KR20220144116A - 블랙 아이스 발생 예측 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블랙 아이스 발생 예측 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법은, 노면의 열화상 이미지를 포함하는 노면 환경 정보를 수신하는 단계와, 수신한 노면 환경 정보에 기초하여 블랙 아이스가 발생하기 위한 적어도 하나의 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계, 그리고 충족되는 것으로 판단된 발생 조건의 종류 또는 개수에 기초하여 노면 상의 블랙 아이스 발생 가능성을 예측하며, 예측 결과에 따라 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라, 다양한 환경 정보에 기초한 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정함으로써, 관리자가 결정된 가능성 등급에 따라 비용, 인력, 효과 등을 고려한 적절한 대응을 할 수 있다.

Description

블랙 아이스 발생 예측 방법{How to predict the occurrence of black ice}

본 발명은 열화상 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라, 다양한 환경 정보에 기초한 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하여, 가능성 등급에 따른 적절한 대응이 가능하도록 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법에 관한 것이다.

기온이 갑작스럽게 내려갈 경우 낮 동안 내린 눈이나 비가 아스팔트 도로의 틈새에 스며들었다가, 밤사이에 도로의 기름, 먼지 등과 섞여 도로 위에 얇게 얼어붙는 도로 결빙 현상이 발생할 수 있다.

특히, 이와 같은 도로 결빙 현상은 얼음이 워낙 얇고 투명하게 형성되므로 도로의 검은 아스팔트 색이 그대로 비쳐 보여서, 검은색 얼음이란 뜻의 블랙 아이스(black ice)란 이름이 붙여졌다.

이러한 블랙 아이스는 도로 주행 시 눈에 잘 띄지 않고 단순히 도로가 조금 젖은 것으로 생각하기 쉽기 때문에 차량 미끄럼 사고의 주요 원인이 된다. 특히, 다리 위나 호숫가 주변의 도로, 또는 그늘이 져 있는 커브 길과 같이 기온의 차이가 큰 곳에서는 눈비가 내리지 않더라도 블랙 아이스가 발생하기 쉽기 때문에 운전자는 기후에 상관없이 블랙 아이스에 대한 주위가 요구된다.

이와 같은 블랙 아이스를 탐지하기 위해서, 종래에는 노면을 광학카메라로 촬영하여 영상을 분석하거나 도로노면에 센서를 설치하는 기술을 통해 블랙 아이스를 탐지하는 방법이 사용되었는데, 특히 최근 많이 적용되는 영상분석을 통한 블랙 아이스 탐지 방식은 날씨 및 밝기에 제약이 비교적 크게 작용하는 것으로, 구름이나 안개가 꼈다거나 날이 어두운 야간에는 시야 확보가 어렵게 되므로 판단의 정확도가 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 날씨 및 밝기 등의 제약 없이도 블랙 아이스를 정확하게 탐지하는 기술 개발이 요구된다.

또한, 종래의 탐지 방식은 이미 발생한 블랙 아이스를 탐지하는 방식이다. 따라서, 종래의 탐지 방식으로는 블랙 아이스의 사전 대비가 어려우며, 블랙 아이스가 생성되면 생성된 시점으로부터 소정의 시간이 지난 후에야 대응 가능하다는 문제가 발생한다. 물론, 종래에도 블랙 아이스가 자주 발생하는 도로에 전광판 등을 설치하여 블랙 아이스의 위험을 경고하지만, 이와 같이 상시로 이루어지는 경고는 운전자의 경각심을 높이기 부족하다는 한계가 존재한다.

대한민국 공개특허 제10-2019-0140272호 대한민국 등록특허 제10-2158841호

본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라, 다양한 환경 정보에 기초한 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하여, 가능성 등급에 따른 적절한 대응이 가능하도록 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 도로 주변에 설치된 열화상 카메라가 획득한 열화상 이미지를 이용해 노면의 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하여, 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측할 수 있는 블랙 아이스 발생 예측 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은, 블랙 아이스가 발생하기 위한 조건이 충족되는 상황을 다양화하여, 블랙 아이스 발생 가능성을 정확하게 예측할 수 있는 블랙 아이스 발생 예측 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법은, 노면의 열화상 이미지를 포함하는 노면 환경 정보를 수신하는 단계와, 수신한 노면 환경 정보에 기초하여 블랙 아이스가 발생하기 위한 적어도 하나의 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계, 그리고 충족되는 것으로 판단된 발생 조건의 종류 또는 개수에 기초하여 노면 상의 블랙 아이스 발생 가능성을 예측하며, 예측 결과에 따라 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 단계를 포함한다.

이때, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 조건에는 노면의 온도 조건, 노면의 복사열 조건 및 노면의 물기 조건이 포함되며, 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계는 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계와, 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계, 그리고 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 수신한 열화상 이미지로부터 판단한 노면의 온도가 O℃ 이하이면 온도 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 수신한 노면 환경 정보에는 노면의 습도, 노면 주변의 강수량, 노면의 노점온도가 포함되며, 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 수신한 노면의 습도가 임계 습도 이상이거나, 또는 수신한 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나, 또는 판단한 노면의 온도가 수신한 노면의 노점온도 이하이면 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 수신한 노면 환경 정보에는 노면의 복사열이 포함되며, 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 판단한 노면의 온도가 제1 임계 온도 이하이며 동시에, 수신한 노면의 복사열이 임계 복사열 이하이면 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며, 제1 임계 온도는 O℃보다 높게 설정된 온도일 수 있다.

또한, 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는 판단한 노면의 온도가 제2 임계 온도 이하이면 수신한 노면의 복사열이 임계 복사열을 초과하더라도 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며, 제2 임계 온도는 O℃보다 낮게 설정된 온도일 수 있다.

또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 주의 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 하나의 조건만을 충족하거나, 물기 조건 및 복사 열 조건만을 동시에 충족하면, 발생 가능성 등급을 주의 등급으로 결정할 수 있다.

