KR20240077652A - 차량 자동노선 생성 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 자동노선 생성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출발시각, 도착시각, 출발지위치, 목적지위치, 객체정보인 요청정보를 입력하는 다수의 클라이언트 단말과, 운영자 서버와, 차량단말이 연동되어 차량 운영정보를 공유하는 플랫폼에서 차량의 노선을 자동생성하기 위한 시스템으로서, 상기 클라이언트 단말 각각의 요청정보를 기반으로 차량이 정차하여 상기 객체를 로딩 또는 언로딩하는 노드를 생성하는 차량노드 생성부; 노드 사이의 경로와, 상기 노드 사이의 각 경로에 대한 운행시간을 취득하는 실운행데이터취득부; 및 상기 실운행데이터를 기반으로 상기 운행차량에 대한 노선을 자동생성하는 자동노선생성부;를 포함하고, 차량 자동노선 생성 시스템에 관한 것이다.

Description

차량 자동노선 생성 시스템{System for generating automatic vehicle route}

본 발명은 차량 자동노선 생성 시스템에 관한 것이다.

어린이집, 유치원, 학원, 및 학교에서는 원생 또는 학생들의 등하원 또는 등하교를 돕기 위한 차량으로 셔틀버스를 운행하고 있다. 이러한 셔틀버스는 미리 정해져 있는 운행 경로를 따라 이동하면서 원생들을 목적지(어린이집, 유치원, 학원, 학교 또는 원생들의 집 근처)까지 이동시켜 주는 것으로, 이동하는 노선이나 운행하는 시간이 미리 정해져 있기 때문에 원생과 학부모들은 셔틀버스가 도착하는 시점의 시간대에 미리 승/하차지에 나가 있다가 셔틀버스가 도착하면 원생을 셔틀버스에 태워 어린이집, 유치원, 학원, 학교 등으로 보내거나 셔틀버스로 귀가하는 원생들을 맞이하게 된다.

이러한 차량을 이용하는 이용자 즉, 학생, 유치원생이나 학원생(이하 원생)은 차량의 도착 예정시간보다 조금 일찍 정해진 노선의 지점에 나가있다가 차량이 도착하였을 때 탑승하여 차량을 이용하며, 귀가하는 원생을 보호자가 마중 나가는 경우에도 차량의 도착 예정시간보다 조금 일찍 정해진 노선의 지점에 나가있다가 차량이 도착하였을 때 하차하는 원생을 데리고 온다.

그런데 정해진 노선의 지점에 도착하는 정확한 시간을 알 수 없어 무더운 여름이나 추운 겨울에 미리 나가 기다려야 하며, 특히 노선 내에서 차량정체나 차량의 사고로 인하여 도착시간이 지연될 경우에 차량을 무작정 기다려야 하는 문제점이 있어 공개특허 제2003-8809호에는 셔틀차량의 위치 표시장치가 개시되어 있다.

상기 특허는 셔틀차량에 탑재되며 출발시 운전자의 조작에 따라 소정의 운행신호를 각각의 중계기로 무선 전송하고 셔틀차량 운행 중에 일정시간마다 운행신호를 전송하는 송신수단과, 이 셔틀차량의 운행 노선상에 일정간격으로 설치되고, 송신수단으로부터 운행신호가 입력될 때 그 운행신호의 입력에 따라 셔틀차량의 근접을 알리기 위한 근접신호를 미리 설정된 회원의 수신수단으로 무선 송신하는 다수의 중계기와, 셔틀차량을 이용하는 회원의 가정에 설치되고, 상기 중계기로부터 근접신호가 입력될 때 셔틀차량의 접근을 회원에게 알려주는 수신수단으로 구성되어, 셔틀차량의 근접위치를 파악하여 적정한 시기에 셔틀차량의 정거장으로 나가서 차량을 이용할 수 있게 됨으로써 소비자의 만족도를 월등히 향상시킬 수 있도록 하였다.

