KR102119493B1 - 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법 - Google Patents

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조영은
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Abstract

본 발명은 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법에 관한 것으로, 복수의 사용자 단말들로부터 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보를 각각 포함하는 복수의 교통경로들을 입력받는 교통경로 입력부, 적어도 하나의 주어진 교통수단에 관해 상기 복수의 교통경로들 중 적어도 하나의 후보 교통경로를 선택하고 상기 적어도 하나의 후보 교통경로 간의 조합 타당성을 결정하여 이동경로를 계획하는 이동경로 계획부 및 상기 이동경로의 계획 과정에서 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 관한 실현 가능한 변경의 필요성을 결정하여 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 해당 사용자 단말에 제공하는 교통경로 결정부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 정전상황시에는 비상전원을 통해 전동기를 구동하고 정전상황이 종료되면 신속하게 다시 상용전원을 통해 전동기를 구동하여 정전상황에 의한 피해를 최소화할 수 있다.

Description

다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법 {MULTI-PERSONNEL TRANSPORTATION CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 다인승 교통수단 관제 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 사용자 수송 요청에 따라 이동비용을 최소화할 수 있는 효율적인 운행이 가능한 교통수단 이동경로를 계획하고 최적화된 교통수단을 배정할 수 있는 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법에 관한 것이다.
사람들이 버스나 택시 등 다인승 교통수단을 많이 이용함에 따라 환승할인, 버스도착안내서비스, 버스전용차로제와 같은 제도를 시행하여 사용자들의 교통비와 시간을 절약하게 해주고, 편리하게 이용할 수 있게 하고자 하는 여러가지 노력들이 시도되고 있다.
요즘에는 많은 사람들이 스마트폰을 사용한다. 스마트폰의 교통 정보를 제공해주는 어플을 이용하면 도로의 교통 상황, 정체 구간 등 실시간 교통정보를 알 수 있으며 막히는 길을 피해 다른 길로 돌아갈 수 있게 안내까지 받을 수 있다. 또한, 버스가 도착하는 시간을 알려주는 어플을 이용하면 타야 할 버스를 놓치거나 언제 올지 모르는 버스를 기다리지 않아도 된다.
최근에는 카카오가 2015년 출시한 콜택시 서비스 어플인 '카카오택시'가 택시 사용자들에게 많이 이용되고 있다. 카카오택시 이용자(승객)는 카카오 계정으로 로그인해 이용자 정보를 카카오택시에 적용하고, 이용자가 승객용 앱을 통해 택시 요청을 하면 카카오택시 기사용 앱에 가입한 택시기사에게 이용자의 현 위치정보와 목적지 등이 전송된다.
이외에도, 모바일 차량예약 서비스인 우버(Uber)가 있다. 우버는 승객과 운전기사를 스마트폰 버튼 하나로 연결하는 기술 플랫폼으로, 모바일앱을 통해 승객과 운전기사를 연결해주는 허브역할을 수행한다.
하지만, 카카오택시, 우버 등 기존 교통 관련 서비스는 운전자 주변의 탑승자의 수송 요청을 운전자에게 추천해주고 운전자는 일정 수당을 지급받으며 그 요청을 수행하는 것으로, 이는 결국 주변의 탑승자를 추천해주는 단순 서비스에 불과하다. 이로 인하여, 사용자와 운전자 사이의 최적화된 배정을 제공하지 못하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2015-0029823 (2015.03.19)호는 택시 콜 예약 서비스 제공 시스템 및 그 시스템에서의 택시 콜 예약 서비스 제공 장치와 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것으로, 택시 콜 예약 서비스 장치와의 통신을 위한 통신부, 사용자 입력에 따른 입력신호를 발생하는 입력부, 현재 위치를 감지하는 위치 감지부, 수신한 정보를 출력하는 출력부, 상기 입력부를 통해 사용자 조작에 따라 택시 예약 어플리케이션을 실행하고 상기 입력부를 통해 이동 목적지가 입력되면 상기 위치 감지부를 통해 현재 위치를 감지하고 감지한 현재 위치 정보와 상기 이동 목적지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 택시 콜 예약 서비스 장치로 전송하고 이에 대한 응답으로 택시 도착 알림 