KR20160102699A - 광역버스의 공석 수에 기반한 교통 환승편 대기 시간을 반영하여 최적 환승 정보를 제공하는 방법 및 시스템 - Google Patents

광역버스의 공석 수에 기반한 교통 환승편 대기 시간을 반영하여 최적 환승 정보를 제공하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대중교통 수단의 최적 환승정보 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 환승을 원하는 사용자의 현재 위치를 확인하고, 실시간 교통 정보와 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치를 기반으로 광역버스의 공석 수를, 실시간 환승 정보 요청 대기자, 기존 교통카드 이용 데이터 분석을 통한 승차 대기자의 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석(times series analysis), 빅데이터 분석을 통하여 예측을 하여, 빈 좌석이 있는 교통 환승편의 대기 시간, 이동 시간 등이 반영된 최적의 환승정보를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

광역버스의 공석 수에 기반한 교통 환승편 대기 시간을 반영하여 최적 환승 정보를 제공하는 방법 및 시스템 {Method and system for providing information on optimal transport transfer on the basis of transfer waiting time based on vacant seats of public transportations}
본 발명은 대중교통 수단의 최적 환승정보 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 환승을 원하는 사용자의 현재 위치를 확인하고, 실시간 교통 정보와 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치를 기반으로 광역버스의 공석 수를, 실시간 환승 정보 요청 대기자, 기존 교통카드 이용 데이터 분석을 통한 승차 대기자의 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석(times series analysis), 빅데이터 분석을 통하여 예측을 하여, 빈 좌석이 있는 교통 환승편의 대기 시간, 이동 시간 등이 반영된 최적의 환승정보를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근에 위성위치시스템(GPS: Global Positioning System, 이하 "GPS"라 함) 기술과 연계된 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service, 이하 "LBS"라 함) 기술 및 지리 정보 시스템(GIS: Geographical Information System, 이하 "GIS"라 함) 기술의 발전에 따라 언제, 어디서나 사람이나 물건의 위치 및 주변 정보를 파악하거나 목적지로의 이동 경로 정보(행선지 정보)를 제공 받을 수 있게 되었다.
일반적으로, 사람들은 지리를 잘 모르는 특정 지역에 위치한 목적지에 가고자 하는 경우에 웹사이트 검색엔진을 제공하는 길안내 서비스(예: "네이버지도 대중교통", "다음지도 대중교통") 또는 이동통신 단말기를 통하여 길안내 서비스(예: "KT텔레컴 주식회사의 다음 대중교통", "에스케이텔레콤 주식회사의 네이트 드라이브(Nate Drive)" 등)를 제공 받아 이동 경로 정보를 획득한 후에 해당 경로를 따라 목적지로 이동하고 있다.
이러한 길 안내 시스템은 이동통신 단말기에서 획득한 위치 정보(예: GPS 위성신호, 접속 기지국 정보 등)를 수집하여 사용자의 현재 위치를 파악하고, 이 파악한 사용자의 위치를 기반으로 각종 지리 정보(예: 지도, 경로 탐색 정보, 주소, 관심지점(POI: Point Of Interest) 등)(일명 GIS 데이터)를 이동통신 단말기로 제공한다.
대한민국 등록 특허 제403173호에는 통신 단말기를 이용한 대중교통 수단의 교통시간 안내 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
특허 제403173호는 차량의 위치정보(GPS정보)를 이용하여 차량의 도착시간 및 목적지까지의 소요시간을 안내하는 교통시간 안내 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 휴대폰을 통하여 대중교통 수단의 교통시간, 즉, 버스도착 시간 및 목적지 최적 소요 시간을 안내하는 기술에 관한 것이다. 특허 제403173호는 일정한 시간표 및 노선에 따라서 운행하는 시내버스, 시외버스, 마을버스, 도시철도, 전철, 철도, 선박, 비행기 등의 대중교통 수단에 적용되어 고객이 원하는 차량의 도착시간 및 목적지까지의 소요 시간 등을 실시간으로 제공하기 위한 것으로, 차량에 부착된 GPS 모듈을 통해 인공위성으로부터 차량의 위치정보를 수신하여 그 위치정보를 통신망을 이용하여 교통 시간 안내 호스트 서버에 저장하고, 정보 이용자가 휴대폰을 통해 차량의 도착시간 및 목적지 소요 시간을 요청하면, 호스트 서버는 차량의 위치를 확인하고, 기 저장된 교통정보를 토대로 요청한 차량 도착 시간 및 목적지 소요 시간을 산출하여 통신망을 통해 정보 이용자의 통신 단말기로 제공한다.
