KR102355004B1 - IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기 - Google Patents

Abstract

실시예는 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기에 관한 것이다.
구체적으로, 이러한 스마트 정류장안내단말기는 정류장안내단말기에서 정류장안내 서비스를 제공할 경우에, 주제어시스템과는 별도의 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 정류장 주변의 상태와 정류장안내단말기의 주제어시스템과 디스플레이, 통신모뎀등의 각종 상태 정보를 수집하여 시스템을 모니터링하고, 상이한 상태별로 맞는 개별제어를 수행한다.
그리고, 또한 이러한 환경제어보드가 주제어시스템의 명령없이 개별적으로 통신과 제어가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이를 통해 실시예는 스마트한 정류소안내기를 통해서 스스로 자가진단 및 주요 부품에 대한 와치독 기능을 강화하여 장애가 발생하더라도 빠른 시간 내 복구하여 고장시간을 최소화함으로써, 정류장안내 편의성 향상과 서비스 품질을 높인다.

Description

IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기{Smart Bus Information Terminal employing IoT}

본 명세서에 개시된 내용은 정류장안내단말기(BIT : Bus Information Terminal) 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버스 등이 운행할 경우에, 정류장에 설치된 정류장안내단말기(BIT)에서 버스 안내정보를 제공하여 이용객에게 서비스를 제공하는 기술이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 버스정보시스템(BIS : Bus Information System)은 노선버스에서 이용객들의 불편을 조금이나마 덜기 위해, 운행상황에 따른 정류장명 등을 안내한다. 또한 정류장에서 대기하는 승객을 위해서 정류소안내단말기(BIT)를 통해서는 버스의 운행상태를 실시간으로 안내하여 이용하고자 하는 버스가 얼마 후에 도착하는지를 실시간으로 안내한다.

그리고, 이때 정류소안내단말기(BIT)는 중심가나 버스 중앙차로 등 유동인구가 많은 정류장 뿐만 아니라 정차하는 노선 수나 유동인구가 적은 정류장에서도 사용된다.

그런데, 기존에 운영되고 있는 정류소안내단말기 대부분은 차도옆 보도나 정류소 쉘터내 설치되어 있어, 온도와 진동, 먼지 등으로 인한 고장이 발생하고 있다.

그리고, 이러한 운영 환경에서 정류소안내기 내부의 장비들이 일시적으로 장애가 발생 시 유지보수인원들의 직접적인 방문을 통하여 장애를 해소하고 있으며, 아주 간단한 장애라고 하더라도 현장에 출동해야 처리가 될 수 밖에 없는 경우가 종종 있다.

이러한 배경의 선행기술문헌은 아래의 특허문헌이 나올 정도이다.

(특허문헌 0001) KR1020060070831 A

참고적으로, 상기 선행기술은 실시간적으로 변화하는 버스정보를 정류장안내단말기에서 신속, 정확하게 안내하는 정류장에서의 서비스 방법에 관한 것으로, 버스 단말기에서 버스번호, ID와 노선번호 등의 데이터를 무선통신으로 정류장안내기에 제공하는 것이다.

개시된 내용은, 스마트한 정류소안내단말기를 개발하여 스스로 자가진단 및 주요 부품에 대한 와치독(Watchdog) 기능을 강화하여 장애가 발생하더라도 빠른 시간 내 복구하여 고장시간을 최소화하는 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기를 제공하고자 한다.

실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기는,

정류장안내단말기에서 정류장안내 서비스를 제공할 경우에, 주제어시스템과는 별도의 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 정류장 주변의 상태와 정류장안내단말기의 주제어시스템과 디스플레이, 통신모뎀등의 각종 상태 정보를 수집하여 시스템을 모니터링하고, 상이한 상태별로 맞는 개별제어를 수행한다.

그리고, 또한 이러한 환경제어보드가 주제어시스템의 명령없이 개별적으로 통신과 제어가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

실시예들에 의하면, 스마트한 정류소안내기를 통해서 스스로 자가진단 및 주요 부품에 대한 와치독(Watchdog) 기능을 강화하여 장애가 발생하더라도 빠른 시간 내 복구하여 고장시간을 최소화함으로써, 이를 통해 정류장안내 편의성 향상과 서비스 품질을 높인다.

도 1은 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기를 개념적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기가 적용된 시스템은 전체적으로 도시한 도면
도 3은 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기의 구성을 도시한 블록도
도 4는 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트

도 1은 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예의 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기(100)는 기본적으로는 기존과 같이, 교통정보 제공이라는 기본기능 외 다양한 부가기능을 제공하여 대중교통을 이용하는 사람들에게 편의를 제공한다.

이러한 스마트 정류장안내단말기(100)는 예를 들어, 시내버스 도착예정정보를 제공받고, 이외에도 스마트폰 어플과, 버스정보시스템 홈페이지에서도 이 서비스가 이루어진다.

이러한 상태에서, 일실시예에 따른 스마트 정류장안내단말기(100)는 이러한 서비스를 제공할 경우에, 별도의 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 각종 상태 정보를 수집하여 시스템 모니터링 및 편의성을 향상한다.

그리고, 또한 이러한 경우 상기 환경제어보드는 주제어시스템의 명령없이 개별적으로 통신과 제어가 가능하도록 한다.

이에 더하여, 상기 환경제어보드는 주제어시스템과, 디스플레이, 통신모뎀등을 각기 감시/제어하고, 고장 발생시 자체적인 복구 알고리즘을 통해 복구시도를 수행한다.

추가적으로 이러한 경우에, 이러한 각종 상태 정보는 온습도와, 미세먼지, 진동, 조도, 근접, IR 에어리어 등이다.

구체적으로는 아래와 같다.

- 온습도 : 단말기 내부 환경 측정을 통하여 적정한 동작환경을 유지한다.

