WO2017115897A1 - 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템 - Google Patents

도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템 Download PDF

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정성훈
이호진
한혁
진성일
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㈜리얼타임테크
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    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • 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 road information database construction and movement route searching system. More particularly, the present invention relates to a road information database construction and movement route that reduces a network data conversion process load of road information information and enables a rapid navigation. Relates to a search system.
  • geographic information data composed of a plurality of roads converts the original geographic information data in the form of lines into network data consisting of a plurality of links consisting of line segments and nodes intersecting each link.
  • network data consisting of a plurality of links consisting of line segments and nodes intersecting each link.
  • attribute information can be set for each link.
  • the attribute information includes a road identification number, information such as structure and traffic regulation for each link, for example, a sidewalk, a median, an elevated road, a signal, It may include information such as bridges, tunnels, pedestrian crossings, parking lots, one-way streets, no entry, lane numbers, and so on.
  • the conventional moving path search method provides an optimal path by searching the entire network data based on a starting point and an arrival point.
  • the path search is performed on the entire network. There is a problem that takes a long time to search.
  • the present invention in converting original geospatial data linearly into network data consisting of nodes and links, when the geospatial data is changed, only the changed original geospatial data is converted and updated by network data to reduce and move the road information database construction process load.
  • the present invention relates to a road information database construction and a movement route search system that enables a rapid movement route search by searching a route with respect to a region of interest when searching a route.
  • a road information database construction and movement route search system for converting geographic information into network data and searching for a movement route using network data, It consists of a link between the node with location information and the node between the source geospatial data and the network data with the attribute information for each link. If there is a change of geospatial information, only the changed geospatial data is converted into network data.
  • the network data conversion module includes a DBMS data store for storing network data having a link and attribute information with the node in a table, and a path search module for searching the shortest path using data constructed in the DBMS data store.
  • the network data conversion module searches for a network node existing at the same location as the start or end point of the line constituting the changed geospatial data, and creates a new node if no node is found during the network node search.
  • the generated geographic information is converted into network data through a process of creating a link connecting the retrieved node or the new node.
  • the route search module sets the region of interest to be the target of route search in the entire network, and searches only the networks in the region of interest to search for the optimal movement route.
  • the route search module selects the starting point and the destination point of the route search, searches the shortest route for all the links of the network intersecting in the region of interest, and outputs the result.
  • FIG. 1 is a block diagram of a road information database construction and movement route search system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart sequentially showing a road information database construction method according to the present invention
  • FIG. 3 is an exemplary diagram for explaining a network conversion method according to the present invention.
  • Figure 4 is an exemplary view for comparing the present invention and the movement path search method of the conventional navigation system of the navigation path.
  • FIG. 1 is a block diagram of a road information database construction and a moving route search system according to the present invention.
  • the present invention converts geographic information into network data in an in-memory DBMS and searches for a moving route using network data.
  • the present invention is that all the modules are built in the in-memory DBMS 10, and includes a network data conversion module 20, DBMS data storage 30, path search module 40.
  • the network data conversion module 20 converts original road information into network data. At this time, the network data has a link connecting nodes and nodes with location information and attribute information for each node and links. In this case, when there is change data for the geographic information, the network data conversion module 20 converts only the changed geographic information data into network data, thereby reducing the network processing load and shortening the processing time.
  • the DBMS data store 30 stores network data having links and attribute information with nodes processed by the network data conversion module in the network table 31.
  • the path search module 40 searches for the shortest path using data built in the DBMS data store.
  • the route search module 40 has a disadvantage in that the route search takes a long time when searching the route for the entire network data. Therefore, the route search module 40 sets the region of interest and searches the route only for the network connected to the region of interest to be set. Time is shortened.
  • FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a road information database construction method according to the present invention
  • FIG. 3 is an exemplary view for explaining a network conversion method according to the present invention.
  • network data basically consists of a node and a link connecting nodes. Most of the geographical information is made of lines, unlike network data. Therefore, in order to compose network data, it is necessary to perform a conversion operation of dividing geographic information data into nodes (points) and links (lines).
  • the node data to be the starting point and the end point of each line is extracted, and the link data connecting the nodes is extracted to extract the node and the link (S130).
