KR102005713B1 - 지능형 터널 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

지능형 터널 관리 시스템이 개시된다. 본 발명의 터널 내외부의 교통상황과 기상정보를 해당 도로를 운행하는 차량에 제공하여 안전하게 터널을 통과할 수 있도록 지원하는 지능형 터널 관리 시스템은, 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널입구 정보표시부와, 터널 입구에서 이격되어 터널을 향하는 도로상에 설치되어 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널 정보표시부, 및 터널 출구의 기상정보와 터널 출구의 교통상황을 표시하는 터널출구 정보표시부를 포함하게 구성함으로써, 터널을 향하거나 또는 터널을 주행중인 운전자에게 전방의 교통상황과 기상정보를 제공하여 보다 안전하게 운전할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

지능형 터널 관리 시스템{INTELLIGENT TUNNEL MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 터널 정보를 운전자에게 제공하는 터널 정보 제공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터널을 향하거나, 터널을 주행중인 운전자에게 전방의 교통상황과 기상정보를 제공하여 보다 안전하게 운전할 수 있도록 하는 지능형 터널 관리 시스템에 관한 것이다.

기상 정보는 일상생활에 많은 영향을 미치는 날씨에 대한 정보이다.

최근 기상청은 기상예보를 민간 기상예보 사업자도 할 수 있도록 개방하였고, 기후변화의 영향으로 기상의 변동이 심해지면서, 기상 정보에 대한 관심은 더욱 증대되고 있다.

정확한 기상 정보의 모니터링 및 예측을 위해서는, 기상 장비의 설치를 통해 기상 데이터를 획득하여야 한다.

기상상태(안개, 비, 눈)는 운전자의 시야를 방해하여 교통사고를 야기 시키는 주요 요인이 되고 있으며, 현재까지 안개에 대비한 안전시설은 안전표지판, 안개 차단망, LED시선 유도등, 안개등, 과속단속장비 등을 설치하여 운영하고 있다.

이러한 안전 시설물은 상습적으로 발생하는 안개지역에 국한되어 설치/운영되고 있어 시공간적으로 불특정하게 발생하는 안개에 효과적으로 대응하지 못하고 있는 실정이다

특히 안개로 인한 교통사고 위험성이 사회적 문제로 대두됨에 따라 도로 설계 시 안개 발생에 대비한 안전 위험 표시 시설물의 설치 사업이 적극적으로 이루어지고 있다. 이를 위한 하나의 방법으로, 안개 발생 및 시정 상태를 측정하고 이를 통해 운전자에게 경고하기 위해 안개 경보 시스템이 개발 및 설치되고 있으나 보조 시설물을 이용하여 시정거리를 측정하는 방법은 별도의 목표물을 설치가 필요함에 따라 별도의 비용이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 시정거리 측정방법은 새벽과 같이 주야간 구분이 애매한 경우 시정 계산에 어려움이 따르게 되는 문제점이 있다.

특히 터널은 도로의 연장이면서 땅속, 산, 바다, 강, 언덕 등이 많은 지역에서 도로와 도로를 연결하는데 많이 사용되고 길이가 길며 터널 입구와 출구에서의 기상 변화가 심한 것이 일반적이다.

또한, 입구와 출구를 제외하고 출입을 위한 통로가 없으므로 구조적으로 사고 발생에 매우 취약하다.

즉, 터널은 입구와 출구를 제외하고 전체가 밀폐된 공간으로 이루어지며, 이러한 터널 내에서 사고 발생시 대피 경로가 매우 제한되어 피해발생을 크게 하는 문제가 있으므로 교통사고 발생 방지를 위하여 주행속도를 비교적 엄격하게 제한하고 교량 등과 같은 특정지역의 도로 등에서도 차선변경과 주행영역 등을 제한할 수 있다.

한편, 터널 내부는 사람이 심리적으로 비교적 안정되도록 하고 들뜨는 분위기가 형성되도록 하며, 비교대상 물체가 부족하여 지상 도로와 비교할 때 주행속도의 감각이 저하되므로 과속 운전하기 쉽고, 외부로부터 자연광의 유입이 제한되므로 조명을 이용하여 교통신호, 교통안내문 등을 표시하는 것이 운전자의 눈에 잘 보이게 된다.

또한, 지상의 개활지, 교량 등의 위, 안개 또는 비가 많이 오는 도로 등에서도 여러가지 이유에 의하여 과속 운전 및 부당한 차선변경이 자주 발생할 수 있다.

