KR20050112248A - 돌발 감지 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돌발 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 도로변을 따라 각각 소정거리 이격된 다수의 위치에서 긴급차량의 사이렌 소리를 검출하는 긴급차량검출단계와, 상기 검출된 긴급차량의 사이렌 소리와 기준패턴을 비교하여 긴급차량의 종류를 판정하고, 그 사이렌 소리의 검출 횟수에 따라 특정 긴급차량이 통과한 수를 검출하는 긴급차량판단단계와, 상기 긴급차량의 사이렌 소리의 검출 진행방향과 검출 중단지점을 검출하는 긴급차량위치판단단계와, 상기 진행방향 및 검출 중단지점을 이용하여 마지막에 긴급차량의 사이렌 소리를 검출한 위치와 사이렌 소리가 검출되지 않는 지점의 사이에서 돌발이 발생한 것으로 판단하는 돌발위치판단단계와, 상기 검출된 긴급차량의 종류와 수를 이용하여 돌발의 경중을 판단하는 돌발경중판단단계로 구성된다. 이와 같은 구성에 의하여 본 발명은 긴급차량의 진행방향, 진행 수량, 속도를 이용하여 특정한 지점에서의 돌발의 발생 여부를 판정하고, 돌발이 발생한 경우에는 그 돌발의 경중과 돌발의 처리 상태를 정확하게 검출하는 것이 가능한 효과가 있다.

Description

돌발 감지 시스템 및 그 방법{sensing system for incident and method thereof}

본 발명은 돌발 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 기존의 교통 소통을 감지하는 차량 검지기에 부착되어 응급차량의 이동 경로 및 이동 수를 파악하여 교통사고의 발생, 발생 위치, 경중을 판단할 수 있는 돌발 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래 도로에 설치된 차량 검지기는 주요 도로의 교통상황의 흐름을 판단하기 위하여 도로에 소정 간격으로 이격되어 설치되어 도로를 주행하는 차량의 수를 검출하였다.

이와 같은 차량 검지기는 단순히 차량 검지기가 설치된 도로의 소통상황을 파악하기 위한 것이며, 차량의 흐름이 지체 및 정체되는 경우에도 그 원인을 찾을 수 없다.

종래에는 이러한 차량 검지기를 이용하여 검출된 차량의 소통상태 등에 따라 돌발을 감지하려는 노력이 있었다.

그 대표적인 예로는 McMaster 알고리즘, APID 알고리즘, AIDA 알고리즘이 있었다.

APID 알고리즘은 상류와 하류 점유율의 누적차이를 비교하는 방법이며, McMaster 알고리즘은 교통상태를 묘사할 수 있는 수학적 모델에 근거하여 지속적인 교통변수의 측정 및 보정과정을 이용하는 방법이고, AIDA는 영상검지기에 내장되어 수집되는 점유율과 지점속도를 이용하여 돌발을 감지하는 알고리즘이다.

아래의 표 1은 종래 돌발 감지 알고리즘의 특징을 정리한 표이다.

알고리즘	입력 교통 변수			특징
	점유율	교통량	속도
McMaster	O	0	X	교통상황을 분석할 수 있는 함수식(교통량-점유율 관계 그래프)과 교통상태 판정표를 이용하여 인접한 하류의 검지기와 교통상태를 비교하여 돌발 감지
APID	0	X	O	교통변수의 관측값을 미리 설정된 임계값과 비교. 해당 검지기 지점과 인접한 하류부의 점유율 및 속도 차이 비교하여 돌발 감지
AIDA	O	X	O	해당 검지기 지점 자체의 점유율 및 속도 변화를 임계값과 비교하여 돌발 감지

그러나 이와 같은 종래 돌발 감지 알고리즘은 무고인 상태에서도 돌발 판정을 하거나, 돌발인 상태에서도 무고 판정을 하는 오보 판정 비율이 높아 그 신뢰도가 저하된다.

이와 같은 알고리즘의 검증은 주로 감지율과 오보율을 산출하여 그 신뢰성을 검증하게 된다.

감지율은 돌발 감지건수를 돌발 발생건수로 나눈 값에 100을 곱하여 산출하며, 오보율은 최종 오경보 건수를 경보건수로 나눈 값에 100을 곱하여 산출한다.

아래의 표 2에 상기 McMaster 알고리즘과 AIDA 알고리즘의 4개월간의 검출결과에 따른 감지율과 오보율을 정리하였다.

