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KR20220010859A - IoT(internet of things)를 이용한 제설 작업 관리 시스템 - Google Patents

IoT(internet of things)를 이용한 제설 작업 관리 시스템 Download PDF

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KR20220010859A
KR20220010859A KR1020200089499A KR20200089499A KR20220010859A KR 20220010859 A KR20220010859 A KR 20220010859A KR 1020200089499 A KR1020200089499 A KR 1020200089499A KR 20200089499 A KR20200089499 A KR 20200089499A KR 20220010859 A KR20220010859 A KR 20220010859A
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KR
South Korea
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snow removal
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removal operation
snow
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박민철
오한진
이진욱
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재단법인 서울특별시 서울기술연구원
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 제설 작업 관리 시스템은, 통신 회로, 복수의 제설 정보 수집 장치들, 복수의 제설 장치들, 및 제설 작업 관리 장치를 포함하며, 상기 제설 작업 관리 장치는, 상기 복수의 제설 정보 수집 장치들의 위치에 대한 기상 정보 및 도로 관련 정보를 상기 통신 회로를 통해 상기 복수의 제설 정보 수집 장치들로부터 수신하고, 상기 기상 정보 및 상기 도로 관련 정보에 기반하여 도로 상태를 확인하고, 상기 확인된 도로 상태에 기반하여 제설 작업을 수행할 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정하고, 및 상기 제설 구역 및 상기 살포할 제설제의 양을 포함하는 상기 제설 작업과 관련된 제어 신호를 상기 통신 회로를 통해 상기 제설 구역에 위치하는 적어도 하나의 제설 장치에 송신하도록 설정될 수 있다.

Description

IoT(internet of things)를 이용한 제설 작업 관리 시스템 {SYSTEM FOR MANAGING SNOW REMOVAL USING IoT}
본 발명의 다양한 실시예는 IoT(internet of things)를 이용한 제설 작업 관리 시스템에 관한 것이다.
겨울철에 눈이 내리는 경우 도로에 눈이 쌓이거나 결빙될 수 있으며, 이에 따라 차량 사고와 보행자의 안전 사고가 발생할 수 있다. 이러한 사고를 방지하기 위해 제설 장치는 도로에 쌓인 눈을 제설하는 작업을 수행할 수 있다. 예컨대, 제설 장치는 기상 정보를 통해 강설이 예상되는 경우 기온과 적설량에 미리 매핑된 제설제 살포량에 기반하여 제설제를 살포하여, 제설 작업을 수행할 수 있다.
제설 작업을 관리하는 시스템은 기상 정보에 기반하여 제설 작업 계획을 생성하고, 생성된 제설 작업 계획에 따라 특정 지역의 터널, 교량 또는 도로에 제설 작업을 수행하도록, 각각의 제설 차량에 각각에 제설 작업 지시를 전송할 수 있다. 제설 작업을 관리하는 시스템은 각 제설 차량으로부터 제설 작업 상태에 대한 정보를 수신하고, 제설 작업에 대해 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
한국등록특허 10-1581299.
하지만, 예상되는 기상 정보는 실제와 상이할 수 있으며, 이에 따라 기온과 적설량에 미리 매핑된 제설제 살포량에 기반하여 제설제를 살포하는 경우, 제설 작업은 효율적이지 않을 수 있다. 다시 말해, 광범위한 영역에 대한 기상 정보 및 노면의 상태를 실시간으로 파악할 수 없음에 따라, 실질적으로 제설 작업이 필요한 제설 구역에 제설 작업을 수행할 수 없을 수 있으며, 제설 구역에 살포할 제설제의 양 또한 적절하지 않을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제설 작업 관리 장치는, IoT를 이용하여 서로 연결된 센서 노드들로부터 수신되는 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 제설 작업을 수행할 제설 구역과 제설 장치들을 통합하여 관리할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제설 작업 관리 장치는, IoT를 이용하여 서로 연결된 센서 노드들로부터 수신되는 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 빅 데이터를 구축할 수 있다. 제설 작업 관리 장치는, 구축된 빅 데이터를 기반으로 심층신경망(deep neural network; DNN)을 이용하여 딥 러닝을 수행하여 우선적으로 제설 작업을 수행해야 할 구역 및 제설 작업을 수행해야 할 구역에 살포할 최적의 제설제 살포량을 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제설 작업 관리 시스템은, 통신 회로, 복수의 제설 정보 수집 장치들, 복수의 제설 장치들, 및 제설 작업 관리 장치를 포함하며, 상기 제설 작업 관리 장치는, 상기 복수의 제설 정보 수집 장치들의 위치에 대한 기상 정보 및 도로 관련 정보를 상기 통신 회로를 통해 상기 복수의 제설 정보 수집 장치들로부터 수신하고, 상기 기상 정보 및 상기 도로 관련 정보에 기반하여 도로 상태를 확인하고, 상기 확인된 도로 상태에 기반하여 제설 작업을 수행할 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정하고, 및 상기 제설 구역 및 상기 살포할 제설제의 양을 포함하는 상기 제설 작업과 관련된 제어 신호를 상기 통신 회로를 통해 상기 제설 구역에 위치하는 적어도 하나의 제설 장치에 송신하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제설 작업 관리 장치는, IoT를 이용하여 다양한 장소에 설치된 센서 노드들로부터 기상 정보 및 도로 관련 정보를 실시간으로 수신할 수 있다. 제설 작업 관리 장치는, 서로 연결된 센서 노드들로부터 실시간으로 기상 정보 및 도로 관련 정보를 수신함에 따라 제설 장치를 이용하여 제설 작업을 통합적이고 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제설 작업 관리 장치는, 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 우선 제설 구역과 최적의 제설제 살포량을 결정할 수 있다. 제설 작업 관리 장치는, 결정된 우선 제설 구역에 최적의 제설제 살포량에 기반하여 제설 작업을 수행함으로써, 도로의 결빙에 따라 발생될 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제설 작업 관리 장치는, 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 구축된 빅 데이터를 기반으로 딥 러닝을 수행하여 우선 제설 구역 및 최적의 제설제 살포량을 결정할 수 있다. 이에 따라, 실질적으로 제설 작업이 필요한 제설 구역에 최적의 제설제 살포량으로 제설 작업을 수행할 수 있어, 제설 작업이 효율적일 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, IoT(internet of things) 기반의 제설 작업 관리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, IoT 기반의 제설 작업 관리 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 제설 정보 수집 장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각에 포함된 센서 노드가 무선 통신으로 서로 연결됨에 따라 제공되는 무선 센서 네트워크를 도시한 도면이다.
도 5a는, 다양한 실시예들에 따른, 제설 장치를 도시한 블록도이다.