또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 경고 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건을 충족하고, 동시에 물기 조건 및 복사열 조건 중 어느 하나의 조건을 충족하면, 발생 가능성 등급을 경고 등급으로 결정할 수 있다.

또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 위험 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건을 모두 충족하면, 블랙 아이스의 방사율에 기초하여 열화상 이미지로부터 상기 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하고, 블랙 아이스가 발생하지 않은 것으로 판단하면, 발생 가능성 등급을 위험 등급으로 결정할 수 있다.

또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 발생 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건을 모두 충족하고 블랙 아이스가 발생한 것으로 판단하면, 발생 가능성 등급을 발생 등급으로 결정할 수 있다.

또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법은 발생 가능성 등급이 발생 등급으로 결정되면 발생한 블랙 아이스를 향해 염수를 분사하는 단계, 그리고 염수의 분사가 완료되면, 소정의 지연시간을 가진 후 추가 수신한 노면의 열화상 이미지에 기초하여 블랙 아이스의 발생 여부를 재판단하고, 재판단한 결과에 따라 발생 가능성 등급을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라, 다양한 환경 정보에 기초한 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정함으로써, 관리자가 결정된 가능성 등급에 따라 비용, 인력, 효과 등을 고려한 적절한 대응을 할 수 있다.

또한, 본 발명은 도로 주변에 설치된 열화상 카메라가 획득한 열화상 이미지를 애용해 노면의 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하여, 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측 가능하므로, 환경 조건과 상관없이 신뢰도 높은 블랙 아이스 발생 정보를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 블랙 아이스가 발생하기 위한 조건이 충족되는 상황을 다양화하여, 블랙 아이스 발생 가능성을 더욱 정확하게 예측할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법이 적용되는 블랙 아이스 발생 예측 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라에서 획득한 열화상 이미지의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 출력되는 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조건 충족 판단부에서 블랙 아이스 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부에서 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 분사 장치와 압축공기 분사 장치의 작동 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부의 등급 결정 시점으로부터 등급 조절 시점까지의 타임라인을 도시한 도면이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법이 적용되는 블랙 아이스 발생 예측 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.

이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법(이하, "블랙 아이스 예측 방법"이라 한다)이 적용되는 블랙 아이스 발생 예측 시스템(이하, "블랙 아이스 예측 시스템"이라 한다)을 개략적으로 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측하기 위해서 노면의 열화상 이미지를 이용해 노면의 블랙 아이스 발생 여부를 판단할 수 있다.

본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 노면 환경 정보를 획득하는 정보 획득부(10)와, 노면 환경 정보에 기초하여 노면의 블랙 아이스 발생 가능성을 예측하는 서버(30)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때, 노면 환경 정보에 노면의 열화상 이미지가 포함되도록 정보 획득부(10)는 열화상 카메라(11)를 포함하여 구성될 수 있다.

열화상 카메라(thermal imaging camera)는 열을 추적, 탐지하여 화면으로 한 눈에 보여주는 장치를 말한다. 일반 카메라는 사람의 눈과 같은 구조를 하고 있어 우리 눈이 보는 것과 유사한 모습을 담아내지만 열화상 카메라는 오직 열을 이용해서 촬영하는 특수 장비이다. 이처럼 열화상 카메라는 열을 어느 정도 내는지에 따라서 화면을 보여주기 때문에 연기와 같은 장애물의 유무, 빛의 유무와 상관없이 물체를 확인할 수 있다.

정보 획득부(10)는 열화상 이미지 외에도, 노면 또는 노면 주변의 습도, 노점온도, 주변온도, 강우량 등의 다양한 노면 환경 정보를 획득할 수 있다. 이를 위해, 정보 획득부(10)에는 노면 또는 노면 주변에 설치되는 습도계, 노점계, 온도계, 강우량계 등을 구비할 수 있다. 여기서, 열화상 카메라(11), 습도계, 노점계, 온도계, 강우량계는 각각 다수개 구비될 수 있다. 그리고 다수개의 열화상 카메라(11), 습도계, 노점계, 온도계, 강우량계는 주요 도로에 소정 거리마다 설치되거나, 또는 블랙 아이스가 상습적으로 발생하는 도로 주변에 설치될 수 있다.

정보 획득부(10)에서 획득한 노면 환경 정보는 네트워크를 통해 서버(30)로 송신될 수 있다. 그리고 서버(30)는 수신한 환경 정보에 기초하여 노면 상의 블랙 아이스 발생 가능성을 예측하고 예측 결과에 따라 발생 가능성 등급을 결정한다.

이때, 발생 가능성 등급은 여러 단계로 나누어지며, 본 실시예에 따른 서버(30)는 발생 가능성 등급을 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급 및 발생 등급 중 하나의 등급으로 결정할 수 있다.

여기서, 안전 등급은 블랙 아이스 발생 가능성이 매우 희박한 노면 상태를 의미하며, 주의 등급은 비교적 낮은 확률로 블랙 아이스가 발생할 수 있는 노면 상태를 의미하고, 경고 등급은 노면의 온도가 낮아 상황에 따라서는 블랙 아이스가 언제든지 발생할 수 있는 노면 상태를 의미하며, 위험 등급은 블랙 아이스가 발생하기 위한 모든 조건이 충족되어 곧 블랙 아이스가 발생할 것으로 예상되는 노면 상태를 의미할 수 있다. 그리고 발생 등급은 위험의 등급에서 열화상 카메라를 이용하여 영상분석을 실시하여 블랙 아이스가 이미 발생한 것으로 판단되는 노면 상태를 의미할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 상술한 바와 같이 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라 발생 가능성 등급을 결정함으로써, 결정된 등급에 따라 블랙 아이스의 발생을 대비하거나 또는 결정된 등급에 따른 적정 수준의 대응을 가능하게 한다.

