KR102239900B1 - 스마트 교통 정보 제공 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 교통 정보 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 스마트 교통 정보 제공 시스템은 미리 설정된 이동 노선에 대응하여 일정한 방향으로 이동하는 교통수단에 설치되며, 교통수단이 이동하는 노선상에 설치된 무선 노선 기지국, 교통수단의 무선 차량 단말과 연동하여 교통수단에 대한 실시간 교통 정보를 생성하는 교통수단 시스템, 그리고 교통수단 시스템에서 제공하는 무선 공유 장치 또는 무선 노선 기지국과 연결되면, 교통수단에 대한 실시간 교통 정보를 수신하고, 수신된 교통 정보에 대응하여 교통안내 메시지를 생성하여 제공하는 사용자 단말을 포함한다.

Description

스마트 교통 정보 제공 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR SMART TRAFFIC INFORMATION PROVIDING AND METHOD THEREOF}
스마트 교통 정보 제공 시스템 및 그 방법이 제공된다.
일반적으로 대중 교통수단은 열차, 버스, 고속철도(ktx) 등으로 이루어져 있으며, 이러한 교통수단은 일정한 경로를 따라 반복 운행한다.
다수의 호선과 다수의 종류의 교통 수단이 복잡하게 얽혀 있기 때문에, 출발지점으로부터 목적 지점까지 도달하는데, 필요한 이동 경로에 맞는 교통 수단을 찾기가 어려움이 있다.
이에 교통 수단을 검색해서 안내해주는 기술이 개발되어 사용되고 있으나, 단편적인 정보를 제공하기 때문에, 사용자는 정류장의 위치, 환승을 위한 이동 경로 등을 다시 노선 안내도를 확인하여야 한다.
또한, 실시간 교통 정보보다는 미리 설정된 교통수단의 시간표에 의해 안내되기 때문에, 안내되는 출발지점과 목적 지점까지의 소요되는 시간 등을 정확하게 파악하기 힘들다. 또한, 역에서 노선 혹은 방향등을 오인하여 탑승을 잘못하였을 경우에 이를 사용자에게 고지하여 수정 변경할 수 있도록 하는 교통안내 시스템이 없다.
특히, 돌발 상황과 같은 위험 상황이 발생하는 경우 해당 정보가 공유되지 않기 때문에, 사실상 교통수단안내 정보의 정확도가 떨어지며, 위험 상황에 대한 대처가 어렵다.
따라서, 이동환경 내에서 무선 통신 시스템을 이용하여 실시간으로 보다 정확한 정보를 기초로 하는 교통 안내를 수행하고, 위험상황 시 신속하게 안전에 관련한 정보를 제공하는 교통 정보 제공 시스템이 요구된다.
본 발명의 하나의 실시예는 이동환경 내에서의 무선 통신 시스템을 이용하여 보다 정확한 실시간 교통 안내를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 하나의 실시예는 돌발 상황 발생 시, 중앙관제센터, 주변 교통수단 그리고 주변 교통수단내 사용자 단말에 빠르고 정확하게 돌발 상황에 대한 정보를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 교통 정보 제공 시스템은 미리 설정된 이동 노선에 대응하여 일정한 방향으로 이동하는 교통수단에 설치되며, 교통수단이 이동하는 노선상에 설치된 무선 노선 기지국, 교통수단의 무선 차량 단말과 연동하여 교통수단에 대한 실시간 교통 정보를 생성하는 교통수단 시스템, 그리고 교통수단 시스템에서 제공하는 무선 공유 장치 또는 무선 노선 기지국과 연결되면, 교통수단에 대한 실시간 교통 정보를 수신하고, 수신된 교통 정보에 대응하여 교통안내 메시지를 생성하여 제공하는 사용자 단말을 포함한다.
장착된 무선- 내부 통신망의 통신교환 장치를 통해 무선 통신(V2X)과 초고속 내부 통신망을 복합하여 정보를 송수신하는 역 기지국을 포함하고, 역 기지국은 교통수단시스템, 무선 노선 기지국, 사용자 단말 그리고 다른 역 기지국과 통신을 수행할 수 있다.
사용자 단말은, 교통수단 시스템, 무선 노선 기지국 또는 역 기지국 중에서 하나 이상과 무선 통신으로 연결되어 실시간 교통 정보를 수신하는 무선 모듈, 출발지점, 도착지점, 환승지점 중에서 하나 이상을 입력하는 데이터 입력부, 그리고 입력받은 지점에 기초하여 하나 이상의 이동 경로를 생성하여 제공하고, 제공된 이동 경로 중에서 하나의 이동 경로를 선택받으면, 선택된 이동 경로와 교통 정보를 비교하여 교통 수단의 승차 또는 하차를 요청하는 데이터를 생성하여 제공하는 교통 안내 앱을 포함한다.
실시간 교통 정보는, 교통 수단의 경로, 직전 정차 위치, 현재 시점으로부터 다음 정차 위치, 이동 방향 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
교통 안내 앱은, 교통수단을 탑승하기 전 시점에서 무선 노선 기지국 또는 역 기지국으로부터 수신한 실시간 교통 정보를 확인하고, 실시간 교통 정보에서 교통 수단의 이동 방향을 추출하여 선택된 이동 경로의 방향 및 정차 지점 또는 정차 예정 지점의 동일 여부를 확인하여 알림 메시지를 생성하고, 알림 메시지를 제공할 수 있다.
교통 안내 앱은, 교통수단 시스템으로부터 수신한 교통 정보에서 교통수단의 이동 방향을 추출하여, 선택된 이동 경로의 방향 및 정차 지점 또는 정차 예정 지점의 동일 여부를 확인하여, 동일하면 교통수단의 승차를 요청하는 알림 메시지를 생성하고, 상이하면 교통수단의 하차를 요청하는 알림 메시지와 이동 경로의 방향과 동일한 이동방향 및 정차 지점 또는 정차 예정 지점을 가지는 교통 수단의 승차를 위한 경로 안내를 수행할 수 있다.
교통 안내 앱은, 교통수단 시스템으로부터 실시간으로 수신하는 교통 정보에서의 정차 지점 또는 정차 예정 지점이 환승지점 또는 도착지점과 일치하면, 해당 교통수단의 하차를 요청하는 알림 메시지를 생성하고, 상이하면, 현재 지점의 위치를 표시하고, 환승지점 또는 도착지점까지의 경로를 제공하며, 정차 지점 또는 정차 예정 지점이 이동 경로와 상이하면, 현재 정차 지점 또는 정차 예정 지점을 출발 지점으로 추정하여, 도착 지점으로까지의 이동경로를 재생성하여 제공할 수 있다.
교통 수단에 장착되어 교통수단주변에서 돌발 상황을 감지하는 카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LIDAR), 장애물 검지 센서 중에서 하나 이상을 포함하는 차량 관제 센서를 포함하고, 교통수단이 이동하는 노선 상에 위치하여 노선 상에서 발생하는 돌발 상황을 감지하여 무선 노선 기지국으로 전송하는 카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LIDAR), 장애물 검지 센서 중에서 하나 이상을 포함하는 노선 관제 센서를 더 포함할 수 있다.
교통수단 시스템은, 무선 차량 단말과 인접한 제1 무선 노선 기지국간에 무선 통신을 통해 실시간 교통 정보 또는 돌발 상황 정보를 송수신하고, 수신한 교통 정보 또는 상기 돌발 상황 정보에 기초하여 돌발 상황을 판단하고, 판단된 돌발 상황에 대한 알림 메시지를 제1 무선 노선 기지국과 인접한 제2 무선 노선 기지국을 통해 다른 교통 수단의 무선 차량 단말 또는 교통수단내부에 연결된 사용자 단말로 전송할 수 있다.
교통수단 시스템은, 무선 차량 단말에 연결된 무선 공유 장치에 블루투스, 와이파이, 또는 지그비 중에 하나 이상을 이용하여 교통수단내부 또는 근접한 위치에 있는 사용자 단말을 자동 인식하거나 데이터를 송수신할 수 있다
본 발명의 하나의 실시예에 따른 교통수단 시스템, 무선 노선 기지국, 역 기지국과 네트워크로 연결된 사용자 단말을 포함하는 스마트 교통 정보 제공 시스템을 이용한 교통 안내 방법에서, 사용자 단말은 출발지점, 도착지점 그리고 환승지점 중에서 하나 이상을 포함하는 입력정보를 수신하는 단계, 사용자 단말은 교통수단 시스템, 노선 기지국 또는 역기지국 중에서 하나 이상과 무선 통신을 통해 해당 교통수단의 실시간 교통 정보를 수신하는 단계, 입력 정보와 교통 정보를 비교하여, 입력 정보에 따른 이동 방향과 교통 수단의 진행방향 그리고 정차 지점 또는 정차 예정 지점의 일치 여부 또는 현재 시점의 위치 정보가 환승지점 또는 도착지점과 일치 여부를 판단하는 단계, 그리고 일치 여부를 판단한 결과에 기초하여 안내 메시지를 생성하고 안내 메시지를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 이동환경 무선 통신을 통한 실시간 교통 정보에 기초하여 탑승하고자 하는 교통 수단의 승하차 알림, 환승지점 정보 제공 그리고 이동 경로, 탑승착오와 경로착오 시 경로수정 등에 대해 보다 정확한 교통 안내를 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 교통 안전에 대한 위급 사항이 발생하면 위급 상황에 대해 연동된 해당 교통수단의 탑승자에 대해 알림 메시지를 전송할 수 있어 안전하고 신속하게 안전상황에 대한 대처가 가능하다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 각 교통 수단마다 접속되는 단말의 정보에 따라 사고발생 시 탑승 인원을 예측하여 구조에 활용하거나 단말의 분실 방지 및 관련 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 탑승하고자 하는 교통수단의 정보가 없다고 하더라도 주소 또는 건물명을 이용하여 교통 안내를 제공할 수 있으며, 주변 관광정보 또는 지리적 특이사항을 실시간 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 지하 공간이며 운행노선의 높이가 상이한 열차간의 무선 통신에도 적용가능하기 때문에 열차간 빠른 정보 공유로 인한 실시간 정확한 교통 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 교통 정보 제공 시스템을 포함하는 통신 네트워크를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 교통수단 시스템과 무선 노선 기지국간에 통신을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 교통수단시스템, 무선 노선 기지국 그리고 역 기지국 간에 통신을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 사용자 단말을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 교통 정보 제공 시스템의 교통 안내 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 열차에서 제공되는 실시간 교통 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 환승 역에서 교차하는 열차의 정보를 송수신하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 교통 정보 제공 시스템에서 돌발 상황에 따른 정보 제공하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 초고속 내부 통신과 무선 통신이 결합되어 데이터를 송수신하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
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.
명세서 상에서 '노선'은 철도 선로, 버스 선로 따위와 같이 일정한 두 지점을 정기적으로 오가는 교통선을 의미한다.
명세서 상에서 '교통수단 시스템'은 지하철, 철도, 버스와 같이 미리 설정된 이동 경로를 따라 이동하는 교통수단마다 장착된 시스템을 의미하지만 이에 한정하는 것은 아니고, 실시예에 따라 일반 차량을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 교통 정보 제공 시스템을 포함하는 통신 네트워크를 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 스마트 교통 정보 제공 시스템은 중앙관제센터(100), 무선 기지국 센터(200), 교통수단시스템(300) 그리고 사용자 단말(400)을 포함한다.