그러나 상기한 종래의 특허는 차량의 위치에 근거하여 회원에게 접근사실을 알려주는 것이 아니고, 셔틀차량 운행 중에 일정시간마다 운행신호를 전송하기 때문에 차량정체나 차량의 사고로 인하여 도착시간이 지연될 경우에 차량을 무작정 기다려야 하는 문제점은 여전히 있었다.

또한, 원생이 오가는 중에 길을 잃어버리거나 특히 어두운 야간에 사고를 당할 염려가 있는바, 보호자는 원생이 차를 제대로 탔는지 또는 제대로 내렸는지에 대해 걱정을 하게 되고, 특히, 맞벌이 부부의 증가로 인해 집에 보호자가 없는 경우에 원생에 대한 이런 걱정은 더 커지게 마련이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 공개특허 제2008-0079715호는 원생 수송 차량의 위치를 확인하여 고객(원생이나 원생의 보호자)에게 차량의 위치 정보를 제공하고, 원생마다 부여된 고유의 ID를 승하차시에 읽어 들여 승하차 사실을 고객(원생의 보호자)에게 제공함으로써, 원생이나 보호자가 차량을 기다리는 불편함과 시간을 줄이고, 보호자를 안심시킬 수 있는 차량 위치 안내시스템 및 그 안내방법을 기재하고 있다.

그러나 이러한 종래기술들은 모두 셔틀버스와 고객 간의 정보만이 교환되고 있을 뿐, 학원과의 정보는 전혀 취합되고 있지 않다. 따라서 고정된 셔틀버스 노선에서 셔틀버스의 현재 위치, 탑승여부에 대한 정보만을 고객에게 제공해 줄 뿐이다.

현 셔틀버스 운영방식은 고객(이하 명세서에서 원생 또는 보호자(학부모) 등을 포함하는 개념으로 정의됨)와, 학원(이하 명세서에 기재되는 학원은 어린이집, 유치원, 학원 등 운송버스 업체와 계약을 맺는 모든 주체를 의미한다.)과, 지방자치단체 측면에서 각각 문제점을 갖고 있다.

즉, 학원 측면에서는 셔틀버스 운송비용이 부담되며 배차시스템이 번거롭고 학원운영자 측면에서 버스기사(운송업자)의 관리가 어렵고, 고객들로부터 버스 도착관련 문의전화로 인한 업무가 과부화되며, 안정사고 발생처리에 대한 리스크 부담이 크다는 문제점을 갖게 된다.

또한, 고객 측면에서는 낙후한 버스로 인한 불안감과 자녀의 버스탑승여부에 대한 불안감, 노선정보가 고정되어 있고 실시간 탑승자 인원정보를 알지 못해 빈자리가 있음에도 셔틀버스를 이용하지 못하는 문제점이 발생되며 도착예정시간과 현재 위치정보, 도착여부에 대한 정보를 알지 못해 안전에 대한 불안감이 존재한다는 문제점이 있다.

그리고, 지방자치단체 측면에서는 셔틀버스 증가로 인한 교통문제민원이 증가되고(즉, 도로변 주정차에 의한 문제, 도로 위 차량증가로 인한 교통체증문제), 불법 운영에 의한 세금 등 법률적 문제가 야기되는 문제점이 존재한다.