도 5b는, 다양한 실시예들에 따른, 제설 장치 예컨대, 이동형 제설 장치 및 고정형 제설 장치를 도시한 도면이다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 제설 작업 관리 장치를 도시한 블록도이다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 제설과 관련된 제어 신호를 송신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은, 다양한 실시예들에 따른, 장치들 간 신호 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 지도를 통해 제설 작업 현황을 도시한 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, IoT(internet of things) 기반의 제설 작업 관리 시스템을 도시한 도면(100)이다.
도 1을 참조하면, IoT 기반의 제설 작업 관리 시스템은 제설 정보 수집 장치(110), 제설 장치 예컨대, 이동형 제설 장치(예: 이동형 제설 작업 차량(120)), 고정형 제설 장치(예: 고정형 액상살포시스템(130), 고정형 친환경 제설시스템(140))를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(110)는 기상 정보(예: 기온, 습도, 풍향/풍속, 강설 여부)와 도로 관련 정보(예: 도로 표면에 대한 온도, 수분)를 획득할 수 있다. 제설 정보 수집 장치(110)는 센서 노드(115)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(110)는 광범위한 지역 내에 복수 개 설치될 수 있으며, 설치된 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각에 포함된 센서 노드(115)는 무선 통신으로 서로 연결되어 망을 형성할 수 있다. 센서 노드들 간에 망이 형성됨에 따라 제설 정보 수집 장치(110)는 광역적으로 분포된 제설 현황을 모니터링 할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(110)는 위치하는 장소의 기상 정보 및 도로 관련 정보를 획득하고, 이를 제설 작업 관리 장치(미도시)에 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 장치 예컨대, 이동형 제설 장치(120) 및 고정형 제설 장치(예: 고정형 액상살포시스템(130), 고정형 친환경 제설시스템(140))은 터널, 교량, 도로 등에 제설 작업을 수행하기 위해 제설 작업 관리 장치(미도시)와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 고정형 제설 장치는 상습 결빙 구간, 초동 대응 어려운 구간에 설치될 수 있다. 고정형 제설 장치 중 고정형 친환경 제설시스템(140)은 상변화물질(phase change material, PCM) 친환경 제설 시스템, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT) 친환경 제설 시스템을 포함할 수 있다. 상변화물질 친환경 제설 시스템은 특정한 온도에서 온도의 변화 없이 상(phase)이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출하는 방식을 이용하여 주위의 열을 저장하였다가 필요할 때 방출하는 시스템을 포함할 수 있다. 탄소나노튜브 친환경 제설 시스템은 탄소나노튜브와 같은 열전도도가 향상된 나노 재료를 이용하는 방식을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 장치(120, 130, 140) 중 적어도 하나는 제설 작업 관리 장치(미도시)로부터 수신한 제설 작업과 관련된 제어 신호를 수신할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 관리 장치(미도시)는 제설 정보 수집 장치(110)로부터 수신한 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기초하여, 도로 상태를 확인하고, 제설 작업이 필요한 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 제설제의 종류와 제설제의 양을 결정할 수 있다. 제설 작업 관리 장치(미도시)로부터 수신한 제설 작업과 관련된 제어 신호는 결정된 살포할 제설제의 종류와 제설제 양으로 제설 구역에 살포하라는 제어 신호를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 제설 장치(120, 130, 및/또는 140)는 제설 작업 관리 장치(미도시)로부터 수신한 제설 작업과 관련된 제어 신호에 기반하여 해당 제설 구역에 제설제를 살포할 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, IoT 기반의 제설 작업 관리 시스템을 도시한 블록도(200)이다.
도 2를 참조하면, IoT 기반의 제설 작업 관리 시스템은 제설 정보 수집 장치(210)(예: 예: 도 1의 제설 정보 수집 장치(110)), 제설 장치(220)(예: 이동형 제설 작업 차량(120)), 고정형 제설 장치(예: 고정형 액상살포시스템(130), 고정형 친환경 제설시스템(140)), 및 제설 작업 관리 장치(230)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(210), 제설 장치(220), 및 제설 작업 관리 장치(230)는 통신망(240)을 통해 통신 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른, 제설 정보 수집 장치(210)는 후술하는 도 3의 형태로 구현될 수 있으며, 제설 장치(220)는 후술하는 도 5a의 형태로 구현될 수 있으며, 제설 작업 관리 장치(230)는 후술하는 도 6의 형태로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(110)는 획득되는 기상 정보(예: 기온, 습도, 풍향/풍속, 강설 여부)와 도로 관련 정보(예: 도로 표면에 대한 온도, 수분)를 통신망(240)을 통해 제설 작업 관리 장치(230)에 송신(250)할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 장치(220)는 이동형 제설 장치(120)를 포함할 수 있다. 이동형 제설 장치(120)는 제설 차량을 포함할 수 있으며, 고정형 제설 장치(130, 140)는 액상 살포 시스템 및 친환경 제설 시스템을 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 통신망(240)을 통해 제설 정보 수집 장치(210)로부터 수신되는 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 제설 구역을 결정하고, 결정된 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정할 수 있다. 제설 작업 관리 장치(230)는 결정된 제설 구역에 위치하는 제설 장치(220)에 제설 작업과 관련된 제어 신호를 송신(255)할 수 있다. 제설 장치(220)는 제설 작업 관리 장치(230)로부터 수신한 제설 작업과 관련된 제어 신호에 기반하여 해당 구역에서 제설 작업을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 장치(220)가 이동형 제설 장치인 경우, GPS로부터 획득되는 위치 정보를 통신망(240)을 통해 제설 작업 관리 장치(230)에 송신(260)할 수 있다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 제설 정보 수집 장치(210)를 도시한 블록도(300)이다.
