KR20120090448A - 지하철 승객의 위치정보를 이용한 지하철 정보제공 및 승객분산 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하철 탑승 승객에 대한 지하철정보 제공 및 승객분산시스템에 관한 것으로, 특히 실내에서의 위치정보 파악방법을 이용하여 지하철 역사 내의 사용자의 위치정보를 파악하고 이를 이용하여 지하철관련 정보제공 및 특히 객차 내의 승객 인원을 추정하여 각 객차 내의 인원정보를 서비스함으로써 승객이 상대적으로 승차인원이 적은 객차를 선택하도록 함으로써 승객분산효과를 나타낼 수 있는 정보제공 시스템에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 정보제공 및 승객분산시스템은, 지하철 역사와 객차별로 와이파이 오픈맵 정보 데이터베이스를 구축하는 단계와, 승객이 지하철 역사 내에서 정보 서비스를 받고자 응용프로그램을 구동하는 단계, 상기 오픈맵 데이터 베이스에 기반하여 승객이 소지하고 있는 스마트폰의 위치정보를 획득하는 단계, 그리고 객차 내의 승객 인원을 추정하는 단계 및 상기 객차 내의 승차인원 분포정보를 역사 내의 승객에게 전송하여 디스플레이하는 단계를 포함한다.

Description

지하철 승객의 위치정보를 이용한 지하철 정보제공 및 승객분산 시스템{Information supplying and passenger scattering system using location based services of subway}

본 발명은 지하철 탑승 승객에 대한 지하철정보 제공 및 승객분산시스템에 관한 것으로, 특히 실내에서의 위치정보 파악방법(In-Building User Location Tracking Method)을 이용하여 지하철 역사 내의 사용자의 위치정보를 파악하고 이를 이용하여 지하철관련 정보제공 및 특히 객차 내의 승객 인원을 추정하여 각 객차 내의 인원정보를 서비스함으로써 승객이 상대적으로 승차인원이 적은 객차를 선택하도록 함으로써 승객분산효과를 나타낼 수 있는 정보제공 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의한 정보제공 시스템은 특히 스마트폰 상의 응용프로그램을 사용하여 이루어지며, 사용자가 응용프로그램을 이용하여 위치정보를 서비스업자에게 제공하고, 서비스업자는 사용자의 스마트폰으로 정보를 직접 전송하거나 역사 내의 디스플레이 기기를 사용하여 정보를 제공하는 지하철 승객의 편의제공 및 승객분산시스템을 통한 혼잡 및 열차지연 방지 효과를 위한 시스템에 관한 것이다.

언제 어디서나 사람이나 사물과 같은 객체의 위치를 인식하고, 이를 기반으로 유용한 서비스를 제공하는 유비쿼터스 위치기반 서비스(Ubiquitous Location Based Services: u-LBS)가 최근 중요한 서비스로 부상되고 있다. 또한, 모바일 기기를 통하여 사용자에게 제공되는 위치정보 서비스가 활발하게 연구되고 있으며, 일부는 친구찾기, 미아방지나 노약자 보호서비스, 물류분야 등에 상용화되어 서비스되고 있다. 종래에는 사용자의 요구에 따라 사용자가 셀룰러 망 사업자에 요청하여 대략적인 단말기의 위치를 파악하는 방법이 있었고, 실외에서는 GPS(Global Positioning System)를 사용하여 차량의 위치나 사람의 위치를 파악하는 방법이 있었다. 그러나, GPS를 사용한 위치인식 방법은 10m 단위의 오차를 가지고 있으나, 단말기에 GPS 안테나가 장착되어 있어야 하고, 실내에서는 위치인식이 불가능하며, 보다 높은 정밀도를 요구하는 응용에는 적합하지 않다는 단점이 있다.

셀룰러 망을 이용한 위치 인식방법은 일반적으로 기지국 간의 삼각방법에 의하여 수신신호 세기지수(RSSI;Received Signal Strength Indicator)를 고려하여 대략적인 위치를 파악한다. 이것의 장점은 커버리지가 매우 크다는 장점이 있는 반면 정밀도는 매우 낮은 것으로 알려져 있다. 어느 기지국에 단말기가 위치하고 있다는 정도의 정밀도를 갖는다. 국내공개특허 2009-0063363에는 계층구조를 복수개의 통신망을 이용하여 상당히 오차를 줄이는 위치 인식 방법이 공지되어 있다.

