KR102682637B1 - System and method for analyzing road freezing using road environment and weather condition - Google Patents

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KR102682637B1
KR102682637B1 KR1020230037101A KR20230037101A KR102682637B1 KR 102682637 B1 KR102682637 B1 KR 102682637B1 KR 1020230037101 A KR1020230037101 A KR 1020230037101A KR 20230037101 A KR20230037101 A KR 20230037101A KR 102682637 B1 KR102682637 B1 KR 102682637B1
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icing
area
determination algorithm
observation
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이채연
이한경
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한국외국어대학교 연구산학협력단
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Abstract

도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 중규모 지역유형 및 국지규모 지역유형으로 분류된 각 도로별 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 이용하여 결빙 조건에 따른 살얼음 취약 도로를 보다 용이하게 산정할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 도로 환경과 기상 조건을 이용하여 대상지역 내 각 도로별 주된 결빙 원인과 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 보다 정확하게 도출할 수 있다.A road ice analysis system and method using road environment and weather conditions are provided. According to embodiments of the present invention, roads vulnerable to thin ice according to icing conditions can be more easily calculated using meteorological observation information for adjacent observation points for each road classified into medium-scale regional type and local-scale regional type. In particular, according to embodiments of the present invention, the main cause of icing for each road in the target area and roads vulnerable to icing according to each icing cause can be more accurately derived by using the road environment and weather conditions.

Description

도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING ROAD FREEZING USING ROAD ENVIRONMENT AND WEATHER CONDITION}Road freezing analysis system and method using road environment and weather conditions {SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING ROAD FREEZING USING ROAD ENVIRONMENT AND WEATHER CONDITION}

본 발명의 실시예들은 도로 환경과 기상 조건에 따라 결빙에 취약한 도로를 도출하여 겨울철 도로 살얼음 사고를 예방하는 기술과 관련된다.Embodiments of the present invention relate to technology for preventing road ice accidents in winter by deriving roads vulnerable to icing according to road environment and weather conditions.

도로 살얼음은 습한 노면 상태에서 낮은 기온으로 인해 도로표면에 얇은 얼음막이 생기는 현상으로, 도로의 먼지, 매연 등과 결합하여 육안으로 식별이 어려운 결빙현상을 의미한다. 우리나라의 경우 눈, 비, 서리 등에 따른 겨울철 도로 살얼음으로 인한 대규모 교통사고가 지속적으로 발생하며, 운전자는 이러한 결빙 현상을 육안으로 구분할 수 없어 주행 상황에서 이를 인지하여 대응하기 어렵다. Thin road ice is a phenomenon in which a thin film of ice forms on the road surface due to low temperatures in wet road conditions. It refers to a freezing phenomenon that is difficult to discern with the naked eye when combined with road dust and smoke. In Korea, large-scale traffic accidents continue to occur due to thin ice on roads in winter due to snow, rain, frost, etc., and drivers cannot distinguish this icing phenomenon with the naked eye, making it difficult to recognize and respond to it in driving situations.

이러한 도로 살얼음 사고를 방지하기 위해 겨울철 결빙에 취약한 도로를 예측할 필요가 있다. 그러나, 현재 실제 도로의 결빙 관측자료가 부족하여 도로의 결빙 사례에 대한 도로 환경 및 기상 조건에 대한 분석의 한계가 있다. To prevent such road ice accidents, it is necessary to predict which roads are vulnerable to icing in winter. However, due to the current lack of actual road ice observation data, there are limitations in the analysis of road environment and weather conditions for road ice cases.

한국등록특허공보 제10-2438741호(2022.08.26)Korean Patent Publication No. 10-2438741 (2022.08.26)

본 발명의 실시예들은 도로에 인접한 관측지점에 대한 기상청의 AWS(Automatic Weather System) 자료, ASOS(Automated Synoptic Observing System) 자료를 이용하여 도로 결빙의 사례를 도출하고, 이를 이용하여 각 도로별 주된 결빙 원인과 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 분석하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention derive cases of road icing using the Korea Meteorological Administration's AWS (Automatic Weather System) data and ASOS (Automated Synoptic Observing System) data for observation points adjacent to the road, and use this to determine the main icing for each road. This is to analyze roads vulnerable to freezing according to the cause and each cause of freezing.

예시적인 실시예에 따르면, 대상지역의 지리정보를 수집하는 지리정보 수집부; 수집된 상기 지리정보로부터 상기 대상지역을 설정된 복수 개의 중규모 지역유형 중 하나로 분류하고, 상기 대상지역 내 도로들의 각 구간을 설정된 복수 개의 국지규모 지역유형 중 하나로 분류하는 대상지역 분류부; 상기 대상지역 내 설정된 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보를 수집하는 기상 관측정보 수집부; 상기 복수 개의 관측지점을 상기 지리정보를 기초로 상기 중규모 지역유형과 상기 국지규모 지역유형으로 분류하고, 상기 복수 개의 관측지점 중 상기 대상지역 내 도로들로부터 설정된 반경 이내에 속하는 하나 이상의 인접 관측지점을 선별하는 관측지점 분류부; 상기 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 기초로 설정된 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하고, 상기 인접 관측지점에 대한 상기 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 도로결빙 분석부를 포함하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 시스템이 제공된다.According to an exemplary embodiment, a geographic information collection unit that collects geographic information of a target area; a target area classification unit that classifies the target area into one of a plurality of set mid-scale area types from the collected geographical information, and classifies each section of roads within the target area into one of a plurality of set local-scale area types; a weather observation information collection unit that collects weather observation information for a plurality of observation points set within the target area; The plurality of observation points are classified into the mid-scale area type and the local-scale area type based on the geographical information, and one or more adjacent observation points within a set radius from roads in the target area are selected among the plurality of observation points. an observation point classification unit; A plurality of different road ice determination algorithms set based on weather observation information for the adjacent observation points are applied to each of the adjacent observation points in set time units, and the predicted results of the road ice determination algorithm for the adjacent observation points are calculated. Road environment, including a road icing analysis unit that derives the main cause of icing for each road in the target area and roads vulnerable to icing according to each icing cause by applying it to roads having a regional type corresponding to the regional type of the adjacent observation point. and a road ice analysis system using weather conditions is provided.

상기 복수 개의 중규모 지역유형은, 해안형 지역, 내륙형 지역 및 산지형 지역 중 적어도 둘 이상을 포함하며, 상기 복수 개의 국지규모 지역유형은, 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역 및 나지 지역 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다. The plurality of mid-scale area types include at least two of coastal areas, inland areas, and mountainous areas, and the plurality of local-scale area types include water areas, urbanized areas, road areas, wetland areas, and grasslands. It may include at least two of regions, mountainous regions, agricultural regions, and bare areas.

상기 기상 관측정보는, AWS(Automatic Weather System) 및 ASOS(Automated Synoptic Observing System) 중 적어도 하나에 의해 관측된 상기 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보로서, 상기 복수 개의 관측지점에 대한 대기온도, 이슬점온도, 상대습도, 강수량 및 풍속을 포함하며, 상기 도로결빙 분석부는, 상기 기상 관측정보에 포함된 대기온도를 기초로 상기 복수 개의 관측지점에 대한 노면온도를 추정할 수 있다.The weather observation information is weather observation information for the plurality of observation points observed by at least one of AWS (Automatic Weather System) and ASOS (Automated Synoptic Observing System), and includes air temperature and dew point for the plurality of observation points. It includes temperature, relative humidity, precipitation, and wind speed, and the road ice analysis unit can estimate the road surface temperature for the plurality of observation points based on the air temperature included in the weather observation information.

상기 도로 결빙 판단 알고리즘은, 상기 상대습도, 상기 이슬점온도, 상기 노면온도 및 상기 대기온도를 기초로 응결에 의한 도로 결빙을 판단하는 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 강수량, 상기 대기온도 및 상기 노면온도를 기초로 강수에 의한 도로 결빙을 판단하는 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 노면온도, 상기 이슬점온도 및 상기 풍속을 기초로 풍속에 의한 도로 결빙을 판단하는 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 포함하며, 상기 도로결빙 분석부는, 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하고, 상기 인접 관측지점에 대한 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 도로결빙 분석부를 포함할 수 있다.The road icing determination algorithm includes a first road icing determination algorithm that determines road icing due to condensation based on the relative humidity, the dew point temperature, the road surface temperature, and the air temperature, the precipitation amount, the air temperature, and the road surface temperature. It includes a second road icing determination algorithm that determines road icing due to precipitation based on and a third road icing determination algorithm that determines road icing due to wind speed based on the road surface temperature, the dew point temperature, and the wind speed, The road icing analysis unit applies the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm to the adjacent observation point in a set time unit, and the first road icing determination algorithm for the adjacent observation point. 1 For each road within the target area, the prediction results of the road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm are applied to roads having a regional type corresponding to the regional type of the adjacent observation point. It may include a road ice analysis unit that derives the main cause of ice and roads vulnerable to ice according to each cause of ice.

