KR20200068055A - System and Method for Predicting Road Surface State - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로 노면 상태 예측 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기상 조건에 따른 도로 노면 상태 예측 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a road surface condition prediction method and system, and more particularly to a road surface condition prediction method and system according to weather conditions.
도로에서 기상 변화는 도로의 노면 상태 및 그에 따른 도로의 마찰력에 영향을 미친다. 도로의 마찰력 감소는 차량의 제동거리를 증가시킨다. 차량의 제동 거리의 변화는 차량의 안전성에 큰 영향을 미친다.Weather changes on the road affect the road surface condition and, consequently, the frictional force of the road. Decreasing the frictional force on the road increases the braking distance of the vehicle. The change in the braking distance of the vehicle has a great influence on the safety of the vehicle.
한국등록특허 제10-1331054호는 노변에 설치된 도로 노면 센서로부터 습윤, 건조, 수막, 눈, 결빙, 안개 등 도로노면상태에 대한 정보를 실시간으로 수집하고, 이를 기초로 안전속도를 산정하여 운전자 등에게 정보를 제공하는 구성이 개시되어 있다.Korean Registered Patent No. 10-1331054 collects real-time information on road surface conditions such as wetting, drying, water film, snow, ice, and fog from a road surface sensor installed on the roadside, and calculates the safety speed based on this to calculate the safety speed. A configuration for providing crab information is disclosed.
그런데 한국등록특허 제10-1331054호는 실시간으로 조사 차량에 의해 도로노면상태를 계속적으로 수집해야 되기 때문에 운용을 하는데 많은 비용과 노력이 들어간다. 또한 조사 차량이 지나간 후에 갑자기 기상 상태가 변경되는 경우, 예컨대 차량이 도로의 해당 지점을 지나간 후 비가 오거나 눈이 내려서 도로노면상태가 갑자기 변경된 경우 이를 실시간으로 반영할 수 없는 단점이 있었다.However, Korean Registered Patent No. 10-1331054 requires a lot of cost and effort to operate because it is necessary to continuously collect the road surface condition by the survey vehicle in real time. In addition, when the weather condition suddenly changes after the investigation vehicle has passed, for example, when the road surface condition suddenly changes due to rain or snow after the vehicle passes the corresponding point on the road, there is a disadvantage that it cannot be reflected in real time.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기상 상황에 따른 도로노면상태를 상대적으로 적은 비용으로 정확하게 추정할 수 있는 도로 노면 상태 예측 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, a technical problem to be solved by the present invention is to provide a road surface condition prediction method and system capable of accurately estimating a road surface condition according to weather conditions at a relatively low cost.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 도로 노면 상태 예측 방법은 도로 노면 상태 예측 대상 지점에 대한 기상 정보를 획득하는 단계, 그리고 상기 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 상기 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 상기 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측하는 단계를 포함한다.The road surface condition prediction method according to the present invention for solving the above technical problem comprises obtaining weather information on a road surface condition prediction target point, and weather data processing the obtained weather information and the prediction target point. And predicting the road surface condition of the prediction target point by inputting a pre-calculated dry speed ratio to the road surface condition prediction model.
상기 도로 노면 상태 예측 모델은, 관측 지점의 관측 시점에서 도로 노면 상태, 상기 관측 지점의 건조 속도비, 상기 관측 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 상기 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 상기 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 학습 데이터로 학습될 수 있다.The road surface condition prediction model includes a road surface condition at an observation point of an observation point, a drying rate ratio of the observation point, and cumulative precipitation that measures accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the point of precipitation at the point of observation, and the end of precipitation. The average distance and the standard temperature deviation calculated for a plurality of time periods divided by a predetermined method for a time from a time point to a time point between the observation time point and a time point from precipitation occurrence to the observation time point may be learned as learning data.
상기 건조 속도비는 도로 기하 구조 데이터를 이용하여 계산될 수 있다.The drying speed ratio can be calculated using road geometry data.
도로의 소정의 지점(Psensor)에서의 건조 속도비는 아래 수학식 1에 의해 정의될 수 있다.The drying speed ratio at a predetermined point (P sensor ) of the road may be defined by Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
건조 속도비 = SAVertical section/TAVertical section,Drying speed ratio = SA Vertical section /TA Vertical section ,
상기 소정의 지점은 이웃한 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)을 연결하는 도로 구간 사이에 위치하며, TAVertical section는 상기 도로 구간에 위치한 국소 극대점(Plocal minimum peak)과 상기 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)으로 이루어지는 삼각형의 넓이이고, SAVertical section는 상기 국소 극대점(Plocal minimum peak), 상기 소정의 지점(Psensor) 및 반대편 지점(Popposite)으로 이루어지는 삼각형의 넓이이며, 상기 반대편 지점은 상기 도로 구간에 위치하고, 상기 소정의 지점(Psensor)과 상기 반대편 지점을 연결한 선분은 상기 두 개의 국부 극대점을 연결한 선분과 평행할 수 있다.The predetermined point is located between the road sections connecting two neighboring local maximum points (P local maximum peak 1 , P local maximum peak 2 ), and the TA Vertical section is the local maximum point (P local minimum peak ) located in the road section. wherein a two local maximum point area of a triangle formed of a (P local maximum peak1, P local maximum peak2), SA Vertical section is the local maximum point (P local minimum peak), wherein the predetermined point of (P sensor), and the other side of the point (P It is the width of the triangle made of opposite ), the opposite point is located in the road section, and the line segment connecting the predetermined point (P sensor ) and the opposite point may be parallel to the line segment connecting the two local maximum points. .
