KR102217434B1 - 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템 - Google Patents

사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템 Download PDF

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Abstract

교통안전시설에 사물인터넷(IoT)장치를 구현하여 교통안전시설의 관리를 위한 정보를 정확하면서도 편리하게 수집하고, 이를 분석하여 유지보수정보 및 교통안전정보를 제공할 수 있도록 한 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템에 관한 것으로서, 교통안전시설에 장착된 교통안전시설 IoT장치에서 교통안전시설 정보를 제공하고, IoT통합 관리장치에서 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설정보를 수집하고, 수집한 교통안전시설 정보를 암호화하여 교통운영서버 및 자율주행차량으로 전송하며, 자율주행차량은 수신한 교통안전시설 정보를 이용하여 도로 자율 주행용 정보로 활용하여 안전한 운행을 도모할 수 있으며, 교통운영서버는 수신한 교통안전시설 정보를 복호화하고, 분류 및 분석을 통해 교통안전시설의 관리를 위한 유지보수 정보 및 교통안전정보를 생성하여 제공해준다.

Description

사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템{IoT based traffic safety facility operation management system}
본 발명은 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템에 관한 것으로, 특히 교통안전시설에 사물인터넷(IoT)장치를 일체형 또는 결합형으로 구현하여 교통안전시설의 관리를 위한 정보를 정확하면서도 편리하게 수집하고, 이를 인공지능 알고리즘으로 분석하여 유지보수정보 및 교통안전정보를 제공할 수 있도록 한 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 교통안전시설은 교통의 안전과 원활한 소통을 위하여 설치하는 교통 표지, 표시, 비상 전화, 도로 정보 표시장치, 교통감시시설, 교통신호기, 신호등 따위를 통틀어 이르는 말이다.
이러한 교통안전시설은 정해진 위치에 설치되어, 수동적으로 미리 표시된 교통안전정보만을 제공하거나, 네트워크를 통해 실시간으로 가변되는 교통정보를 제공하거나 원활한 소통을 위한 신호 정보를 제공한다.
이러한 교통안전시설은 정해진 정보를 제공하는 역할만 할 뿐, 교통안전을 위한 기상 정보를 수집하는 것은 불가능하고, 더욱이 교통안전시설의 관리 및 운영을 위한 정보를 수집하는 것도 불가능하다.
또한, 기존 교통안전시설의 유지보수를 위한 점검 등을 위해서는 관리자가 일일이 교통안전시설이 설치된 현장을 방문하여 육안으로 확인하는 방법뿐이다.
물론, 통신을 할 수 있는 교통안전시설에 대해서는 서버에서 해당 교통안전시설과 통신을 하여 데이터 전송이 안 되거나 응답이 일정시간 이내에 없으면 해당 교통안전시설에 장애가 발생한 것으로 인지하는 경우도 있으나, 이것 역시 원격 통신을 이용하는 방식이므로 정확성이 떨어진다.
한편, 교통 정보를 획득하고 이를 통해 교통안전정보를 제공해주기 위한 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 은 운행되는 차량에 부착된 하나 이상의 센서들 또는 카메라들을 이용하여 차량 주변 센싱 데이터 또는 영상 데이터를 획득하고, 이를 취합한 후 가공하여 교통 정보를 생성하고 이를 제공해주는 방식이다.
그러나 이러한 방식은 차량에 교통 정보를 감지할 수 있는 다양한 센서들을 탑재하고, 차량을 직접 이동시키면서 교통 정보를 획득하는 방식으로서, 도로에 설치된 교통안전시설로부터 자동으로 교통안전정보를 획득하는 것은 불가능한 단점이 있다. 특히, 교통안전시설을 통해 기상 정보를 획득하는 것은 더욱 어려운 일이다.