그러므로 터널 내에서 안전운행을 위한 주행속도를 시각적으로 표시하여 운전자가 쉽게 알아보도록 하는 기술을 개발할 필요성이 있다.

KR 등록특허공보 제10-1528780호(2015.06.09)

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 터널 진입전에 터널 주변의 기상정보와 교통 정보를 확인할 수 있는 지능형 터널 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 터널내에서도 터널 내의 교통정보를 확인할 수 있는 지능형 터널 관리 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 터널 출구의 기상 정보와 차량정보를 터널 내에서 확인할 수 있는 지능형 터널 관리 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 터널 내외부의 교통상황과 기상정보를 해당 도로를 운행하는 차량에 제공하여 안전하게 터널을 통과할 수 있도록 지원하는 지능형 터널 관리 시스템은, 터널의 입구에 설치하여 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널 입구 정보 표시부와, 터널 입구에서 이격되어 터널을 향하는 도로상에 설치되어 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널 정보 표시부, 및 터널의 출구에 설치하여 터널 출구의 기상정보와 터널 출구의 교통상황을 표시하는 터널 출구 정보 표시부를 포함하고, 상기 터널 입구 정보 표시부는 터널 입구의 일측면에 하나 설치되고, 터널 정보 표시부는 적어도 하나 이상 도로 상에 설치되게 함으로써 달성될 수 있다.

상기 터널 정보 표시부는 기상정보를 표시하는 터널기상표시창과 터널교통상황표시창으로 구분하고, 상기 터널교통상황표시창에는 터널 내의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 터널교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시할 수 있다.

또한, 터널 입구 정보 표시부는 터널입구 기상표시창과 터널입구 교통상황표시창으로 구분하고, 상기 터널입구 교통상황표시창은 터널 내의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 터널입구 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하게 할 수도 있다.

또한, 터널 입구 정보 표시부는 터널입구 기상표시창과 터널입구 교통상황표시창으로 구분하고, 상기 터널입구 교통상황표시창은 차선별로 표시하되 터널 내의 각 차선별 구간별 교통상황을 수신하여 각 차선별 교통상황을 표시하되, 해당 차선의 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 터널입구 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 해당 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하게 할 수도 있다.

또한, 터널 출구 정보 표시부는 터널출구 기상표시창과 터널출구 교통상황표시창으로 구분하고, 상기 터널출구 교통상황표시창은 터널 출구의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 터널출구 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시할 수 있다.

그리고 상기 터널 내부에 차선별 구간별 차량의 속도를 감지하도록 둘 이상 설치되는 속도감지기, 및 상기 각 속도감지기가 감지한 차량의 속도를 원활과 정체 그리고 지체로 구분하여 표시하는 터널 내 교통상황표시부를 포함하고, 상기 교통상황표시부는 해당 속도감지기가 감지하는 구간의 전면에 설치되게 할 수 있다.

따라서 본 발명의 지능형 터널 관리 시스템에 의하면, 터널 진입전에 터널 주변의 기상정보와 교통 정보를 확인할 수 있기 때문에 터널 진입전에 차량 운행을 적절하게 수행하여 안전하게 운행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 지능형 터널 관리 시스템에 의하면, 터널내에서도 소정 구간별로 교통상황을 알 수 있기 때문에 인지 능력이 떨어지는 터널내에서도 보다 효과적으로 차량의 주행을 조절할 수 있다.

그리고 본 발명의 지능형 터널 관리 시스템에 의하면, 터널 출구로 진입시 터널 출구의 기상 상황과 교통 정보등을 확인할 수 있어, 안전 운전을 하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 지능형 터널 관리 시스템의 주요 구성도,
도 2는 본 발명 지능형 터널 관리 시스템을 구현하기 위한 터널 주변의 장치 배치도,
도 3은 터널 입출구 정보 표시부와 터널 내 교통상황표시부를 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 기상카메라를 구동하기 위한 블럭도,
도 5는 본 발명의 교통카메라를 구동하기 위한 블럭도,
도 6은 본 발명의 관제센터의 서버 구성도,
그리고
도 7은 본 발명의 지능형 터널 관리 시스템을 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

명세서 전체에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 지능형 터널 관리 시스템의 주요 구성도이고, 도 2는 본 발명 지능형 터널 관리 시스템을 구현하기 위한 터널 주변의 장치 배치도이다.