여기서 네트워크는 유선 통신 네트워크, 근거리 또는 원거리 무선 통신 네트워크, 이들이 혼합된 네트워크 등 데이터를 전달하는 모든 형태의 통신 네트워크를 포함할 수 있다.
중앙관제센터(100)는 관할 교통수단이 미리 설정된 노선을 따라 이동하는 전 과정을 모니터링하며, 해당 교통수단이 운행을 제어하는 중앙관제 센터의 서버를 의미한다.
중앙관제센터(100)는 교통수단에 설치되어 구동되는 통신 모뎀 단말로부터 노선 상에 위치하는 무선 노선 기지국을 통해 해당 교통수단으로부터 운행 정보, 돌발 상황 정보, 돌발 상황 알림 메시지 등을 송수신할 수 있다. 또한 역기지국에 설치되어 있는 초고속 내부통신망을 이용하여 역과 역사이 혹은 다른 노선상의 역을 연결하여 정보를 전달한 후 이를 기점으로 하여 다시 다른 노선상의 차량단말과 무선으로 송수신 할 수 있다. 이러한 역과 역사이의 내부통신망은 초고속 유선망을 기본으로 하되, 이에 국한하지 않는다. 예를 들면, 역 기지국들 사이에 통신을 초고속 무선 이동통신망 (5G)으로 연결하는 것이 가능하다.
그리고 중앙관제센터(100)는 돌발 상황에 대한 정보를 수신하면, 해당 돌발 상황을 분석하여 대응되는 관계 기관, 관리자, 의료 기관, 교통 기관 등으로 연결을 수행한다.
무선 기지국 센터(200)은 복수 개의 무선 노선 기지국을 제어하는 센터의 서버 등을 포함한 시스템을 의미한다. 무선 노선 기지국은 노선 상에 위치하며, 노선 관제 센서(500)와 유선 또는 무선으로 통신을 수행하고, 교통수단시스템(300)과 유선 또는 무선으로 통신을 수행한다. 해당 노선의 무선노선기지국은 각 역에 있는 무선 역 기지국 단말(210)과 역과 역 사이에 위치하는 무선 역간 노선기지국 단말(220)로 분류된다. 상기한 바와 같이 별도로 각각 명시가 필요한 경우를 제외하고는 본 명세서에서는 이를 통합하여 무선 노선 기지국으로 명칭한다. 무선 기지국 센터(200)은 역기지국(110)과 동일한 위치에 설치될 수 있으나 꼭 이와 같이 제한되는 것은 아니다.
이때, 무선 노선 기지국과 교통수단시스템(300)은 움직이는 차량에서도 모든 정보 교환이 가능한 V2X(Vehicle-To-Everything)을 수행하는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 통신을 이용하여 통신을 수행할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
여기서, WAVE(웨이브) 통신은 고속 이동 시에도 빠르고 안정적인 접속을 제공하며, 필드형 데이터 통신 및 통신 반경을 넓게 제공하고, 차량간(V2V) 통신 지원이 가능하고, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조방식으로서 반사파가 많은 경우에도 안정적인 통신을 제공한다는 장점이 있다. 상세하게는 WAVE는 실시간 차량간 통신으로서, 최대 200km/h 속도의 차량에서 전송 속도 10Mbps 이상, 전송 지연 100ms 이하로 1:n (1:1은 물론) broadcast 통신이 가능하다
그리고 교통수단시스템(300)은 하나의 교통수단에 장착된 일종의 시스템으로 유선 또는 무선 네트워크(Wired and Wireless Telecommunication Network)를 포함한다. 여기서, 교통 수단은 열차, 지하철, 트램, 버스 등과 같은 미리 설정된 노선에 따라 움직이는 모든 교통 수단을 의미한다.
교통수단시스템(300)은 유선 또는 무선 네트워크를 통해 교통수단간(V2V: Vehicle-to-Vehicle), 차량-기지국간 (V2I: Vehicle-to-Infrastructure, 차량-선로변 인프라(무선신호 송출장치, 기지국등)간) 그리고 사용자 단말(400)과의 통신을 제공할 수 있다.
사용자 단말(400)은 교통수단을 이용하고자 하는 사용자가 소유한 단말로, 스마트 이동 단말을 의미한다.
이때, 사용자 단말(400)에 미리 설치된 소프트웨어 애플리케이션 (Application)을 통해 교통수단 안내 메시지 또는 돌발 상황 안내 메시지를 제공할 수 있다.
또한, 사용자 단말(400)의 현재 시점의 위치 정보 또는 출발지점, 환승지점, 도착지점등 특정 지점에 대응하여 주변 관광정보 또는 지리적 특징에 따른 정보 등을 실시간으로 제공할 수 있다.
사용자 단말(400)은 교통수단시스템(300)에서 제공하는 무선 공유 장치 (Wireless Access Point, AP) (360)에 동기화하여, 블루투스, 와이파이, 지그비 등의 방식을 통해 통신을 수행한다. 상기한 방식의 무선통신방식들 중의 하나를 사용하나 이러한 무선통신에 국한하는 것은 아니며, 새로운 무선통신방식을 채택하여 사용할 수 있다.
이때, 지그비 통신의 경우, 사용자 단말(400)의 핵심 메인보드에 내입 또는 장착하거나 유심칩에 내입하여 이용될 수 있으며, 사용자 단말(400)의 외부에 장착된 지그비 통신 모듈을 이용할 수 있다.
한편, 차량 관제 센서(370)와 노선 관제 센서(500)을 통해 교통수단이 이동하는 노선상에 돌발 상황을 감지하여 해당 돌발상황 정보를 중앙관제센터(100)와 교통수단시스템(300)에 공유할 수 있다.
노선 관제 센서(500)은 노선상에 위치하며, 장애물, 사고, 정체 여부, 이상 상황 등을 감지할 수 있다. 이때, 노선 관제 센서(500)은 CCTV(카메라), LIDAR, 장애물검지센서, RADAR등을 통해 재난 인식 또는 장애물의 유무를 감지하는 노선상의 각종 관제 센서등을 포함한다. 이외에도 차량 관제 센서는 교통수단의 외부에 장착하며 카메라, LIDAR, 장애물검지센서 등을 포함한다.
또한, 노선 관제 센서(500)은 무선 노선 기지국 (220,210)과 긴밀한 통신을 수행하기 위해 동일한 위치 또는 근거리에 설치될 수 있다. 보다 정확한 장애물, 돌발 상황, 사고등을 감지하기 위해 노선 관제 센서(500)는 무선 노선 기지국 (220,210) 보다 더 많이 설치되어 정보를 송수신할 수 있으며, 이 두 장치간에는 유선 (또는 무선)으로 송수신 한다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 교통수단시스템과 무선 노선 기지국간에 통신을 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 중앙관제센터(100)는 중앙관제센터의 서버와 제어장치 등을 포함한 시스템으로 각 개별 교통 수단의 네트워크 서버(310, TNS)와 차량네트워크 제어 장치(320, TNCS), 각 역 기지국, 각 역 기지국(110), 그리고 무선 기지국 센터(200)와 통신을 통해 전체적인 교통수단간의 교통 정보를 수집하고 분석할 수 있다. 또한 중앙관제센터(100)는 이러한 정보를 기초하여 각각의 교통 수단에 적용되는 제어신호를 생성하여 제어 및 관리할 수 있다.
이때, 각 교통 수단이 정차하는 지점에 설치된 역 기지국(110)은 역 기지국간에 초고속 내부 통신망을 구축하고 통신을 수행한다. 또한 역 기지국(110)은 중앙관제센터(100), 무선 노선 기지국(210,220), 혹은 무선 기지국 센터(200)와 통신을 통해 교통 정보를 송수신하며, 중앙관제센터(100) 또는 무선 노선 기지국(220)을 통하지 않고도 교통수단시스템(300)과 직접적으로 통신을 수행할 수 있다.
다음으로, 무선 기지국 센터(200)는 무선 노선 기지국(210,220)들의 통신 정보를 수집하고 분석하며, 제어하는 서버등을 포함하는 센터의 시스템을 나타낸다. 그러므로 무선 기지국 센터(200)는 무선 노선 기지국(210,220)과 무선 또는 유선으로 통신하여 교통 정보를 송수신한다. 이때, 무선 노선 기지국(210,220)은 노선에 따라 다수 개 위치하며, 이에 따라 무선 노선 기지국(210,220) 사이에 유무선 브리지를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 무선 노선 기지국(210)은 지하철 역에 설치되고 역과 역 사이에 하나 이상의 무선 노선 기지국(220)이 설치된다. 이때, 통신 환경에 기초하여 노선 기지국(210, 220) 사이에 하나 이상의 유무선 브리지를 설치할 수 있다. 유무선 브리지(230)는 통신 효율의 증가가 필요한 경우에 예비적으로 설치할 수 있다. 여기서, 유무선 브리지는 교통수단시스템(300)의 내부의 무선 차량 단말, 무선 노선 기지국(210, 220)등과 동일한 통신 방식을 사용하거나 별도의 유무선 통신 방법 또는 초고속 이동통신망(5G)을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
교통수단시스템(300)은 각 개별 교통 수단에 장착되어 운행되는 시스템으로 차량네트워크 서버(310), 차량네트워크 제어 장치(320), 차량방송 장치(330), 무선 차량 단말(340), 클라이언트 브리지(350), 무선 공유 장치(360), 그리고 차량 관제 센서(370)을 포함한다.
먼저, 네트워크 서버(310)는 교통 수단에 장착된 서버로, 무선 차량 단말(340)이 외부의 무선 노선 기지국(210,220) 간의 데이터를 송수신하는 것을 제어하거나 열차의 각 차량에 설치된 클라이언트 브리지(350) 사이에서의 데이터를 송수신하는 것을 제어할 수 있다.
이때, 차량 네트워크 서버(310)는 별도의 데이터베이스(미도시함)을 구비하여 해당 교통수단의 기본 정보를 저장하고 있으며, 실시간으로 운행 관련 기록, 돌발 상황 정보 등이 발생하면 해당 정보를 저장할 수 있다.
예를 들어, 차량 네트워크 서버(310)는 해당 교통수단의 노선, 일련번호, 운행 이력, 수리 이력, 운행 시간, 정차 시간, 역 구간별 거리, 교통 수단이 포함하는 영역의 일련번호와 같은 인덱스 정보, 장착된 모뎀ID, 무선 공유 장치 ID, 차량의 이상상태 및 알림, 사고 및 안전 상황, 탑승자정보 등이 저장할 수 있다.
또한, 차량 네트워크 서버(310)는 실시간으로 유선 또는 무선 통신을 통해, 중앙관제센터(100), 무선 기지국 센터(200), 무선 노선 기지국(210, 220), 사용자 단말(400), 상이한 다른 교통수단(300) 등으로부터 데이터를 수신하면, 해당 데이터를 리스트화하여 저장할 수 있다.
예를 들어 해당 교통수단에 장착된 복수개의 무선 공유 장치(370)에 접속한 사용자 단말(400)에 대해 각 개별 단말 ID를 날짜, 교통수단의 영역, 시간 등을 기준으로 리스트화하여 저장할 수 있다. 이러한 리스트를 통해 사고 발생시, 탑승인원에 대한 정보를 예측하거나 분실 또는 도난에 대한 사고에 대응하여 수사 정보를 제공할 수 있다.