서버(30)는 수신한 노면 환경 정보를 이용하여 블랙 아이스가 발생하기 위해 필요한 발생 조건들이 충족되었는지 판단할 수 있다. 여기서, 블랙 아이스가 발생하기 위해서는 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건을 모두 충족해야 한다. 구체적으로, 블랙 아이스가 발생하기 위해서는 노면 온도가 0℃ 이하로 떨어져야 하고(온도 조건), 노면에 소정 이상의 물기가 존재해야 하며(물기 조건), 노면에 비추는 태양 복사열이 소정 이하여야 한다(복사열 조건). 여기서, 물기는 비, 눈, 공기 중에 포함된 물, 노면에 고인 물 등을 모두 포함하는 의미이다..

서버(30)는 충족된 것으로 판단되는 발생 조건(온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건)의 종류 또는 개수에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 정도를 판단하고, 판단 결과에 따라 발생 가능성 등급을 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급, 발생 등급 중 하나의 등급으로 결정할 수 있다.

특히, 서버(30)는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되면, 발생 가능성 등급을 위험 등급 또는 발생 등급 중 하나의 등급으로 결정하는데, 이때의 결정은 열화상 이미지에 기초한 블랙 아이스 발생 판단 결과에 따라 결정할 수 있다. 구체적으로, 서버(30)는 모든 발생 조건이 충족되면, 수신한 열화상 이미지를 이용하여 블랙 아이스의 발생 여부를 판단할 수 있다. 이때, 서버(30)는 블랙 아이스가 발생하지 않았다 판단되면 발생 가능성 등급을 위험 등급으로 결정하지만 블랙 아이스가 발생하였다 판단되면 발생 가능성 등급을 발생 등급으로 결정할 수 있다. 여기서, 열화상 이미지를 이용한 블랙 아이스의 발생 판단에 관한 보다 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

이와 같이 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 열화상 이미지를 이용하여 블랙 아이스 발생 여부를 판단하므로 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템 노면 주변의 환경 조건과 상관없이 신뢰도 높은 블랙 아이스 발생 정보를 제공할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는데 그치지 않고, 발생 가능성 등급을 디스플레이하여 관리자가 직접 대응을 선택하여 수행하도록 하거나, 또는 결정한 발생 가능성 등급에 따라 기설정된 대응을 자동으로 수행할 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 결정된 발생 가능성 등급을 관리자에게 디스플레이하는 디스플레이 장치(50)와, 블랙 아이스에 대응하기 위한 대응 수단(70)을 더 포함할 수 있다.

디스플레이 장치(50)는 서버(30)에 의해 출력 제어되며, 모니터링 대상이 되는 각 노면의 발생 가능성 등급, 각 노면의 열화상 이미지 등이 출력될 수 있다. 바람직하게, 관리자가 노면별 발생 가능성 등급을 한눈에 볼 수 있도록 디스플레이 장치(50)는 모니터링 대상이 되는 각 노면을 포함하는 도로 지도를 출력하며, 도로 지도 상의 각 노면 위치에는 각 노면의 발생 가능성 등급이 표시될 수 있다.

대응 수단(70)은 블랙 아이스의 발생 가능성 또는 발생을 운전자에게 알림으로써 블랙 아이스에 대한 위험을 대비하도록 하거나, 또는 발생한 블랙 아이스 또는 블랙 아이스의 생성 원인(물기)를 제거함으로써 블랙 아이스에 대한 위험이 사라지도록 할 수 있다.

구체적으로, 대응 수단(70)은 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치, 압축공기 분사 장치를 포함할 수 있다.

전광판과 지향성 스피커는 블랙 아이스 모니터링 대상이 되는 노면의 상류단 도로에 설치되어 운전자에게 블랙 아이스의 발생 또는 발생 가능성을 경고할 수 있다. 염수 분사 장치는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 설치되고 노면을 향해 염수를 분사하여, 블랙 아이스를 제거할 수 있다. 그리고 압축공기 분사 장치는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 설치되고 노면을 향해 압축공기를 분사하여, 블랙 아이스로 변할 수 있는 노면 상의 물기를 제거하거나 또는 염수 분사 장치에서 노면에 분사한 염수를 제거할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙 아이스 발생 예측 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는, 서버(30)에서 수행되는 블랙 아이스 가능성 예측 및 등급 결정 과정을 개략적으로 살펴보기로 한다.

서버(30)는 네트워크를 통해 정보 획득부(10)에서 획득한 노면 환경 정보를 수신한다(S10). 그리고 서버(30)는 수신한 노면 환경 정보에 기초하여 블랙 아이스가 발생하기 위해 필요한 발생 조건별 충족 여부를 판단할 수 있다(S20).

서버(30)는 충족된 발생 조건의 종류와 개수에 따라 발생 가능성 등급을 결정하는데, 이때 결정되는 발생 가능성 등급은 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급 및 발생 등급 중 하나의 등급이다(S30).

서버(30)는 발생 가능성 등급을 결정하였다면, 발생 등급에 따른 대응이 수행되도록 대응 수단(70)을 작동 제어할 수 있다(S40).

서버(30)는 대응 수단(70)을 작동 제어한 후, 블랙 아이스의 발생 가능성을 재판단하여 발생 가능성 등급을 재결정하고, 재결정된 결과에 따라 등급을 조절할 수 있다(S50). 이러한 등급 조절 과정은 대응 수단(70)의 작동에 의해 블랙 아이스가 제거되거나 블랙 아이스의 생성 원인이 제거되었다면 발생 가능성 등급을 하향 조절하기 위함이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 기능 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라에서 획득한 열화상 이미지의 일례를 도시한 도면이다. 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 출력되는 화면의 일례를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하여 서버(30)의 세부 구성을 살펴보면, 서버(30)는 통신 연결을 위한 통신부(310)와, 각종 데이터가 저장되는 저장부(320)와, 블랙 아이스가 발생하기 위한 발생 조건들의 충족 여부를 판단하는 조건 충족 판단부(330)와, 열화상 이미지에 기초하여 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하는 이미지 분석부(340)와, 발생 가능성 등급을 결정하는 등급 결정부(350)와, 디스플레이 장치(50)를 출력 제어하는 디스플레이부(360), 그리고 대응 수단(70)을 작동 제어하는 대응 제어부(370)를 포함하여 구성될 수 있다.