본 발명의 지능형 터널 관리 시스템은 터널 내외부의 교통상황과 기상정보를 해당 도로를 운행하는 차량에 제공하여 안전하게 터널을 통과할 수 있도록 지원하기 위하여 터널(50)의 입구에 설치하여 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널 입구 정보 표시부(420)와 터널 입구에서 이격되어 터널을 향하는 도로상에 설치되어 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널 정보 표시부(410) 및 터널의 출구에 설치하여 터널 출구의 기상정보와 터널 출구의 교통상황을 표시하는 터널 출구 정보 표시부(440)를 포함하여 설치한다.

이를 위하여 본 발명의 지능형 터널 관리 시스템은 터널 입구, 터널 출구 또는 터널 내부의 기상상황 또는 교통상황을 판독하여 제공하는 정보제공부(20)와 교통상황 및/또는 기상정보 등을 표시하는 정보표시부(40), 그리고 정보제공부(20)의 정보를 수신하여 정보표시부(40)로 정보를 표시하도록 제공하거나 또는 관제센터(30)로 교통상황 및/또는 기상정보 등을 제공하는 제어부(110)를 포함한다.

먼저 정보제공부(20)는 터널 입구, 터널 출구 또는 터널 내에 설치되어 교통상황과 기상정보를 검지하여 판독한 다음 제어부(110)로 전송하도록 동작한다.

물론 정보제공부(20)는 교통상황과 기상정보를 제어부(110)와 관제센터(30)로 직접 전송할 수도 있음은 물론이다.

정보제공부(20)는 교통상황과 기상정보를 검지하여 판독할 수 있도록 하기 위하여 터널 입구에 설치되는 터널입구 교통카메라(220)와 터널입구 기상카메라(240), 터널 출구에 설치되는 터널출구 교통카메라(230)와 터널출구 기상카메라(250) 그리고 터널 내부에는 차량의 속도를 감지하기 위한 속도감지기(210)가 하나 이상 설치된다.

도 2를 참고하면, 터널입구 교통카메라(220)와 터널입구 기상카메라(240)가 터널 입구에 설치되어 각각 또는 동일한 관심영역(ROI;Region of Interest)을 촬영하도록 설치되어 있음을 알 수 있다.

마찬가지로 터널출구 교통카메라(230)와 터널출구 기상카메라(250)가 터널 출구에 설치되어 각각 또는 동일한 관심영역(ROI;Region of Interest)을 촬영하도록 설치되어 있음을 알 수 있다.

관심 영역(ROI)은, 도로를 촬영하는 CCTV 영상 상에서, 기상과 연관되는 변화만을 감지해 내기 위한 영역이나 차량의 통행을 감지할 수 있는 영역을 의미한다. 교통카메라는 도로에 대한 차량의 변화량을 감지할 수 있는 영역을 선정하는 것이 바람직하나, 기상카메라는 도로 외의 지역(산이나 기타 배경)에 대한 변화량을 감지해야만, 눈이나 비가 왔을 때의, 눈이나 비에 의해서 발생된 영상의 변화량을 정확하게 감지해 낼 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에서는 각각의 카메라에서 기상정보나 교통정보를 판독하여 판독한 결과를 전송하도록 구성하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고 카메라는 촬영한 영상을 제어부나 서버로 전송하여 별도 단말기에서 기상정보와 교통정보를 판독하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 실제 기상정보나 안개정보를 판단하기 위한 장치를 선정하고 이들의 기능에 대하여 아래에서 설명하나, 본 발명은 기상정보나 안개정보를 판단하는 기술 자체에 특징이 있는 것이 아나라, 이들을 이용하여 터널 내외부의 교통상황과 기상정보를 해당 도로를 운행하는 차량에 제공하여 안전하게 터널을 통과할 수 있도록 지원하는 기술임을 밝혀둔다.

터널입구 기상카메라(240)는 터널출구 기상카메라(250)와 동일한 구성을 이용하여 기상을 감지하도록 구성할 수 있으므로 본 실시예에서는 터널입구 기상카메라(240)를 설명하기로 한다.

일례로 도 4의 본 발명의 기상카메라를 구동하기 위한 블럭도를 참고하면, 터널입구 기상카메라(240)는 도로의 노면과 건물 유리 또는 벽면에서 부딪힌 빗방울의 영상을 촬영하는 영상촬영부(241)와 영상촬영부(241)의 영상에서 빗방울의 입자량을 측정하여 강우의 강도를 판단하는 판단부(246), 및 판단부(246)에서 측정된 입자량으로 강우의 강도를 판단하여 표시부에 표시하는 카메라제어부(247)를 포함하여 영상 변화량에 기초하여, 기상 상태가 맑음, 흐림, 눈, 비 또는 안개 중 어느 하나에 해당하는 것으로 감지하도록 한다.