도 3을 참조하면, 제설 정보 수집 장치(210)(예: 도 1의 제설 정보 수집 장치(110))는 센서부(310), 카메라(320), 및 센서 노드(330)(예: 도 1의 센서 노드(115))를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센서부(310)는 기상 센서(311) 및/또는 로드 센서(313)를 포함할 수 있다. 기상 센서(311)는 기온, 상대 습도, 풍향, 풍속, 및/또는 일조량과 같은 기상 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 기상 센서(311)는 기상 관측소(weather station)로부터 기상 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 로드 센서(313)(또는 노면 센서)는 노면의 온도와 노면 조건과 같은 도로 관련 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 노면 조건은 건조, 습윤, 결빙, 및/또는 융해와 같은 노면에서의 습윤 상태를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 로드 센서(313)는 비접촉 적외선 온도 센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 비접촉 적외선 온도 센서(미도시)를 이용하여 노면의 온도를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 로드 센서(313)는 라이다 센서(lidar sensor)(미도시)를 포함할 수 있으며, 라이다 센서를 이용하여 적설량을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(210)는 복수 개의 로드 센서(313)를 구비할 수 있다. 센서부(310)는 획득된 기상 정보 및 도로 관련 정보를 센서 노드(330)에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 카메라(320)는 촬영되는 영상을 획득할 수 있으며, 이를 센서 노드(330)에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 센서부(310)(예: 기상 센서(311), 노면 센서(313))와 카메라(320)는 유선 또는 무선으로 센서 노드(330)(예: 제설용 센서 노드)에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 센서 노드(330)는 센서부(310)로부터 획득되는 기상 정보 및 도로 관련 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 노드(330)는 무선 통신 기능이 내장된 노드일 수 있다. 제설 정보 수집 장치(110)는 광범위한 지역 내에 복수 개 설치될 수 있으며, 설치된 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각에 포함된 무선 통신 기능이 내장된 센서 노드는 무선 통신으로 서로 연결되어 무선 센서 네트워크로서 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 센서 노드(330)는 상시 전원 또는 태양열 패널, 또는 배터리 방식으로 전원이 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 센서 노드(330)는 카메라(320)로부터 수신되는 영상에 기반하여 강설 여부, 차량의 통행량, 및/또는 차량의 이동 속도를 측정할 수 있다. 센서 노드(330)는 센서부(310)를 통해 획득되는 기상 정보 및 도로 관련 정보를 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))에 송신할 수 있다. 센서 노드(330)는 카메라(320)로부터 수신되는 영상에 기반하여 측정된 차량의 이동 속도, 차량의 통행량, 및/또는 강설 여부에 대한 정보를 제설 작업 관리 장치(230)에 송신할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각에 포함된 센서 노드가 무선 통신으로 서로 연결됨에 따라 제공되는 무선 센서 네트워크를 도시한 도면(400)이다.
도 4를 참조하면, 제설 정보 수집 장치(예: 도 2의 제설 정보 수집 장치(210))는 광범위한 지역 내에 복수 개 설치될 수 있으며, 설치된 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각에 포함된 센서 노드(435)(예: 도 3의 센서 노드(330))는 무선 통신으로 서로 연결되어 망을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(210)는 제설 장치(예: 도 2의 제설 장치(220))와 통신 연결되어 네트워크(예: 제설 네트워크)를 구성할 수 있다. 제설 네트워크는 제설 장치(220)의 센서 노드(425)(예: 스마트 노드(smart node))와 제설 정보 수집 장치(210)의 센서 노드(435)(예: 스마트 베이스(smart base))의 무선 센서 네트워크(wireless sensor networks, WSN)(420)를 포함할 수 있다. 제설 정보 수집 장치(210)의 센서 노드(435)는 citi wifi(410) 예컨대, 도시 공공와이파이(예: 스마트 서울 네트워크(S-Net))의 AP(415)와 연결되어 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 제설 정보 수집 장치(210)의 센서 노드(435)는 예컨대, 와이파이 6(WiFi6)를 적용하여 최대 9.6 Gbps로 제설 작업 관리 장치(230)와 통신을 수행할 수 있다. 전술한 와이파이의 종류 및 속도는 하나의 실시예로 이에 한정하는 것은 아니다. 제설 정보 수집 장치(210)의 센서 노드(435)가 citi wifi(410)의 AP(415)와 연결됨에 따라 광역적으로 제설과 관련 정보를 관리할 수 있을 뿐만 아니라 방대한 양의 정보를 효율적으로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 정보 수집 장치(210)는 제설 장치(220)로부터 획득되는 정보와 제설 정보 수집 장치(210)의 센서부(예: 도 3의 센서부(310))를 통해 획득된 정보를 취합하고, 이를 제설 작업 관리 장치(230)에 송신할 수 있다. 제설 정보 수집 장치(210)는 제설 작업 관리 장치(230)로부터 제설 작업에 대한 제어 정보를 수신할 수 있으며, 이를 제설 장치(220)에 송신할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 제설 작업 관리 장치(230)는 제설 작업을 수행할 제설 장치(220)에 제설 작업에 대한 제어 신호를 송신할 수 있다.
도 5a는, 다양한 실시예들에 따른, 제설 장치(220)를 도시한 블록도(500)이다.
도 5a를 참조하면, 제설 장치(예: 도 2의 제설 장치(220))는 통신 회로(510), 메모리(520), 센서부(530), 디스플레이(540), 및 센서 노드(550)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 장치(220)는 복수의 제설 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 제설 장치(220)는 이동형 제설 장치(예: 도 1의 이동형 제설 장치(예: 이동형 제설 작업 차량(120)) 및 고정형 제설 장치(예: 도 1의 고정형 제설 장치)(예: 고정형 액상살포시스템(130), 고정형 친환경 제설시스템(140))를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 회로(510)는 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))와 통신 채널을 수립하고, 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(520)는 기상 정보, 제설 작업 정보, 및/또는 제설제 잔량 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 기상 정보는 외기 온도, 노면 온도, 및/또는 적설량을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 장치(220)가 이동형 제설 장치(예: 도 1의 이동형 제설 장치(120))인 경우, 메모리(520)는 이동형 제설 장치(120)의 정보를 더 저장할 수 있다. 예컨대, 이동형 제설 장치(120)의 정보는 이동형 제설 장치(120)의 속도와 GPS(미도시)에 기반하여 획득되는 위치 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센서부(530)는 온도/습도 센서(531), 로드 센서(533), 및 라이다 센서(535)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 온도/습도 센서(531)는 현재 위치에서의 온도 및/또는 습도를 획득할 수 있다. 로드 센서(533)는 노면의 온도와 노면 조건을 측정할 수 있다. 예컨대, 로드 센서(533)는 적설 또는 결빙 상태의 노면을 제설 또는 제빙하기 위하여 노면의 온도를 측정할 수 있다. 노면 조건은 건조, 습윤, 결빙, 융해와 같은 노면에서의 습윤 상태를 포함할 수 있다. 라이다 센서(535)는 적설량을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(540)는 우선 제설 구역과 최적의 제설제 살포량을 표시할 수 있다. 디스플레이(540)는 특정 구역에서 수행되는 제설 작업 현황에 대한 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다. 디스플레이(540)는 제설 작업과 관련된 정보들을 포함하는 사용자 인터페이스, 예컨대, 우선 제설 구역 및 최적의 제설제 살포량을 사용자가 설정 가능하도록 하기 위한 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 노드(550)는 제설 작업 관리 장치(230)로부터 제설 작업과 관련된 제어 신호를 수신하면, 이에 기반하여 해당 제설 구역에 제설제를 살포할 수 있다.
