KR20180001545A - Apparatus and method for early detection of abnormality - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 실시간 수집 데이터와 과거 데이터의 융합을 통해 모니터링 대상의 이상을 조기에 감지 및 예측하기 위한 기술과 관련된다.Embodiments of the present invention relate to techniques for early detection and prediction of an abnormality of a monitored object through fusion of real-time collected data and historical data.
이상 상황의 조기 및 실시간 감지는 다양한 비즈니스 프로세스에 있어 비용 절감 및 리스크 관리를 위한 핵심 기술 중 하나이다. 예를 들어 4자물류(4PL, Fourth-Party Logistics) 분야에서 정확도 높은 물류 차질 예측은 대응 비용 절감 및 고객 만족을 위한 필수 요소로 요구되고 있다. 이에 맞추어 4PL 업체들은 실시간 선박 추적 기술 등을 도입하여 물류의 가시성 확보를 위해 노력하고 있다. 그러나 이와 같이 실시간으로 들어오는 대용량의 데이터를 효과적으로 활용하여 물류 차질을 조기에 예측할 수 있는 정보 융합성 분석 모델에 대한 연구는 전무한 실정이다.Early and real-time detection of abnormal situations is one of the key technologies for cost reduction and risk management in various business processes. For example, in the field of 4PL (Fourth Party Logistics), accurate logistics disruption prediction is required as an essential element for cost reduction and customer satisfaction. In line with this, 4PL companies are trying to secure logistics visibility by introducing real-time ship tracking technology. However, there is no research on the information convergence analysis model that can predict the logistics disruption early by effectively utilizing the large amount of data coming in real - time like this.
본 발명의 실시예들은 유사도 기반 방법론으로 도출된 유사 사례에 연속적으로 발생하는 실시간 데이터를 접목함으로써, 모니터링 대상의 이상 상황을 신속히 감지하고 향후 상황 전개를 효과적으로 예측하기 위한 수단을 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention are intended to provide a means for promptly detecting an abnormal situation of a monitoring object and effectively predicting a situation development by applying real-time data continuously generated to a similar case derived by the similarity-based methodology.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 과거 사례 데이터 중 운항 중인 이동체와 관련된 하나 이상의 유사 사례를 선정하는 유사 사례 선정부; 상기 이동체의 실시간 위치 정보를 수집하는 데이터 수집부; 상기 과거 사례 데이터 중 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보에 기초하여 평면 상에서 상기 이동체의 시각 별 위치에 대한 기준선을 생성하고, 상기 기준선 및 상기 이동체의 실시간 위치 정보를 비교하여 상기 이동체의 이상 발생 여부를 감지하는 이상 감지부; 및 상기 이동체의 이상 발생이 감지된 경우, 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각과 상기 실시간 위치 정보에 기초한 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴 사이의 유사도가 최대 값을 가지도록 상기 평면 상에서 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각을 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴과 적합시켰을 때 상기 최대 값이 가장 큰 유사 사례를 최적 유사 사례로 선정하고, 상기 최적 유사 사례에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴으로부터 상기 이동체의 향후 이동 패턴을 예측하는 예측부를 포함하는 이상 조기 감지 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a similar case selecting unit for selecting one or more similar cases related to a moving object in flight among past case data; A data collecting unit for collecting real-time position information of the moving object; Generating a reference line for a time-based position of the moving object on a plane on the basis of time-based position information included in case data classified as normal among the past case data, comparing the reference line and real- An abnormality detecting unit for detecting whether or not an abnormality has occurred; And when the occurrence of an abnormality of the moving object is detected, the similarity degree between each of the patterns of the positional information by time included in each of the one or more similar cases and the pattern of the positional information by time of the moving object based on the real- When each of the patterns of the position information by time included in each of the one or more similar cases on the plane is matched with the pattern of the position information by time of the moving object, the similar case having the largest maximum value is selected as the optimum similar case And a predictor for predicting a future movement pattern of the moving object from a pattern of positional information by time included in the optimal similar case.