상기 도로결빙 분석부는, 상기 인접 관측지점에 대해 설정된 시간 단위 동안 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘 중 도로 결빙으로 판단된 횟수 또는 시간이 가장 많은 도로 결빙 판단 알고리즘을 식별하고, 식별된 도로 결빙 판단 알고리즘에 대응되는 결빙 원인을 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로의 가장 주된 결빙 원인으로 결정할 수 있다.The road icing analysis unit determines that the number or time of road icing being determined to be the highest among the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm during the time unit set for the adjacent observation point. Many road icing determination algorithms can be identified, and the icing cause corresponding to the identified road icing determination algorithm can be determined as the main cause of icing on the road having an area type corresponding to the area type of the adjacent observation point.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 지리정보 수집부에서, 대상지역의 지리정보를 수집하는 단계; 대상지역 분류부에서, 수집된 상기 지리정보로부터 상기 대상지역을 설정된 복수 개의 중규모 지역유형 중 하나로 분류하는 단계; 상기 대상지역 분류부에서, 상기 대상지역 내 도로들의 각 구간을 설정된 복수 개의 국지규모 지역유형 중 하나로 분류하는 단계; 기상 관측정보 수집부에서, 상기 대상지역 내 설정된 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보를 수집하는 단계; 관측지점 분류부에서, 상기 복수 개의 관측지점을 상기 지리정보를 기초로 상기 중규모 지역유형과 상기 국지규모 지역유형으로 분류하는 단계; 상기 관측지점 분류부에서, 상기 복수 개의 관측지점 중 상기 대상지역 내 도로들로부터 설정된 반경 이내에 속하는 하나 이상의 인접 관측지점을 선별하는 단계; 도로결빙 분석부에서, 상기 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 기초로 설정된 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하는 단계; 및 상기 도로결빙 분석부에서, 상기 인접 관측지점에 대한 상기 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 단계를 포함하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment, collecting geographic information of a target area in a geographic information collection unit; In a target area classification unit, classifying the target area into one of a plurality of set mid-scale area types from the collected geographical information; Classifying, in the target area classification unit, each section of roads within the target area into one of a plurality of set local-scale area types; Collecting, in a weather observation information collection unit, weather observation information for a plurality of observation points set within the target area; In an observation point classification unit, classifying the plurality of observation points into the mid-scale region type and the local-scale region type based on the geographic information; In the observation point classification unit, selecting one or more adjacent observation points that fall within a set radius from roads in the target area among the plurality of observation points; In the road ice analysis unit, applying a plurality of different road ice determination algorithms set based on meteorological observation information for the adjacent observation points to each of the adjacent observation points in a set time unit; And in the road icing analysis unit, the prediction result of the road icing determination algorithm for the adjacent observation point is applied to roads having a region type corresponding to the region type of the adjacent observation point, so that the most important road for each road in the target region A road ice analysis method using road environment and weather conditions is provided, including the step of deriving ice vulnerable roads according to ice causes and each ice cause.

상기 복수 개의 중규모 지역유형은, 해안형 지역, 내륙형 지역 및 산지형 지역 중 적어도 둘 이상을 포함하며, 상기 복수 개의 국지규모 지역유형은, 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역 및 나지 지역 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.The plurality of mid-scale area types include at least two of coastal areas, inland areas, and mountainous areas, and the plurality of local-scale area types include water areas, urbanized areas, road areas, wetland areas, and grasslands. It may include at least two of regions, mountainous areas, agricultural areas, and bare areas.

상기 기상 관측정보는, AWS(Automatic Weather System) 및 ASOS(Automated Synoptic Observing System) 중 적어도 하나에 의해 관측된 상기 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보로서, 상기 복수 개의 관측지점에 대한 대기온도, 이슬점온도, 상대습도, 강수량 및 풍속을 포함하며, 상기 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 방법은, 상기 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하는 단계 이전에, 상기 도로결빙 분석부에서, 상기 기상 관측정보에 포함된 대기온도를 기초로 상기 복수 개의 관측지점에 대한 노면온도를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weather observation information is weather observation information for the plurality of observation points observed by at least one of AWS (Automatic Weather System) and ASOS (Automated Synoptic Observing System), and includes air temperature and dew point for the plurality of observation points. The road ice analysis method includes temperature, relative humidity, precipitation, and wind speed, and uses the road environment and weather conditions, prior to the step of applying the plurality of different road ice determination algorithms to each of the adjacent observation points in a set time unit. In the road ice analysis unit, the step of estimating the road surface temperature for the plurality of observation points based on the air temperature included in the weather observation information may be further included.

상기 도로 결빙 판단 알고리즘은, 상기 상대습도, 상기 이슬점온도, 상기 노면온도 및 상기 대기온도를 기초로 응결에 의한 도로 결빙을 판단하는 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 강수량, 상기 대기온도 및 상기 노면온도를 기초로 강수에 의한 도로 결빙을 판단하는 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 노면온도, 상기 이슬점온도 및 상기 풍속을 기초로 풍속에 의한 도로 결빙을 판단하는 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 포함하며, 상기 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하는 단계는, 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용할 수 있다.The road icing determination algorithm includes a first road icing determination algorithm that determines road icing due to condensation based on the relative humidity, the dew point temperature, the road surface temperature, and the air temperature, the precipitation amount, the air temperature, and the road surface temperature. It includes a second road icing determination algorithm that determines road icing due to precipitation based on and a third road icing determination algorithm that determines road icing due to wind speed based on the road surface temperature, the dew point temperature, and the wind speed, The step of applying a plurality of different road icing determination algorithms to each of the adjacent observation points in a set time unit includes applying the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm for a set time unit. It can be applied to each of the adjacent observation points as a unit.

상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 단계는, 상기 인접 관측지점에 대해 설정된 시간 단위 동안 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘 중 도로 결빙으로 판단된 횟수 또는 시간이 가장 많은 도로 결빙 판단 알고리즘을 식별하고, 식별된 도로 결빙 판단 알고리즘에 대응되는 결빙 원인을 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로의 가장 주된 결빙 원인으로 결정할 수 있다.The step of deriving the most important cause of icing for each road in the target area and roads susceptible to icing according to each icing cause includes the first road icing determination algorithm and the second road icing determination during a time unit set for the adjacent observation point. Among the algorithms and the third road icing determination algorithm, identify the road icing determination algorithm with the greatest number or time of road icing determination, and correspond the icing cause corresponding to the identified road icing determination algorithm with the regional type of the adjacent observation point. It can be determined as the main cause of icing on roads with this type of area.

본 발명의 실시예들에 따르면, 중규모 지역유형 및 국지규모 지역유형으로 분류된 각 도로별 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 이용하여 결빙 조건에 따른 살얼음 취약 도로를 보다 용이하게 산정할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 도로 환경과 기상 조건을 이용하여 대상지역 내 각 도로별 주된 결빙 원인과 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 보다 정확하게 도출할 수 있다.According to embodiments of the present invention, roads vulnerable to thin ice according to icing conditions can be more easily calculated using meteorological observation information for adjacent observation points for each road classified into medium-scale regional type and local-scale regional type. In particular, according to embodiments of the present invention, the main cause of icing for each road in the target area and roads vulnerable to icing according to each icing cause can be more accurately derived by using the road environment and weather conditions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 결빙 분석 시스템의 상세 구성을 나타낸 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지리정보를 나타낸 예시
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상지역의 지역유형을 분류하는 결과를 나타낸 예시
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상지역 내 관측지점의 지역유형을 분류한 결과를 나타낸 예시
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상지역 내 관측지점의 지역유형에 따른 기상 관측정보를 분석한 결과를 나타낸 예시
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 관측지점의 기상 관측정보를 기초로 각 도로별 지역유형에 따른 주요 기상인자를 도출한 결과를 나타낸 예시
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 도로 결빙 판단 알고리즘을 나타낸 예시
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 도로 결빙 판단 알고리즘을 나타낸 예시
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 나타낸 예시
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 관측정보를 이용하여 도로의 노면온도를 추정하는 과정을 나타낸 예시
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출한 결과를 나타낸 예시
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 결빙 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 13은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도
1 is a block diagram showing the detailed configuration of a road ice analysis system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example showing geographic information according to an embodiment of the present invention
Figure 3 is an example showing the results of classifying the regional type of the target area according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is an example showing the results of classifying regional types of observation points within the target area according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an example showing the results of analyzing weather observation information according to the regional type of the observation point in the target area according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an example showing the results of deriving major weather factors according to regional type for each road based on weather observation information from adjacent observation points according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is an example showing a first road ice determination algorithm according to an embodiment of the present invention
Figure 8 is an example showing a second road ice determination algorithm according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an example showing a third road ice determination algorithm according to an embodiment of the present invention
Figure 10 is an example showing the process of estimating the road surface temperature using weather observation information according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is an example showing the results of deriving the main cause of icing for each road and roads vulnerable to icing according to each icing cause according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a road ice analysis method according to an embodiment of the present invention.
13 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description below is provided to facilitate a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terminology used in the detailed description is only for describing embodiments of the present invention and should in no way be limiting. Unless explicitly stated otherwise, singular forms include plural meanings. In this description, expressions such as “comprising” or “including” are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and one or more than those described. It should not be construed to exclude the existence or possibility of any other characteristic, number, step, operation, element, or part or combination thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 결빙 분석 시스템(100)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 결빙 분석 시스템(100)은 지리정보 수집부(102), 대상지역 분류부(104), 기상 관측정보 수집부(106), 관측지점 분류부(108) 및 도로결빙 분석부(110)를 포함한다.Figure 1 is a block diagram showing the detailed configuration of a road ice analysis system 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the road ice analysis system 100 according to an embodiment of the present invention includes a geographic information collection unit 102, a target area classification unit 104, a weather observation information collection unit 106, and an observation It includes a point classification unit 108 and a road ice analysis unit 110.