- 미세먼지 : 정류장 주변 미세먼지를 측정 및 정보를 제공한다.

- 진동 : 단말기의 외부 충격에 알림 및 단말기 보호를 수행한다.

- 조도1 : 외부밝기에 따라 디스플레이의 밝기를 조절하여 이용자의 피로감을 줄여준다.

- 조도2 : 디스플레이의 화면 출력여부를 확인하여 고장여부를 확인한다.

- 근접 : 야간에 단말기 주변으로 접근시 외부조명을 점등하여 인지시켜 사고를 방지한다.

- Smart Watch-Dog System 기능

부가적으로, 이러한 스마트 정류장안내단말기(100)는 기존의 시스템과 연계해서 서비스를 제공한다. 그래서, 이러한 기존 시스템을 개략적으로 설명한다.

먼저, 이러한 기존 시스템은 크게 예를 들어, BIS(Bus Information System)용 관리 정보처리장치(200)와, RSU(Road Side Unit), 버스 단말기를 포함한다.

여기에서, 상기 BIS용 관리 정보처리장치(200)는 이용객에게 버스의 도착 예정시간이나 현재 위치, 배차 간격 등과 같은 버스 운행정보가 실시간으로 제공되는 안내 서비스이다.

그리고, 상기 RSU는 버스의 노선을 포함하여 다수의 상이한 영역별로 설치되어, V2X(Vehicle to Everything) 통신을 통해 특정 영역 또는, 정류장을 운행하는 버스 단말기로 BIS의 안내정보를 제공한다. 부연하면, 전술한 일실시예의 스마트 정류장버스단말기(100)는 버스 도착시간정보가 서비스될 경우에, 이러한 RSU로부터 BIS의 안내정보를 받아 승객들에게 알림한다.

상기 버스 단말기는 버스가 노선에 따라 도로운행을 할 경우, 상기 버스 내에 설치되어서 미리 설정된 버스노선 안내를 포함한 관련된 서비스를 제공받아 다수의 안내정보를 제공한다.

도 2는 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기가 적용된 시스템은 전체적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 시스템은 다수의 상이한 정류장별로 설치된 정류장안내단말기(100-1 ~ 100-n)와, (BIS용 등의) 관리 정보처리장치(200)를 포함한다.

추가적으로, 이러한 시스템은 이때, 관리 정보처리장치(200)로부터 단말기 이상 또는, 정류장 주변의 미세먼지 상태 등에 따른 여러 조치정보를 연계된 고장수리처 정보처리장치 등에 제공해서 다양한 관련된 서비스를 예를 들어, 응급복구 등을 받는다.

상기 정류장안내단말기(100-1 ~ 100-n)는 원격지에 미리 등록된 관리 정보처리장치(200)와 자가망을 통해 연동하여, 대중교통수단인 버스 등이 정류장을 통해 운행할 경우에, 상기 관리 정보처리장치(200)에서 정류장에서의 안내정보를 인터넷 네트워크 통신으로 제공받아 승객에게 표시한다. 이때, 자가망은 TCP/IP망과 무선통신망 등을 사용한다. 그리고, 관리 정보처리장치(200)의 안내정보는 RSU를 거쳐서 정류장안내단말기(100-1 ~ 100-n)으로 전달된다. 한편으로 그리고, 이러한 상태에서 일실시예에 따라 상기 정류장안내단말기(100-1 ~ 100-n)는 이러한 서비스를 제공할 경우에, 별도의 내부에 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 각종 상태 정보를 수집하여 시스템 모니터링 및 편의성을 향상한다. 그리고, 또한 이러한 경우 상기 환경제어보드는 주제어시스템의 명령없이 개별적으로 통신과 제어가 가능하도록 한다. 이에 더하여, 상기 환경제어보드는 주제어시스템과, 디스플레이, 통신모뎀등을 각기 감시/제어하고, 고장 발생시 자체적인 복구 알고리즘을 통해 복구시도를 수행한다.

상기 관리 정보처리장치(200)는 이러한 정류장별로 설치된 정류장버스단말기(100-1 ~ 100-n)에 버스의 도착 예정시간이나 현재 위치, 배차 간격 등과 같은 버스 운행정보를 기본적으로 제공한다. 그리고, 이때 일실시예에 따라 상기 정류장버스단말기(100-1 ~ 100-n) 내의 환경제어보드와 연계해서 시스템 모니터링 구체적으로는, 정류장 주변과 단말기 또는, 단말기 내의 각 구성장치를 모니터링해서 단말기를 사용할 때 더욱 더 편의성을 제공한다. 이러한 경우에, 상기 관리 정보처리장치(200)는 상기 환경제어보드로부터 각종 상태 정보가 수집될 경우, 현재 상태를 판별하여 상태별로 정류장 주변과 단말기 등의 상태를 환경제어보드를 통해 상이하게 관리한다.

도 3은 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기(100)는 크게, 통신모뎀(101)과 디스플레이부(102), 주제어부(103) 및, 환경제어보드를 포함한다.

그리고, 이러한 경우에 일실시예에 따른 정류장안내단말기(100)는 상기 환경제어보드가 데이터 입출력(I/O) 모듈(104)과 통신부(105), 제어부(106)를 포함한다.

상기 통신모뎀(101)은 버스 등이 정류장을 통해 운행을 할 경우에, 원격지에 미리 등록된 관리 정보처리장치와 연동하여 정류장에서의 안내정보를 예를 들어, 버스 도착시간정보 등을 인터넷 네트워크 통신으로 송수신한다.

상기 디스플레이부(102)는 상기 주제어부(103)의 제어에 의해 상기 안내정보를 승객에게 표시하여 알림한다.

상기 주제어부(103)는 상기 관리 정보처리장치의 안내정보에 따라 상기 디스플레이부(102)의 표시 동작을 상이하게 제어해서, 정류장안내 서비스를 제공한다.