상기 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터는, 상기 예측 대상 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 상기 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 포함할 수 있다.The weather data processed from the obtained weather information includes cumulative precipitation, which measures the accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the end of precipitation, and the time distance between the end of precipitation and the time of observation. It may include the average temperature and the standard deviation of the temperature, respectively calculated for a plurality of time periods divided by a predetermined method with respect to time until the observation point.
상기 복수의 시간구간은, 강수 발생 시점부터 예측 시점까지의 제1시간 구간, 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지의 제2시간 구간 및 강수 종료 시점부터 관측 시점까지의 제3시간 구간을 포함할 수 있다.The plurality of time periods may include a first time period from a precipitation occurrence time to a prediction time period, a second time period from a precipitation occurrence time to a termination time, and a third time period from the precipitation end time to the observation time. have.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 도로 노면 상태 예측 방법을 수행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있다.It may include a computer-readable recording medium containing a program for performing the road surface condition prediction method according to the present invention for solving the above technical problem.
상기 프로그램은, 도로 노면 상태 예측 대상 지점에 대한 기상 정보를 획득하는 명령어 세트, 그리고 상기 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 상기 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 상기 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측하는 명령어 세트를 포함할 수 있다.The program includes a set of instructions for obtaining weather information for a point to be predicted for a road surface condition, and a road surface condition prediction model for a weather data processed from the acquired weather information and a pre-computed drying speed ratio for the predicted point. It may include a set of instructions for predicting the road surface condition of the predicted point by inputting to the.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 도로 노면 예측 시스템은, 도로 노면 상태 예측 대상 지점에 대한 기상 정보를 획득하는 기상 정보 획득부, 그리고 상기 입력된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 상기 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 상기 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측하는 도로 노면 상태 예측부를 포함할 수 있다.The road surface prediction system according to the present invention for solving the above technical problem includes: a weather information acquisition unit for obtaining weather information for a road surface condition prediction target point, and weather data and the prediction processing the input weather information. A road surface condition prediction unit configured to predict a road surface condition of the predicted target point by inputting a pre-calculated dry speed ratio for the target point into a road surface condition prediction model.
본 발명에 의하면 기상 상황에 따른 도로노면상태를 상대적으로 적은 비용으로 정확하게 추정할 수 있는 도로 노면 상태 예측 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method and system for predicting a road surface condition that can accurately estimate a road surface condition according to a weather condition at a relatively low cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 노면 상태 예측 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 건조 속도비를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 노면 상태 예측 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.1 is a block diagram of a road surface condition prediction system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view provided to explain a speed ratio of drying of a road according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation of a road surface condition prediction system according to an embodiment of the present invention.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 노면 상태 예측 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a road surface condition prediction system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 기상 상황에 따른 도로 노면 상태 예측 시스템은 도로 정보 수집부(110), 기상 정보 획득부(120), 데이터베이스(130), 학습부(140) 및 도로 노면 상태 예측부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the road surface condition prediction system according to the weather situation according to the present invention includes a road
도로 정보 수집부(110)는 도로 노면 상태 정보를 수집하여 학습 데이터를 구축하는 기능을 수행한다. 도로 정보 수집부(110)는 노면 센서(111)와 GNSS 수신부(115)를 포함할 수 있다. 도로 정보 수집부(110)를 장착한 도로 정보 수집 차량(도시하지 않음)이 도로를 주행하면서, 노면 센서(111)를 통해 획득되는 도로 노면 상태 정보에 GNSS 수신부(115)로부터 획득되는 GNSS 신호로부터 얻어지는 위치 정보(위도, 경도)와 데이터 수집 시간을 대응시켜 수집할 수 있다. 실시예에 따라 도로 정보 수집부(110) 중 일부는 도로 노면에 설치되어 도로 노면 상태를 수집하는 센서를 포함할 수 있다.The road
노면 센서(111)는 도로의 노면 상태 타입을 비접촉 방식으로 획득할 수 있다. 도로의 노면 상태 타입은 간단하게는 건조(Dry), 습윤(Moist), 젖음(Wet) 등으로 구분할 수 있으며, 보다 자세하게는 살얼음(Slush, Ice or Snow with water), 얼음(Ice) 및 눈 또는 서리(Snow or Hoar Froast) 등을 더 추가하여 구분할 수도 있다. 노면 상태 타입을 구분하는 기준은 실시예에 따라 달라질 수 있다.The
실시예에 따라 노면 센서(111)는 노면 상태 타입뿐만 아니라 노면 표면 온도, 노면 수막 두께, 외기 온도 등을 비접촉 방식으로 획득할 수도 있다. 노면 센서(111)를 이용하여 노면 표면 온도, 노면 수막 두께, 외기 온도 및 노면 상태 타입 등을 비접촉 방식으로 획득하는 방법은 이미 잘 알려져 있으므로 여기서 자세한 설명은 생략한다.According to an embodiment, the
도로 정보 수집부(110)는 수집된 도로 노면 상태 정보, 위치 정보, 시간 정보를 메모리(도시하지 않음)에 저장하거나, 통신망(도시하지 않음)을 통해 실시간 또는 미리 정해진 주기별로 정해진 수신처로 전송할 수도 있다.The road
한편 도로 정보 수집부(110)는 도로의 기하구조 데이터를 수집할 수도 있다. 예컨대 도로 정보 수집부(110)를 장착한 도로 정보 수집 차량에 관성 센서 등을 장착하여, 도로를 주행하면서 도로 기하구조 데이터를 수집할 수 있다.Meanwhile, the road
도로의 기하구조 데이터는 도로 정보 수집부(110)를 통해 수집한 도로의 종단 경사도와 좌표, 고도 등의 기본 정보와 추가 가공과정을 통해 생성된 곡선 구간 여부, 곡선 반경, 곡선 부 길이, 포장 종류 등의 정보를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 도로의 기하구조 데이터는 미리 구축되어 있는 정보를 이용하거나, 앞서 설명한 도로 정보 수집 차량 또는 별도의 이동 관측 기기 등을 통해 별도로 수집하여 이용하는 것도 가능하다.The geometry data of the road includes basic information such as the longitudinal slope and coordinates and altitude of the road collected through the road