  • each node and link ID are assigned, and attribute information is input to convert the network data (S140).
  • the attribute information corresponds to information such as the location of the node and the link, the type of the link such as the shape, the length of the link, and the type of the road, the traffic information such as one-way traffic, no entry, and the number of lanes.
  • the converted network data is stored in an allocated position of the network table of the DBMS data store (S150).
  • a link that connects the newly created node or the retrieved node is generated (S240), and the node information and the link information are extracted by repeating the steps S210 to S240 for all changed geographic information.
  • network data is generated by matching the extracted node information and link information with attribute information, and the generated network data is updated in the network table of the DBMS data store.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram for comparing the present invention and a moving path search method of a conventional navigation path search system, and FIG. 4 (a) shows a general moving path search method, and FIG. 4 (b) shows the present invention.
  • the navigation path search method is shown.
  • the route search process takes a long time because all the network data must be searched.
  • a path search time is shortened by setting a region of interest as a target of route search in the entire network, and searching only a network within the set region of interest. do.
  • the route search module selects a starting point and a destination point of the route search, limits the range of the route search within the region of interest, and searches the shortest route for all the links of the network intersecting the region of interest. By outputting the results, it is possible to significantly reduce the route search time as compared to the method of searching the route for the entire network.
  • the road information database construction according to the present invention by converting only the changed road information into network data and partially updating the entire road data without network conversion, the road information network data conversion processing load is reduced and the network conversion speed is reduced. There is an advantage to improve.

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Abstract

본 발명은 선형으로 이루어지는 원본 지리정보 데이터를 노드와 링크로 이루어지는 네트워크 데이터로 변환함에 있어서 지리정보 데이터가 변경된 경우 변경된 원본 지리정보 데이터만을 네트워크 데이터 변환 및 갱신하여 도로 정보 데이터베이스 구축 프로세스 부하를 감소시키고 이동 경로 탐색시 관심 범위만을 대상으로 경로를 탐색하여 신속한 이동 경로의 탐색이 가능하도록 하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템에 관한 것이다.

Description

도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템
본 발명은 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로 정보 정보의 네트워크 데이터 변환 프로세스 부하를 감소시키고 신속한 이동 경로의 탐색이 가능하도록 하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 복수의 도로로 구성되는 지리 정보 데이터는 연결 정보가 선의 형태로 이루어지는데 이러한 선의 형태로 이루어지는 원본 지리정보 데이터를 선분으로 이루어지는 복수의 링크와 각 링크의 교점이 되는 노드로 구성되는 네트워크 데이터로 변환하여 도로 정보 데이터베이스를 구축하고 있다.
아울러, 도로 정보 데이터베이스 구축 시에 각 링크에 대하여 속성 정보를 설정할 수 있는데, 속성정보에는 도로 식별번호, 각 링크에 관한 구조나 통행 규제 등의 정보 예를 들어, 보도, 중앙 분리대, 고가, 신호기, 다리, 터널, 횡단보도, 주차장, 일방 통행, 진입 금지, 차선 수 등과 같은 정보를 포함할 수 있다.
종래에는 네트워크로 데이터로 변환된 도로 정보 데이터베이스를 구축한 후에 지리정보 데이터의 변경이 발생하면 변경된 원본 지리정보 데이터 전체에 대한 네트워크 데이터 변환 과정을 거치게 된다.