최근에는 무선랜 표준규격인 IEEE 802.11에 따른 와이파이(WiFi) 신호를 이용하는 스마트폰과, 실내에서의 신호 강도에 따른 장소 정보를 가지고 있는 오픈 라디오 맵(Open Radio Map)을 이용한 위치 인식기법이 개발되면서, 스마트폰을 사용하여 사용자의 위치정보를 알 수 있는 것이 가능하게 되었다. 물리계층을 와이파이로 사용하는 방식은 본질적으로 RF(Radio Frequency) 신호의 강도(Signal Strength)를 측정하여 신호 감쇠로 인한 전달거리를 측정하여 위치를 계산하는 방식이다. 수신기가 멀리 있을수록 자유공간 경로의 손실이 커지게 되어 수신 신호 세기지수가 낮아지게 되며, 장애물에 반사되고 굴절되어 신호의 감쇠가 발생한다. 장애물 감쇠에 의한 손실은 예측하기 힘들기는 하나, 알려져 있는 구조물의 특성을 사용하여 전파환경을 설정하고 신호 감쇠를 추정하여 위치인식을 할 수 있다. RF신호를 이용한 대표적인 위치인식 시스템으로는 마이크로 소프트사의 RADAR(Radio Detection And Ranging) 시스템이 미국특허 US6,799,047B1에 공지되어 있다. 상기 와이파이 신호를 이용하는 위치인식은 본질적으로 정밀도가 낮으나 실내 공간에서 미리 알려진 오픈 라디오 맵을 이용하면 상당히 오차를 줄일 수 있다. 이러한 위치기반 정보를 사용하여 사용자에게 필요한 정보를 제공하거나, 다른 사용자에게 타인의 위치정보를 제공하는 서비스가 이루어지고 있다.

국내 지하철의 전국적인 개통으로 교통시스템이 육상과 지하로 분산되어 있고, 지하철이 차지하는 비중이 상당히 높으며 현재도 확장이 지속적으로 이루어지고 있다. 출근길 지하철 연착의 원인으로 일부 객차에 사람이 몰리는 것이 지적되었고, 고객의 서비스질 차원에서도 고른 승객분포 탑승은 매우 중요한 것으로 알려져 있다. 지하철 객차 내부의 인원정보를 알아내는 고전적인 방법은 각각의 객차에 무게 센서를 장착하여 전체 무게로부터 승객의 표준 몸무게에 의한 무게 증가량을 추정하여 탑승 인원을 알아내는 방법이나 사진정보를 사용하는 인원추정방법 등이 있으나 실제의 상용화 및 유용성은 알려져 있지 않다. 따라서, 모바일 기기의 발달에 따른 단말기 보급이 보편화 됨에 따라 별도의 특정 장비를 부착하지 않고 객차 내부의 승객정보를 파악하는 것이 가능하게 되었다. 현재는 주요 통신사들이 신규로 제작되는 객차에는 모두 무선접속장치(AP;Access Point)를 설치하고 있으며, 지하철회사와 통신사 간의 협약으로 기존 객차에도 지속적인 통신시설 증설을 하고 있다.

본 발명의 목적은 위와 같이 급속히 보급되고 있는 모바일 서비스에 기초한 위치정보를 활용하여 역사 내에 있는 사용자에게 지하철관련 정보 및 광고서비스를 하고, 지하철 객실 내의 고객의 인원정보를 파악하여 지하철 사용자에게 제공하기 위한 시스템을 제공하는 데에 있다. 또한, 본 발명의 목적은 종래에 역사에 설치된 통신설비와 디스플레이 장치를 이용하여 별도의 장비를 객차에 설치하지 않고 종래의 인프라를 사용하여 사용자로부터 위치정보를 파악하고, 유용한 지하철 관련 정보 및 객차 내부의 승객 인원 분포에 대한 정보를 제공하는 시스템을 제공하는 데에 있다. 본 발명에 의한 또 다른 목적으로는 지하철 탑승객 중 스마트폰 사용자에게 응용프로그램을 통하여 유용한 정보와 광고를 제공하고, 객차 내부의 인원정보를 전송함으로써 사용자가 객차를 선택하게 함으로써 승객분산효과를 통하여 지하철 지연방지효과 및 편의서비스를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 정보제공 및 승객분산시스템은, 지하철 역사와 객차별로 와이파이 오픈맵 정보 데이터베이스를 구축하는 단계와, 승객이 지하철 역사 내에서 정보 서비스를 받고자 응용프로그램을 구동하는 단계, 상기 오픈맵 데이터 베이스에 기반하여 승객이 소지하고 있는 스마트폰의 위치정보를 획득하는 단계, 그리고 객차 내의 승객 인원을 추정하는 단계 및 상기 객차 내의 승차인원 분포정보를 역사 내의 승객에게 전송하여 디스플레이하는 단계를 포함한다.