기상 정보 획득부(120)는 기상청이나 민간 기상 사업자 등이 운영하는 기상 서버(도시하지 않음)로부터 기상 정보를 제공받을 수 있다. 기상 정보는 기온, 강수량, 강우량, 강설량, 풍속, 습도, 일사량, 일조량 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 강수량은 강우량과 강설량을 포함한 양이다. 예컨대 기상청의 ASOS(Automated Surface Observing System) 관측 장비에서 측정된 데이터를 제공받을 수 있다.The meteorological
데이터베이스(130)는 도로 노면 상태 정보, 도로 기하구조 데이터 및 기상 정보 등을 저장할 수 있다. 특히 데이터베이스(130)는 도로 노면 상태 수집부(110)에서 관측 지점에서 수집된 도로 노면 상태 정보, 관측 지점에 대응하는 기상 정보를 가공한 기상 데이터, 관측 지점에 대해 계산된 건조 속도비를 맵핑한 형태로 구축된 학습 데이터를 저장할 수 있다. 관측 지점에 대응하는 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 관측 지점에 대해 계산된 건조 속도비에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.The
학습부(140)는 데이터베이스(140)에 구축된 학습 데이터를 이용하여 기상 상황에 따른 도로 노면 상태를 예측하는 도로 노면 상태 예측 모델을 학습할 수 있다. 학습부(140)는 로지스틱 회귀 (Logistic Regression), 의사결정나무(Decision Tree) SVM(Support Vector Machine), k-NN(k-Nearest Neighbor), 딥 러닝 (Deep Learning) 등의 머신러닝 모델을 이용하여 도로 노면 상태 예측 모델을 학습할 수 있다.The
도로 노면 상태 예측부(150)는 예측 대상 지점에 대해 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 학습부(140)에서 학습된 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측할 수 있다.The road surface
본 발명에 따른 도로 노면 상태 예측 모델은 관측 지점의 관측 시점에서 도로 노면 상태, 관측 지점의 건조 속도비, 관측 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 학습 데이터로 하여 학습 될 수 있다.The road surface condition prediction model according to the present invention includes the road surface condition at the observation point of the observation point, the drying rate ratio of the observation point, the cumulative precipitation measuring the accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the point of observation, and the end of precipitation. It can be learned by using the calculated average temperature and temperature standard deviation for a plurality of time periods divided by a predetermined method with respect to the time, the distance between the start point and the observation point, and the time from the occurrence of precipitation to the point of observation.
일반적으로 도로에는 도로 주변 건물, 가로수, 도로의 포장 종류, 도로의 경사도 등 노면 상태에 영향을 주는 다양한 주변 환경들이 존재한다. 이 도로 주변 환경들은 주로 노면 상태의 변화에 직접적인 영향을 미치는 것이 아니라, 노면 상태의 변화 속도에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 물론 정확도를 높이기 위해서 도로 주변 건물, 가로수, 도로의 포장 종류, 도로의 경사도 등 노면 상태에 영향을 주는 다양한 주변 환경 등을 모두 고려하는 것이 좋다. 그러나 비교적 적은 비용으로 강수에 의한 도로의 노면 상태 변화를 예측하는 데는 도로의 종단 경사도를 고려하는 것으로도 도로에 남은 수분 정도를 설명하는데 충분한 것으로 파악되었다.In general, there are various surrounding environments that affect road surface conditions such as buildings around the road, roadside trees, pavement types of roads, and road slopes. It is known that these road surroundings do not directly affect the road surface change, but rather the speed of the road surface change. Of course, in order to increase accuracy, it is good to consider all the surrounding environments that affect the road surface condition, such as the buildings around the road, the number of roads, the type of pavement, and the slope of the road. However, it was found that considering the longitudinal slope of the road is sufficient to explain the degree of moisture remaining on the road to predict the road surface change due to precipitation at a relatively low cost.
종단 경사도는 현재 도로가 내리막길인지 오르막길인지를 나타내는 변수이다. 종단 경사도가 음수일 때 해당 도로는 내리막의 형태를 띠고 있으며, 양수일 때 오르막길의 형태를 띤다. 도로의 내리막길과 오르막길은 관측 지점에서의 수막 두께에 영향을 미친다. 만약 내리막길에서 오르막길로 변하는 극소점 부분이라면, 물이 고여 수막 두께가 두꺼울 수 있다. 반대로 오르막길에서 내리막길로 변하는 극대점 부분은 상대적으로 수막 두께가 얇을 수 있다. 수막 두께는 노면에서의 건조 속도비에 영향을 미친다.The longitudinal slope is a variable indicating whether the current road is downhill or uphill. When the longitudinal slope is negative, the road takes the form of a downhill slope, and when it is positive, it takes the form of an uphill slope. The downhill and uphill paths of the road affect the water thickness at the observation point. If it is the smallest part that changes from downhill to uphill, the water may accumulate and the thickness of the water film may be thick. Conversely, the part of the maximum point that changes from the uphill to the downhill may have a relatively thin film thickness. The water film thickness affects the drying rate ratio on the road surface.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 건조 속도비를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.2 is a view provided to explain a speed ratio of drying of a road according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 도로의 특정 지점(Psensor)에서의 건조 속도비는 아래 수학식 1에 의해 정의되고 계산될 수 있다.Referring to FIG. 2, a drying speed ratio at a specific point (P sensor ) of a road may be defined and calculated by Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
건조 속도비 = SAVertical section/TAVertical section,Drying speed ratio = SA Vertical section /TA Vertical section ,
건조 속도비를 계산하기 위한 지점(Psensor)이 이웃한 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)을 연결하는 도로 구간 사이에 위치한다고 가정하면, TAVertical section는 도로 구간에 위치한 국소 극대점(Plocal minimum peak)과 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)으로 이루어지는 삼각형의 넓이로 정의할 수 있다. 그리고 SAVertical section는 국소 극대점(Plocal minimum peak), 지점(Psensor) 및 반대편 지점(Popposite)으로 이루어지는 삼각형의 넓이로 정의할 수 있다.Assuming that the position between the drying speed points to calculate the ratio (P sensor) the adjacent two local maximum point (P local maximum peak1, P local maximum peak2) connecting road segment that, TA Vertical section is located on the road segment local maximum point can be defined as the area of a triangle formed by (local minimum peak P) and the two local maximum point (P local maximum peak1, P local maximum peak2). And SA Vertical section can be defined as the area of the triangle consisting of a local maximum (P local minimum peak ), point (P sensor ) and the opposite point (P opposite ).