대한민국 공개특허 10-2014-0050208(2014.04.29. 공개)(교통정보 제공장치 및 방법)
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 교통안전시설 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 교통안전시설에 사물인터넷(IoT) 장치를 일체형 또는 결합형으로 구현하여 교통안전시설의 관리를 위한 정보를 정확하면서도 쉽게 수집하고, 이를 인공지능 알고리즘으로 분석하여 유지보수정보 및 교통안전정보를 제공할 수 있도록 한 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템"은, 교통안전시설에 장착되어 교통안전시설 정보를 제공하는 교통안전시설 IoT장치; 상기 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설정보를 수집하고, 수집한 교통안전시설 정보를 암호화하여 교통운영서버 또는 자율주행차량으로 전송하는 IoT통합 관리장치; 상기 IoT통합 관리장치로부터 전송된 교통안전시설 정보를 복호화하고, 분류 및 분석을 통해 교통안전시설의 운영관리를 위한 유지보수정보 및 교통안전정보를 생성하는 교통운영서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템은, 상기 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설의 정보를 획득하는 제1 및 제2 정보수집 단말기를 포함하고,
상기 제1 정보수집 단말기는 관리자가 휴대하면서 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설 정보를 수집하는 단말기이고, 상기 제2 정보수집 단말기는 이동 차량에 탑재되어 상기 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설 정보를 수집하는 단말기인 것을 특징으로 한다.
상기에서 교통안전시설 IoT장치는 교통안전시설에 일체형으로 장착되거나 교통안전시설에 부착형으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 교통안전시설 IoT장치는 정보 전송을 위한 IoT 멀티 안테나; 교통안전시설이 구비된 주변의 기상 정보를 수집하는 IoT 기상 센서; 전원 공급을 위한 전원부; 상기 IoT 기상센서를 통해 기상 정보를 수집하고, 상기 IoT 멀티안테나를 통해 연동하는 정보수집장치와 교통안전시설 정보를 송수신하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 전원부는 상용전원과는 독립된 전원을 공급해주는 것을 특징으로 한다.
상기에서 IoT 통합 관리장치는 상기 교통안전시설 IoT장치로부터 전송된 교통안전시설 정보를 수집하는 교통안전시설정보 수집부; 상기 교통안전시설정보 수집부에서 수집한 교통안전시설 정보를 암호화하여 보안성을 향상시키는 보안 모듈; 상기 교통안전시설 정보의 취합 및 암호화, 암호화된 교통안전시설 정보의 전송을 제어하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러의 제어에 따라 상기 암호화된 교통안전시설 정보를 원격의 교통운영서버 또는 자율주행차량으로 전송하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제1 및 제2 정보수집 단말기는 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈; 교통안전시설 IoT장치와 정보를 송수신하기 위한 IoT 안테나; 상기 교통안전시설 정보를 촬영하여 영상 정보를 획득하는 촬영부; 상기 IoT 안테나를 통해 획득한 교통안전시설 정보 및/또는 상기 촬영부를 통해 획득한 교통안전시설 영상 정보를 암호화하는 보안 모듈; 상기 교통안전시설 IoT장치와의 통신을 제어하며, 교통안전시설 정보의 획득 및 암호화를 제어하고, 획득한 교통안전시설 정보 및 영상정보의 표시를 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 획득한 교통안전시설 정보 또는 교통안전시설 영상정보를 화면에 표출하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 교통운영서버는 상기 IoT 통합 관리장치로부터 전송된 암호화된 교통안전시설정보를 취합하는 정보 취합부; 상기 정보 취합부에서 취합된 교통안전시설 정보를 복호화하고, 상기 복호화한 교통안전시설 정보를 인공지능(AI) 알고리즘으로 분석하는 도로 시설물 분석부; 상기 도로 시설물 분석부에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전을 위한 교통안전정보를 생성하는 교통안전정보 생성부; 상기 도로 시설물 분석부에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전시설의 유지보수를 위한 유지보수 정보를 생성하는 유지보수 정보 생성부; 상기 도로 시설물 분석부에 의해 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전시설을 평가하는 교통안전시설 평가부; 생성된 유지보수정보 또는 교통안전정보 또는 교통안전시설 평가정보를 관리자가 휴대한 단말기 또는 자율주행차량으로 전송하는 정보 전송부를 포함하고, 상기 교통안전시설 평가부는 교통안전시설의 정상 작동 유무, 교체 유무, 고장 유무를 평가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 교통안전시설에 사물인터넷(IoT)장치를 일체형 또는 결합형으로 구현하여 교통안전시설의 관리를 위한 정보를 정확하면서도 쉽게 수집할 수 있는 장점이 있다.