상기 유사 사례 선정부는, 상기 과거 사례 데이터의 특성값(feature value) 및 상기 이동체의 특성값 사이의 유사도를 이용한 사례 기반 추론에 기반하여 상기 하나 이상의 유사 사례를 선정하는, 이상 조기 감지 장치.Wherein the similar case selecting unit selects the one or more similar cases based on case-based reasoning using a feature value of the past case data and a similarity between the feature values of the moving object.
상기 기준선은, 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보의 평균값 또는 중간값일 수 있다.The baseline may be an average value or a median value of positional information by time included in case data classified as normal.
상기 이상 감지부는, 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이가 설정된 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The anomaly detection unit may determine that an abnormality has occurred in the moving object when the difference between the real-time position information of the moving object and the reference line is out of the set normal range.
상기 이상 감지부는, 기 설정된 비교 구간 내에서 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이를 계산할 수 있다.The abnormality sensing unit may calculate the difference between the real-time position information of the moving object and the reference line within a predetermined comparison period.
상기 이상 감지부는, 상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우, 경고 메시지를 출력할 수 있다.The abnormality sensing unit may output a warning message when it is determined that an abnormality has occurred in the moving object.
상기 예측부는, 상기 최적 유사 사례의 특성값에 기초하여 상기 이동체의 이상 발생 원인을 추정할 수 있다.The predicting unit can estimate the cause of the abnormality of the moving object based on the characteristic value of the optimum similar case.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 과거 사례 데이터 중 운항 중인 이동체와 관련된 하나 이상의 유사 사례를 선정하는 단계; 상기 이동체의 실시간 위치 정보를 수집하는 단계; 상기 과거 사례 데이터 중 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보에 기초하여 평면 상에서 상기 이동체의 시각 별 위치에 대한 기준선을 생성하는 단계; 상기 기준선 및 상기 이동체의 실시간 위치 정보를 비교하여 상기 이동체의 이상 발생 여부를 감지하는 단계; 상기 이동체의 이상 발생이 감지된 경우, 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각과 상기 실시간 위치 정보에 기초한 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴 사이의 유사도가 최대 값을 가지도록 상기 평면 상에서 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각을 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴과 적합시켰을 때 상기 최대 값이 가장 큰 유사 사례를 최적 유사 사례로 선정하는 단계; 및 상기 최적 유사 사례에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴으로부터 상기 이동체의 향후 이동 패턴을 예측하는 단계를 포함하는 이상 조기 감지 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a moving object, the method comprising: selecting one or more similar cases related to a moving object among past case data; Collecting real-time location information of the moving object; Generating a reference line for a time-based position of the moving object on a plane on the basis of time-based position information included in case data classified as normal among the past case data; Comparing the reference line and real-time position information of the moving object to detect whether the moving object is abnormal; The similarity degree between each of the patterns of the position information by time included in each of the one or more similar cases and the pattern of the position information by time of the moving object based on the real time position information has a maximum value Selecting a similar case having the largest maximum value as an optimal similar case when each of the patterns of the position information by time included in each of the one or more similar cases on the plane is matched with the pattern of the position information by time of the moving object ; And estimating a future movement pattern of the moving object from a pattern of positional information per time included in the optimal similar case.
상기 선정하는 단계는, 상기 과거 사례 데이터의 특성값(feature value) 및 상기 이동체의 특성값 사이의 유사도를 이용한 사례 기반 추론에 기반하여 상기 하나 이상의 유사 사례를 선정할 수 있다.The selecting may select the one or more similar cases based on case-based reasoning using a feature value of the past case data and a similarity between the feature values of the moving object.
상기 기준선은, 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보의 평균값 또는 중간값일 수 있다.The baseline may be an average value or a median value of positional information by time included in case data classified as normal.
상기 감지하는 단계는, 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이가 설정된 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The sensing step may determine that an abnormality has occurred in the moving object when the difference between the real-time position information of the moving object and the reference line deviates from a set normal range.