여기서 반대편 지점(Popposite)은 도로 구간에 위치하는 지점이다. 지점(Psensor)과 반대편 지점(Popposite)을 연결한 선분은 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)을 연결한 선분과 평행하게 정해질 수 있다.Here, the opposite point (P opposite ) is a point located in the road section. Point (P sensor) and the line segment connecting the other end point (P opposite) can be determined in parallel with the line segment connecting the two local maximum point (P local maximum peak1, P local maximum peak2).
각 지점(Psensor, Popposite, Plocal maximum peak1, Plocal maximum peak2, Plocal minimum peak)은 도로의 횡단 방향으로 중간 지점일 수 있다.Each point (P sensor, P opposite, P local maximum peak1, P local maximum peak2, P local minimum peak) may be an intermediate point in the transverse direction of the road.
수학식 1에서 길이가 아닌 넓이의 비를 사용함으로써, 해당 경사 구간의 물 수용력에 대한 설명력을 부여할 수 있다. 종단면 넓이 대신 점과 점 사이의 고도 차를 사용할 수 있지만, 같은 높이라도 종단 경사도가 달라지면, 수막 두께 역시 다를 수 있기 때문이다.In Equation 1, by using the ratio of the width, not the length, it is possible to impart explanatory power to the water capacity of the corresponding slope section. This is because the height difference between the points can be used instead of the width of the longitudinal section, but if the longitudinal slope is different even at the same height, the thickness of the water film may also be different.
한편 해당 구간의 건조 속도비에 대한 보다 정확한 설명력을 부여하고자 한다면, 횡단 경사도에 대해 고려가 필요할 수 있다. 강수가 발생하면 종단 경사도에 의해 영향을 받는 것 외에 횡단 경사에 의해 갓길로 대부분의 물이 배출되기 때문이다. 그러나 횡단 경사에 의해 갓길로 대부분의 물이 배출된 다음에 도로 노면에 남은 수분은 해당 지점의 종단면 넓이에 의해 달라질 수 있다. 따라서 횡단 경사도를 고려하지 않아도 건조 속도비가 충분한 설명력을 가질 수 있다. 물론 앞서 설명한 것과 같이 횡단 경사도나 그외 도로 주변 환경을 추가적으로 고려할 경우 보다 정확한 모델을 생성할 수 있으나, 비용 등을 고려할 때 본 실시예에서는 도로의 종단 경사도에 따른 건조 속도비만을 고려하기로 한다.On the other hand, if you want to give more accurate explanatory power to the drying speed ratio of the section, you may need to consider the cross slope. This is because when precipitation occurs, most of the water is discharged to the shoulder by the cross slope in addition to being affected by the longitudinal slope. However, after most of the water is discharged to the shoulder by the cross slope, the moisture remaining on the road surface may vary depending on the width of the longitudinal section at the corresponding point. Therefore, the drying speed ratio may have sufficient explanatory power without considering the transverse slope. Of course, as described above, a more accurate model can be generated when the cross slope or other road surrounding environment is additionally considered, but in consideration of cost, only the drying speed ratio according to the longitudinal slope of the road is considered.
기상정보는 도로 노면 상태 변화에 가장 직접적인 영향을 미치는 변수이다. 눈과 비는 도로의 노면의 변화를 발생시키며, 온도는 노면 상태 변화에 직접적인 영향을 미친다. 그렇다고 노면 상태를 예측하기 위해 기상정보를 가공하지 않고 바로 설명변수로 사용하면 정확한 예측이 어려울 수도 있다. 기상변수의 가공에서 가장 고려해야 하는 부분은 시간이다. 도로의 노면은 현재 발생하고 있는 강수의 영향도 받지만, 1시간 전에 내린 비에 의해서도 영향을 받는다. 특히 눈의 경우는 측 시점으로부터 2~3일 전에 내린 것에도 현재 노면 상태에 영향을 받는다. 따라서 기상정보를 활용하여 설명변수로 가공할 때에는 반드시 시간에 대해 고려가 필요하다.Weather information is the variable that has the most direct effect on the change of road surface conditions. Snow and rain cause changes in the road surface of the road, and temperature has a direct effect on changes in the road surface condition. However, accurate prediction may be difficult if weather information is not processed and used as an explanatory variable to predict road conditions. The most important part of the processing of meteorological variables is time. The road surface is also affected by the current precipitation, but it is also affected by the rain that fell an hour ago. In particular, snow is affected by the current road surface condition even if it falls 2 to 3 days before the point of view. Therefore, time must be considered when processing weather information into explanatory variables.
