KR20050086225A - 지리정보시스템과 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 긴급차량이 신호위반 없이 원할하고 빠르게 목적지까지 이동할 수 있도록 관제센터와 차량 네비게이션 장치를 연동하여 차량의 이동경로를 공유하는 상태에서 차량의 원할한 이동을 지원할 수 있도록 신호등을 원격으로 관제하는 시스템에 관한 것이다.

이를 위해 GPS 수신기, 무선통신부, 네비게이션 처리부, 전자지도 등을 탑재한 긴급차량과 차량 관제부, 신호등 관제부, 최단경로 탐색부, 전자지도 등을 구비하는 관제센터와 제어부와 동작부를 포함하는 신호등과 GPS위성 등으로 구성되는 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템을 적용한다. 본 발명을 통해 긴급차량은 더욱 빠르고 안전하게 목적지로 이동할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템 {Signal Lamp Control System using GIS and Telecommunication Network}

본 발명은 긴급차량이 목적지까지 더욱 빠르고 안전하게 이동할 수 있도록 지원하는 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템에 관한 것이다.

경찰차, 소방차, 환자우송차량, 경호대상차량, 군작전차량, 기타 특수차량 등 긴급차량은 목적지까지 한시라도 빠르게 이동해야 할 필요가 있으며 이에 도로교통법은 긴급차량에게 운행 우선권을 부여하여 긴급차량 진행시 일반차량은 도로 우측으로 피해 진로를 양보하도록 하고, 긴급차량의 경우 속도제한, 앞지르기 금지 등의 법에 제한받지 않도록 정하고 있다. 그러나 실상 정체구간이나 교차로 등 복잡한 도로상에서 긴급차량이 있음을 인지한다 하더라도 양보를 하기는 쉬운일이 아니며 긴급차량이 빠른 진행을 하기 위해서는 부득이 신호위반, 차선위반 등을 할 수밖에 없다. 이러한 행위는 사고의 위험이 대단히 높으며 사고발생시에는, 긴급차량도 전후좌우를 살피며 안전하게 운행해야 한다는 도로교통법상의 내용에 근거하여 긴급차량의 운전자도 사고의 책임을 면할 수는 없다. 이에 긴급차량 운전자는 신호위반, 차선위반 등을 포기하게 되고 이는 출동지연으로 직결되어 피해를 가중시키는 결과를 낳는다. 최근 도로교통이 하루가 다르게 혼잡해 지고 있는 상황에서 긴급차량이 목적지까지 안전하고 신속하게 이동할 수 있도록 지원하는 효율적인 방법의 고안이 반드시 필요하다.

현재의 교통상황을 고려하여 최적의 이동경로를 설정하거나, 신호등을 리모콘으로 원거리 조작하는 기술 등은 이미 개시된 바 있으나 출발시에 참조된 교통상황은 이동하는 과정에서 변화할 수 있으며 리모콘으로 신호등을 조작하기 위해서는 신호등의 인근에 교통경찰이 배치되어야 하며 각 교통경찰에게 긴급상황이 전달되어야 하는 불편이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써 차량과 관제센터가 차량의 목적지까지의 이동경로를 공유하는 상태에서 향후 진행방향의 신호등을 원격관제하여 긴급차량의 신속하고 안전한 이동을 지원하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 이동경로에 대해 센터와 차량이 공유하는 방법과 이에 따른 신호등 관제방법을 제공한다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템은 GPS 수신기, 무선통신부, 네비게이션 처리부, 전자지도 등을 탑재한 긴급차량과 차량 관제부, 신호등 관제부, 최단경로 탐색부, 전자지도 등을 구비하는 관제센터와 제어부와 동작부를 포함하는 신호등과 GPS위성 등으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템의 개념을 보여주는 개념도이다.

본 시스템은 긴급상황 발생시에 긴급차량이 목적지까지 신호위반 없이 안전하고 신속하게 이동할 수 있도록 지원하는 신호등 관제시스템에 관한 것이다. 도 1에서 보이는 바와 같이 GPS에 의해 파악된 차량의 위치를 실시간으로 관제센터가 확인하여 목적지까지의 경로를 설정하고 차량의 네비게이션 장비를 통해 운전자에게 유도하게 된다. 관제센터는 신호등 제어기를 원격제어하여 차량의 위치에 따라 적합한 신호를 내려줌으로써 차량이 무리한 신호위반 없이도 목적지까지 신속하고 안전하게 이동할 수 있도록 지원한다.

