KR101474550B1 - System for evaluating road with tunnel based on virtual driving - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템에 관한 것으로서, 터널을 포함하는 도로를 실제 건설하기 전에, 설계안에 기반한 가상 환경을 가상 주행한 후, 설계안을 개선하기 위하여, 터널 설계에 관한 파라미터에 대한 설문 척도 값과, 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 평가 항목에 대한 평가 값을 산출하는 시스템을 제공함에 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템에 관한 것으로서, 터널 설계에 관한 설문 파라미터를 설정하며, 설정된 설문 파라미터에 따른 설문지 정보를 생성하는 파라미터 설정부; 상기 설문지 정보를 평가하기 위하여, 평가 항목을 설정하고, 설정한 평가 항목에 대한 가중치를 설정하는 가중치 설정부; 및 상기 설문지 정보에 따른 척도 값과 상기 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 상기 평가 항목에 관한 평가 값을 산출하는 평가 값 산출부; 를 포함한다. The present invention relates to a virtual driving-based evaluation system for roads including tunnels. In order to improve the design of a road including a tunnel, And a system for calculating an evaluation value for an evaluation item based on a questionnaire scale value for a parameter relating to the evaluation item and a weight for the evaluation item.
In order to achieve the above object, the present invention provides a virtual driving-based evaluation system for a road including a tunnel, comprising: a parameter setting unit for setting questionnaire parameters related to tunnel design and generating questionnaire information according to set questionnaire parameters; ; A weight setting unit for setting an evaluation item and setting a weight for the set evaluation item in order to evaluate the questionnaire information; And an evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value for the evaluation item based on a scale value according to the questionnaire information and a weight for the evaluation item; .
Description
본 발명은 가상 주행 기반의 평가 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널을 포함하는 도로를 실제 건설하기 전에, 시뮬레이션 시스템을 통해 도로 설계안에 기반한 가상 환경을 가상 주행한 후, 도로 설계안을 개선하기 위하여, 터널 설계에 관한 파라미터에 대한 설문 척도 값과, 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 평가 항목에 대한 평가 값을 산출하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a virtual driving-based evaluation system, and more particularly, to a virtual driving-based evaluation system, in which a virtual environment based on a road design is simulated through a simulation system before a road including a tunnel is actually constructed, , A system for calculating an evaluation value for an evaluation item based on a questionnaire scale value for a parameter relating to tunnel design and a weight for an evaluation item.
운전자가 얼마나 편리하고 안전하게 주행 할 수 있는 도로인지는 도로 설계 기술이 매우 발달한 현대에도 예측하기 어려운 일이다. 특히, 터널 구간을 설계에 포함하는 도로의 경우에는 도로 선형, 시설물, 조명, 색상, 표지판, 진출입로 등의 설계 방법에 따라 도로를 사용하는 운전자의 안전에 심대한 영향을 미친다.It is difficult to predict how convenient and safe the driver is to drive, even in today's highly developed road design technology. Especially, in the case of the road including the tunnel section in the design, the design method of the road alignment, the facilities, the lighting, the color, the signs, and the entry and exit road greatly affect the safety of the driver using the road.
가상 주행 기반의 도로 평가는, 도로 설계 시, 설계 검증 및 설계 최적화를 위해 활용할 수 있는 매우 효과적인 방법으로 최근 제시되고 있는 방법이다. 최근 한국도로공사는 장대형 터널의 설계 검증 및 최적화를 위해 VR(Virtual Reality) 기반 DS(Driving Simulator) 시험을 기술평가 기준에 삽입하고, 도로 시공 응찰자들에게 실험 결과 제출을 요구한 바 있으며, 관련 응용 범위는 도로 설계 전반으로 확대되는 추세에 있다. 이러한 가상 주행 시뮬레이션 평가와 관련해서는, '도로 주행 시뮬레이션 평가를 통한 스마트 델리네이터의 안전운전 유도 효과 분석'(이하, '선행문헌') 이외에 다수 공개되어 있다. 이때, 선행문헌과 같은 종래에는 도로 주행 시뮬레이션 시스템의 설계안을 개선할 수 있는 방법이 없었다. Virtual road-based road evaluation is a recently proposed method that can be used for road design, design verification and design optimization. Recently, Korea Highway Corporation has inserted VR (Virtual Reality) -based DS (Driving Simulator) test into the technology evaluation standard for the design verification and optimization of the large-sized tunnels and requested the results of the experiment to the road construction tenderers. The application range is on the whole road design. In connection with the evaluation of the simulated driving simulations, there are many others besides 'analysis of induction of the safe driving of the smart deliner through evaluation of road driving simulation' (hereinafter referred to as 'precedent document'). At this time, there has been no method that can improve the design of the road driving simulation system such as the prior art.