또한, 통신부(249)는, 제어부(110) 또는 관제센터(30)와 직접 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(249는, 기상카메라(200)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

카메라제어부(247)는 통신부(249)를 통하여 영상촬영부(241)로부터 촬영된 영상을 수신하고, 수신된 영상에 기초하여 기상를 감지할 수 있다.

카메라제어부(247)는 터널입구 교통카메라(240)의 전반적인 동작을 제어한다. 카메라제어부(247)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

이러한 구성을 이용하여 카메라제어부(247)는 지정된 관심영역의 실시간 영상 변화량이 제 1 수치 이상일 경우, 기상 상태가 눈 또는 비인 것으로 감지한다.

또한, 제1 수치 미만일 경우 기상 상태가 안개인 것으로 감지하며, 지정된 관심영역의 HSL(Hue, Saturation, Value) 히스토그램의 최대 피크(peak)가 생기는 최대피크지점을 더 판단하고, 상기 최대피크지점이 제 2 수치 미만일 경우 안개라고 감지한다.

제 2 수치 이상일 경우, 상기 기상 상태가 눈 또는 비인 것으로 감지하며, 실시간 영상 변화량에서 비 또는 눈을 판별하는 임계값인 제 3 수치 미만일 경우 상기 기상 상태가 눈이라고 감지하고, 상기 제 3 수치 이상일 경우, 상기 기상 상태가 비인 것으로 감지할 수 있다.

또한, 영상촬영부(241)에서 촬영된 영상에서 물방울 파동이 없는 배경이미지를 생성하는 배경생성부(242)와 영상촬영부(241)에서 촬영된 영상에서 배경생성부(242)에서 생성된 배경이미지와의 차이영상을 추출하여 빗방울의 파동에 해당하는 입자영상만 추출하는 필터링부(244), 및 필터링부(244)에서 추출된 입자를 누적시키는 누적부(245)와 누적부(245)에서 누적된 입자량을 측정하여 출력하면, 해당 영상을 이용하여 강우의 강도를 3단계로 판단할 수 있다.

즉, 누적된 파동 영상을 기초로 강우의 강도를 1단계인 매우 약한 비, 2단계인 약한 비 또는 3단계인 많은 비의 3가지 강도 중 어느 하나를 판단할 수 있는 것이다.

또한, 누적부(245)는 필터링부(244)에서 필터링된 프레임영상에서 100프레임동안의 입자를 누적시키고, 카메라제어부(247)는 관제센터(30)에 영상촬영부(241)에서 촬영한 영상을 영상촬영부(241)가 위치한 지역명과 함께 표시하여 전송할 수 있다.

카메라제어부(247)는 카메라가 IP카메라인 경우에는 IP주소를 해당 카메라(200)가 위치의 장소명이나 또는 다른 카메라의 영상과 구분하기 위한 고유명칭 등을 식별코드로 저장하고 있다가 해당 영상을 관제센터(30)로 출력할 때는 해당 정보를 영상과 함께 전송하여 관제센터(30)에서 쉽게 영상을 구별할 수 있게 하고, 또한 관리자가 필요한 경우 식별코드를 이용하여 해당 지역의 영상을 쉽게 확인할 수 있도록 한다.

또한, 상기 장치를 이용한 안개 측정 방법에 대하여 일례를 들어 설명하면 다음과 같다.

영상촬영부(241)에서 관심영역(ROI)을 촬영하고, 판단부(246)에서 안개의 유무와 시정거리를 탐지하여 통신부(249)를 통하여 분석 정보를 안개 정보로 하여 제공하거나 관제센터(30)로 전송하도록 한다.

영상촬영부(241)는 카메라제어부(247)의 제어에 의하여 설정된 전방의 영상을 촬영하도록 동작한다.

판단부(246)는 영상촬영부(241)에서 촬영된 영상을 전송받거나 수신하여 안개의 유무와 시정거리를 탐지하게 된다.

안개유무 식별 방법은 수신한 영상에서 칼러를 제거하였을 경우 관심영역(ROI)에 윤곽선이 보이는 경우는 안개가 없어 양호한 상태를 의미하는 것으로 판단하고, 칼러(color)제거시 윤곽선이 보이지 않으면 안개가 있음으로 판단할 수 있다.

다른 방법으로 해당 관심영역의 안개가 있는 경우의 영상과 안개가 없는 경우의 영상 또는 안개의 강도에 따른 시정거리별 영상을 저장해두고 촬영한 영상과 저장된 영상을 비교하여 안개의 유무와 함께 시정거리까지 비교하여 탐지하게 할 수도 있다.