또한, 교통안전시설에 사물인터넷(IoT)장치를 부가함으로써, 자율주행차량의 도로주행을 위한 교통안전시설 정보를 제공해줌으로써, 자율주행 차량의 안전한 주행을 도모해줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 정보 수집시스템의 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 정보 수집시스템의 블록 구성도,
도 3은 도 2의 교통안전시설 IoT장치의 실시 예 블록 구성도,
도 4는 도 2의 IoT 통합 관리장치의 실시 예 블록 구성도,
도 5는 도 2의 정보수집 단말기의 실시 예 블록 구성도,
도 6은 도 2의 교통운영서버의 실시 예 블록 구성도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 정보 수집시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 정보 수집시스템의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 정보 수집시스템의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 정보 수집시스템은 교통안전시설 IoT장치(100), IoT통합 관리장치(200), 교통운영서버(300), 제1 및 제2 정보수집 단말기(10)(20)를 포함할 수 있다.
교통안전시설 IoT장치(100)는 교통안전시설에 장착되어 교통안전시설 정보를 제공하는 역할을 한다.
여기서 교통안전시설은 교통의 안전과 원활한 소통을 위하여 설치하는 교통 표지, 비상 전화, 도로 정보 표시장치, 교통감시시설, 교통신호기, 신호등 등을 통칭한다. 이러한 교통안전시설은 도로의 적절한 곳에 설치되어 교통안전을 위한 정보를 제공해준다. 제공되는 교통안전시설 정보는 자율주행차량의 도로주행을 위한 정보로도 활용될 수 있다.
교통안전시설 IoT장치(100)는 상기와 같은 교통안전시설에 일체형으로 형성되거나, 분리형으로 형성되어 상기 교통안전시설에 부착되는 형태로 결합되어, 해당 교통안전시설의 정보를 제공한다.
이러한 교통안전시설 IoT장치(100)는 도 3에 도시한 바와 같이, 정보 전송을 위한 IoT 멀티안테나(101), 교통안전시설이 구비된 주변의 기상 정보를 수집하는 IoT 기상센서(102), 전원 공급을 위한 전원부(103), 상기 IoT 기상센서(102)를 통해 기상정보를 수집하고, 상기 IoT 멀티안테나(101)를 통해 연동하는 정보수집장치와 교통안전시설 정보를 송수신하도록 제어하는 제어부(104)를 포함할 수 있다.
여기서 전원부(103)는 상용전원과는 독립된 전원을 공급해주는 것이 바람직하며, 이를 위해 태양광 발전장치 또는 열 발전장치 등을 이용할 수 있다.
IoT통합 관리장치(200)는 상기 교통안전시설 IoT장치(100)와 통신을 통해 교통안전시설정보를 수집하고, 수집한 교통안전시설 정보를 암호화하여 교통운영서버(300) 및 자율주행차량으로 전송하는 역할을 한다. 아울러 IoT통합 관리장치(200)는 제1 및 제2 정보수집 단말기(10)(20)를 통해 수집한 정보도 통합적으로 취합하여 상기 교통운영서버(300)로 전송할 수 있다.
상기 IoT 통합 관리장치(200)는 상기 교통안전시설 IoT장치(100)로부터 전송된 교통안전시설 정보를 수집하는 교통안전시설정보 수집부(201), 상기 교통안전시설정보 수집부(201)에서 수집한 교통안전시설 정보를 암호화하여 보안성을 향상시키는 보안 모듈(203), 상기 교통안전시설 정보의 취합 및 암호화, 암호화된 교통안전시설 정보의 전송을 제어하는 메인 컨트롤러(202), 상기 메인 컨트롤러(202)의 제어에 따라 상기 암호화된 교통안전시설 정보를 원격의 교통운영서버(300) 및 자율주행차량으로 전송하는 통신 모듈(204), 취합한 교통안전시설의 정보를 저장하는 저장부(205), 구동 전원을 공급해주는 전원부(206)를 포함할 수 있다.
교통운영서버(300)는 상기 IoT통합 관리장치(200)로부터 전송된 교통안전시설 정보를 복호화하고, 분류 및 분석을 통해 교통안전시설의 운영관리를 위한 유지보수정보 및 교통안전정보를 생성하고, 생성한 유지보수정보 또는 교통안전정보를 관리자가 휴대한 단말기 또는 자율주행차량으로 전송하는 역할을 한다.
