KR20070047662A - 버스관제시스템의 버스정보데이터 전송방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버스관제시스템에 있어서 다수의 버스와 종합사령실 사이의 버스정보데이터 전송방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS수신기를 각 버스에 탑재하여 상기 탑재된 GPS수신기로부터 수집되는 버스의 위치정보와 함께 기타 차량운행에 관한 버스정보를 컨벤셔널 무선방식으로 종합사령실에 전송하되, GPS수신기로부터 제공받는 시간정보를 기초로 하나의 무선주파수 채널을 다수의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당하고, 각 버스는 각기 주어진 시간에 버스정보를 순차적으로 종합사령실에 전송하며, 종합사령실은 버스정보데이터가 전송된 시간에 따라 순차적으로 데이터를 수신하여 해당 버스의 버스정보를 인식하여 관제함으로써, 종래 전용 근거리 통신망(DSRC)을 이용할 경우 약 400개소의 기지국이 관할하는 지역을 본 발명의 경우 단일 기지국으로서 커버할 수 있으므로 초기 시스템 구축비용을 절감할 수 있으며, 자가 통신망을 기반으로 버스관제시스템을 운영하므로 종래 사업자 통신망을 이용한 버스관제시스템에 대비하여 통신비용이 전혀 들어가지 않음에 따라 운영경비를 절감할 수 있는 버스관제시스템의 버스정보데이터 전송방법에 관한 것이다.
버스관제, 버스정보, 버스도착안내, 컨벤셔널 무선통신, BIS, BMS
Description
도 1은 종래 전용 근거리 통신을 이용한 버스관제시스템의 개요도
도 2는 종래 사업자 망을 이용한 버스관제시스템의 개요도
도 3은 본 발명에 따른 버스관제시스템의 개요도
본 발명은 버스관제시스템에 있어서 다수의 버스와 종합사령실 사이의 버스정보데이터 전송방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS수신기를 각 버스에 탑재하여 상기 GPS수신기로부터 수집되는 버스의 위치정보와 함께 기타 차량운행에 관한 버스정보를 종합사령실에 컨벤셔널 무선방식으로 전송하되, 버스에 탑재된 GPS수신기로부터 제공받는 시간정보를 기초로 하여 하나의 무선주파수 채널을 다수의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당하고, 각 버스는 각기 주어진 시간에 버스정보를 종합사령실로 송신함으로써, 주파수의 혼ㆍ변조현상이 없이 단일 또는 소수의 주파수로 모든 버스의 정보데이터를 컨벤셔널 무선통신으로 종합사령실에 전송할 수 있어 주파수 사용효율 극대화하여 부족한 주파수를 최대한 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 전용 근거리 통신망(DSRC)에 비하여 기지국 구축비용을 절감할 수 있음과 아울러 유료 사업자 통신망을 사용치 않음으로써 통신요금을 소요하지 않는 버스관제시스템의 버스정보데이터의 전송방법에 관한 것이다.
버스관제시스템은 버스의 운영체계를 정보화하여 시민들에게 버스의 운행상황, 노선정보, 환승정보, 배차간격, 차량위치, 안내방송 등의 운행정보를 제공하여 이용자의 편익을 증진하고, 운송회사에는 차량관리, 운행이력, 카드단말기 결제현황 등의 정보를 제공함으로써 업무효율을 향상할 수 있도록 한 것으로, 상기 통상적인 버스관제시스템에 있어서 버스정보데이터의 전송방법을 하기에서 도 1 및 도 2를 참고하여 살펴보되 버스정보데이터를 전송하는 수단에 따라 전용 근거리 통신을 이용한 버스관제시스템과 사업자 망을 이용한 버스관제시스템으로 구분하여 살펴본다.
도 1은 종래 전용 근거리 통신을 이용한 버스관제시스템을 나타내는 개요도이고, 도 2는 종래 사업자 망을 이용한 버스관제시스템을 나타내는 개요도이다.