공개특허 제2013-0013258호 공개특허 제2012-0150516호 공개특허 제2007-0013739호 공개특허 제2004-077447호 공개특허 제2012-001070호 공개특허 제2003-0013791호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 배차요청정보에 기반하여 자동으로 정류장을 생성하고 운행차량 대수 각각에 대한 운행 영역을 분할하고 분할된 각각의 영역에 대하여 최적의 노선을 자동으로 생성하여 공유할 수 있는 차량 자동노선 생성 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 출발시각, 도착시각, 출발지위치, 목적지위치, 객체정보인 요청정보를 입력하는 다수의 클라이언트 단말과, 운영자 서버와, 차량단말이 연동되어 차량 운영정보를 공유하는 플랫폼에서 차량의 노선을 자동생성하기 위한 시스템으로서, 상기 클라이언트 단말 각각의 요청정보를 기반으로 차량이 정차하여 상기 객체를 로딩 또는 언로딩하는 노드를 생성하는 차량노드 생성부; 노드 사이의 경로와, 상기 노드 사이의 각 경로에 대한 운행시간을 취득하는 실운행데이터취득부; 및 상기 실운행데이터를 기반으로 상기 운행차량에 대한 노선을 자동생성하는 자동노선생성부;를 포함하고, 차량 자동노선 생성 시스템으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 실운행데이터취득부는, 시간대별 노드경로 각각에 대한 운행시간을 취득, 학습, 분류하여 시간행렬로 DB화하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 운행차량 대수를 산출하는 운행대수산출부; 및 상기 운행차량에 대한 최초출발위치 또는 최종목적지위치를 결정하는 출발목적지 위치결정부;를 포함하고, 상기 자동노선생성부는, 최초출발위치에서 모든 노드를 연결하고 최종목적위치로 도달하는 모든 경우의 수를 포함하는 후보노선생성부; 및 상기 후보노선 각각에 대하여 운행할 시간을 고려하여 상기 시간행렬에 기반하여 최소 운행시간을 갖는 후보노선을 최종노선으로 결정하는 최종노선결정부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 노드 각각에 대한 누적가중치를 산출하여 업데이트하는 노드가치산출부;를 더 포함하고, 상기 누적가중치는 휴리스틱 정보 및 페로몬 정보 중 적어도 어느 하나이고, 상기 최종노선결정부는, 상기 시간행렬에 기반하여 1차 최종노선군을 산출한 후, 상기 최종노선군 중 노드가치합이 최대인 노선을 최종노선으로 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 운행 가능 차량대수, 각 노드에서의 로딩 또는 언로딩 객체 총합, 허용가능 최대운행시간, 목적지와 각 노드 각각의 거리정보, 출발지와 각 노드 각각의 거리정보를 산출하는 전처리부; 상기 객체총합을 운행할 수 있는 최소 차량대수를 운행대수산출부; 상기 운행차량 대수 별로 운행 영역을 분할하는 영역분할부;를 더 포함하고, 상기 자동노선생성부는, 상기 영역분할부에서 분할된 각 영역에 포함된 최초출발위치에서 모든 노드를 연결하고 최종목적위치로 도달하는 모든 경우의 수를 포함하는 후보노선을 산출하고, 상기 후보노선 각각에 대하여 운행할 시간을 고려하여 상기 시간행렬에 기반하여 최소 운행시간을 갖는 후보노선을 최종노선으로 결정하고, 각 영역 별 최종노선의 운행시간이 설정된 편차를 초과하는 경우, 각 영역별 노드를 교환하여 설정된 편차 내로 각 영역 별 최종노선을 조정하는 영역별 노선조정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선 생성 시스템에 따르면, 다수의 배차요청정보에 기반하여 자동으로 정류장을 생성하고 운행차량 대수 각각에 대한 운행 영역을 분할하고 분할된 각각의 영역에 대하여 최적의 노선을 자동으로 생성하여 공유할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영플랫폼의 연동 구조,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운영자 서버의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영방법의 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정류장 생성 알고리즘의 모식도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정류장생성부의 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정류장 자동생성방법의 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영역 분할 과정의 블록도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 분할 생성 과정의 모식도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선 분할 생성방법의 흐름도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자동노선생성부의 구성도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자동노선생성방법의 흐름도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영플랫폼의 구성, 기능 및 그 운영방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영플랫폼에 대한 전체적인 구조 및 그 운영방법에 대해 설명하고, 노선을 자동생성하는 구체적인 방법과, 영역을 자동분할하는 구체적인 방법, 영역별 자동노선을 생성하는 구체적인 방법 각각을 설명하도록 한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영플랫폼의 연동 구조를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운영자 서버의 구성도를 도시한 것이다. 또한 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영방법의 흐름도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영플랫폼(100)은 전체적으로 복수의 클라이언트 단말(3)과, 복수의 차량단말(2), 운영자 서버(1)가 연동된 플랫폼 구조를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영플랫폼(100)은 출발시각, 도착시각, 출발지위치, 목적지위치, 객체 정보를 포함하는 요청정보를 입력하는 다수의 클라이언트 단말(3)과, 운영자 서버(1)와, 차량단말(2)이 연동되어 차량 운영정보를 공유한다.