지리정보 수집부(102)는 대상지역의 지리정보를 수집한다. 본 실시예들에 있어서, 대상지역은 분석 대상이 되는 지역으로서 둘 이상의 도로를 포함한다. 여기서, 도로는 고속도로, 국도 등이 될 수 있으나 도로의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 지리정보 수집부(102)는 예를 들어, 공간 정보 시스템(GIS, Geographic Information System)으로부터 대상지역의 지리정보를 수집할 수 있다. 상기 지리정보는 대상지역의 임의의 지점 또는 도로에 대한 지리적 또는 지형적인 정보로서, 예를 들어 해안선으로부터의 거리, 경사길이, 경사위치, 경사도, 토지피복, 도로 표준노드링크 등이 될 수 있다.The geographic information collection unit 102 collects geographic information of the target area. In these embodiments, the target area is an area subject to analysis and includes two or more roads. Here, the road may be a highway, a national road, etc., but the type of road is not particularly limited. For example, the geographic information collection unit 102 may collect geographic information of the target area from a spatial information system (GIS, Geographic Information System). The geographical information is geographical or topographical information about a random point or road in the target area, and may be, for example, distance from the coastline, slope length, slope location, slope, land cover, road standard node link, etc.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지리정보를 나타낸 예시이다.Figure 2 is an example showing geographic information according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 지리정보 수집부(102)는 예를 들어, 대상지역의 임의의 지점 또는 도로에 대한 해안선으로부터의 거리, 경사길이, 토지피복, 도로 표준노드링크 등과 같은 지리정보를 수집할 수 있다. Referring to FIG. 2, the geographic information collection unit 102 may collect geographic information such as distance from the coastline, slope length, land cover, road standard node link, etc. for any point or road in the target area. You can.

대상지역 분류부(104)는 수집된 지리정보로부터 대상지역의 지역유형을 분류한다. 본 실시예들에 있어서, 지역유형은 중규모 지역유형과 국지규모 지역유형으로 구분될 수 있다. 중규모 지역유형은 대상지역을 해안형 지역, 내륙형 지역 및 산지형 지역 중 어느 하나로 분류하기 위한 지역유형이다. 또한, 국지규모 지역유형은 대상지역 내 도로를 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역 및 나지 지역 중 어느 하나로 분류하기 위한 지역유형이다. The target area classification unit 104 classifies the regional type of the target area from the collected geographical information. In these embodiments, regional types can be divided into mid-scale regional types and local-scale regional types. The medium-scale regional type is a regional type for classifying the target region into one of coastal regions, inland regions, and mountainous regions. In addition, the local-scale regional type is a regional type for classifying roads within the target area into one of the following: water area, urbanized area, road area, wetland area, grassland area, mountainous area, agricultural area, and bare area.

대상지역 분류부(104)는 기 알려진 중규모 지역분류 알고리즘에 따라 상기 대상지역을 복수 개의 중규모 지역유형 중 하나로 분류할 수 있다. 일 예시로서, 대상지역 내 특정 영역의 해안가로부터의 거리가 임계치 이내인 경우, 대상지역 분류부(104)는 상기 대상지역 내 특정 영역에 대한 중규모 지역유형을 해안형 지역으로 분류할 수 있다. The target area classification unit 104 may classify the target area into one of a plurality of medium-scale area types according to a known medium-scale area classification algorithm. As an example, if the distance from the coast of a specific area within the target area is within a threshold, the target area classification unit 104 may classify the medium-scale area type for the specific area within the target area as a coastal type area.

또한, 대상지역 분류부(104)는 기 알려진 국지규모 지역분류 알고리즘에 따라 대상지역 내 도로들의 각 구간을 복수 개의 국지규모 지역유형 중 하나로 분류할 수 있다. 대상지역 분류부(104)는 예를 들어, 대상지역 내 도로들이 속한 토지피복도를 기준으로 대상지역 내 도로들의 각 구간을 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역 및 나지 지역 중 어느 하나로 분류할 수 있다. 일 예시로서, 도로의 특정 구간으로부터 설정된 반경 이내에서 산지가 가장 많은 점유율을 보이는 경우, 대상지역 분류부(104)는 상기 도로의 특정 구간에 대한 국지규모 지역유형을 산지로 분류할 수 있다. Additionally, the target area classification unit 104 may classify each section of roads within the target area into one of a plurality of local-scale area types according to a known local-scale area classification algorithm. For example, the target area classification unit 104 classifies each section of roads in the target area into water area, urbanized area, road area, wetland area, grassland area, mountainous area, etc. based on the land cover map to which the roads in the target area belong. It can be classified into either an agricultural area or a bare area. As an example, if a mountainous area has the largest share within a set radius from a specific section of the road, the target area classification unit 104 may classify the local-scale area type for the specific section of the road as a mountainous area.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상지역의 지역유형을 분류하는 결과를 나타낸 예시이다.Figure 3 is an example showing the results of classifying the regional type of the target area according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 대상지역 분류부(104)는 대상지역인 전라북도를 해안형 지역(좌측), 내륙형 지역(중앙), 산지형 지역(우측)으로 각각 분류할 수 있다. 또한, 대상지역 분류부(104)는 대상지역 내 도로들, 예를 들어 12번 고속도로, 15번 고속도로, 20번 고속도로, 25번 고속도로, 27번 고속도로 및 35번 고속도로 각각에 대한 구간들을 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역 및 나지 지역 중 어느 하나로 분류할 수 있다.Referring to FIG. 3, the target area classification unit 104 can classify the target area, Jeollabuk-do, into a coastal area (left), an inland area (center), and a mountainous area (right). In addition, the target area classification unit 104 divides sections of roads within the target area, for example, Highway 12, Highway 15, Highway 20, Highway 25, Highway 27, and Highway 35 into a water area, It can be classified into any of the following: urbanized area, road area, wetland area, grassland area, mountain area, agricultural area, and bare land area.

기상 관측정보 수집부(106)는 대상지역 내 설정된 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보를 수집한다. 본 실시예들에 있어서, 기상 관측정보는 AWS(Automatic Weather System) 및 ASOS(Automated Synoptic Observing System) 중 적어도 하나에 의해 관측된 상기 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보로서, 상기 복수 개의 관측지점에 대한 대기온도, 이슬점온도, 상대습도, 강수량 및 풍속을 포함할 수 있다. 기상 관측정보 수집부(106)는 기상청 서버로부터 대상지역 내 설정된 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보를 수집할 수 있다.The weather observation information collection unit 106 collects weather observation information for a plurality of observation points set within the target area. In the present embodiments, the weather observation information is weather observation information for the plurality of observation points observed by at least one of AWS (Automatic Weather System) and ASOS (Automated Synoptic Observing System), and is provided at the plurality of observation points. It can include atmospheric temperature, dew point temperature, relative humidity, precipitation, and wind speed. The weather observation information collection unit 106 may collect weather observation information for a plurality of observation points set within the target area from the Korea Meteorological Administration server.