상기 환경제어보드는 상기 정류장 주변에 다수의 상이한 환경 상태정보를 수집하여 실시간으로 상기 관리 정보처리장치와 주제어부(103)에 제공하고, 상기 관리 정보처리장치와 주제어부(103)의 제어에 의해 상태별로 설비 기기의 동작을 제어하여 관리한다.

상기 데이터 입출력 모듈(104)은 상기 환경 상태정보를 아날로그와 디지털로 모두 일괄수집한다.

상기 통신부(105)는 상기 수집된 환경 상태정보를 상기 관리 정보처리장치와 주제어부(103)를 포함한 기기별 제어유형마다 미리 설정된 IoT 통신포맷에 따라 상이하게 송신하고, 제어정보를 수신한다. 구체적으로는, 이러한 IoT 통신포맷은 이더넷용과 시리얼 통신용 등으로 이루어지고, 관리 정보처리장치(200)는 이더넷용으로 환경제어보드와 통신하며 주제어부(103)와 디스플레이부(102), 통신모뎀(102)은 시리얼 통신용으로 환경제어보드와 통신한다.

상기 제어부(106)는 상기 통신부(105)의 송/수신 동작을 제어하여 상기 제어기기의 제어정보에 따라 상기 설비 기기의 동작을 상이하게 제어한다. 이러한 경우, 일실시예에 따라 상기 제어부(106)는 주제어시스템과, 디스플레이, 통신모뎀등을 각기 감시/제어하고, 고장 발생시 자체적인 복구 알고리즘을 통해 복구시도를 수행한다. 구체적으로는, 예를 들어 상기 제어부(106)는 a) 상기 안내정보를 제공할 경우에, 상기 주제어부(103)와, 디스플레이부(102), 통신모뎀(101)의 상태를 각각의 장치별로 미리 설정된 정상상태와 비교한다. b) 상기 비교 결과, 상기 주제어부(103)의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 주제어부(103)를 리셋시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 주제어부(103)의 IoT 통신포맷으로 주제어부(103)를 리셋시킨다. c) 상기 비교 결과, 상기 디스플레이부(102)의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 디스플레이부(102)의 백라이트를 오프시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 디스플레이부(102)의 IoT 통신포맷으로 디스플레이부(102)의 백라이트를 오프시킨다. d) 그리고 상기 비교 결과, 상기 통신 모뎀(101)의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 통신모뎀(101)의 전원을 오프시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 통신모뎀(101)의 IoT 통신포맷으로 통신모뎀(101)의 전원을 오프시킨다.

추가적으로, 이러한 제어부(106)는 주제어시스템과는 별도의 내부에 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 각종 상태 정보를 수집하여 시스템 모니터링 및 편의성을 제공한다.

구체적으로는, 이러한 제어부(106)는 아래와 같이 다양한 형태로 동작한다.

1. 먼저 상기 제어부(106)는 상기 환경 상태정보가 수집될 경우에, 정류장 주변의 온습도 상태정보를 수집하여 현재 온습도 상태를 판별해서, 현재 온습도 상태별로 팬과 히터의 동작을 상이하게 제어하여 단말기 내부 동작환경을 적정하게 유지한다.

2. 그리고, 또한 상기 제어부(106)는 상기 환경 상태정보가 수집될 경우에, 정류장 주변의 미세먼지 상태정보를 수집하여 현재 미세먼지 상태를 판별해서, 상기 관리 정보처리장치와 상기 주제어부(103)에 각각의 IoT 통신포맷에 따라 제공한다. 예를 들어, 이러한 경우에 IoT 통신포맷은 관리 정보처리장치인 경우에는 이더넷용 IoT 통신포맷으로 이루어지고, 주제어부는 시리얼 통신용 IoT 통신포맷으로 이루어진다. 그래서, 이를 통해 정류장 주변 미세먼지를 측정하고 정보를 제공한다.

3. 또한 상기 제어부(106)는 이렇게 환경 상태정보가 수집될 경우에, 정류장 주변의 단말기 진동상태정보를 수집하여 현재 단말기 진동상태를 판별해서, 상기 관리 정보처리장치와 상기 주제어부(103)에 각각의 IoT 통신포맷에 따라 제공한다. 그래서, 이를 통해 단말기의 외부 충격에 알림하고 단말기를 보호한다.

4. 이에 더하여, 상기 제어부(106)는 상기 환경 상태정보가 수집될 경우에, 정류장 주변의 외부밝기 조도상태정보를 수집하여 현재 외부밝기 조도상태를 판별해서, 상기 디스플레이부(102)의 백라이트 밝기 동작을 현재 외부밝기 조도상태별로 해당하는 IoT 통신포맷에 따라 상이하게 제어한다. 그래서, 정류장안내단말기의 외부밝기에 따라 디스플레이의 밝기를 조절하여 이용자의 피로감을 줄여준다. 그리고, 이때 IoT 통신포맷은 시리얼 통신용 IoT 통신포맷을 사용한다.

5. 그리고 상기 제어부(106)는 환경 상태정보가 수집될 경우, 디스플레이부(102)의 화면 조도상태정보를 수집하여 현재 화면 조도상태를 판별해서, 상기 판별 결과 현재 화면 조도상태가 미리 설정된 정상상태인 경우에 정상으로 확인하고 정상상태가 아닌 경우에는 고장으로 확인한다. 그래서, 디스플레이의 화면 출력여부를 확인하여 고장여부를 확인한다.

6. 상기 제어부(106)는 환경 상태정보가 수집될 경우에, 단말기 주변의 근접상태정보를 수집하여 현재 단말기 주변 근접상태를 판별해서, 상기 판별 결과 현재 단말기 주변 근접상태가 미리 설정된 근접거리보다 이내인 경우 외부조명을 점등시키고, 이내가 아닌 경우에는 외부조명을 소등한다. 이를 통해, 야간에 단말기 주변으로 접근시 외부조명을 점등하여 인지시켜 사고를 방지한다.