본 발명은 차량을 통해 택배, 배송, 사용자 승하차 운영을 하기 위한 모든 실시예를 포함하는 개념이나, 이하에서는 복수의 운행버스를 통해 최종목적지를 학원으로 예를 들어, 등원을 하는 것을 구체적 실시예로서 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 운영자 서버(1)는 배차정보수집부(10), 차량노드생성부, 전처리부(30), 운행대수산출부(40), 위치결정부(50), 영역분할부(60), 자동노선생성부(70) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 차량노드의 개념은 차량이 정차되어 승하차 하거나 배송, 배달하는 것을 모두 포함하나 본 발명의 실시예에서는 정류장을 예를 들어 설명하도록 한다.

배차정보수집부(10)는 클라이언트 단말 각각의 배차요청정보를 수집하도록 구성된다.

그리고 정류장생성부(20)는 후에 구체적으로 설명할 것이나, 클라이언트 단말 각각의 배차요청정보의 출발지위치 각각을 클러스터링하여 정류장을 생성하도록 구성된다.

전처리부(30)는, 운행가능 차량대수, 각 정류장에서의 탑승자 총합, 허용가능 최대운행시간, 목적지와 각 정류장 각각의 거리정보를 산출하도록 구성도니다.

그리고 운행대수산출부(40)는 허용가능 최대운행시간 내에서 탑승자 총합을 운행할 수 있는 최소 차량대수를 운행차량대수로 산출하도록 구성된다.

위치결정부(50)는 후에 상세히 설명할 것이나, 운행차량 각각에 대한 최초출발위치를 결정한다.

영역분할부(60)는 후에 상세히 설명할 것이나, 운행차량 대수 별로 운행영역을 분할하도록 구성된다.

그리고 자동노선생선부(70)는 후에 상세히 설명할 것이나, 분할된 운행영역 마다 각 영역에서 최초출발위치에서 목적지까지 모든 정류장을 연결하는 우보노선을 산출하고, 후보노선 중 최소운행시간을 갖는 노선을 최적노선으로 생성하도록 구성왼다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선생성 운영플랫폼(100)을 통한 전체적인 운영방법에 대해 설명하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 운영자 서버의 배차요청정보수집부가 클라이언트 단말 각각의 배차요청정보를 수집하게 된다(S10).

그리고 장류장생성부가 클라이언트 단말 각각의 배차요청정보를 기반으로 배차요청정보의 출발지위치 각각을 클러스터링하여 정류장을 생성한다(S20).

그리고 운행 가능 차량대수, 각 정류장에서의 탑승자 총합, 허용가능 최대운행시간, 목적지와 각 정류장 각각의 거리정보를 산출한다(S30).

그리고 허용가능 최대 운행시간 내에서 탑승자 총합을 운행할 수 있는 최소 차량대수를 운행차량대수로 산출한다(S40).

그리고 운행차량 각각에 대한 최초출발위치를 결정한다(S50). 그리고 운행차량 대수 별로 운행 영역을 분할한다(S60).