1) 전용 근거리 통신(DSRC)을 이용한 버스관제시스템
전용 근거리 통신(DSRC; Dedicated Short Range Communication)을 이용한 버스관제시스템은, 차량단말기를 각 버스에 탑재하는 한편 도로변에 일정한 간격으로 노변기지국을 설치하여 상기 차량단말기와 노변기지국 간에 버스정보데이터를 무선 으로 전송하도록 한 방식으로서, 통신가능구역(coverage)은 통상 100m 이하이고, 좁은 무선 셀 지역에서 Point to Point 또는 Point to Multi-Point 통신방식을 이용하는바, 상기 차량단말기를 탑재한 버스가 특정한 위치에 있는 노변기지국의 커버리지(coverage) 내로 진입하여 차량단말기가 발신하는 운행정보를 노변기지국이 수신하면 상기 수신된 버스의 운행정보와 함께 노변기지국의 위치에 따라 종합사령실에서 차량의 위치정보를 파악하여 버스를 관제할 수 있음과 아울러 차량단말기가 노변기지국으로부터 위치정보를 수신하여 차량내 노선안내방송 등을 할 수 있다.
그러나 상기와 같은 전용 근거리 통신을 이용한 버스관제시스템의 경우, 소출력 무선전송방식의 채용으로 인하여 노변기지국 구축비용이 과다하게 지출되고, 좁은 반경의 커버리지(coverage)로 인하여 차량의 속도가 빠른 지역은 데이터의 전송률이 낮으며, 비콘 수신기를 이용한 좁은 무선 셀 지역에서 Point to Point 또는 Point to Multi-point 통신 방식을 이용하기 때문에 차량이 집중하는 지역에서는 차량으로 전송되는 데이터의 수신이 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 노변기지국 하나당 차량 수용능력은 5대 이하(Point to Multi-point 방식일 경우)로 수용한계를 넘어서면 데이터 송수신이 불가능하며, 비허가 소출력 무선전송시스템을 이용하므로 동일한 주파수를 동일지역에서 다른 장치가 사용하는 경우가 발생할 수 있는바, 상기의 경우 주파수의 혼ㆍ변조가 발생하여 수신하는 모든 데이터가 파손되는 문제점이 있었다.
2) 사업자 망을 이용한 버스관제시스템
사업자 망(CDMA, 무선호출망 등)을 이용한 버스관제시스템은, GPS수신기(Global Positioning System)를 각 버스에 탑재하는 한편, 상기 GPS수신기로부터 수집된 버스의 위치정보와 함께 기타 차량운행에 관한 버스정보를 기존의 CDMA(Code Division Multiple Access)와 같은 사업자 통신망을 이용하여 종합사령실로 전송하는 방식으로서, GPS수신기를 이용함에 따라 보다 정확한 위치정보를 수집하여 향상된 서비스(노선안내방송, 배차간격안내 등)를 제공할 수 있음과 아울러 CDMA와 같이 이미 운영되고 있는 사업자 망을 이용하여 버스정보데이터를 전송함으로써 별도의 기지국을 구축할 필요가 없을 뿐만 아니라 여러 버스의 운행정보 및 위치정보 등을 단일 채널을 통하여 동일 시간에 종합사령실에 전송할 수 있다.