따라서, 이를 통해 이러한 정류장안내단말기(100)는 정류장안내를 할 때 , 주제어시스템과는 별도의 인터넷 네트워크 통신기능을 가진 환경제어보드로부터 정류장 주변의 상태와 정류장안내단말기의 주제어시스템과 디스플레이, 통신모뎀등의 각종 상태 정보를 수집하여 시스템을 모니터링하고, 상이한 상태별로 맞는 개별제어를 수행한다.

또한 이러한 환경제어보드가 주제어시스템의 명령없이 개별적으로 통신과 제어가 가능하도록 한다.

부가적으로, 이러한 스마트 정류장안내단말기(100)는 아래의 구성도 포함하기도 한다.

예를 들어, 상기 주제어부(103) 또는, 상기 제어부(106)는 자체적으로 TTS 엔진을 구비하여, 버스 단말기와 주기적으로 상태정보를 교환하고, 버스 단말기로부터 정류장 안내 텍스트 또는 홍보 메시지 텍스트를 수신하여 TTS 음성변환하여 안내음성을 생성한다. 그래서, 이를 통해 이용객에게 정류장 안내과 관련된 각종 서비스를 안내한다.

그리고, 또한 버스 기사의 음성이나 라디오 소리를 포함하는 버스 오디오 시스템 기기로부터의 버스음성과 상기 안내음성 중에서 어느 하나를 스위칭 선택하기 위한 오디오 스위치(미도시)를 더 포함한다.

그래서, 상기 주제어부(103) 또는 제어부(106)는 평상시에는 버스음성이 출력되도록 오디오 스위치를 제어하다가 버스 단말기로부터 정류장 안내 텍스트 또는 홍보 메시지 텍스트가 수신되면 상기 안내음성이 출력되도록 상기 오디오 스위치를 제어한다.

또한, 이러한 스마트 정류장안내단말기는 이렇게 일실시예에 따른 환경제어보드의 통신부를 통해 통신이 될 경우에, 통신부에서 각종 신호와 데이터를 정류장 주변 상태 감시와 단말기 상태 감시 등의 서비스 유형과, 작업 단위로 다원화해서 원활히 송수신된다.

이를 위해, 상기 통신부는 먼저 신호와 데이터들이 송수신될 경우에, 아래의 포트 테이블로부터 각종 상이한 신호와 데이터를 서비스 유형과 데이터 형식별로 다원화하여 스위칭함으로써, 여러 감시 서비스와 제어 신호, 데이터별로 나누어 원활한 송수신이 된다.

이러한 경우에, 상기 포트 테이블은 다수의 상이한 서비스 유형과 데이터 형식별로 대응되는 포트 정보로부터 스위칭을 다원화하여 수행함으로써, 통신부의 각종 정보들을 원활히 송수신한다.

도 4는 일실시예에 따른 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예의 스마트 정류장안내단말기는 먼저 예를 들어, 버스 등이 정류장을 통해 운행을 할 경우에, 통신모뎀에서 원격지에 미리 등록된 관리 정보처리장치와 연동하여 정류장에서의 안내정보를 인터넷 네트워크 통신으로 송수신한다(S401).

그리고, 주제어부의 제어에 의해 이러한 관리 정보처리장치의 안내정보를 예를 들어, 버스 도착시간정보 등을 표시하여 이용객에게 제공한다(S402).

그래서 이러한 상태에서, 정류장안내단말기는 이러한 서비스를 제공할 경우에, 별도의 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 정류장 주변의 상태와 주제어시스템, 디스플레이, 통신모뎀등을 각기 감시/제어한다. 그리고, 이에 따라 고장 발생시 자체적인 복구 알고리즘을 통해 복구시도를 수행하기도 한다.

이를 위해, 상기 환경제어보드는 아래의 동작을 수행한다.

먼저, 상기 환경제어보드는 정류장 주변의 상태에 대한 감시/제어를 수행한다.

구체적으로는, 정류장 주변에 다수의 상이한 환경 상태정보를 수집하여 실시간으로 상기 관리 정보처리장치와 주제어부에 제공하고, 상기 관리 정보처리장치와 주제어부의 제어에 의해 상태별로 설비 기기의 동작을 제어하여 관리한다.

이러한 경우에, 상기 환경제어보드는 데이터 입/출력 모듈에서 상기 환경 상태정보를 아날로그와 디지털로 수집한다.

그리고 나서, 통신부에서 이러한 환경 상태정보를 상기 관리 정보처리장치와 주제어부를 포함한 기기별 제어유형마다 미리 설정된 IoT 통신포맷에 따라 상이하게 송신하고(S403), 제어정보를 수신한다.

그러면, 제어부는 상기 통신부의 송/수신 동작을 제어하여 상기 제어기기의 제어정보에 따라 상기 설비 기기의 동작을 상이하게 제어한다(S404).

한편, 다음으로 이러한 환경제어보드는 주제어시스템과, 디스플레이, 통신모뎀등을 각기 감시/제어하고, 고장 발생시 자체적인 복구 알고리즘을 통해 복구시도를 수행한다.

이를 위해, 상기 제어부는 아래의 동작을 다양한 형태로 수행한다.

a) 먼저 상기 제어부는 전술한 바와 같이, 안내정보를 제공할 경우에, 상기 주제어부와, 디스플레이부, 통신모뎀의 상태를 각각의 장치별로 미리 설정된 정상상태와 비교한다(S405-S406, S408, S410).

b) 상기 비교 결과, 상기 주제어부의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 주제어부를 리셋시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 주제어부의 IoT 통신포맷으로 주제어부를 리셋시킨다(S407).

c) 또한, 상기 비교 결과, 상기 디스플레이부의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 디스플레이부의 백라이트를 오프시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 디스플레이부의 IoT 통신포맷으로 디스플레이부의 백라이트를 오프시킨다(S409).

d) 그리고 상기 비교 결과, 상기 통신 모뎀의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 통신모뎀의 전원을 오프시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 통신모뎀의 IoT 통신포맷으로 통신모뎀의 전원을 오프시킨다(S411).