상기 교통운영서버(300)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 IoT 통합 관리장치(200)로부터 전송된 암호화된 교통안전시설정보를 취합하는 정보 취합부(301), 상기 정보 취합부(301)에서 취합된 교통안전시설 정보를 복호화하고, 상기 복호화한 교통안전시설 정보를 인공지능(AI) 알고리즘으로 분석하는 도로 시설물 분석부(302), 상기 도로 시설물 분석부(302)에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전을 위한 교통안전정보를 생성하는 교통안전정보 생성부(304), 상기 도로 시설물 분석부(302)에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전시설의 유지보수를 위한 유지보수 정보를 생성하는 유지보수 정보 생성부(303), 상기 도로 시설물 분석부(302)에 의해 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전시설을 평가하는 교통안전시설 평가부(305), 생성된 유지보수정보 또는 교통안전정보 또는 교통안전시설 평가정보를 관리자가 휴대한 단말기 또는 자율주행차량으로 전송하는 정보 전송부(307), 취합한 교통안전시설정보, 생성한 유지보수정보, 교통안전정보, 교통안전시설 평가정보를 저장하는 데이터베이스(DB)(306)를 포함한다.
상기 교통안전시설 평가부(305)는 교통안전시설의 정상 작동 유무, 교체 유무, 고장 유무를 평가할 수 있다.
제1 및 제2 정보수집 단말기(10)(20)는 상기 교통안전시설 IoT장치(100)와 통신을 통해 교통안전시설의 정보를 획득하는 역할을 한다.
여기서 제1 정보수집 단말기(10)는 관리자가 휴대하면서 교통안전시설 IoT장치(100)와 통신을 통해 교통안전시설 정보를 수집하는 단말기이고, 상기 제2 정보수집 단말기(20)는 이동 차량에 탑재되어 상기 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설 정보를 수집하는 단말기이다.
여기서 제1 및 제2 정보수집 단말기(10)(20)의 구성이나 작용은 동일하므로, 이하, 하나의 정보수집 단말기 즉, 제2정보수집 단말기(20)에 대해서만 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
상기 제2 정보수집 단말기(20)는 도 5에 도시한 바와 같이, 현재 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈(21), 교통안전시설 IoT장치(100)와 정보를 송수신하기 위한 IoT 안테나(23), IoT 통합 관리장치(200)와 취합 정보를 송수신하기 위한 통신 모듈(22), 상기 교통안전시설 정보를 촬영하여 영상 정보를 획득하는 촬영부(25), 상기 IoT 안테나(23)를 통해 획득한 교통안전시설 정보 및/또는 상기 촬영부(25)를 통해 획득한 교통안전시설 영상정보를 암호화하는 보안 모듈(26), 획득한 정보를 저장하는 저장부(24), 상기 교통안전시설 IoT장치(100)와의 통신을 제어하며, 교통안전시설 정보의 획득 및 암호화를 제어하고, 획득한 교통안전시설 정보 및 영상정보의 표시를 제어하는 제어부(27), 상기 제어부(27)의 제어에 따라 획득한 교통안전시설 정보 또는 교통안전시설 영상정보를 화면에 표출하는 표시부(28)를 포함할 수 있다.
필요에 따라 제2 정보수집 단말기(20)를 장착한 차량에는 라이다(Lidar), 적외선 카메라(IR 카메라), 레이더(Radar) 등을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 교통안전시설의 정보를 IoT 기반으로 제공하기 위한 교통안전시설 IoT장치(100)를 교통안전시설에 일체형으로 형성하거나, 기존 설치된 교통안전시설과는 분리형으로 제작하여 기존 설치된 교통안전시설에 부착 형태로 결합을 한다. 필요에 따라 교통안전시설 IoT장치(100)는 노면에 매설 형태로 설치될 수 있다.
교통안전시설에 설치된 교통안전시설 IoT장치(100)는 전원부(103)를 통해 독립적으로 구동 전원을 생산하고, 이를 구동 전원으로 공급해준다. 독립 전원이란 상용전원과는 별도의 분리된 전원을 사용한다는 의미로서, 태양광 발전장치 또는 열 발전장치 등을 이용하여 독립적으로 자가 생산한 전원을 의미한다.