정보를 수신하면 상기 출력부를 통해 상기 택시 도착 알림 정보를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한국등록특허 제10-1769491 (2017.08.11)호는 운용시스템과의 제휴를 통해 일정공유를 할 수 있는 구간별 배차가 가능한 콜버스 운용 방법에 관한 것으로, 콜버스 운용 시스템의 버스정보운용부에서 버스별 운행일정을 포함하는 버스정보를 저장하는 버스정보D/B를 유지하는 단계, 특정구간에서 전용으로 사용할 수 있는 전세버스를 사용하고자 하는 신청자가 사용하는 신청자단말로부터 하나 이상의 경유지를 포함하는 최소 2개 구간 이상의 구간별 출발지점과 출발시간에 대한 희망일정을 포함하는 신청정보를 입력하여 전송하면 상기 시스템의 신청정보운용부에서 상기 신청정보를 신청정보D/B에 저장하는 단계, 상기 시스템의 배차계획수립부에서 상기 버스정보D/B를 확인하여 상기 신청정보에 대응하도록 상기 최소 2개 구간 각각에 대하여 서로 다른 버스가 배차되도록 구간별 배차계획을 수립하는 단계, 상기 시스템의 정보제공부에서 상기 수립된 구간별 배차계획을 상기 신청자 단말로 제공하는 단계, 상기 신청자단말에서 상기 구간별 배차계획에 대한 계약 요청이 접수되면 상기 시스템의 버스정보운용부 및 신청정보운용부에서 상기 배차계획에 대한 계약 요청이 접수되면 상기 시스템의 버스정보운용부 및 신청정보운용부에서 상기 배차계획을 각각 상기 버스정보D/B와 신청정보D/B에 저장하여 업데이트하는 단계 및 상기 배차계획을 상기 신청자단말 및 상기 배차계획에 포함된 하나 이상의 기사단말 측으로 통보하는 단계를 포함하고, 본인 소유 버스를 직접 운행하는 기사는 상기 시스템과 제휴를 맞고 차량정보, 기사정보 및 운행일정을 공유하며, 상기 운행일정은 기사가 소유하고 있는 기사단말의 전용 애플리케이션을 통해 업데이트되고, 상기 배차계획수립부는 상기 신청정보의 특정 지점에서 다음 지점까지의 운행예정시간을 산출하여 다음지점도착 예정일시를 추출하고 상기 특정 지점에서의 출발일시로부터 상기 다음지점도착예정일시까지의 운행일정이 비어 있으면서도 상기 특정 지점에서의 상기 출발일시로부터 일정시간 이전에 상기 특정지점과 인접한 위치로 도착예정인 버스를 우선 배차하여 상기 버스의 이동거리 및 대기시간을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
한국공개특허 제10-2015-0029823 (2015.03.19)호 한국등록특허 제10-1769491 (2017.08.11)호
본 발명의 일 실시예는 복수의 사용자 수송 요청에 따라 이동비용을 최소화할 수 있는 효율적인 운행이 가능한 교통수단 이동경로를 계획하고 최적화된 교통수단을 배정할 수 있는 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 탑승 요청의 거절 비율을 최소화하여 최대한 많은 인원이 탑승할 수 있는 이동경로를 계획하고 교통경로를 제공할 수 있는 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 연료량 및 인원수를 포함하는 교통수단의 상태를 기초로 후보 교통경로를 결정하고 이동비용 최소화를 통해 이동경로 계획을 수립할 수 있는 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 다인승 교통수단 관제 장치는 복수의 사용자 단말들로부터 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보를 각각 포함하는 복수의 교통경로들을 입력받는 교통경로 입력부, 적어도 하나의 주어진 교통수단에 관해 상기 복수의 교통경로들 중 적어도 하나의 후보 교통경로를 선택하고 상기 적어도 하나의 후보 교통경로 간의 조합 타당성을 결정하여 이동경로를 계획하는 이동경로 계획부 및 상기 이동경로의 계획 과정에서 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 관한 실현 가능한 변경의 필요성을 결정하여 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 해당 사용자 단말에 제공하는 교통경로 결정부를 포함한다.
상기 교통경로 입력부는 출발장소 및 출발시간을 상기 출발 시공간 정보로서 입력받고 도착장소 및 도착시간을 상기 도착 시공간 정보로서 입력받을 수 있다.
상기 이동경로 계획부는 임의의 교통수단을 선택하고 상기 선택된 교통수단의 상태를 분석하여 탑승인원 수와 주행거리를 결정할 수 있다.
상기 이동경로 계획부는 임의의 교통경로를 최초 교통경로로 선택하고 상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 포함되는 제1 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 포함시켜 상기 적어도 하나의 후보 교통경로를 결정할 수 있다.
상기 이동경로 계획부는 상기 중간 교통경로가 존재하지 않은 경우에는 상기 최초 교통경로를 재선택할 수 있다.
