WO2016190471A1 - 엘티이(lte) 및 지피에스(gps) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템 - Google Patents

엘티이(lte) 및 지피에스(gps) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템 Download PDF

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WO2016190471A1
WO2016190471A1 PCT/KR2015/005406 KR2015005406W WO2016190471A1 WO 2016190471 A1 WO2016190471 A1 WO 2016190471A1 KR 2015005406 W KR2015005406 W KR 2015005406W WO 2016190471 A1 WO2016190471 A1 WO 2016190471A1
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WO
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bus
data
information
terminal
gps
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PCT/KR2015/005406
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Inventor
김종진
이동훈
김희수
노진경
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주식회사 프랭클린테크놀로지
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/02—Details of the space or ground control segments
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry

Definitions

  • the present invention relates to a real-time bus operation management system using LTE and GPS technology, and more specifically, to intuitively provide real-time information for managing bus operations more precisely, and to all bus passengers.
  • the present invention relates to a real-time bus operation management system using LTE and GPS technologies that can provide data services.
  • Buses which are public transportation, had a large number of passengers even in the early 1990s, but with the increase of national income and the rapid increase in the supply of private cars, the number of passengers using the buses dropped sharply. For this reason, bus companies have appealed for deficits and rely on government subsidies.
  • the Bus Information System (BIS) a part of the state-of-the-art public transport system included in the Intelligent Transport System (ITS), which is being promoted at the national level, provides route information, transfer information, public transportation information, and bus information. It provides the scheduled arrival time in real time, and the transportation company collects real-time driving information such as bus position, arranges the vehicle, and manages the driver. Building.
  • BIOS Bus Information System
  • ITS Intelligent Transport System
  • the manager of the transportation company managing the bus operation is inconvenient to talk directly with the bus driver to check the real-time location of the bus.
  • the manager of a transport company on a wide-area bus could not intuitively see exactly where the bus was located between the stops.
  • the present invention has been proposed in the above-described background, and an object of the present invention is to provide an intuitive and real-time information for managing bus operations more accurately, and to provide Wi-Fi data service to all bus passengers (LTE). And real-time bus operation management system using GPS technology.
  • the present invention has been proposed in the above-described background, and a real-time bus operation management system using LTE and GPS technologies according to an aspect of the present invention receives a GPS signal from a GPS satellite.
  • Wi-Fi data service is provided to passenger terminals via Wi-Fi wireless network, and Wi-Fi data including GPS data and passenger terminal information is provided through LTE wireless network.
  • Fi a bus terminal for transmitting data service request information;
  • It is connected to the bus terminal through the LTE wireless communication network and is always connected to the manager terminal through the Internet communication network, receives and stores GPS data from the bus terminal and inputs real-time bus data request information from the manager terminal.
  • the GPS data and the geospatial data to determine the operating route of the requested bus and includes the information control device for generating the GPS and the bus-related data of the requested bus to provide to the administrator terminal.
  • the Wi-Fi data service request information including the passenger terminal information is input from the bus terminal, whether the Wi-Fi data service is available using the passenger terminal information. If the authentication result is positive, the Wi-Fi data service user information including the passenger terminal information is stored, and the Wi-Fi data service is provided to the passenger terminal.
  • the information control device receives and stores the Wi-Fi data service time limit and the limited capacity information from the administrator terminal and stores the Wi-Fi data service time limit and the limited capacity information. Characterized in that the transmission to the terminal.
  • the bus terminal checks the maximum number of users allowed to use the Wi-Fi data service, and if the maximum number of persons has already been reached, the passenger terminal requesting the Wi-Fi data service. It is characterized by refusing to provide Wi-Fi data service.
  • the real-time bus operation management system using the LTE and GPS technology has the following effects.
  • the information control device receives and stores GPS data from each bus terminal, and uses the GPS data and the geographic information database to determine the operating route of the requested bus, and then the GPS of the requested bus.
  • the manager terminal By generating GPS) and bus-related data to the manager terminal, the manager can intuitively and real-time check the information for bus operation management.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram for schematically illustrating a real-time bus operation management system using LTE and GPS technologies according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a bus terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of an information control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 4 to 5 are exemplary views for explaining the operation of the real-time bus operation management system according to the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary view for explaining the operation of the information control apparatus according to the present invention.