본 실시예에서는 관측 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 설명변수로 고려하였다. 여기서 관측 지점은 모델 학습 후 도로 노면 상태 예측 과정에서는 예측 대상 지점에 대응하고, 관측 시점은 예측 시점에 대응한다.In this embodiment, the accumulated precipitation is measured from the point of occurrence of precipitation to the end of precipitation, the temporal distance between the point of observation from the end of precipitation, and the time from the point of occurrence of precipitation to the point of observation. The average temperature and the standard deviation of temperature, respectively calculated for the divided time periods, were considered as explanatory variables. Here, the observation point corresponds to the prediction target point in the process of predicting the road surface state after training the model, and the observation point corresponds to the prediction point.
누적 강수량(acc_precipitation)은 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 값이다. 누적 강수량 값은 현재 노면의 상태에 직접적 또는 간접적으로 영향을 미치는 설명변수다. 강수량은 비와 눈에 의해 발생한 강수의 양을 의미하기 때문에, 누적 강수량을 가공하기 위해서 ASOS의 분당 강수량과 시간당 적설량을 사용할 수 있다. ASOS의 분당 강수량은 00시 00분부터 현재까지 발생한 누적 강수량 정보를 제공한다. 하지만 강우 발생 시점이 00시 00분 이전일 경우 직전 발생한 강수의 총량으로 보기 어려우므로, 이에 대한 추가 작업이 필요하다. 적설량은 분당 강수량에서 정확하게 측정하지 못한 눈에 대한 정보를 보충 설명하기 위해 사용할 수 있다. 일반적으로 적설량과 강수량은 10:1의 비율로 표현한다. 즉, 1cm의 적설량이 관측되었다면, 강수량으로는 0.1mm라고 기록된다. 하지만 노면 상태 변화 측면에서 바라볼 경우, 눈은 녹으면서 증발하기 때문에 비보다 노면 상태 변화 속도가 상대적으로 느리다. 또한, 눈이 겨울철에 발생한다는 점을 고려하면, 추운 날씨에 의해 눈이 얼고 녹음을 반복하기 때문에 노면이 건조 상태가 되는 데 필요한 시간이 증가한다. 이러한 이유로 적설량의 강수량 표현은 단순히 단위 변환하는 것으로 대체할 수 있다.Accumulated precipitation (acc_precipitation) is a measured value of accumulated precipitation from the time of precipitation to the end of precipitation. The cumulative precipitation value is an explanatory variable that directly or indirectly affects the current road surface condition. Precipitation refers to the amount of precipitation caused by rain and snow, so ASOS can use precipitation per minute and snowfall per hour to process cumulative precipitation. ASOS precipitation per minute provides cumulative precipitation information from 00:00 to the present. However, if the time of rainfall is before 00: 00, it is difficult to see the total amount of precipitation that occurred just before, so additional work is required. Snowfall can be used to supplement information about snow that was not accurately measured at precipitation per minute. Generally, snowfall and precipitation are expressed in a ratio of 10:1. That is, if 1 cm of snowfall is observed, it is recorded as 0.1 mm as precipitation. However, when viewed from the viewpoint of changes in the state of the road surface, the rate of change of the road state is relatively slower than rain because the snow evaporates while melting. In addition, considering that snow occurs in winter, the time required for the road surface to become dry increases because the snow freezes and repeats recording due to cold weather. For this reason, the expression of precipitation in snowfall can be replaced by simply converting units.
강수 종료 시점부터 관측 시점 사이의 시간적 거리(time_dist_min_pet_st)는 이전에 발생한 강수가 현재 노면 상태에 미치는 영향을 설명하는 변수이다. 강수는 관측 시점 당시에 발생하고 있을 수 있고, 1시간 또는 하루 전에 종료될 수 있다. 여름철 약한 비가 내리는 중에 노면 상태를 예측한다면 노면은 젖어있다. 하지만 아무리 강한 비가 내리더라도 3시간 전에 내린 비라면, 도로 관리가 잘 되어 있다면 노면이 말라 있을 수 있다. 노면은 강수가 발생하는 도중에는 항상 젖어있거나 얼어있다. 따라서 도로 노면이 실제로 변하는 시간은 강수 종료 시점이므로, 두 시점 사이의 시간적 거리는 강수 시작 시점이 아닌 강수 종료 시점과 관측 시점 사이의 시간으로 정의할 수 있다.The temporal distance between the end of precipitation and the time of observation (time_dist_min_pet_st) is a variable that describes the effect of previously occurring precipitation on the current road surface condition. Precipitation may occur at the time of observation, and may end an hour or a day ago. If you predict the condition of the road during the rain in the summer, the road surface is wet. However, no matter how strong the rain is, if it rained three hours ago, the road may be dry if road management is good. The road surface is always wet or frozen during precipitation. Therefore, since the time when the road surface actually changes is the end of precipitation, the temporal distance between the two points can be defined as the time between the end of precipitation and the observation time, not the start of precipitation.