상기 이동경로 계획부는 상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 부분 포함되는 제2 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 더 포함시킬지 여부를 결정하여 상기 적어도 하나의 후보 교통경로를 결정할 수 있다.
상기 이동경로 계획부는 상기 적어도 하나의 후보 교통경로에 관해 GA (Genetic Algorithm) 기반의 이동비용 최소화를 통해 상기 이동경로의 기본 계획을 수립할 수 있다.
상기 이동경로 계획부는 상기 이동비용 최소화의 과정에서 상기 선택된 교통수단의 시간대별 이동 방향을 결정하고 해당 시간대에 역행하는 특정 후보 교통경로의 배제 여부를 결정하여 첨단 계획을 수립할 수 있다.
상기 교통경로 결정부는 상기 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 있는 장소가 해당 교통수단의 시간대별 이동 역방향에 존재하는 경우에는 해당 교통경로를 일차적으로 수정할 수 있다.
상기 교통경로 결정부는 상기 수정된 해당 교통경로에 있는 이동장소들 중 상기 장소와 가장 가까운 이동장소를 이차적으로 결정하여 상기 해당 사용자 단말에 제공할 수 있다.
실시예들 중에서, 다인승 교통수단 관제 방법은 복수의 사용자 단말들로부터 출발 및 도착 시공간 정보를 포함하는 복수의 교통경로들을 입력받는 단계, 적어도 하나의 주어진 교통수단 중 임의의 교통수단을 선택하고 상기 선택된 교통수단의 상태를 분석하는 단계, 상기 교통수단의 상태를 기초로 상기 복수의 교통경로들 중 적어도 하나의 후보 교통경로를 선택하여 이동경로를 계획하는 단계, 및 상기 이동경로의 계획에 따라 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 해당 사용자 단말에 제공하는 단계를 포함한다.
상기 교통경로 입력 단계는 출발장소 및 출발시간을 상기 출발 시공간 정보로서 입력받고 도착장소 및 도착시간을 상기 도착 시공간 정보로 입력받을 수 있다.
상기 교통수단 상태 분석 단계는 상기 선택된 교통수단의 연료량, 인원수를 분석하여 탑승인원 수와 주행거리를 결정할 수 있다.
상기 이동경로 계획 단계는 상기 복수의 교통경로들 중에서 임의의 교통경로를 최초 교통경로로 선택하는 단계, 상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 포함되는 제1 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 포함시켜 상기 적어도 하나의 후보 교통경로로 선택하는 단계, 상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 부분 포함되는 제2 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 더 포함시켜 상기 적어도 하나의 후보 교통경로로 선택하는 단계, 상기 제1 중간 교통경로 및 제2 중간 교통경로가 존재하지 않은 경우에는 상기 최초 교통경로를 상기 적어도 하나의 후보 교통경로로 재선택하는 단계, 상기 선택된 적어도 하나의 후보 교통경로에 관해 GA 기반의 이동비용 최소화를 통해 상기 이동경로의 기본 계획을 수립하는 단계, 및 상기 이동비용 최소화의 과정에서 상기 선택된 교통수단의 시간대별 이동 방향을 결정하고 해당 시간대에 역행하는 특정 후보 교통경로를 배제시켜 첨단 계획을 수립하는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법은 사용자의 교통경로 입력과 교통수단의 상태를 기초로 이동비용을 최소화하는 이동경로를 계획하여 최적화된 교통수단을 배정하고 효율적인 운행을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법은 연료량 및 인원수를 포함하는 교통수단의 상태를 기초로 탑승인원 수와 주행거리를 결정하여 탑승 요청의 거절 비율을 최소화하는 이동경로를 계획하여 최대한 많은 인원이 탑승할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 장치 및 관제 방법은 교통수단의 상태를 기초로 최초 교통경로 사이에 후보 교통경로를 포함하고 시간대별 이동 방향을 결정하여 이동비용을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 다인승 교통수단 관제 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 있는 이동경로 계획부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 있는 이동경로 계획 수립기에서 GA 기반의 이동계획 수립 구조를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 과정을 나타내는 예시도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 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.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 다인승 교통수단 관제 시스템(100)는 다인승 교통수단 관제 장치(110), 사용자 단말(120) 및 교통수단 단말(130)를 포함하고, 이들은 무선 통신망을 통해 상호 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 사용자의 교통수단 요청에 따라 교통수단의 상태를 기초로 교통수단을 배정하여 사용자 요청을 수락하거나 요청을 거절하고 거절시 차선책으로 다른 시각 또는 장소에서 탑승 또는 하차할 것을 권유할 수 있다.