그런데, 원본 지리정보 데이터의 경우 데이터 양이 방대하기 때문에 네트워크 데이터 변환에 많은 부하가 걸려 데이터 처리에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
아울러, 네트워크 데이터가 실시간 변경되지 못할 경우 경로 탐색시에 변경된 네트워크 데이터가 경로 탐색에 즉각 반영하지 못하여 잘못된 경로를 안내하게 되는 상황이 발생할 수 있는 문제가 있다
한편, 종래의 이동 경로 탐색 방법은 출발점과 도착점을 기준으로 전체 네트워크 데이터에 대한 탐색을 통해 최적의 경로를 제공하고 있는데, 네트워크 데이터의 양이 방대한 경우 전체 네트워크를 대상으로 경로 탐색을 수행하게 되면 경로 탐색에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 선형으로 이루어지는 원본 지리정보 데이터를 노드와 링크로 이루어지는 네트워크 데이터로 변환함에 있어서 지리정보 데이터가 변경된 경우 변경된 원본 지리정보 데이터만을 네트워크 데이터 변환 및 갱신하여 도로 정보 데이터베이스 구축 프로세스 부하를 감소시키고 이동 경로 탐색시 관심 범위만을 대상으로 경로를 탐색하여 신속한 이동 경로의 탐색이 가능하도록 하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템은 인메모리 DBMS 내에서 지리정보를 네트워크 데이터로 변환하고 네트워크 데이터를 이용하여 이동 경로를 탐색하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템에 있어서, 원본 지리정보 데이터를 위치 정보를 갖는 노드와 노드 사이틀 연결하는 링크로 이루어지며 각 링크에 대한 속성 정보를 갖는 네트워크 데이터로 변환하되, 지리정보에 대한 변경이 있을 경우 변경된 지리정보 데이터만을 네트워크 데이터로 변환하는 네트워크 데이터 변환 모듈, 노드와 링크 및 속성정보를 갖는 네트워크 데이터를 테이블에 저장하는 DBMS 데이터 저장소, DBMS 데이터 저장소에 구축된 데이터를 사용하여 최단 경로 탐색하는 경로 탐색 모듈을 포함한다.
이때, 네트워크 데이터 변환 모듈은 지리정보 데이터 변경이 발생하면 변경된 지리정보 데이터를 구성하는 선의 시작점 또는 종료점과 동일한 위치에 존재하는 네트워크 노드를 검색하고, 네트워크 노드 검색시 검색된 노드가 없으면 신규 노드를 생성하고, 검색된 노드 또는 신규 노드간을 연결하는 링크를 생성하는 과정을 통해 변경된 지리 정보를 네트워크 데이터로 변환한다.
또한, 경로 탐색 모듈은 전체 네트워크에서 경로탐색의 대상이 될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역 내의 네트워크만을 탐색하여 최적의 이동 경로를 탐색한다.
이때, 경로 탐색 모듈은 경로탐색의 출발지점과 목적지점을 선택하고, 관심 영역 내에서 교차하는 네트워크의 모든 링크를 대상으로 최단경로를 탐색하고 그 결과를 출력한다.
본 발명은 기구축된 도로망 네트워크 데이터를 갱신함에 있어서, 원본 도로 정보에 대한 전체 데이터를 네트워크 변환하지 않고, 변경된 도로정보만을 네트워크 데이터 변환하여 부분 갱신함으로써, 도로정보 네트워크 데이터 변환 처리 부하를 감소시키고 네트워크 변환 속도를 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 향상된 네트워크 변환 속도로 실시간 갱신된 네트워크 데이터를 이용하여 한정된 관심 영역에 대해서만 네트워크를 검색하여 이동 경로를 탐색함으로써 경로탐색에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 도로 정보 데이터베이스 구축 방법을 순차로 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 네트워크 변환 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명과 종래의 이동 경로의 탐색 시스템의 이동 경로 탐색 방법을 비교하기 위한 예시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템 구성도로서, 본 발명은 인메모리 DBMS 내에서 지리정보를 네트워크 데이터로 변환하고 네트워크 데이터를 이용하여 이동 경로를 탐색한다.
우선, 본 발명은 모든 모듈이 인메모리 DBMS(10) 내에 구축 되는 것으로서, 네트워크 데이터 변환 모듈(20), DBMS 데이터 저장소(30), 경로 탐색 모듈(40)을 포함한다.
네트워크 데이터 변환 모듈(20)은 원본 도로 정보를 네트워크 데이터로 변환한다. 이때, 네트워크 데이터는 위치 정보를 갖는 노드와 노드 사이들을 연결하는 링크 및 각 노드와 링크들에 대한 속성 정보를 갖는다. 이때, 네트워크 데이터 변환 모듈(20)은 지리정보에 대한 변경 데이터가 있을 경우 변경된 지리정보 데이터만을 네트워크 데이터로 변환함으로써, 네트워크 처리 부하를 감소시키고 처리 시간을 단축하도록 한다.