월	사고건수	McMaster					AIDA
		총경보	감지	유사 돌발	상습 정체	최종 오경보	총경보	감지	유사 돌발	상습 정체	최종 오경보
12월	2	13	1	4	4	4	17	2	6	9	1
1월	7	12	2	2	2	6	32	5	10	16	0
2월	4	2	0	0	1	1	11	3	2	6	1
3월	5	11	2	3	1	5	13	4	5	3	0
계	18	38	5	9	8	16	73	14	23	34	2
감지율		28.0%					78.0%
오보율		45.0%					78.0%

상기와 같이 McMaster 알고리즘은 감지율이 28%밖에 되지 않으며, AIDA 알고리즘은 감지율이 78%로 비교적 높게 판정되었으나, 오보율 또한 78%가 되기 때문에 그 판정에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 도로에서의 차량의 소통상황뿐만 아니라 교통사고 등의 돌발 상황이 발생한 경우 이를 용이하고 정확하게 검출할 수 있는 돌발 감지 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 돌발이 발생한 위치와 그 경중을 개략적으로 파악하여 신속하게 교통통제 등의 조치를 취할 수 있도록 하는 돌발 감지 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도로변을 따라 각각 소정거리 이격된 다수의 위치에서 긴급차량의 사이렌 소리를 검출하는 긴급차량검출단계와, 상기 검출된 긴급차량의 사이렌 소리와 기준패턴을 비교하여 긴급차량의 종류를 판정하고, 그 사이렌 소리의 검출 횟수에 따라 특정 긴급차량이 통과한 수를 검출하는 긴급차량판단단계와, 상기 긴급차량의 사이렌 소리의 검출 진행방향과 검출 중단지점을 검출하는 긴급차량위치판단단계와, 상기 진행방향 및 검출 중단지점을 이용하여 마지막에 긴급차량의 사이렌 소리를 검출한 위치와 사이렌 소리가 검출되지 않는 지점의 사이에서 돌발이 발생한 것으로 판단하는 돌발위치판단단계와, 상기 검출된 긴급차량의 종류와 수를 이용하여 돌발의 경중을 판단하는 돌발경중판단단계를 포함하여 구성함에 그 특징이 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적으로 도로변에 설치된 차량 검지기의 설치 상태도로서, 각 차량 검지기(10)는 500m 정도의 간격으로 이격되어 도로(40)의 변에 설치되어 통과되는 차량의 수를 검출한다.

상기 차량 검지기(10)는 현재 서울 내부 순환도로에 설치되어 있다.

도면에는 표시되지 않았지만 상기 차량 검지기(10)에서 검출된 결과는 교통상황센터로 전송되어, 교통상황센터에서는 현재 차량 검지기(10)가 설치된 도로(40)의 교통상황을 실시간으로 파악할 수 있게 된다.

상기와 같이 설치되어 있는 차량 검지기(10)의 내부에 본 발명에 따르는 돌발 감지 장치(20)를 추가로 설치한다.

도 2는 상기 본 발명에 따르는 돌발 감지 시스템에 다수로 포함되는 돌발 감지 장치(20)의 상세 블록 구성도로서, 도로의 소음을 측정하는 소음센서(21)와, 상기 소음센서(21)를 통해 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 입력변환부(22)와, 상기 입력변환부(22)의 디지털 신호로부터 긴급차량에서 발생하는 사이렌 소리를 검출하는 비상음 식별부(23)와, 상기 비상음 식별부(23)에서 검출한 정보를 전달받아 타이머(25)와 저장부(26)에 저장된 기준정보를 이용하여 교통사고 등의 돌발상황이 발생하였는지 판단하며, 그 판단의 결과를 저장부(26)에 저장하는 데이터 처리부(24)와, 상기 데이터 처리부(24)의 처리결과를 표시하는 표시부(27)와, 상기 데이터 처리부(24)의 처리결과를 교통상황센터 장치(30)로 전송하는 통신부(28)와, 상기 각부에 전원을 공급하는 전원공급부(29)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르는 돌발 감지 시스템의 구성 및 그 방법을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 도 3은 본 발명의 돌발 감지 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 이는 도로(40)의 측변에 다수의 돌발 감지 장치(20a 내지 20f)가 설치되어 있고, 그 돌발 감지 장치 중 20d와 20e의 사이 구간의 도로(40)에서 교통사고가 발생한 것으로 가정한 것이다.