상기 감지하는 단계는, 기 설정된 비교 구간 내에서 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이를 계산할 수 있다.The detecting step may calculate the difference between the real-time position information of the moving object and the reference line within a predetermined comparison period.
상기 이상 조기 감지 방법은, 상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우, 경고 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.The abnormal early detection method may further include outputting a warning message when it is determined that an abnormality has occurred in the moving object.
상기 이상 조기 감지 방법은, 상기 최적 유사 사례의 특성값에 기초하여 상기 이동체의 이상 발생 원인을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The abnormality early detection method may further include estimating a cause of the abnormality of the moving object based on the characteristic value of the optimum similar case.
본 발명의 실시예들에 따르면, 유사도 기반 방법론으로 도출된 유사 사례에 연속적으로 발생하는 실시간 데이터를 접목함으로써, 모니터링 대상의 이상 상황을 신속히 감지할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to quickly detect an abnormal situation of a monitoring object by combining real-time data continuously generated in a similar case derived by the similarity-based methodology.
또한 본 발명의 실시예들에 따를 경우 기 수집된 유사 사례와 실시간 데이터와의 비교를 통해 도출된 최적 유사 사례를 통해 모니터링 대상의 이상 발생 원인 및 이후 상황 전개를 효과적으로 예측함으로써, 신속한 의사 결정에 실질적으로 도움을 줄 수 있는 유의미한 정보를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, it is possible to effectively predict the cause of the abnormality of the monitoring object and the subsequent situation through the optimal similar case derived through comparison between the collected similar case and the real-time data, Can provide meaningful information that can help.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템을 설명하기 위한 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치의 상세 구성을 설명하기 위한 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치의 데이터 수집부에 의해 수집되는 모니터링 대상 상태 정보를 설명하기 위한 예시도
도 4는 도 3에 도시된 선박의 항로에 대해 구축된 기준선을 도시한 그래프
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치의 이상 감지부에서 모니터링 중인 선박의 위치 정보를 기준선과 비교할 경우 발생할 수 있는 운송 지연의 사례를 예시한 예시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치의 이상 감지부에서의 경고 메시지 출력을 예시한 예시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치의 예측부에서 최적 유사 사례를 선정하고 이를 이용한 모니터링 중인 선박과 비교하는 예를 나타낸 그래프
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도1 is a block diagram for explaining a monitoring system according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram for explaining a detailed configuration of an abnormality early sensing apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an exemplary diagram for explaining monitoring target state information collected by a data collecting unit of an abnormality early sensing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 4 is a graph showing the baseline constructed for the course of the ship shown in Fig. 3
5 and 6 are diagrams illustrating an example of a transportation delay that may occur when the position information of a ship being monitored by the anomaly detection unit of the abnormal early sensing apparatus according to an embodiment of the present invention is compared with a reference line
7 is a diagram illustrating an example of outputting a warning message in the abnormality detection unit of the abnormality early detection device according to the embodiment of the present invention.