그리고 자동노선생성부가 영역분할부에서 분할된 각 영역에 포함된 모든 정류장들을 최초출발지에서 목적지로 연결되는 후보노선을 산출하고, 그 후보노선 중 최소운행시간을 갖는 노선을 최적 노선으로 생성하게 된다(S70)

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 정류장 자동생성 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정류장 생성 알고리즘의 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정류장생성부의 구성도를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정류장 자동생성방법의 흐름도를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정류장생성부(20)는 정류장그룹생성부(21), 지도데이터형성부(22), 정류장후보군생성부(23), 최종정류장생성부(24, 최종노드생성부), 대기시간 산출부(25), 알림부(26) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

정류장그룹생성부(21)는, 배차요청정보의 출발지위치 각각을 클러스터링하여 군집화영역마다 노드그룹을 생성하도록 구성된다. 또한 군집화영역에서 배차요청정보 개수가 설정된 수요개수를 초과한 경우, 세부 군집화를 통해 정류장그룹을 분할하도록 구성된다. 이러한 정류장 그룹 마다 정류장을 결정하게 된다. 정류장 그룹의 개수는 정류장의 총개수에 해당한다.

지도데이터형성부(22)는 결정된 정류장그룹 영역에 대한 지도데이터에서 정차가 가능한 영역과 정차가 불가능한 영역을 구획한 지도데이터를 생성하게 된다.

예를 들어, 지도데이터에는 승차 불가능 영역(예: 안전 펜스(safety fence) 설치 영역, 주차 및 정차 금지 영역(예: 소방시설 주차 및 정차 금지 영역) 등) 및 승차 가능 영역(예: 안전 펜스와 같이 별도의 보호 장치가 설치되어 있지 않은 영역, 주차 및 정차 가능 영역 등)에 대한 정보를 포함한다.

정류장후보군생성부(23)는 정류장그룹 각각에 대하여 정류장 후보을 생성하도록 구성된다. 정류장후보군생성부(23)는 지도데이터와, 정류장그룹 내의 출발지위치를 기반으로 정류장 후보군을 생성하게 된다.

즉, 보다 구체적으로, 탑승자 각각의 출발위치를 클러스터링하여 거리상 중앙영역을 도출하고, 이러한 중앙영역에 존재하고 지도데이터의 탑승가능영역을 기반으로 정류장후보군 생성하게 된다.

그리고 최종정류장 결정부(24)는, 정류장 후보 각각에 대해 각 출발위치에서의 소요시간을 산출하여 편차가 최소화되는 지점을 최종 정류장으로 생성하게 된다. 즉, 정류장 후보 마다 각 출발위치에서 정류장까지의 소요시간을 산출하고, 소요시간의 편차가 최소가되는 정류장후보를 최종 정류장으로 산출하게 된다.

또한, 정류장 그룹 영역 내에 기존 정류장들이 존재하는 경우, 1차적으로 기존 정류장들을 정류장 후보군으로 산출하여 각 출발위치와 소요시간 편차를 계산하여, 최소의 소요시간 편차가 설정된 편차 이내이면 최소 소요시간 편차를 갖는 기존정류장을 최종노드로 산출할 수 있다. 모든 기존 정류장들이 설정된 편차를 초과하면 신규 정류장을 앞서 설명한 방법에 의해 산출할 수 있다.

그리고 대기시간 산출부(25)는 최종정류장 각각에 대하여 탑승자의 성질(성별, 나이, 건강, 장애인 여부 등)에 기반하여 대기 허용시간 산출할 수 있다.

그리고 알림부(26)는 각 출발위치와 결정된 최종 정류장까지의 경로와 소요시간을 클라이언트 단말(3)에 공유하고, 운행 시작 후, 출발시간과 현재 대기시간을 전송하도록 구성된다.

이하에서는 앞서 언급한 정류장생성부를 통한 정류장 자동생성 방법에 대해 설명하도록 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 배차요청정보의 출발지 위치 각각을 클러스터링하여 군집화영역 형성한다(S21).

그리고 군집화영역에서 배차요청정보 개수가 설정된 수요개수를 초과한 경우, 세부 군집화를 통해 분할하여, 최종 정류장 그룹 형성한다(S22).