  • Real-time bus operation management system using LTE and GPS technology is largely implemented by including a bus terminal 20 and the information control device 30 .
  • the bus terminal 20 receives a GPS signal from a plurality of GPS satellites 1.
  • the bus terminal 20 provides Wi-Fi data service to the passenger terminals 4 and 5 through the Wi-Fi wireless communication network 2.
  • the bus terminal 20 transmits the Wi-Fi data service request information including the GPS data and the passenger terminal information to the information control apparatus 30 through the LTE wireless communication network 3. .
  • the information control device 30 is connected to the bus terminal 20 through an LTE wireless communication network 3.
  • the information control device 30 is always connected to the manager terminals 6 and 7 via, for example, an internet communication network.
  • the information control device 30 receives and stores GPS data from the bus terminal 20.
  • the information control apparatus 30 grasps the service route of the requested bus using GPS data and the geographic information data, and then the GPS of the requested bus. (GPS) and bus-related data are generated and provided to the manager terminals 6 and 7.
  • the information control apparatus 30 authenticates whether the Wi-Fi data service is available using the passenger terminal information. If the authentication result is affirmative, Wi-Fi data service user information including passenger terminal information is stored and the Wi-Fi data service is provided to the passenger terminal.
  • a plurality of GPS satellites 1 are designed such that 24 satellites are distributed on six orbits, circling the orbit twice per star day at an altitude of about 20,183 km. Each GPS satellite passes through a point on the ground once a day, and the GPS trajectory is arranged to observe at least six GPS satellites from most locations on the ground.
  • the plurality of GPS satellites 10 generates an error due to the influence of a satellite clock, an orbit, an ionosphere, a convection layer, and a multipath.
  • Wi-Fi wireless network (2) supports IEEE 802.11-based wireless LAN connection, device-to-device connection (Wi-Fi P2P), PAN / LAN / WAN configuration.
  • Wi-Fi P2P device-to-device connection
  • Wi-Fi P2P device-to-device connection
  • Wi-Fi P2P device-to-device connection
  • Wi-Fi P2P PAN / LAN / WAN configuration
  • Wi-Fi wireless network (2) is basically an access point (AP) that functions to transfer data to the Internet network and a passenger terminal (4, 5), such as a laptop or smartphone with a wireless LAN card and device drivers installed Support communication between
  • LTE wireless communication network (3) is an ALL-IP based network that excludes existing circuit-switched based communication, and enhances QoS management to provide real-time services (eg, voice communication, video communication). ) And non-real-time services (e.g., web browsing, store and forward data transfer).
  • real-time services e.g., voice communication, video communication
  • non-real-time services e.g., web browsing, store and forward data transfer.
  • MIMO smart antenna technology
  • the LTE wireless network 3 supports up to 100 MHz of broadband, and for this purpose, carrier aggregation or bandwidth aggregation technology using multiple frequency blocks to achieve broadband is achieved. use.
  • the manager terminals 6 and 7 are implemented as display devices capable of wired or wireless Internet connection such as smart phones, desktops, and laptops.
  • the manager terminals 6 and 7 may request the information control device 30 for driving related data of the bus on which the bus terminal 20 is mounted.
  • the manager terminals 6 and 7 serve to control the Wi-Fi data service provided to the passenger terminals 4 and 5 carried by the passengers on board the bus.
  • the bus terminal 20 stores a GPS receiver 21, an LTE communication unit 22, a Wi-Fi communication unit 23, and an execution program and data.
  • the storage unit 24 and the control unit 25 for loading the execution program to control the overall configuration.
  • the storage unit 24 includes GPS data, bus service route information, advertisement information, maximum number of persons allowed to use Wi-Fi data service, and Wi-Fi data service. Stores time limit and limit capacity information.
  • the controller 25 controls the entire system and is implemented by including a GPS information processor 251, a user information processor 252, and an Internet service processor 253.
  • the GPS information processor 251 receives and stores GPS data from the GPS receiver 21 and transmits the GPS data to the information control apparatus every time using an LTE wireless communication network.
  • the user information processing unit 252 generates Wi-Fi data service request information including passenger terminal information and transmits the generated information to the information control apparatus.