온도는 강수 발생 시점부터 관측 시점까지 시간을 3개의 구간으로 정의하고, 각 구간에서의 온도 정보를 표현하기 위해 평균과 표준 편차를 각각 계산하여 이용할 수 있다. 평균 온도는 노면 위의 수분이 증발하는 속도에 직접적인 영향을 미친다. 평균 온도가 높다면 노면이 마르는 속도는 증가하고, 낮으면 감소한다. 또한, 노면이 평균 온도가 낮다면 노면이 어는 경우도 발생한다. 하지만 노면이 어는 경우는 항상 평균 온도가 낮을 때만이 아니다. 겨울철 노면은 2~3일 전 발생한 강수의 영향을 받을 수 있으므로, 3일 전에 내린 비가 2일 전 발생한 강추위로 인해 노면이 어는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 겨울철 노면의 상태는 시각의 영향을 받는다. 새벽과 저녁은 온도가 영하를 기록하지만, 아침과 낮에는 상온을 유지하는 예도 있다. 온도의 표준 편차는 시간에 따라 달라지는 온도를 설명하는 변수로 활용할 수 있다. 표준 편차는 유사한 평균 온도일 때의 노면 상태 예측하는 부분에서 효율적이다.The temperature is defined as three sections from the time of precipitation to the point of observation, and the average and standard deviation can be calculated and used to express temperature information in each section. Average temperature has a direct effect on the rate at which moisture on the road surface evaporates. If the average temperature is high, the speed at which the road surface dries increases, and when it is low, it decreases. In addition, if the average temperature of the road surface is low, the road surface may freeze. However, the road surface is not always frozen when the average temperature is low. This is because the road surface in winter can be affected by the precipitation occurring 2 to 3 days ago, so the rain that rained 3 days ago may freeze due to the strong cold that occurred 2 days ago. In winter, the condition of the road surface is affected by vision. In the morning and evening, the temperature is below zero, but there are examples of maintaining the room temperature in the morning and during the day. The standard deviation of temperature can be used as a variable to describe the temperature that changes over time. Standard deviations are effective in predicting road surface conditions at similar average temperatures.
온도에 대해서는 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 설명 변수로 이용할 수 있다. 예컨대 표 1에서와 같이 복수의 시간구간을 강수 발생 시점부터 관측 시점까지의 제1시간 구간, 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지의 제2시간 구간 및 강수 종료 시점부터 관측 시점까지의 제3 시간 구간으로 나누고, 각 구간 별로 평균 온도 및 온도 표준 편차를 구할 수 있다.As for the temperature, the average temperature and the standard deviation of the temperature calculated for a plurality of time periods divided by a predetermined method may be used as explanatory variables. For example, as shown in Table 1, a plurality of time intervals is the first time interval from the time of precipitation to the observation time, the second time interval from the time of precipitation occurrence to the end of precipitation, and the third time interval from the time of precipitation termination to the time of observation. It can be divided by and average temperature and standard deviation for each section can be obtained.
표 1은 본 발명에서 기상정보와 관련하여 설명 변수로 가공된 기상데이터를 나타낸 것이다. Table 1 shows weather data processed as explanatory variables in relation to weather information in the present invention.
본 실시예에서는 앞서 설명한 것과 같이 도로 주변 환경에 대해서 도로의 종단 경사도에 대응하는 건조 속도비만을 이용하였다. 주변 건물, 도로의 포장 종류, 도로의 횡단 경사도 등의 다른 요소도 도로의 노면 상태에 영향을 줄 수 있다. 따라서 바람직하게는 동일한 도로 포장 상태, 도로 주변 환경, 도로 관리 등이 기대될 수 있는 도로 구간별로 본 발명에 따른 도로 노면 상태 예측 모델을 학습하여 이용할 수 있다. 또한 동일한 도로라 하더라도 계절별로 도로 노면 상태 예측 모델을 학습하여 이용할 수도 있다. In this embodiment, as described above, only the drying speed ratio corresponding to the longitudinal slope of the road is used for the environment around the road. Other factors, such as surrounding buildings, the type of pavement on the road, and the cross slope of the road, can also affect the road surface condition. Therefore, it is preferable to learn and use the road surface condition prediction model according to the present invention for each road section where the same road pavement state, road environment, road management, etc. can be expected. In addition, even on the same road, the road surface condition prediction model may be learned and used by season.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 노면 상태 예측 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation of a road surface condition prediction system according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 먼저 도로 노면 상태 정보를 수집하여 기상정보를 가공한 기상 데이터 및 도로 노면의 건조 속도비와 맵핑한 학습 데이터를 데이터베이스(130)에 구축할 수 있다(S310).Referring to FIGS. 1 to 3, first, road surface state information may be collected to build weather data processed by weather information and learning data mapped to a drying rate ratio of a road surface in the database 130 (S310 ).
다음으로 학습부(140)는 데이터베이스(130)에 구축된 학습 데이터를 이용하여 기상 상황에 따른 도로 노면 상태를 예측하는 도로 노면 상태 예측 모델을 학습할 수 있다(S320). 학습부(140)는 로지스틱 회귀 (Logistic Regression), 의사결정나무(Decision Tree) SVM(Support Vector Machine), k-NN(k-Nearest Neighbor), 딥 러닝 (Deep Learning) 등의 머신러닝 모델을 이용하여 도로 노면 상태 예측 모델을 학습할 수 있다. Next, the
단계(S310) 내지 단계(S320)는 추가로 학습데이터가 발생되면, 그를 반영하여 도로 노면 상태 예측 모델을 업데이트시키는 방식으로 계속적으로 수행될 수 있다.Steps S310 to S320 may be continuously performed by updating the road surface condition prediction model by reflecting the learning data when additional learning data is generated.