이를 위해, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 복수의 사용자 단말들(120) 각각으로부터 교통경로를 입력받고 복수의 교통수단 단말들(130) 각각으로부터 교통수단의 상태를 입력받는다. 여기에서, 교통경로는 출발 장소 및 시간을 나타내는 출발 시공간 정보와 도착 장소 및 시간을 나타내는 도착 시공간 정보를 각각 포함할 수 있다. 교통수단의 상태는 교통수단의 위치 및 연료 등의 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 복수의 사용자 단말들(120)로부터 입력받은 복수의 교통경로들은 저장하는 사용자DB(140) 및 복수의 교통수단 단말들(130)로부터 입력받은 교통수단의 상태를 저장하는 교통수단DB(150)를 더 포함할 수 있다.
다인승 교통수단 관제 장치(110)는 교통수단의 상태를 기초로 사용자 단말(120)로부터 입력받은 교통경로를 포함하는 교통수단의 이동경로를 계획하여 사용자 단말(120)에 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 제공하여 사용자의 탑승 요청에 응답할 수 있다. 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 사용자 단말(120)로부터 탑승 확정 여부를 입력받고 확정된 요청에 대해 해당 교통수단 단말(130)에 이동경로 계획을 통지하여 통지한 이동경로 계획대로 해당 교통수단이 운행할 수 있게 한다.
사용자 단말(120)은 다인승 교통수단 이용을 희망하는 사용자 소지의 스마트폰이나 태블릿 PC 등에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 단말(120)은 다인승 교통수단 관제 장치(110)와 무선 통신으로 연결되고 출발 장소 및 시간을 나타내는 출발 시공간 정보와 도착 장소 및 시간을 나타내는 도착 시공간 정보를 각각 포함하는 교통경로를 다인승 교통수단 관제 장치(110)에 입력하고 탑승 요청을 할 수 있다. 사용자 단말(120)은 다인승 교통수단 관제 장치(110)로부터 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 제공받아 탑승을 확정할 수 있다.
교통수단 단말(130)은 교통수단에 탑재 또는 운전자 소지의 무선 통신 기기에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 교통수단 단말(130)은 교통수단의 위치 및 연료 등의 상태를 다인승 교통수단 관제 장치(110)로 입력하고, 다인승 교통수단 관제 장치(110)로부터 운행계획을 제공받아 해당 교통수단의 운전자가 운행계획대로 교통수단을 운행할 수 있게 한다.
도 2는 도 1에 있는 다인승 교통수단 관제 장치(110)를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 교통경로 입력부(210), 이동경로 계획부(220) 및 교통경로 결정부(230)를 포함한다.
교통경로 입력부(210)는 복수의 사용자 단말(120)들로부터 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보를 각각 포함하는 복수의 교통경로들을 입력받을 수 있다. 여기에서, 출발장소 및 출발시간을 출발 시공간 정보로서 입력받고 도착장소 및 도착시간을 도착 시공간 정보로서 입력받을 수 있다.
이동경로 계획부(220)는 적어도 하나의 주어진 교통수단에 관해 교통경로 입력부(210)에서 입력받은 복수의 교통경로들 중 적어도 하나의 후보 교통경로를 선택하고 선택한 적어도 하나의 후보 교통경로 간의 조합 타당성을 결정하여 이동경로를 계획할 수 있다. 일 실시예에서, 이동경로 계획부(220)는 복수의 교통수단들 중 임의의 교통수단을 선택하고 선택된 교통수단의 상태를 분석하여 복수의 사용자 단말들로부터 입력된 복수의 교통경로들 중 후보 교통경로를 선택할 수 있다. 여기에서, 교통수단의 상태에는 연료량, 인원수, 위치 등이 포함될 수 있다. 이동경로 계획부(220)는 선택된 교통수단의 상태로부터 탑승 가능한 인원수 및 주행 가능 거리 등을 결정할 수 있다. 이동경로 계획부(220)는 교통수단의 탑승 인원수 및 주행거리를 기초로 최대한 많은 인원이 탑승할 수 있는 이동경로를 계획할 수 있다. 이때, 이동경로 계획부(220)는 탑승 요청한 복수의 교통경로들 중 선택한 교통수단의 후보 교통경로를 적어도 하나 선택하고 선택된 적어도 하나의 후보 교통경로 간 조합을 통해 이동경로를 계획할 수 있다.