그리고 차량 네트워크 서버(310)는 상이한 다른 교통수단으로부터 돌발 상황 안내 메시지를 수신하면, 수신한 메시지와 함께, 수신한 교통수단 ID, 수신한 날짜, 시간 등을 포함하여 저장할 수 있다.
차량 네트워크 제어 장치(320)는 교통수단에 장착된 제어 장치, 구동 장치, 교통수단 내의 장치의 이상 감지 장치 등을 포함한다. 그리고 상세하게는 차량네트워크 제어 장치(320)은 교통수단의 운행에 관련된 제어 시스템을 포함하며, 교통수단의 구동에 대한 이상 증상, 이상 신호, 해당 교통수단의 속도, 방향, 정차 시간, 운행 시간 등에 대한 제어 및 관리하는 시스템을 모두 포함한다. 무선차량단말 (340)/ 차량관제센서 (370), 노선기지국(210,200)/ 노선관제센서(500)에서 수집된 교통안내 및 교통안전 관련 정보는 차량 네트워크 서버(310)에 실시간으로 전달된 후, 분석되어 차량네트워크 제어 장치(320)를 통하여 교통수단(300)을 제어한다.
차량네트워크 제어 장치(320)와 차량방송장치(330)는 통상적으로 차량네트워크 서버(310)를 통하여 제어되나, 차량의 서버가 동작되지 않는 비상시에는 중앙관제시스템(100)에서 원격으로 제어될 수 있다.
차량방송 장치(330)는 교통수단내부에 알림 메시지를 음성으로 송신하거나 교통수단내부의 디스플레이 모듈을 통해 알림 메시지를 문자로 표시하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량방송 장치(330)는 다음 정차역에 대한 알림 메시지, 전방 돌발 상황에 대한 현재 교통 수단의 정체 상황, 교통수단내부의 요청 사항 등을 알림 메시지로 생성하고 이를 연동되는 스피커, 디스플레이(LCD등)를 통해 제공할 수 있다.
무선 차량 단말(340)은 무선 노선 기지국(210, 220), 차량 관제 센서(370), 노선 관제 센서(500)와의 통신을 통해 실시간 교통 정보를 생성할 수 있다.
이때, 교통 정보는 해당 교통수단 자체의 정보뿐 아니라 해당 교통수단이 이동 시에 감지될 수 있는 다른 교통수단으로부터 수신한 정보 등을 포함한다.
예를 들어, 교통 정보는 교통수단의 운행 시간, 특정 공간에 도착예정시간, 교통수단의 진행 방향, 교통수단의 노선, 교통수단의 속도, 교통수단의 정차 시간 등을 포함할 수 있다.
이때, 예외적으로 돌발 상황에 대한 정보가 생성되거나 돌발 상황에 대한 안내 메시지를 수신하면, 실시간 교통 정보는 해당 돌발 상황에 대한 메시지를 더 포함할 수 있다.
무선 차량 단말(340)은 도로상에서의 작업 위치 고지, 도로상에 갑작스럽게 발생하는 장애물 고지, 구난차량이 접근시 전방 차량에게 차로변경 고지, 차량의 갑작스런 고장이나 사고시 주변의 차량 및 무선 노선 기지국(210)에 정보 고지, 교통정보 제공, 노선의 노면상태, 전방 차량의 실시간 차량상태 정보(교통수단의 브레이크, 속도/가속도, 수평도, 회전각도등 각종 센서정보)등을 수집하여 후방차량에게 고지, 전방차량의 ECU정보 수집하여 급감속 시 후방차량 및 주변기지국에 안전운전 정보를 제공하는 것이 가능하며, 모든 정보는 주변의 차량, 무선 노선 기지국(210, 220)과 무선 기지국 센터(200) 그리고 중앙관제센터(100)와 공유한다.
이에 따라 각 노선의 교통수단은 차량 네트워크 서버(310)와 차량네트워크 제어 장치(320)를 통하여 현장에서 교통안내와 안전에 필요한 실시간 차량제어를 실시한다. 또한, 교통수단의 차량 네트워크 서버(310)의 분석 후에 필수적 사항이라고 판단되는 정보는 사용자 단말(400)로 전송할 수 있다.
한편, 기본적으로 하나의 무선 차량 단말(340)이 하나의 교통 수단에 설치되며, 교통수단의 네트워크 서버(310)에 연결되어 클라이언트 브리지(350), 무선 공유 장치(360) 그리고 사용자 단말(400)로 데이터를 전송할 수 있다.
이처럼, 무선 차량 단말(340)은 무선 노선 기지국(210,220) 또는 상이한 교통 수단의 무선 차량 단말, 중앙관제센터 등 교통수단의 외부와의 통신을 수행하는 반면, 교통수단의 네트워크 서버(310)를 통하여 클라이이언트 브릿지(350)과 무선 공유 장치(360)는 교통 수단의 내부에 위치하는 사용자 단말(400)과 통신을 수행한다.
클라이언트 브리지(350)는 교통수단의 네트워크 서버(310)와 통신을 하고, 클라이언트 브리지(230)에는 복수개의 무선 공유 장치(360)가 연결되어 있다. 예를 들면, 전철의 경우에 1개의 차량은 복수개의 객차가 연결되어 있으므로, 복수개의 무선 공유 장치(360)가 필요하며 이러한 복수개의 무선 공유 장치(360)를 콘트롤하며, 정보를 전달하는 클라이언트 브리지(350)가 필요하다.
여기서, 복수개의 무선 공유 장치(360)는 블루투스, 와이파이, 지그비등의 방식을 통해 사용자 단말(400)과 통신을 수행할 수 있다. 상기 무선통신방식에 국한하지 않는다.
특히, 무선 공유 장치(360)는 교통 수단 내부 또는 근접한 위치에 있는 사용자 단말(400)을 자동 인식하거나 데이터를 송수신할 수 있다.
이는 사용자 단말(400)이 무선 통신중의 하나에 연결되어 있거나 혹은 교통 안내 앱에 연결되어 있을 경우에 파악이 가능하다. 또 다른 방법으로는 이동통신망에 연결되어 있는 사용자의 단말을 인지함에 의하여 파악하는 것도 가능하다.
클라이언트 브리지(350)와 무선 공유 장치(360)는 돌발 상황에 대한 메시지를 수신하는 경우는 긴급으로 사용자 단말(400)로 메시지가 전송될 수 있다.
예를 들어, 교통수단이 열차, 버스와 같은 대중교통인 경우 동일 노선이 열차 또는 버스간에는 운행 중 실시간 교통 정보를 전송하여 해당 노선에 대한 정보를 공유한다. 그러던 중 돌발 상황 정보가 생성되면 일반적인 공유 정보보다 우선적으로 긴급으로 설정되어 돌발 상황 정보가 전송될 수 있다.
그리고 차량 관제 센서(370)는 차량 전후방 또는 측면에 카메라, Lidar(Light Detection And Ranging)을 설치하여 돌발상황, 전후 차량, 사람과 물체등을 인식할 수 있다. 또한 노선관제센서(500) 는 노선상에 설치하여 돌발상황, 사람과 물체등을 인식할 수 있다. 이렇게 인식된 교통안전관련 정보는 실시간으로 무선 차량단말(340)과 무선 노선 기지국(210,220)에 전달되며, 이 정보는 역기지국(110) 또는 중앙관제센터(100)에서 분석한 후 초고속 내부통신망 (125)을 통하여 전 노선의 차량으로 전달되고 공유될 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 교통수단시스템, 무선 노선 기지국 그리고 역 기지국 간에 통신을 나타낸 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 각 지하철 역에는 역 기지국 (110)이 설치되며, 역 기지국 (110-1,...,110-j,...,100-J)간에는 초고속 내부 통신망 (125)을 구축된다.
또한, 역 기지국(110-1)에는 '차량무선-내부통신망 통신교환장치(111-1)가 장착되어, 차량무선통신 (V2X) 과 초고속 내부 통신망 (intranet)을 복합하여 정보를 교환을 수행할 수 있다.
이에 따라 역 기지국(110)은 교통수단 시스템(300) 내 차량무선단말 (340)과 무선노선기지국(210,220) 를 통하여 수집한 정보를 역 기지국(110)의 내부 통신망을 이용하여 각 역 기지국(110)에 신속하게 전송할 수 있다.
그러므로 역 기지국(110)은 중앙관제센터(100)와 무선 기지국 센터(200)를 통하지 않고도 전체 노선의 차량에 정보전달이 가능하다.
따라서, 역 기지국(110)의 초고속 내부 통신망과 통신교환장치(111)을 이용하면 차량 무선 통신(V2X)에서 수집한 정보를 실시간으로 전 노선에서 공유할 수 있는 역 내부통신망 - 무선 통신망을 통합한 스마트 복합 통신 그리드망이 구축될 수 있다.
내부 통신망은 초고속 유선망 방식으로 구축되는 것을 기본으로 하나 이에 국한하지 않으며, 초고속 이동통신망 (5G) 혹은 미래의 초고속 무선망 방식도 포함될 수 있으며, 각 경우에 해당 통신장비와 중계기등의 설치가 필요하다.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 교통수단 시스템(300-1)은 교통 정보를 무선 노선 기지국(210/220)에 전달하면, 무선 노선 기지국(210/220)은 인접한 제1 역 기지국(110-1)에 전달하거나 유무선 브리지(230)를 통해 일정 거리 이상 떨어진 다른 무선 노선 기지국(210/220)으로 전달할 수 있다.
이때, 전달받은 다른 무선 노선 기지국(210/220)은 해당 교통 정보를 인접한 제j역 기지국(110-j) 또는 인접한 교통수단시스템(300-2)으로 전달할 수 있다.
한편, 교통수단시스템(300-1)은 교통 정보를 제1 역 기지국(110-1)에 전달하면, 제1 역 기지국(110-1) 내부에 설치된 통신 교환 장치(111-1)를 통해 차량무선통신 (V2X)으로 수신한 데이터를 초고속 내부 통신망 (intranet, 125)로 제 j 역 기지국(100-j)에 전송할 수 있다.
그러면, 제 j 역 기지국(110-j)은 내부에 설치된 통신 교환 장치(111- j)를 통해 초고속 내부 통신망 (intranet, 125)으로 수신한 데이터를 차량무선통신 (V2X)으로 무선 노선 기지국(210/220) 또는 교통수단시스템(300-2)으로 전달할 수 있다. 통신 교환 장치는 양방향으로 송수신이 가능하다.
한편, 각 역의 기지국(110)은 기지국 내부망을 이용하여 중앙관제센터(100)와 노선기지국센터(200)에 정보를 전달하는 것이 가능하다. 이때 전달되고 공유되는 정보는 국지적 현장(local site)에서 무선차량단말 (340), 노선기지국(210,200)과 차량관제센서 (370)과 노선관제센서(500)에서 실시간으로(real-time) 수집되고 생성된 모든 정보를 포함한다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 사용자 단말을 나타낸 구성도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 사용자 단말(400)은 CPU(410), 교통 안내 앱(420), 표시 장치부(430), 데이터 입력부(440), 메모리(450), 데이터베이스(460) 그리고 무선 모듈(470)을 포함한다.
먼저, CPU(410)는 단말에 제공하는 서비스 정보 또는 서비스 정보를 제어하는 액션(action) 정보를 처리하는 프로세서를 의미한다.
교통 안내 앱(420)은 사용자 단말(400)에 미리 설치된 애플리케이션(Application)으로 사용자에게 입력받은 교통 경로에 대응하여 실시간 교통 정보를 생성하여 제공할 수 있다. 또한 실시간 주변 돌발 상황에 대한 정보를 안내메시지로 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다.