DBMS 데이터 저장소(30)는 네트워크 데이터 변환 모듈에서 처리된 노드와 링크 및 속성정보를 갖는 네트워크 데이터를 네트워크 테이블(31)에 저장한다.
경로 탐색 모듈(40)은 DBMS 데이터 저장소에 구축된 데이터를 사용하여 최단 경로 탐색한다. 이때, 경로 탐색 모듈(40)은 방대한 전체 네트워크 데이터를 대상으로 경로 탐색할 경우 경로 탐색 시간이 오래 걸리는 단점이 있으므로 관심 영역을 설정하고, 설정하는 관심 영역에 연결된 네트워크 만을 대상으로 경로 탐색함으로써 경로 탐색 시간은 단축시킨다.
이와 같은 본 발명에 따르면 변경된 도로 정보에 대해서만 네트워크 데이터 변환 처리 및 관심 영역의 네트워크 데이터만을 이용하여 이동 경로를 탐색함으로써 긴박한 상황에서 실시간 대응이 가능한 이점이 있다.
특히, 긴박한 군사 작전과 같은 비상 상태시 이동 경로에 해당하는 도로나 다리가 파괴되어 통행이 불가능한 경우 등 도로 정보 변경이 발생하면, 변경된 도로 정보를 반영하여 최적의 이동 경로를 신속하게 재탐색해야 할 필요성이 있다. 즉, 네트워크 데이터 갱신 및 이동 경로 재탐색이 신속하게 이루어지지 못할 경우 신속한 군사작전 대응이 어려운 상황이 발생할 수 있으나, 본 발명의 경우 신속한 네트워크 데이터 갱신 및 갱신된 네트워크 데이터를 이용한 이동 경로 탐색이 가능하므로 실시간으로 군사작전 체계의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템을 이용한 도로 정보 데이터베이스 구축 방법 및 최적이 이동 경로 탐색 방법을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 도로 정보 데이터베이스 구축 방법을 순차로 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 네트워크 변환 방법을 설명하기 위한 예시도 이다.
우선, 네트워크 데이터는 기본적으로 점으로 구성된 노드와 노드 사이를 연결하는 링크로 구성되는데, 대부분의 지리정보는 네트워크 데이터와는 달리 선으로 이루어진다. 따라서 네트워크 데이터를 구성하기 위해서는 지리정보 데이터를 노드(점)과 링크(선)로 구분하여 저장하는 변환 작업을 수행해야 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 지리정보 데이터가 입력(S100)되면 초기 도로 정보 구축 단계(S100)인지 판단하고, 초기 도로정보 구축 단계일 경우 입력된 지리정보로부터 선형 데이터를 추출한다(S120).
그리고, 각 선의 시작점과 끝점이 되는 노드 데이터를 추출하고, 각 노드 간을 연결하는 링크 데이터를 추출하여 노드와 링크를 추출한다.(S130).
또한, 각 노드 및 링크 ID를 부여하고 속성 정보를 입력하여 네트워크 데이터로 변환한다(S140). 이때, 속성 정보는 노드와 링크의 위치나, 형상, 링크의 길이 및 도로의 종류와 같은 링크의 종류, 일방 통행, 진입 금지, 차선 수 등의 교통 정보 등의 정보에 해당된다.
이어서, DBMS 데이터 저장소의 네트워크 테이블의 할당된 위치에 변환된 네트워크 데이터를 저장한다(S150)
한편, 초기 도로 정보 구축 단계가 아닐 경우 입력된 지리 정보 데이터로부터 변경된 선형 데이터만을 추출한다(S210).
그리고, 선형 데이터의 시작점과 종료점과 동일한 위치에 존재하는 네트워크 노드가 존재하는지 검색하고(S220), 검색 결과 변경된 선형 데이터의 시작점 또는 종료점과 동일한 위치와 매칭되는 기존 노드가 없을 경우 신규 노드를 생성한다(S230).
이어서, 신규로 생성한 노드 또는 검색된 노드를 연결하는 링크를 생성하고(S240), 변경된 모든 지리정보에 대해 S210 단계에서 S240 단계를 반복하여 노드 정보와 링크 정보를 모두 추출한다.