  • the user information processing unit 252 stores the corresponding passenger terminal information in the storage unit 24 when authentication is approved by the information control device. If the authentication failure information is input from the information control device, the user information processing unit 252 refuses to provide the Wi-Fi data service to the passenger terminal requesting the Wi-Fi data service.
  • the user information processing unit 252 checks the maximum allowable number of users who can use the Wi-Fi data service, and if the maximum number of persons has already been reached, the user information processing unit 252 sends a request to the passenger terminal requesting the Wi-Fi data service. Refuse to provide Wi-Fi data service.
  • the Internet service processor 253 When the Wi-Fi data service access information is input from the passenger terminal, the Internet service processor 253 provides the passenger terminal information to the user information processor 252, and the Wi-Fi data is transmitted from the user information processor 252. Fi) When Wi-Fi data service permission information is input to the passenger terminal requesting the data service, Wi-Fi data service is provided to the corresponding passenger terminal.
  • the internet service processing unit 253 can be connected to several passenger terminals 4 and 5 simultaneously.
  • the Internet service processing unit 253 stores the Wi-Fi data service time limit and the limited capacity information stored in the storage unit 24 and the Wi-Fi data service time and capacity information used by the passenger terminal every predetermined time. Compare. If the passenger terminal exceeds the Wi-Fi data service time limit and the limited capacity stored in the storage unit 24, the Internet service processing unit 253 refuses to provide Wi-Fi data service to the corresponding passenger terminal. do.
  • the information control apparatus 30 is configured by loading the communication unit 31, the storage unit 32 for storing the execution program and data, and the execution program.
  • the control unit 33 for controlling the.
  • the communication unit 31 is embodied as a communication modem capable of transmitting and receiving signals with an LTI wireless communication network and a wired Internet network.
  • the storage unit 32 includes a geographic information database 321, a bus information database 322, and a user information database 323.
  • the control unit 33 controls the entire system and is implemented by including a bus information processing unit 331, a user information processing unit 332, and an administrator interface unit 333.
  • the bus information processing unit 331 includes a bus information collection unit 3311 which receives GPS data from the bus terminal (reference numeral 20 of FIG. 2) through the communication unit 31, and real-time bus data request information from the manager terminal.
  • the map matching processing unit 3312 provides a manager terminal by generating a GPS and bus-related data of the requested bus after identifying a driving route of the requested bus using the GPS data and the geographic information data. It includes.
  • the user information processing unit 332 uses Wi-Fi data using the passenger terminal information. It verifies that the service is available and, if affirmative, permits the provision of Wi-Fi data service to the passenger terminal.
  • the user information processing unit 332 is implemented to include a user information collection unit 3321 for storing the authenticated passenger terminal information in the storage unit 32.
  • the manager interface unit 333 receives data from the manager terminal and transmits the data to the bus terminal (reference numeral 20 of FIG. 2). For example, the manager interface 333 receives and stores Wi-Fi data service timeout and limited capacity information from the manager terminal, and stores the Wi-Fi data service timeout and limited capacity information in a bus terminal. To send.
  • 4 to 5 are exemplary views for explaining the operation of the real-time bus operation management system according to the present invention.
  • Figure 4 is a process of processing the GPS data
  • the bus terminal receives the GPS data from the GPS satellites (S41) and stores (S42), and transmits the GPS data to the information control device every predetermined time (S43).
  • the information control device stores the GPS data at regular intervals through the verification and processing (S44).
  • the information control apparatus checks the bus position data using the bus information database, processes the correlated error calculation (S45), searches for a location on the road close to the current position (S46), and then determines the exact final position of the bus. (S47).
  • the information control apparatus stores the final position data of the bus in the bus information database and uses it for the next position information processing and position information tracking.
  • the bus terminal recognizes this as a Wi-Fi data service request when the passenger terminal accesses the Wi-Fi data service to use the Internet service.
  • the bus terminal checks the maximum number of users allowed to use the Wi-Fi data service (S52), and if the maximum number of people has already been reached, the bus terminal refuses to provide the Wi-Fi data service. If the maximum allowable number of persons is not reached, a user authentication request including passenger terminal information is requested to the information control device (S53).
  • the information control device authenticates whether the Wi-Fi data service is available using the passenger terminal information. For example, the information control device authenticates whether the corresponding passenger terminal is available for Wi-Fi data service by checking whether the passenger terminal has already used the time or capacity for using the Wi-Fi data service.