이후 도로 노면 상태 예측부(150)는 예측 대상 지점에 대해 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 학습부(140)에서 학습된 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측할 수 있다(S330).Afterwards, the road surface
단계(S330)에서 예측된 도로 노면 상태는 노면 상태 타입에 도로 포장 재질, 차량 평균 통행 속도 등을 반영하여 추정되는 노면 마찰 계수를 적용하여 도로 위험도 예측 알고리즘에 적용하는 시스템에 활용될 수 있다. 물론 그 외에도 도로 노면 상태에 대한 정보를 차량 단말, 사용자 단말에 제공하거나 또는 도로에 설치된 전광판 등을 통해 표출시킬 수도 있다. 그리고 자율 주행 차량 등에 대해서 도로 노면 상태를 제공하여 안전 운행을 하는데 지원할 수도 있다.The road surface condition predicted in step S330 may be applied to a system that applies to a road risk prediction algorithm by applying a road friction coefficient estimated by reflecting a road pavement material, a vehicle average traffic speed, and the like to the road surface type. Of course, in addition to this, information on the road surface condition may be provided to a vehicle terminal, a user terminal, or may be displayed through a billboard installed on the road. In addition, it is possible to provide a road surface condition for an autonomous vehicle, etc. to assist in safe driving.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented by hardware components, software components, and/or combinations of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors (micro signal processors), microcomputers, and field programmable gates (FPGAs). It can be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as arrays, programmable logic units (PLUs), microprocessors, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. In addition, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodied in the transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded in the medium may be specially designed and configured for the embodiments or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
110: 도로 정보 수집부
111: 노면 센서
115: GNSS 수신부
120: 기상 정보 획득부
130: 데이터베이스
140: 학습부
150: 도로 노면 상태 예측부110: road information collection unit
111: road sensor 115: GNSS receiver
120: weather information acquisition unit
130: database
140: learning department
150: road surface condition prediction unit
Claims (11)
상기 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 상기 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 상기 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측하는 단계
를 포함하고,
상기 도로 노면 상태 예측 모델은,
관측 지점의 관측 시점에서 도로 노면 상태, 상기 관측 지점의 건조 속도비, 상기 관측 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 상기 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 상기 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 학습 데이터로 학습된 도로 노면 상태 예측 방법.Obtaining weather information for a point to predict the road surface condition, and
Predicting the road surface condition of the predicted target point by inputting the weather data processed from the obtained weather information and a pre-computed drying speed ratio for the predicted target point into a road surface condition prediction model.
Including,
The road surface condition prediction model,
The road surface condition at the observation point of the observation point, the drying rate ratio of the observation point, the cumulative precipitation measuring the accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the end of precipitation, and the time between the end of precipitation and the point of observation A method for predicting road surface conditions obtained by learning average temperature and temperature standard deviation calculated for a plurality of time periods divided by a predetermined method for time from a distance and a precipitation occurrence time to the observation time.
상기 건조 속도비는 도로 기하 구조 데이터를 이용하여 계산되는 도로 노면 상태 예측 방법.In claim 1,
The road speed condition prediction method, wherein the drying speed ratio is calculated using road geometry data.
도로의 소정의 지점(Psensor)에서의 건조 속도비는 아래 수학식 1에 의해 정의되고,
[수학식 1]
건조 속도비 = SAVertical section/TAVertical section,
상기 소정의 지점은 이웃한 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)을 연결하는 도로 구간 사이에 위치하며,
TAVertical section는 상기 도로 구간에 위치한 국소 극대점(Plocal minimum peak)과 상기 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)으로 이루어지는 삼각형의 넓이이고,
SAVertical section는 상기 국소 극대점(Plocal minimum peak), 상기 소정의 지점(Psensor) 및 반대편 지점(Popposite)으로 이루어지는 삼각형의 넓이이며,
상기 반대편 지점은 상기 도로 구간에 위치하고, 상기 소정의 지점(Psensor)과 상기 반대편 지점을 연결한 선분은 상기 두 개의 국부 극대점을 연결한 선분과 평행한 도로 노면 상태 예측 방법.In claim 2,
The drying speed ratio at a predetermined point (P sensor ) of the road is defined by Equation 1 below,
[Equation 1]
Drying speed ratio = SA Vertical section /TA Vertical section ,
The predetermined point is located between road sections connecting two neighboring local maximum points (P local maximum peak 1 , P local maximum peak 2 ),
Vertical section TA is the area of a triangle formed of a local maximum point (peak P local minimum) and the two local maximum point (P local maximum peak1, P local maximum peak2) located on the road segment,
SA Vertical section is the area of the triangle consisting of the local maximum (P local minimum peak ), the predetermined point (P sensor ) and the opposite point (P opposite ),
The opposite point is located in the road section, the predetermined point (P sensor ) and the line segment connecting the opposite point is a road surface condition prediction method parallel to the line segment connecting the two local maximum points.
상기 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터는,
상기 예측 대상 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 상기 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 포함하는 도로 노면 상태 예측 방법.In claim 3,
The weather data processing the obtained weather information,
The cumulative precipitation, which measures the accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the end of precipitation, the time distance between the end of precipitation and the point of observation, divided by a predetermined method for the time from the point of occurrence of precipitation to the point of observation A method for predicting road surface conditions, including the average temperature and standard deviation of temperature, respectively, calculated for a plurality of time periods.
상기 복수의 시간구간은,
강수 발생 시점부터 예측 시점까지의 제1시간 구간, 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지의 제2시간 구간 및 강수 종료 시점부터 관측 시점까지의 제3 시간 구간을 포함하는 도로 노면 상태 예측 방법.In claim 4,
The plurality of time intervals,
A road surface condition prediction method including a first time period from a precipitation occurrence time to a prediction time, a second time period from a precipitation occurrence time to a termination time, and a third time period from the precipitation end time to the observation time.