관측지점 분류부(108)는 상기 복수 개의 관측지점을 중규모 지역유형과 국지규모 지역유형으로 분류한다. 관측지점 분류부(108)는 대상지역 분류부(104)에서 대상지역의 지역유형을 분류한 방법과 동일한 방법으로 상기 복수 개의 관측지점을 중규모 지역유형과 국지규모 지역유형으로 분류할 수 있다. 즉, 관측지점 분류부(108)는 상기 복수 개의 관측지점이 속한 영역의 지리정보를 기초로 상기 복수 개의 관측지점을 중규모 지역유형과 국지규모 지역유형으로 분류할 수 있다. The observation point classification unit 108 classifies the plurality of observation points into a mid-scale region type and a local-scale region type. The observation point classification unit 108 may classify the plurality of observation points into a mid-scale area type and a local-scale area type in the same manner as the method in which the target area classification unit 104 classified the regional type of the target area. That is, the observation point classification unit 108 may classify the plurality of observation points into a mid-scale region type and a local-scale region type based on geographic information of the area to which the plurality of observation points belong.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상지역 내 관측지점의 지역유형을 분류한 결과를 나타낸 예시이다.Figure 4 is an example showing the results of classifying the regional types of observation points within the target area according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 전라북도 지역의 경우 관측지점 분류부(108)의 중규모 지역유형 분류에 따라 내륙형 지역(남부내륙 지역), 해안형 지역(남부해안 지역) 및 산지형 지역(남부산지 지역)으로 분류될 수 있다. 또한, 각 중규모 지역은 관측지점 분류부(108)의 국지규모 지역유형 분류에 따라 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역, 나지 지역 등으로 분류될 수 있다. Referring to Figure 4, in the case of the Jeollabuk-do region, according to the mid-scale regional type classification of the observation point classification unit 108, there is an inland region (southern inland region), a coastal region (southern coastal region), and a mountainous region (southern mountainous region). It can be classified as: In addition, each medium-scale region will be classified into a water area, an urbanized area, a road area, a wetland area, a grassland area, a mountainous area, an agricultural area, a bare area, etc. according to the local-scale area type classification of the observation point classification unit 108. You can.

이에 따라, 남부내륙 내 20개의 관측지점은 시가화 지역 2개, 산지 지역 7개, 농업지 지역 10개 및 나지 지역 1개로 각각 분류될 수 있다. 또한, 남부해안 내 14개의 관측지점은 수역 지역 5개, 산지 지역 2개 및 농업지 지역 7개로 각각 분류될 수 있다. 또한, 남부산지 내 8개의 관측지점은 시가화 지역 1개, 산지 지역 6개 및 농업지 지역 1개로 각각 분류될 수 있다. 이후, 각 지역유형별 기상 관측자료를 분석함으로써 지형에 따른 기상 특성과 주요 기상인자를 파악할 수 있다. Accordingly, the 20 observation points in the southern inland can be classified into 2 urbanized areas, 7 mountainous areas, 10 agricultural areas, and 1 bare area. Additionally, the 14 observation points within the southern coast can be classified into 5 water regions, 2 mountain regions, and 7 agricultural regions, respectively. In addition, the eight observation points in the southern mountain area can be classified into one urbanized area, six mountainous areas, and one agricultural area. Afterwards, by analyzing the meteorological observation data for each regional type, it is possible to identify meteorological characteristics and major meteorological factors according to the terrain.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상지역 내 관측지점의 지역유형에 따른 기상 관측정보를 분석한 결과를 나타낸 예시이다.Figure 5 is an example showing the results of analyzing weather observation information according to the regional type of the observation point in the target area according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 중규모 지역유형의 평균기온은 남부내륙이 1.76℃, 남부해안이 3.22℃, 남부산지가 1.24℃로 해안형 지역이 가장 높고 산지형 지역이 가장 낮은 것으로 나타났다. 또한, 국지규모 지역유형에서는 시가화 지역의 기온이 상대적으로 높고, 산지 지역의 기온이 상대적으로 낮고, 수역 지역의 경우 기온편차가 가장 낮게 나타났다. 또한, 남부내륙 지역의 시가화 지역은 상대습도가 가장 낮고, 남부해안 지역의 수역 지역은 풍속이 가장 높게 나타났다. 이와 같이, 관측지점 분류부(108)는 상기 복수 개의 관측지점을 중규모 지역유형과 국지규모 지역유형으로 분류하고, 각 관측지점의 지역유형에 따른 기상 관측정보를 분석하여 지형에 따른 기상 특성과 주요 기상인자를 파악할 수 있다. Referring to Figure 5, the average temperature of the medium-scale region type was 1.76℃ in the southern inland, 3.22℃ in the southern coast, and 1.24℃ in the southern mountainous region, with the coastal region being the highest and the mountainous region being the lowest. In addition, in the local-scale regional type, the temperature in the urbanized area was relatively high, the temperature in the mountainous area was relatively low, and the temperature deviation was the lowest in the water area. In addition, the urbanized areas in the southern inland region had the lowest relative humidity, and the water areas in the southern coastal region had the highest wind speeds. In this way, the observation point classification unit 108 classifies the plurality of observation points into mid-scale regional types and local-scale regional types, and analyzes meteorological observation information according to the regional type of each observation point to determine meteorological characteristics and major factors according to the terrain. Meteorological factors can be identified.

또한, 관측지점 분류부(108)는 상기 복수 개의 관측지점 중 대상지역 내 도로들로부터 설정된 반경 이내에 속하는 하나 이상의 인접 관측지점을 선별할 수 있다. 대상지역 내 도로들에 대한 도로결빙을 분석 및 예측하기 위해서는 해당 도로가 속한 영역에 대한 기상정보가 필요하다. 이에, 본 발명의 실시예들에서는 대상지역 내 도로들로부터 설정된 반경 이내에 속하는 하나 이상의 인접 관측지점을 선별한 후 선별된 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 이용하여 상기 대상지역 내 도로들에 대한 도로결빙을 분석할 수 있도록 하였다.Additionally, the observation point classification unit 108 may select one or more adjacent observation points that fall within a set radius from roads in the target area among the plurality of observation points. In order to analyze and predict road icing on roads within the target area, weather information for the area to which the road belongs is required. Accordingly, in embodiments of the present invention, one or more adjacent observation points within a set radius from the roads in the target area are selected, and then the weather observation information for the selected adjacent observation points is used to determine the roads for the roads in the target area. Freezing could be analyzed.

일 예시로서, 관측지점 분류부(108)는 복수 개의 관측지점 중 대상지역 내 도로들로부터 2km 이내에 속하는 인접 관측지점을 선별할 수 있다. 또한, 관측지점 분류부(108)는 선별된 인접 관측지점의 지역유형과 상기 인접 관측지점과 가장 가까운 대상지역 내 도로의 지역유형을 비교할 수 있다. 만약, 선별된 인접 관측지점의 지역유형과 상기 인접 관측지점과 가장 가까운 대상지역 내 도로의 지역유형이 서로 대응되는 경우(즉, 선별된 인접 관측지점의 중규모 지역유형 및 국지규모 지역유형이 상기 인접 관측지점과 가장 가까운 대상지역 내 도로의 중규모 지역유형 및 국지규모 지역유형과 각각 동일한 경우), 선별된 인접 관측지점에 대한 기상 관측자료가 상기 대응되는 대상지역 내 도로의 기상자료로 활용될 수 있다.As an example, the observation point classification unit 108 may select an adjacent observation point within 2 km from roads in the target area among a plurality of observation points. Additionally, the observation point classification unit 108 may compare the regional type of the selected adjacent observation point with the regional type of the road in the target area closest to the adjacent observation point. If the regional type of the selected adjacent observation point and the regional type of the road in the target area closest to the adjacent observation point correspond to each other (i.e., the medium-scale regional type and local-scale regional type of the selected adjacent observation point are adjacent to the adjacent observation point) (if the same as the mid-scale regional type and local-scale regional type of the road in the target area closest to the observation point), meteorological observation data for the selected adjacent observation point can be used as meteorological data for the road in the corresponding target area. .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인접 관측지점의 기상 관측정보를 기초로 각 도로별 지역유형에 따른 주요 기상인자를 도출한 결과를 나타낸 예시이다. Figure 6 is an example showing the results of deriving major weather factors according to regional types for each road based on weather observation information from adjacent observation points according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 35번 고속도로의 경우 산지 지역에서 평균기온이 가장 낮게 나타나며, 27번 고속도로의 경우 시가화 지역에서 평균기온이 가장 높게 나타났다. 또한, 12번 고속도로의 농업지 지역과 각 도로별 산지 지역에서 상대적으로 상대습도가 높게 나타났다. 상술한 바와 같이, 관측지점 분류부(108)는 각 관측지점의 지역유형에 따른 기상 관측정보를 분석하여 지형에 따른 기상 특성과 주요 기상인자를 파악할 수 있다.Referring to Figure 6, in the case of Highway 35, the average temperature was lowest in the mountainous area, and in the case of Highway 27, the average temperature was highest in the urbanized area. In addition, relative humidity was found to be relatively high in agricultural areas along Highway 12 and mountainous areas for each road. As described above, the observation point classification unit 108 can analyze weather observation information according to the regional type of each observation point to identify weather characteristics and major weather factors according to the terrain.