그런 다음, 추출된 노드 정보와 링크 정보를 속성 정보와 매칭시켜 네트워크 데이터를 생성하고, 생성된 네트워크 데이터를 DBMS 데이터 저장소의 네트워크 테이블에 갱신 처리 한다.
도 4는 본 발명과 종래의 이동 경로의 탐색 시스템의 이동 경로 탐색 방법을 비교하기 위한 예시도로서, 도 4의 (a)는 일반적인 이동 경로 탐색 방법을, 도 4의 (b)는 본 발명의 이동 경로 탐색 방법을 나타낸다.
우선, 도 4의 (a)를 참조하면, 일반적으로는 목적지를 설정하게 되면 출발지와 목적지에 연결된 모든 네트워크에 대한 탐색 과정을 통하여 목적지까지 도달하는 최단경로를 탐색한다. 이러한 일반적인 경로 탐색 방법에 따르면, 방대한 네트워크 데이터 모두를 탐색해야 하므로 경로 탐색 처리 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.
그러나, 본 발명의 경우에는 도 4의 (b)에 나타난 바와 같이 전체 네트워크에서 경로탐색의 대상이 되는 관심 영역을 설정하고, 설정된 관심 영역 내의 네트워크만을 탐색하여 이동 경로를 탐색함으로써 경로 탐색 시간을 단축한다.
즉, 경로 탐색 모듈은 경로탐색의 출발지점과 목적지점을 선택하고, 경로 탐색의 대상이 되는 범위를 관심 영역 내로 한정하여, 관심 영역에서 교차하는 네트워크의 모든 링크를 대상으로 최단경로를 탐색하고 그 결과를 출력함으로써 전체 네트워크를 대상으로 경로를 탐색하는 방법과 대비하여 경로 탐색 시간을 현저하게 감소시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 도로 정보 데이터베이스 구축에 따르면 원본 도로 정보에 대한 전체 데이터를 네트워크 변환하지 않고, 변경된 도로정보만을 네트워크 데이터 변환하여 부분 갱신함으로써, 도로정보 네트워크 데이터 변환 처리 부하를 감소시키고 네트워크 변환 속도를 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 향상된 네트워크 변환 속도로 실시간 갱신된 네트워크 데이터를 이용하여 한정된 관심 영역에 대해서만 네트워크를 검색하여 이동 경로를 탐색함으로써 경로탐색에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (4)

  1. 인메모리 DBMS 내에서 지리정보를 네트워크 데이터로 변환하고 네트워크 데이터를 이용하여 이동 경로를 탐색하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템에 있어서,
    원본 지리정보 데이터를 위치 정보를 갖는 노드와 노드 사이틀 연결하는 링크로 이루어지며 각 링크에 대한 속성 정보를 갖는 네트워크 데이터로 변환하되, 지리정보에 대한 변경이 있을 경우 변경된 지리정보 데이터만을 네트워크 데이터로 변환하는 네트워크 데이터 변환 모듈;
    상기 노드와 링크 및 속성정보를 갖는 네트워크 데이터를 테이블에 저장하는 DBMS 데이터 저장소;
    상기 DBMS 데이터 저장소에 구축된 데이터를 사용하여 최단 경로 탐색하는 경로 탐색 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 네트워크 데이터 변환 모듈은 지리정보 데이터 변경이 발생하면 상기 변경된 지리정보 데이터를 구성하는 선의 시작점 또는 종료점과 동일한 위치에 존재하는 네트워크 노드를 검색하고, 상기 네트워크 노드 검색시 검색된 노드가 없으면 신규 노드를 생성하고, 상기 검색된 노드 또는 신규 노드간을 연결하는 링크를 생성하는 과정을 통해 변경된 지리 정보를 네트워크 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 경로 탐색 모듈은 전체 네트워크에서 경로탐색의 대상이 될 관심 영역을 설정하고, 관심 영역 내의 네트워크만을 탐색하여 이동 경로를 탐색하는 것을 특징으로 하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 경로 탐색 모듈은 경로탐색의 출발지점과 목적지점을 선택하고, 상기 관심 영역 내에서 교차하는 네트워크의 모든 링크를 대상으로 최단경로를 탐색하고 그 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 도로 정보 데이터베이스 구축 및 이동 경로의 탐색 시스템.
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