그래서, 이를 통해 일실시예는 정류장안내 서비스를 제공할 경우에, 주제어시스템과는 별도의 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 정류장 주변의 상태와 정류장안내단말기의 주제어시스템과 디스플레이, 통신모뎀등의 각종 상태 정보를 수집하여 시스템을 모니터링하고, 상이한 상태별로 맞는 개별제어를 수행한다.

또한 이러한 환경제어보드가 주제어시스템의 명령없이 개별적으로 통신과 제어가 가능하도록 한다.

이상과 같이, 일실시예는 정류장안내 서비스를 제공할 경우에, 주제어시스템과는 별도의 인터넷 네트워크 통신(유선통신)기능을 가진 환경제어보드로부터 정류장 주변의 상태와 정류장안내단말기의 주제어시스템과 디스플레이, 통신모뎀등의 각종 상태 정보를 수집하여 시스템을 모니터링하고, 상이한 상태별로 맞는 개별제어를 수행한다.

그리고, 또한 이러한 환경제어보드가 주제어시스템의 명령없이 개별적으로 통신과 제어가 가능하도록 한다.

따라서, 이를 통해 일실시예는 스마트한 정류소안내기를 통해서 스스로 자가진단 및 주요 부품에 대한 와치독 기능을 강화하여 장애가 발생하더라도 빠른 시간 내 복구하여 고장시간을 최소화함으로써, 정류장안내 편의성 향상과 서비스 품질을 높인다.

추가적으로, 이러한 정류장안내단말기는 이렇게 각종 센서 정보들을 송수신할 경우에, 아래의 구성으로부터 다수의 정보들을 다원화하고 관련 DB를 실시간으로 일치함으로써, 빠르고 원활하게 송수신이 이루어지도록 한다.

이를 위해, 상기 제어부는 아래와 같이 이루어진다.

먼저, 상기 제어부는 상기 관리 정보처리장치와 주제어부를 포함한 기기별 제어유형별로 송수신될 경우, BIS설비 유형/출력 서비스 유형별(음성/텍스트별 포함) 데이터 형식마다 정보를 다원화하는 포트 테이블로부터 현재 정보를 다원화하여 통신한다.

그리고, 상기 제어부는 이때 아래의 구성도 더 가진다.

a) 구체적으로는, 먼저 상기 관리 정보처리장치의 장치등록 정보와 데이터를 저장한 테이블을 상기 주제어부와 상호 간에 동일하게 구비하고, 상기 테이블에 대한 정합 관계를 미리 설정 등록한다.

b) 그리고, 이러한 상태에서 상기 주제어부의 테이블 내에 콘텐츠가 변경될 경우, 상기 정합 관계에 따라서 자체 테이블에 동기화한다.

c) 그래서, 이러한 테이블이 동기화될 경우에, 상이한 BIS설비 유형/출력서비스 유형별 데이터 유형마다 콘텐츠를 다원화하여 수행함으로써, 상호 간에 데이터베이스를 실시간 일치한다.

이에 더하여, 이러한 경우에 상기 제어부는 관리 유형별로도 정보를 다원화함으로써, 여러 형태의 관리자 장치들이 사용되는 상황에서도 빠르고 원활하게 정보를 송수신한다.

즉, 상기 제어부는 이러한 포트 테이블로 정보가 다원화될 경우에, 상기 포트 테이블에서 정보를 다수의 상이한 관리자 장치유형별로도 다원화하여 통신한다.

한편으로는, 이러한 정류장안내단말기는 관리 정보처리장치 이외에도 외부의 관리자 스마트폰 또는 노트북과 같이 관리자 단말기에도 연결이 되어 정보를 송수신할 수 있는데, 이때 관리자 단말기에 실시간으로 연결을 확보하므로, 신속히 관련 정보를 전달한다.

이를 위해서, 상기 제어부는 아래의 동작을 수행한다.

a) 먼저, 각종 센서 정보가 제공될 경우에, 1차적으로 미리 등록된 로컬 통신망의 연결 여부를 확인해서, 상기 확인 결과 상기 로컬 통신망이 연결된 경우에는 상이한 관리 작업위치별로 대응하는 미리 설정된 관리자 공용 계정으로서 연결한다.

b) 상기 확인 결과, 상기 로컬 통신망이 연결되지 않은 경우에는 2차적으로 미리 등록된 무선 통신망의 연결 여부를 확인해서, 상기 확인 결과 상기 무선 통신망이 연결된 경우에는 개별 IP 주소로 연결한다.

c) 상기 확인 결과, 상기 무선 통신망이 연결되지 않은 경우에는 미리 등록된 이동 통신망의 단말기 식별 번호로 연결하므로, 상기 관리자 단말기와 실시간 연결을 확보한다.