상기와 같은 상황에서 교통사고의 발생에 따라 경찰차, 소방차, 구급차 등이 사고 장소로 접근하게 되며, 이때 비상 상황이므로 각각 사이렌 소리를 울리며 사고 장소로 접근하게 된다.

상기 돌발 감지 장치(20a 내지 20f)에 구비된 소음센서(21)에서는 긴급차량이 해당 돌발 감지 장치를 지날 때 차량의 소음과 함께 상기 긴급차량의 사이렌 소리를 검출하게 된다.

상기 긴급차량에서 발생되는 사이렌 소리는 긴급차량의 종류에 따라 그 주파수와 반복 회수에 차이를 두어 서로 다른 특성을 가지고 있다.

아래의 표 3은 각 긴급차량의 사이렌 소리의 특성을 비교한 것이다.

긴급차량	음의 특색	주파수 범위	반복 횟수
경찰차	음이 끊기며 주기적으로 반복	300~750Hz	140사이클
소방차	저음에서 고음으로 연속 진행하며, 이를 주기적으로 반복	300~750Hz	14사이클
구급차	저음, 고음이 주기적으로 짧게 반속	610~690Hz	50사이클

상기와 같은 긴급차량에서 발생되는 사이렌 소리는 차량의 주행음, 경적음과는 확연히 구별되는 것이며, 그 긴급차량의 종류에 따라서도 구분이 가능하다.

이와 같이 소음센서(21)를 통해 검출된 소음은 입력변환부(22)에서 디지털 신호로 변환되어, 비상음 식별부(23)에 입력된다.

상기 비상음 식별부(23)는 특정한 주파수 대역에 대한 필터일 수 있으며, 상기 입력변화부(22)에서 디지털 신호로 변환된 검출음에서 비상음만을 필터링하여 데이터 처리부(24)에 전송한다.

상기 데이터 처리부(24)는 저장부(26)에 저장된 기준정보를 이용하여 그 비상음의 특징에 따라 검출된 사이렌 소리가 어떤 긴급차량의 소음인지 확인하게 된다.

아래에서는 상기 각 긴급차량의 사이렌 소리의 특징과 그 특징을 이용하여 긴급차량을 판정하는 이론적인 배경을 설명한다.

도 4는 각 돌발 감지 장치(20a~20f)의 소음센서(21)를 통해 검출되는 비상차량별 사이렌 소리 패턴을 도시한 것이다.

이와 같이 구급차, 경찰차, 견인차의 사이렌 소리는 서로 확연히 구분되는 시간에 따른 소음의 크기 변화 폭을 가지고 있으며, 그 소음의 최고점과 최하점에도 차이가 있다.

상기 각 사이렌 소리의 패턴간의 상관계수는 아래의 표 4와 같이 정의된다.

	구급차	경찰차	견인차
구급차	1.00	0.08	0.34
경찰차	0.08	1.00	0.05
견인차	0.34	0.05	1.00

상기 상관계수는 -1부터 1 사이의 값을 가질 수 있으며, 상기 각 긴급차량의 사이렌 소리 패턴의 유사성에 대한 평가 지표로서 상관계수가 작을수록 서로 상이한 패턴이며, 이에 따라 그 비상차량의 구분이 가능하게 된다.

도 5는 상기 돌발 감지 장치(20a~20f)에 비상차량이 통과한 시점에서의 검출된 소음의 변화를 나타낸 그래프로서, 비상차량이 특정 돌발 감지 장치(20a~20f)를 통과할 때 발생하는 소음은 그 소음의 크기가 급속하게 증가 및 감소함을 알 수 있다.

상기와 같이 저장부(26)에는 각 비상차량별 사이렌 소리의 특징이 저장되며, 데이터처리부(24)에서는 그 특징을 참조하여 현재 검출된 비상차량의 사이렌 소리가 경찰차, 견인차 또는 구급차인지를 판정하게 된다.

상기 타이머(25)는 지속적으로 시각을 발생시키는 것으로, 사이렌 소리의 검출 시각정보를 생성하고, 데이터 처리부(24)의 처리결과와 통합하여 저장될 수 있도록 한다.

상기 처리된 데이터는 통신부(28)를 통해 각 돌발 감지 장치(20a 내지 20f)를 식별할 수 있는 ID와 함께 교통상황센터 장치(30)로 전송된다.