일 실시예에서, 미도시 되었으나, 제설 장치(220)가 이동형 제설 장치(예: 도 1의 이동형 제설 장치) 예컨대, 이동형 제설 작업 차량(120)인 경우, GPS를 더 포함할 수 있다. GPS는 이동형 제설 작업 차량의 위치 정보를 획득할 수 있으며, 이를 센서 노드(550)에 송신할 수 있다.
전술한 제설 장치(220) 예컨대, 이동형 제설 장치(120) 및 고정형 제설 장치(120) 예컨대, 고정형 액상살포시스템(130)과 관련하여, 후술하는 도 5b에서 다양한 실시예들이 설명될 것이다.
도 5b는, 다양한 실시예들에 따른, 제설 장치(220) 예컨대, 이동형 제설 장치(예: 이동형 제설 작업 차량(120)) 및 고정형 제설 장치(예: 고정형 액상살포시스템(130))를 도시한 도면(550)이다.
도 5b를 참조하면, 일 실시예에 따른 참조번호 <560>에 도시된 이동형 제설 장치는 도로 구간에 제설제를 살포하는 이동형 제설 작업 차량(예: 도 1의 이동형 제설 장치(120))을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 이동형 제설 작업 차량(120)은 센서 노드(예: 스마트 노드(smart node))(561)(예: 도 5a의 센서 노드(550))를 포함할 수 있다. 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 센서부(예: 도 5a의 센서부(530))를 통해 이동형 제설 작업 차량(120)과 관련된 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서부(530)로부터 획득되는 이동형 제설 작업 차량(120)과 관련된 정보는 이동형 제설 작업 차량(120)의 운행 정보(562), 기상 정보(563), 제설제 잔량 정보(564), 및/또는 제설제 살포량(565)을 포함할 수 있다. 예컨대, 이동형 제설 작업 차량(120)의 운행 정보(562)는 속도 센서를 통해 획득되는 이동형 제설 작업 차량(120)의 속도 정보 및 GPS(미도시)를 통해 획득되는 이동형 제설 작업 차량(120)의 위치 정보를 포함할 수 있다. 기상 정보(563)는 온도/습도 센서(예: 도 5a의 온도/습도 센서(531))를 통해 획득되는 기온 정보, 로드 센서(예: 도 5a의 로드 센서(533))를 통해 획득되는 노면 온도, 및/또는 라이다 센서(예: 도 5a의 라이다 센서(535))를 통해 획득되는 적설량을 포함할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 이동형 제설 작업 차량(120)은 비접촉 적외선 온도 센서를 더 구비할 수 있으며, 비접촉 적외선 온도 센서를 통해 노면 온도를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 비접촉 적외선 온도 센서와 라이다 센서(535)는 이동형 제설 작업 차량(120)의 앞단에 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 제설제 잔량 정보(564)를 획득할 수 있다. 예컨대, 제설제는 고체 제설제 및/또는 액상 제설제를 포함할 수 있다. 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 라이다 센서(535)를 이용하여 고체 제설제의 잔량 정보를 획득할 수 있으며, 수압계를 이용하여 액상 제설제의 잔량 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))로부터 제설 작업과 관련된 제어 신호(566)를 수신하면, 이에 기반하여 해당 제설 구역에 제설제를 살포할 수 있다. 예컨대, 제설 작업과 관련된 제어 신호(566)는 우선 제설 구역과 제설제 살포량을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고체 제설제를 살포하는 경우, 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 구동 모터의 회전량(rpm)에 기반하여 고체 제설제의 살포량을 측정할 수 있다. 액상 제설제를 살포하는 경우 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 노즐의 유량계를 이용하여 액상 제설제의 살포량을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 노면 상태 예컨대, 제설폭(예: 차로(또는 차선))을 고려하여 제설제의 살포량을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 이동형 제설 장치 차량(120)의 센서 노드(570)는 수행중인 제설 작업 현황을 제설 작업 관리 장치(230)에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 획득된 이동형 제설 작업 차량(120)과 관련된 정보(예: 이동형 제설 작업 차량(120)의 운행 정보(562), 기상 정보(563), 제설제 잔량 정보(564), 제설제 살포량(565))을 메모리(예: 도 5a의 메모리(520))에 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 이동형 제설 작업 차량(120)의 센서 노드(561)는 디스플레이(540)에 제설 작업과 관련된 사용자 인터페이스를 표시할 수 있다. 이동형 제설 작업 차량(120)의 사용자는 디스플레이(540)에 표시된 제설 작업과 관련된 사용자 인터페이스를 통해 제설 작업을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 일 실시예에 따른 참조번호 <580>에 도시된 고정형 제설 장치는 고정형 액상살포시스템(예: 도 1의 고정형 액상살포시스템(130))을 포함할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 고정형 제설 장치는 고정형 친환경 제설시스템(예: 도 1의 고정형 친환경 제설시스템(140))을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 고정형 액상살포시스템(130)은 센서 노드(예: 스마트 노드(smart node))(581)(예: 도 5a의 센서 노드(550))를 포함할 수 있다. 고정형 액상살포시스템(130)의 센서 노드(581)는 센서부(예: 도 5a의 센서부(530))를 통해 고정형 액상살포시스템(130)과 관련된 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서부(530)로부터 획득되는 고정형 액상살포시스템(130)과 관련된 정보는 제설제 살포량(582), 기상 정보(583), 및/또는 제설제 잔량 정보(584)를 포함할 수 있다. 예컨대, 기상 정보(583)는 온도/습도 센서(531)를 통해 획득되는 기온 정보, 로드 센서(533)를 통해 획득되는 노면 온도, 및/또는 라이다 센서(535)를 통해 획득되는 적설량을 포함할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 고정형 액상살포시스템(130)은 비접촉 적외선 온도 센서를 더 구비할 수 있으며, 비접촉 적외선 온도 센서를 통해 노면 온도를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 고정형 액상살포시스템(130)의 센서 노드(581)는 제설제 잔량 정보(584) 예컨대, 액상 제설제의 잔량 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 고정형 액상살포시스템(130)은 저장 탱크를 포함할 수 있으며, 저장 탱크에 저장된 액상 제설제의 잔량 정보는 수압계를 이용하여 획득될 수 있다.