상기 프로그램은,
도로 노면 상태 예측 대상 지점에 대한 기상 정보를 획득하는 명령어 세트, 그리고
상기 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 상기 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 상기 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측하는 명령어 세트
를 포함하고,
상기 도로 노면 상태 예측 모델은,
관측 지점의 관측 시점에서 도로 노면 상태, 상기 관측 지점의 건조 속도비, 상기 관측 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 상기 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 상기 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 학습 데이터로 학습된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium containing a program for performing a road surface condition prediction method,
The above program,
A set of instructions for obtaining weather information for a point to predict road surface conditions, and
A set of instructions for predicting the road surface condition of the predicted target point by inputting the weather data processed from the obtained weather information and a pre-computed dry speed ratio for the predicted target point into a road surface condition prediction model
Including,
The road surface condition prediction model,
The road surface condition at the observation point of the observation point, the drying rate ratio of the observation point, the cumulative precipitation measuring the accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the end of precipitation, and the time between the end of precipitation and the point of observation A computer-readable recording medium trained with learning data of average temperature and temperature standard deviation calculated for a plurality of time periods divided by a predetermined method with respect to time from the time of occurrence of distance and precipitation to the time of observation.
상기 입력된 기상 정보를 가공한 기상 데이터와 상기 예측 대상 지점에 대해 미리 계산된 건조 속도비를 도로 노면 상태 예측 모델에 입력하여 상기 예측 대상 지점의 도로 노면 상태를 예측하는 도로 노면 상태 예측부
를 포함하고,
상기 도로 노면 상태 예측 모델은,
관측 지점의 관측 시점에서 도로 노면 상태, 상기 관측 지점의 건조 속도비, 상기 관측 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 상기 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 상기 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 학습 데이터로 학습된 도로 노면 상태 예측 시스템.A weather information acquisition unit that acquires weather information for a point to be predicted for road surface conditions, and
A road surface condition prediction unit for predicting a road surface condition of the predicted target point by inputting the weather data processed from the input weather information and a pre-calculated dry speed ratio for the predicted target point into a road surface condition prediction model
Including,
The road surface condition prediction model,
The road surface condition at the observation point of the observation point, the drying rate ratio of the observation point, the cumulative precipitation measuring the accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the end of precipitation, and the time between the end of precipitation and the point of observation A road surface condition prediction system learned with learning data of average temperature and temperature standard deviation calculated for a plurality of time periods divided by a predetermined method with respect to time from the time of occurrence of distance and precipitation to the observation time.
상기 건조 속도비는 도로 기하 구조 데이터를 이용하여 계산되는 도로 노면 상태 예측 시스템.In claim 7,
The road speed condition prediction system, wherein the drying speed ratio is calculated using road geometry data.
도로의 소정의 지점(Psensor)에서의 건조 속도비는 아래 수학식 1에 의해 정의되고,
[수학식 1]
건조 속도비 = SAVertical section/TAVertical section,
상기 소정의 지점은 이웃한 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)을 연결하는 도로 구간 사이에 위치하며,
TAVertical section는 상기 도로 구간에 위치한 국소 극대점(Plocal minimum peak)과 상기 두 개의 국부 극대점(Plocal maximum peak1,Plocal maximum peak2)으로 이루어지는 삼각형의 넓이이고,
SAVertical section는 상기 국소 극대점(Plocal minimum peak), 상기 소정의 지점(Psensor) 및 반대편 지점(Popposite)으로 이루어지는 삼각형의 넓이이며,
상기 반대편 지점은 상기 도로 구간에 위치하고, 상기 소정의 지점(Psensor)과 상기 반대편 지점을 연결한 선분은 상기 두 개의 국부 극대점을 연결한 선분과 평행한 도로 노면 상태 예측 방법.In claim 8,
The drying speed ratio at a predetermined point (P sensor ) of the road is defined by Equation 1 below,
[Equation 1]
Drying speed ratio = SA Vertical section /TA Vertical section ,
The predetermined point is located between road sections connecting two neighboring local maximum points (P local maximum peak 1 , P local maximum peak 2 ),
TA Vertical section is the area of the triangle consisting of the local maximum point (P local minimum peak ) and the two local maximum points (P local maximum peak 1 , P local maximum peak 2 ) located in the road section,
SA Vertical section is the area of the triangle consisting of the local maximum (P local minimum peak ), the predetermined point (P sensor ) and the opposite point (P opposite ),
The opposite point is located in the road section, the predetermined point (P sensor ) and the line segment connecting the opposite point is a road surface condition prediction method parallel to the line segment connecting the two local maximum points.
상기 획득된 기상 정보를 가공한 기상 데이터는,
상기 예측 대상 지점에 대한 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지 누적된 강수량을 측정한 누적 강수량, 강수 종료 시점부터 관측 시점 사이의 시간적 거리, 강수 발생 시점부터 상기 관측 시점까지 시간에 대해 미리 정해진 방법으로 나눈 복수의 시간구간에 대해 각각 계산된 평균 온도 및 온도 표준 편차를 포함하는 도로 노면 상태 예측 시스템.In claim 9,
The weather data processing the obtained weather information,
Accumulated precipitation, which measures the accumulated precipitation from the point of occurrence of precipitation to the end of precipitation, the temporal distance between the end of precipitation and the point of observation, divided by a predetermined method for the time from the point of occurrence of precipitation to the point of observation A road surface condition prediction system comprising an average temperature and a standard temperature deviation, respectively, calculated for a plurality of time periods.
상기 복수의 시간구간은,
강수 발생 시점부터 관측 시점까지의 제1시간 구간, 강수 발생 시점부터 강수 종료 시점까지의 제2시간 구간 및 강수 종료 시점부터 관측 시점까지의 제3 시간 구간을 포함하는 도로 노면 상태 예측 시스템.
In claim 10,
The plurality of time intervals,
A road surface condition prediction system including a first time period from the time of precipitation occurrence to the observation time, a second time period from the time of precipitation occurrence to the end of precipitation, and a third time period from the end of precipitation to the time of observation.
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