그러나 상기 사업자 망을 이용한 버스관제시스템의 경우, 매월 과도한 통신요금을 지불하여야 하는 문제점이 있으며, 주행하는 버스에 있어서 기지국에서 기지국으로 로밍시에 데이터의 전송이 불안정하여 데이터가 손실될 수 있을 뿐만이 아니라 전송하는 단말장치가 매번 접속해야 하는 문제점이 발생한다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래 전용 근거리 통신망(DSRC)을 이용하여 버스정보데이터를 전송하는 버스관제시스템에서 발 생하는 버스 위치정보 수집의 문제점 및 과다한 기지국 구축비용 지출의 문제점을 해결할 수 있음과 아울러 종래 사업자 통신망을 이용하여 버스정보데이터를 전송하는 버스관제시스템에서 발생하는 통신 불안정 및 과다한 통신요금의 부담을 해소하기 위한 것으로, 각 버스에 GPS수신기를 탑재하여 버스의 정확한 위치정보를 수집하는 한편 상기 수집된 위치정보를 포함한 기타 버스정보를 통신요금이 부가되지 않는 컨벤셔널 방식으로 버스에서 버스종합사령실로 전송하되, 특히 상기 버스에 탑재된 GPS수신기로부터 제공받는 시간정보를 기초로 하여 하나의 무선주파수 채널을 다수의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당하고, 각 버스는 각자 할당된 시간에 상기 무선채널을 이용하여 버스정보를 순차적으로 전송함으로써 1:1 통신만이 가능한 컨벤셔널 무선전송의 단점을 극복하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 버스관제시스템의 버스정보데이터 전송방법은, GPS수신기를 각 버스에 탑재하여 상기 탑재된 GPS수신기로부터 수집되는 버스의 위치정보와 함께 기타 차량운행에 관한 버스정보를 컨벤셔널 무선방식으로 종합사령실에 전송하되, GPS수신기로부터 제공받는 시간정보를 기초로 하나의 무선주파수 채널을 다수의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당하고, 각 버스는 상기 무선주파수 채널을 이용하여 각기 주어진 시간에 버스정보를 순차적으로 종합사령실에 전송하며, 버스정보데이터를 수신한 종합사령실은 전송순서에 따라 버스정보를 발신한 버스를 인식하여 관제함을 특징으로 하는바, 하기에 서 본 발명의 구성을 도 3을 참조하여 보다 상세히 살펴본다.
본 발명에 있어 차량의 위치정보는 각 차량마다 탑재된 GPS수신기로써 수집하는바, 상기 GPS수신기는 3대 이상의 위성으로부터 측정된 각각 다른 거리를 삼각법에 의하여 정확한 현 위치를 계산하여 위치정보를 제공하므로 보다 정확한 버스의 현 위치를 파악할 수 있음에 따라, 버스내 안내방송, 배차간격안내, 도착예정시간안내 등과 같은 서비스를 보다 정확히 제공할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기 GPS수신기로부터 수집한 버스의 위치정보와 함께 기타 버스의 운행정보를 컨벤셔널 무선방식으로 종합사령실에 전송하는바, 상기 컨벤셔널 무선통신은 통상적으로 하나의 채널로 순수한 1:1 통신만을 구현하는데 버스관제시스템에 적용할 경우 모든 차량에 대하여 각기 다른 채널을 할당하는 것이 실질적으로 불가능함에 따라, 본 발명은 단일 또는 소수의 무선채널을 이용하여 모든 버스에 대한 버스정보데이터를 전송할 수 있도록 하나의 무선채널을 다수의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당하고, 각 버스는 버스정보를 각기 할당된 시간에 순차적으로 종합사령실에 전송한다.
즉, 모든 버스와 종합사령실의 현재 시각을 완전히 동기화한 상태에서 각각의 버스에 대하여 서로 다른 데이터 전송시각을 설정하여 다수의 버스가 단일 채널을 이용하여 각기 설정된 시간에 맞추어 버스정보를 종합상황실로 순차적으로 전송 하고, 종합사령실은 상기 전송된 버스정보를 전송시각에 따라 분류하여 해당 버스에 대한 관제를 할 수 있다.
한편, 상기에 있어서 모든 버스 및 종합사령실의 시간을 동기화하는 것은 이미 탑재된 GPS수신기로부터 수집되는 시간정보를 기반으로 함으로써 가능한바, GPS수신기는 3만 6000년에 1초의 오차를 갖는 인공위성에 탑재된 3개의 원자시계로부터 UTC(Universal Time Coordinated) 시간정보를 제공받기 때문에 상기와 같은 시분할을 통한 정확한 버스정보데이터의 전송이 가능하다.
이하 본 발명에 따른 버스정보데이터 전송방법의 바람직한 실시예를 상세히 살펴본다.