IoT 기상센서(102)는 교통안전시설이 설치된 주변의 기상 정보 즉, 비 또는 눈, 풍속, 풍압, 온도, 습도, 공기질 등을 감지하여 제어부(104)에 전달한다. 이렇게 IoT 기상센서(102)를 교통안전시설 IoT장치(100)에 통합하여 구현함으로써, 교통안전시설에서 기상 정보도 검출할 수 있게 되는 것이다. 특히, 교통안전시설은 일반 생활권에 밀접한 위치에 설치되어 있으므로, 기상 정보는 더욱 생활권에 근접한 정보라고 할 수 있다.
제어부(104)는 현재 자신의 교통안전시설 정보와 기상 정보를 통합하여 전송할 교통안전시설 정보를 생성하고, 이를 설정된 통신 방식으로 변환하여 IoT 멀티안테나(101)를 통해 IoT통합 관리장치(200)로 전송한다. 여기서 교통안전시설 정보의 전송은 주기적 또는 실시간으로 이루어질 수 있다. 필요에 따라 교통안전시설 IoT장치(100)는 교통안전시설 정보를 자율주행차량으로 전송하여, 자율주행차량이 안전한 교통 운행을 할 수 있도록 도모해줄 수 있다.
여기서 교통안전시설 정보는 자신의 설치 위치를 알 수 있는 위치 정보를 인지할 수 있는 고유정보를 포함한다.
설정된 통신 방식으로는 다양한 무선 통신 방식을 이용할 수 있으나, 본 발명에서는 LoRa, WAVE(C-ITS WAVE) 등의 통신 방식을 이용하는 것으로 가정한다.
또한, 교통안전시설 IoT장치(100)는 관리자가 휴대한 제1 정보수집 단말기(10) 또는 차량에 탑재된 제2 정보수집 단말기(20)와 설정된 통신 방식으로 접속하여 교통안전시설 정보를 전송해줄 수도 있다.
교통안전시설이 신호등일 경우, 현재 신호등 정보와 동작 유무 정보를 전송할 수 있으며, 교통안전시설이 표지일 경우 고유정보와 기상정보를 전송할 수 있다. 설치된 교통안전시설의 목적에 맞는 정보를 전송하는 것이 바람직하다.
한편, 관리자가 차량에 제2 정보수집 단말기(20)를 탑재시키고, 이를 통해 상기 교통안전시설 IoT장치(100)와 통신을 통해 교통안전시설 정보를 수집하는 것도 가능하다. 여기서 제2 정보수집 단말기(20)를 차량에 탑재하여 사용할 경우, 차량에 설치된 내비게이션 단말기의 응용 프로그램만 변경하고, 내비게이션 단말기를 교통안전시설 정보수집 단말기로 활용할 수도 있다.
제2 정보수집 단말기(20)는 교통안전시설 IoT장치(100)와 접속하고, GPS 모듈(21)을 통해 현재 위치 정보를 획득한 후, IoT 안테나(23)를 통해 교통안전시설 정보를 수집한다. 필요에 따라 촬영부(25)를 이용하여 교통안전시설의 정보를 촬영하여 교통안전시설 정보를 획득할 수도 있다. 촬영부(25)를 이용함으로써 교통안전시설이 IoT 기반이 아닌 비IoT 기반의 교통안전시설에 대해서도 교통안전시설 정보를 취득할 수 있다. 아울러 촬영을 통해 영상 정보를 획득하는 것은, 교통안전시설의 설치가 잘못되었거나 고장이 발생하거나 훼손된 경우, 유지보수를 위한 유용한 정보로도 활용할 수 있다.
다양한 교통안전시설의 정보를 획득하면, 보안 모듈(26)은 이를 설정된 암호화방식(예를 들어, AES 128)으로 암호화한다. 아울러 데이터 위변조 방지를 위해 무결성 검증 기능을 통해 데이터 무결성을 검증할 수도 있다. 이렇게 교통안전시설 정보의 무결성을 검증하고 암호화하면 해킹으로부터 안전성을 확보할 수 있어 보안성 향상을 도모할 수 있다.