8 is a graph showing an example of selecting an optimal similar case in the predicting unit of the abnormal early sensing apparatus according to an embodiment of the present invention and comparing it with a ship under monitoring using the same
9 is a flowchart for explaining an abnormal early detection method according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and / or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are intended only to describe embodiments of the invention and should in no way be limiting. Unless specifically stated otherwise, the singular form of a term includes plural forms of meaning. In this description, the expressions "comprising" or "comprising" are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, Should not be construed to preclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, operations, elements, portions or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템(100)을 설명하기 위한 블록도이다. 본 발명의 실시예들에 따른 모니터링 시스템(100)은 모니터링 대상으로부터 실시간으로 획득한 상태 정보 및 기 저장된 과거의 사례 데이터를 이용하여 모니터링 대상의 이상 발생을 감지하고, 향후 상황 전개를 예측하기 위한 시스템이다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템(100)은 선박 또는 항공기 등의 이동체의 실시간 위치 정보를 획득하고 이를 과거의 사례 데이터와 비교하여 해당 이동체가 예정된 시각에 목적지에 도착 가능한지를 예측하기 위한 시스템일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예들은 기기의 고장 예측, 또는 재난 등의 예측 등 다양한 분야에서 이용될 수 있다.1 is a block diagram illustrating a
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템(100)은 사례 데이터베이스(102) 및 이상 조기 감지 장치(104)를 포함한다.As shown, the
사례 데이터베이스(102)는 모니터링 대상과 관련된 과거의 사례 데이터를 저장 및 관리한다. 일 실시예에서, 사례 데이터베이스(102)는 이동체의 과거 운항 사례 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 상기 이동체가 물류용 선박인 경우 상기 운항 사례는 과거 운항한 선박의 운송사명(선사), 항로, 선박 식별 정보(선박명), 출발지(또는 출발항), 출발 시간, 도착지(또는 도착항), 도착 시간, 상기 선박의 운항 시각 별 위치 정보 등일 수 있다.The
이상 조기 감지 장치(104)는 모니터링 대상(106)의 실시간 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보 및 사례 데이터베이스(102)에 저장된 사례 데이터를 이용하여 모니터링 대상(106)의 이상 발생 여부를 모니터링한다. 만약 모니터링 대상(106)의 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우, 이상 조기 감지 장치(104)는 이에 대한 알림 메시지를 관리자 단말(108) 등에 표시할 수 있다. 또한, 이상 조기 감지 장치(104)는 이상이 발생한 모니터링 대상(106)의 향후 상황을 예측하고 이에 대한 정보를 관리자 단말(108)에 제공하거나 또는 사례 데이터베이스(102)에 저장하도록 구성될 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치(104)의 상세 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치(104)는 유사 사례 선정부(202), 데이터 수집부(204), 이상 감지부(206) 및 예측부(208)를 포함한다.FIG. 2 is a block diagram for explaining a detailed configuration of an abnormal