<실시예 1>
본 발명에 따른 실시예 1은, 컨벤셔널 방식을 이용한 무선망의 전송속도가 1200[bps/sec]일 경우, 초당 1200[bit] 즉 초당 150[byte]의 데이터 전송이 가능하므로 1분에는 9000[byte]의 데이터 전송이 가능한바, 한 대의 버스가 전송해야할 버스정보데이터가 간단한 위치정보를 포함하여 4[byte] 이하일 경우라면 각 버스에 탑재된 GPS수신기의 시간정보를 기초로 하여 하나의 무선주파수 채널을 1분에 2250개의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당할 수 있음을 의미한다.
즉, 단일 무선주파수 채널을 1분에 2250개의 타임슬롯으로 분할하였으므로 1 분에 2250대의 버스가 순차적으로 4[byte]의 버스정보데이터를 0.02666초 간격으로 하나의 채널을 이용하여 폴링하여 전송할 수 있는바, 예컨대 관제하여야 할 버스의 수가 1000대라고 한다면 단일 무선주파수 채널로 모든 버스의 버스정보데이터를 약 30초(약 26.666초)의 전송주기로 전송할 수 있으며, 3개의 무선주파수 채널을 이용하는 경우라면 1000대의 버스정보데이터 전송주기를 10초 이내(약 8.888초)로 구현할 수 있어 보다 실시간에 가까운 버스관제가 가능하다.
<실시예 2>
본 발명에 따른 실시예 2는, 컨벤셔널 방식을 이용한 무선망의 전송속도가 1200[bps/sec]일 경우, 초당 1200[bit] 즉 초당 150[byte]의 데이터 전송이 가능하므로 1분에는 9000[byte]의 데이터 전송이 가능한바, 한 대의 버스가 전송해야할 버스정보데이터가 버스의 위치정보 및 기타 다양한 운행정보 등을 포함하여 100[byte] 이하일 경우라면 각 버스에 탑재된 GPS수신기의 시간정보를 기초로 하여 하나의 무선주파수 채널을 1분에 90개의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당할 수 있음을 의미한다.
즉, 단일 무선주파수 채널을 1분에 90개의 타임슬롯으로 분할하였으므로 1분에 90대의 버스가 순차적으로 100[byte]의 버스정보데이터를 0.666초 간격으로 하나의 채널을 이용하여 폴링하여 전송할 수 있는바, 예컨대 관제하여야 할 버스의 수가 1000대라고 한다면 단일 무선주파수 채널로 모든 버스의 버스정보데이터를 약 11분(약 11분7초)의 전송주기로 전송할 수 있으며, 10개의 무선주파수 채널을 이용 하는 경우라면 1000대의 버스정보데이터 전송주기를 1분대(약 1분13초)로 구현하여 버스를 관제할 수 있다.
<실시예 3>
본 발명에 따른 실시예 3은, 컨벤셔널 방식을 이용한 무선망의 전송속도가 9600[bps/sec]일 경우, 초당 9600[bit] 즉 초당 1200[byte]의 데이터 전송이 가능하므로 1분에는 72000[byte]의 데이터 전송이 가능한바, 한 대의 버스가 전송해야할 버스정보데이터가 간단한 위치정보를 포함하여 4[byte] 이하일 경우라면 각 버스에 탑재된 GPS수신기의 시간정보를 기초로 하여 하나의 무선주파수 채널을 1분에 18000개의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당할 수 있음을 의미한다.
즉, 단일 무선주파수 채널을 1분에 18000개의 타임슬롯으로 분할하였으므로 1분에 18000대의 버스가 순차적으로 4[byte]의 버스정보데이터를 0.00333초 간격으로 하나의 채널을 이용하여 폴링하여 전송할 수 있는바, 예컨대 관제하여야 할 버스의 수가 1000대라고 한다면 단일 무선주파수 채널로 모든 버스의 버스정보데이터를 약 3초(약 3.333초)의 전송주기로 전송할 수 있어 보다 실시간 관제에 가깝다 할 수 있을 것이며, 한편으론 10초의 버스정보데이터 전송주기를 설정한다면 약 3000대 가량의 버스를 관제할 수 있을 것이다.