도 2은 본 발명에 따른 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 2에서 GPS위성(1)은 미국방성에 의해 구축되고 운영되는 위성으로서 총 24개가 정해진 궤도를 돌면서 코드화된 신호를 지구로 전송하여 지구상의 언제 어느곳에서도 GPS 수신기를 이용하여 정확한 위치와 시각을 알 수 있게 한다.

긴급차량(2)은 GPS수신기(21), 무선통신부(22), 네비게이션 처리부(23), 전자지도(24) 등을 포함한다. GPS수신기(21)는 4개 이상의 GPS위성(1)으로부터 신호를 받아 처리하여 현재 GPS수신기의 위치 즉, 차량의 위치를 산출한다. 무선통신부(22)는 관제센터와의 데이터교환을 담당하는데 CDMA, TRS 등 다양할 수 있으며 상황에 따라 적합한 방법을 선택할 수 있다. 네비게이션 처리부(23)는 운전자에게 목적지까지의 경로를 음성 및 영상 등의 방법으로 안내하는 기능을 한다. 그 구체적 방법의 일실시예를 들면 다음과 같다. 메모리 또는 CD에 저장된 전자지도(24)를 LCD 모니터에 디스플레이하며 향후 진행경로에 대한 안내를 화살표 등의 도형을 응용하여 표시한다. 또한 미리녹음된 안내멘트를 적절한 시점에 재생해 주는 방법을 병행할 수 있다. 이러한 길안내 방법은 이미 개시된 카네비게이션 장치의 방법과 동일한 것이므로 상세한 설명은 생략한다. 단, 일반적인 카네비게이션 장치는 목적지를 사용자가 입력하는 방법과 현재위치에서 목적지까지의 최단경로를 탐색하는 알고리즘 등을 포함하는 반면 본 발명의 네비게이션 처리부는 설정된 경로를 보여주고 안내하는 기능만을 행한다. 이는 본 발명의 장점 중의 하나로써 이후 관제센터(3)의 기능과 함께 상세히 설명한다.

관제센터(3)는 신호등 관제부(31), 차량 관제부(32), 최단경로 탐색부(33), 전자지도(34) 등을 포함한다. 신호등 관제부는 각 신호등의 제어부와 유선 또는 무선으로 연결되어 각 신호등의 신호상태를 제어하는 기능을 한다. 이를 위해 각 신호등에는 고유의 식별번호가 부여되고 신호등 관제부(31)는 신호등(4)의 제어부(41)에 무선 또는 유선으로 코드화된 신호를 전달한다. 신호등(4)의 제어부(41)는 전달된 신호를 해석하여 어떤 방향을 소통하도록 할 것인지 판단하고 동작부(42)를 통해 해당 신호를 실시한다. 긴급차량(2)과 관제센터(3)의 상호작용에 의하여 차량이 해당교차로를 통과했다는 판단이 되면 관제센터(3)의 신호등 관제부(31)가 신호등(4)의 제어부(41)에 이 사실을 전달하고 신호등(4)은 평상시 동작상태로 전환된다.

다음은 도 3를 통해서 본 발명의 실시예의 작용과정을 설명한다.

긴급상황 발생시 긴급차량(2)은 관제센터(3)로 긴급이동차량 설정을 요청하고 현재위치와 목적지를 전달한다. 관제센터(3)는 긴급차량 여부를 확인한 다음 해당차량 ID를 긴급이동차량으로 설정한다. 그 다음, 차량의 현재위치에서 목적지까지의 최단경로를 탐색한다. 이 때 물리적인 최단경로를 설정할 수도 있고, 실시간 교통정보를 이용하여 시간거리가 가장 짧은 경로를 설정할 수도 있다. 설정된 경로는 무선데이터통신망을 통해 긴급차량에 전송된다. 상기 과정은 다음과 같이 변형될 수도 있다. 관제센터는 평소에 긴급차량의 위치를 주기적으로 전송받아서 위치를 파악하고 있는 상태를 유지한다. 긴급상황 발생신고 접수시, 관제센터는 출동에 가장 용이한 위치의 차량을 선정하고, 해당 차량의 현위치에서 긴급상황 발생지까지의 경로를 설정한 후 긴급차량에게 출동명령과 함께 경로 데이터를 전송한다. 이하 과정은 공통적인 과정으로 설명한다.