통신부(310)는 정보 획득부(10), 디스플레이 장치(50) 및 대응 수단(70)과 네트워크를 통해 유선 또는 무선으로 통신 연결될 수 있다. 통신부(310)는 정보 획득부(10)로부터 노면 환경 정보를 수신하고, 수신한 노면 환경 정보를 조건 충족 판단부(330)와 이미지 분석부(340)에 제공할 수 있다. 이때, 통신부(310)는 정보 획득부(10)가 아닌 다른 외부로부터 노면 환경 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로 통신부(310)는 기상청 서버로부터 노면 환경 정보를 수신할 수 있으며, 이때 수신하는 노면 환경 정보에는 지역별 기상 정보가 포함될 수 있다.

그리고 통신부(310)는 디스플레이부(360)에서 생성한 제어 신호를 제공받아 디스플레이 장치(50)로 송신하거나, 또는 대응 제어부(370)에서 생성한 제어 신호를 제공받아 대응 수단(70)으로 송신할 수 있다.

저장부(320)에는 각종 데이터가 저장된다. 저장된 데이터로는 각 노면의 날짜 및 시간에 따른 태양 복사열 정보, 열화상 카메라를 포함한 정보 획득부(10)를 구성하는 각 구성의 식별자 정보 및 설치 위치 정보 등을 포함할 수 있다.

조건 충족 판단부(330)는 통신부(310)로부터 노면 환경 정보를 제공받고, 제공받은 노면 환경 정보에 기초하여 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건의 충족 여부를 각각 판단할 수 있다.

구체적으로, 조건 충족 판단부(330)는 제공받은 노면 환경 정보에 기초하여 온도 조건의 충족 여부를 판단하는 온도 조건 판단부(331)와, 제공받은 노면 환경 정보에 기초하여 물기 조건의 충족 여부를 판단하는 물기 조건 판단부(333)와, 제공받은 노면 환경정보 및 저장부(320)에 저장된 각 노면의 날짜 및 시간에 따른 태양 복사열 정보에 기초하여 복사열 조건의 충족 여부를 판단하는 복사열 조건 판단부(335)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 온도 조건 판단부(331), 물기 조건 판단부(333) 및 복사열 조건 판단부(335)에서 이루어지는 조건별 충족 판단에 관한 상세한 설명은 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.

이미지 분석부(340)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 기초하여, 열화상 이미지상에 블랙 아이스가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

도 4를 참조하여 이미지 분석부(340)의 블랙 아이스 판단 과정을 구체적으로 설명하면, 조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건을 모두 충족하는 것으로 판단되면, 이미지 분석부(340)는 조건 충족 판단부(330)에서 조건 충족 판단시 사용된 타겟 열화상 이미지에 블랙 아이스가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 열화상 카메라(11)는 획득한 열화상 이미지에 고유 식별자를 부여하며, 이미지 분석부(340)는 열화상 이미지에 부여된 고유 식별자를 통해 타겟 열화상 이미지(i)를 식별할 수 있다. 여기서, 열화상 이미지의 고유 식별자에는 해당 열화상 이미지를 획득한 열화상 카메라(11)의 식별자 정보도 포함될 수 있다.

타겟 열화상 이미지(i)는 물기 조건을 충족하기 때문에 물기 또는 블랙 아이스에 해당하는 영역이 존재할 것이다. 이미지 분석부(340)는 타겟 열화상 이미지(i)에 블랙 아이스가 존재하는지 판단하기 위해, 타겟 열화상 이미지의 방사율을 극한값으로 조절하거나 또는, 타겟 열화상 이미지를 획득한 열화상 카메라(11)가 방사율을 극한값으로 조절한 상태로 열화상 이미지를 추가 획득하도록 하며, 추가 획득한 열화상 이미지를 수신받을 수 있다.

이미지 분석부(340)는 이와 같이 방사율을 극한값으로 조절한 열화상 이미지의 타겟 영역(a)상에서 최고 온도값과 최저 온도값을 추출하고 추출된 최고 온도값과 최저 온도값의 온도 편차값이 블랙 아이스 설정범위의 값에 해당하면 타겟 열화상 이미지(i) 상에 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단하고 나아가서는 타겟 열화상 이미지상의 노면에 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단할 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 일례로 이미지 분석부(340)는 열화상 영상 이미지의 온도를 픽셀단위로 분석하여 노면의 온도값을 추출하고, 추출된 온도값의 변화나 시간에 따른 특성을 분석하여 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단된 타겟 열화상(i)에서 인접한 영역 간의 온도차가 기준 값 이상인 영역을 탐지하고, 탐지한 영역을 블랙 아이스 영역(b)으로 판단할 수 있다. 이는, 노면에 발생한 블랙 아이스와 다른 영역 간의 방사율 차에 의해 온도차가 발생하기 때문이다.

그리고 이미지 분석부(340)는 블랙 아이스 영역(b)의 실제 노면 좌표를 판단할 수 있다. 구체적으로, 이미지 분석부(340)는 판단된 블랙 아이스 영역(b)이 열화상 이미지상(i)에서 차지하는 픽셀 위치를 판단할 수 있다. 이때, 각각의 열화상 카메라(11)가 획득하는 열화상 이미지상의 픽셀별 실제 노면 좌표가 저장부(320)에 사전 저장되며, 이미지 분석부(340)는 저장부(320)에 사전 저장된 픽셀별 실제 노면 좌표에 기초하여 판단한 블랙 아이스 영역(b)의 실제 노면 좌표를 판단할 수 있다. 즉, 이미지 분석부(340)는 노면 상에 발생한 블랙 아이스의 좌표를 판단할 수 있다.