유사 사례 선정부(202)는 사례 데이터베이스(102)에 저장된 과거 사례 데이터 중 모니터링 대상(106)과 관련된 유사 사례를 선정한다. 일 실시예에서, 유사 사례 선정부(202)는 과거 사례 데이터의 특성값(feature value) 및 상기 모니터링 대상의 특성값 사이의 유사도를 이용한 사례 기반 추론(CBR; Case Based Reasoning)에 기반하여 상기 유사 사례를 선정할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 대상(106)이 이동체인 경우, 상기 특성값은 상기 이동체를 운용하는 운송사명, 항로, 이동체의 식별 정보(선박명 또는 항공편명 등), 출발지, 출발 시간, 도착지, 도착 시간 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 경우 유사 사례 선정부(202)는 사례 기반 추론을 이용하여 과거 운항 사례 중 모니터링 대상(106)인 이동체와 유사한 시각에 동일한 항로를 운항하는 사례들을 유사 사례로 선정할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서 사례 기반 추론의 기초가 되는 특성값 및 각 특성값의 가중치 등의 파라미터들은 모니터링 대상(106) 및 과거 사례 데이터의 특성 등을 고려하여 적절하게 설정할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 유사 사례 선정을 위한 특정 알고리즘에 한정되는 것은 아님을 유의한다.The similar
데이터 수집부(204)는 모니터링 대상(106)의 상태 정보를 수집한다. 예를 들어, 모니터링 대상(106)이 이동 중인 이동체인 경우, 상기 상태 정보는 상기 이동체의 시각 별 위치 정보일 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치(104)에서, 데이터 수집부(204)에 의해 수집되는 모니터링 대상(106) 상태 정보를 설명하기 위한 예시도이다. 도시된 예의 경우 중국에서 미국으로 운항 중인 선박의 시간에 따른 위치 정보를 지도 상에 점으로 표시한 것이다.3 is an exemplary diagram for explaining state information of a monitored
이상 감지부(206)는 사례 데이터베이스(102)에 저장된 과거 사례 데이터 중 정상으로 분류된 사례 데이터로부터 위한 기준선을 생성한다. 본 발명의 실시예에서, 기준선(baseline)은 이상 감지부(206)에서 모니터링 대상(106)의 이상 여부를 판별하기 위한 것이다. 즉, 모니터링 대상(106)의 특성에 따라 수집된 상태 정보가 상기 기준선을 일정 범위 이상 초과하거나 또는 이에 미치지 못하는 경우, 이상 감지부(206)는 모니터링 대상(106)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The
일 실시예에서, 상기 기준선은 사례 데이터베이스(102)에 저장된 과거 사례 데이터 중 정상으로 분류된 사례 데이터(정상 사례 데이터)에 포함된 시각 별 위치 정보의 평균값 또는 중간값 중 어느 하나일 수 있다. 이때 상기 정상 사례 데이터는 전술한 유사 사례와 동일한 것일 수도 있으나 반드시 양자가 일치하는 것은 아니며, 정상 사례 데이터는 유사 사례보다 더 큰 범위를 가지거나 또는 그보다 더 적은 범위를 가질 수도 있다.In one embodiment, the baseline may be any of an average value or an intermediate value of positional information by time included in case data (normal case data) classified as normal among past case data stored in the
예를 들어 모니터링 대상(106)이 운항 중인 이동체일 경우, 정상 사례 데이터는 동일한 항로를 운항한 이동체의 과거 사례 데이터 중 지연 없이 정상 운항한 이동체의 시간 별 위치 정보일 수 있다. 이 경우 상기 기준선은 운송 지연의 이정표 역할을 하게 된다. 실시간으로 발생하는 선박의 위치 정보를 이 기준선에 비교하게 되면 운송 지연 내지 물류 차질을 가늠해 볼 수 있게 된다. 다른 의미로, 이 기준선은 항로에 대한 리드 타임(Lead Time)을 제시한다고도 말할 수 있다. For example, when the
도 4는 도 3에 도시된 선박의 항로에 대해 구축된 기준선을 도시한 그래프이다. 도시된 그래프에서 X축은 출발항으로부터 출발한 후 흐른 시간(초)이고 Y축은 출발항으로부터의 거리이다. 도 4에서 거리의 단위는 경도로 정의되었으나, 실시예에 따라 거리의 단위는 달라질 수 있다.4 is a graph showing a reference line constructed for the course of the ship shown in Fig. In the graph shown, the X axis is the time (in seconds) that flows from the starting port and the Y axis is the distance from the starting port. In FIG. 4, the unit of the distance is defined as the hardness, but the unit of the distance may vary according to the embodiment.
상기와 같이 기준선이 설정되면, 이상 감지부(206)는 상기 기준선 및 수집된 상태 정보를 비교하여 모니터링 대상(106)의 이상 발생 여부를 감지한다. 전술한 바와 같이 이상 감지부(206)는, 수집된 상태 정보와 기준선과의 차이가 설정된 정상 범위를 벗어나는 경우, 모니터링 대상(106)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.When the reference line is set as described above, the