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 터널을 포함하는 도로를 실제 건설하기 전에, 시뮬레이션 시스템을 통해 도로 설계안에 기반한 가상 환경을 가상 주행한 후, 도로 설계안을 개선하기 위하여, 터널 설계에 관한 파라미터에 대한 설문 척도 값과, 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 평가 항목에 대한 평가 값을 산출하는 시스템을 제공함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a tunnel construction method and a tunnel construction method, in which a virtual environment based on a road design plan is run through a simulation system, And a system for calculating an evaluation value for an evaluation item based on a questionnaire scale value for a parameter relating to the evaluation item and a weight for the evaluation item.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템에 관한 것으로서, 터널 설계에 관한 설문 파라미터를 설정하며, 설정된 설문 파라미터에 따른 설문지 정보를 생성하는 파라미터 설정부; 상기 설문지 정보를 평가하기 위하여, 평가 항목을 설정하고, 설정한 평가 항목에 대한 가중치를 설정하는 가중치 설정부; 및 상기 설문지 정보에 따른 척도 값과 상기 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 상기 평가 항목에 관한 평가 값을 산출하는 평가 값 산출부; 를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a system for evaluating a virtual driving based on a road including a tunnel, the system comprising: a parameter setting unit for setting a questionnaire parameter for designing a tunnel and generating questionnaire information according to the set questionnaire parameters; ; A weight setting unit for setting an evaluation item and setting a weight for the set evaluation item in order to evaluate the questionnaire information; And an evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value for the evaluation item based on a scale value according to the questionnaire information and a weight for the evaluation item; .
또한 상기 설문 파라미터는, 원거리 시인성, 터널 진입시 압박감, 운전자의 각성 수준, 근거리 시인성, 디자인의 심미성, 집중력 유지 정도, 주행 중 편안함, 및 주행 중 속도 지각 능력 중, 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the questionnaire parameters include at least one of a distance visibility, a feeling of pressure at the time of entering a tunnel, a level of a driver's arousal, a visibility of a near side, aesthetics of a design, a degree of maintenance of concentration, comfort during driving, .
또한 상기 평가 항목은, 각성도, 터널 진출입로 설계, 및 주행 편안성 중, 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the evaluation items include at least one of awakening, tunnel entry and exit design, and comfort of running.
그리고 상기 평가 값 산출부는, 상기 파라미터 설정부를 통해 생성되어 가상 주행을 수행한 운전자를 통해 기입된 설문지 정보를 입력받아 척도 값을 도출하며, 도출된 척도 값에 상기 가중치 설정부를 통해 설정된 가중치를 계산하여 각 평가 항목에 대한 평가 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템.The evaluation value calculation unit calculates a weight value through the weight setting unit with respect to the derived scale value by inputting the questionnaire information written through the driver who has been generated through the parameter setting unit and performed the virtual running, And the evaluation value for each evaluation item is calculated.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 시뮬레이션 시스템을 통한 도로 설계안을 가상 주행한 후, 터널 설계에 관한 다양한 파라미터에 대한 설문 척도 값과, 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 터널을 포함하는 도로에 대한 평가 값을 산출함으로써, 도로 설계안을 개선할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, the road design plan through the simulation system is simulated. Then, based on the questionnaire scale values of various parameters related to the tunnel design and the weight of the evaluation items, evaluation By calculating the value, the road design draft can be improved.
도 1 은 가상 주행을 위한 시뮬레이션 시스템 및 시뮬레이션 시스템을 통해 운전자가 가상 주행하는 모습을 보이는 일예시도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 설문 파라미터에 따른 설문지 정보를 보이는 일예시도.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 평가 항목을 평가하기 위한 도로 설계안의 특정 구간을 보이는 일예시도.1 is a view showing an example in which a driver runs a virtual vehicle through a simulation system and a simulation system for a virtual running.
BACKGROUND OF THE
FIG. 3 illustrates an example of questionnaire information according to a questionnaire parameter according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a view showing an example of a specific section of a road design for evaluating an evaluation item according to an embodiment of the present invention;
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일실시예에 따른 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템에 관하여 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. A virtual running-based evaluation system for a road including a tunnel according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
본 발명의 일실시예에 따른 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템(S)은, 도 1 에 도시된 바와 같이 프로젝터, 돔형 스크린, HILS 시스템, 실차, 6자유도 운동판 구동장치, 방진 바닥, 생체신호 분석 장치, 시각인지 분석 장치 등을 포함하는 시뮬레이션 시스템(10)(도 1 의 (a) 참조)을 통해 가상 3D DB를 구축하며, 구축된 정보를 이용하여 구현되는 가상 주행 도로 설계안을 개선하기 위한 것이다. 즉, 터널을 포함하는 도로를 실제 건설하기 전에, 도로 설계안에 기반한 가상 환경을 시뮬레이션 시스템(10)을 통해 운전자가 가상 주행한 후(도 1 의 (b) 참조), 도로 설계안을 개선하기 위하여, 각성도, 터널 집출입로, 주행 편안성 등의 다양한 항목을 평가하는 시스템이다.