또한, 안개는 발생빈도뿐만이 아니라 시작시간과 소산시각에 따라 도로 안전에 영향을 주는 정도가 상당하므로, 시간별로 계절별로 지역별로 특성을 고려하여 안개 탐지 시간과 주기를 달리하여 진행하여 신속하고 정확한 안개정보를 제공할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

통상 안개의 시작시간은 시정 500m이하의 안개는 5시에 201%, 6시에 237%이상이 발생하며, 오전 1시부터 9시까지 안개의 96.7%가 시작되는 것을 알 수 있다. 10시경부터 24시까지 안개가 시작되는 빈도는 3.3%로 매우 낮고, 소산시각은 대부분 6시~7시 사이에 안개가 소산하는 빈도가 가장 높고 전반적으로 일출후에 안개가 소산되기 시작하여 오전 10시경에 대부분의 안개가 소산되는 것으로 나타난다(출처:대한지리학회지 제38권 제4호 2003(478~489))

또한, 안개의 유무측정은 한 위치에서의 영상을 3가지 방법 즉 안개농도측정법과 윤곽선추출법 그리고 명도분석법에 의하여 모두 동일한 결과가 나온 경우로 안개의 유무를 판단할 수 있다. 즉 어느 하나의 방법에 의한 분석결과가 다른 분석결과와 상이한 경우는 안개가 없는 것으로 판단하는 것이다.

결국 터널입구 기상카메라(240)는 이러한 동작을 통하여 관심영역(ROI)을 측정한 기상정보를 판단하여 맑음, 흐림, 안개, 비, 또는 눈으로 판단할 수 있는 것이다.

관제센터(30)는 도로의 교통정보와 기상정보를 수신하여 상황판에 표시하고, 긴급한 상황이나 필요한 경우 해당 정보를 전송하도록 동작한다.

도 6의 본 발명의 관제센터의 서버 구성도를 참고하면, 관제센터(30)의 관제제어부(310)는 멀티스크린으로 구성된 스크린부(350)에 설정된 순서에 따라 각 카메라로부터 식별코드가 서로 다른 지역의 영상을 도로명과 함께 순차적으로 표시하도록 하고, 급격한 변화가 예상되는 지역은 타 스크린대비 점멸을 시키거나 경고음을 발생시켜 각별한 주의를 기울이게 할 수 있다.

이를 위하여 관제센터(30)는 정보 수신을 요청한 운전자가 소지한 단말기의 앱 설치에 대한 인증을 관리하고, 관리자의 서버접근에 대한 인증을 관리하는 인증부(320)와, 전광판이나 관리자 단말기로 정보를 전송하는 데이터제공부(330), 그리고 각 카메라와 속도감지기의 식별코드를 저장하고 있는 DB부(340), 식별코드별 촬영영상과 기상정보분석정보 등을 저장하는 저장부(370), 설치된 카메라 등과 통신하는 서버통신부(360)를 포함할 수 있다.

이하, 교통카메라를 이용하여 교통량 측정 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에서 터널입구 교통카메라(220)는 터널출구 교통카메라(230)와 동일한 구성을 이용하여 기상을 감지할 수 있으므로 본 실시예에서는 터널입구 교통카메라(220)를 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 교통카메라를 구동하기 위한 블럭도로서, 도시된 바와 같이, 터널의 입구 도로 상에 설치되어 관심영역(ROI)의 차량의 주행속도를 검출하기 위해 영상을 촬영하는 카메라부(222), 카메라부(222)로부터 촬영된 관심영역의 차량의 실제 주행속도를 검출하는 측정부(225)와 GPS수신기로부터 수신한 터널입구 교통카메라(220)가 설치된 GPS위치를 검지하는 좌표부(226), 그리고 측정된 속도에 기반하여 해당 차선 또는 도로의 교통량을 원활, 지체 또는 정체로 판단하여 통신부(221)를 통하여 교통정보를 전송하는 제어부(224)를 포함한다.

이러한 해당 차선 또는 해당 도로의 교통량 측정 방법은 일반적인 것이므로 그 상세한 설명을 생략한다.

속도감지기(210)는 터널 내부에 차선별 구간별 차량의 속도를 감지하도록 둘 이상 설치되어 구간별로 운행하는 해당 차선의 차량 속도를 감지하여 해당 구간의 교통량이 원활, 지체, 또는 정체 중 어느 하나의 교통정보를 판단하여 제어부(110)로 전송하도록 동작한다.