도로결빙 분석부(110)는 상기 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 기초로 설정된 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출한다.The road ice analysis unit 110 applies a plurality of different road ice determination algorithms set based on meteorological observation information for the adjacent observation points to each of the adjacent observation points in a set time unit, thereby Derive the main causes of icing and roads vulnerable to icing according to each icing cause.

본 실시예들에 있어서, 도로결빙 판단 알고리즘은 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘은 도로결빙의 주된 결빙 원인을 판단하는 데 사용되는 서로 다른 알고리즘이다. 제1 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 상대습도, 이슬점온도, 노면온도 및 대기온도를 기초로 도로 결빙의 가장 주된 원인을 응결로 판단하는 알고리즘이다. 또한, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 강수량, 대기온도 및 노면온도를 기초로 도로 결빙의 가장 주된 원인을 강수량으로 판단하는 알고리즘이다. 또한, 제3 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 노면온도, 이슬점온도 및 풍속을 기초로 도로 결빙의 가장 주된 원인을 풍속으로 판단하는 알고리즘이다. 이와 같이, 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘은 기상 조건에 따라 도로결빙을 예측하는 데 사용되며, 도 7 내지 도 9를 참조하여 그 구체적인 예측방법에 대해 설명한다.In the present embodiments, the road icing determination algorithm may include a first road icing determination algorithm, a second road icing determination algorithm, and a third road icing determination algorithm. Here, the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm are different algorithms used to determine the main cause of road icing. The first road icing determination algorithm is an algorithm that determines that the main cause of road icing is condensation based on the relative humidity, dew point temperature, road surface temperature, and air temperature at the observation point. In addition, the second road icing determination algorithm is an algorithm that determines the main cause of road icing to be precipitation based on the precipitation amount, air temperature, and road surface temperature at the observation point. In addition, the third road icing determination algorithm is an algorithm that determines the main cause of road icing to be wind speed based on the road surface temperature, dew point temperature, and wind speed at the observation point. In this way, the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm are used to predict road icing according to weather conditions, and the specific prediction method is described with reference to FIGS. 7 to 9. Explain.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 도로 결빙 판단 알고리즘을 나타낸 예시이다.Figure 7 is an example showing a first road ice determination algorithm according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 제1 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 상대습도가 65% 이상이며, 관측지점의 노면온도(Tr)가 이슬점온도(Td) + 5℃ 이하이고, 관측지점의 노면온도(Tr)가 대기온도(T) 이하이며, 관측지점의 대기온도(T)가 5℃ 이하이며, 관측지점의 노면온도(Tr)가 0℃ 이하인 경우 응결에 의한 도로결빙이 발생될 것으로 예측한다. 또한, 제1 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 상대습도가 65% 이상이며, 관측지점의 노면온도(Tr)가 이슬점온도(Td) + 5℃ 이하이고, 관측지점의 노면온도(Tr)가 대기온도(T) 이하이며, 관측지점의 대기온도(T)가 5℃ 이하이며, 관측지점의 노면온도(Tr)가 0℃와 1℃ 사이이며, 시간당 노면온도(Tr)의 변화가 -1℃/hr 인 경우 응결에 의한 도로결빙이 발생될 것으로 예측할 수 있다.Referring to FIG. 7, the first road icing determination algorithm determines that the relative humidity at the observation point is 65% or more, the road surface temperature (T r ) at the observation point is below the dew point temperature (T d ) + 5°C, and the road surface at the observation point is If the temperature (T r ) is below the air temperature (T), the air temperature (T) at the observation point is 5℃ or below, and the road surface temperature (T r ) at the observation point is below 0℃, road icing due to condensation may occur. It is predicted that In addition, the first road icing determination algorithm determines that the relative humidity at the observation point is 65% or more, the road surface temperature (T r ) at the observation point is below the dew point temperature (T d ) + 5°C, and the road surface temperature at the observation point (T r ) is below the air temperature (T), the air temperature (T) at the observation point is below 5℃, the road surface temperature (T r ) at the observation point is between 0℃ and 1℃, and the hourly road surface temperature (T r ) is If the change is -1℃/hr, it can be predicted that road icing will occur due to condensation.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 도로 결빙 판단 알고리즘을 나타낸 예시이다.Figure 8 is an example showing a second road ice determination algorithm according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 강수량이 1mm보다 크고, 강수 후 3시간 이내의 관측지점의 대기온도(T)가 0℃ 이하이며, 강수 후 3시간 이내의 관측지점의 노면온도(Tr)가 0℃ 이하인 경우 강수에 의한 도로결빙이 발생될 것으로 예측할 수 있다.Referring to Figure 8, the second road ice determination algorithm determines that the precipitation at the observation point is greater than 1 mm, the air temperature (T) at the observation point within 3 hours after precipitation is 0°C or less, and the observation point within 3 hours after precipitation is If the road surface temperature (T r ) is below 0℃, it can be predicted that road icing will occur due to precipitation.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 나타낸 예시이다.Figure 9 is an example showing a third road icing determination algorithm according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 제3 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 노면온도(Tr)가 0℃ 이하이고, 관측지점의 이슬점온도(Td) - 노면온도(Tr)가 0.5℃ 보다 크고, 관측지점의 풍속이 2m/s보다 큰 경우 풍속에 의한 도로결빙이 발생될 것으로 예측할 수 있다.Referring to FIG. 9, the third road icing determination algorithm determines that the road surface temperature (T r ) at the observation point is 0℃ or less, and the dew point temperature (T d ) - road surface temperature (T r ) at the observation point is greater than 0.5℃, If the wind speed at the observation point is greater than 2 m/s, it can be predicted that road icing will occur due to the wind speed.

이와 같이, 제1 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 상대습도, 이슬점온도, 노면온도 및 대기온도를 기초로 응결에 의한 도로 결빙을 판단하도록 구성되며, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 강수량, 대기온도 및 노면온도를 기초로 강수에 의한 도로 결빙을 판단하도록 구성되고, 제3 도로 결빙 판단 알고리즘은 관측지점의 노면온도, 이슬점온도 및 풍속을 기초로 풍속에 의한 도로 결빙을 판단하도록 구성된다. 이러한 도로 결빙 판단 알고리즘에서 사용되는 기상 인자들은 노면온도를 제외하고는 모두 상술한 기상 관측자료에 포함되어 있다. 그러나, 노면온도는 상기 기상 관측자료에 포함되어 있지 않으므로, 도로결빙 분석부(110)는 상기 기상 관측자료에 포함된 대기온도를 기초로 상기 관측지점에 대한 노면온도를 추정한 후 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘 내지 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 상기 인접 관측지점에 적용할 수 있다.As such, the first road icing determination algorithm is configured to determine road icing due to condensation based on the relative humidity, dew point temperature, road surface temperature, and air temperature at the observation point, and the second road icing determination algorithm is configured to determine road icing due to condensation, precipitation at the observation point, It is configured to determine road icing due to precipitation based on air temperature and road surface temperature, and the third road icing determination algorithm is configured to determine road icing due to wind speed based on the road surface temperature, dew point temperature, and wind speed at the observation point. All meteorological factors used in this road ice determination algorithm are included in the above-mentioned meteorological observation data except road surface temperature. However, since the road surface temperature is not included in the weather observation data, the road ice analysis unit 110 estimates the road surface temperature for the observation point based on the air temperature included in the weather observation data, and then The icing determination algorithm or the third road icing determination algorithm can be applied to the adjacent observation point.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 관측정보를 이용하여 도로의 노면온도를 추정하는 과정을 나타낸 예시이다.Figure 10 is an example showing the process of estimating the road surface temperature using weather observation information according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 관측지점의 대기온도와 노면온도를 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 여기서, 대기온도는 지표면으로부터 2m 상공의 대기온도를 의미한다.Referring to FIG. 10, the air temperature and road surface temperature at the observation point can be expressed as Equation 1 below. Here, the air temperature means the air temperature 2m above the ground surface.

[수학식 1][Equation 1]

노면온도 = 1.6487 X 대기온도 + 1.9535Road surface temperature = 1.6487

위 수학식 1은 국립기상과학원 도로관측자료인 RWIS 목감지점의 겨울철 자료(2018년 12월 ~ 2019년 2월, 2019년 12월 ~ 2020년 2월 자료)를 토대로 상관관계 분석을 통해 산출되었다.Equation 1 above was calculated through correlation analysis based on winter data (December 2018 to February 2019, December 2019 to February 2020) from the RWIS timber station, which is the road observation data of the National Institute of Meteorological Research.

도 10을 참조하면, 대기온도와 노면온도는 R2 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타낸다. Referring to FIG. 10, the air temperature and road surface temperature show a high correlation of R 2 0.9 or higher.