교통 정보 제공업자는 이용자에게 차량의 도착시간, 목적지까지의 소요시간, 차량 환승 정보, 최적 노선 안내 정보뿐만 아니라 노선과 연계된 가맹점의 위치정보 안내 서비스를 제공함으로써, 이용자에게 편리하고 신뢰성 있는 정보를 줄 수 있으며, 차량 운송업자는 교통량에 따라 전체적인 차량의 배차를 조정하여 트래픽을 제어할 수 있다.
하지만, 이 특허 제403173호는 대중교통 이용자가 대중교통을 이용하기 전에 어떤 대중교통 수단을 이용해 목적지까지 갈것인지를 결정하는 데는 도움을 줄 수 있지만, 현재 대중교통 수단을 이용하고 있는 중에는 원하는 목적지에 최단 시간에 도착하기 위해 어느 정류장에서 어떤 대중교통 수단으로 갈아 타는 것이 좋을 것인가를 결정하는 데는 도움을 줄 수 없다. 즉, 현재 제공되는 대중교통 안내 시스템은 차량의 위치 정보와 실시간 교통정보를 확보하고 있음에도 이용자에게는 특정위치를 기반으로 한 단편적이고 일방적인 정보만을 제공하고 있다.
다른 선행기술인 대한민국 공개특허 10-2006-0079669는 환승을 원하는 사용자의 현재 위치를 확인하고 실시간 교통 정보와 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치를 기반으로 최적의 환승 정보를 제공하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 이 공개특허에 따른 대중교통 수단의 환승 정보를 제공하기 위한 방법은, 각 대중교통 수단에 부여된 고유 식별자와 현재 위치 정보를 수신하여 저장하는 제1단계; 상기 수신된 위치 정보를 이용해 실시간 교통정보를 생성하여 저장하는 제2단계; 사용자로부터 현재 탑승 중인 차량의 정보와 목적지 정보를 수신하여 환승 정보 요청을 수신하면, 사용자의 현재 위치를 확인하는 제3단계; 사용자의 현재 위치에서 목적지까지 이동하기 위한 모든 가능한 경로를 추출하는 제4단계; 상기 추출된 모든 경로에 대해 현재 실시간 교통정보와 환승 대상 교통수단의 현재 위치를 고려하여 최적의 경로를 산출하는 제5단계; 및 상기 산출된 최적 경로에 대해 최적의 환승 정류장을 산출하고, 차량 노선 정보와 환승 정류장 정보를 사용자 단말로 전송하는 제6단계를 포함한다.
그러나 이 공개특허 10-2006-0079669의 경우에는, 버스의 공석수를 반영하지 않는다. 현재 막차를 제외하고는 광역급행형 시내버스(이하 M버스)는 이미 입석을 금지하고 있으며, 향후 고속도로 경유 광역버스 역시 입석 금지를 시행할 것이다. 따라서, 이 공개특허에서의 대중교통 환승 정보는 환승 하고자 하는 버스의 공석이 없는 경우 다음 공석이 있는 버스를 기다려야 하는 데 필요한 환승 대기 시간을 전혀 반영하지 못한다. 따라서 제공되는 환승정보가 환승 시간을 제대로 반영하지 못하여, 결과적으로 최소 소요 시간에 관한 정보를 제공하지는 못한다.
이 밖에 대중교통의 잔여좌석 표시에 관련해서는 다음과 같은 선행기술문헌이 존재한다. 그러나 이들은 단지 대중교통의 잔여좌석을 승차 예정자에게 알려주기 위한 것일 뿐이다.
공개특허 10-2010-138652(2010.12.31.) 공개특허 10-2011-0098530(2011.9.1.)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명은 환승을 원하는 사용자의 현재 위치를 확인하고, 실시간 교통 정보와 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치 그리고 각 대중교통 수단 내의 좌석의 공석 수를 기반으로 하여 최적의 환승 정보를 제공하는 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방법은, 대중교통 수단의 최적 환승 정보를 제공하기 위한 기존의 실시간 교통 정보 및 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치만을 기반으로 하는 방법과 차별화하여, 실시간 환승 정보 요청 대기자, 기존 교통카드 이용 데이터 분석을 통한 승차 대기자의 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석, 및 빅데이터 분석을 통하여 광역버스 등 대중교통의 빈 좌석(공석) 수를 예측하여, 공석이 있는 교통 환승편의 대기 시간 및 이동 시간을 반영한 환승 방법을 모두 적용하여서 최종 이동 소요 시간을 최소화하기 위한 환승정보 제공 방법을 제시한다.
본 발명의 제1특징에 따른 환승정보 제공 방법은 개략적으로 다음과 같은 단계로 구성된다.
1단계 : 대중교통 정류장 별, 통과 대중교통 전체의 현재 이용자의 수를 교통카드 이용 정보를 기반으로 분석, 최선의 모델링을 한다.