제어부(27)는 보안 모듈(26)을 통해 암호화된 교통안전시설 정보를 통신 모듈(22)을 통해 원격의 IoT통합 관리장치(200)로 전송한다. 여기서 통신 모듈은 LoRa통신, LTE, 5G 통신 등 다양한 무선 통신을 이용할 수 있다.
여기서 제2 정보수집 단말기(20)가 자율주행차량에 설치된 경우에는, 내비게이션 단말기로 작용하여, 수집한 교통안전시설 정보를 기초로 자율주행의 교통정보로 활용하여, 안전한 교통 운행을 구현할 수 있다.
IoT통합 관리장치(200)는 상기 교통안전시설 IoT장치(100)나 관리자가 휴대한 제1 정보수집 단말기(10)나 이동 차량에 탑재된 제2 정보수집 단말기(20)로부터 교통안전시설 정보가 전송되면, 이를 통신 모듈(204)을 통해 수신하고, 교통안전시설 정보 수집부(201)에서 이를 취합하여 저장부(205)에 저장한다.
IoT통합 관리장치(200)의 보안 모듈(203)은 교통안전시설 정보 수집부(201)를 통해 수집한 교통안전시설 정보를 AES 128과 같은 암호화 방식으로 암호화하여 보안성을 향상시킨다. 여기서 보안 모듈(203)은 데이터 위변조 방지를 위해 무결성 검증 기능을 통해 데이터 무결성을 검증하고, 무결성 검증이 이루어진 데이터에 대해서만 교통안전시설 정보를 암호화하여 해킹으로부터 안전성을 확보하여 보안성 향상을 도모하게 된다.
아울러 메인 컨트롤러(202)는 암호화된 교통안전시설 정보를 원격에 위치한 교통운영서버(300)로 전송한다. 교통안전시설 정보의 전송은 WAVE 통신을 통해 자율주행차량이나 교통정보 수집차량의 단말기에 제공해줄 수 있으며, UTIS 자가망을 이용하거나 기타 통신망(4G, 5G)을 이용하여 교통운영서버에 정보를 전송할 수 있다. 여기서 교통안전시설 정보에는 교통안전시설 정보, 기상 정보, 동작 유무 정보 등을 포함할 수 있다.
교통운영서버(300)는 취합한 교통안전시설 정보를 분석하여, 교통안전시설의 유지 보수 정보, 교통안전 정보 등을 생성하여, 원활한 교통을 위한 다양한 정보를 운영자나 자율주행차량으로 제공할 수 있다. 교통운영서버(300)는 전국 지자체 교통운영센터의 서버이거나 전국 지자체 교통운영센터의 서버의 정보를 통합적으로 취득하여 처리하는 통합 교통운영센터의 서버일 수 있다.
즉, 교통운영서버(300)의 정보 취합부(301)는 상기 IoT 통합 관리장치(200)로부터 전송된 암호화된 교통안전시설정보를 취합하여 데이터베이스(306)에 저장한다.
도로 시설물 분석부(302)는 상기 정보 취합부(301)에서 취합된 교통안전시설 정보를 복호화하고, 상기 복호화한 교통안전시설 정보를 인공지능(AI) 알고리즘으로 분석한다. 즉, 교통안전시설 정보가 IoT 기반으로 취득한 교통안전시설정보이면 CNN과 같은 인공지능 알고리즘을 이용하여 교통안전시설 정보를 분석한다. 다시 말래, 통신한 교통안전시설의 IoT장치가 정상적으로 동작하는지, 아니면 동작하지 않는지 등을 분석한다. 아울러 취득한 교통안전시설정보가 비IoT 기반의 정보이면 즉, 영상 정보이면 미리 설정된 인공지능 영상분석 알고리즘을 이용하여 영상을 분석한다. 이렇게 분석한 영상 정보는 교통안전시설물이 훼손되었거나 아니면 설치 위치가 아닌 위치에 설치되었는지 등을 분석하는 정보가 된다.