그리고 정류장그룹 영역에서 정차 가능영역과 불가능한 영역이 구획된 지도데이터 생성한다(S23).

다음으로, 정류장그룹 영역 내의 각각의 출발지위치를 클러스터링하여 거리상 중앙영역을 도출하고 지도데이터에서 탑승가능영역을 기반으로 정류장 후보군 생성한다(S24).

그리고 정류장 후보중 각 출발지 위치에서의 소요시간을 산출하여 편차가 최소화되는 지점을 최종 정류장으로 산출한다(S25).

또한, 정류장 그룹 영역 내에 기존 정류장들이 존재하는 경우, 1차적으로 기존 정류장들을 정류장 후보군으로 산출하여 각 출발위치와 소요시간 편차를 계산하여, 최소의 소요시간 편차가 설정된 편차 이내이면 최소 소요시간 편차를 갖는 기존정류장을 최종노드로 산출할 수 있다. 그러나 모든 기존 정류장들이 설정된 편차를 초과하면 신규 정류장을 앞서 설명한 S23 내지 S25를 통해 산출할 수 있다.

그리고 출발지위치 각각에 대한 대기 허용시간을 산출한다(S26). 그리고 출발지 각각의 위치에서 정류장까지의 경로와 소요시간, 출발시간과 현재 대기시간을 클라이언트 단말에 실시간으로 전송한다(S27).

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선 분할생성에 대한 알고리즘을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영역 분할 과정의 블록도를 도시한 것이다. 그리고 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 분할 생성 과정의 모식도를 도시한 것이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량 자동노선 분할 생성방법의 흐름도를 도시한 것이다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 복수의 통학버스를 운영하는 경우, 복수의 출발지로부터 하나의 최종목적지를 향하게 되는 등원을 하는 상황을 예를 들어 설명하도록 한다.

앞서 언급한 바와 같이, 배차요청정보를 기반으로 정류장을 생성한 후에(S61), 전처리부(30)가 운행 가능 차량대수, 각 정류장에서의 탑승자 총합, 허용가능 최대운행시간, 최종목적지와 각 정류장 각각의 거리정보를 산출한다(S62).

그리고 운행대수산출부(40)가 탑승자 총합을 운행할 수 있는 최소 차량대수를 운행차량대수로 산출하게 된다(S63).

그리고 위치결정부(50)는 운행차량 각각에 대한 최초출발위치를 결정한다.

구체적으로, 도 8 첫번째 도시된 바와 같이, 운행차량이 3대로 결정된 경우, 최종목적지와 가장 먼저리의 정류장을 제1최초출발위치로 선정하고, 제1최초출발위치와 최종목적지를 반경으로 하는 가상원 설정한다(S64).

그리고 가상원을 운행차량의 개수로 등분 분할, 등분 분할영역 각각에서 가상원과 가장 근접한 정류장을 나머지 최초 출발위치로 결정한다(S65). 도 8의 두번째 도시된 바와 같이, 가상원에서 3개의 등분 분할영역을 설정하고, 이러한 등분 분할영역 각각에서 가상원과 가장 근접한 정류장을 제2최초출발위치, 제3최초출발위치로 결정하게 된다.

그리고 각각의 최초출발위치와 최종목적지를 잇는 가상선에서의 근접영역으로 영역을 분할한다(S66). 도 8의 세번째 도시된 바와 같이, 최종목적지와 제1, 제2, 제3최초출발위치 각각을 연결한 가상선을 기준으로 분할된 영역에서 중간에 해당하는 분할선으로 분할된 영역을 1차 분할영역으로 설정하게 된다.

그리고 이러한 1차 분할 영역 내의 정류자 수가 설정된 편차 이내 조건이 되도록 영역을 조정하여 분할영역 최종결정하게 된다(S67). 도 8 네번째 도시된 바와 같이, 1차 분할영역에서 정류장의 개수가 큰 영역에서 정류장이 다른 근접한 영역에 포함되도록 영역을 조정하여 분할영역을 설정함을 알 수 있다.