먼저 대중교통 정류장(버스정류장, 지하철역)을 꼭짓점으로 하여, 대중교통의 노선으로 연결된 정류장을 노선별로 선분을 그어서 교통연결망 네트워크(그래프)를 얻는다(기 구축되어 있음). 예를 들면, 도 2의 지도상의 버스정류장 및 버스 노선을 그래프로 나타내면 도 3을 얻는다. 이 때, 사용된 그래프는 편의상 단순 그래프를 사용하였으나, 본 교통연결망은 노선이 다른 개개의 버스 노선을 모두 edge로 사용하는 다중그래프(multi-graph)이다. 이 네트워크상에 시간에 따른 시계열로 현재 교통연구원의 교통카드 이용 기록(수도권의 경우 승차자의 95%가 교통카드를 이용하고 있음)의 승하차 기록 정보를 1년 단위로 수집하여, 이 기록을 기반으로 시간별 각 꼭짓점과 선분에 이용자 수를 이산값(discrete value)을 가지는 함수를 대응시켜 교통연결망 네트워크상의 동역학 시스템(최초 동역학 모델)을 구성한다. 함수를 구성하는 방법을 설명하면, 먼저 꼭짓점에 도 5와 같이 주어진 단위 시간(5분 단위) 별 노선승차자의 수와 도 6과 같이 주어진 단위 시간(5분 단위) 별 노선승차자의 수를 행렬로 나타낼 수 있다(여기서 도 5~8의 단위 시간은 실제로 2014년 12월 10일 수요일 16시 00분에서 16시 05분 사이의 시간임). 이를 일주일 단위로 반복 누적 비교하여 통계적으로 분석하면, 도 7과 같이 단위 시간별 포아송 분포(Poisson distribution)의 λ를 결정한 이산 모형을 얻을 수 있다. 선분에는 도 8과 같이 주어진 단위 시간(5분단위) 별 노선승차자의 수를 대응한 것이 첫 번째 이루는 시간에 따라 구성되는 최초 시계열 동역학 모델링의 모형(이는, 동역학 네트워크 모델 = 대중 교통정류장의 네트워크 모델(그래프) + 대중 교통정류장별 승하차자 수 + 인원 변동의 포아송 분포의 상수 λ + 각 대중교통별 정류장 사이 승차인원 수를 첨가한 종합정보임)이다. (이것만으로도 환승정보 제공을 할 수 있음).
이후 구축된 동역학 모델링을 기반으로, 발견된 동역학 시스템을 구현하는 컴퓨터 시뮬레이션과 추가적 이용정보 기록을 포아송 분포, 시계열 분석을 통해 비교 분석, 시계열 동역학 모델을 수정해 나가며 최종적 모델링을 구축한다. (이러한 데이터의 분석 및 시뮬레이션은 기존의 컴퓨터와 상용 프로그램으로는 다루기 힘든 수준이기에, 울산과학기술대학의 수퍼컴퓨터와 Georgia Tech에서 개발된 빅데이터 전용 서버 및 프로그램을 이용한다.)
2단계 : 실시간 대중교통 전체의 현재 이용자수에 따른 공석 수, 현재 위치 정보가 알려진 이용 대기자, 기존 교통정보 빅데이터 분석으로 예측된 수요인원을 기반으로 현재 대중교통 정류장별 대중교통의 공석 수를 예측한다.
상기 1단계로 만들어진 모델링(off-line 모델링)이 완벽하다면 필요 없지만, 대중교통의 특징상 상기 동역학 모델링과 실제 실시간 대중교통 이용자 수, 교통정보 요청 대기자 수와는 차이가 있을 수 있기에 두 값을 비교해서 보정을 실시간으로 처리하는 것이 바람직하다. 기존 동역학 모델링을 통해 예측된 대중교통 정류장의 수요인원과 실시간 이용자 및 이용 대기자 수를 비교하여, 최종 시계열 분석을 통하여 현재 대중교통 정류장별 대중교통 노선별 공석 수를 정확히 예측한다.