다음으로, 유지보수 정보 생성부(303)는 상기 도로 시설물 분석부(302)에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전시설의 유지보수를 위한 유지보수 정보를 생성한다. 즉, 교통안전시설 영상을 분석한 결과, 교통안전시설이 훼손된 것으로 분석이 되면, 훼손 정보와 이를 교체하도록 하는 유지보수 정보를 생성하고, 교통안전시설 정보가 전송되지 않는 교통안전시설 IoT 장치가 있으면 해당 IoT 장치의 교체나 점검을 위한 유지보수 정보를 생성한다.
아울러 교통안전정보 생성부(304)는 상기 도로 시설물 분석부(302)에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전을 위한 교통안전정보를 생성한다. 예컨대, 기상 정보를 분석하여 강우, 눈, 비, 안개 등을 감지하면 현재 도로의 기준 속도를 일정 속도 이하로 낮추도록 하는 속도 조절 정보를 교통안전정보로 생성할 수 있다. 또한, 교통안전시설 정보 등을 이용하여 도로의 정체 정보를 확인하면, 이를 기반으로 도로 주행 속도 정보 등을 교통안전정보로 생성하여 자율주행차량이나 기타 내비게이션 단말기로 전송하여, 경로 탐색이나 주행에 참조하도록 할 수 있다.
또한, 교통안전시설 평가부(305)는 상기 도로 시설물 분석부(302)에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 해당 교통안전시설물을 평가한다. 즉, 교통안전시설물이 최적의 위치에 설치되었는지, 아니면 도로 상황에 따라 설치되어야 할 교통안전시설이 없는지 등을 평가 항목으로 교통안전시설을 평가한다.
이어, 정보 전송부(307)는 상기 생성된 유지보수정보 또는 교통안전정보 또는 교통안전시설 평가정보를 관리자가 휴대한 단말기 또는 자율주행차량으로 전송한다. 예를 들어, 유지보수정보 및 교통안전시설 평가 정보는 관리자 단말기로 전송하고, 교통안전정보는 자율주행차량 및 교통안전시설 IoT장치로 전송한다.
자율주행차량은 전송되는 교통안전정보를 이용하여 도로 주행에 활용하면 되고, 교통안전시설 IoT 장치는 기상에 따른 가변 속도 정보와 같은 교통안전정보를 표시해주어, 해당 교통안전시설을 일반 통행 차량의 운전자가 인지하도록 하여, 기상 상황에 따른 안전 운행을 하도록 도모해준다.
이와 같이 본 발명은 교통안전시설에 IoT 장치를 부가함으로써, 교통안전시설의 정보는 물론 주변 기상 정보도 편리하게 검출할 수 있으며, 이를 통해 운영유지보수정보나 교통안전 정보를 생성하여, 교통안전시설 IoT 장치를 통해 표출하거나, 자율주행차량으로 전송하여 도로주행을 위한 안전정보를 정확하게 제공해줄 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10, 20: 제1 및 제2 정보수집 단말기
21: GPS 모듈
22: 통신 모듈
23: IoT 안테나
24: 저장부
25: 촬영부
26: 보안 모듈
27: 제어부
28: 표시부
100: 교통안전시설 IoT장치
101: IoT 멀티안테나
102: IoT 기상센서
103: 전원부
104: 제어부
200: IoT 통합 관리장치
201: 교통안전시설 정보 수집부
202: 메인 컨트롤러
203: 보안 모듈
204: 통신 모듈
205: 저장부
206: 전원부
300: 교통운영서버
301: 정보 취합부
302: 도로 시설물 분석부
303: 유지보수정보 생성부
304: 교통안전정보 생성부
305: 교통안전시설 평가부
306: 데이터베이스
307: 정보 전송부

Claims (7)

  1. 사물인터넷기반으로 교통안전시설의 정보를 수집하는 시스템으로서,
    교통안전시설에 장착되어 교통안전시설 정보를 제공하는 교통안전시설 IoT장치;
    상기 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설정보를 수집하고, 수집한 교통안전시설 정보를 암호화하여 교통운영서버 및 자율주행차량으로 전송하는 IoT통합 관리장치;
    상기 IoT통합 관리장치로부터 전송된 교통안전시설 정보를 복호화하고, 분류 및 분석을 통해 교통안전시설의 운영관리를 위한 유지보수정보 및 교통안전정보를 생성하는 교통운영서버; 및
    상기 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설의 정보를 획득하는 제1 및 제2 정보수집 단말기를 포함하고,
    상기 제1 정보수집 단말기는 관리자가 휴대하면서 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설 정보를 수집하는 단말기이고, 상기 제2 정보수집 단말기는 이동 차량에 탑재되어 상기 교통안전시설 IoT장치와 통신을 통해 교통안전시설 정보를 수집하는 단말기이며,
    상기 제2 정보수집 단말기는 촬영부를 이용하여 비IoT 기반의 교통안전시설의 정보를 촬영하여 교통안전시설 정보를 획득하며,
    상기 교통안전시설 IoT장치는 교통안전시설 정보를 자율주행차량으로 전송하여, 자율주행차량이 안전한 교통 운행을 할 수 있도록 도모해주며,
    상기 교통운영서버는 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전시설을 평가하는 교통안전시설 평가부를 포함하고,
    상기 교통안전시설 평가부는 교통안전시설의 정상 작동 유무, 교체 유무, 고장 유무를 평가하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에서, 상기 교통안전시설 IoT장치는 교통안전시설에 일체형으로 장착되거나 교통안전시설에 부착형으로 결합되는 것을 특징으로 하는 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템.