다른 한편으로, 이렇게 관리자 단말기와 실시간으로 연결이 될 경우에, 연결의 보안을 위해서 IP테이블을 이용하여 등록된 IP의 감시 및 비인가자의 접속에 따른 모니터링(또는, 로그)을 관리하도록 한다.

a) 구체적으로는, 이를 위해 먼저 상기 로컬 통신망의 관리자 공용 계정과, 상기 무선 통신망의 개별 IP 주소를 등록한 IP 테이블을 미리 구성한다.

b) 그리고, 이렇게 관리자 단말기로 알람이 제공될 경우에, 해당하는 통신망의 HELLO 메시지를 송신해서 응답 결과 내의 다음 홉(next hop) 스위치 IP 주소를 추출한다.

c) 다음, 이러한 다음 홉 스위치 IP 주소와 동일한 스위치 IP 주소를 스위치 인접지 연결 관계 리스트에서 확인한다.

d) 상기 확인 결과, 상기 추출된 다음 홉 스위치 IP 주소와 동일한 스위치 IP 주소가 있는 경우, 해당하는 관리자 공용 계정 또는, 개별 IP 주소가 상기 IP 테이블에도 있는지 확인하므로, 비인가자의 접속 여부를 확인한다.

e) 상기 확인 결과, 해당하는 관리자 공용 계정 또는, 개별 IP 주소가 상기 IP 테이블에도 있는 경우에 JOIN/PRUNE 메시지를 송신하므로, 해당하는 통신망과 연결한다.

한편으로, 이러한 정류장안내단말기는 이렇게 모니터링이 할 경우에, 아래의 구성으로부터 단말기 내에 각종 장치와 센서 정보를 학습하여 원활하게 모니터링할 수 있도록 한다.

즉 추가적으로, 한편으로는 이러한 정류장안내단말기는 주변상태 등의 현장상황을 감안하여 모니터링용 학습모델을 생성해서, 이로부터 관련된 모니터링과 제어정보를 현장상황에 맞게 제공하므로, 관련모니터링을 효과적으로 처리하여 양호한 서비스를 제공해 준다.

이러한 경우, 이러한 학습모델은 다양한 장소와, 시간대, 주변성탸별로 관련된 데이터를 속성화하므로, 처리율을 보다 높이기도 한다.

a) 먼저, 상기 단말기 내의 장치와 센서에 대한 모니터링용 학습모델은 제어정보를 추천할 경우에, 예를 들어, 디스플레이부의 백라이트를 오프할 경우에, 다양한 단말기 장치와 설치 장소, 온도, 습도별로의 상태정보를 주말과 주중/공휴일을 포함한 시간대와, 장소 등 별로 분류하여 학습하는 모델을 정의한다.

예를 들어, 날씨(예: 안개, 비, 눈 등)와, 온습도, 미세먼지, 계절 등을 포함한다.

b) 다음, 다수의 상이한 상태정보에 대한 기본적인 데이터셋을 추출한다.

c) 그리고 나서, 이러한 데이터셋을 다수의 상이한 설치 장소와, 시간대, 온도, 습도 등을 반영하여 속성화한다.

예를 들어, 이러한 설치 장소는 도시와 시골, 번화가, 한적한 가로변 등이다. 그리고, 시간대는 새벽이나 또는, 밤, 오전과 오후, 해질녁 등이다.

d) 그래서, 이러한 속성화된 결과를 기초로 한 다수의 상이한 학습 모델별로 상태정보의 속성을 결정한다.

e) 그런 후에, 상기 결정된 결과를 정규화한다.

f) 그리고, 이러한 정규화된 결과를 기초로 해서 다수의 상이한 학습 모델별로 상태정보를 설정한다. 그래서, 다수의 상이한 상태정보를 주변상태 등의 현장상황별로 추천하는 정보를 생성하기 위한 독립(추천정보) 및 종속(상태정보) 변수로 설정한다.

g) 다음, 상기 설정된 결과를 학습 및 훈련 데이터로 생성한다.

h) 그래서, 이를 통해 이러한 결과로부터 딥러닝 기반의 모니터링용 학습모델을 생성한다.

그래서, 이러한 정류장안내단말기는 전술한 바대로 모니터링을 할 경우에, 미리 등록된 이러한 학습모델에 의해서 추천정보를 즉, 제어정보를 실시간으로 제공하므로, 관련된 서비스를 더욱 더 높여 제공해 준다.

부가적으로, 이러한 학습모델을 생성하는 방식에 대해서 조금 더 설명한다.

먼저, 이러한 학습모델은 다수의 상이한 장치별로 예를 들어, 디스플레이부와 주제어부, 통신모뎀별로 학습 모델을 생성한다. 그리고, 설치 장소와, 사용 시간대, 사용 시기, 계절과 날씨 등에 따라 패턴이 달라서 데이터셋을 구분하여 모델을 생성한다. 따라서, 모델은 다양한 분야의 장치 업체마다 새로 생성할 수도 있고 기준을 잡아 몇 개의 묶음으로 모델을 생성할 수도 있다. 이러한 것은 데이터의 특성에 따라 적합한 방법을 결정하도록 한다.

다음, 실시간으로 수집한 데이터에서 주변 상태와, 장치 등의 오류로 인하여 다수 데이터가 수집되지 않을 경우와 예약이 특이하게 많은 이상치 등이 발생할 경우 등에, 해당하는 데이터 파일을 제거한다.

그리고, 간혹 데이터의 끊김 현상으로 일부 데이터가 미수집 되었을 경우 해당하는 데이터를 제거한다.

다음으로 상이한 모델별로 유효한 속성을 결정하고 정규치를 생성한 후 독립 및 종속 변수를 결정한다.

그리고 나서, 학습 모델을 생성하기 위해서는 전체 데이터 중에서 학습과 훈련 데이터를 생성한다. 일반적으로 전체 데이터셋에서 70%를 학습데이터로 30%를 모델 생성후 모델을 시험하기 위해 훈련데이터로 사용한다.

다음으로 학습 모델을 생성한다. 이 단계에서 어떠한 학습모델을 사용할 것인지 결정한다. 예를 들어, 딥러닝 기반에서 필요한 레이어를 구성하여 입력과 출력층을 구성하여 최정 출력 개수를 설정하는 구성을 말한다. 그리고 나서, 이렇게 생성된 모델을 평가하고 이 모델을 오차율에 만족하면 새로운 데이터로 모델을 시뮬레이션 한 후, 모델 갱신이 필요하지 않으면 학습 모델을 저장한 후 예측 모델로 사용한다.