설명의 편의를 위하여 차선에 로프안테나를 설치하여 해당 차선의 교통량을 판단하는 방법에 대하여 도 5의 구성요소를 이용하여 설명한다.

측정부(225)는 제1루프안테나와 제2루프안테나에서 발생되는 전류신호를 감지하여 제어부(224)로 전송한다.

좌표부(226)는 차량 속도 검지 구간의 좌표를 저장하고 있다가 검지된 교통정보를 송신할 때 좌표와 함께 송신하여 타 송신신호와 구별할 수 있게 한다.

주행중인 자동차가 제 1루프안테나를 지나간 후에 일정거리내에 설치된 제 2루프안테나를 지나가게 되면 측정부(225)는 해당 전류신호를 검지하여 제어부(224)로 전송하고 제어부(224)는 자동차의 속도를 거리에 시간을 나눈 것과 같은 시속=거리/시간과 같이 검출한다.

보다 구체적으로 측정부(225)는 제 1 및 제 2루프안테나는 소정의 시간간격을 가지고 전류신호를 발생시키고, 발생된 전류신호는 증폭되어 각각 제 1 및 제 2전류/전압변환기를 통해 일정크기의 전압신호로 변환된다. 이때, 변환되는 전압신호는 전류신호와는 비례적인 크기로 변환되어 제어부(224)로 입력된다.

제어부(224)는 은 제 1 및 제 2전류/전압변환기를 거쳐 입력된 감지신호를 판단하여 자동차의 속도를 판단할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 기상카메라와 교통카메라 그리고 속도감지기에서 감지된 신호는 각각 제어부(110)로 전송되어 정보표시부(40)에 표시하거나 관제센터(30)로 전송하여 해당 정보를 전광판에 표시하도록 한다.

정보표시부(40)는 터널(50)의 입구에 설치하여 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널 입구 정보 표시부(420)와 터널 입구에서 이격되어 터널을 향하는 도로상에 설치되어 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 하나 이상의 터널 정보 표시부(410) 및 터널의 출구에 설치하여 터널 출구의 기상정보와 터널 출구의 교통상황을 표시하는 터널 출구 정보 표시부(440) 그리고 터널내 교통상황표시부(430)를 포함한다.

터널 정보 표시부(410)는 기상정보를 표시하는 터널기상표시창과 교통상황을 표시하는 터널교통상황표시창으로 구분되어 터널 입구 주변의 기상 정보와 터널 입구 주변의 교통상황을 표시하도록 구성하여, 터널 입구에서 이격되어 터널을 향하는 도로상에 하나 이상 설치되어 운전자에게 터널에 대한 정보를 제공하도록 동작한다.

도 3의 터널 입출구 정보 표시부와 터널 내 교통상황표시부를 예시한 도면을 참고하면, (a)도면은 터널정보표시부(410)와 터널입구정보표시부(420) 그리고 터널출구정보표시부(440)와 함께 상부는 기상표시창(412)을 하부에는 교통상황표시창(411)으로 구분하여 표시할 수 있다.

터널기상표시창(412)은 터널 입구의 기상 정보를 표시하는 것으로, 터널입구 기상카메라(240)에서 측정한 기상정보를 제어부(110)로부터 수신하여 맑음, 흐림, 안개, 비, 또는 눈으로 표시하도록 한다.

물론 터널기상표시창(412)은 터널입구의 기상정보외에 도로 운행에 필요한 일반적인 안내 정보를 제공할 수도 있으며, 이때는 소정 주기마다 터널입구의 기상정보를 제공하도록 하는 것이 바람직하다.

터널교통상황표시창(411)에는 터널 입구의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시되도록 제어부(110)가 제어한다.

도 3을 참고하면, 터널교통상황표시창(411)은 신호등과 같이 적색창과 황색창 그리고 녹색창으로 표시하여 신속하게 터널내의 교통상황을 인지할 수 있도록 구성할 수 있다.

참고로 터널정보표시부(410)는 도 2에서와 같이 도로를 가로질러 설치할 수도 있고, 도로의 일측에 설치될 수도 있다. 터널 전 하나 이상 구간별로 설치할 수도 있다.

또한, 터널정보표시부(410)와 터널 내 교통상황표시부(430)는 설치시 각각 지지대(413,432)에 의하여 터널의 상부에 설치될 수 있다.

터널입구 정보 표시부(420)도 터널입구 기상표시창(422)과 터널입구 교통상황표시창(421)으로 구분하고 터널 정보 표시부(420)와 같이 기상정보와 터널 내의 교통정보를 표시하도록 한다.

