고, 각 결함 이벤트를 유발하는 요인은 주행 안전성 및 주행 이동성에 설정되는 임계값으로 정의될 수 있다. As shown in FIG. 5, the highest result is defined as a failure to drive the bicycle, and the elements constituting the bicycle driving environment are set as safety and mobility, and each defective event is classified into a driving safety defect and a traveling mobility defect Is defined. A factor causing each fault event may be defined as a threshold value set for the running safety and the running mobility.
한편, 전체 시스템은 고장률(Failure Rate)을 산출하여 평가될 수 있으므로, 본 발명에 따른 평가부(120)는 하기의 수학식과 같이, 각 결함 이벤트의 발생 확률로부터 전체 시스템의 고장률, 즉 자전거 주행 환경의 불량 확률을 산출하고, 이에 기초하여 자전거 주행 환경을 평가한다.
Since the entire system can be evaluated by calculating the failure rate, the evaluating
여기서, Φ는 주행 환경의 불량 확률, CSI(Cycling Safety Index)는 주행 안전성(0~1의 값을 가짐), Speed는 주행 이동성, k 1은 주행 안전성에 대하여 미리 설정된 임계값, k 2는 주행 이동성에 대하여 미리 설정된 임계값, Pr(CSI<k 1)은 주행 안전성의 결함 이벤트가 발생할 확률 및 Pr(Speed<k 2)는 주행 이동성의 결함 이벤트가 발생할 확률을 각각 의미한다. Here, Φ is outage probability, (Cycling Safety Index) CSI of the traveling environment (having a value of 0 to 1) running safety, Speed is the running mobility, k 1 is a predetermined threshold value for the driving safety, k 2 is traveling Pr ( CSI < k 1 ) is a probability of occurrence of a fault event of running safety, and Pr ( Speed < k 2 ) is a probability of occurrence of a fault event of running mobility, respectively.
즉, 평가부(120)는 주행 안전성의 결함이 발생할 확률과 주행 이동성의 결함이 발생할 확률에 기초하여 자전거 주행 환경의 불량 확률을 평가한다. That is, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 각 결함 이벤트에 설정된 임계값에 따른 결함 이벤트별 발생 확률을 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating probability of occurrence of each defect event according to a threshold value set for each defect event, according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 주행 안전성 결함 이벤트 및 주행 이동성 결함 이벤트에 설정된 임계값에 따라 결함 이벤트별 발생 확률이 결정될 수 있음을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 6, it can be seen that the occurrence probability for each fault event can be determined according to the threshold value set for the driving safety fault event and the traveling mobility fault event.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자전거 주행 안전성 결함 이벤트의 임계값 k 1은 0.39로 설정될 수 있으며, 이때 주행 안전성의 결함 이벤트 범위는 CSI 0.39 이하 주행으로 설정되게 된다. According to an embodiment of the present invention, the threshold value k 1 of the bicycle travel safety flaw event may be set to 0.39, and the range of the flaw defectiveness of the driving safety is set to be CSI 0.39 or less.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자전거 주행 이동성 결함 이벤트의 임계값 k 2는 보행 속도가 5km/h인 점에 비추어 5로 설정될 수 있으며, 이때 주행 이동성의 결함 이벤트 범위는 Speed 5 이하 주행으로 설정되게 된다. According to an embodiment of the present invention, the threshold value k 2 of the bicycle traveling mobility fault event can be set to 5 in view of the walking speed of 5 km / h, and the fault event range of the traveling mobility is less than
이와 같이, 본 발명에 따르면, 도로 상태에 대한 인적 요인이라 할 수 있는 자전거 이용자의 반응 내지 상호 작용에 기초하여 자전거 도로의 주행 환경을 평가함으로써 최적화된 자전거 도로의 평가를 가능하게 하는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to evaluate the optimized bicycle road by evaluating the traveling environment of the bicycle road based on the reaction or interaction of the bicycle user, which is a human factor on the road condition.
또한, 이러한 자전거 주행 환경의 평가에 따라, 복수의 구간으로 구획된 자전거 도로가 구간별로 보다 효율적으로 관리될 수 있어 최적화된 자전거 도로 모니터링을 가능하게 하는 장점이 있다.
In addition, according to the evaluation of the bicycle traveling environment, bicycle roads divided into a plurality of sections can be more efficiently managed for each section, thereby enabling optimized bicycle road monitoring.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 주행 환경 평가 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다. FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of evaluating a bicycle traveling environment according to an embodiment of the present invention, according to the flow of time.
도 7에 도시된 바와 같이, 자전거 주행 환경 평가 방법은 자전거 주행에 따른 정보를 수집하는 단계(S710) 및 주행 환경을 평가하는 단계(S720)을 포함한다.As shown in FIG. 7, the bicycle traveling environment evaluation method includes a step S710 of collecting information on the bicycle traveling and a step S720 of evaluating the traveling environment.
먼저, 단계(S710)에서는 자전거 운행에 따른 정보로서, 자전거 도로를 주행한 자전거 이용자들의 자전거 주행에 대한 만족도 정보 및 자전거 도로에서의 자전거 주행 정보를 수집한다.First, in step S710, information on satisfaction of the cyclists traveling on the bicycle road and information on the bicycle traveling on the bicycle road are collected as information on the bicycle operation.
그리고, 단계(S720)에서는 단계(S710)에서 수집된 정보에 기초한 주행 안전성 및 주행 이동성을 이용하여 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가한다. In step S720, the driving environment for the bicycle road is evaluated using the driving safety and the traveling mobility based on the information collected in step S710.