한편, 등급 결정부(350)는 조건 충족 판단부(330)에서 충족되는 것으로 판단한 조건의 종류 및 개수 그리고 이미지 분석부(340)에서 판단한 블랙 아이스 발생 여부에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정할 수 있다.

구체적으로, 등급 결정부(350)는 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건 중 조건 충족 판단부(330)에서 충족되는 것으로 판단한 조건의 종류와 개수에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급 및 발생 등급 중 하나의 등급으로 결정할 수 있는데, 이에 관한 보다 구체적인 설명은 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.

등급 결정부(350)에서 발생 가능성 등급을 결정하면, 디스플레이부(360)는 모니터링 대상이 되는 각 노면을 포함하는 도로 지도에 각 노면의 발생 가능성 등급 정보를 매핑하여 함께 출력되도록 디스플레이 장치(50)를 출력 제어할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 디스플레이부(360)는 등급 결정부(350)에서 발생 가능성 등급이 결정된 노면을 도로 지도에 매핑하여, 디스플레이 장치(50)에서 출력하는 도로 지도에 각각의 노면 위치에 발생 가능성 등급이 표시되도록 할 수 있다. 이때, 도로 지도에 표시되는 각 노면의 발생 가능성 등급은 문자로 표시될 수 있지만, 바람직하게는 관리자가 발생 가능성 등급을 직관적으로 인지할 수 있도록, 색상을 통해 구분되어 표시될 수 있다.

도 5를 예로 하여 설명하면, 디스플레이 장치(50)에서 출력되는 도로 지도에서 발생 가능성 등급이 안전 등급으로 결정된 노면(p1)은 해당 위치에 녹색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있고, 발생 가능성 등급이 주의 등급으로 결정된 노면(p2)은 해당 위치에 파란색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있으며, 발생 가능성 등급이 경고 등급으로 결정된 노면(p3)은 해당 위치에 노란색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있고, 발생 가능성 등급이 위험 등급으로 결정된 노면(p4)은 해당 위치에 주황색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있다. 그리고 발생 가능성 등급이 위험 등급으로 결정된 노면(p5)은 해당 위치에 빨간색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있다.

대응 제어부(370)는 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치 및 압축공기 분사 장치를 작동 제어할 수 있다. 이때, 대응 제어부(370)는 등급 결정부(350)에서 결정한 발생 가능성 등급에 기초하여 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치 및 압축공기 분사 장치 중 특정 장치를 선택적으로 작동할 수 있다.

바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 안전 등급 또는 주의 등급으로 결정되면, 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치 및 압축공기 분사 장치가 모두 작동하지 않도록 할 수 있다. 다만, 전광판 및 지향성 스피커는 블랙 아이스의 경고 목적 외에 다른 목적(교통정보 제공 등)으로 사용될 수 있다.

바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 경고 등급으로 결정되면, 전광판과 지향성 스피커에서 전방 도로의 블랙 아이스 발생 가능성에 대한 경고가 출력되도록 출력 제어할 수 있다.

바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 위험 등급으로 결정되면, 전광판과 지향성 스피커에서 전방 도로의 블랙 아이스 발생 가능성에 대한 경고가 출력되도록 출력 제어하고, 동시에, 해당 노면을 향해 압축공기를 분사하도록 압축공기 분사 장치를 작동 제어하여 해당 노면의 물기를 제거할 수 있다. 이때, 대응 제어부(370)는 해당 노면을 향해 염수를 분사하도록 염수 분사 장치를 작동 제어하여 해당 노면의 블랙 아이스 발생 가능성을 낮출 수 있다.

바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 발생 등급으로 결정되면, 전광판과 지향성 스피커에서 전방 도로의 블랙 아이스 발생에 대한 경고가 출력되도록 출력 제어하고, 동시에, 해당 노면을 향해 염수를 분사하도록 염수 분사 장치를 작동 제어하여 해당 노면에 발생한 블랙 아이스를 제거할 수 있다. 이때, 관리자는 블랙 아이스가 발생한 노면의 교통을 통제하여 블랙 아이스로 인한 사고를 방지할 수 있다.

바람직하게, 대응 제어부(370)는 염수 분사 장치를 작동 제어하였다면, 염수 분사 장치의 작동 제어를 완료한 후 소정 시점 이후에 해당 노면을 향해 압축공기가 분사되도록 압축공기 분사 장치를 작동 제어함으로써, 노면 상의 잔여 염수를 제거할 수 있다. 이때의 압축공기 분사 장치에 대한 작동 제어는 발생 가능성 등급과 무관하게 이루어질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조건 충족 판단부에서 블랙 아이스 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 과정을 도시한 순서도이다.

이하에서는, 도 6을 참조하여 조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건의 충족 여부를 판단하는 과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

조건 충족 판단부의 온도 조건 판단부(331)는 통신부(310)로부터 제공받은 열화상 이미지로부터 판단된 노면 온도가 0℃ 이하인지 판단할 수 있다(S201).

온도 조건 판단부(331)는 노면 온도가 0℃ 이하이면(S201-Y), 온도 조건을 충족하는 것으로 판단하고(S202), 노면 온도가 0℃를 초과하면(S201-N), 온도 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S203).

물기 조건 판단부(333)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 기상정보에 기초하여, 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나 또는 노면 주변의 강우량이 임계 강우량 이상인지 판단할 수 있다(S204).

만약, 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나 또는 노면 주변의 강우량이 임계 강우량 이상이라면(S204-Y), 물기 조건 판단부(333)는 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S207). 반면에, 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 미만이거나 또는 노면 주변의 강우량이 임계 강우량 미만이라면(S204-N), 물기 조건 판단부(333)는 통신부(310)로부터 제공받은 열화상 이미지로부터 판단된 노면 온도가 노점 온도 이하인지 판단할 수 있다(S205).