여기서, 안내 메시지는 팝업창으로 제공될 수 있으며, 문자, 이미지 이외에도 소리(비프음), 진동 또는 점멸 신호등으로도 제공될 수 있으며, 추후에 사용자에 의해 용이하게 변경 설계 가능하다.
교통 안내 앱(420)은 입력받은 지점에 기초하여 하나 이상의 이동 경로를 생성하여 제공한다. 이때, 교통 안내 앱(420)은 이동경로 알고리즘을 통해 하나 이상의 이동경로를 생성할 수 있으며, 시간, 거리, 실시간 교통 상황등에 따른 기준을 통해 추천 리스트를 생성하여 제공할 수 있다.
한편, 교통 안내 앱(420)은 제공한 이동 경로에 대응하여 교통수단 내부에 위치한 상태에서, 실시간 수신받은 교통 수단의 정차 지점 또는 정차 예정 지점이 이동 경로와 상이하면, 현재 정차 지점 또는 정차 예정 지점을 출발 지점으로 추정하여, 도착 지점으로까지의 이동경로를 재생성하여 제공할 수 있다.
또한 교통 안내 앱(420)은 데이터베이스(460)에 저장된 일반적인 통신 수단의 교통 정보와 수신받은 실시간 교통 정보를 이용하여 교통 안내 정보를 생성하여 제공할 수 있다. 교통수단(300)에서 수신받은 안내와 안전관련 교통 정보는 사용자 단말기의 메모리에 별도의 데이터로 저장이 가능하다.
이때, 교통 안내 앱(420)은 실시간 교통 정보를 우선하여 교통 안내 정보를 생성할 수 있으며, 데이터베이스(460)에 저장된 교통 정보 중에서 일정 횟수 이상으로 실시간 교통 정보와 상이한 경우, 데이터베이스(460)에 저장된 데이터를 업데이트되도록 요청할 수 있다.
표시 장치부(430)는 UI 표시 수단으로 장치의 서비스 정보 또는 액션 정보를 실시간으로 출력한다. 표시 장치부(430)는 UI를 직접적 또는 간접적으로 출력하거나 표시하는 독립된 장치일 수도 있으며, 또는 장치의 일부분일 수도 있다.
데이터 입력부(440)는 출발지점, 도착지점 그리고 환승지점 중에서 하나 이상을 입력받는다. 데이터 입력부(440)는 지도에서 어느 지점을 선택받거나 주소, 지점, 건물명 등으로 입력받을 수 있다.
그리고 데이터 입력부(440)는 제공된 이동 경로 중에서 하나의 이동 경로를 선택받는다.
메모리(450)는 정보를 저장하는 장치로, 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory, 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 기타 비휘발성 고체 상태 메모리 장치(non-volatile solid-state memory device) 등의 비휘발성 메모리 등 다양한 종류의 메모리를 포함할 수 있다.
이때, 메모리(450)에는 사용자로부터 입력받은 지점에 기초하여 생성된 이동 경로, 또는 선택받은 이동 경로 등을 저장할 수 있으며, 추후 필요 시에는 이를 재사용할 수 있다.
데이터베이스(460)는 하나 이상의 교통 수단에 대응하여 교통수단 정보, 교통수단의 시간 일정표, 이동 거리, 이동 시간등을 저장한다.
데이터베이스(460)는 중앙관제센터(100)와 같이 교통 수단을 관제하는 기관에서 제공하는 데이터를 저장하고 있으며, 교통 안내 앱(420)의 업데이트 요청에 따라 중앙관제센터(100)에 접속하여 해당 데이터를 업데이트할 수 있다.
무선 모듈(470)은 교통수단시스템(300)의 무선 공유 장치(360)에 동기화되어 실시간 교통 정보를 수신한다. 이때, 별도의 실시간 교통 정보를 처리하는 서버 또는 사이트와 연결되어 실시간 교통 정보를 수집할 수 있다. 무선 모듈(470)의 통신 방식은 국지적인 와이파이, 블루투스, 지그비등을 사용하나 이 통신 방식에 국한하지는 않는다.
또한, 무선 모듈(470)은 무선 노선 기지국(210) 또는 역 기지국(110)과 네트워크로 연결되어 실시간 교통 정보를 수신할 수 있다. 여기서 네트워크는 근거리 또는 원거리 무선 통신 네트워크, 이들이 혼합된 네트워크 등 데이터를 전달하는 모든 형태의 통신 네트워크를 포함할 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 이용하여 교통수단을 이용하는 사용자 단말로 교통 안내를 수행하는 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 5은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 교통 정보 제공 시스템의 교통 안내 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 열차에서 제공되는 실시간 교통 정보를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 사용자 단말(400)은 출발지점, 도착지점 그리고 환승지점 중에서 하나 이상을 입력받는다(S410).
이때, 사용자 단말(400)은 반드시 도착지점에 대한 정보를 입력받아야 하며, 출발지점과 환승지점은 선택적으로 입력받을 수 있다.
예를 들면, 출발지점과 도착지점을 입력받으면 자동으로 하나 이상의 이동 경로를 생성하면서 교통수단이 변경되어야 하는 지점을 환승지점으로 설정될 수 있다. 또한, 도착지점만 입력받으면, 출발지점을 자동으로 현재 사용자 단말(400)의 위치로 추정할 수 있다.
그 외에도 사용자 단말(400)은 지도를 제공하여 해당 지점을 선택받거나 주소명 또는 건물명 등을 입력받을 수도 있다.
이처럼 사용자 단말(400)은 도착지점 (과 출발지점)을 입력받으면, 미리 저장된 교통수단, 교통수단의 시간 일정표, 이동 거리, 이동 시간 등을 이용하여 실시간으로 이동경로를 생성할 수 있다.
사용자 단말(400)은 별도로 중앙관제센터(100) 또는 무선차량 단말(340)과 무선 노선 기지국(210, 220)으로부터 현재 시점에서의 교통 상황 정보를 수집하고, 수집한 교통 상황 정보를 통해 교통수단의 정체등을 고려하여 최적 이동경로 생성 알고리즘을 통해 이동 경로를 생성할 수 있다.
이때, 사용자 단말(400)은 교통 수단을 탑승하기 위한 대기 영역인 탑승 위치에 위치하면, 접속 가능한 거리 이내에 위치한 역 기지국(110), 무선기지국센터(200), 또는 무선 노선 기지국(210)등과 통신을 수행할 수 있다.
이때, 사용자 단말(400)은 무선 노선 기지국(210) 또는 역 기지국(110)으로부터 해당 탑승 위치에서 탑승가능한 교통수단의 노선/역/ 방향 정보를 수신할 수 있다.
그리고 사용자 단말(400)은 교통수단탑승 전에 수신한 방향 정보와 입력정보를 비교하여 일치하지 않은 경우, 입력정보와 일치하는 교통수단을 탑승하기 위한 탑승 위치의 위치와 탑승 위치로의 경로를 생성하여 안내할 수 있다.
이처럼, 사용자 단말(400)은 입력정보와 일치하는 방향으로 이동하는 교통수단에 탑승할 수 있도록 탑승 전에 정보를 제공할 수 있다.
다음으로 사용자 단말(400)은 교통수단시스템(300)과 통신을 통해 해당 교통수단의 노선/역/ 방향 정보를 수신한다(S420).
사용자 단말(400)은 교통수단내부에 설치된 교통수단시스템(300)으로부터 수신하는 정보를 통해 노선, 역, 방향 정보 이외에도 해당 교통수단의 고유 인덱스를 통해 보다 구체적인 열차의 위치 정보를 수신할 수 있다.
이하에서는 교통수단에 대해 설정되는 고유 인덱스에 대해 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 교통수단이 i노선으로 이동하며, j 정류역 (Sij Station)을 출발하여 j+1 정류역(Sij+1 Station)으로 향하는 열차를 실시예로하여 설명한다.
i열차노선에서 d방향으로 향하는 k열차의 해당 지하철의 조종실에는 열차 네트워크 서버(TNSidk, 310)와 차량네트워크 제어 장치(TNCSidk, 320)가 설치되어 있다. 해당 열차 네트워크 서버(TNSidk, 310)에는 지나가는 정류역을 자동으로 인식하고 데이터를 수집하기 위해 각 열차의 조종실에 무선 차량 브릿지 (무선 차량 단말 즉, 무선신호송수신 장치) (340, WTBidk)를 설치한다. 정류역에는 무선 역기지국 단말 (210, WSBij)을 설치하고 역간 (즉, 역과 역사이)의 무선 노선 기지국 단말(220, WSBijp)을 설치한다. 즉, 무선 노선 기지국은 무선신호송수신 장치로서 역에 설치된 무선 역기지국 단말(210)과 역간에 설치된 무선 노선 기지국 단말(220)로 구분된다.
여기서, 무선 노선 기지국(220)은 정류역 이외에도 추가로 역과 역 사이에 설치하여, 이동하는 지하철의 무선 차량 단말(340)과 서로 통신을 하여 교통수단시스템(300)은 평균운행속도와 도착시간을 정확하게 예측 및 검증할 수 있다. 즉, 무선 차량 단말(340, WTBidk)은 정류역에 설치된 무선 역 기지국(210, WSBij) 과 역간에 설치된 무선 노선 기지국(220, WSBijp)과 데이터를 송수신 하여 차량과 기지국들간에 교통안내와 안전과 관련된 모든 정보 (V2X: Vehicle-to-Everything)를 수집하며 실시간으로 정보를 교환한다.
그러므로, 현재 차량이 노선상에 어느 위치에 있는지를 파악이 가능하며 예측된 역 (혹은 역간) 통과시간을 검증하고 확인할 수 있다.
상세하게는 교통수단시스템(300)의 실시간 통신을 통해 현재 교통 수단이 역과 역 사이에 어느 위치에 있는 지에 대한 정보가 실시간으로 무선 노선 기지국(210,220)을 통해 다른 교통수단시스템과 공유되며, 이를 통해 해당 교통 수단의 도착 정보 또는 방향 정보를 정확하게 확인할 수 있다.
그리고 교통수단시스템(300)은 교통수단이 복수개의 열차로 형성되어 있는 경우, 각 열차별로 식별 번호를 생성하여 관리할 수 있다.
다시 말해, 교통수단에 대해서 k, 노선 방향은 d(상행선 d=1, 하행선 d=2), 노선은 i, 정류장 j으로 표기하여 교통수단의 인덱스를 형성한다.
또한, 한 개의 열차에 여러 개의 객차가 연결되어 있는 경우, 각 연결된 객차에 대해서 m, 각 객차에 설치된 다수의 무선공유 장치는 통상적으로 차량문 개수만큼 설치될 수 있으며, n으로 형성할 수 있다. 그리고 시내버스의 경우는 k는 운행노선상의 각 방향으로 운영 중인 버스가 수가 되고, m=1로 표시할 수 있다. 또한, 버스의 경우에는 통상 무선 공유장치(AP)는 n=1이나, 여러층으로 되어 있거나 복수개의 객차인 경우에는 n개의 무선 공유 장치를 설치하여 탑승자와 정보교환 처리를 한다.