일 실시예에서, 고정형 액상살포시스템(130)의 센서 노드(581)는 제설 작업 관리 장치(230)와 통신할 수 있다. 고정형 액상살포시스템(130)의 센서 노드(581)는 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))로부터 제설 작업과 관련된 제어 신호(585)를 수신하면, 이에 기반하여 액상 제설제를 살포할 수 있다. 예컨대, 제설 작업과 관련된 제어 신호(585)는 액상 제설제 살포량을 포함할 수 있다. 고정형 액상살포시스템(130)은 노즐을 구비할 수 있으며, 노즐을 통해 액상 제설제의 살포량을 측정 및 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 고정형 액상살포시스템(130)(또는 고정형 친환경 제설시스템(140))은 제설이 취약한 구간 및/또는 상습적으로 결빙이 발생하는 구간과 같이 초동 대응이 어려운 구간에 설치될 수 있다. 고정형 액상살포시스템(130)(또는 고정형 친환경 제설시스템(140))이 설치되는 구간은, 예컨대, 교량 진출입로, 램프구간, 고가 차도, 고갯길, 지하차도, 도심지 터널 시/종점 경사 구간(예: 경사 3% 이상), 및/또는 자치단체 간 경계구간의 고갯길을 포함할 수 있다.
도 6은, 다양한 실시예들에 따른, 제설 작업 관리 장치(230)를 도시한 블록도(600)이다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))는 제설 작업을 통합 관리하는 장치일 수 있다. 제설 작업 관리 장치(230)는 강설 발생 여부를 감지하고, 노면 상태를 예측하고, 제설제의 살포량을 최적화하고, 제설작업 현황 정보를 사용자들(예: 제설 관리자 및/또는 시민들)에게 제공할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))는 통신 회로(610), 메모리(620), 디스플레이(630), 및 프로세서(640)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 회로(610)는 제설 정보 수집 장치((예: 도 2의 제설 정보 수집 장치(210)) 및/또는 제설 장치(예: 도 2의 제설 장치(220))와 통신 채널을 수립하고, 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 회로(610)는 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 블루투스, WiFi direct, 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크 또는 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 제설 정보 수집 장치(210) 및/또는 제설 장치(220)와 통신할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(620)는 데이터베이스(621)를 포함할 수 있다. 데이터베이스(621)는 예컨대, 기상 정보 데이터베이스(621a), 도로 정보 데이터베이스(621b), 제설 장치 위치 데이터베이스(621c)를 포함할 수 있다. 기상 정보 데이터베이스(621a)는 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각으로부터 수신한 해당 위치에 대한 실시간 기상 정보를 포함할 수 있다. 도로 정보 데이터베이스(621b)는 도로의 폭, 차로 수, 도로의 방향을 저장할 수 있다. 제설 장치 위치 데이터베이스(621c)는 제설 장치 예컨대, 복수의 이동형 제설 장치들 각각으로부터 수신한 위치 정보를 저장할 수 있다. 제설 장치 위치 데이터베이스(621c)는 제설 장치 예컨대, 복수의 고정형 제설 장치들의 위치 정보를 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터베이스(621)는 프로세서(640)에 의해 결정된 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 최적의 제설제의 양을 누적하여 저장된 제설 구역 데이터베이스(621d) 및 최적의 제설제 살포량 데이터베이스(621e)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이(630)는 프로세서(640)의 제어 하에 결정된 제설 구역 및 최적의 제설제 살포량을 교통지리정보시스템(geographic information system for transportation, GIS-T)에 기반하여 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이(630)는 프로세서(640)의 제어 하에 특정 구역에서 수행되는 제설 작업 현황에 대한 화면을 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)는 정보 수집부(641), 도로 상태 모니터링부(643), 제설 작업 결정부(645), 제설 작업 모니터링부(647), 및 제설 작업 제공부(649)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 정보 수집부(641)는 제설 정보 수집 장치(210)로부터 기상 정보 및 도로 관련 정보를 수신하여 데이터베이스(621)(예: 기상 정보 데이터베이스(621a) 및 도로 정보 데이터베이스(621b))에 저장할 수 있다. 정보 수집부(641)는 제설 장치(220)로부터 위치 정보를 수신하여 데이터베이스(621)(예: 제설 장치 위치 데이터베이스(621c))에 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)의 도로 상태 모니터링부(643)는 제설 정보 수집 장치(210)로부터 수신한 제설 정보 수집 장치(210)가 위치하는 장소의 기상 정보 및 도로 관련 정보(예: 도로 표면 상태)에 기반하여 도로 상태(예: 결빙, 강설과 같은 도로 상태)를 모니터링 할 수 있다.
일 실시예에서, 도로 상태 모니터링부(643)에 의해 모니터링한 결과 해당 장소의 도로에 강설 및 결빙이 발생되면, 프로세서(640)의 제설 작업 결정부(645)는 우선적으로 제설 작업을 수행할 장소(예: 구역)를 결정할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 결정부(645)는 모니터링 결과에 기반하여 적설량이 지정된 값을 초과하고, 노면의 온도가 지정된 값 이하인 구역을 우선적으로 제설 작업을 수행할 장소로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 제설 작업 결정부(645)는 도로 정보 데이터베이스(621b)에 저장된 도로 정보(예: 도로의 폭, 차로 수, 도로의 방향)에 기반하여 도로 제설 취약 구역으로 판단되는 구역을 우선적으로 제설 작업을 수행할 장소로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)는 제설 정보 수집 장치(210)의 카메라(320)를 통해 획득되는 영상을 제설 정보 수집 장치(210)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(640)의 도로 상태 모니터링부(643)는 제설 정보 수십 장치(210)로부터 수신한 영상 이미지를 분석하여, 강설 또는 강우의 발생 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 프로세서(640)는 영상 이미지의 픽셀을 분할하고, 분할된 픽셀의 광도 및 크기에 기반하여 선택된 규칙으로 오차를 보정할 수 있다. 