그리고 온도 조건 판단부(331)는 노면 온도가 노점 온도 이하라면(S205-Y), 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S207). 반면에, 노면 온도가 노점 온도를 초과하였다면(S205-N), 물기 조건 판단부(333)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 노면 습도가 임계 습도 이상인지 판단할 수 있다(S206).

만약, 노면 습도가 임계 습도 이상이라면(S206-Y), 물기 조건 판단부(333)는 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S207). 하지만, 노면 습기가 임계 습도 미만이라면(S206-N), 물기 조건 판단부(333)는 물기 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S208).

정리하면, 물기 조건 판단부(333)는 강수량(또는 강우량)이 임계 강수량(또는 임계 강우량) 이상이라면 비(또는 눈)에 의해 노면에 물기가 존재하는 것으로 판단하여 물기 조건을 충족한다 판단할 수 있으며, 노면 온도가 노점 온도 이하라면 노면의 결로 현상에 의해 물기 조건을 충족한다 판단할 수 있으며, 노면 습도가 임계 습도 이상이라면 비 또는 결로 외의 다른 원인(예를 들면 운전자의 음료 투척)에 의해 노면 상에 소정의 물기가 존재한다 판단하여 물기 조건을 충족한다 판단할 수 있다. 하지만, 물기 조건 판단부(333)는 강수량(또는 강우량)이 임계 강수량(또는 임계 강우량) 미만이고, 동시에 노면 온도가 노점 온도를 초과하며, 동시에 노면 습도가 임계 습도 미만이라면, 노면 상에 물기가 존재하지 않는다 판단하여 물기 조건을 충족하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 복사열 조건 판단부(335)는 통신부(310)로부터 제공받은 열화상 이미지로부터 판단된 노면 온도가 제1 임계 온도 이하인지 판단할 수 있다(S209). 만약, 노면 온도가 제1 임계 온도를 초과한다면(S209-N), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S213). 반면에, 노면 온도가 제1 임계 온도 이하라면(S209-Y), 복사열 조건 판단부(335)는 통신부(310)로부터 제공받은 열화상 이미지로부터 판단된 노면 온도가 제2 임계 온도 이하인지 판단할 수 있다(S210). 여기서 제2 임계 온도는 제1 임계 온도보다 작게 설정된 온도값이다.

만약, 노면 온도가 제2 임계 온도 이하라면(S210-Y), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S212). 하지만, 노면 온도가 제2 임계 온도를 초과한다면(S210-N), 복사열 조건 판단부(335)는 저장부(320)에 저장된 현 시점에서의 노면의 태양 복사열이 임계 복사열 이하인지 판단할 수 있다(S211).

그리고 노면의 태양 복사열이 임계 복사열 이하라면(S211-Y), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하지만(S212), 노면의 태양 복사열이 임계 복사열를 초과하였다면(S211-N), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S213).

복사열 조건 판단부(335)의 판단 과정을 정리하면, 복사열 조건 판단부(335)는 그늘 등의 원인으로 노면의 태양 복사열이 임계 복사열 이하이면 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하고, 노면의 태양 복사열이 임계 복사열을 초과한다면 복사열 조건을 충족하지 않는 것으로 판단한다. 이는 노면의 태양 복사열이 임계 복사열을 초과한다면 노면의 태양 복사열에 의해 블랙 아이스가 발생하기 어렵기 때문이다.

그런데 만약, 노면 온도가 상대적으로 높은 경우에는 노면의 태양 복사열과 무관하게 블랙 아이스가 발생하기 어려우며, 반대로 노면 온도가 상대적으로 낮은 경우에는 노면의 태양 복사열이 크더라도 블랙 아이스가 발생할 가능성이 크다. 따라서, 복사열 조건 판단부(335)는 노면 온도가 제1 임계 온도(예를 들면 영상 10℃)를 초과한다면 노면의 태양 복사열과 상관없이 복사열 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단하고, 노면 온도가 제2 임계 온도(예를 들면 영하 10℃) 이하라면 노면의 태양 복사열과 상관없이 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부에서 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 과정을 도시한 순서도이다.

이하에서는, 도 7을 참조하여 등급 결정부(350)에서 발생 가능성 등급을 결정하는 과정을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건의 충족 여부를 판단하면, 등급 결정부(350)는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족됐는지 판단할 수 있다(S301).

만약, 하나의 조건도 충족되지 않았다면(S301-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 안전 등급으로 결정할 수 있다(S302). 반면에 하나 이상의 조건이 충족됐다면(S301-Y), 등급 결정부(350)는 온도 조건이 충족되고, 동시에 물기 조건, 복사열 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족됐는지 판단할 수 있다(S303).

만약, 온도 조건이 충족되지 않았거나 또는 물기 조건, 복사열 조건이 둘 다 충족되지 않았다면(S303-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 주의 등급으로 결정할 수 있다(S304). 반면에 온도 조건이 충족되고, 동시에 물기 조건, 복사열 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족되었다면(S303-Y), 등급 결정부(350)는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었는지 판단할 수 있다(S305).

만약, 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 하나의 조건이라도 충족되지 않았다면(S305-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 경고 등급으로 결정할 수 있다(S306). 반면에 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었다면(S305-Y), 이미지 분석부(340)는 상술한 바와 같이 블랙 아이스의 발생 여부를 판단할 수 있다(S307).

만약, 블랙 아이스가 발생하지 않았다면(S308-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 위험 등급으로 결정할 수 있다(S309). 반면에, 블랙 아이스가 발생하였다면(S308-Y), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 발생 등급으로 결정할 수 있다.