교통경로 결정부(230)는 이동경로 계획부(220)에서 이동경로를 계획하는 과정에서 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 관한 실현 가능한 변경의 필요성을 결정하여 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 해당 사용자 단말(120)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 교통경로 결정부(230)는 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 있는 장소가 해당 교통수단의 시간대별 이동 방향에 존재하는 지 여부에 따라 변경 필요성을 결정할 수 있다. 여기에서, 교통경로 결정부(230)는 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 있는 장소가 해당 교통수단의 시간대별 이동 역방향에 존재하는 경우에는 변경 필요성이 있다고 결정하여 해당 교통경로를 일차적으로 수정할 수 있다. 일 실시예에서, 교통경로 결정부(230)는 수정된 해당 교통경로에 있는 장소들 중 해당 장소와 가장 가까운 이동장소를 이차적으로 결정하여 해당 사용자 단말(120)에 제공할 수 있다.
도 3은 도 2에 있는 이동경로 계획부(220)를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 이동경로 계획부(220)는 교통수단 상태 분석기(310), 후보 교통경로 결정기(320) 및 이동경로 계획 수립기(330)를 포함할 수 있다.
교통수단 상태 분석기(310)는 주어진 복수의 교통수단들 중 임의의 교통수단을 선택하고 선택된 교통수단의 상태를 분석하여 탑승인원 수와 주행거리를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 교통수단 상태 분석기(310)는 주어진 복수의 교통수단들 중 교통수단의 운행위치를 기준으로 임의의 교통수단을 선택할 수 있다. 예를 들면, 사용자 단말(120)로부터 입력받은 교통경로에 포함되는 출발 또는 도착 시공간 정보에 부합할 수 있는 위치에 존재하는 교통수단을 임의의 교통수단으로 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 교통수단 상태 분석기(310)는 선택된 교통수단의 연료량 및 인원수 등을 분석하여 탑승 가능한 인원수 및 주행 가능 거리 등을 결정할 수 있다. 여기에서, 주행거리는 다음의 수학식 1을 통해 구해질 수 있다.
[수학식1]
Figure 112018118943481-pat00001
여기에서, Mileage는 주행가능거리를 의미하고, DT_per_UT는 단위시간당 주행거리를 의미하며, Fuelcon은 1회 인젝션(injection)시 소모되는 연료량이고, NUMinjection은 단위시간당 인젝션 횟수를 의미하며, VOLUME_fuel은 연료량을 의미하고, Rate_fuel은 인원수에 따른 연비 변화율을 의미한다.
후보 교통경로 결정기(320)는 임의의 교통경로를 최초 교통경로로 선택하고 선택된 교통수단의 상태를 기초로 선택된 최초 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 포함되는 제1 중간 교통경로를 최초 교통경로에 포함시켜 적어도 하나의 후보 교통경로를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 후보 교통경로 결정기(320)는 입력받은 복수의 교통경로들 중에서 최초 교통경로의 출발장소와 도착장소 사이의 장소적으로, 그리고 출발시간과 도착시간 사이의 시간적으로 포함될 수 있는 중간 교통경로가 존재하는 경우에 이를 제1 중간 교통경로로 선택하고 선택된 제1 중간 교통경로를 최초 교통경로에 포함시켜 후보 교통경로를 결정할 수 있다. 여기에서, 제1 중간 교통경로는 선택된 교통경로의 출발지와 목적지 사이에 출발지와 목적지가 모두 존재하는 경우에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 후보 교통경로 결정기(320)는 중간 교통경로가 존재하지 않은 경우에 최초 교통경로를 재선택할 수 있다.
후보 교통경로 결정기(320)는 선택된 교통수단의 상태를 기초로 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 부분 포함되는 제2 중간 교통경로를 최초 교통경로에 더 포함시킬지 여부를 결정하여 적어도 하나의 후보 교통경로를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 후보 교통경로 결정기(320)는 차량 연료 등의 교통수단 상태를 기초로 선택된 교통경로의 출발 장소와 도착 장소 사이에 공간적으로 그리고 출발시간과 도착 시간 사이에 시간적으로 부분 포함될 수 있는 중간 교통경로가 존재하는 경우에 이를 제2 중간 교통경로로 선택하고 선택된 제2 중간 교통경로를 최초 교통경로에 더 포함시켜 후보 교통경로를 결정할 수 있다. 여기에서, 제2 중간 교통경로는 출발지나 목적지 중 하나가 선택된 교통경로의 출발지와 목적지 사이에 존재하는 경우에 해당할 수 있다.