  • the Wi-Fi data service user information including the passenger terminal information is stored (S54) and the Wi-Fi data service is provided to the passenger terminal (S55).
  • the information control device refuses to provide the Wi-Fi data service if the authentication result fails.
  • FIG. 6 is an exemplary view for explaining the operation of the information control apparatus according to the present invention.
  • the information control device periodically collects GPS and bus-related data from each bus terminal and stores GPS and bus-related data at regular intervals (S61). This operation is repeated repeatedly to generate the correct bus position information and store it in the bus information database.
  • the information control device receives a real-time bus data request from the administrator terminal (S62)
  • the GPS information and the geographic information data of the current bus are retrieved (S63)
  • the error is calculated (S64)
  • the operation of the requested bus is performed.
  • the GPS information of the requested bus and the bus-related data are processed to provide real time data to the manager (S66).

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Abstract

본 발명에 따른 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템은 지피에스(GPS) 위성으로부터 지피에스(GPS) 신호를 수신하고 와이파이(Wi-Fi) 무선통신망을 통해 승객 단말기로 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 제공하며 엘티이(LTE) 무선통신망을 통해 지피에스(GPS) 데이터와 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보를 송신하는 버스 단말기; 및 버스 단말기와 엘티이(LTE) 무선통신망을 통해 연결되고 인터넷 통신망을 통해 관리자 단말기와 항시 연결되어 있어, 버스 단말기로부터 지피에스(GPS) 데이터를 수신하여 저장하고 관리자 단말기로부터 실시간 버스 데이터 요청정보가 입력되면 지피에스(GPS) 데이터와 지리정보 데이터를 이용하여 해당 요청된 버스의 운행 노선을 파악한 후 요청된 버스의 지피에스(GPS) 및 버스 관련 데이터를 생성하여 관리자 단말기로 제공하는 정보 관제 장치를 포함한다.

Description

엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템
본 발명은 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 정확하게 버스 운행 관리를 위한 정보를 직관적으로 실시간 제공하며, 모든 버스 승객들에게 와이파이 데이터 서비스를 제공할 수 있는 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대중교통수단은 광역시 이상의 지역을 제외하면 대부분의 지역에서는 버스와 택시가 유일하다고 할 것이다. 대중교통수단인 버스는 90년대 초반까지만 하더라도 이를 이용하는 승객의 수가 많았으나, 국민소득의 향상과 더불어 자가용의 보급이 급격히 증가하면서 상대적으로 버스를 이용하는 승객이 급감하게 되었다. 이러한 이유로 버스업체는 적자를 호소하며 정부의 지원금에 의존하고 있는 실정이다.
이에 따라 국가적인 차원에서 추진하고 있는 지능형 교통 시스템(ITS : Intelligent Transport System)에 포함되는 첨단대중교통시스템의 일환인 버스정보시스템(BIS : Bus Infotmation System)은 노선정보, 환승정보, 대중교통안내, 버스도착예정시간 등을 실시간으로 제공하며, 운수회사는 버스 위치등의 실시간 운행정보를 수집, 차량 배차 및 운전자 관리를 할 수 있어 대중교통서비스 수준의 질적 향상을 이룰 수 있는 선진국형 대중교통정보시스템을 구축하고 있다.
그러나, 버스 운행을 관리하는 운수회사의 관리자는 버스의 실시간 위치를 확인하기 위해 버스 운전자와 직접 통화를 해야하는 불편함이 있다. 예를 들어, 광역버스의 운수회사 관리자는 정거장과 정거장 사이에 버스가 정확히 어느 지점에 위치하고 있는지를 직관적으로 확인할 수 없었다.