정리하면, 안전 등급은 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 하나의 조건도 충족되지 않았을 때 결정되는 등급이며, 주의 등급은 온도 조건만 충족되었거나, 또는 물기 조건, 복사열 조건 중 하나 이상의 조건이 충족되었지만 온도 조건이 충족되지 않았을 때 결정되는 등급이고, 경고 등급은 온도 조건이 충족됨과 동시에 물기 조건과 복사열 조건 중 하나의 조건만 충족되었을 때 결정되는 등급이며, 위험 등급은 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었으나 아직 블랙 아이스가 발생하진 않은 것으로 판단되었을 때 결정되는 등급이다. 그리고 발생 등급은 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었으며 블랙 아이스가 발생한 것으로 판단되었을 때 결정되는 등급이다.

도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 분사 장치와 압축공기 분사 장치의 작동 예를 도시한 도면이다.

이하에서는, 도 8의 (a)와 (b)를 참조하여 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템에서 대응 수단(70)에 포함되는 염수 분사 장치(710)와, 압축공기 분사 장치(730)를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

염수 분사 장치(710)는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 다수개 구비될 수 있는데, 바람직하게, 다수개의 염수 분사 장치(710)는 노면을 따라 서로 간에 일정 간격 이격 배치되며, 노면의 좌우측에 교번 배치될 수 있다. 다수개의 염수 분사 장치(710)는 서로 간의 분사 범위가 최대한 겹치지 않도록 배치될 수 있는데, 본 실시예에 따른 복수개의 염수 분사 장치(710)는 서로 간의 분사 범위가 겹치지 않게 배치되더라도 교번 배치되기 때문에 대부분의 노면 영역이 염수 분사 범위에 포함될 수 있다.

염수 분사 장치(710)는 상술한 바와 같이 발생 가능성 등급이 발생 등급일 때 대응 제어부(370)에 의해 작동 제어될 수 있다. 구체적으로, 대응 제어부(370)는 이미지 분석부(340)에서 상술한 과정을 통해 판단한 블랙 아이스(b)의 좌표 정보를 제공받고, 제공받은 블랙 아이스(b)의 좌표 정보와 중첩되는 염수 분사 범위(s)를 갖는 염수 분사 장치(710-1, 710-2)를 선택할 수 있다. 여기서, 각 염수 분사 장치의 염수 분사 범위(s) 정보는 저장부(320)에 사전 저장된 정보일 수 있다.

그리고 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 염수 분사 장치(710)는 선택한 염수 분사 장치(710-1, 710-2)가 소정 시간 동안 염수를 분사하도록 작동 제어할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 블랙 아이스의 제거를 위한 염수 분사 영역을 국소화하여 염수 사용량을 최소화할 수 있으며, 이로 인해 염수 공급 비용을 절감함과 동시에 분사된 염수에 의해 발생 가능한 피해(예를 들면 운행 차량에 분사)를 최소화할 수 있다.

바람직하게, 대응 제어부(370)는 외부로부터 통신부(310)를 통해 수신된 교통정보에 기초하여 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 구체적으로, 대응 제어부(370)는 블랙 아이스(b)를 제거하기 위해 선택한 염수 분사 장치(710-1, 710-2)를 작동 제어하기 전에, 외부로부터 선택한 염수 분사 장치(710-1, 710-2)가 배치된 도로의 교통정보를 수신을 통신부(310)에 요청하고, 통신부(310)가 교통정보를 수신하면 수신한 교통정보를 제공받을 수 있다. 대응 제어부(370)는 제공받은 교통정보에 기초하여 해당 노면의 평균 차량 운행 속도가 소정 속도 이하이면(해당 도로가 정체 중이면) 염수 분사 장치(710)를 작동 제어하지 않을 수 있다. 즉, 대응 제어부(370)는 블랙 아이스(b)가 발생한 노면의 차량들이 서행 중일 때에는 염수 분사 장치(710)가 작동하지 않도록 하며, 이는 분사된 염수 중 상당량이 서행 중인 차량에 분사되는 것을 방지하기 위함이다.

바람직하게, 대응 제어부(370)는 사고정보에 기초하여 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 구체적으로, 통신부(310)는 외부로부터 모니터링 대상이 되는 노면 보다 하류단 도로의 사고정보를 수신할 수 있다. 그리고 수신한 사고정보는 대응 제어부(370)로 제공할 수 있다.

대응 제어부(370)는 사고정보에 기초하여, 염수 분사 장치(710)가 설치된 모니터링 대상 노면에 차량 사고가 발생한 것으로 판단되면, 발생 가능성 등급과 상관없이 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 구체적으로, 대응 제어부(370)는 사고가 발생을 판단하면 사고발생 위치보다 상류단 도로에 배치되는 염수 분사 장치(710)가 작동하도록 작동 제어할 수 있다. 이는, 사고 차량 상류단 도로에 염수를 분사함으로써 사고차량보다 상류단에 위치한 차량들의 서행을 유도하기 위함이다.

한편, 압축공기 분사 장치(730)는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 다수개 구비되며, 대응 제어부(370)의 제어에 의해 노면을 향해 압축공기를 분사할 수 있다. 여기서, 압축공기 분사 장치(730)에서 분사된 압축공기는 노면 상에 존재하는 물기의 양이 적을 때에는 물기를 증발시키고, 노면 상에 존재하는 물기의 양이 많을 때에는 노면 상의 물기를 노면 일측으로 밀어내어 제거할 수 있다. 바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급과 상관없이 물기 조건이 충족되었다 판단되면 해당 노면의 압축공기 분사 장치(730)를 작동 제어할 수 있다.

다수개의 염수 분사 장치(710)는 노면을 따라 서로 간에 일정 간격 이격 배치되며, 노면의 좌측 또는 우측에 선택적으로 배치될 수 있다. 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 압축공기 분사 장치(730)는 노면의 배수방향을 기준으로 상류에서 하류방향으로 압축공기를 분사하도록 배치되어 노면 상의 물기를 하류방향으로 밀어냄으로써 물기를 효율적으로 제거할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부의 등급 결정 시점으로부터 등급 조절 시점까지의 타임라인을 도시한 도면이다.