예를 들어, 지하철 3호선이 상행선으로 이동하는 7개의 열차가 운행되고 있다면, k는 순차적으로 1부터 7까지 각각의 열차에 대해 번호가 할당되고, 각 열차가 4량인 경우, m은 1에서 4로 표시될 수 있다. 그리고 한 차량에 무선공유 장치가 2개 있으면, n은 1과 2로 표시될 수 있다.
다음은 전철 노선을 예를 들어 부호를 명기하여 설명한다.
전철 철도선은 Rid(+노선방향, 각 노선과 노선의 방향에서의 철도선노선), 역은 Sij(노선+정류장, i열차노선의 j역), 열차는 Tidk(노선+노선방향+운행되고 있는 열차의 수, i열차노선에서 d방향으로 향하는 k열차), 객차는 TMidk(노선+노선방향+운행되고 있는 열차의 수, 열차노선에서 d방향으로 향하는 k열차에 소속된 m번째 객차)로 표시할 수 있다.
이처럼, 각 지하철의 열차(와 열차를 구성하는) 객차마다 인덱스 정보(TCBidkmn, TMidk, APidkmn, Tidk, WTBidk, WSBidj)들을 형성하며, 이러한 인덱스 정보를 통해 사용자 단말(400)은 현재 시점에서의 열차내 위치 정보를 정확하게 확인할 수 있다.
이러한 인덱스 정보를 통해 사용자 단말(400)은 현재 시점에서의 열차내 위치 정보를 정확하게 확인할 수 있다.
여기서, TCBidkmn는 i열차노선에서 d방향으로 향하는 k열차에 소속된 m번째 객차에 설치된 m번째 클라이언트 브리지(Client Bridge), TMidk는 i열차노선에서 d방향으로 향하는 k 열차에 소속된 m번째 객차 정보를 나타낸다. 그리고 APidkmn는 i열차노선에서 d방향으로 향하는 k열차에 소속된 m번째 객차에 설치된 m번째 Client Bridge에 연결된 n번째 무선 공유 장치, Tidk는 i열차노선에서 d방향으로 향하는 k 열차이고, WTBidk는 i열차노선에서 d방향으로 향하는 k열차에 소속된 무선차량단말 무선차량브리지(Wireless Train Bridge; '무선차량단말')를 나타낸다. 또한, WSBidj 무선신호 송수신 장치로서 i열차노선의 d방향의 j역에 설치된 무선 역 브리지 (Wireless Station Bridge, 230)나타낸다. WSBijp는 i열차노선의 j역 근거리에 설치되어 있는 p번째 (p= 1,2,..p.,,P) 무선 역 브리지 (이후'무선노선기지국' 혹은 '무선노선기지국단말' (220) 이라 명칭한다) 이다. 무선 역기지국에서는 인덱스 p는 존재하지 않는다. 무선노선기지국은 무선 안테나를 포함한다.
다시 말해, WTBidk는 각 노선에 운행중인 각 열차의 운전실에 설치된 무선차량 단말 (실시예를 들면, WAVE(웨이브) 모뎀)이고, WSBidj는 역에 설치된 무선 노선 기지국 (210) (즉, 실시예로'WAVE(웨이브) 기지국 단말')을 의미한다. 정차역과 정차역, 즉 역간 사이에 설치되어 있는 무선 노선 기지국(220) 은 WSBidjp 로 표현된다.
또한, 노선 관제 센서(500,Road Monitoring Sensor)는 RMSidjq로 표현할 수 있으며, 인덱스 q를 이용하여 역간 (역과 역 사이에) 무선 노선 기지국(210)과는 다른 위치에 설치된 경우를 구분할 수 있다. 그리고 차량관제센서(370, Train Monitoring Sensor)은 차량에 설치된 관제 센서로, RMSidk로 부호로 표기 가능하다. 이와 같은 상세 운영방법은 중요한 교통안내와 교통안전 플랫폼을 형성하는 기본 구성요소가 된다.
한편, 차선이 많지 않고 보통 단일 차선인 전철(지하철) 노선의 경우 (대부분 양방향 1차선), 무선 노선 기지국(210)은 방향과 상관없이 공유가 가능하며, 더불어 노선 관제 센서(500)는 한 노선의 방향별로는 센서의 측정범위에 따라 분리하거나 혹은 공동으로 설치하여 운영할 수 있다. 반면, 고속도로등 다차선으로 이뤄진 노선인 경우, 무선 노선 기지국(210)와 노선 관제 센서(500)는 방향 별로 별도로 설치하여 운영할 수 있다.
상기한 플랫폼과 시스템에 추가적으로 유무선 브리지(230)는 역 혹은 역사이에 설치될 수 있는 데, 이는 무선 노선기지국 (220), 무선차량단말(340)등을 보다 효율적으로 네트워크화 하고 보다 광법위하게 V2X을 하기 위하여 필요할 수 있다. 특히, 역과 역사이 거리가 멀고 좀 더 통신범위를 광범위하게 묶을 경우에 예비적으로 필요하다.
유무선 브리지(230)는 동일한 통신방식을 사용하는 무선차량단말(340), 무선 노선기지국 (210, 220)등과 통신방식 (예를 들면 WAVE)이 동일할 필요가 없으며 다만 이들과 정보 교환을 할 수 있도록 구성한다. 유무선 브리지(230) 간에 더 강력한 파워와 고성능화된 안테나를 사용함으로써 광대역을 커버하고 보다 신속하게 정보를 전달할 수 있다. 이러한 기능을 예비적으로 갖춤으로써 보다 효율적인 정보 전달과 공유가 가능하다.
예를 들면 무선차량단말(340)과 무선 노선기지국 (210, 220)등에서 WAVE로 송수신되는 정보(V2X) 를 유무선 브리지(230)는 초고속 유선, 무선 IEEE 802.11 aL (L=j, k, x, y, z 승인 대기 중인 와이파이 표준 )혹은 초고속 무선이동통신망 (5G) 으로 송수신이 가능하다. 유선의 경우에는 선을 연결하는 수고가 필요하며, 무선통신망은 여러 지점에 복수개의 무선단말 혹은 이동통신(5G) 중계기의 설치가 필요하다.
상기한 바와 같은, 각각의 인덱스를 통해 교통안내와 교통안전 시스템을 모든 경우의 수를 고려하여 플랫폼화고 운용 소프트웨어를 구성할 수 있으며, 이러한 방법을 통하여 사용자 단말(400)은 보다 구체적인 열차의 차량 정보를 수신받을 수 있다. 이러한 교통안내 플랫폼은 향후에 운전자 없이 교통수단과 탑승자가 소통하며 운행하는 자율주행 교통수단에 매우 중요한 핵심 역할을 수행할 수 있다.
상기한 식별 인덱스는 하나의 예시로 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
만약, 무선 공유 장치(360)와 동기화되지 않으면, 사용자 단말(400)은 계속 무선 신호를 찾아 연결할 수 있도록 설정할 수 있다.
이처럼, 사용자 단말(400)과 무선 공유 장치가 동기화가 되면, 무선 공유 장치를 통해 교통수단시스템(300)으로부터 열차의 현재 위치, 정차 지점, 혹은 정차 예정 지점, 또는 통과한 역의 정보, 역의 위치 정보, 역사 정보, 노선, 열차의 진행 방향, 차량의 인덱스 등에서 하나 이상을 포함하는 실시간 교통 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 실시간 교통 정보는 열차 내 장착된 교통수단시스템(300)과 역과 역간에 구비된 무선 노선 기지국(210, 220) 혹은 역 기지국(120)을 통해 상호인식을 수행하고, 현재 시점에서 해당 열차의 위치를 포함한 교통안내에 관련된 정보가 각 열차에 설치되어 있는 클라이언트 브리지(TCBidkm)를 거쳐 무선 공유 장치 (APidkmn) 에 전달할 수 있다. 그러면, 열차에 설치된 교통수단시스템(300)는 이 역에 대한 정보들을 국지적(local) 무선 통신인 Wi-Fi, 블루투스, 혹은 지그비(ZigBee) 등의 방식 등을 통해 각 사용자 단말(400)에 전달될 수 있다. 물론 사용자 단말(400)이 역에 위치하여 있는 경우에도 상기한 통신 방법등을 통하여 실시간으로 교통 안내 및 안전 정보를 받을 수 있다.
다음으로 사용자 단말(400)은 입력 정보와 열차의 진행 방향과 노선이 일치하는 지 확인한다(S430).
사용자 단말(400)은 사용자가 해당 열차에 인접하게 위치하거나 해당 열차에 탑승하여 수신한 실시간 교통 정보를 이용하여 가장 먼저 진행 방향과 노선을 재확인할 수 있다.
사용자 단말(400)은 실시간 교통 정보에서 해당 열차의 전역과 현재 위치의 역 정보를 이용하거나 노선 정보 등을 통해 이용하고자 하는 열차의 구간과 일치하는 지를 확인할 수 있다.
한편, 노선 정보가 동일하더라도, 급행 열차와 완행 열차간의 정차하는 역이 상이하거나 일부 구간만 운행하는 열차가 있기 때문에, 사용자 단말(400)은 노선 정보와 함께, 열차 정보를 더 확인할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(400)은 입력지점과 도착지점에 대응하는 열차 역을 추출하고, 추출된 열차 역에서 정차하는 지 여부를 확인할 수 있다.
이에, 사용자 단말(400)은 입력 정보와 열차의 진행 방향과 노선이 상이하면, 해당 교통 수단에서의 하차 알림과 이동경로 제공할 수 있다(S440).
사용자 단말(400)은 입력정보와 열차의 진행 방향 또는 노선이 상이하면, 해당 교통 수단의 탑승을 제한하기 위한 하차 알림 메시지를 생성하여 제공할 수 있다. 위에서 서술한 바와 같이 상기한 정보들을 현장에서 (in-situ) 실시간으로 (real-time)으로 고지받아야 하는 정보들은 중앙관제센터 (100)에서 열차 차량 내에 구비된 모니터를 통하여 안내하는 다음 하차역 고지를 보고 인지할 수 밖에 없는 상황과 매우 차별되고 진보된 특징이다.
그리고, 입력정보와 동일한 열차를 탑승할 수 있도록 하는 경로 안내 메시지를 생성하여 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(400)은 입력정보와 동일한 열차를 탑승하기 위해 지도와 같은 이미지에서 화살표로 이동 경로를 표시하여 제공할 수 있다.
그리고 해당 지도는 역사 정보에 기초하여 생성될 수 있으며, 사용자 단말(400)은 현재 시점의 위치에서 입력정보에 대응한 열차를 탑승하기 위한 하나 이상의 이동 경로를 생성하고, 생성한 이동 거리 중에서 거리가 가장 짧은 이동 경로를 선택하여 제공할 수 있다.
상세하게는 역사 내부에 BLE (Bluetooth Low Energy, BLE) 방법의 비콘(BEACON)기기 혹은 와이파이 발신장치를 설치하여 탑승자를 정확하게 안내할 수 있다. 이때 상기한 무선 안내 발신 장치는 이동경로를 따라 최대 통신범위의 일정 비율 이하 (예를 들면 80% 이하)의 위치에 복수 개로 설치 될 수 있다.
한편, 사용자 단말(400)은 입력 정보와 열차의 진행 방향과 노선이 일치하면 현재 지점이 환승지점 인지를 확인한다(S450).
이때, 사용자 단말(400)은 입력정보와 열차의 진행 방향과 노선이 일치하면, 해당 열차의 탑승을 권장하는 알림 메시지를 제공할 수 있다.