<실시예 4>
본 발명에 따른 실시예 4는, 컨벤셔널 방식을 이용한 무선망의 전송속도가 9600[bps/sec]일 경우, 초당 9600[bit] 즉 초당 1200[byte]의 데이터 전송이 가능하므로 1분에는 72000[byte]의 데이터 전송이 가능한바, 한 대의 버스가 전송해야할 버스정보데이터가 버스의 위치정보 및 기타 다양한 운행정보 등을 포함하여 100[byte] 이하일 경우라면 각 버스에 탑재된 GPS수신기의 시간정보를 기초로 하여 하나의 무선주파수 채널을 1분에 720개의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당할 수 있음을 의미한다.
즉, 단일 무선주파수 채널을 1분에 720개의 타임슬롯으로 분할하였으므로 1분에 720대의 버스가 순차적으로 100[byte]의 버스정보데이터를 0.08333초 간격으로 하나의 채널을 이용하여 폴링하여 전송할 수 있는바, 예컨대 관제하여야 할 버스의 수가 1000대라고 한다면 단일 무선주파수 채널로 모든 버스의 버스정보데이터를 약 1분30초(약 1분23초)의 전송주기로 전송할 수 있을 것이며, 5개의 무선주파수 채널을 이용하는 경우라면 1000대의 버스정보데이터 전송주기를 16초(약 16.666초)로 구현할 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 버스관제시스템의 버스정보데이터 전송방법의 작용을 살펴보면, 버스관제 지역의 무선통신 전송속도, 관제의 대상이 되는 버스의 수, 버스정보데이터의 전송주기를 감안하여 단일 또는 소수의 무선주파수 채널을 시분할 하되, 각 버스에 탑재된 GPS수신기로부터 수집된 시간정보를 기초로 하여 가장 효과적인 타임슬롯으로 시분할 하여 각 버스에 할당하고, 각 버스는 상기 단일 또는 소수의 무선주파수 채널을 이용하여 컨벤셔널 무선방식으로 각기 주어진 시간에 버스정보를 순차적으로 종합사령실에 전송하며, 종합사령실은 버스정보데이터가 전송된 시간에 따라 버스정보를 발신한 버스를 구분하여 관제하는바, 상기 컨벤셔널 무선통신은 20W의 출력시 반경 20Km 내의 버스에 대한 버스정보데이터의 전송이 가능하므로 종래 100m 이내의 커버리지(coverage)를 갖는 전용 근거리 통신망(DSRC)에 비하여 기지국 구축비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 자가 통신망을 이용하므로 종래 사업자 통신망의 이용시 발생하는 과다한 통신비용의 지출을 필요치 않는다.
상기 본 발명에 따른 버스관제시스템의 버스정보데이터 전송방법에 의하면, 종래 전용 근거리 통신망(DSRC)을 이용할 경우 400개소의 기지국이 관할하는 지역을 하나의 기지국으로서 커버할 수 있으므로 초기 시스템 구축비용을 절감할 수 있으며, 컨벤셔널 무선통신으로서 자가 통신망을 기반으로 버스관제시스템을 운영하므로 종래 사업자 통신망을 이용한 버스관제시스템에 대비하여 통신비용이 전혀 들어가지 않음에 따라 운영 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, GPS수신기로써 위치정보를 수집하므로 그 정보가 보다 정밀함과 아울러 버스정보데이터의 전송주기를 짧게 설정할 경우 실시간에 가까운 버스정보의 제공이 가능하다.
Claims (1)
- 버스관제시스템의 버스정보데이터 전송방법에 있어서;GPS수신기를 버스에 탑재하여 상기 GPS수신기로부터 수집되는 버스의 위치정보와 함께 차량운행에 관한 버스정보를 종합사령실에 컨벤셔널 무선방식으로 전송하되, 버스에 탑재된 GPS수신기로부터 제공받는 시간정보를 기초로 하여 하나의 무선주파수 채널을 다수의 타임슬롯으로 나누어 각 버스에 할당하고, 각 버스는 각기 주어진 시간에 버스정보를 종합사령실로 전송하여 전송된 시간에 따라 버스정보를 발신한 버스를 인식하여 관제함을 특징으로 하는 버스관제시스템의 버스정보데이터 전송방법.
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