상기 교통상황센터 장치(30)에서는 각 돌발 감지 장치(20a 내지 20f)에서 전송되는 해당 돌발 감지 장치를 통과한 긴급차량의 종류와 통과한 수량을 파악할 수 있으며, 그 긴급차량이 검출되지 않는 돌발 감지 장치의 설치위치와 마지막으로 검출된 돌발 감지 장치의 설치위치 사이에서 돌발이 발생한 것으로 판단한다.

도 6은 상기 도 3에서 설정한 상황에 따라 사고 지점을 판단하는 방법을 정리한 표이다.

돌발 감지 장치(20a)에 경찰차, 구급차, 견인차가 사이렌 소리를 울리며, 통과하고 연속적으로 돌발 감지 장치(20b),(20c),(20d)를 통과한 것으로 검출되고, 돌발 감지 장치(20e),(20f)를 통과하지 않은 것으로 판단되면, 교통상황센터 장치(30)는 그 돌발 감지 장치(20d)와 돌발 감지 장치(20e)의 사이 지점에서 돌발이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

이때 설정된 시간 내에 상기 돌발 감지 장치(20d)에서 검출되고, 돌발 감지 장치(20e)에서 검출되지 않은 긴급차량의 수에 따라 돌발의 경중을 판단할 수 있게 된다.

이와 같이 돌발이 발생한 위치와 그 돌발의 경중을 판단할 수 있게 됨으로써, 보다 신속하고 정확한 상황의 판단과 후속 처리가 가능하게 된다.

또한, 소정시간이 경과하여 돌발 감지 장치(20d)에서 검출되지 않았으나, 돌발 감지 장치(20e, 20f)에 비상차량이 다수로 검출되는 경우, 특히 견인차가 검출되는 경우에는 돌발의 처리가 거의 완전히 진행되었음을 판단할 수 있게 된다.

또한, 상기의 본 발명에 따르는 돌발 감지 방법을 보완하기 위하여 보조 적인 판단 수단을 더 사용할 수 있다.

아래의 표 5는 긴급차량의 사이렌 소리 전파 속도를 이용한 돌발의 발생, 돌발의 경중을 확인하는 방법을 기재하였다.

사이렌 전파속도	저			중			고
차량검지기 상황	저	중	고	저	중	고	저	중	고
경찰차	O	X	X	O	O	X	O	O	O
구급차	O	X	X	O	O	X	O	O	O
견인차	O	X	X	O	O	X	O	O	O

상기 O는 돌발 판정, X는 무고 판정이다.

상기 판단의 이유는 차량검지기(10)에서 검출된 차량의 소통 상태가 원활한가를 판단하고, 그 차량의 소통 상태에 따르는 긴급차량인 경찰차, 구급차, 견인차의 진행 속도를 참고하여 돌발과 무고를 판정하도록 한 것이다.

즉, 전체 차량의 소통 상태가 좋지 않은 상태에서는 긴급차량의 속도에 무관하게 돌발 판정을 하게 되며, 긴급차량의 속도가 설정 속도 이상인 경우 차량검지기 상황에 검출된 전체 차량의 소통 상태에 무관하게 돌발 판정을 하도록 한다.

그 이외의 상황에서는 전체 차량의 소통 상태와 긴급 차량의 진행 속도의 상대적인 차를 이용하여 돌발 판정을 하게 된다.

이와 같이 본 발명은 도로에 설치된 차량검지기에 긴급차량의 진행, 종류, 진행 시간을 검출할 수 있는 돌발 검출 장치를 부가하여, 그 긴급차량의 진행방향, 진행 수량, 속도를 이용하여 특정한 지점에서의 돌발의 발생 여부를 판정하고, 돌발이 발생한 경우에는 그 돌발의 경중과 돌발의 처리 상태를 예측할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명은 도로에 설치된 차량검지기에 긴급차량의 진행, 종류, 진행 시간을 검출할 수 있는 돌발 검출 장치를 부가하여, 그 긴급차량의 진행방향, 진행 수량, 속도를 이용하여 특정한 지점에서의 돌발의 발생 여부를 판정하고, 돌발이 발생한 경우에는 그 돌발의 경중과 돌발의 처리 상태를 정확하게 검출하는 것이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존에 설치된 차량검지기에 부가하여 설치가 가능하여, 별도의 설치대 등을 설치하지 않음으로써, 보다 저렴한 비용으로 설치 및 운영이 가능한 효과가 있다.

그리고 본 발명은 긴급차량의 진행속도와 차량검지기에서 검출되는 전체 차량의 진행속도를 비교하여 그 결과에 따라 돌발을 판정하기 때문에 현장의 상황을 고려한 검출방법이며 이에 따라 실시간으로 정확한 돌발을 검출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 돌발 감지 시스템의 설치상태도.