이때, 사용자 단말(400)은 실시간 교통 정보를 통해 복수개의 열차 내에서 접속된 단말기의 개수를 이용하여 열차 칸 내부에 복잡도를 추정하여, 복잡도가 낮거나 이동 경로상 환승 또는 하차로의 이동 거리가 짧은 구간을 이용할 수 있는 열차 칸을 선택하여 함께 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(400)은 이동 거리가 짧은 열차 칸의 정보 중에서 복잡도가 설정치 이하인 곳을 선택하여 해당 열차칸에 탑승할 수 있도록 알림 메시지를 제공할 수 있다.
객차 칸의 여유, 보통, 혼잡, 매우 혼잡 등과 같이 객차의 최대 탑승 인원을 기준으로 구분된 복잡도에 기초하여 이러한 복잡도 정도를 수치화 하여 나타낼 수 있으며, 특정한 수치를 설정치로 지정할 수 있다. 이러한 지정된 복잡도의 단계, 즉 설정치는 추후에 관리자 또는 사용자에 의해 용이하게 변경 및 설계 가능하다. 그리고 사용자 단말(400)은 미리 지정된 설정치에 의하여 객차의 복잡도가 상대적으로 낮은 단계에 있는 객차로 안내한다. 그러므로 사용자는 보다 쾌적한 객차로 편리하게 탑승할 수 있다. 특히, 임산부 혹은 노약자등의 탑승의 경우에는 필수적인 교통안내가 될 수 있다.
교통수단시스템(300)은 무선통신에 (와이파이, 블루투스, 지그비등) 접속한 탑승자의 숫자만 집계(카운팅)을 이용하거나 탑승자가 소지하는 사용자 단말(400)의 고유기기 번호를 인식하여 각 객차의 탑승자 수를 집계하는 방법을 이용할 수 있다.
다만, 사용자 단말(400)의 위치와 해당 열차의 위치 및 해당 열차의 정차 시간 등을 고려하여 사용자가 긴박하게 탑승될 여지가 있는 경우, 사용자의 안전을 위해 사용자에게 탑승을 권하는 알림 메시지는 생략될 수 있다.
그리고 사용자 단말(400)은 해당 열차에 의해 이동하는 과정에서 미리 설정된 시간 간격마다 현재 지점이 환승지점인지 확인할 수 있다.
이때, 사용자 단말(400)은 현재 지점이 환승지점이면 S440 단계와 같이, 해당 열차의 하차 알림 및 이동 경로를 제공한다.
사용자 단말(400)은 환승지점이면 상이한 노선을 가지는 열차로 승차해야 하기 때문에, 교체 승차를 위해 이동 경로를 제공할 수 있다.
그리고 사용자 단말(400)은 다시 S420 단계와 같이, 새로운 열차의 무선 공유 장치와 동기화를 수행하여 새로운 열차의 실시간 교통 정보를 이용하여 다음 단계를 수행할 수 있다.
한편, 사용자 단말(400)은 현재 지점이 환승지점이 아닌 경우, 해당 지점이 도착지점인지 확인한다(S460).
이때, 사용자 단말(400)은 현재 지점이 도착지점이 아니면, 현재 지점의 위치를 표시하고 환승지점 또는 도착지점까지의 경로를 표시하여 제공한다(S470).
사용자 단말(400)은　화면에 열차 노선도를 표시하고, 열차 노선도상에서 출발지점, 도착지점, 환승지점에 대응하는 역에 표시할 수 있다.
예를 들어, 출발역은 파란색, 도착역은 빨간색, 환승역은 녹색으로 표시창에 표시하며, 굵은 빨간색으로 표기된 경로 노선 상에서 실시간 교통 정보에 기초하여 현재 역의 위치를 깜빡임으로 표시할 수 있다.
그리고 사용자 단말(400)은 도착역으로부터 n 정거장 전부터 하차역에 대한 정보를 포함하는 안내 메시지를 생성하여 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(400)의 표시창에 현재 역 위치를 표시하면서, 도착역 3역전부터는 3개의 비프음 (혹은 진동이나 점멸신호), 2역 전은 2개의 비프음(혹은 진동이나 점멸신호), 1역 전은 1개 비프음(혹은 진동이나 점멸신호)을 사용할 수 있다.
다음으로 사용자 단말(400)은 현재 지점이 도착지점이면 해당 교통 수단에서의 하차를 알린다(S480).
사용자 단말(400)은 도착지점에 위치하면, 해당 교통 수단의 하차 안내 메시지를 전송하며, 목적지에 도착을 알리는 메시지를 제공할 수 있다.
한편, 도착지점이 지난 후에도 사용자 단말(400)이 해당 교통 수단 내부에 있는 경우, 사용자 단말(400)은 S410 단계로 회귀하여 자동으로 교통 경로를 재설정할 수 있다. 이때, 사용자 단말(400)의 현재 위치가 도착지점에 위치할 때까지 반복하여 이동 경로를 설정하여 교통 안내를 수행할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(400)은 현재 사용자 단말의 위치 정보(정차 지점 또는 정차 예정 지점)를 출발지점으로 재설정하여 미리 설정받은 도착지점과의 이동 경로를 재 설정하여 제공할 수 있다. 이때, 현재 사용자 단말의 위치 정보는 이동하는 교통 수단의 위치이기 때문에, 사용자 단말(400)은 현재 시점의 해당 교통수단의 다음 정거장을 기준으로 이동 경로를 재설정할 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 8을 이용하여 환승역에서의 실시간 차량간 통신을 통해 교통 정보를 공유하는 구성을 상세하게 설명한다.
도 7, 내지 도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 환승 역에서 교차하는 열차의 정보를 송수신하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 무선 노선 기지국(210)가 노선의 갓길에 설치된 실시예와 도 8은 무선 노선 기지국(210, 220)가 노선의 중앙에 설치된 실시예를 나타낸다.
도 7 및 도 8에서 도시한 바와 같이, 두 개 이상의 상이한 노선의 열차가 운행되는 환승역에서는 각 노선에 따라 열차가 동시에 통과하는 순간에 각 열차에 구비된 무선 차량 단말(340)간에 직접 통신을 할 수도 있고 역에 설치된 무선노선기지국(210)을 거쳐서 통신을 수행할 수 있다.
도 7 또는 도 8에 도시한 바와 같이 J역을 향해 이동하는 B 노선 K 열차는 무선 차량 단말을 통해 A 노선 K 열차와 직접적으로 혹은 각 역의 무선노선기지국(210)을 통하여 교통 정보를 송수신할 수 있다.
또는, B 노선 K 열차의 무선 차량 단말과 P번째 B 노선 무선 기지국과의 통신과 교통 정보를 송수신할 수 있다. 이때, P번째 B 노선 무선 기지국은 P+1/ P-1 번째 B 노선 무선 기지국 이외에도 인접해 있는 A 노선 무선 기지국과도 통신을 통해 교통 정보를 송수신할 수 있다.
이러한 서로 다른 노선에서 운행하는 차량들간의 정보공유는 다음 방법에 의하여 가능하다. 도 8에 예시된 바와 같이, 다른 노선에서 운행되는 무선 차량 단말(340) 들간의 통신은 각 노선의 무선노선기지국(220)들이 상호 연결되어 전달된 정보가 환승역에서 각 역의 무선노선기지국(210; A노선과 B노선 이 교차하는)를 통하여 원활하게 정보를 교환할 수 있다. 물론 환승역에서 차량들이 교차 하는 순간 무선 차량 단말들(340)간에 정보 교환도 가능하다. 이에 B 노선 K열차의 교통 정보를 수신한 A 노선 무선 기지국은 인접한 A 노선 K열차의 무선 차량 단말에 해당 교통 정보를 공유할 수 있다.
따라서, 각 열차 또는 각 노선 무선 기지국에서 수집한 교통 정보가 무선 기지국 센터(200) 또는 중앙관제센터(100)를 거치지 않고도 열차간 (무선차량 단말 340) 또는 노선 무선 기지국 (210,220) 간 실시간 교통 정보를 공유할 수 있다.
이때, 지하철과 같이 일방향으로 진행되는 노선의 개수가 1개로 구성되는 경우, 하나의 노선 무선 기지국(210, 220)을 통해 서로 다른 방향으로 이동하는 교통수단을 구분하여 정보를 수집할 수 있다.
그러므로, 도 8에서와 같이, 노선의 중앙에 무선 노선 기지국(210, 220)을 설치함으로써, 설치된 무선 노선 기지국 개수나 이와 연결된 노선 관제 센서의 개수를 절반 이상 감소하여도 효과적으로 정보를 송수신하거나 노선 관제 센서를 통해 감지된 돌발 상황 정보를 효율적으로 송수신할 수 있다.
한편, 노선에 노선 관제 센서(500)가 설치되는 경우, 도 7에서는 무선 노선 기지국(210)와 동일한 위치(예를 들면, 노선 갓길) 에 설치될 수 있다. 반면에 도 8에서는 무선 노선 기지국(210)와 노선 관제 센서(500) 모두 노선 중앙의 동일한 위치에 설치하거나 혹은 무선 노선 기지국(210)은 노선의 중앙에 (버팀목 기둥등에) 설치하고, 노선 관제 센서(500)는 노선의 가길 기둥에 설치 가능하다.
상기한 방법 외에 또 다른 방법으로는 각 역의 역 기지국(110)에, '차량무선-내부통신망 통신교환장치(111)'를 설치하여 차량무선통신 (V2X) 과 초고속 내부 통신망 (intranet)을 복합하여 정보를 교환하는 방법으로서 이는 도 10 부분에서 상세하게 설명한다.
이하에서는 도 9을 이용하여 돌발 상황을 감지하여 주변 교통수단 또는 차량에 알림 메시지를 제공하는 스마트 교통 정보 제공 시스템에 대해서 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스마트 교통 정보 제공 시스템에서 돌발 상황에 따른 정보를 제공하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 노선 관제 센서(500-1, RMSidjq) 또는 차량관제센서 (370, TMSidk)는 주변 상황의 돌발 상황을 감지한다. 예를들어, 이동중인 교통수단의 전방에 장애물이 위치하는 것을 감지할 수 있다.
이처럼 노선 관제 센서(500-1) 또는 차량관제센서 (370)는 감지된 돌발 상황에 대한 정보를 무선차량단말 WTBidk(340)등을 통하여 주변에 위치하는 무선 노선 기지국 WBSijp (220)을 향해 전송한다. 그러면 무선 노선 기지국(220)은 통신범위내의 복수개의 무선 노선기지국에 관련 정보를 전달하며, 이정보는 역에 위치한 무선역기지국 (210)에 전달되고 상기 정보는 역간 연결되어 있는 초고속 내부통신망 (125) 통하여 다른 역으로 (한역에서 다른 역으로 )교통수단(340)으로부터 수신한 정보를 전송한다. 이러한 방법으로 (혹은 기타 타 통신망을 통하여) 상기 정보는 중앙관제센터(100)까지 전달된다.