프로세서(640)는 각 픽셀의 줄무늬에 대한 방향 히스토그램을 계산할 수 있으며, 계산된 방향 히스토그램에 기반하여 강설 또는 강우의 픽셀을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)는 제설 정보 수집 장치(210)로부터 지정된 시간 간격으로 영상 이미지를 획득할 수 있으며, 지정된 시간 간격으로 획득된 영상 이미지에 기반하여 강설 또는 강우의 발생 여부를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)는 영상 이미지를 분석하여 차량을 검출하여 교통 상황(예: 차량 통과 대수, 차량 속도)에 대한 정보를 예측할 수 있다. 예컨대, 프로세서(640)는 획득되는 영상 이미지를 차 필터링, 배경 차감, 이미지 분할, 램프 억제(예: 밤인 경우), 그림자 억제(예: 낮인 경우), 및/또는 윤곽 추출을 수행하여 차량을 검출할 수 있다. 차량을 검출하기 위한 파라미터는 사전 정의되어 메모리(620)에 기 저장될 수 있다. 예컨대, 차량을 검출하기 위한 파라미터는 가상 코일 생성, 라인 감지 파라미터, 임계값, 및/또는 야간 감지 영역을 포함할 수 있다. 프로세서(640)는 차량을 검출하기 위한 파라미터를 이용하여 차량의 정체와 차량의 통과 수를 산출할 수 있다. 파라미터는 사용자에 의해 수동으로 설정되거나, 또는 자동으로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 도로 상태 모니터링부(643)는 열 균형(heat-balance) 방정식에 기반하여 노면 온도 예측 모형을 산정할 수 있으며, 노면 온도 예측 모형에서 산정된 시계열 데이터를 딥러닝(deep learning)을 통해 노면의 상태를 예측할 수 있다. 예컨대, 도로 상태 모니터링부(643)는 에너지 균형 법칙에 기반하여 노면에서의 에너지 흐름과 노면과 대기에서의 수직 열전달을 계산할 수 있다. 예컨대, 도로 상태 모니터링부(643)는 제설 정보 수집 장치(210)로부터 획득된 기상 정보(예: 기온, 습도, 풍향/풍속, 강설 여부)와 도로 관련 정보(예: 도로 표면에 대한 온도, 수분)를 에너지 균형 법칙 모델에 적용하여 수치해석적 해를 산출할 수 있다. 도로 상태 모니터링부(643)는 에너지 균형 방정식에 기반한 도로 노면 상태 예측 모델을 통해 도로 상태 예컨대, 대기의 온도, 노면의 온도, 및/또는 노면의 상태를 예측할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)의 제설 작업 결정부(645)는 데이터베이스(621)(예: 제설 구역 데이터베이스(621d) 및 최적의 제설제 살포량 데이터베이스(621e))에 누적된 제설 작업과 관련된 빅 데이터(big data)를 딥 러닝(deep learning) 방식으로 분석하여, 우선 제설 구역을 결정할 수 있다
일 실시예에서, 제설 작업 결정부(645)는 결정된 제설 작업을 수행할 장소(예: 구역)에 살포할 최적의 제설제의 양을 결정할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 결정부(645)는 열 전달 방정식을 지배 방정식으로 산정하여, 최적의 제설제 살포량을 결정할 수 있다. 제설 작업 결정부(645)는 제설제를 이용하여 눈을 녹이는 것은 에너지 흐름 법칙을 따르는 열 전달 방정식을 지배 방정식으로 하여 최적의 제설제 살포량을 산출할 수 있다. 열 전달 방정식에 대입될 수 있는 센싱 정보는 외부 조건인 기상 조건(예: 기온, 상대 습도, 풍향, 풍속, 및/또는 일조량), 노면 조건(예: 노면 온도, 노면 함수 상태), 및 적설량을 포함할 수 있다. 제설 작업 결정부(645)는 외부 조건을 열 전달 방정식에 대입하여 목표로 하는 제설 시간과 성능에 따른 제설제 살포량을 결정할 수 있다. 열 전달 방정식은 함수식을 이용하는 결정론적 방법으로 하나의 방정식의 풀이를 통해 제설제 살포량을 산출할 수 있다.
다른 실시예에서, 제설 작업 결정부(645)는 입력값과 목표값(예: 제설제 살포량)에 대한 딥러닝(deep learning)을 이용하여 제설제 살포량을 결정할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 결정부(645)는 제설 정보 수집 장치(210)와 제설 장치(220)로부터 획득된 정보에 기반하여 빅 데이터(big data)를 구축할 수 있다. 빅 데이터로 구축된 정보에 기반하여 심층신경망(deep neural network; DNN)을 이용하여 딥 러닝을 수행할 수 있다. 입력값은 열 전달 방정식의 풀이에 필요한 기상 조건, 노면 조건, 적설량을 포함할 수 있으며, 목표값은 제설제 살포량을 포함할 수 있다. 입력값과 목표값이 지속적으로 누적될수록 학습량도 많아지기 때문에, 제설제 살포량의 정확도가 개선될 수 있다. 시간에 따른 제설제 살포량을 시계열 값으로 나타내면, 제설제 살포량에 대한 예측 또한 가능할 수 있다.
예컨대, 빅 데이터(big data)를 구축하는 방법으로 BPS(bare pavement status) 및 BPRT(bare pavement regain time)를 포함할 수 있다. 예컨대, BPS는 특정 도로 면적에 대하여 제설제 살포로 인해 적설이 완벽하게 제거된 면적의 비율을 의미할 수 있다. 제설 작업 결정부(645)는 제설제를 살포한 이후 시간 경과에 따라 사진을 촬영하여, 이미지 분석을 통해 전면적 대비 융설 면적을 계산할 수 있다. BPRT는 특정 도로 면적에 대하여 제설제를 살포한 후 적설이 완벽하게 제거된 면적의 비율이 80%에 도달하는데 까지 경과한 시간으로 정의될 수 있다. 제설제를 살포한 이후 동영상 촬영을 통해 BPS가 80%에 도달할 때까지의 경과 시간을 측정할 수 있다. 제설 작업 결정부(645)는 전술한 BPS 및 BPRT를 이용하여 빅 데이터를 구축하고, 이에 기반하여 제설제 살포량을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 결정부(645)는 최적의 제설제 살포량과 교통지리정보시스템을 기반으로 우선 제설 구역을 결정될 수 있다. 예컨대, 최적의 제설제 살포량은 기상 정보, 도로 관련 정보, 및/또는 적설량에 기반하여 결정될 수 있다. 도시의 교통망에 대한 지형정보는 교통지리정보시스템으로 사전에 메모리(620) 내 저장될 수 있다. 예컨대, 도시의 교통망은 도로망의 형상, 차로 수, 통행량, 도로 포장 종류, 방향성, 일조량, 및/또는 유지보수 정보를 포함할 수 있다. 제설 작업 결정부(645)는 최적의 제설제 살포량과 교통지리정보시스템의 교통망의 네트워크 분석을 통해 우선 제설 구역을 결정할 수 있다. 네트워크 분석은 도로망을 기본으로 도달 시간을 계산하는 것을 의미할 수 있으며, 차량의 경로, 현재 지점에서 가장 가까운 시설까지의 거리, 특정 건물의 서비스 영역, 다중 차량의 경로해석, 교통량 산정과 같은 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 교통지리정보시스템은 교통망(transportation network), 흐름(flows), 지형 정보, 및/또는 대지 사용 정보(land use pattern)로 구성할 수 있다. 교통지리정보시스템은 교통망, 흐름, 지형 정보, 및/또는 대지 사용 정보를 분석하고, 시각화할 수 있다. 교통지리정보시스템에 대한 데이터 모델은 도로망의 벡터 데이터(vector data)와 지형에 대한 격자의 레스터 데이터(raster data)로 구성될 수 있다. 제설 구역을 결정하기 위해 해당 도시(예: 서울시)의 도로망에 대한 벡터 데이터는 메모리(620)에 기 저장될 수 있다. 벡터 데이터는 각 형상의 ID와 길이를 사전에 정의할 수 있으며, 이에 기반하여 각 형상의 면적, 폭, 특성들은 자동으로 산정되거나 별도 입력이 가능할 수 있다. 