1, a virtual running-based evaluation system S for a road including a tunnel according to an embodiment of the present invention includes a projector, a dome-type screen, a HILS system, an actual vehicle, a six- A virtual 3D DB is constructed through a simulation system 10 (see FIG. 1 (a)) including a floor, a dustproof floor, a bio-signal analyzing apparatus, a visual cognitive analyzing apparatus and the like, This is to improve the road design. That is, before the actual road including the tunnel is actually constructed, the driver runs a virtual environment based on the road design plan through the simulation system 10 (see FIG. 1 (b)), A variety of items such as arousal, tunnel entry and exit, and running comfort are evaluated.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 파라미터 설정부(100), 가중치 설정부(200) 및 평가 값 산출부(300)를 포함하여 이루어진다. FIG. 2 is a block diagram conceptually showing a virtual driving-based evaluation system S for a road including a tunnel according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
파라미터 설정부(100)는 운전자에게 주로 영향을 주는 터널 설계에 관한 설문 파라미터를 설정하며, 설정된 설문 파라미터에 따른 설문지 정보를 생성한다. The
- 설문 파라미터 -- Survey parameters -
A: 원거리 시인성 B: 터널 진입시 압박감A: Remote visibility B: Pressure to enter the tunnel
C: 운전자의 각성 수준 D: 근거리 시인성C: Driver's Awareness Level D: Near Visibility
E: 디자인의 심미성 F: 집중력 유지 정도E: esthetics of design F: degree of concentration maintenance
G: 주행 중 편안함 H: 주행 중 속도 지각 능력
G: Comfort during driving H: Speed perception during driving
도 3 은 설문 파라미터에 따른 설문지 정보를 보이는 일예시도로서, 이러한 설문지 정보는 5점 척도와 7점 척도 등 홀수 척도로 생성될 수 있다. 즉, 운전자는 가상 주행을 수행 후, 특정 구간에 대해서 설문을 기입할 수 있다.
FIG. 3 shows an example of the questionnaire information according to the questionnaire parameters. The questionnaire information may be generated by an odd number scale such as a 5-point scale and a 7-point scale. That is, the driver can write a questionnaire for a specific section after performing the virtual running.
가중치 설정부(200)는 설문지 정보를 평가하기 위하여, 평가 항목을 설정하고, 설정한 평가 항목에 대한 가중치를 설정한다. The weight setting unit 200 sets an evaluation item and sets a weight for the set evaluation item in order to evaluate the questionnaire information.
이때, 상기 평가 항목은, 각성도, 터널 진출입로 설계, 주행 편안성 등에 관한 것으로서, 각 평가 항목에 대한 가중치는 [표 1] 에 나타낸 바와 같다. At this time, the evaluation items are related to awakening, tunnel entry / exit design, running comfort, and the like, and the weight for each evaluation item is as shown in [Table 1].
[표 1][Table 1]
여기서, 상기 평가 항목에 대한 가중치는, 실험 조건, 설계자와의 협의, 설계 주안점 등에 따라 최대 50% 까지 변경될 수 있다.
Here, the weight for the evaluation item may be changed by up to 50% depending on experimental conditions, consultation with the designer, design point, and the like.
평가 값 산출부(300)는 상기 설문지 정보에 따른 척도 값과 상기 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 상기 평가 항목에 관한 평가 값을 산출한다.The evaluation
구체적으로, 평가 값 산출부(300)는 상기 파라미터 설정부(100)를 통해 생성되어 가상 주행을 수행한 운전자를 통해 기입된 설문지 정보를 입력받아 척도 값을 도출하며, 도출된 척도 값에 상기 가중치 설정부(200)를 통해 설정된 가중치를 계산하여 각 평가 항목에 대한 평가 값(Z)을 산출한다. Specifically, the evaluation
이러한 평가 값(Z)은 다음의 [수식 1] 과 같이 나타낼 수 있다. This evaluation value Z can be expressed by the following [Equation 1].
[수식 1][Equation 1]
여기서, A, B, C, D, E, F, G, H 는 설문 파라미터로서, 설문지 정보로부터 도출된 설문 파라미터의 척도 값이 적용되며, α, β, γ, δ, ε, ζ, η, θ 는 가중 파라미터로서, 산출하고자 하는 평가 항목에 따라 설정된 가중치가 적용된다. 이때, 평가 항목인 각성도, 진출입로 설계 및 주행 편안성 등은, 모두 산출된 값이 클 수록 우수한 것으로 평가된다. Δ, ε, ζ, η, ε, ε, δ, ε, ε, ε, ? is a weighting parameter, and a weight value set according to the evaluation item to be calculated is applied. At this time, evaluation items such as arousal level, entry / exit design and running comfort are all evaluated to be excellent as the calculated values are large.