마지막으로 이러한 분할영역마다 최적 자동노선 생성하게 된다(S68).

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 자동노선생성 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자동노선생성부의 구성도를 도시한 것이다. 그리고 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자동노선생성방법의 흐름도를 도시한 것이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동노선생성부는, 실운행데이터취득부(71), 시간행렬 DB(72), 후보노선생성부(73), 노드가치산출부(74), 최종노선생성부(75), 영역별 노선조정부(76)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수있다.

실운행데이터취득부(71)는, 정류장 사이의 경로와, 정류장 사이의 각 경로에 대한 운행시간을 취득한다. 이러한 정보는 지속적으로 취득되어 빅데이터를 구성하게 된다.

또한, 시간행렬 DB는 시간대별 정류장 경로 각각에 대한 운행시간을 취득, 학습, 분류하여 시간행렬로 DB화하도록 구성된다.

그리고 후보노선생성부(73)는 최초출발위치에서 모든 노드를 연결하고 최종목적지로 도달하는 모든 경우의 수를 포함하는 후보노선생성하도록 구성된다. 영역분할부(60)에서 분할된 각 분할영역에 포함된 최초출발위치에서 모든 정류장을 연결하고 최종목적지로 도달하는 모든 경우의 수를 포함하는 후보노선을 각 분할 영역마다 산출하게 된다.

그리고, 최종노선결정부(76)는 기본적으로 후보노선 각각에 대하여 운행할 시간을 고려하여 시간행렬에 기반하여 최소 운행시간을 갖는 후보노선을 최종노선으로 결정한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 자동노선생성부(70)는, 정류장 각각에 대한 누적가중치를 산출하여 업데이트하는 노드가치산출부(74)를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 누적가중치는 휴리스틱 정보 및 페로몬 정보 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 페로몬양과 휴리스틱 정보는 과거부터 현재까지 그 정류장을 이용한 횟수에 비례하여 결정되며 계속적으로 노선이 생성되어 운행될 때마다 업데이트 되게 된다.

따라서 최종노선결정부(75)는, 시간행렬에 기반하여 1차 최종노선군을 산출한 후, 이러한 최종노선군 중 노드가치합이 최대인 노선을 최종노선으로 결정하게 된다.

그리고 각 분할 영역마다 최종노선이 결정된 경우, 영역별 노선조정부(76)는 각 분할영역 별 최종노선의 운행시간을 결정하여 비교한다. 이러한 각 분할 영역별 운행시간의 편차가 설정된 편차를 초과하는 경우, 각 영역별 정류장을 교환하여 설정된 편차 내로 각 분할영역 별 최종노선을 조정하게 된다.

이하에서는 앞서 언급한 자동노선생성부에 따른 자동노선생성방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 실운행데이터에서 정류장 사이 경로와 정류장 사이 각 경로에 대한 운행시간을 수집한다(S71)

그리고 시간대별 정류장 경로 각각에 대한 운행시간을 취득, 학습, 분류하여 시간행렬 DB화하게 된다(S72).

그리고 분할영역마다 최초출발위치에서 모든 정류장을 연결하여 최종목적지로 도달하는 모든 경우의 수를 후보노선으로 산출한다(S73).

그리고 정류장 각각에 대한 누적가중치를 산출, 업데이트 한다(S74).

그리고 후보노선 각각에 대해 시간 행렬을 기반으로 1차 최종노선군 산출한다(S75).

그리고 1차 죄종노선군 중 노드 가치합이 최대인 노선을 최종노선으로 결정하게 된다(S76).

그리고 마지막으로, 각 분할영역 별 최종노선의 운행시간이 설정된 편차를 초과하는 경우, 설정된 편차 이내가 되도록 각 분할영역별 정류장을 교환한다(S77).