도로결빙 분석부(110)는 상기 기상 관측자료에 포함된 대기온도를 기초로 상기 관측지점에 대한 노면온도를 추정할 수 있으며, 이와 같이 추정된 노면온도를 이용하여 상술한 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 적용할 수 있다.The road ice analysis unit 110 can estimate the road surface temperature for the observation point based on the air temperature included in the weather observation data, and the above-described first road ice determination algorithm uses the estimated road surface temperature. , the second road icing determination algorithm and the third road icing determination algorithm can be applied.

구체적으로, 도로결빙 분석부(110)는 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 기초로 설정된 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하고, 상기 인접 관측지점에 대한 상기 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출할 수 있다. Specifically, the road ice analysis unit 110 applies a plurality of different road ice determination algorithms set based on meteorological observation information for the adjacent observation points to each of the adjacent observation points in a set time unit, and By applying the prediction results of the road icing determination algorithm to roads with a regional type corresponding to the regional type of the adjacent observation point, the main cause of icing for each road in the target area and roads vulnerable to icing according to each icing cause are derived. can do.

일 예시로서, 도로결빙 분석부(110)는 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용할 수 있다. 예를 들어, 도로결빙 분석부(110)는 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 24시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용할 수 있다.As an example, the road icing analysis unit 110 may apply the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm to the adjacent observation points in a set time unit. For example, the road ice analysis unit 110 may apply the first road ice determination algorithm, the second road ice determination algorithm, and the third road ice determination algorithm to the adjacent observation points on a 24-hour basis.

이후, 도로결빙 분석부(110)는 상기 인접 관측지점에 대한 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출할 수 있다.Thereafter, the road icing analysis unit 110 calculates the prediction results of the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm for the adjacent observation point into the regional type corresponding to the adjacent observation point. By applying it to roads with regional types, the main cause of freezing for each road in the target area and roads vulnerable to freezing according to each freezing cause can be derived.

구체적으로, 도로결빙 분석부(110)는 상기 인접 관측지점에 대해 설정된 시간 단위 동안 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 제3 도로 결빙 판단 알고리즘 중 도로 결빙으로 판단된 횟수 또는 시간이 가장 많은 도로 결빙 판단 알고리즘을 식별하고, 식별된 도로 결빙 판단 알고리즘에 대응되는 결빙 원인을 상기 인접 관측지점의 지역유형과 동일한 지역유형을 갖는 도로의 가장 주된 결빙 원인으로 결정할 수 있다.Specifically, the road icing analysis unit 110 determines the number or times of road icing among the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm during the time unit set for the adjacent observation point. This most common road icing determination algorithm can be identified, and the icing cause corresponding to the identified road icing determination algorithm can be determined as the main cause of icing on roads having the same area type as the area type of the adjacent observation point.

일 예시로서, 24시간 동안 인접 관측지점에 대해 응결로 인한 도로결빙이 있을 것으로 예측된 시간이 3시간으로 가장 많은 경우, 도로결빙 분석부(110)는 상기 인접 관측지점의 지역유형과 동일한 지역유형을 갖는 도로의 가장 주된 결빙 원인을 응결로 결정할 수 있다. As an example, when the maximum time for which road icing due to condensation is predicted to occur at an adjacent observation point for 24 hours is 3 hours, the road ice analysis unit 110 determines the region type that is the same as the region type of the adjacent observation point. The main cause of freezing on roads with , can be determined to be condensation.

다른 예시로서, 24시간 동안 인접 관측지점에 대해 강수량으로 인한 도로결빙이 있을 것으로 예측된 횟수가 5번으로 가장 많은 경우, 도로결빙 분석부(110)는 상기 인접 관측지점의 지역유형과 동일한 지역유형을 갖는 도로의 가장 주된 결빙 원인을 강수량으로 결정할 수 있다.As another example, when the number of times road icing due to precipitation is predicted to be the highest for an adjacent observation point for 24 hours is 5, the road ice analysis unit 110 determines the region type that is the same as the region type of the adjacent observation point. The main cause of freezing on roads can be determined as precipitation.

이와 같이, 도로결빙 분석부(110)는 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인을 결정하고, 이에 따라 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출할 수 있다. In this way, the road ice analysis unit 110 can determine the main cause of ice for each road in the target area, and thereby derive roads vulnerable to ice according to each cause of ice.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출한 결과를 나타낸 예시이다.Figure 11 is an example showing the results of deriving the main cause of icing for each road and roads vulnerable to icing according to each icing cause according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 도로결빙 분석부(110)는 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘 내지 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 인접 관측지점에 각각 적용하여 설정된 시간 단위로 도로 결빙을 예측하고, 각 도로별 가장 주된 결빙 원인을 결정할 수 있다. 또한, 도로결빙 분석부(110)는 이와 같이 예측된 도로 결빙과 주된 결빙 원인을 토대로 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 35번 고속도로는 응결에 의한 결빙에 가장 취약할 것으로 예측되었으며, 12번 고속도로는 강수에 의한 결빙에 가장 취약할 것으로 예측되었으며, 15번 고속도로는 풍속에 의한 결빙에 가장 취약할 것으로 예측되었다. Referring to FIG. 11, the road ice analysis unit 110 predicts road ice in a set time unit by applying the first road ice determination algorithm to the third road ice determination algorithm to adjacent observation points, and determines the best road ice condition for each road. The main cause of freezing can be determined. In addition, the road ice analysis unit 110 can derive ice-vulnerable roads according to each ice cause based on the predicted road ice and the main ice causes. As shown in Figure 11, Highway 35 was predicted to be most vulnerable to freezing due to condensation, Highway 12 was predicted to be most vulnerable to freezing due to precipitation, and Highway 15 was predicted to be most vulnerable to freezing due to wind speed. predicted to be vulnerable.

도로결빙 분석부(110)는 응결에 의한 결빙에 취약한 도로, 강수에 의한 결빙에 취약한 도로 및 풍속에 의한 결빙에 취약한 도로를 그 취약한 정도에 따라 순위화(ranking) 할 수 있으며, 이들 응결/강수/풍속에 따른 결빙 취약정도를 고려하여 각 도로별 결빙 가능성을 예측할 수 있다. 이와 같이 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 순위화하여 도출함으로써, 어떤 도로가 어떤 결빙 원인에 취약한지 여부를 보다 직관적이고 용이하게 파악할 수 있다. 이러한 순위화된 자료는 겨울철 도로관리 및 안전사고 예방에 있어 매우 유용한 자료로 활용될 수 있다.The road ice analysis unit 110 can rank roads vulnerable to freezing due to condensation, roads vulnerable to freezing due to precipitation, and roads vulnerable to freezing due to wind speed according to the degree of vulnerability, and can rank these roads vulnerable to freezing due to condensation/precipitation. /The possibility of icing on each road can be predicted by considering the degree of icing vulnerability depending on wind speed. In this way, by ranking and deriving roads vulnerable to freezing according to each cause of freezing, it is possible to more intuitively and easily determine which road is vulnerable to which cause of freezing. These ranked data can be used as very useful data for winter road management and safety accident prevention.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 결빙 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 결빙 분석 방법은 크게 데이터 수집 단계, 지역유형 분류 단계 및 도로결빙 분석 단계로 이루어진다. 도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다. Figure 12 is a flowchart for explaining a road ice analysis method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the road ice analysis method according to an embodiment of the present invention largely consists of a data collection step, a region type classification step, and a road ice analysis step. In the illustrated flow chart, the method is divided into a plurality of steps, but at least some of the steps are performed in a different order, combined with other steps, omitted, divided into detailed steps, or not shown. One or more steps may be added and performed.

S102 단계에서, 지리정보 수집부(102)는 대상지역의 지리정보를 수집한다.In step S102, the geographic information collection unit 102 collects geographic information of the target area.

S104 단계에서, 기상 관측정보 수집부(106)는 대상지역 내 설정된 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보를 수집한다.In step S104, the weather observation information collection unit 106 collects weather observation information for a plurality of observation points set within the target area.

S106 단계에서, 대상지역 분류부(104)는 수집된 지리정보로부터 상기 대상지역의 지역유형을 분류한다. 대상지역 분류부(104)는 상기 대상지역을 설정된 복수 개의 중규모 지역유형 중 하나로 분류하고, 상기 대상지역 내 도로들의 각 구간을 설정된 복수 개의 국지규모 지역유형 중 하나로 분류할 수 있다.In step S106, the target area classification unit 104 classifies the area type of the target area from the collected geographical information. The target area classification unit 104 may classify the target area into one of a plurality of set mid-scale area types, and classify each section of roads within the target area into one of a plurality of set local-scale area types.