본 발명에서 목적으로 하는 평가 값 산출에 따른 도로 설계안의 개선에 관하여 설명하도록 한다. 예를 들어, 시뮬레이션 시스템(10)을 통한 도로 설계안의 터널 특정 구간을 가상 주행하고, 특정 구간에 대한 각성도 항목을 평가할 경우, 설문지 정보를 통해 도출된 척도 값에 각성도 항목에 설정된 가중치를 계산하여, 각성도 항목에 대한 평가 값을 산출한다. 즉, 도 4 의 (a) 와 (b) 의 상황에 대하여 각각 각성도 항목을 평가하여, (b) 의 상황이 평가 값이 크게 산출될 경우, 도로 설계안의 특정 구간의 상황을 (a) 에서 (b) 로 변경할 수 있다.
Improvement of road design according to the objective evaluation value calculation in the present invention will be described. For example, when the tunnel-specific section of the road design through the
한편, 시뮬레이션 시스템(10)의 생체신호 분석장치를 이용한 결과, 바람직하게 뇌파(EEG)의 세타파 및 베타파의 활성도 분석 결과를 바탕으로 각성도를 판단하여 설계안을 직접 개선하거나, 평가 항목의 평가 값을 비교 분석할 수도 있다.
On the other hand, as a result of using the bio-signal analyzing apparatus of the
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
S: 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템
100: 파라미터 설정부 200: 가중치 설정부
300: 평가 값 산출부S: Virtual driving based evaluation system for roads including tunnels
100: parameter setting unit 200: weight setting unit
300: Evaluation value calculation unit
Claims (4)
다수의 도로 설계안에 대응되는 터널 설계에 관한 설문 파라미터를 설정하며, 가상 도로 주행 후 설정된 설문 파라미터에 따른 설문지 정보를 생성하는 파라미터 설정부(100);
상기 설문지 정보를 토대로 도로 설계안을 평가하기 위한 평가 항목을 설정하고, 설정한 평가 항목에 대한 가중치를 설정하는 가중치 설정부(200); 및
상기 설문지 정보에 따른 척도 값과 상기 평가 항목에 대한 가중치를 바탕으로, 상기 각 평가 항목에 관한 평가 값을 산출하고 산출된 평가값이 가장 우수한 가상 주행 환경으로 도로 설계안을 개선하는 평가 값 산출부(300); 를 포함하고,
상기 평가 항목은,
각성도, 터널 진출입로 설계, 및 주행 편안성 중 하나 이상인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템.
A virtual driving-based evaluation system for a road including a tunnel for improving road design, comprising:
A parameter setting unit (100) for setting questionnaire parameters related to tunnel design corresponding to a plurality of road design plans and generating questionnaire information according to the questionnaire parameters set after traveling on a virtual road;
A weight setting unit 200 for setting an evaluation item for evaluating the road design plan based on the questionnaire information and setting a weight for the set evaluation item; And
An evaluation value calculator for calculating an evaluation value for each evaluation item based on the scale value according to the questionnaire information and the weight for the evaluation item and for improving the road design to the virtual driving environment having the best calculated evaluation value 300); Lt; / RTI >
In the evaluation item,
Wherein the at least one of the at least one of the plurality of tunnels is at least one of an airstream, an airstream, a tunnel entry / exit design, and a running comfort.
상기 설문 파라미터는,
원거리 시인성, 터널 진입시 압박감, 운전자의 각성 수준, 근거리 시인성, 디자인의 심미성, 집중력 유지 정도, 주행 중 편안함, 및 주행 중 속도 지각 능력 중, 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템.
The method according to claim 1,
The questionnaire parameters include:
Wherein the tunnel includes at least one of at least one of distance visibility, pressure at the time of entering a tunnel, a driver's arousal level, a near visibility, a design aesthetics, a degree of maintenance of concentration, comfort during running, A virtual driving based evaluation system for roads.
상기 평가 값 산출부(300)는,
상기 파라미터 설정부(100)를 통해 생성되어 가상 주행을 수행한 운전자를 통해 기입된 설문지 정보를 입력받아 척도 값을 도출하며, 도출된 척도 값에 상기 가중치 설정부(200)를 통해 설정된 가중치를 계산하여 각 평가 항목에 대한 평가 값(Z)을 산출하는 것을 특징으로 하는 터널을 포함하는 도로에 대한 가상 주행 기반의 평가 시스템.
The method according to claim 1,
The evaluation value calculating section 300 calculates,
Calculates a weight value through the weight setting unit 200 on the derived scale value by inputting the questionnaire information written through the driver who has been generated through the parameter setting unit 100 and performed the virtual running, And the evaluation value (Z) for each evaluation item is calculated.
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