터널입구 교통상황표시창(421)은 터널 내의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 교통상황표시창(421)에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하도록 할 수 있으며, 이때도 신호등과 같이 적색창과 황색창 그리고 녹색창으로 표시하여 신속하에 터널내의 교통상황을 인지할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 터널 입구 정보 표시부(420)의 터널입구 교통상황표시창(421)에는 터널 내의 차선별로 교통량을 표시할 수도 있다.

즉, 차선이 여러 개 일 경우에는 해당 차선의 상부 터널 입구에 터널 입구 정보 표시부(420)를 설치하고, 터널 내의 각 차선별 구간별 교통상황을 수신하여 각 차선별 교통상황을 표시하되, 해당 차선의 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 해당 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하게 하는 것이다.

이는 차량이 터널로 진입한 경우 주행하는 차선이 정체가 되고 옆 차선이 원활한 경우 차선을 변경하다가 사고를 유발할 수 있으므로, 터널 진입전에 해당 차선의 교통량을 파악하여 미리 원하는 차선으로 진입할 수 있도록 하기 위함이다.

터널 내 교통상황표시부(430)는 터널 내부에 설치되어 각 차선에 설치된 속도감지기가 감지한 차량의 속도를 차선별로 원활과 정체 그리고 지체로 구분하여 표시하도록 해당 속도감지기가 감지하는 구간의 전면에 설치되어 운전자에게 구간별 차선별 교통 정보를 제공하도록 동작한다.

따라서 터널 내 교통상황표시부(430)는 해당 차선의 터널 상부에 설치하여 해당 차선을 운행하는 차량들이 자신의 차선에 대한 교통상황을 쉽게 인지할 수 있도록 하나 이상 구성한다.

터널출구 정보 표시부(440)도 터널출구 기상표시창(442)과 터널출구 교통상황표시창(441)으로 구분하고 터널 외부의 기상정보와 터널 외부의 교통정보를 표시하도록 한다.

즉, 터널출구 교통상황표시창(441)은 터널 출구의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하여 터널 외부의 교통상황을 운전자에게 알리도록 동작한다.

상술한 장치를 이용하여 본 발의 지능형 터널 관리 시스템의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 지능형 터널 관리 시스템을 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이, 터널입출구 교통카메라(220,230)와 터널 입출구 기상카메라(204,250) 그리고 속도감지기(210)는 설정된 주기에 따라 데이터를 측정 또는 감지하여(S50~S52), 제어부(110)로 데이터를 전송한다(S53).

단계 S53에서 데이터를 수신한 제어부(110)는 기상정보와 교통상황을 표시하도록 장치들을 제어한다(S54).

단계 S54에서 제어부(110)는 터널 정보 표시부(410)에 터널입구 기상카메라(240)에서 판독한 기상정보를 제공하고, 속도감지기(210)에서 감지한 터널내의 교통상황에 대한 정보를 제공하면, 터널 정보 표시부(410)는 기상정보는 터널기상표시창(412)에 맑음, 흐림, 안개, 비, 또는 눈으로 표시하고, 교통상황은 터널교통상황표시창(411)에 신호등과 같이 녹황적색으로 각각 표시한다.

또한, 제어부(110)는 터널입구 정보표시부(420)에 터널 정보 표시부(410)와 같은 정보를 전송하여 기상정보는 터널입구 기상표시창(422)에 교통상황은 터널입구 교통상황표시창(421)에 표시하도록 한다.

또한, 제어부(110)는 터널내 교통상황표시부(430)에 해당 속도감지기에서 감지한 속도를 기본으로 교통정보를 표시하도록 한다.

그리고 제어부(110)는 터널출구 정보표시부(440)에 터널출구 기상카메라(250)에서 판독한 기상정보를 제공하고, 터널출구 교통카메라(230)에서 감지한 터널 출구의 교통상황에 대한 정보를 제공하면, 터널 출구 정보표시부(440)는 기상정보는 터널출구 기상표시창(442)에 맑음, 흐림, 안개, 비, 또는 눈으로 표시하고, 교통상황은 터널출구 교통상황표시창(441)에 신호등과 같이 녹황적색으로 각각 표시한다.

단계 S54에서 교통상황과 기상정보를 표시하고 있다가, 교통 또는 기상에 급격한 변화가 발생하거나 또는 설정된 주기가 되면(S55), 변화량을 영상으로 제공하고, 다시 교통상황과 기상정보를 재판정하여 해당 정보를 수정 표시하도록 정보표시부(40)에 제공하고(S58), 필요한 경우 관제센터(30)로 전송하도록 한다(S59).