이때, 평가하는 단계(S720)는 단계(S710)에서 수집된 정보, 즉, 만족도 정보 및 자전거 주행 정보에 기초하여 자전거 도로에 대한 주행 안전성 및 주행 이동성을 산출하는 단계(미도시)를 포함할 수 있다. At this time, the evaluating step S720 may include a step (not shown) of calculating the running safety and the running mobility for the bicycle road based on the information collected in the step S710, that is, the satisfaction information and the bicycle running information have.
보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 산출하는 단계(미도시)는 만족도 정보 및 주행 정보에 기초하여 자전거 도로에 대한 주행 안전성을 산출할 수 있으며, 주행 정보에 기초하여 주행 이동성을 산출할 수 있다. More specifically, the calculating step (not shown) according to an embodiment of the present invention can calculate the running safety for the bicycle road based on the satisfaction information and the running information, and calculate the running mobility based on the running information .
구체적으로, 산출하는 단계(미도시)에서는 주행 안전성의 산출을 위해, 앞서 설명한 바와 같이, 주행 정보 가운데 가속도 및 각속도 정보 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도로 유형 정보를 더 이용할 수 있다. 그리고, 주행 이동성의 산출을 위해, 주행 정보 가운데 속도 정보를 이용할 수 있다. Specifically, at the calculating step (not shown), at least one of the acceleration information and the angular velocity information among the driving information may be used for calculating the driving safety, and according to the embodiment of the present invention, More available. In order to calculate the traveling mobility, the speed information among the running information can be used.
계속하여, 단계(S720)에서는 주행 안전성 및 주행 이동성을 이용하여 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가한다. Subsequently, in step S720, the running environment for the bicycle road is evaluated using the running safety and the running mobility.
본 발명의 일 실시예에 따른 단계(S720)에서는 주행 안전성 및 주행 이동성에 각각 임계값을 설정하고 주행 안전성 및 주행 이동성이 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 따라 주행 환경을 평가할 수 있다. In step S720 according to an embodiment of the present invention, the running environment and the running mobility can be evaluated based on whether the running safety and the running mobility exceed the set threshold value, respectively.
지금까지 본 발명에 따른 자전거 주행 환경 평가 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 내지 도 6에서 설명한 자전거 주행 환경 평가 장치(100)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.Embodiments of the bicycle traveling environment evaluating method according to the present invention have been described so far and the constitution relating to the bicycle traveling
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Examples of program instructions, such as magneto-optical and ROM, RAM, flash memory and the like, can be executed by a computer using an interpreter or the like, as well as machine code, Includes a high-level language code. The hardware devices described above may be configured to operate as at least one software module to perform operations of one embodiment of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
10 : 자전거 12 : 자전거 도로
14 : 센서 20 : 서버
100 : 자전거 주행 환경 평가 장치 110 : 산출부
120 : 평가부10: Bicycle 12: Bicycle road
14: Sensor 20: Server
100: Bicycle traveling environment evaluation device 110:
120:
Claims (18)
상기 산출된 주행 안전성 및 주행 이동성에 기초하여 상기 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가하는 평가부를 포함하되,
상기 자전거 주행 정보는 주행 방향으로의 속도 정보, 상기 주행 방향을 기준으로 전후, 좌우, 상하 방향으로의 가속도 정보 및 각속도 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 산출부는 상기 자전거 도로에 대한 도로 유형 정보, 상기 가속도 정보 및 각속도 정보 중 적어도 하나 및 상기 만족도 정보를 이용하여, 하기의 수학식에 따라 상기 주행 안전성을 산출하는 것을 특징으로 하는 자전거 주행 환경 평가 장치.
여기서, CSI(Cycling Safety Index)는 상기 주행 안전성(0~1의 값을 가짐),
And an evaluation unit for evaluating a driving environment of the bicycle road based on the calculated driving safety and running mobility,
Wherein the bicycle travel information includes at least one of speed information in a traveling direction, acceleration information in front and rear, left and right, and up and down directions, and angular speed information based on the traveling direction,
Wherein the calculation unit calculates the driving safety using the following equation using at least one of the road type information, the acceleration information, and the angular velocity information for the bicycle road and the satisfaction information, .
Here, the CSI (Cycling Safety Index) is defined as the running safety (having a value of 0 to 1)
상기 산출된 주행 안전성 및 주행 이동성이 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부에 기초하여 상기 자전거 도로에 대한 주행 환경을 평가하는 평가부를 포함하되,
상기 평가부는 하기의 수학식에 따라 상기 주행 환경을 평가하는 것을 특징으로 하는 자전거 주행 환경 평가 장치.
여기서, Φ는 상기 주행 환경의 불량 확률, CSI(Cycling Safety Index)는 상기 주행 안전성(0~1의 값을 가짐), Speed는 상기 주행 이동성, k1은 상기 주행 안전성에 대하여 미리 설정된 임계값, k2는 상기 주행 이동성에 대하여 미리 설정된 임계값, Pr(CSI<k1)은 상기 주행 안전성의 결함 이벤트가 발생할 확률 및 Pr(Speed<k2)는 상기 주행 이동성의 결함 이벤트가 발생할 확률을 각각 의미함.A calculating unit for calculating a running safety and a running mobility for the bicycle road using information on the satisfaction of bicycle users traveling on the bicycle road and bicycle running information on the bicycle road; And
And an evaluation unit for evaluating a driving environment of the bicycle road based on whether the calculated driving stability and running mobility exceed a predetermined threshold value,
Wherein the evaluating unit evaluates the driving environment according to the following expression.
In this case, Φ is a probability of failure in the driving environment, CSI (Cycling Safety Index) is the driving stability (having a value of 0 to 1), Speed is the traveling mobility, k 1 is a threshold value preset for the driving safety, k 2 is a preset threshold value for the traveling mobility, Pr (CSI < k 1 ) is a probability of occurrence of the driving safety fault event, and Pr (Speed <k 2 ) Meaning.
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