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:운영자서버
2:차량단말
3:클라이언트단말
10:배차정보수집부
20:정류장생성부
21:정류장그룹생성부
22:지도데이터형성부
23:정류장 후보군생성부
24:최종노드 생성부
25:대기시간산출부
26:알림부
30:전처리부
40:운행대수산출부
50:위치결정부
60:영역분할부
70:자동노선생성부
71:실운행데이터 취득부
72:시간행렬 DB
73:후보노선생성부
74:노드가치산출부
75:최종노선생성부
76:영역별 노선조정부
100:차량 자동노선생성 운영플랫폼

Claims (5)

1. 출발시각, 도착시각, 출발지위치, 목적지위치, 객체정보인 요청정보를 입력하는 다수의 클라이언트 단말과, 운영자 서버와, 차량단말이 연동되어 차량 운영정보를 공유하는 플랫폼에서 차량의 노선을 자동생성하기 위한 시스템으로서,
   상기 클라이언트 단말 각각의 요청정보를 기반으로 차량이 정차하여 상기 객체를 로딩 또는 언로딩하는 노드를 생성하는 차량노드 생성부;
   노드 사이의 경로와, 상기 노드 사이의 각 경로에 대한 운행시간을 취득하는 실운행데이터취득부; 및
   상기 실운행데이터를 기반으로 상기 운행차량에 대한 노선을 자동생성하는 자동노선생성부;를 포함하고, 차량 자동노선 생성 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 실운행데이터취득부는, 시간대별 노드경로 각각에 대한 운행시간을 취득, 학습, 분류하여 시간행렬로 DB화하는, 차량 자동노선 생성 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   운행차량 대수를 산출하는 운행대수산출부; 및
   상기 운행차량에 대한 최초출발위치 또는 최종목적지위치를 결정하는 출발목적지 위치결정부;를 포함하고,
   상기 자동노선생성부는,
   최초출발위치에서 모든 노드를 연결하고 최종목적위치로 도달하는 모든 경우의 수를 포함하는 후보노선생성부; 및
   상기 후보노선 각각에 대하여 운행할 시간을 고려하여 상기 시간행렬에 기반하여 최소 운행시간을 갖는 후보노선을 최종노선으로 결정하는 최종노선결정부;를 포함하는, 차량 자동노선 생성 시스템.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 노드 각각에 대한 누적가중치를 산출하여 업데이트하는 노드가치산출부;를 더 포함하고,
   상기 누적가중치는 휴리스틱 정보 및 페로몬 정보 중 적어도 어느 하나이고,
   상기 최종노선결정부는, 상기 시간행렬에 기반하여 1차 최종노선군을 산출한 후, 상기 최종노선군 중 노드가치합이 최대인 노선을 최종노선으로 결정하는, 차량 자동노선 생성 시스템.
   
5. 제 3항에 있어서,
   운행 가능 차량대수, 각 노드에서의 로딩 또는 언로딩 객체 총합, 허용가능 최대운행시간, 목적지와 각 노드 각각의 거리정보, 출발지와 각 노드 각각의 거리정보를 산출하는 전처리부; 상기 객체총합을 운행할 수 있는 최소 차량대수를 운행대수산출부; 상기 운행차량 대수 별로 운행 영역을 분할하는 영역분할부;를 더 포함하고,
   상기 자동노선생성부는, 상기 영역분할부에서 분할된 각 영역에 포함된 최초출발위치에서 모든 노드를 연결하고 최종목적위치로 도달하는 모든 경우의 수를 포함하는 후보노선을 산출하고, 상기 후보노선 각각에 대하여 운행할 시간을 고려하여 상기 시간행렬에 기반하여 최소 운행시간을 갖는 후보노선을 최종노선으로 결정하고,
   각 영역 별 최종노선의 운행시간이 설정된 편차를 초과하는 경우, 각 영역별 노드를 교환하여 설정된 편차 내로 각 영역 별 최종노선을 조정하는 영역별 노선조정부;를 더 포함하는, 차량 자동노선 생성 시스템.