이동경로 계획 수립기(330)는 적어도 하나의 후보 교통경로에 관한 GA (Genetic Algorithm) 기반의 이동비용 최소화를 통해 이동경로의 기본 계획을 수립할 수 있다.
GA는 진화의 핵심 원리인 자연 선택과 유전자의 개념을 이용한 최적화 기법으로, 주어진 문제에 대한 해답(solution)을 무작위로 생성한 뒤 이 해답 집단을 진화시켜 좋은 해답을 찾는 것이다. 집적 회로 설계, 리보핵산(RNA) 구조 예측, 인공 신경망 학습 등 매우 다양한 분야의 최적화 및 탐색(search) 문제에 적용되고 있다.
일 실시예에서, 이동경로 계획 수립기(330)는 새롭게 추가된 승객의 수송 요청(교통경로), 현재 교통수단의 상태(연료량, 위치, 태운 승객 정보 등)를 기초로 결정된 복수개의 후보 교통경로들을 GA를 사용하여 서로 조합하여 최적의 후보 교통경로를 찾아 이동경로의 기본 계획을 수립할 수 있다. 이동경로 계획 수립기(330)는 GA을 기반으로 하여 도 4에 예시한 바와 같은 구조의 후보 교통경로를 가질 수 있다.
도 4에 예시한 바와 같이, 복수의 교통수단들 각각에는 최초 교통경로에 중간 교통경로들이 포함된 후보 교통경로들을 GA을 기반으로 하여 조합하여 이동경로 계획을 수립할 수 있다. 예를 들면, 1번 사용자의 교통경로에 대해 교통수단 1이 선택되고 교통수단 1의 최초 교통경로에 1번 사용자의 교통경로가 포함되어 후보 교통경로가 결정되어질 수 있다. 그리고, 5번 및 9번 사용자의 교통경로들이 입력되고 교통수단의 상태를 기초로 1번 교통수단이 선택되면 교통수단 1의 최초 교통경로에 5번 및 9번 사용자의 교통경로가 각각 포함되어 후보 교통경로들이 결정되어질 수 있다. 이동경로 계획 수립기(330)는 교통수단 1에 대해 이동비용 최소화할 수 있게 후보 교통경로들을 조합하여 5번 사용자 탑승 및 하차시킨 후 9번 및 1번 사용자 순차적으로 탑승시킨 다음 9번 및 1번 사용자 순차적으로 하차시키는 이동경로 계획을 수립할 수 있다.
다시, 도 3으로 돌아가서, 이동경로 계획 수립기(330)는 이동비용 최소화의 과정에서 선택된 교통수단의 시간대별 이동 방향을 결정하고 해당 시간대에 역행하는 특정 후보 교통경로의 배제여부를 결정하여 첨단 계획을 수립할 수 있다. 즉, 이동경로 계획 수립기(330)는 도 4에 예시한 바와 같이, 2번 사용자의 교통경로가 선택된 교통수단의 시간대별 이동 방향에 역방향으로 존재할 경우에 사용자의 수송 요청을 거절하는 이동경로 계획을 수립할 수 있다. 일 실시예에서, 이동경로 계획 수립기(330)는 다음의 수학식 2와 같이 적합도 함수(f)를 설정한 후 이동경로 내에 존재할 수 있는 적어도 하나의 후보 교통경로에 관해 여러 차례 GA를 반복 수행하여 이동비용을 최소로 하는 후보 교통경로를 이동경로로 결정할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112018118943481-pat00002
여기에서, f는 적합도 함수(fitness function), K는 상수, t는 최초 교통경로로 이동할 때의 교통수단 주행시간, tD는 후보 교통경로로 이동할 때의 교통수단 주행시간을 의미한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 과정을 나타내는 예시도들이다
도 5는 교통수단 배정 예시로, 1번 사용자 단말(120)의 사용자 요청에 따라 출발지 A에서 목적지 B로 이동하는 교통경로가 입력되면 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 교통수단 a를 배정하고 배정한 교통수단 a에 대해 A에서 B로 이동하는 이동경로를 계획할 수 있다. 이때, 2번 사용자 단말(120)의 사용자 요청에 따라 교통경로 A에서 B 사이에 출발지 C가 포함되어 목적지 D로 이동하는 교통경로가 입력되는 추가 수요가 발생하면 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 교통수단 a를 배정하고 배정한 교통수단 a에 대해 A→C→B→D로 이동하는 이동경로를 계획할 수 있다. 이에 따라, 교통수단 a는 두명의 사용자를 수송할 수 있다.