구체적으로, 도 3의 정류장 o에 700-2번 버스에 승차중인 정보요청자 A가 수요일 16시에 강남역으로 가는 대중교통 환승 정보를 요청한다면, 현재 탑승 중인 차량의 진행 방향에 있는 정류장 n, m, l에서부터 강남역까지 이동 가능한 경로를 도 4에 주어진 행렬(이는, 도 3 그래프의 인접행렬(adjacency matrix)로서 경로 산출시 사용한다. 방향을 가지지 않는 그래프인 경우 인접행렬은 대칭행렬(대각을 중심으로 마주보는 위치에 행렬값이 같은 경우)이지만, 교통 모형에 이용되는 그래프는 방향을 가지는 유향그래프(digraph)이므로 대칭을 이루지 않는다)을 곱하면서 정류장 n, m, l에 대응되는 행과 강남역에 대응되는 열의 값이 0이 되지 않는 최초의 승수를 찾아 이 값을 얻는 경로를 계산할 수 있다. 그리고 인접행렬의 값 1 대신 정류장별 이동 소요시간의 지수함수를 취한 값을 사용하여 승수를 하면 얻어진 결과에서 앞에 설명한 승수 행렬의 위치의 값들 중 최소값을 사용하면, 출발지에서 목적지까지 최소 소요시간이 걸리는 이동 경로를 산출할 수 있다. 이 때 처음 구한 최소 소요시간 환승 경로가 결정되면, 예를 들어 정류장 m에서 3001번으로의 환승이 구해지면, 도 8과 현재 16시 이후 정류장 m 도착 예정 3001번의 공석 유무를 살피면 현재 공석이 없다고 추정되므로, 이를 선택하지 않는다. 차 최소 시간 소요 노선인 정류장 m에서 3001번으로 환승이 구해지면, 도 8과 현재 16시 이후 정류장 m 도착 예정 3001번의 공석 유무를 비교 분석하면 공석이 있다고 추정되며, 이에 대한 추정값이 3석이므로, 현재 대기자 인원 1명과 비교하면 승차가 가능하므로 이를 제공한다.
3단계 : 현재 위치 정보가 확인된 대중교통 이동 방법 조회자를 (가) 현재 기 탑승중인 경우는 이동중인 경로상의 대중교통 정류장를 환승으로 정거장으로만 선택하거나(앞서 2단계에서 이 경우에 대한 프로세스 과정을 이미 설명함), (나) 현재 탑승하지 않은 경우는 승차가 가능한 가까운 정거장을 출발점으로 하는 모든 경로에 대한 최소 시간 소요 환승 방법을 비교하도록 분리하여, (예를 들면 도 2의 창룡문 사거리에서 강남역으로 가는 버스 경로를 문의한 경우는, 근접 거리에 있는 모든 정거장 b, c, q, d, n, g, f, m을 출발점으로 하는 모든 이동 경로에 대해, 2단계의 방법을 반복 시행하여 환승 시간을 고려한 최소 이동 소요 시간 경로를 산출하여) 목적지까지 이동하는 모든 가능한 경로를, 공석이 없는 경우 탑승이 불가한 경우(고속도로 운행 광역버스), 다음 공석이 있는 대중교통 환승시간을 1, 2 단계의 모형을 기반으로 최소시간이 소요되는 최적 경로를 산출한다.
3-1단계(선택적 단계) : 특히, 대단위 환승이 이루어지는 환승센터를 경유하는 경우, 환승 센터로 유입, 유출 차량의 공석 수, 기존 개인 교통정보 빅 데이터, 환승 조회 정보를 온라인 분석 처리하여 최대 대수의 환승 가능 방법을 산출한다.
대단위 환승이 이루어지는 환승센터를 경유하는 경우에는 그래프상의 차수(valency)가 큰 허브를 이루게 된다. 환승센터 허브에는 많은 대중교통의 최종 목적지로 분류되어, 전 진출 차량이 공석으로 처리되고, 특히 출퇴근 시간의 경우에는 대기 인원이 많은 상태인 극히 특이한 형태이므로, 동역학 모델링에서 다루는 일반적 대중교통 정류장과는 차별되는 문제점을 가진다. 따라서, 대단위 환승 센터의 경우, 환승 센터로 유입되는 차량의 하차자(환승 대기자)의 수와 이들의 환승패턴을 별도로 유출 차량의 공석 수, 기존 개인 교통정보, 환승 기록정보를 분석한 데이터를 별도로 축적, 환승센터에 대한 특별한 동역학 모델링이 필요하다. 아울러, 환승센터의 설치 목적인 최대 다수의 인원이 환승 가능하도록 유도 할 수 있도록 하며, 본 발명에서 다루는 공석 수 반영 최소시간 소요 환승 방법 산출시 사용한다. 본 3-1단계는, 현재 환승센터가 설치되어 있지 않은 상황에서 적용하는 것이 아니라, 향후에 환승센터가 설치될 경우에 적용할 수 있는 선택적 단계이다.
4단계 : 3단계 및 3단계-1에서 산출된 차량 노선 정보 환승 정보를 대중교통 이동 방법 정보를 요구하는 사람에게 제공한다. 정보의 제공 방법은 휴대용 단말기기, 인터넷 사이트 등의 모든 정보 요청자들에게 제공한다.