한편, 현재 버스 안에는 와이파이 데이터를 제공하는 무선 액세스 포인트를 설치되어 있으나, 동시에 접속하는 사용자의 수가 많은 경우 데이터 트래픽 증가로 인해 원활한 와이파이 데이터 서비스가 이루어지지 않는 시간대가 종종 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 보다 정확하게 버스 운행 관리를 위한 정보를 직관적으로 실시간 제공하며, 모든 버스 승객들에게 와이파이 데이터 서비스를 제공할 수 있는 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 일 양상에 따른 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템은 지피에스(GPS) 위성으로부터 지피에스(GPS) 신호를 수신하고 와이파이(Wi-Fi) 무선통신망을 통해 승객 단말기로 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 제공하며 엘티이(LTE) 무선통신망을 통해 지피에스(GPS) 데이터와 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보를 송신하는 버스 단말기; 및
상기 버스 단말기와 엘티이(LTE) 무선통신망을 통해 연결되고 인터넷 통신망을 통해 관리자 단말기와 항시 연결되어 있어, 버스 단말기로부터 지피에스(GPS) 데이터를 수신하여 저장하고 관리자 단말기로부터 실시간 버스 데이터 요청정보가 입력되면 지피에스(GPS) 데이터와 지리정보 데이터를 이용하여 해당 요청된 버스의 운행 노선을 파악한 후 요청된 버스의 지피에스(GPS) 및 버스 관련 데이터를 생성하여 관리자 단말기로 제공하는 정보 관제 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 정보 관제 장치는 버스 단말기로부터 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보가 입력되면 승객 단말기 정보를 이용하여 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용 가능한지 인증하고, 인증결과 긍정이면 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용자 정보를 저장하고 승객 단말기로 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 허락하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 정보 관제 장치는 관리자 단말기로부터 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보를 수신하여 저장하며 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보를 버스 단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 버스 단말기는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 사용할 수 있는 최대 접속 허용 인원을 체크하여 이미 최대 인원에 도달한 상태라면 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 요청한 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 거부하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 본 발명의 일 양상에 따른 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템은, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 정보 관제 장치가 각 버스 단말기로부터 지피에스(GPS) 데이터를 입력받아 저장하고, 이러한 지피에스(GPS) 데이터와 지리정보 데이터베이스르 이용하여 해당 요청된 버스의 운행 노선을 파악한 후 요청된 버스의 지피에스(GPS) 및 버스 관련 데이터를 생성하여 관리자 단말기로 제공함으로써, 관리자는 버스 운행 관리를 위한 정보를 직관적으로 또한 실시간 확인할 수 있다.
둘째, 와이파이 데이터 서비스 제공을 위한 무선 액세스 포인트와 와이파이 데이터 서비스 연결 로직을 구현함으로써, 다수의 버스 승객들 모두에게 와이파이 데이터 서비스를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 버스 단말기의 구성 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 정보 관제 장치의 구성 블록도이다.
도 4 내지 도 5 는 본 발명에 따른 실시간 버스 운행 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 정보 관제 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
이하 본 명세서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 상용망 기반의 항만 운영 관리시스템에 대하여 상세히 기술하기로 한다.
본 발명에 따른 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템은, 도 1 에 도시한 바와 같이, 크게 버스 단말기(20)와 정보 관제 장치(30)를 포함하여 구현된다.
버스 단말기(20)는 복수개의 지피에스(GPS) 위성(1)으로부터 지피에스(GPS) 신호를 수신한다. 버스 단말기(20)는 와이파이(Wi-Fi) 무선통신망(2)을 통해 승객 단말기(4, 5)로 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 제공한다. 버스 단말기(20)는 엘티이(LTE) 무선통신망(3)을 통해 지피에스(GPS) 데이터와 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보를 정보 관제 장치(30)로 송신한다.
정보 관제 장치(30)는 버스 단말기(20)와 엘티이(LTE) 무선 통신망(3)을 통해 연결된다. 정보 관제 장치(30)는 예를 들어 인터넷 통신망을 통해 관리자 단말기(6, 7)와 항시 연결된다. 정보 관제 장치(30)는 버스 단말기(20)로부터 지피에스(GPS) 데이터를 수신하여 저장한다. 정보 관제 장치(30)는 관리자 단말기(6, 7)로부터 실시간 버스 데이터 요청정보가 입력되면 지피에스(GPS) 데이터와 지리정보 데이터를 이용하여 해당 요청된 버스의 운행 노선을 파악한 후 요청된 버스의 지피에스(GPS) 및 버스 관련 데이터를 생성하여 관리자 단말기(6, 7)로 제공한다.
정보 관제 장치(30)는 버스 단말기(20)로부터 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보가 입력되면 승객 단말기 정보를 이용하여 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용 가능한지 인증하고, 인증결과 긍정이면 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용자 정보를 저장하고 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 허락한다.