도 6은 배정 교통수단 조정 예시로, 1번 사용자의 A→B 교통경로에 대해 교통수단 a를 배정하고 2번 사용자의 C→D 교통경로에 대해 교통수단 b를 배정한 상황에서 추가 수요 발생된 3번 사용자의 D→A 교통경로에 대해 이는 역방향이 존재하는 경우로 2번 사용자의 C→D 교통경로에 대해 배정 교통수단을 b에서 a로 조정하고 3번 사용자의 D→A 교통경로에 대해 교통수단 b를 배정할 수 있다. 이때, 교통수단 a에 대해 이동경로 계획을 변경 수립할 수 있다.
도 7은 사용자 요청 수용 불가일 때 대안 제시 예시로, 1번 사용자의 출발시간 t=0, 출발장소 A에서 도착시간 t=3, 도착 장소 B의 교통경로, 2번 사용자의 출발시간 t=3, 출발장소 C에서 도착시간 t=6, 도착장소 D의 교통경로 및 3번 사용자의 출발시간 t=0, 출발장소 D에서 도착시간 t=3, 도착장소 A의 교통경로에 대해 주어진 교통수단 a 및 b에 관해 교통경로들의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 전부 또는 부분 포함되는 중간 교통경로를 포함시키는 후보 교통경로를 결정하여 1번 사용자의 교통경로에 대해 교통수단 a를 배정하고 3번 사용자의 교통경로에 대해 교통수단 b를 배정한 후 시간적으로 배정 불가능한 2번 사용자에게 실현 가능한 출발시간 t=2를 제안할 수 있다. 이때, 2번 사용자가 수락할 경우 2번 사용자의 교통경로에 대해 교통수단 a를 배정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다인승 교통수단 관제 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8에서, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 복수의 사용자 단말들(120)로부터 복수의 교통경로들을 입력받는다(단계 S810). 여기에서, 교통경로들은 출발장소 및 출발시간을 포함하는 출발 시공간 정보와 도착장소 및 도착시간을 포함하는 도착 시공간 정보를 포함한다.
다인승 교통수단 관제 장치(110)는 주어진 교통수단 중 임의의 교통수단을 선택하고 선택된 교통수단의 상태를 분석하여 탑승인원 수 및 주행거리를 결정한다(단계 S820). 여기에서, 교통수단의 상태는 위치, 연료량, 인원수 등을 포함한다.
다인승 교통수단 관제 장치(110)는 입력받은 복수의 교통경로들 중 적어도 하나의 후보 교통경로를 선택하고 적어도 하나의 후보 교통경로 간의 조합 타당성을 결정하여 이동경로를 계획한다(단계 S830). 일 실시예에서, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 복수의 교통경로들 중 임의의 교통경로를 최초 교통경로로 선택하고 선택된 교통수단의 상태를 기초로 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 포함되거나 부분 포함되는 중간 교통경로가 존재하는 경우에 중간 교통경로를 최초 교통경로에 포함시켜 후보 교통경로를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 결정된 적어도 하나의 후보 교통경로에 관해 이동비용을 최소화하는 GA(Genetic Algorithm)와 같은 최적화 알고리즘을 사용하여 이동경로의 기본 계획을 수립할 수 있다. 일 실시예에서, 다인승 교통수단 관제 장치(110)는 수립한 이동경로의 기본 계획에 대해 선택된 교통수단의 시간대별 이동 방향을 결정하고 해당 시간대에 역행하는 특정 후보 교통경로를 배제시킨 첨단 계획을 수립할 수 있다.