교통수단 시스템(300-1)은 돌발 상황에 대한 정보를 수신하면 대응하는 메시지(A)를 생성하여 운전자에게 표시하고, 해당 메시지(A)와 대응하는 메시지를 생성하여 교통수단 내부에 있는 사용자 단말(400)에 공유할 수 있다. 예를 들어, 교통수단 시스템(300-1)은 운전자에게 추돌 위험 경고에 대한 긴급 메시지(A)를 표시할 수 있으며, 내부에 있는 사용자 단말(400)로는 차체의 흔들림이 발생할 수 있으니 주의하기를 요청하는 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 교통수단 시스템(300-1)은 인접한 거리에서 동일한 노선을 운행중인 교통수단 시스템(300-2)으로 해당 돌발 상황에 대한 정보를 전송하면, 교통수단 시스템(300-2)은 전송받은 돌발 상황에 대한 정보를 기초하여 돌발 상황 안내 메시지(B)를 생성한다. 그리고 교통수단 시스템(300-2)은 운전자에게 표시하고, 해당 메시지(B)를 교통수단 내부에 있는 사용자 단말(400)에 공유할 수 있다. 상세하게는 해당 정보는 무선차량단말(340), 무선노선기지국단말(210,220)을 연결하는 망을 통하여 전달된다. 동일 노선의 경우에는 무선 통신(예를들면, WAVE)을 통하여 전달되고, 다른 노선의 경우에는 역의 초고속 내부통신망(125)과 이 내부통신망(125)에 연결되어 있는 다른 노선 무선망들을 통하여 전달될 수 있다.
예를 들어, 교통수단 시스템(300-2)는 운전자에게 전방 추돌 경고, 주의 운전 요청에 대한 알림 메시지(B)를 표시할 수 있으며, 내부에 있는 사용자 단말(400)로는 이전 열차의 전방에 장애물 발견으로 주행 시간이 지연될 예정이라는 메시지를 전송할 수 있다.
한편, 중앙관제센터(100)는 수신한 정보를 분석하여 돌발 상황을 판단하고, 판단된 돌발 상황에 대한 대응을 위한 관계 기관, 시설, 담당자, 관리자 등에게 대응 요청을 하고, 판단된 돌발 상황에 대한 메시지를 생성할 수 있다. 그리고 중앙관제센터(100)는 무선 노선 기지국(210-1)와 미리 설정된 거리 간격 안에 위치하는 다른 무선 노선 기지국(210-2)로 해당 안내 메시지(C)를 전송할 수 있다.
예를 들어, 교통수단 시스템(300-3)은 운전자에게 전방에 돌발 상황의 발생을 알림과 함께 주의운전을 요청하는 알림 메시지(C)를 운전자에게 표시할 수 있다.
이와 같은 각 상황별 메시지는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 돌발 상황에 대응하여 다양하게 생성 및 제공될 수 있으며, 추후에 관리자에 의해 용이하게 변경가능하다.
한편, 노선 관제 센서(500)와 차량관제센서(370)은 감지된 돌발상황에 대한 정보를 송신하면, 중앙관제센터(100)와 교통수단시스템(300)은 각각 해당 정보를 분석하여 미리 저장된 돌발 상황 코드 중에서 대응되는 돌발 상황 코드를 무선 노선 기지국(210-2) 또는 동일한 노선에서 이동중인 교통수단시스템(300-2, 300-3)에게 전송할 수 있다.
그러면 각각의 교통수단시스템(300-2, 300-3)은 해당 코드를 통해 현재 돌발상황을 추정하고, 대응되는 안내 메시지를 운전자에게 표시하고, 사용자 단말(400)에 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 초고속 유선 통신과 무선 통신이 결합되어 데이터를 송수신하는 구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, I 노선에는 육각형 모양의 정차역이 노선에 따라 위치하고, I+1 노선에는 사각형 모양의 정차역이 노선에 따라 위치한다.
이때, 각 정차역간에는 원활한 관리를 위해 초고속 유무선 통신 설비가 구비되어 있다. 이를 이용하면, I 노선 J역에서는 I노선 J 역을 정차하거나 통과하는 제1 열차의 무선 차량 단말(340)로부터 실시간 교통 정보를 수신하면, 구비된 초고속 유무선 통신을 통해 I 노선 상의 정차역으로 실시간 교통 정보를 전송할 수 있다.
이때, 실시간 교통 정보를 수신한 정차역은 환승역과 같이, 상이한 노선 상에 정차역으로 다시 초고속 유무선 통신을 통해 제1 열차의 실시간 교통 정보를 전송할 수 있다.
이에 I노선과 환승역을 공유하는 I+1노선 상에서 J역은 수신받은 제1 열차의 실시간 교통 정보를 I+1노선 상에서 J역에 정차하거나 통과하는 제2 열차의 무선 차량 단말로 전송할 수 있다.
다시 말해, 이동하는 차량간 무선통신을 제공하는 무선 차량 단말과 노선 무선 기지국간의 무선 통신과 각 정차역간의 초고속 내부통신망 즉, 무선 통신망과 내부통신망의 결합으로 실시간 교통 정보를 보다 빠르고 정확하게 전송할 수 있다. 그러므로 중앙관제센터(100) 혹은 무선기지국센터(200)를 통하여 정보를 전달할 필요가 없다.
즉, 각 역의 역 기지국(110)에, '차량무선-내부통신망 통신교환장치 (111)'를 설치하여 차량무선통신 (V2X) 과 초고속 내부 통신망 (intranet)을 복합하여 정보를 교환하는 방법이다. 차량무선-내부통신망 통신교환장치 (111)는 차량무선단말 (340)과 무선노선기지국(210,220) 를 통하여 수집한 정보를 역 기지국(110)의 내부 통신망(125)을 이용하여 전체 노선의 차량에 정보를 실시간으로 전달하고 공유할 수 있다.
특히, 환승역 지점에서 보다 정확하고 빠른 정보 공유를 통해 정확하고 빠른 환승 정보를 사용자 단말(400)로 제공할 수 있다.
환승역 지점에서는 I노선과 I+1노선간에 이동 통로가 연결되어 있으므로, I 노선의 환승역에 설치된 무선 노선 기지국과 I+1 노선의 환승역에 설치된 무선 노선 기지국과 직접적으로 교통 정보를 송수신할 수 있다. 또는 노선간의 거리가 무선 통신 거리 이내에 포함되면, I 노선에 정차되어 있는 제1 열차의 무선 차량 단말(340)는 I+1 노선의 환승역에 설치된 무선 노선 기지국으로 교통 정보를 전송할 수 있다.
이처럼, 지하 공간에서의 한정되는 통신의 특징과 일반 도로에서와 달리 각 지하철 노선의 높이가 상이한 특징에서도 열차 내 무선 차량 단말과 노선 무선 기지국간의 무선 통신 또는 노선 무선 기지국 간의 유선 통신을 결합하면, 빠르고 정확한 열차의 교통 정보를 생성하거나 송수신할 수 있다.
상기한 교통안내에 더하여, 본 발명에서는 각 무선노선기지국의 각 역 혹은 각 역과 각 역간에 설치하고 이들 위치를 파악하여 데이터 베이스로 저장하면, 지하철 차량이 운행하며 무선차량단말이 어느 지점위치를 통과하는 지를 실시간으로 파악하여 무선으로 송출하여 그 위치를 지상의 GPS (Geographiclal Positioning System) 지점 위치와 매칭하여 나타낼 수 있다. 이러한 방법을 이용하면, GPS가 동작하지 않는 지하에서도 차량이 어느 지점위치를 통과하는 지를 실시간으로 파악하여 지상의 위치정보와 연동하여 많은 정보를 공유 및 파악할 수 있다. 예를 들면 현재 지하철 차량의 위치에 지상에서의 명소, 공공기관, 금융기관, 맛집등의 정보를 연계하여 알 수 있다. 지리를 잘 모르는 탑승자가 즉시 하차 지점을 변경하여 이동할 수 있도록 지하철 노선과 하차역에 관련된 교통안내를 받을 수 있다.
또한, 하차역, 지하철 역사 내에서의 이동경로와 (복수개의 지하철 출구 중에) 가장 이동거리가 짧은 출구로 안내받아 나가서 탑승자가 원하는 지상의 장소를 찾아가는 안내를 받을 수 있다. 즉, 이는 지하철 내의 무선차량통신, 지상(Outdor) GPS 와 실내 (Indoor), 실내 안내센서를 동시에 연결하여 구성할 수 있다.
인식이 가능한 실내 안내 무선센서로는 BLE(Bluetooth Low Energy:저에너지 블루투스), 적외선 (infrared ray, IR) 안테나방식, 무선주파수 (Radio Frequency, RF) 센서, 와이파이 (Wi-Fi), 지자기센서(Magnetic sensor) 등이 있다. 이러한 무선 센서등을 필요에 따라 무선차량통신방식과 혼용하여 보다 효율적인 최적의 교통안내 혹은 지하철-지하도 안내 시스템을 창출할 수 있다. 상기한 센서 중에 현재 스마트폰에 내재된 인식이 가능한 방식으로는 BLE 방식과 WiFi 방식이 있다.
실시예를 들어 설명하면, 무선차량통신의(WAVE 통신)과 무선센서 (BLE 센서)를 혼용하여 탑승객에게 보다 편리한 교통안내 혹은 실내 안내 (InDoor Guidance)까지 할 수 있다. BLE 센서원리를 이용한 비콘(Beacon) 혹은 지그비(ZigBee) 센서들을 각 역의 각 계단들, 실내 (내부장소)의 각 위치와 상점등과, 각 역의 출구등에 설치한다. 이러한 방법에 의해서 각 역의 입구에서 차량에 탑승하기 위하여 승객을 (이동거리가 가자 짧은) 입구로 안내하거나 해당 역에서 하차한 후에 승객을 승객이 원하는 지상의 주소나 건물 등을 찾아가기 위한 최단거리의 역의 출구까지 안내하는 것이 가능하다. 또한, 지하철 내부의 특정 노선의 역에 위치한 특정 상점을 찾아 가는 안내도 가능하다.
즉, 본 발명을 이용하면 GPS가 동작하지 않는 실내의 지하도에서도 지상의 GPS와 연결하여 승객이 원하는 최단 거리의 역의 입구를 찾아서 들어간 후에 상기한 지하도 내에 설치된 BLE 무선센서와 각 역에 설치된 WAVE기지국 등을 이용하여 혼동과 헤매임 없이 차량의 탑승위치까지 (환승역인 경우에 훨씬 복잡한 미로인 상태임) 최단 시간에 찾아서 탑승할 수 있는 [혹은 승객이 원하는 주소지 혹은 건물을 찾아나가기 위하여 원하는 역에서 차량에서 하차한 후 최단 시간 내에 헤매임없이 해당 역의 주소지에 가장 근접한 역의 출구까지 찾아 나가는] 최적의 스마트 교통안내가 가능하다.
또한 이러한 방법을 통하여 재난 발생 시에 WAVE 기지국에서 각 승객들, 중앙관제센터(기지국센터), 여타 차량들에 재난상황을 고지하여 특정 위치의 사고로 인한 추가 피해를 방지할 뿐만 아니라, (화재로 인하여 통로가 보이지 않는 상황에서도) 최단 시간 내에 승객들을 출구까지 안전하게 안내함으로써 인명의 피해를 최소화할 수 있는 최적의 교통안전대책을 구비한 시스템이다.