S108 단계에서, 관측지점 분류부(108)는 수집된 지리정보로부터 상기 관측지점의 지역유형을 분류한다. 관측지점 분류부(108)는 상기 관측지점을 설정된 복수 개의 중규모 지역유형 중 하나로 분류하고, 상기 관측지점을 설정된 복수 개의 국지규모 지역유형 중 하나로 분류할 수 있다.In step S108, the observation point classification unit 108 classifies the regional type of the observation point from the collected geographical information. The observation point classification unit 108 may classify the observation point into one of a plurality of set mid-scale area types and classify the observation point into one of a plurality of set local-scale area types.

S110 단계에서, 관측지점 분류부(108)는 상기 복수 개의 관측지점 중 상기 대상지역 내 도로들로부터 설정된 반경 이내에 속하는 하나 이상의 인접 관측지점을 선별한다.In step S110, the observation point classification unit 108 selects one or more adjacent observation points that fall within a set radius from roads in the target area among the plurality of observation points.

S112 단계에서, 도로결빙 분석부(110)는 상기 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 기초로 설정된 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용한다.In step S112, the road ice analysis unit 110 applies a plurality of different road ice determination algorithms set based on weather observation information for the adjacent observation points to each of the adjacent observation points in a set time unit.

S114 단계에서, 도로결빙 분석부(110)는 S112 단계에서 도로결빙 판단 알고리즘을 적용하기에 앞서 인접 관측지점의 대기온도를 기초로 인접 관측지점의 노면온도를 추정할 수 있다.In step S114, the road ice analysis unit 110 may estimate the road surface temperature of the adjacent observation point based on the air temperature of the adjacent observation point prior to applying the road ice determination algorithm in step S112.

S116 단계에서, 도로결빙 분석부(110)는 상기 인접 관측지점에 대한 상기 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출한다.In step S116, the road ice analysis unit 110 applies the prediction result of the road ice determination algorithm for the adjacent observation point to each road in the target area by applying the prediction result to the road having a region type corresponding to the region type of the adjacent observation point. Derive the most common causes of icing on each road and roads vulnerable to icing according to each icing cause.

도 13은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술되지 않은 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.13 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments. In the illustrated embodiment, each component may have different functions and capabilities in addition to those described below, and may include additional components in addition to those not described below.

도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 도로 결빙 분석 시스템(100), 또는 도로 결빙 분석 시스템(100)에 포함되는 하나 이상의 컴포넌트일 수 있다.The illustrated computing environment 10 includes a computing device 12 . In one embodiment, computing device 12 may be road ice analysis system 100, or one or more components included in road ice analysis system 100.

컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.Computing device 12 includes at least one processor 14, a computer-readable storage medium 16, and a communication bus 18. Processor 14 may cause computing device 12 to operate in accordance with the example embodiments noted above. For example, processor 14 may execute one or more programs stored on computer-readable storage medium 16. The one or more programs may include one or more computer-executable instructions, which, when executed by the processor 14, cause computing device 12 to perform operations according to example embodiments. It can be.

컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.Computer-readable storage medium 16 is configured to store computer-executable instructions or program code, program data, and/or other suitable form of information. The program 20 stored in the computer-readable storage medium 16 includes a set of instructions executable by the processor 14. In one embodiment, computer-readable storage medium 16 includes memory (volatile memory, such as random access memory, non-volatile memory, or an appropriate combination thereof), one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, flash It may be memory devices, another form of storage medium that can be accessed by computing device 12 and store desired information, or a suitable combination thereof.

통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.Communication bus 18 interconnects various other components of computing device 12, including processor 14 and computer-readable storage medium 16.

컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.Computing device 12 may also include one or more input/output interfaces 22 and one or more network communication interfaces 26 that provide an interface for one or more input/output devices 24. The input/output interface 22 and the network communication interface 26 are connected to the communication bus 18. Input/output device 24 may be coupled to other components of computing device 12 through input/output interface 22. Exemplary input/output devices 24 include, but are not limited to, a pointing device (such as a mouse or trackpad), a keyboard, a touch input device (such as a touchpad or touch screen), a voice or sound input device, various types of sensor devices, and/or imaging devices. It may include input devices and/or output devices such as display devices, printers, speakers, and/or network cards. The exemplary input/output device 24 may be included within the computing device 12 as a component constituting the computing device 12, or may be connected to the computing device 12 as a separate device distinct from the computing device 12. It may be possible.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the present invention has been described in detail above through representative embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications to the above-described embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. You will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims described later but also by equivalents to the claims.

100 : 도로 결빙 분석 시스템
102 : 지리정보 수집부
104 : 대상지역 분류부
106 : 기상 관측정보 수집부
108 : 관측지점 분류부
110 : 도로결빙 분석부
100: Road icing analysis system
102: Geographic information collection department
104: Target area classification unit
106: Weather observation information collection department
108: Observation point classification unit
110: Road ice analysis unit

Claims (10)