역사 내와 객차 내의 각 장소별로 와이파이 오픈맵 정보를 구축하는 단계는 스마트폰이 위치하고 있는 장소를 인식할 수 있도록 데이터베이스를 구축하는 단계로 각 장소별로 정보를 획득하여 저장하게 된다. 이 단계는 서비스 사업자가 일괄적으로 구축한다. 다음 단계인 승객의 응용프로그램 구동단계는, 각 개인이 서비스 사업자가 시행중인 정보를 받을 것인지에 대한 결정을 하는 단계로, 응용프로그램을 구동하지 않을 경우에는 자신의 위치정보를 제공하는 것을 원하지 않는 것으로 인식되며, 응용그로그램을 구동하였을 때 사업자에게 위치정보를 제공함과 동시에 서비스사업자가 제공하는 유용한 정보를 제공받을 수 있게 된다. 승객의 인원을 추정하는 단계에서는 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 스마트폰의 보급율에 따라 통계적으로 추정하는 방법과, 보조적으로 객차 내에 설치되어 있는 CCTV로부터 추출한 이미지 정보를 분석하여 승객의 탑승정보를 추출하거나, 종래의 방법인 하중정보 분석을 이용한 승객 탑승정보 추출 단계를 포함할 수 있다.

객차의 승차인원 분포정보와 기타 서비스 사업자가 전송하기를 원하는 각종 정보를 디스플레이하는 단계에서 디스플레이는 스마트폰을 소지한 고객은 곧바로 통신망을 사용하여 스마트폰으로 전송하여 디스플레이하며, 역사 내의 임의의 승객에게는 정보전달용 전광판에 분포정보 및 각종 정보를 디스플레이하는 단계를 포함한다. 이때, 스마트폰에 전달되는 정보에는 서비스 제공자의 수익을 위한 부가적인 정보가 동시에 스마트폰에 전달되어 디스플레이되는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시에 의하면 별도의 부가적인 시스템 장치 없이 기존의 와이파이 망을 이용하여 승객의 탑승분포 정보를 파악할 수 있으며, 종래의 객차의 경우에는 부가적인 보조수단을 사용하여 탑승분포 정보를 빠르고 비교적 정확하게 실시간으로 파악할 수 있다.

본 발명의 실시에 의하면 서비스 제공자는 승객의 객차에의 고른 탑승으로 일부 객차에 몰리는 현상을 방지함으로써 연착 및 출발지체 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 승객에게 부가적인 정보를 종래의 디스플레이 전광판만이 아닌 스마트폰에 전송함으로써 홍보효과와 광고효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시에 의하면 승객은 탑승 분포정보를 제공받아 적절한 객차를 스스로 선택함으로써 보다 편안한 탑승서비스를 제공받을 수 있는 효과가 있다. 또한, 지하철 관련 많은 유용한 정보를 스마트폰을 통해 빠른 시간 내에 많은 양을 전송받을 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정보제공 및 승객분산시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 의한 스마트폰 소지 승객의 위치정보를 획득하는 단계를 세분한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 실시예를 도시한 시스템 개요도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 시스템은 지하철 역사와 객차별로 와이파이 오픈맵 정보 데이터베이스를 구축하는 단계와, 승객이 지하철 역사 내에서 정보 서비스를 받고자 응용프로그램을 구동하는 단계, 상기 오픈맵 데이터 베이스에 기반하여 승객이 소지하고 있는 스마트폰의 위치정보를 획득하는 단계, 그리고 객차 내의 승객 인원을 추정하는 단계 및 상기 탑승정보 및 기타 정보를 역사 내의 승객에게 전송하여 디스플레이하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시 예인 정보제공 및 승객분산시스템을 나타낸 블록도로서 이를 참조하면, 먼저 지하철역사와 객차 내에 몇 개의 특정 포인트를 지정하여 와이파이 정보를 측정하여 와이파이 오픈 맵 데이터베이스를 구축하는 단계(1)를 포함한다. 이러한 데이터베이스 구축단계는 상기 데이터베이스를 기반으로 스마트폰을 소지한 승객의 위치를 파악하기 위한 지원단계이다. 본 데이터베이스 구축은 지하철 역사와 객차 내의 특정 지점의 수신 신호 세기지수를 채집하여 이루어진다. 객차 내부의 오픈맵 데이터베이스 구축은, 객차의 규격이 거의 동일하므로 몇 개의 다른 객차 모델별로 구축하면 된다. 이것은 실내 내비게이션에 사용되는 빌딩 내부의 데이터베이스 구축과 비교하면, 다양한 모양과 설계를 가진 일반적인 빌딩의 경우보다는 매우 간단한 작업으로 구축이 가능하다. 이러한 데이터베이스의 구축은 상기와 같이 서비스 사업자에 의하여 일괄적으로 구축되며, 승객의 스마트폰에 내장되어있는 응용프로그램이 승객의 위치에 따른 수신 신호 세기지수 정보를 사업자에게 제공함으로써 사업자는 승객의 위치를 파악할 수 있게 된다. 상기 데이터베이스는 별도의 원격서버에 저장될 수 있으며, 스마트폰의 성능에 따라 직접 응용프로그램 내부에 저장될 수도 있다.