또한 부가적으로, 승객들은 각 역에 위치한 행정기관, 혹은 판매상점등을 각 역에 설치된 무선노선(WAVE) 기지국과 무선안내센서 (BLE 혹은 지그비)센서들, 역내 실내 공간에 설치된 무선안내센서들을 이용하여 해당 역에 하차한 후 최단 시간 내에 헤매임 없이 찾아 갈 수 있음을 특징으로 한다. 물론, 모든 지하철역과 지하도 실내 공간에 각 센서를 인식할 수 있는 거리별, 혹은 특정 위치(상점 혹은 위치등)에 다수의 무선안내센서들을 설치하는 비용투자를 필요로 한다. 그러나 이러한 무선안내센서들과 무선노선(WAVE)기지국들, 무선차량단말(WAVE 모뎀)들 한 번 설치하고 유지 보수 관리함에 의하여 모든 사용자들이 실시간으로 역내의 특정 위치를 찾거나 지상의 원하는 장소를 찾아 나가거나 들어오기 위한 최적의 방법을 제시할 수 있을 뿐만 아니라 재난을 대비한 최고의 교통안전 시스템을 제공할 수 있는 최선의 방법이라 하겠다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 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, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 여기서 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드가 포함된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 중앙관제센터 110: 역 기지국
111: 통신 교환 장치 125: 초고속 내부 통신망
200: 무선 기지국 센터 210: 무선 노선 기지국 (역)
220: 무선 노선 기지국 (역사이) 230 : 유무선브리지
300: 교통수단시스템 310: 차량네트워크 서버
320: 차량네트워크 제어 장치 330: 차량방송 장치
340: 무선 차량 단말 350: 클라이언트 브리지
360: 무선 공유 장치 370: 차량 관제 센서
400: 사용자 단말 410: CPU
420: 교통안내 앱 430: 표시 장치부
440: 데이터 입력부 450: 메모리
460: 데이터베이스 470: 무선 모듈
500: 노선 관제 센서

Claims (14)

  1. 미리 설정된 이동 노선에 대응하여 일정한 방향으로 이동하는 교통수단에 설치되며, 상기 교통수단이 이동하는 노선상에 설치된 무선 노선 기지국, 상기 교통수단의 무선 차량 단말과 연동하여 상기 교통수단에 대한 실시간 교통 정보를 생성하는 교통수단 시스템, 그리고
    상기 교통수단 시스템에서 제공하는 무선 공유 장치 또는 무선 노선 기지국과 연결되면, 상기 교통수단에 대한 실시간 교통 정보를 수신하고, 수신된 상기 교통 정보에 대응하여 교통안내 메시지를 생성하여 제공하는 사용자 단말,
    을 포함하고,
    상기 사용자 단말은,
    도착 지점을 입력받으면 상기 도착 지점에 기초하여 이동 경로를 생성하고 상기 이동 경로에 따른 교통수단 승하차 정보를 제공하며,
    실시간으로 탑승한 교통수단의 진행 방향, 정차지점을 상기 교통 수단 시스템과의 통신으로 확인하고, 확인 결과가 상기 이동 경로와 일치하지 않으면, 하차 알림 메시지를 제공하고 상기 이동 경로와 동일한 교통수단에 탑승하기 위한 경로 안내를 수행하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  2. 제1항에서,
    장착된 무선- 내부 통신망의 통신교환 장치를 통해 무선 통신(V2X)과 초고속 내부 통신망을 복합하여 정보를 송수신하는 역 기지국을 더 포함하고,
    상기 교통 수단 시스템은,
    상기 교통수단에 포함되는 객차마다 설치된 상기 무선 공유 장치들과 통신을 수행하는 차량 네트워크 서버를 통해 교통 수단의 내부에 위치하는 사용자 단말과 통신을 수행하며,
    상기 차량 네트워크 서버는 상기 무선 공유 장치에 접속되는 상기 사용자 단말의 정보를 저장하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 교통수단 시스템, 상기 무선 노선 기지국 또는 상기 역 기지국 중에서 하나 이상과 무선 통신으로 연결되어 상기 실시간 교통 정보를 수신하는 무선 모듈,
    출발지점, 도착지점, 환승지점 중에서 하나 이상을 입력하는 데이터 입력부, 그리고
    입력받은 지점에 기초하여 하나 이상의 이동 경로를 생성하여 제공하고, 제공된 이동 경로 중에서 하나의 이동 경로를 선택받으면, 선택된 이동 경로와 상기 교통 정보를 비교하여 상기 교통 수단의 승차 또는 하차를 요청하는 데이터를 생성하여 제공하는 교통 안내 앱
    을 포함하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 실시간 교통 정보는,
    상기 교통 수단의 경로, 직전 정차 위치, 현재 시점으로부터 다음 정차 위치, 이동 방향 중에서 하나 이상을 포함하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  5. 제3항에서,
    상기 교통 안내 앱은,
    상기 교통수단을 탑승하기 전 시점에서 상기 무선 노선 기지국 또는 상기 역 기지국으로부터 수신한 실시간 교통 정보를 확인하고,
    상기 실시간 교통 정보에서 상기 교통 수단의 이동 방향을 추출하여 선택된 이동 경로의 방향 및 정차 지점 또는 정차 예정 지점의 동일 여부를 확인하여 알림 메시지를 생성하고, 상기 알림 메시지를 제공하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  6. 제3항에서,
    상기 교통 안내 앱은,
    객차의 무선 공유 장치에 접속된 단말기의 개수에 기초하여 열차 칸 내부에 복잡도를 추정하고,
    이동 경로상 환승 또는 하차로의 이동 거리가 짧은 구간을 이용할 수 있는 상기 객차 또는 추정된 상기 복잡도가 낮은 객차를 선택하여 탑승할 수 있는 정보를 함께 제공하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  7. 제3항에서,
    상기 교통 안내 앱은,
    상기 교통수단 시스템으로부터 실시간으로 수신하는 교통 정보에서의 정차 지점 또는 정차 예정 지점이 상기 환승지점 또는 상기 도착지점과 일치하면, 해당 교통수단의 하차를 요청하는 알림 메시지를 생성하고,
    상이하면, 현재 지점의 위치를 표시하고, 상기 환승지점 또는 도착지점까지의 경로를 제공하며,
    상기 정차 지점 또는 정차 예정 지점이 상기 이동 경로와 상이하면, 현재 정차 지점 또는 정차 예정 지점을 출발 지점으로 추정하여, 상기 도착 지점으로까지의 이동경로를 재생성하여 제공하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  8. 제1항에서,
    상기 교통 수단에 장착되어 상기 교통수단의 주변에서 돌발 상황을 감지하는 카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LIDAR), 장애물 검지 센서 중에서 하나 이상을 포함하는 차량 관제 센서를 포함하고,
    상기 교통수단이 이동하는 노선 상에 위치하여 상기 노선 상에서 발생하는 돌발 상황을 감지하여 상기 무선 노선 기지국으로 전송하는 카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LIDAR), 장애물 검지 센서 중에서 하나 이상을 포함하는 노선 관제 센서를 더 포함하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  9. 제2항 또는 제8항에서,
    상기 교통수단 시스템은,
    상기 무선 차량 단말과 인접한 제1 무선 노선 기지국간에 무선 통신을 통해 실시간 교통 정보 또는 돌발 상황 정보를 송수신하고,
    수신한 상기 교통 정보 또는 상기 돌발 상황 정보에 기초하여 돌발 상황을 판단하고, 판단된 상기 돌발 상황에 대한 알림 메시지를 상기 제1 무선 노선 기지국과 인접한 제2 무선 노선 기지국을 통해 다른 교통 수단의 무선 차량 단말 또는 상기 교통수단 내부에 연결된 사용자 단말로 전송하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  10. 제8항에서,
    상기 교통수단 시스템은,
    상기 무선 차량 단말에 연결된 무선 공유 장치에 블루투스, 와이파이, 또는 지그비 중에 하나 이상을 이용하여 상기 교통수단 내부 또는 근접한 위치에 있는 상기 사용자 단말을 자동 인식하거나 데이터를 송수신하는 스마트 교통 정보 제공 시스템.
  11. 교통수단에 장착된 교통수단 시스템, 무선 노선 기지국, 역 기지국과 네트워크로 연결된 사용자 단말을 포함하는 스마트 교통 정보 제공 시스템을 이용한 교통 안내 방법에서,
    상기 사용자 단말은 출발지점, 도착지점 그리고 환승지점 중에서 하나 이상을 포함하는 입력정보를 수신하는 단계,
    상기 사용자 단말은 상기 교통수단 시스템의 무선 공유 장치, 상기 무선 노선 기지국 또는 상기 역 기지국 중에서 하나 이상과 무선 통신을 통해 해당 교통수단의 실시간 교통 정보를 수신하는 단계,
    상기 입력 정보에 따라 상기 교통 정보에 기초하여 이동 경로를 생성하고, 상기 이동 경로에 따른 교통 수단 승하차 정보를 제공하는 단계,
    실시간 탑승한 상기 교통수단의 진행 방향, 정차 지점을 확인하고, 상기 입력 정보에 따른 이동 방향과 일치하는지 확인하는 단계, 그리고
    상기 교통수단의 진행 방향과 상기 이동 경로가 일치하지 않으면, 하차 알림 메시지를 제공하고 상기 이동 경로와 동일한 교통수단에 탑승하기 위한 경로 안내를 수행하는 단계,
    를 포함하는 스마트 교통 정보 제공 시스템의 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 경로 안내를 수행하는 단계는,
    상기 확인 결과가 상기 이동 경로와 일치하면, 승차 안내 알림을 생성하여 제공하고, 현재 시점의 위치 정보가 표시된 이동 경로를 제공하며,
    현재 시점의 위치 정보가 환승지점 또는 도착지점과 일치하면 해당 교통수단의 하차를 요청하는 알림 메시지를 생성하는 스마트 교통 정보 제공 시스템의 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 실시간 교통 정보를 수신하는 단계는,
    현재 시점의 위치가 상기 환승 지점에 위치하면 상기 환승 지점에서 운행중인 복수의 교통수단에 장착된 교통수단 시스템간의 송수신한 교통 정보를 수신하고,
    상기 교통수단 승하차 정보를 제공하는 단계는,
    상기 교통 정보에 기초하여 내부 복잡도가 낮거나 이동거리가 짧은 교통수단의 정보를 제공하는 스마트 교통 정보 제공 시스템의 방법.
  14. 미리 설정된 이동 노선에 대응하여 일정한 방향으로 이동하는 교통수단에 장착되어 외부 무선 노선 기지국과 통신을 통해 데이터를 송수신하고, 상기 교통수단의 설치된 차량 관제 센서에서 감지된 데이터와 송수신한 데이터들에 기초하여 실시간 교통 정보를 생성하는 하나 이상의 교통수단 시스템, 그리고
    상기 교통수단 시스템에서 제공하는 무선 공유 장치 또는 무선 노선 기지국과 연결되면, 상기 교통수단에 대한 실시간 교통 정보를 수신하고, 수신된 상기 교통 정보에 대응하여 교통안내 메시지를 생성하여 제공하는 사용자 단말,
    을 포함하고,
    상기 교통수단 시스템은,
    복수의 교통 수단의 이동 노선이 서로 교차되는 환승 지점에서 운행중인 상이한 교통수단에 장착된 교통수단 시스템과 서로 통신하여 각각 생성한 교통 정보나 수신한 교통정보를 송수신하고,
    상기 교통 수단 내부 객차마다 설치된 무선 공유 장치들을 연결하는 클라이언트 브리지와 통신을 수행하는 차량 네트워크 서버를 통해 교통 수단의 내부에 위치하는 사용자 단말과 통신을 수행하며,
    상기 차량 네트워크 서버는 상기 무선 공유 장치에 접속되는 상기 사용자 단말의 정보를 저장하는
    스마트 교통 정보 제공 시스템.

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