이후 관제센터는 필요한 경우 경고음이나 안내 문자를 발송하여 해당 도로를 운행하는 운전자에게 정보를 제공할 수 있도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 지능형 터널 관리 시스템에 의하면, 터널을 향하는 운전자에게 1차로 터널에 대한 기상정보와 교통정보를 제공하고, 터널 입구에서도 터널 입구의 기상정보와 터널 내의 교통정보를 2차로 제공하고, 터널의 출구에서 터널 출구의 기상정보와 교통정보를 3차로 제공하게 하여 터널 전후의 전반적인 기상정보와 교통정보를 인지할 수 있기 때문에 보다 안전하게 운전할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 지능형 터널 관리 시스템
20 : 정보제공부
210 : 속도감지기 220 : 터널입구 교통카메라
230 : 터널출구 교통카메라 240 : 터널입구 기상카메라
250 : 터널출구 기상카메라
30 : 서버
40 : 정보표시부 410 : 터널 정보 표시부
420 : 터널 입구 정보 표시부 430 : 터널 내 교통상황 표시부
440 : 터널 출구 정보 표시부
50 : 터널

Claims (7)

1. 삭제
2. 터널 내외부의 교통상황과 기상정보를 해당 도로를 운행하는 차량에 제공하여 안전하게 터널을 통과할 수 있도록 지원하는 지능형 터널 관리 시스템에 있어서,
   터널 입구에서 이격되어 터널을 향하는 도로상에 설치되어 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널 정보표시부;
   터널의 입구에 설치하여 터널 입구의 기상정보와 터널 내부의 교통상황을 표시하는 터널입구 정보표시부;
   터널 내부의 차선별 교통상황을 표시하는 터널내 교통상황표시부; 및
   터널의 출구에 설치하여 터널 출구의 기상정보와 터널 출구의 교통상황을 표시하는 터널출구 정보표시부;
   를 포함하고, 상기 터널입구 정보표시부는 터널 입구의 일측면에 하나 설치되고, 터널 정보표시부는 적어도 하나 이상 도로 상에 설치되며,
   상기 터널 정보 표시부는
   터널 정보 표시창과 터널 교통상황표시창으로 구분하고,
   상기 터널 교통상황표시창에는
   터널 내의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하는 지능형 터널 관리 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 터널입구 정보표시부는
   터널입구 기상표시창과 터널입구 교통상황표시창으로 구분하고,
   상기 터널입구 교통상황표시창은
   터널 내의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하는 지능형 터널 관리 시스템.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 터널입구 정보표시부는
   터널입구 기상표시창과 터널입구 교통상황표시창으로 구분하고,
   상기 터널입구 교통상황표시창은
   차선별로 표시하되 터널 내의 각 차선별 구간별 교통상황을 수신하여 각 차선별 교통상황을 표시하되, 해당 차선의 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 해당 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하는 지능형 터널 관리 시스템.
   
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
   상기 터널출구 정보표시부는
   터널출구 기상표시창과 터널출구 교통상황표시창으로 구분하고,
   상기 터널출구 교통상황표시창은
   터널 출구의 각 차선의 구간별 교통상황을 수신하여 적어도 어느 하나의 구간에서 교통상황이 정체로 수신되면 상기 교통상황표시창에는 적색으로 표시하고, 교통상황이 지체로 수신되면 황색으로 표시하며, 모든 차선의 모든 구간이 원활로 수신되면 녹색으로 표시하는 지능형 터널 관리 시스템.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 터널입구 정보 표시부의 터널입구 기상표시창은
   터널 입구에서 하나 이상의 카메라를 이용하여 관심영역(ROI)을 측정한 기상정보를 판단하여 맑음, 흐림, 안개, 비, 또는 눈으로 표시하고,
   상기 터널출구 정보 표시부의 터널출구 기상표시창은
   터널 출구에서 하나 이상의 카메라를 이용하여 관심영역(ROI)을 측정한 기상정보를 판단하여 맑음, 흐림, 안개, 비, 또는 눈으로 표시하는 지능형 터널 관리 시스템.
   
7. 제 2항에 있어서,
   상기 터널 내부에 차선별 구간별 차량의 속도를 감지하도록 둘 이상 설치되는 속도감지기;
   를 더 포함하고, 상기 교통상황표시부는
   상기 각 속도감지기가 감지한 차량의 속도를 원활과 정체 그리고 지체로 구분하여 표시하며 해당 속도감지기가 감지하는 구간의 전면에 설치되는 지능형 터널 관리 시스템.
   
   
   
   
   
   
   

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