네트워크 분석은 교차로의 회전 조건을 포함할 수 있다. 제설 작업 결정부(645)는 각 교차로와 도로에 정의된 속성 정보(예: 길이, 주행 속도, 및/또는 교차로 회전 제약)의 네트워크 분석으로 우선 제설 구역을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)는 제설 작업 결정부(645)에 의해 결정된 제설 구역에 위치하는 적어도 하나의 제설 장치에 제설 작업을 수행하기 위한 제어 신호를 송신할 수 있다. 프로세서(640)는 제어 신호와 함께 결정된 최적의 제설제 살포량 또한 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)의 제설 작업 모니터링부(647)는 적어도 하나의 제설 장치가 수행하는 제설 작업을 모니터링 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(640)는 제설 정보 수집 장치(210)로부터 제설 장치(220)가 수행하는 제설 작업 상태 현황 정보를 수신할 수 있으며, 이에 기반하여 제설 작업 현장의 작업 상황을 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)는 제설 작업 모니터링부(647)에 의해 모니터링을 수행하며, 제설 정보 수집 장치(210)로부터 수신되는 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 제설 장치의 제설 작업을 조정할 수 있다. 예컨대, 프로세서(640)는 제설 장치의 액체 살포량, 살포거리, 살포 방식 및 살포 시간을 가변적으로 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(640)의 제설 작업 제공부(649)는 제설 정보 수집 장치(210) 및/또는 제설 장치(220)로부터 획득된 정보에 기반하여 제설 작업과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, 프로세서(640)의 제설 작업 제공부(649)는 제설 현황 정보를 시각화하여 디스플레이(630)에 표시할 수 있다. 프로세서(640)의 제설 작업 제공부(649)는 제설 현황 정보를 웹 기반으로 제공할 수 있다. 제설 현황 정보를 시각화하여 디스플레이(630)에 표시하거나, 및/또는 웹 기반으로 제공함에 따라, 제설 관리자와 웹을 이용하는 사용자들은 제설 작업 현황과 교통 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 예컨대, 시각화하여 제공되는 제설 현황 정보는 유지 관리 구역 선정, 도로 유형별 시간대 강수 경보, 지도 표출 정보 선택, 레이더 센서 기반 대기온도 정보, 지점 및 구역 표출정보, 및/또는 관측 및 예측 정보를 더 포함할 수 있다.
도 7은, 다양한 실시예들에 따른, 제설과 관련된 제어 신호를 송신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도(700)이다.
도 7을 참조하면, 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))는 710동작에서, 제설 정보 수집 장치(예: 도 2의 제설 정보 수집 장치(210))로부터 기상 정보 및 도로 관련 정보를 수신할 수 있다. 예컨대, 기상 정보는 기온, 상대 습도, 풍향, 풍속, 및/또는 일조량을 포함할 수 있으며, 도로 관련 정보는 노면의 온도와 노면 조건(예: 노면의 습윤 상태)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 720동작에서, 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 도로 상태(예: 건조, 결빙, 융해, 적설량)를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 730동작에서, 확인된 도로 상태에 기반하여 제설 작업을 수행할 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 관리 장치(230)는 확인된 도로 상태에 기반하여 적설량이 지정된 값을 초과하고, 노면의 온도가 지정된 값 이하인 구역을 우선적으로 제설 작업을 수행할 장소로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 제설 작업 관리 장치(230)는 도로 정보 데이터베이스(예: 도 6의 도로 정보 데이터베이스(621b))에 저장된 도로 정보(예: 도로의 폭, 차로 수, 도로의 방향)에 기반하여 도로 제설 취약 구역으로 판단되는 구역을 우선적으로 제설 작업을 수행할 장소로 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제설 작업 관리 장치(230)는 제설 정보 수집 장치(210)로부터 획득된 정보에 기반하여 구축된 빅 데이터(예: 제설 구역 데이터베이스(621d) 및 최적의 제설제 살포량 데이터베이스(621e))에 기반하여 심층신경망(deep neural network; DNN)을 이용하여 딥 러닝을 수행하여 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 미도시 되었으나, 제설 작업 관리 장치(230)는 도로 관련 정보에 기반하여 살포할 제설제의 종류를 더 결정할 수 있다. 예컨대, 도로 관련 정보는 도로의 속성 예컨대, 부식 발생 가능한 도로, 오르막길, 터널, 및/또는 교차로를 포함할 수 있다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니다. 일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 도로 관련 정보 예컨대, 부식이 발생 가능한 도로인지 여부에 기반하여 살포할 제설제의 종류를 결정할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 관리 장치(230)는 부식이 발생 가능한 도로에 제설 작업을 수행하는 것으로 결정되면, 이를 고려하여 예컨대, 염화계 제설제를 살포할 제설제로서 배제할 수 있다. 다른 예를 들어, 제설 작업 관리 장치(230)는 오르막 구간에 제설 작업을 수행하는 것으로 결정되면, 이를 고려하여 오르막길에서 미끄러지지 않도록, 모래를 살포할 제설제로서 결정할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 미도시 되었으나, 제설 작업 관리 장치(230)는 제설 장치(220)가 수행할 제설 작업을 더 결정할 수 있다. 제설 작업은 밀어내기 제설, 블로우어로 투설, 및/또는 운반 제설을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 740동작에서, 제설 작업과 관련된 제어 신호를 제설 구역에 위치하는 적어도 하나의 제설 장치에 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 제설 장치에 결정된 살포할 제설제의 양을 송신한 후, 특정 구역에서 수행되는 제설 작업 현황에 대한 화면을 디스플레이(예: 도 6의 디스플레이(630))에 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 미도시 되었으나, 제설 작업 관리 장치(230)는 제설 작업 현황을 모니터링하며, 제설 정보 수집 장치(210)로부터 수신되는 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 제설 장치의 제설 작업을 조정할 수 있다.
도 8은, 다양한 실시예들에 따른, 장치들 간 신호 흐름을 설명하기 위한 도면(800)이다.