도 2는 상기 도 1에 있어서, 돌발 감지 장치의 상세 블록 구성도.

도 3은 본 발명의 돌발 감지 방법을 설명하기 위한 예시도.

도 4는 각 비상차량 별 사이렌 소리의 특징을 나타낸 그래프.

도 5는 돌발 감지 장치에 비상차량이 통과한 시점에서의 검출된 소음의 변화를 나타낸 그래프.

도 6은 상기 도 3에서 설정한 상황에 따라 사고 지점을 판단하는 방법을 정리한 표.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:차량검지기 20, 20a~20f:돌발 감지 장치

21:소음센서 22:입력변환부

23:비상음 식별부 24:데이터 처리부

25:타이머 26:저장부

27:표시부 28:통신부

29:전원공급부 30:교통상황센터 장치

Claims (6)

1. 도로변에 상호 소정거리 이격되도록 설치되어 진행하는 차량을 검지하여, 교통소통을 판정하는 차량검지기와,

   상기 차량검지기에 설치되어 진행되는 비상차량의 진행방향, 진행속도, 진행한 수 및 그 비상차량의 종류를 검지하는 다수의 돌발 감지 장치와,

   상기 차량검지기의 검지 결과를 수신 받아 도로의 교통소통 상태를 확인하며, 돌발 감지 장치의 검지 결과를 수신 받아 돌발 여부와, 돌발 경중 및 돌발의 처리상태를 판정하는 교통상황센터 장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 돌발 감지 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 돌발 감지 장치는 도로의 소음을 측정하는 소음센서와,

   상기 소음센서를 통해 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 입력변환부와,

   상기 입력변환부의 디지털 신호로부터 긴급차량에서 발생하는 사이렌 소리를 검출하는 비상음 식별부와,

   상기 비상음 식별부에서 검출한 정보를 전달받아 저장부에 저장된 기준정보를 이용하여 통과한 긴급차량의 종류와 수를 판단하며, 그 판단의 결과와 타이머의 시각정보를 함께 저장부에 저장함과 아울러 통신부를 통해 상기 교통상황센터 장치로 송신하는 데이터 처리부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 돌발 감지 시스템.
3. 도로변을 따라 각각 소정거리 이격된 다수의 위치에서 긴급차량의 사이렌 소리를 검출하는 긴급차량검출단계와,

   상기 검출된 긴급차량의 사이렌 소리와 기준패턴을 비교하여 긴급차량의 종류를 판정하고, 그 사이렌 소리의 검출 횟수에 따라 특정 긴급차량이 통과한 수를 검출하는 긴급차량판단단계와,

   상기 긴급차량의 사이렌 소리의 검출 진행방향과 검출 중단지점을 검출하는 긴급차량위치판단단계와,

   상기 진행방향 및 검출 중단지점을 이용하여 마지막에 긴급차량의 사이렌 소리를 검출한 위치와 사이렌 소리가 검출되지 않는 지점의 사이에서 돌발이 발생한 것으로 판단하는 돌발위치판단단계와,

   상기 검출된 긴급차량의 종류와 수를 이용하여 돌발의 경중을 판단하는 돌발경중판단단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 돌발 감지 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 긴급차량판단단계에서 기준패턴은 긴급차량인 경찰차, 구급차, 견인차, 소방차 각각에 장치된 사이렌의 소리를 검출하고, 그 소리의 파형을 분석하여 주파수와 반복횟수 및 소음의 정도를 추출하여 얻어지며, 그 추출 결과의 상관성을 고려한 상관지수를 포함하는 것을 특징으로 하는 돌발 감지 방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 돌발위치판단단계에서는 현재 도로에서의 전체 차량소통상태를 검출하고, 상기 긴급차량의 속도를 검출하여 그 차량소통상태에 대한 긴급차량의 속도를 상대적으로 비교하여 돌발 또는 무고를 판단하는 것을 특징으로 하는 돌발 감지 방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 돌발경중판단단계 이후에 설정된 시간이 경과한 후, 상기 돌발 발생 위치와 인접한 긴급차량 사이렌 소리 검출위치에서 그 돌발 발생 위치로부터 이탈하는 긴급차량의 수를 파악하여 돌발의 처리 상태를 판단하는 돌발상황처리판단단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 돌발 감지 방법.