경로 데이터는 관제센터(3)와 긴급차량(2)이 공통적으로 갖고 있는 전자지도상에서 경로상의 노드지점의 나열형태가 된다. 이에 의해 경로 데이터를 전송받은 긴급차량(2)의 네비게이션 처리부(23)는 각 노드지점에서의 안내내용을 추출하여 영상과 음성의 조합으로 운전자에게 안내한다.

이상과 같이 본 발명에서 긴급차량(2)의 진행경로 선정과정은 관제센터(3)에서 실시되므로 긴급차량(2)에 장착되는 네비게이션 처리부(23)는 사용자가 목적지를 입력하는 기능과 최단경로를 탐색하는 기능이 불필요하므로 장비의 제작비용이 절감되는 효과가 있다.

목적지까지 이동하는 과정에서는 긴급차량(2)의 GPS 수신기(21)에서 산출된 차량의 현재 위치를 무선통신부(22)를 통해서 주기적으로 관제센터(3)로 전송한다. 관제센터(3)는 차량(2)의 이동경로에 따라 진행방향에 존재하는 교차로의 신호등을 신호등 관제부(31)를 통해 제어한다. 관제센터(3)는 등록된 긴급차량의 설정된 이동경로와 실제이동경로를 비교하여 경로를 이탈하여 운행하는 것으로 판단되면 최단경로 탐색부(33)에서 경로를 재탐색하고 이를 차량관제부(32)를 통해 차량으로 전송한다. 긴급차량(2)이 목적지에 도착하게 되면 관제센터(3)에서는 데이터베이스에 로그를 기록하고 해당건을 종료한다.

상술한 본 발명의 작용과정을 도 4를 이용하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 4 (a)에서 A는 출발지점(긴급차량의 초기위치), B는 목적지(긴급상황 발생지)이다. 초기 출발당시 관제센터에서는 C ~ D ~ E 경로를 최단경로로 판단하고 경로로 설정하였다. 이 내용을 긴급차량의 네비게이션 장치로 전달하고 차량은 상기 경로로 주행을 시작한다. 차량이 A ~ C 구간에 있을 때 관제센터는 C 교차로의 우회전이 용이할 수 있도록 A ~ C 방향 차량직진 청색신호, 보행신호는 적색으로 점등한다. 차량이 C ~ D 구간에 있을 때는 D 교차로의 좌회전 신호를 청색점등하여 원활한 좌회전을 돕는다. 이와 같은 과정을 반복적으로 실시하며 차량이 목적지까지 빠르고 신속하게 도착하도록 지원한다.

도 4 (b)에서 차량(M)이 만일 C 교차로에서 우회전하라는 네비게이션 안내에 따르지 않고 직진을 하였을 경우 센터는 차량 위치가 C ~ F 구간에 있음으로 이를 판단하고 경로를 다시 탐색한다. 본 도에서의 예와 같이 재설정한 F ~ E ~ B인 경우 차량에게 이러한 내용을 재전송하고 네비게이션이 F교차로에서는 우회전을 안내하고 F 교차로 신호등 제어기를 제어하여 우회전이 원할히 이루어지도록 지원한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다. 본 발명은 본원 청구범위에 의해서만 한정될 수 있을 것이다.

본 발명에 의하면 긴급차량의 이동시에 신호등을 제어함으로써 긴급차량이 신호위반을 하지 않고도 목적지까지 안전하고 빠르게 이동할 수 있도록 지원하는 것이 가능하다.

도 1은 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템의 개념도이다.

도 2은 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템의 구성도이다.

도 3는 본 발명에 의한 실시예의 작용과정을 보여주는 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 의한 실시예의 작용과정을 보여주는 모식도이다.

Claims (1)

1. GPS 위성과 GPS 수신기, 무선통신부, 네비게이션 처리부, 전자지도 등을 탑재하는 긴급차량과 신호등 관제부, 차량 관제부, 최단경로 탐색부, 전자지도 등을 포함하는 관제센터와 제어부, 동작부 등을 포함하는 신호등으로 구성되는 GIS와 통신망을 이용한 신호등 관제 시스템