상술한 바와 같이 서버(30)는 등급에 따른 대응이 수행되도록 대응 수단(70)을 작동 제어한 후, 블랙 아이스의 발생 가능성을 재판단하여 발생 가능성 등급을 재결정하고, 재결정된 결과에 따라 등급을 조절할 수 있다.

이하에서는, 도 9을 참조하여 발생 등급 결정시의 등급 재결정 및 조절 과정을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

등급 결정부(350)가 발생 등급을 결정하면 상술한 바와 같이 대응 제어부(370)는 염수 분사 장치(710)가 블랙 아이스를 향하여 소정 시간 동안 염수를 분사하도록 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 이와 같은 염수 분사가 종료되면 대응 제어부(370)는 블랙 아이스가 염수에 의해 제거될 수 있는 충분한 지연 시간을 둔 후, 노면을 향해 압축공기를 소정 시간 동안 분사하도록 압축공기 분사 장치(730)를 작동 제어할 수 있다. 여기서, 노면을 향해 분사되는 압축공기는 노면의 염수뿐 아니라 염수에 의해 녹은 블랙 아이스의 물기 또한 제거한다. 그리고 압축공기의 분사가 종료되면 조건 충족 판단부(330)는 각 조건의 충족 판단을 다시 수행하며, 등급 결정부(350)는 다시 수행한 조건별 충족 여부에 따라 발생 가능성 등급을 조절할 수 있다.

바람직하게, 조건의 충족 판단을 다시 수행할 때 모든 조건을 다시 판단하지 않고 물기 조건만을 다시 판단할 수 있다. 즉, 압축공기 분사가 종료되면 물기 조건 판단부(333)만 조건 충족 판단을 재 수행할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 정보 획득부
11: 열화상 카메라
30: 서버
50: 디스플레이 장치
70: 대응 수단
310: 통신부
320: 저장부
330: 조건 충족 판단부
331: 온도 조건 판단부
333: 물기 조건 판단부
335: 복사열 조건 판단부
340: 이미지 분석부
350: 등급 결정부
360: 디스플레이부
370: 대응 제어부
710: 염수 분사 장치
730: 압축공기 분사 장치

Claims (11)

1. 노면의 열화상 이미지를 포함하는 노면 환경 정보를 수신하는 단계;
   수신한 상기 노면 환경 정보에 기초하여 상기 블랙 아이스가 발생하기 위한 적어도 하나의 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계; 및
   충족되는 것으로 판단된 상기 발생 조건의 종류 또는 개수에 기초하여 상기 노면 상의 상기 블랙 아이스 발생 가능성을 예측하며, 예측 결과에 따라 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법에서
   상기 발생 조건에는 상기 노면의 온도 조건, 상기 노면의 복사열 조건 및 상기 노면의 물기 조건이 포함되며,
   상기 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계는
   상기 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계;
   상기 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계; 및
   상기 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계는,
   수신한 상기 열화상 이미지로부터 판단한 상기 노면의 온도가 O℃ 이하이면 상기 온도 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법에서
   수신한 상기 노면 환경 정보에는 상기 노면의 습도, 상기 노면 주변의 강수량, 상기 노면의 노점온도가 포함되며,
   상기 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계는,
   수신한 상기 노면의 습도가 임계 습도 이상이거나, 또는 수신한 상기 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나, 또는 판단한 상기 노면의 온도가 수신한 상기 노면의 노점온도 이하이면 상기 물기 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
5. 제 3 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법에서
   수신한 상기 노면 환경 정보에는 상기 노면의 복사열이 포함되며,
   상기 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 판단한 상기 노면의 온도가 제1 임계 온도 이하이며 동시에, 수신한 상기 노면의 복사열이 임계 복사열 이하이면 상기 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며,
   상기 제1 임계 온도는 O℃보다 높게 설정된 온도인 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는
   판단한 상기 노면의 온도가 제2 임계 온도 이하이면 수신한 상기 노면의 복사열이 임계 복사열을 초과하더라도 상기 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며,
   상기 제2 임계 온도는 O℃보다 낮게 설정된 온도인 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
7. 제 3 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법에서
   상기 발생 가능성 등급에는 주의 등급이 포함되고,
   상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건, 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건 중 하나의 조건만을 충족하거나, 상기 물기 조건 및 상기 복사 열 조건만을 동시에 충족하면, 상기 발생 가능성 등급을 상기 주의 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
8. 제 3 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법에서
   상기 발생 가능성 등급에는 경고 등급이 포함되고,
   상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건을 충족하고, 동시에 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건 중 어느 하나의 조건을 충족하면, 상기 발생 가능성 등급을 상기 경고 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
9. 제 3 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법에서
   상기 발생 가능성 등급에는 위험 등급이 포함되고,
   상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건, 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건을 모두 충족하면, 상기 블랙 아이스의 방사율에 기초하여 상기 열화상 이미지로부터 상기 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하고, 상기 블랙 아이스가 발생하지 않은 것으로 판단하면, 상기 발생 가능성 등급을 상기 위험 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
   
10. 제 9 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법에서
    상기 발생 가능성 등급에는 발생 등급이 포함되고,
    상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건, 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건을 모두 충족하고 상기 블랙 아이스가 발생한 것으로 판단하면, 상기 발생 가능성 등급을 상기 발생 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서, 상기 블랙 아이스 발생 예측 방법은
    상기 발생 가능성 등급이 상기 발생 등급으로 결정되면 발생한 상기 블랙 아이스를 향해 염수를 분사하는 단계; 및
    상기 염수의 분사가 완료되면, 소정의 지연시간을 가진 후 추가 수신한 상기 노면의 열화상 이미지에 기초하여 상기 블랙 아이스의 발생 여부를 재판단하고, 재판단한 결과에 따라 상기 발생 가능성 등급을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 아이스 발생 예측 방법.
    

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