한편 이들과 다른 형태로서, 이러한 정류장안내단말기는 이렇게 단말기가 유지 보수할 경우에, 각각의 장치별로서 고장원인을 분석하므로, 정비 대상과 부품 등을 신속하고 원활하게 유지 보수한다.

이를 위해, 상기 환경제어보드는 아래의 동작을 수행한다.

먼저, 상기 환경제어보드는 각각의 장치별로 고장진단이 될 경우에, 아래의 고장원인분석 포맷으로부터 현재 고장에 실질적으로 영향을 주는 장치구성요소를 검출하므로, 실제 고장원인을 추정한다.

이때, 상기 고장원인분석 포맷을 아래와 같이 이루어진다.

a) 먼저, 상기 고장원인분석 포맷은 장치구성요소가 검출될 경우, 다수의 상이한 장치구성요소별로의 기본 장치특성으로부터 각각의 영향도를 고장성이 높은 순서대로 산출한다.

예를 들어, 디스플레이부에 이상이 발생해서, 고장원인을 분석할 경우에는 우선적으로 기본 디스플레이부 화면과, 선로 장비, 주변 기기 등의 순서로 산출한다.

b) 그리고, 상기 장치구성요소의 영향도(Zt)는 하기 [식 1]에 따라 산출한다.

[식 1]

Zt = η1Zt-1 + η2Zt-2 + ... + ηpZt-p + ιt - ι1κt-1 - ... - ιqκt-q

(여기서, Zt는 장치구성요소(t)의 전체 현재 영향도, Zt-n은 장치구성요소(t)의 주요 상태인자별(t-1, t-2, ... , t-p) 현재 영향도, η는 주요 상태인자별 기본 영향도상관계수, κ는 주요 상태인자별 이동 평균 영향도와 현재 영향도(Zt-n)의 오차, ι는 주요 상태인자별 기본 오차상관계수)

예를 들어, 상기 주요 상태인자는 기본 디스플레이부 화면인 경우에, 표면 상태와 색상 상태(변형관련), 마찰(또는, 마모) 상태, 온도 상태 등이다.

그래서, 이러한 특정 장치구성요소의 영향도는 예를 들어, 기본 디스플레이부 화면인 경우, 표면 상태 등의 현재 영향도를 전체 합산하고, 평균값 즉 이동 평균 영향도와 현재 영향도의 오차가 주는 영향도를 주요 상태인자별로 전체 합산한다. 그리고, 이러한 각각의 합산된 결과를 다시 더해서 결과값을 얻게 된다.

이때, 영향도는 예를 들어, 표면 상태가 가진 기본 상관 정도 즉, 표면 상태가 고장진단이 될 때에 기본적으로 영향을 얼마만큼 주는지에 대한 기본값과, 가중치(아래 내용참조), 현재 표면 상태별로 비례하는 영향도를 곱해서 된다.

그래서, 이를 통해 이러한 영향도(Zt)가 미리 설정된 기준값보다 이상인 경우에, 해당하는 장치구성요소가 현재 이상에 영향을 주는 것으로 판별하므로, 고장원인을 알아내게 된다.

그리고, 또한 이러한 경우에 고장원인에 대해서 고장가능성이 높은 순서를 사용하여 판별함으로써, 큰 영향을 주는 고장원인에 대하여 신속한 수리가 우선적으로 이루어질 수 있도록 하기도 한다.

c) 다음, 전술한 가중치 즉, 상기 기본 영향도상관계수는 주요 상태인자별로의 기본 영향도상관 정도에 비례하여 상이한 가중치를 포함한다.

예를 들어, 전술한 바와 같이 기본 디스플레이부 화면인 경우에, 표면 상태에 가장 큰 가중치를 부여하고, 마찰(또는, 마모) 상태와, 온도 상태 등에 그 다음으로 큰 값을 순서대로 부여한다. 그리고, 색상 상태(변형관련)에 그 다음으로 큰 가중치를 부여한다.

d) 또한, 다음으로는 상기 [식 1]의 이동 평균 구간은 아래와 같이 정한다.

즉, 장치구성요소의 기본 마모도가 미리 설정된 기준값보다 작은 경우에 미리 설정된 기준 이동 평균 구간 값에서 하기 [식 2]에 따라 산출한 이동 평균 구간 값만큼 줄이고, 상기 기준값보다 큰 경우에는 [식 2]에 따라 산출한 이동 평균 구간 값만큼 늘인다.

[식 2]

이동 평균 구간 = [{|현재 마모도 - 설정 마모도|/단위 마모도 차이 값} ㅧ 단위 이동 평균 구간]

그래서, 이를 통해 상이한 장치구성요소별로 마모도에 따라 이동 평균 구간을 상이하게 설정한다.

100 : (스마트) 정류장안내단말기
200 : 관리 정보처리장치
101 : 통신모뎀 102 : 디스플레이부
103 : 주제어부 104 : 데이터 입출력 모듈
105 : 통신부 106 : 제어부

Claims (10)

1. 대중교통수단이 정류장을 통해 운행을 할 경우에, 원격지에 미리 등록된 관리 정보처리장치와 연동하여 정류장에서의 안내정보를 인터넷 네트워크 통신으로 송수신하는 통신모뎀;
   상기 안내정보를 표시하는 디스플레이부; 및
   상기 관리 정보처리장치의 안내정보에 따라 상기 디스플레이부의 표시 동작을 상이하게 제어하는 주제어부; 를 포함하고 있으며,
   