복수개의 지피에스(GPS) 위성(1)은 24개의 인공위성이 여섯 개의 궤도면 상에 분포하도록 설계되어, 약 20,183 km의 고도에서 항성일마다 궤도를 두 번 일주한다. 각각의 GPS 위성은 지상의 한 점을 하루에 한 번 통과하게 되며, GPS 궤도는 지상의 대부분 위치에서 최소한 여섯 개의 GPS 위성을 관측할 수 있도록 배열되어 있다. 복수개의 GPS 위성(10)은 위성시계, 궤도, 전리층, 대류층, 다중경로 등의 영향으로 오차가 발생한다.
와이파이(Wi-Fi) 무선통신망(2)은 IEEE 802.11 기반의 무선랜 연결과 장치 간 연결(와이파이 P2P), PAN/LAN/WAN 구성 등을 지원한다. 와이파이(Wi-Fi)를 이용하려면 단말에 연결하기 위한 하드웨어(무선 랜카드)가 있어야 하며, 운영 체제에서 해당 무선랜카드를 인식할 수 있는 장치 드라이버가 설치되어야 한다. 와이파이(Wi-Fi) 무선통신망(2)은 기본적으로 인터넷 통신망에 데이터를 전달해 주는 기능을 하는 AP(액세스 포인트)와 무선 랜카드와 장치 드라이버가 설치된 노트북이나 스마트폰과 같은 승객 단말기(4, 5) 간의 통신을 지원한다.
엘티이(LTE) 무선 통신망(3)은 기존의 회선 교환(Circuit-Switched) 기반의 통신을 배제한 ALL-IP 기반의 네트워크로 QoS 관리 기능을 강화하여 실시간 서비스(예를 들어, 음성통신, 화상통신) 및 비 실시간 서비스(예를 들어, 웹브라우징, Store and Forward 데이터 전송)에 대해 차별된 QoS를 제공한다. 또한, 스마트 안테나 기술(예를들어, MIMO)을 도입함으로써 무선통신을 위한 bandwidth를 확장하여 제공하고 있다. 엘티이(LTE) 무선 통신망(3)은 최대 100MHz의 광대역을 지원하며, 이를 위해 복수의 주파수 블록을 사용하여 광대역을 달성하는 캐리어 어그리게이션 또는 대역폭 어그리게이션(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다.
관리자 단말기(6, 7)는 스마트 폰, 데스트 탑, 노트북과 같이 유선 또는 무선 인터넷 연결이 가능한 디스플레이 장치로 구현된다. 관리자 단말기(6, 7)는 버스 단말기(20)가 장착된 버스의 운행 관련 데이터를 정보 관제 장치(30)에 요청할 수 있다. 또한, 관리자 단말기(6, 7)는 승객들에게 와이파이 데이터 서비스를 제공 버스에 탑승한 승객이 소지한 승객 단말기(4, 5)에게 제공하는 와이파이 데이터 서비스를 제어하는 역할을 수행한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 버스 단말기(20)는 도 2에 도시한 바와 같이, GPS 수신부(21), LTE 통신부(22), Wi-Fi 통신부(23), 실행 프로그램과 데이터를 저장하는 저장부(24), 및 실행 프로그램을 로딩하여 전체 구성을 제어하는 제어부(25)를 포함한다.
저장부(24)는 지피에스(GPS) 데이터와, 버스 운행 노선 정보와, 광고정보와, 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 사용할 수 있는 최대 접속 허용 인원정보와, 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보를 저장한다. 제어부(25)는 전체 시스템을 제어하는 것으로, GPS 정보처리부(251)와, 사용자 정보 처리부(252)와, 인터넷 서비스 처리부(253)를 포함하여 구현된다.
GPS 정보처리부(251)는 GPS 수신부(21)로부터 지피에스(GPS) 데이터를 입력 받아 저장하며, 일정 시간마다 엘티이 무선 통신망을 이용하여 정보 관제 장치로 송신한다.
사용자 정보 처리부(252)는 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보를 생성하여 정보 관제 장치로 송신한다. 사용자 정보 처리부(252)는 정보 관제 장치로부터 인증 승인되면 해당 승객 단말기 정보를 저장부(24)에 저장한다. 사용자 정보 처리부(252)는 정보 관제 장치로부터 인증 실패 정보가 입력되면 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 요청한 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 거부한다.