본 발명의 제2특징에 따른 환승정보 제공 시스템은, 대중교통 정류장 별, 통과 대중교통 전체의 현재 이용자의 수를 교통카드 이용 정보 빅데이터를 기반으로 분석하여 최선의 모델링을 한다는 것으로, 현재 대중교통의 공석 정보는 어떠한 교통 서비스에서도 제공하지 못하고 있다. 공석 정보는, 버스 승하차자가 계속 발생함에 따라 그리고 공석 정보를 업데이트 하는 기간 중 공석 수의 변화에 따라 정보로서 제공하기가 어려운 문제이다. 이러한 문제점을 교통카드 이용 정보라는 빅데이터를 기반으로 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석, 빅데이터 분석을 통하여 예측을 해서 지속적 누적 데이터와 비교 개선해 나간다는 것이다. 기존의 교통정보 제공 기업들은 유사한 개인 교통 정보 데이터를 모으고 있지만, 공석 수를 기반으로 한 데이터를 모으고 있지는 않다.
본 발명에 따른 시스템은, 기존과 유사한 방식으로 무선 인터넷 망에 연결된 대중교통 안내센터와, 차량에 탑재되어 차량의 고유 식별자 정보와 차량의 현재 위치 정보 및 공석 정보를 주기적으로 전송하기 위한 차량정보 및 공석정보 전송장치를 구비하는 시스템이다. 상기 대중교통 안내 센터는, 차량의 고유 식별자와 차량의 현재 위치 정보 및 공석 정보를 포함하는 차량 정보와, 실시간 교통 정보, 차량의 노선 정보, 정류장 정보, 공석 정보를 포함하는 지리 정보와, 과거 교통 카드 이용 정보를 저장하는 데이터베이스; 상기 각 차량의 전송장치로부터 전송된 차량의 고유 식별자 정보, 현재 위치 정보와 차량의 공석 정보를 데이터베이스에 저장하고, 상기 위치 정보를 이용해 실시간 교통정보 및 공석 정보를 생성하는 교통정보수집 수단; 및 사용자 단말로부터 자신이 탑승 중인 차량의 고유 식별자 정보와 목적지 정보가 입력되면, 사용자의 현재 위치로부터 목적지까지 이동하기 위한 모든 경로를 추출하고, 상기 추출된 경로 중 실시간 교통정보와 환승 대상 차량의 현재 위치정보 및 공석 정보를 고려하여 기존 데이터 분석을 통한 승차 대기자의 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석, 빅데이터 분석을 통하여 예측을 하여, 빈 좌석이 있는 교통 환승편 대기 시간을 분석한 최적의 경로를 산출하고, 상기 최적 경로를 바탕으로 최적의 환승 소요 시간이 적절한 정류장 정보를 추출한 후, 사용자 단말로 전송하는 환승정보 생성수단을 포함한다.
앞의 1단계에서 자세히 기술한 것과 같이, 대중교통 동역학 모델에서 대중교통 노선별 통과 정류장의 승차 및 하자자 수에 대한 모델링이 얻어지면, 이 모델링 값과 실시간 정보(대중교통 이용자 수, 교통정보 요청 대기자 수)를 비교 분석하여 정확한 공석 수에 대한 예측이 가능하다. 그러면, 대중교통 네트워크 모델(그래프로만 인식)한 것에 대응되는 인접행렬(adjacency matrix)의 승수를 통해, 고려해야 할 모든 비교 대상 경로를 발견하고, 이 비교 대상 경로 별로 공석 수에 따른 다음 승차 가능 대중교통 이용 환승 대기 시간을 반영한 최종 목적지까지 이동 소요 시간을 산출할 수 있고, 이들을 비교하여 최소 소요 시간이 걸리는 환승 경로를 얻을 수 있다.
본 발명은, 대중교통 이용 기록을 분석하여 대중교통 정류장 별 공석 수 모델링을 기축한다. 그리고, 대중교통 수단의 현재 위치 정보를 실시간으로 수집하고, 현재의 교통정보를 실시간으로 수집하여, 사용자가 환승 정보를 요청하는 경우, 실시간 교통정보와 차량의 현재 위치, 공석 정보를 고려하여 최소 시간이 걸리는 환승 정보를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이로써 대중교통 및 도로 교통에 관련된 제반 인프라의 효용성을 증진시킨다.
도 1은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개요도
도 2는 버스 정류장 지도 정보
도 3은 도 2의 지도 상의 버스정류장의 네트워크 모델(그래프)
도 4는 도 3의 그래프의 인접행렬(adjacency matrix) - 경로 산출시 사용함
도 5는 단위 고정시간별 도 3의 정류장별 통과 차량의 승차자 인원 정보 행렬
도 6은 단위 고정시간별 도 3의 정류장별 통과 차량의 하차자 인원 정보 행렬
도 7은 단위 고정시간별 도 3의 정류장별 통과 차량의 인원 변동의 포아송 분포 상수 λ 정보
도 8은 단위 고정시간별 도 3의 정류장별 통과 차량의 승차 인원 정보 행렬
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 활용 예시를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 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.