  4. 청구항 1에서, 상기 교통안전시설 IoT장치는 정보 전송을 위한 IoT 멀티 안테나; 교통안전시설이 구비된 주변의 기상 정보를 수집하는 IoT 기상 센서; 전원 공급을 위한 전원부; 상기 IoT 기상센서를 통해 기상 정보를 수집하고, 상기 IoT 멀티 안테나를 통해 연동하는 정보수집장치와 교통안전시설 정보를 송수신하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 전원부는 상용전원과는 독립된 전원을 공급해주는 것을 특징으로 하는 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템.
  5. 청구항 1에서, 상기 IoT 통합 관리장치는 상기 교통안전시설 IoT장치로부터 전송된 교통안전시설 정보를 수집하는 교통안전시설정보 수집부; 상기 교통안전시설정보 수집부에서 수집한 교통안전시설 정보를 암호화하여 보안성을 향상시키는 보안 모듈; 상기 교통안전시설 정보의 취합 및 암호화, 암호화된 교통안전시설 정보의 전송을 제어하는 메인 컨트롤러; 상기 메인 컨트롤러의 제어에 따라 상기 암호화된 교통안전시설 정보를 원격의 교통운영서버 또는 자율주행차량으로 전송하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템.
  6. 청구항 1에서, 상기 제1 및 제2 정보수집 단말기는 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈; 교통안전시설 IoT장치와 정보를 송수신하기 위한 IoT 안테나; 상기 교통안전시설 정보를 촬영하여 영상 정보를 획득하는 촬영부; 상기 IoT 안테나를 통해 획득한 교통안전시설 정보 및/또는 상기 촬영부를 통해 획득한 교통안전시설 영상 정보를 암호화하는 보안 모듈; 상기 교통안전시설 IoT장치와의 통신을 제어하며, 교통안전시설 정보의 획득 및 암호화를 제어하고, 획득한 교통안전시설 정보 및 영상정보의 표시를 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 획득한 교통안전시설 정보 또는 교통안전시설 영상정보를 화면에 표출하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템.
  7. 청구항 1에서, 상기 교통운영서버는 상기 IoT 통합 관리장치로부터 전송된 암호화된 교통안전시설정보를 취합하는 정보 취합부; 상기 정보 취합부에서 취합된 교통안전시설 정보를 복호화하고, 상기 복호화한 교통안전시설 정보를 인공지능(AI) 알고리즘으로 분석하는 도로 시설물 분석부; 상기 도로 시설물 분석부에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전을 위한 교통안전정보를 생성하는 교통안전정보 생성부; 상기 도로 시설물 분석부에서 분석된 교통안전시설 정보를 기초로 교통안전시설의 유지보수를 위한 유지보수 정보를 생성하는 유지보수 정보 생성부; 생성된 유지보수정보 또는 교통안전정보 또는 교통안전시설 평가정보를 관리자가 휴대한 단말기 또는 자율주행차량으로 전송하는 정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷기반 교통안전시설 운영관리시스템.
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