사용자 정보 처리부(252)는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 사용할 수 있는 최대 접속 허용 인원을 체크하여, 이미 최대 인원에 도달한 상태라면, 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 요청한 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 거부한다.
인터넷 서비스 처리부(253)는 승객 단말기로부터 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 접속정보가 입력되면, 이를 승객 단말기 정보를 사용자 정보 처리부(252)로 제공하며, 사용자 정보 처리부(252)로부터 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 요청한 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공 허락정보가 입력되면 해당 승객 단말기로 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 제공한다. 인터넷 서비스 처리부(253)는 여러 대의 승객 단말기(4, 5)와 동시에 접속이 가능하다.
인터넷 서비스 처리부(253)는 일정 시간마다 저장부(24)에 저장된 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보와, 승객 단말기가 사용한 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 시간 및 용량 정보를 비교한다. 인터넷 서비스 처리부(253)는 승객 단말기가 저장부(24)에 저장된 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량을 초과하는 경우 해당 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 거부한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 정보 관제 장치(30)는 도 3에 도시한 바와 같이, 통신부(31), 실행 프로그램과 데이터를 저장하는 저장부(32), 및 실행 프로그램을 로딩하여 전체 구성을 제어하는 제어부(33)를 포함한다.
통신부(31)는 엘티이 무선통신망, 유선 인터넷망과 신호를 송수신할 수 있는 통신모뎀으로 구현된다. 저장부(32)는 지리정보 데이터베이스(321), 버스정보 데이터베이스(322), 사용자 정보 데이터베이스(323)를 포함한다. 제어부(33)는 전체 시스템을 제어하는 것으로, 버스 정보처리부(331)와, 사용자 정보 처리부(332)와, 관리자 인터페이스부(333)를 포함하여 구현된다.
버스 정보처리부(331)는 통신부(31)를 통해 버스 단말기(도 2의 도면부호 20)로부터 지피에스(GPS) 데이터를 수신하는 버스정보 수집부(3311)와, 관리자 단말기로부터 실시간 버스 데이터 요청정보가 입력되면 지피에스(GPS) 데이터와 지리정보 데이터를 이용하여 해당 요청된 버스의 운행 노선을 파악한 후 요청된 버스의 지피에스(GPS) 및 버스 관련 데이터를 생성하여 관리자 단말기로 제공하는 맵 매칭 처리부(3312)를 포함한다.
사용자 정보 처리부(332)는 버스 단말기(도 2의 도면부호 20)로부터 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보가 입력되면 승객 단말기 정보를 이용하여 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용 가능한지 인증하고, 인증결과 긍정이면 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 허락한다. 사용자 정보 처리부(332)는 인증된 승객 단말기 정보를 저장부(32)에 저장하는 사용자정보 수집부(3321)를 포함하여 구현된다.
관리자 인터페이스부(333)는 관리자 단말기로부터 데이터를 입력받아 버스 단말기(도 2의 도면부호 20)로 전송한다. 일례로, 관리자 인터페이스부(333)는 관리자 단말기로부터 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보를 수신하여 저장하며, 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보를 버스 단말기로 전송한다.
도 4 내지 도 5 는 본 발명에 따른 실시간 버스 운행 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 4는 GPS 데이터의 처리 과정으로서, 버스 단말기는 GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하여(S41) 저장하고(S42), 일정 시간마다 GPS 데이터를 정보 관제 장치로 전송한다(S43). 정보 관제 장치는 확인 및 처리 과정을 통해 일정 주기로 GPS 데이터를 저장하게 된다(S44). 이후 정보 관제 장치는 버스정보 데이터베이스를 이용하여 버스 위치 데이터를 확인하고 상관된 오차 계산을 처리하고(S45) 현 위치와 근접한 도로상의 위치를 검색한 후(S46), 정확한 버스의 최종 위치를 판단한다(S47). 정보 관제 장치는 버스의 최종 위치 데이터를 버스정보 데이터베이스에 저장하여 다음 위치 정보 처리 및 위치 정보 추적에 사용한다.