도 8을 참조하면, 제설 정보 수집 장치(예: 도 2의 제설 정보 수집 장치(210))는 810동작에서, 기상 정보 및 도로 관련 정보를 획득할 수 있다. 제설 정보 수집 장치(210)는 820동작에서, 기상 정보 및 도로 관련 정보를 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))에 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 830동작에서, 제설 정보 수집 장치(210)로부터 획득한 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 관리 장치(230)는 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 도로 상태(예: 건조, 결빙, 융해, 적설량)를 확인하고, 이에 기반하여 제설 작업을 수행할 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 840동작에서, 결정된 제설 구역에 위치하는 제설 장치에 결정된 제설제의 양을 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 제설제의 양을 수신한 제설 장치(220)는 850동작에서, 수신한 제설제의 양에 기반하여 제설제를 살포할 수 있다.
일 실시예에서, 미도시 되었으나, 제설 장치(220)는 제설 장치(220)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 제설 작업 관리 장치(230)는 830동작에서, 제설 장치(220)로부터 수신되는 제설 장치(220)의 위치 정보를 더 고려하여 우선 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정할 수 있다.
도 9는, 다양한 실시예들에 따른, 지도를 통해 제설 작업 현황을 도시한 도면(900)이다.
도 9를 참조하면, 제설 작업 관리 장치(예: 도 2의 제설 작업 관리 장치(230))는 제설 정보 수집 장치(210)로부터 수신한 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 도로 상태를 확인하고, 이에 기반하여 제설 작업을 수행할 제설 구역 및 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정할 수 있다. 제설 작업 관리 장치(230)는 제설 작업과 관련된 제어 신호를 제설 구역에 위치하는 적어도 하나의 제설 장치에 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 관리 장치(230)는 제설 장치에 결정된 제설제의 양을 송신한 후, 특정 구역에서 수행되는 제설 작업 현황(910)에 대한 화면을 디스플레이(예: 도 6의 디스플레이(630))에 표시할 수 있다. 예컨대, 제설 작업 현황(910)에 대한 화면은 제설 장치 예컨대, 이동형 제설 작업 차량(예: 도 1의 이동형 제설 작업 차량(120))의 경로 및 제설 작업 일정을 포함할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니며, 제설 작업 현황(910)에 대한 화면은 적설량 정보, 노면 온도 정보, 교통량 정보, 및/또는 도로 형상을 더 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 제설 작업 현황(910)에 대한 화면을 표시함에 따라 제설 작업 관리 장치(230)의 사용자는 적어도 하나의 제설 장치가 수행하는 제설 작업 현항(910)을 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
210: 제설 정보 수집 장치 220: 제설 장치
230: 제설 작업 관리 장치

Claims (13)

  1. 제설 작업 관리 시스템에 있어서,
    통신 회로;
    복수의 제설 정보 수집 장치들;
    복수의 제설 장치들; 및
    제설 작업 관리 장치를 포함하며,
    상기 제설 작업 관리 장치는,
    상기 복수의 제설 정보 수집 장치들의 위치에 대한 기상 정보 및 도로 관련 정보를 상기 통신 회로를 통해 상기 복수의 제설 정보 수집 장치들로부터 수신하고,
    상기 기상 정보 및 상기 도로 관련 정보에 기반하여 도로 상태를 확인하고,
    상기 확인된 도로 상태에 기반하여 제설 작업을 수행할 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정하고, 및
    상기 제설 구역 및 상기 살포할 제설제의 양을 포함하는 상기 제설 작업과 관련된 제어 신호를 상기 통신 회로를 통해 상기 제설 구역에 위치하는 적어도 하나의 제설 장치에 송신하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각은 센서 노드를 포함하며,
    상기 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각에 포함된 센서 노드는 상기 상기 복수의 제설 장치들과 서로 연결되어 무선 센서 네트워크를 구성하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제설 정보 수집 장치들 각각은 카메라를 더 포함하며,
    상기 복수의 제설 정보 수집 장치들은,
    상기 카메라를 통해 획득되는 영상에 기반하여 강설 여부, 차량의 통행량, 및/또는 상기 차량의 이동 속도를 측정하고, 상기 측정된 차량의 이동 속도, 상기 차량의 통행량, 및/또는 상기 강설 여부에 대한 정보를 상기 제설 작업 관리 장치에 송신하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제설 장치들은, 이동형 제설 장치 및 고정형 제설 장치를 포함하는 제설 작업 관리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이동형 제설 장치는 속도 센서 및/또는 GPS를 더 포함하며,
    상기 이동형 제설 장치는,
    상기 속도 센서를 통해 획득되는 상기 이동형 제설 장치의 속도 정보 및 상기 GPS를 통해 획득되는 상기 이동형 제설 장치의 위치 정보를 포함하는 운행 정보를 상기 제설 작업 관리 장치에 송신하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제설 장치는 디스플레이를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제설 장치는,
    상기 제설 작업 관리 장치로부터 수신한 상기 제설 작업과 관련된 제어 신호에 대한 사용자 인터페이스를 상기 디스플레이에 표시하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제설 장치는,
    상기 제설 구역 및/또는 상기 살포할 제설제의 양의 조정이 가능한 사용자 인터페이스를 상기 디스플레이에 표시하도록 설정된 작업 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제설 작업 관리 장치는,
    상기 확인된 도로 상태에 기반하여 살포할 제설제의 종류 및/또는 수행할 제설 작업을 더 결정하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제설 작업 관리 장치는 메모리를 더 포함하며,
    상기 제설 작업 관리 장치는,
    상기 제설 작업을 수행할 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 상기 메모리에 저장하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제설 작업 관리 장치는,
    상기 메모리에 저장된 상기 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 빅 데이터(big data)로 구축하고, 상기 빅 데이터(big data)를 딥 러닝(deep learning) 방식으로 분석하여, 상기 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 결정하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제설 작업 관리 장치는,
    상기 복수의 제설 정보 수집 장치들로부터 수신되는 상기 기상 정보 및 상기 도로 관련 정보를 상기 메모리에 저장하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제설 작업 관리 장치는,
    상기 적어도 하나의 제설 장치의 제설 작업에 대해 모니터링을 수행하고, 상기 적어도 하나의 제설 장치의 제설 작업 현황, 상기 제설 구역에 위치하는 적어도 하나의 제설 정보 수집 장치로부터 수신되는 기상 정보 및 도로 관련 정보에 기반하여 상기 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 조정하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제설 작업 관리 장치는 디스플레이를 더 포함하며,
    상기 제설 작업 관리 장치는,
    상기 제설 구역 및 상기 제설 구역에 살포할 제설제의 양을 지리정보시스템을 통해 지도로서 상기 디스플레이에 표시하도록 설정된 제설 작업 관리 시스템.
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