다인승 교통수단 관제 장치(110)는 수립한 이동경로의 계획에 따라 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 해당 사용자 단말(120)에 제공하고, 해당 교통수단 단말(130)에 이동경로의 계획을 전달하여 계획대로 교통수단이 경로를 따라 이동하고 사용자는 출발시간에 맞춰 출발장소에서 배정된 교통수단을 이용할 수 있도록 한다(단계 S840).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 다인승 교통수단 관제 시스템
110: 다인승 교통수단 관제 장치 120: 사용자 단말
130: 교통수단 단말 140: 사용자 DB
150: 교통수단 DB
210: 교통경로 입력부 220: 이동경로 계획부
230: 교통경로 결정부
310: 교통수단 상태 분석기 320: 후보 교통경로 결정기
330: 이동경로 계획 수립기

Claims (14)

  1. 복수의 사용자 단말들로부터 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보를 각각 포함하는 복수의 교통경로들을 입력받는 교통경로 입력부;
    적어도 하나의 주어진 교통수단에 관해 상기 복수의 교통경로들 중 적어도 하나의 후보 교통경로를 선택하고 상기 적어도 하나의 후보 교통경로 간의 조합 타당성을 결정하여 이동경로를 계획하는 이동경로 계획부; 및
    상기 이동경로의 계획 과정에서 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 관한 실현 가능한 변경의 필요성을 결정하여 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 해당 사용자 단말에 제공하는 교통경로 결정부를 포함하되,
    상기 이동경로 계획부는
    임의의 교통수단을 선택하고 상기 선택된 교통수단의 상태(연료량, 인원수)를 분석하여 탑승인원 수와 주행거리를 결정하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 교통경로 입력부는
    출발장소 및 출발시간을 상기 출발 시공간 정보로서 입력받고 도착장소 및 도착시간을 상기 도착 시공간 정보로서 입력받는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 이동경로 계획부는
    임의의 교통경로를 최초 교통경로로 선택하고 상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 포함되는 제1 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 포함시켜 상기 적어도 하나의 후보 교통경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이동경로 계획부는
    상기 중간 교통경로가 존재하지 않은 경우에는 상기 최초 교통경로를 재선택하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 이동경로 계획부는
    상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 부분 포함되는 제2 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 더 포함시킬지 여부를 결정하여 상기 적어도 하나의 후보 교통경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이동경로 계획부는
    상기 적어도 하나의 후보 교통경로에 관해 GA (Genetic Algorithm) 기반의 이동비용 최소화를 통해 상기 이동경로의 기본 계획을 수립하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동경로 계획부는
    상기 이동비용 최소화의 과정에서 상기 선택된 교통수단의 시간대별 이동 방향을 결정하고 해당 시간대에 역행하는 특정 후보 교통경로의 배제 여부를 결정하여 첨단 계획을 수립하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 교통경로 결정부는
    상기 특정 출발 또는 도착 시공간 정보에 있는 장소가 해당 교통수단의 시간대별 이동 역방향에 존재하는 경우에는 해당 교통경로를 일차적으로 수정하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 교통경로 결정부는
    상기 수정된 해당 교통경로에 있는 이동장소들 중 상기 장소와 가장 가까운 이동장소를 이차적으로 결정하여 상기 해당 사용자 단말에 제공하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 장치.
  11. 복수의 사용자 단말들로부터 출발 및 도착 시공간 정보를 포함하는 복수의 교통경로들을 입력받는 단계;
    적어도 하나의 주어진 교통수단 중 임의의 교통수단을 선택하고 상기 선택된 교통수단의 상태를 분석하는 단계;
    상기 교통수단의 상태를 기초로 상기 복수의 교통경로들 중 적어도 하나의 후보 교통경로를 선택하여 이동경로를 계획하는 단계; 및
    상기 이동경로의 계획에 따라 최종 출발 또는 도착 시공간 정보를 해당 사용자 단말에 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 교통수단 상태 분석 단계는
    상기 선택된 교통수단의 연료량, 인원수를 분석하여 탑승인원 수와 주행거리를 결정하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 교통경로 입력 단계는
    출발장소 및 출발시간을 상기 출발 시공간 정보로서 입력받고 도착장소 및 도착시간을 상기 도착 시공간 정보로 입력받는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 방법.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 상기 이동경로 계획 단계는
    상기 복수의 교통경로들 중에서 임의의 교통경로를 최초 교통경로로 선택하는 단계;
    상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 포함되는 제1 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 포함시켜 상기 적어도 하나의 후보 교통경로로 선택하는 단계;
    상기 선택된 교통수단의 상태를 기초로 상기 선택된 교통경로의 출발 시공간 정보와 도착 시공간 정보 사이에 시공간적으로 부분 포함되는 제2 중간 교통경로를 상기 최초 교통경로에 더 포함시켜 상기 적어도 하나의 후보 교통경로로 선택하는 단계;
    상기 제1 중간 교통경로 및 제2 중간 교통경로가 존재하지 않은 경우에는 상기 최초 교통경로를 상기 적어도 하나의 후보 교통경로로 재선택하는 단계;
    상기 선택된 적어도 하나의 후보 교통경로에 관해 GA 기반의 이동비용 최소화를 통해 상기 이동경로의 기본 계획을 수립하는 단계; 및
    상기 이동비용 최소화의 과정에서 상기 선택된 교통수단의 시간대별 이동 방향을 결정하고 해당 시간대에 역행하는 특정 후보 교통경로를 배제시켜 첨단 계획을 수립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다인승 교통수단 관제 방법.
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