도 5 는 인터넷 서비스 제공을 위한 사용자 인증 및 관리 등의 와이파이 데이터 서비스 제공에 관한 과정으로서, 버스 단말기는 승객 단말기가 인터넷 서비스를 이용하기 위해 와이파이 데이터 서비스에 접속하게 되면, 이를 와이파이 데이터 서비스 요청으로 인식한다(S51). 버스 단말기는 와이파이 데이터 서비스를 사용할 수 있는 최대 접속 허용 인원을 체크하여(S52), 이미 최대 인원에 도달한 상태라면 해당 사용자의 와이파이 데이터 서비스 제공을 거부하게 된다. 최대 허용 인원에 도달하지 않았다면 정보 관제 장치로 승객 단말기 정보를 포함하는 사용자 인증을 요청한다(S53).
정보 관제 장치는 버스 단말기로부터 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보가 입력되면 상기 승객 단말기 정보를 이용하여 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용 가능한지 인증한다. 예를 들어, 정보 관제 장치는 승객 단말기가 이미 와이파이 데이터 서비스를 이용할 수 있는 시간 또는 용량을 사용하였는지를 확인하는 동작을 통해 해당 승객 단말기가 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용 가능한지 인증한다.
정보 관제 장치는 인증결과 긍정이면 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용자 정보를 저장하고(S54) 상기 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 제공을 허락한다(S55). 반대로, 정보 관제 장치는 인증결과 실패이면 와이파아 데이터 서비스 제공을 거부한다.
도 6 은 본 발명에 따른 정보 관제 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
정보 관제 장치는 각 버스 단말기로부터 GPS 및 버스 관련 데이터를 주기적으로 수집하고, 일정 주기로 GPS 및 버스 관련 데이터를 저장한다(S61). 이러한 동작을 계속해서 반복하여 정확한 버스 위치 정보를 생성하여 버스정보 데이터베이스에 저장한다. 정보 관제 장치는 관리자 단말기로부터 실시간 버스 데이터 요청이 있게 되면(S62), 현재 버스의 지피에스(GPS) 정보와 지리 정보 데이터를 검색하여(S63) 오차를 계산하며(S64), 해당 요청된 버스의 운행 노선을 계산하여(S65) 요청된 버스의 GPS 정보 및 버스 관련 데이터를 처리하여 관리자에게 실시간 데이터를 제공한다(S66).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 지피에스(GPS) 위성으로부터 지피에스(GPS) 신호를 수신하고, 와이파이(Wi-Fi) 무선통신망을 통해 승객 단말기로 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 제공하며, 엘티이(LTE) 무선통신망을 통해 지피에스(GPS) 데이터와 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보를 송신하는 버스 단말기; 및
    상기 버스 단말기와 엘티이(LTE) 무선통신망을 통해 연결되고 인터넷 통신망을 통해 관리자 단말기와 항시 연결되어 있어, 상기 버스 단말기로부터 지피에스(GPS) 데이터를 수신하여 저장하고, 상기 관리자 단말기로부터 실시간 버스 데이터 요청정보가 입력되면 상기 지피에스(GPS) 데이터와 지리정보 데이터를 이용하여 해당 요청된 버스의 운행 노선을 파악한 후 요청된 버스의 지피에스(GPS) 및 버스 관련 데이터를 생성하여 상기 관리자 단말기로 제공하는 정보 관제 장치;
    를 포함하는 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 정보 관제 장치는,
    상기 버스 단말기로부터 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 요청정보가 입력되면 상기 승객 단말기 정보를 이용하여 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용 가능한지 인증하고, 인증결과 긍정이면 승객 단말기 정보를 포함하는 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 사용자 정보를 저장하고 상기 승객 단말기로 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 제공을 허락하는 것,
    을 특징으로 하는 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    상기 정보 관제 장치는,
    상기 관리자 단말기로부터 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보를 수신하여 저장하며, 상기 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제한 시간 및 제한 용량 정보를 상기 버스 단말기로 전송하는 것,
    을 특징으로 하는 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템.
  4. 청구항 2 에 있어서,
    상기 버스 단말기는,
    상기 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 사용할 수 있는 최대 접속 허용 인원을 체크하여, 이미 최대 인원에 도달한 상태라면, 상기 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스를 요청한 승객 단말기로의 와이파이(Wi-Fi) 데이터 서비스 제공을 거부하는 것,
    을 특징으로 하는 엘티이(LTE) 및 지피에스(GPS) 기술을 이용한 실시간 버스 운행 관리 시스템.
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