도 1은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개요도이다. 도 1에서, 본 발명에 따른 시스템은 대중교통 이동을 원하는 사용자측(15)이 인터넷이나 휴대단말을 통해 인터넷 정보제공자(16)나 휴대전화 단말기 통신사(16)를 통해 본 발명의 근본을 이루는 서버(10)에 이동 경로정보를 요청한다(전자의 경우는 출발지와 목적지 정보, 후자의 경우는 단말기 이용자의 현재위치 정보와 목적지). 기존 개인교통카드 정보(Big data)(11)를 분석한 모델링(12)과, 버스 지하철 등 대중교통의 실시간 현재 위치 정보 및 공석 정보(14)를 이용하여 대중교통 이동을 원하는 사용자가 원하는 목적지에 이르는 모든 대중교통 경로 별, 공석 유무에 따른 환승시간을 고려한 최소 이동 시간이 소요되는 교통 경로를 대중교통 정보분석(13)을 통해 산출한다(이는 앞에서 설명하였음). 이 과정에서, 인터넷을 통한 정보 요청자인 경우는 비교 대상 경로 중 시간 별 최소 시간 및 이동 방법을 인터넷 정보 제공자(17)에 제시한다. 휴대단말기 사용자의 경우는 가까운 대중교통 정류장 또는 이미 탑승을 하고 있는 경우를 별도로 구분하여 비교 대상 경로 중 시간 별 최소 시간 및 이동 방법을 산출 결과를 휴대전화 단말기 통신사(17)에 제공한다. 이 정보를 인터넷 정보 제공자, 휴대전화 단말기 통신사(17)를 통해 대중교통 이용 정보 요청자(18)에게 제공한다.
(15)의 휴대전화 단말기 통신사는 통상의 이동통신 단말기, 무선 인터넷 단말기일 수 있으며, GPS 수신기를 포함할 수 있다. 또한 상기 휴대단말(15)은 바코드 리더기 또는 RFID 리더기 또는 근거리 무선통신장치(예를 들어, 적외선 통신 또는 불루투스)를 포함할 수 있다. 사용자는 휴대단말(15)을 이용해 대중교통 안내센터(13)로 현재 자신의 위치 정보 또는 현재 탑승중인 차량의 식별 정보와, 목적지 정보를 입력한다. 버스를 포함한 대중교통 차량(14)에는 GPS 수신기와 무선 인터넷 통신장치가 탑재되어 있다. 버스를 포함한 대중교통 차량(14)은 GPS 수신기를 통해 수신된 위치 정보를 무선 인터넷 통신장치를 통해 대중교통 안내 센터(13)로 전송한다. 이때 버스를 포함한 대중교통 차량(13))에서 전송되는 위치 정보에는 버스를 포함한 대중교통 차량(14)의 고유 정보(예를 들어 각 버스를 포함한 대중교통 차량마다 할당된 고유 식별자 또는 버스의 차량 번호 등)가 포함된다. 지하철의 경우에는 GPS 수신기를 통한 위치 확인이 불가능하기 때문에, 대중교통 안내센터(13)는 지하철 공사의 서버로부터 각 지하철의 현재 운행 정보를 수신한다.
또한 대중교통 안내센터(13)는 교통방송국이나 경찰청 등의 정보제공자로부터 주요 도로의 현재 교통정보를 수신하여, 데이터베이스에 저장한다. 더욱이 대중교통 안내센터(13)는 버스를 포함한 대중교통 차량(14)로부터 수신된 현재 위치 정보를 이용해 현재 도로 상의 교통 정보를 생성한다. 실시간 교통정보는 일정 간격으로 보고되는 위치 정보와 도로 구간 정보를 이용해 생성할 수 있다.