서비스 사업자에 의해 구축된 데이터베이스는 서버에 저장되며, 승객의 위치를 파악하려면 승객이 소지하고 있는 스마트폰에서 승객의 정보를 서비스사업자에게 전송하여야 하므로, 다음 단계는 승객이 스마트폰에 내장된 응용프로그램을 구동하는 단계(2)이다. 상기 응용프로그램은 일반 응용프로그램과 같이 미리 오픈 앱 마켓에서 무료로 배포하는 것이 바람직하며, 상기 응용프로그램은 승객의 위치에 따른 수신 신호 세기지수를 전송하고 서비스 사업자로부터 정보를 수신하여 디스플레이하는 기능을 수행한다. 이러한 수신정보는 홍보 및 광고를 포함하는 다양한 형태의 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

다음 단계는 승객의 스마트폰으로부터 전송된 정보를 기반으로 승객의 위치정보를 획득하는 단계(3)이다. 이러한 단계는 도 2에 상세 블록도에 도시된 바와 같이, 승객으로부터 전송된 수신신호 세기지수를 분석(6)하고, 스마트폰 내부에 오픈맵의 데이터베이스가 있는지 판별(7)한다. 스마트폰 내부에 데이터베이스가 있는 경우에는 구동된 응용프로그램에 의하여 데이터베이스와 수신된 신호세기지수를 비교(8)하며, 스마트폰에 데이터베이스가 내장되어 있지 않은 경우는 원격 서버와 연결하여, 미리 서버에 저장된 데이터베이스와 비교(9)하여 스마트폰이 위치하고 있는 장소를 획득(10)한다. 수신신호의 비교는 최소자승법과 같이 당업자에 의해 자명하며, 각 역사의 위치 구조와 장애물 위치에 따라 각각의 무선접속장치 별로 가중치를 다르게 두거나, 놈(Norm)의 식을 변형하여 위치판별에 대한 정확도를 높일 수 있다. 일반적으로는 각 위치에 따른 저장된 데이터와의 오차가 가장 작은 포인트를 찾아 위치를 판별하게 된다. 스마트폰 내부에 오픈맵 데이터베이스를 저장하고 있는 경우에는, 상기 응용프로그램이 직접 수신신호를 비교하여 자신의 위치를 판별하고, 상기 위치신호를 직접 서비스 사업자에게 전송하게 된다.

다음 단계는 취합된 각 스마트폰의 위치정보를 바탕으로 객차 내의 탑승인원정보를 추정하는 단계(4)이다. 이 단계에서 단순히 스마트폰의 위치정보만으로 탑승인원을 추정하기 위해서는 스마트폰의 보급율과 철도정보 이용율을 사용하여 통계적 추정에 의한 방법을 사용한다. 따라서, 스마트폰의 보급율에 따라 어느 정도의 오차는 존재할 수 있다. 그러나, 가까운 미래에는 스마트폰 보급이 일반화될 것이 예상되므로 그 오차는 현격히 줄어들 것이다. 오차를 줄이기 위한 보조적인 수단으로는 종래의 방법인 객차 내에 설치된 하중정보를 보조적으로 사용할 수 있다. 이것은 승객의 증감에 따라 객차 바퀴에 걸리는 하중변동을 센서에 의해 감지하여 인원을 추정하는 것으로, 승객의 체중 불균일에 따른 오차가 여전히 존재하지만 상기 와이파이 추정방법과 혼합하여 보조적으로 사용하면 한가지 방법을 사용하는 경우보다 오차를 현저히 줄일 수 있다. 오차를 줄일 수 있는 또 다른 보조적인 실시예로는 객차 내에 설치된 CCTV를 사용하여 취득된 사진정보를 바탕으로 이미지 분석을 통하여 승객 인원을 추정하는 방법을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 마지막 단계는 상기 탑승분포 정보와 기타 사업자가 홍보 및 광고등 필요한 정보를 전송하여 디스플레이하는 단계(5)를 포함한다. 상기 탑승분포 정보 및 기타 정보는 스마트폰으로 전송되어 개인별로 스마트폰의 디스플레이 창을 통하여 승객에게 보여지게 되며, 별도의 역사 내에 설치된 디스플레이 전광판을 통하여 임의의 승객에게도 디스플레이 될 수 있다.