   상기 정류장 주변에 다수의 상이한 환경 상태정보를 수집하여 실시간으로 상기 관리 정보처리장치와 주제어부에 제공하고, 상기 관리 정보처리장치와 주제어부의 제어에 의해 상태별로 설비 기기의 동작을 제어하여 관리하는 환경제어보드; 를 포함하고,
   상기 환경제어보드는,
   상기 환경 상태정보를 아날로그와 디지털로 수집하는 데이터 입/출력 모듈;
   상기 수집된 환경 상태정보를 상기 관리 정보처리장치와 주제어부를 포함한 기기별 제어유형마다 미리 설정된 IoT 통신포맷에 따라 상이하게 송신하고, 제어정보를 수신하는 통신부; 및
   상기 통신부의 송/수신 동작을 제어하여 상기 관리 정보처리장치 또는 상기 주제어부의 제어정보에 따라 상기 설비 기기의 동작을 상이하게 제어하는 제어부; 를 포함하고,
   
   상기 제어부는,
   a) 상기 안내정보를 제공할 경우에, 상기 주제어부와, 디스플레이부, 통신모뎀의 상태를 각각의 장치별로 미리 설정된 정상상태와 비교해서,
   b) 상기 비교 결과, 상기 주제어부의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 주제어부를 리셋시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 주제어부의 IoT 통신포맷으로 주제어부를 리셋시키고,
   c) 상기 비교 결과, 상기 디스플레이부의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 디스플레이부의 백라이트를 오프시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 디스플레이부의 IoT 통신포맷으로 디스플레이부의 백라이트를 오프시키고,
   d) 상기 비교 결과, 상기 통신 모뎀의 상태가 해당하는 정상상태에 속하는 경우에 상기 통신모뎀의 전원을 오프시키지 않고, 정상상태에서 벗어나는 경우에는 상기 통신모뎀의 IoT 통신포맷으로 통신모뎀의 전원을 오프시키고,
   상기 제어부는
   상기 환경 상태정보가 수집될 경우에, 정류장 주변의 온습도 상태정보를 수집하여 현재 온습도 상태를 판별해서, 현재 온습도 상태별로 팬과 히터의 동작을 상이하게 제어하고,
   
   상기 제어부는
   상기 환경 상태정보가 수집될 경우에, 정류장 주변의 미세먼지 상태정보를 수집하여 현재 미세먼지 상태를 판별해서, 상기 관리 정보처리장치와 상기 주제어부에 각각의 IoT 통신포맷에 따라 제공하고,
   또한, 정류장 주변의 단말기 진동상태정보를 수집하여 현재 단말기 진동상태를 판별해서, 상기 관리 정보처리장치와 상기 주제어부에 각각의 IoT 통신포맷에 따라 제공하고,
   그리고, 정류장 주변의 외부밝기 조도상태정보를 수집하여 현재 외부밝기 조도상태를 판별해서, 상기 디스플레이부의 백라이트 밝기 동작을 현재 외부밝기 조도상태별로 해당하는 IoT 통신포맷에 따라 상이하게 제어하며,
   이에 더하여, 디스플레이부의 화면 조도상태정보를 수집하여 현재 화면 조도상태를 판별해서, 상기 판별 결과 현재 화면 조도상태가 미리 설정된 정상상태인 경우에 정상으로 확인하고 정상상태가 아닌 경우에는 고장으로 확인하고,
   또한, 단말기 주변의 근접상태정보를 수집하여 현재 단말기 주변 근접상태를 판별해서, 상기 판별 결과 현재 단말기 주변 근접상태가 미리 설정된 근접거리보다 이내인 경우 외부조명을 점등시키고, 이내가 아닌 경우에는 외부조명을 소등시키며,
   
   추가적으로, 상기 제어부는,
   상기 관리 정보처리장치와 주제어부를 포함한 기기별 제어유형별로 해당 정보가 송수신될 경우, BIS설비 유형/출력 서비스 유형별(음성/텍스트별 포함) 데이터 형식마다 정보를 다원화하는 포트 테이블로부터 현재 정보를 다원화하여 통신하고,
   
   a) 상기 관리 정보처리장치의 장치등록 정보와 데이터를 저장한 테이블을 상기 주제어부와 상호 간에 동일하게 구비하고, 상기 테이블에 대한 정합 관계를 미리 설정 등록해서,
   b) 상기 주제어부의 테이블 내에 콘텐츠가 변경될 경우, 상기 정합 관계에 따라서 자체 테이블에 동기화하고,
   c) 상기 테이블이 동기화될 경우에, 상이한 BIS설비 유형/출력서비스 유형별 데이터 유형마다 콘텐츠를 다원화하여 수행함으로써, 상호 간에 데이터베이스를 실시간 일치하는 것; 을 특징으로 하는 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기.
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3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 포트 테이블로 정보가 다원화될 경우에, 상기 포트 테이블에서 정보를 다수의 상이한 관리자 장치유형별로도 다원화하여 통신하는 것; 을 특징으로 하는 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는
    a) 외부의 관리자 단말기와 통신이 될 경우, 1차적으로 미리 등록된 로컬 통신망의 연결 여부를 확인해서, 상기 확인 결과 상기 로컬 통신망이 연결된 경우에는 상이한 관리 작업위치별로 대응하여 미리 설정된 관리자 공용 계정으로서 연결하고,
    b) 상기 확인 결과, 상기 로컬 통신망이 연결되지 않은 경우에는 2차적으로 미리 등록된 무선 통신망의 연결 여부를 확인해서, 상기 확인 결과 상기 무선 통신망이 연결된 경우에는 개별 IP 주소로 연결하고,
    c) 상기 확인 결과, 상기 무선 통신망이 연결되지 않은 경우에는 미리 등록된 이동 통신망의 단말기 식별 번호로 연결하므로, 상기 관리자 단말기와 실시간 연결을 확보하는 것; 을 특징으로 하는 IoT 기반의 스마트 정류장안내단말기.
    
    
    
    
    
    
    

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