이후, 사용자로부터 최적 환승 정보를 제공할 것을 요청받으면, 대중교통 안내센터(13)는 사용자의 현재 위치와 목적지 정보를 확인하고, 목적지까지 이동하기 위한 모든 가능한 노선 경로를 추출한 후, 상기 추출한 노선 경로 중에서 실시간 교통 정보와 사용자의 위치 정보와 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치 정보를 반영하여 최적의 환승 노선 정보와 정류장 정보를 인터넷 정보제공자(17)나 휴대전화 단말기 통신사(17)을 통해 대중교통 이동 정보 요청자(18)에 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 대중교통 안내 방법의 처리 프로세스 및 시스템 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
대중교통 안내 센터는 각 대중교통 수단의 노선 정보와 정류장 정보 및 이들이 표시된 전자지도를 데이터베이스에 저장하고 있다. 또한, 각 대중교통 수단은 고유의 식별자를 가지며, 상기 데이터베이스에는 각 대중교통 수단에 부여된 식별자가 관리된다. 대중교통안내센터는 버스와 같은 대중교통 수단으로부터 현재 위치 정보를 정기적으로 수신한다(101). 대중교통안내센터는 대중교통 수단으로부터 수신된 위치 정보를 데이터베이스에 저장하고, 상기 데이터베이스에 저장된 위치 정보와 전자지도 정보를 이용해 현재의 도로 교통정보를 생성하여 데이터베이스에 저장한다(102).
여기서, 각 대중교통 수단의 위치정보는 노선별로 하나의 디렉토리를 생성하고, 해당 디렉토리에 각각의 고유 식별자와 함께 저장 관리된다. 이를 통해 현재 동일 노선을 운행하는 차량의 배차 간격 등의 정보도 확인할 수 있다. 이와 같은 위치정보를 수신하여 관리하고, 위치정보와 전자지도 정보를 이용해 실시간 교통정보를 생성하는 기술은 이미 공지된 기술에 해당된다.
대중교통안내센터는 사용자로부터 환승 정보 요청을 수신하면, 사용자의 현재 위치와 목적지 정보를 입력 받기 위한 메뉴를 제공한다. 사용자는 자신의 휴대단말을 이용해 자신의 현재 위치 정보와 목적지 정보를 입력한다. 현재 위치 정보를 입력하는 방법으로는 다양한 방법이 있을 수 있다. 먼저, 사용자가 버스에 탑승 중인 상태에서 버스에 부착된 버스의 고유 번호(예를 들어, 차량번호 4자리 숫자)를 직접 입력하는 방법이 있다. 다음으로는 바코드 리더기가 구비된 휴대단말의 경우에는 차량에 부착된 바코드 정보를 읽어 현재 위치 정보로 전송하는 방법이 있다. 다음으로는 RFID 리더기가 구비된 휴대단말의 경우 차량에 부착된 RFID 정보를 읽어 현재 위치 정보로 전송하는 방법이 있다. 본 발명에 있어서는 어떠한 방법을 사용하던 관계없이 대중교통 안내 센터는 사용자로부터 현재 탑승 중인 차량의 고유 식별 정보와 자신의 목적지 정보를 입력 받는다(104). 상기 목적지 정보를 입력할 때에 사용자는 자신이 원하는 특정 경로 또는 차량의 종류를 선택할 수 있다.
대중교통 안내센터는 사용자로부터 현재 탑승중인 차량의 고유 번호와 목적지 정보를 수신하면(104), 먼저 사용자의 현재 위치를 파악한다. 즉, 사용자가 특정 차량에 탑승 중이라면 현재 탑승 중인 차량의 위치가 사용자의 현재 위치가 되는 것이다.
그리고, 현재 사용자의 위치에서 목적지까지 가기 위한 모든 가능한 경로를 추출한다(105). 그런 다음 상기 추출한 모든 경로에 대해 현재의 실시간 교통정보와 차량들의 현재 위치 정보를 반영하여 최적의 경로를 산출한다(106). 즉, 현재 교통상황은 원활하다고 하더라도 환승 정류장에 하차하여 10분을 대기해야 한다면 결국 목적지까지 가는데 대기시간 10분만큼 더 소요되는 것이다. 따라서, 본 발명에서는 현재의 교통상황과 차량들이 위치 정보를 반영하여 실질적으로 대중교통을 이용해 목적지까지 이동하는데 걸리는 시간을 계산한다. 그리고, 상기 계산한 결과를 바탕으로 최단 시간 경로, 최적 비용 경로, 최단 거리 경로 등을 산출한다. 이렇게 산출된 경로 정보는 사용자가 선택에 의해 제공된다. 사용자가 제공된 정보 중 특정 경로에 대해 선택하면, 대중교통 안내센터는 사용자가 탑승 중인 현재 차량의 위치(사용자 위치)와 환승 대상 차량의 현재 위치를 고려하여 환승 정류장을 결정한다(107). 그리고, 이렇게 결정된 환승 정류장 정보 를 환승 대상 노선 정보를 사용자에게 전송한다(108).
이상 본 발명의 내용이 실시예를 들어 설명되었으나, 본 발명의 실시예는 본 발명의 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명이 속하는 분야의 기술자는 본원의 특허청구범위에 기재된 원리 및 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변형 또는 변경할 수 있다.