대상지역의 지리정보를 수집하는 지리정보 수집부;
수집된 상기 지리정보로부터 상기 대상지역을 설정된 복수 개의 중규모 지역유형 중 하나로 분류하고, 상기 대상지역 내 도로들의 각 구간을 설정된 복수 개의 국지규모 지역유형 중 하나로 분류하는 대상지역 분류부;
상기 대상지역 내 설정된 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보를 수집하는 기상 관측정보 수집부;
상기 복수 개의 관측지점을 상기 지리정보를 기초로 상기 중규모 지역유형과 상기 국지규모 지역유형으로 분류하고, 상기 복수 개의 관측지점 중 상기 대상지역 내 도로들로부터 설정된 반경 이내에 속하는 하나 이상의 인접 관측지점을 선별하는 관측지점 분류부;
상기 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 기초로 설정된 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하고, 상기 인접 관측지점에 대한 상기 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 도로결빙 분석부를 포함하며,
상기 복수 개의 중규모 지역유형은, 해안형 지역, 내륙형 지역 및 산지형 지역 중 적어도 둘 이상을 포함하며,
상기 복수 개의 국지규모 지역유형은, 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역 및 나지 지역 중 적어도 둘 이상을 포함하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 시스템.
Geographic information collection unit that collects geographic information of the target area;
a target area classification unit that classifies the target area into one of a plurality of set mid-scale area types from the collected geographical information, and classifies each section of roads within the target area into one of a plurality of set local-scale area types;
a weather observation information collection unit that collects weather observation information for a plurality of observation points set within the target area;
Classify the plurality of observation points into the mid-scale area type and the local-scale area type based on the geographical information, and select one or more adjacent observation points that fall within a set radius from roads in the target area among the plurality of observation points. an observation point classification unit;
A plurality of different road ice determination algorithms set based on weather observation information for the adjacent observation points are applied to each of the adjacent observation points in set time units, and the predicted results of the road ice determination algorithm for the adjacent observation points are calculated. It includes a road ice analysis unit that derives the main cause of ice for each road in the target area and roads vulnerable to ice according to each ice cause by applying it to roads having a regional type corresponding to the regional type of the adjacent observation point,
The plurality of medium-scale regional types include at least two of coastal regions, inland regions, and mountainous regions,
The plurality of local-scale area types include at least two of a water area, an urbanized area, a road area, a wetland area, a grassland area, a mountain area, an agricultural area, and a bare area, and a road using road environment and weather conditions. Ice analysis system.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 기상 관측정보는, AWS(Automatic Weather System) 및 ASOS(Automated Synoptic Observing System) 중 적어도 하나에 의해 관측된 상기 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보로서, 상기 복수 개의 관측지점에 대한 대기온도, 이슬점온도, 상대습도, 강수량 및 풍속을 포함하며,
상기 도로결빙 분석부는, 상기 기상 관측정보에 포함된 대기온도를 기초로 상기 복수 개의 관측지점에 대한 노면온도를 추정하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 시스템.
In claim 1,
The weather observation information is weather observation information for the plurality of observation points observed by at least one of AWS (Automatic Weather System) and ASOS (Automated Synoptic Observing System), and includes air temperature and dew point for the plurality of observation points. Includes temperature, relative humidity, precipitation and wind speed;
A road ice analysis system using road environment and weather conditions, wherein the road ice analysis unit estimates road surface temperatures for the plurality of observation points based on the air temperature included in the weather observation information.
청구항 3에 있어서,
상기 도로 결빙 판단 알고리즘은, 상기 상대습도, 상기 이슬점온도, 상기 노면온도 및 상기 대기온도를 기초로 응결에 의한 도로 결빙을 판단하는 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 강수량, 상기 대기온도 및 상기 노면온도를 기초로 강수에 의한 도로 결빙을 판단하는 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 노면온도, 상기 이슬점온도 및 상기 풍속을 기초로 풍속에 의한 도로 결빙을 판단하는 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 포함하며,
상기 도로결빙 분석부는, 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하고, 상기 인접 관측지점에 대한 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 도로결빙 분석부를 포함하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 시스템.
In claim 3,
The road icing determination algorithm includes a first road icing determination algorithm that determines road icing due to condensation based on the relative humidity, the dew point temperature, the road surface temperature, and the air temperature, the precipitation amount, the air temperature, and the road surface temperature. It includes a second road icing determination algorithm that determines road icing due to precipitation based on and a third road icing determination algorithm that determines road icing due to wind speed based on the road surface temperature, the dew point temperature, and the wind speed,
The road icing analysis unit applies the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm to the adjacent observation point in a set time unit, and Each road in the target area by applying the prediction results of the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm to roads having a regional type corresponding to the regional type of the adjacent observation point. A road icing analysis system using road environment and weather conditions, including a road icing analysis unit that derives the most common icing causes and roads vulnerable to icing according to each icing cause.
청구항 4에 있어서,
상기 도로결빙 분석부는, 상기 인접 관측지점에 대해 설정된 시간 단위 동안 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘 중 도로 결빙으로 판단된 횟수 또는 시간이 가장 많은 도로 결빙 판단 알고리즘을 식별하고, 식별된 도로 결빙 판단 알고리즘에 대응되는 결빙 원인을 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로의 가장 주된 결빙 원인으로 결정하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 시스템.
In claim 4,
The road icing analysis unit determines that the number or time of determining road icing is the highest among the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm during the time unit set for the adjacent observation point. Road environment and meteorological conditions that identify many road icing determination algorithms and determine the icing cause corresponding to the identified road icing determination algorithm as the main cause of icing on the road with an area type corresponding to the area type of the adjacent observation point. Road ice analysis system using .
지리정보 수집부에서, 대상지역의 지리정보를 수집하는 단계;
대상지역 분류부에서, 수집된 상기 지리정보로부터 상기 대상지역을 설정된 복수 개의 중규모 지역유형 중 하나로 분류하는 단계;
상기 대상지역 분류부에서, 상기 대상지역 내 도로들의 각 구간을 설정된 복수 개의 국지규모 지역유형 중 하나로 분류하는 단계;
기상 관측정보 수집부에서, 상기 대상지역 내 설정된 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보를 수집하는 단계;
관측지점 분류부에서, 상기 복수 개의 관측지점을 상기 지리정보를 기초로 상기 중규모 지역유형과 상기 국지규모 지역유형으로 분류하는 단계;
상기 관측지점 분류부에서, 상기 복수 개의 관측지점 중 상기 대상지역 내 도로들로부터 설정된 반경 이내에 속하는 하나 이상의 인접 관측지점을 선별하는 단계;
도로결빙 분석부에서, 상기 인접 관측지점에 대한 기상 관측정보를 기초로 설정된 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하는 단계; 및
상기 도로결빙 분석부에서, 상기 인접 관측지점에 대한 상기 도로 결빙 판단 알고리즘의 예측 결과를 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로에 적용함으로써 상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 단계를 포함하며,
상기 복수 개의 중규모 지역유형은, 해안형 지역, 내륙형 지역 및 산지형 지역 중 적어도 둘 이상을 포함하며,
상기 복수 개의 국지규모 지역유형은, 수역 지역, 시가화 지역, 도로 지역, 습지 지역, 초지 지역, 산지 지역, 농업지 지역 및 나지 지역 중 적어도 둘 이상을 포함하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 방법.
In the geographic information collection unit, collecting geographic information of the target area;
In a target area classification unit, classifying the target area into one of a plurality of set mid-scale area types from the collected geographical information;
Classifying, in the target area classification unit, each section of roads within the target area into one of a plurality of set local-scale area types;
Collecting, in a weather observation information collection unit, weather observation information for a plurality of observation points set within the target area;
In an observation point classification unit, classifying the plurality of observation points into the mid-scale region type and the local-scale region type based on the geographic information;
In the observation point classification unit, selecting one or more adjacent observation points that fall within a set radius from roads in the target area among the plurality of observation points;
In the road ice analysis unit, applying a plurality of different road ice determination algorithms set based on meteorological observation information for the adjacent observation points to each of the adjacent observation points in a set time unit; and
In the road icing analysis unit, the prediction result of the road icing determination algorithm for the adjacent observation point is applied to roads having a region type corresponding to the region type of the adjacent observation point, thereby reducing the most major icing for each road in the target region. It includes the step of deriving ice-vulnerable roads according to the cause and each cause of ice,
The plurality of medium-scale regional types include at least two of coastal regions, inland regions, and mountainous regions,
The plurality of local-scale area types include at least two of water area, urbanized area, road area, wetland area, grassland area, mountain area, agricultural area, and bare area, and roads using road environment and weather conditions. Freezing analysis method.
삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 기상 관측정보는, AWS(Automatic Weather System) 및 ASOS(Automated Synoptic Observing System) 중 적어도 하나에 의해 관측된 상기 복수 개의 관측지점에 대한 기상 관측정보로서, 상기 복수 개의 관측지점에 대한 대기온도, 이슬점온도, 상대습도, 강수량 및 풍속을 포함하며,
상기 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하는 단계 이전에,
상기 도로결빙 분석부에서, 상기 기상 관측정보에 포함된 대기온도를 기초로 상기 복수 개의 관측지점에 대한 노면온도를 추정하는 단계를 더 포함하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 방법.
In claim 6,
The weather observation information is weather observation information for the plurality of observation points observed by at least one of AWS (Automatic Weather System) and ASOS (Automated Synoptic Observing System), and includes air temperature and dew point for the plurality of observation points. Includes temperature, relative humidity, precipitation and wind speed;
Before applying the plurality of different road ice determination algorithms to each of the adjacent observation points in a set time unit,
A road ice analysis method using road environment and weather conditions, further comprising, in the road ice analysis unit, estimating road surface temperatures for the plurality of observation points based on the air temperature included in the weather observation information.
청구항 8에 있어서,
상기 도로 결빙 판단 알고리즘은, 상기 상대습도, 상기 이슬점온도, 상기 노면온도 및 상기 대기온도를 기초로 응결에 의한 도로 결빙을 판단하는 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 강수량, 상기 대기온도 및 상기 노면온도를 기초로 강수에 의한 도로 결빙을 판단하는 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 노면온도, 상기 이슬점온도 및 상기 풍속을 기초로 풍속에 의한 도로 결빙을 판단하는 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 포함하며,
상기 복수 개의 서로 다른 도로결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하는 단계는, 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘을 설정된 시간 단위로 상기 인접 관측지점에 각각 적용하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 방법.
In claim 8,
The road icing determination algorithm includes a first road icing determination algorithm that determines road icing due to condensation based on the relative humidity, the dew point temperature, the road surface temperature, and the air temperature, the precipitation amount, the air temperature, and the road surface temperature. It includes a second road icing determination algorithm that determines road icing due to precipitation based on and a third road icing determination algorithm that determines road icing due to wind speed based on the road surface temperature, the dew point temperature, and the wind speed,
The step of applying the plurality of different road icing determination algorithms to the adjacent observation points in a set time unit includes the first road icing determination algorithm, the second road icing determination algorithm, and the third road icing determination algorithm. A road ice analysis method using road environment and weather conditions, applied to each of the adjacent observation points on a time basis.
청구항 9에 있어서,
상기 대상지역 내 각 도로별 가장 주된 결빙 원인 및 각 결빙 원인에 따른 결빙 취약 도로를 도출하는 단계는, 상기 인접 관측지점에 대해 설정된 시간 단위 동안 상기 제1 도로 결빙 판단 알고리즘, 상기 제2 도로 결빙 판단 알고리즘 및 상기 제3 도로 결빙 판단 알고리즘 중 도로 결빙으로 판단된 횟수 또는 시간이 가장 많은 도로 결빙 판단 알고리즘을 식별하고, 식별된 도로 결빙 판단 알고리즘에 대응되는 결빙 원인을 상기 인접 관측지점의 지역유형과 대응되는 지역유형을 갖는 도로의 가장 주된 결빙 원인으로 결정하는, 도로 환경 및 기상 조건을 이용한 도로 결빙 분석 방법.
In claim 9,
The step of deriving the most important cause of icing for each road in the target area and roads susceptible to icing according to each icing cause includes the first road icing determination algorithm and the second road icing determination during a time unit set for the adjacent observation point. Among the algorithms and the third road icing determination algorithm, identify the road icing determination algorithm with the greatest number or time of road icing determination, and correspond the icing cause corresponding to the identified road icing determination algorithm with the regional type of the adjacent observation point. Road icing analysis method using road environment and weather conditions to determine the main cause of icing on roads with the following regional types.
KR1020230037101A 2023-03-22 System and method for analyzing road freezing using road environment and weather condition KR102682637B1 (en)

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KR100703818B1 (en) * 2005-06-14 2007-04-06 김태완 Traffic management system using detect devices
KR101967585B1 (en) * 2018-09-07 2019-04-15 주식회사 시로코 Surface multi-sensor for detecting freezing and freezing detecting method using thereof

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