도 3은 상기 각 단계를 구현하기 위한 전체 시스템을 나타낸 일 실시예이다. 먼저 스마트폰(11)은 기본적인 응용프로그램을 탑재하며, 그 성능 여부에 따라 오픈맵 데이터베이스를 탑재할 수 있다. 상기 스마트폰(11)은 객차(13) 내부에 위치해 있거나 객차(14) 외부의 역사 내에 위치해 있을 수 있다. 객차(13)의 내부에 위치해 있는 경우에는 응용프로그램의 구동에 의하여 자신의 위치정보나 수신신호 세기지수를 유무선통신망(14)을 통하여 원격서버(12)로 전송하게 된다. 상기 원격서버(12)로 전송된 정보를 취합하여 객차 내의 승객분포정보를 추정하고, 서비스 사업자가 제공하는 정보와 함께 상기 스마트폰(11)으로 전송하거나 역사 내의 전광판을 통하여 디스플레이하게 된다. 객차 내의 인원추정에 대한 보조적인 수단으로서 객차내에 하중센서나 CCTV가 설치되어 있고 이러한 정보를 전송할 수 있는 경우에는, 상기 객차(13)로부터 보조적으로 하중정보나 CCTV에 의한 이미지정보를 주기적으로 상기 유무선통신망(14)을 통하여 원격서버(12)로 전송할 수 있으며, 이를 사용하여 객차 내의 승객인원수를 추정할 수 있다. 이것은 상기에 기술한 바와 같이 스마트폰(11) 보급율이 낮은 경우에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에 기술된 용어는 단어에 한정된 뜻으로만 해석되어져서는 안되며, 대표성을 띤 것으로 해석되어야한다. 대표용어로 기술한 와이파이 기술은 IEEE 802.11에 기술된 무선랜 표준에 국한된 것이 아닌, 넓은 의미의 무선랜 기술을 대표로 기술한 것으로 보아야 한다. 따라서, 무선랜 수신신호 강도로부터 위치를 추정하는 일반적인 무선랜 기술도 본 발명의 청구범위 내에 속한다고 보아야 한다. 또한, 스마트폰으로 기술된 것도 휴대가능하며 상기에 기술한 기능을 수행할 수 있다면 동일한 것으로 보아야한다.

1 : 데이터베이스 구축단계
2 : 응용프로그램 구동단계
3 : 위치정보 획득단계
4 : 탑승분포 추정단계
5 : 정보전송 및 디스플레이단계
6 : 수신신호 세기분석
7 : 데이터베이스 존재여부판단
8 : 응용프로그램에 의한 분석
9 : 서버에 의한 분석
10 : 위치정보획득
11 : 스마트폰
12 : 원격서버
13 : 객차
14 : 유무선 통신망

Claims (3)

1. 지하철 역사와 객차별로 와이파이 오픈맵 정보 데이터베이스를 구축하는 단계;
   승객이 지하철 역사 내에서 응용프로그램을 구동하는 단계;
   상기 오픈맵 데이터 베이스에 기반하여 스마트폰의 위치정보를 획득하는 단계;
   객차 내의 승객 인원을 추정하는 단계; 및
   상기 객차 내의 승차인원 분포정보와 기타 정보를 함께 역사 내의 승객에게 전송하여 디스플레이하는 단계를 포함하는 정보제공 및 승객분산시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터베이스는 상기 스마트폰 내에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 정보제공 및 승객분산시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 객차 내의 승객 인원을 추정하는 단계에서 상기 스마트폰의 위치정보와 함께 객차 내에 이미 설치되어있는 인프라를 사용하여 하중정보 또는 이미지정보 사용하여 보조적으로 승객 인원정보를 추정하는 것을 포함하는 정보제공 및 승객분산시스템.
   
   

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