Claims (6)

  1. 대중교통 수단의 최적 환승 정보를 제공하기 위한 기존의 실시간 교통 정보 및 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치만을 기반으로 하는 방법과 차별화하여, 실시간 환승 정보 요청 대기자, 기존 교통카드 이용 데이터 분석을 통한 승차 대기자의 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석, 및 빅데이터 분석을 통하여 광역버스 등 대중교통의 빈 좌석(공석) 수를 예측하여, 공석이 있는 교통 환승편의 대기 시간 및 이동 시간을 반영한 환승 방법을 모두 적용하여서 최종 이동 소요 시간을 최소화하기 위한 환승정보 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    1단계 : 대중교통 정류장 별, 통과 대중교통 전체의 현재 이용자의 수를 교통카드 이용 정보를 기반으로 분석, 최선의 모델링을 수행
    2단계 : 실시간 대중교통 전체의 현재 이용자수에 따른 공석 수, 현재 위치 정보가 알려진 이용 대기자, 기존 교통정보 빅데이터 분석으로 예측된 수요인원을 기반으로 현재 대중교통 정류장별 대중교통의 공석 수를 예측
    3단계 : 현재 위치 정보가 확인된 대중교통 이동 방법 조회자를 (가) 현재 기 탑승중인 경우, (나) 현재 탑승하지 않은 경우로 분리하여, 목적지까지 이동하는 모든 가능한 경로를, 공석이 없는 경우 탑승이 불가한 경우(고속도로 운행 광역버스), 다음 공석이 있는 대중교통 환승시간을 1, 2 단계의 모형을 기반으로 최소시간이 소요되는 최적 경로를 산출
    4단계 : 3단계에서 산출된 차량 노선 정보 환승 정보를 대중교통 이동 방법 정보를 요구하는 사람에게 제공하는 것을 포함하는 환승정보 제공 방법.
  3. 제2항에 있어서, 3단계 다음에,
    3-1단계: 대단위 환승이 이루어지는 환승센터를 경유하는 경우, 환승 센터로 유입, 유출 차량의 공석 수, 기존 개인 교통정보 빅 데이터, 환승 조회 정보를 온라인 분석 처리하여 최대 대수의 환승 가능 방법을 산출하는 것을 추가로 포함하는 환승정보 제공 방법.
  4. 대중교통 수단의 최적 환승 정보를 제공하기 위한 기존의 실시간 교통 정보 및 환승 대상 대중교통 수단의 현재 위치만을 기반으로 하는 방법과 차별화하여, 실시간 환승 정보 요청 대기자, 기존 교통카드 이용 데이터 분석을 통한 승차 대기자의 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석, 및 빅데이터 분석을 통하여 광역버스 등 대중교통의 빈 좌석(공석) 수를 예측하여, 공석이 있는 교통 환승편의 대기 시간 및 이동 시간을 반영한 환승 방법을 모두 적용하여서 최종 이동 소요 시간을 최소화하기 위한 환승정보 제공 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 시스템은 무선 인터넷 망에 연결된 대중교통 안내센터와, 차량에 탑재되어 차량의 고유 식별자 정보와 차량의 현재 위치 정보 및 공석 정보를 주기적으로 전송하기 위한 차량정보 및 공석정보 전송장치를 포함하는, 환승정보 제공 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 대중교통 안내 센터는,
    차량의 고유 식별자와 차량의 현재 위치 정보 및 공석 정보를 포함하는 차량 정보와, 실시간 교통 정보, 차량의 노선 정보, 정류장 정보, 공석 정보를 포함하는 지리 정보와, 과거 교통 카드 이용 정보를 저장하는 데이터베이스; 상기 각 차량의 전송장치로부터 전송된 차량의 고유 식별자 정보, 현재 위치 정보와 차량의 공석 정보를 데이터베이스에 저장하고, 상기 위치 정보를 이용해 실시간 교통정보 및 공석 정보를 생성하는 교통정보수집 수단; 및 사용자 단말로부터 자신이 탑승 중인 차량의 고유 식별자 정보와 목적지 정보가 입력되면, 사용자의 현재 위치로부터 목적지까지 이동하기 위한 모든 경로를 추출하고, 상기 추출된 경로 중 실시간 교통정보와 환승 대상 차량의 현재 위치정보 및 공석 정보를 고려하여 기존 데이터 분석을 통한 승차 대기자의 통계학적 여러 가지 분포, 시계열분석, 빅데이터 분석을 통하여 예측을 하여, 빈 좌석이 있는 교통 환승편 대기 시간을 분석한 최적의 경로를 산출하고, 상기 최적 경로를 바탕으로 최적의 환승 소요 시간이 적절한 정류장 정보를 추출한 후, 사용자 단말로 전송하는 환승정보 생성수단을 포함하는 환승정보 제공 시스템.

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