예를 들어 모니터링 대상(106)이 운항 중인 이동체인 경우, 이상 감지부(206)는 수집된 위치 정보를 기준선과 비교하고, 수집된 위치 정보가 기준선보다 뒤쳐지는 경우, 운송 지연이 발생한 것으로 판단할 수 있다.For example, when the monitored
한편 이상 감지부(206)는 구축된 상기 기준선의 전 구간에서 기준선 및 수집된 상태 정보를 비교하는 것이 아니라, 비교를 위한 비교 구간을 설정하고 상기 비교 구간 내에서 수집된 상태 정보와 기준선과의 차이를 계산할 수 있다.On the other hand, the
예를 들어, 모니터링 대상(106)이 화물을 운송하는 선박인 경우를 가정하자. 대부분의 국제 운송은 하나의 선박으로 운송하기 보다 환적항을 거쳐 복수의 선박으로 물류를 운송한다. 그러나 선박의 위치 추적 데이터는 하나의 선박을 기준으로 수집되는 바, 예를 들어 특정 화물이 출발항에서 환적항까지는 타 선박으로 운송되고 환적항에서 모니터링 대상 선박에 화물이 실린 경우, 환적항까지의 상기 모니터링 대상 선박의 위치 정보는 기준선이 반영하기 어렵게 된다. 다시 말해, 누락된 출발항부터 환적항까지의 구간은 비교 구간에서 제외되어야 한다. 따라서 이상 감지부(206)는 이와 같이 실시간 위치 데이터를 이용하기에 앞서, 신뢰할 만한 비교 구간을 먼저 선정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 도 4의 경우 그래프의 앞부분(양쪽 화살표로 표시된 부분)은 출발항에서 환적항까지의 위치 정보이므로 비교 대상에서 제외하게 된다.For example, suppose that the monitored
이상 감지부(206)에서 수집된 상태 정보를 기준선과 비교할 때에는 동일 시각에서 기준선과 상태 정보를 비교하여야 한다. 예를 들어, 상기 정보가 선박의 운항 정보일 경우에는 동일 시각에서 기준선에서의 선박 위치와 현재 선박의 위치 및 그에 따른 거리차를 계산하게 된다. 만약 기준선에 비하여 현재 모니터링 중인 선박이 앞선 경우는 고려할 필요가 없으나, 늦은 경우는 계산된 거리차에 따라 운송 지연이 발생할 가능성이 높아지게 된다.When the state information collected by the
도 5 및 도 6은 현재 모니터링 중인 선박의 위치 정보를 기준선과 비교할 경우 발생할 수 있는 운송 지연의 사례를 예시한 것이다. 도시된 그래프에서 검은선은 기준선이고 빨간선은 지연이 된 사례를 각각 나타낸다. 환적항과 도착항의 위치는 파란 점선으로 표시되었다. 도 5의 경우, 환적항에서부터 지연이 발생하여 결과적으로 도착항에서 지연이 발생한 경우이고, 도 6의 경우 선박이 오히려 기준선보다 빠르게 가다가 거의 도착항에 다다라서 선박의 속도가 감소하면서 운송 지연이 발생한 경우임을 알 수 있다. FIGS. 5 and 6 illustrate examples of the transportation delays that may occur when the position information of the ship being monitored is compared with the reference line. In the graph shown, the black line represents a reference line and the red line represents a delayed case. The location of transshipment port and destination port is indicated by blue dotted line. In the case of FIG. 5, a delay occurs from the transshipment term, resulting in a delay in the arrival port. In the case of FIG. 6, the ship is traveling at a faster speed than the baseline, Able to know.
한편, 이상 감지부(206)는 모니터링 대상(106)에 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우 경고 메시지를 출력할 수 있다. 예를 들어, 이상 감지부(206)는 모니터링 대상(106)인 이동체에 지연이 발생한 것으로 판단되는 경우 이를 시각 또는 청각적 수단 등으로 관리자 단말(108)에 통지할 수 있다.On the other hand, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 감지부(206)에서의 경고 메시지 출력을 예시한 것으로서, 기준선과 실제 위치 데이터 간의 거리를 바탕으로 실시간 운송 지연의 위험도를 색으로 나타낸 예를 나타낸 것이다. 이와 같이 색으로 위험도를 경고하게 되면 사용자가 쉽게 이해하고 운송 지연을 신속하게 인식할 수 있게 된다. 도 7을 보면 현재 모니터링 중인 선박이 기준선에 비하여 뒤떨어지게 되자 바로 원 안의 색깔이 초록에서 노랑으로, 노랑에서 빨강으로 점차 바뀌면서 지연 정도를 경고하고 있는 것을 알 수 있다. 도착지 주변의 검은색 원은 기준선 스케줄 상 이미 도착항에 닿아야 하는 시점을 넘겼음을 의미한다. 위와 같이 실시간으로 위치 정보를 수집하고 거리를 계산하여 경고할 경우 지연이 일어나는 순간 사용자는 즉시 운송 지연 감지가 가능해지게 된다.7 illustrates an example of outputting a warning message in the
마지막으로, 예측부(208)는 모니터링 대상(106)의 이상 발생이 감지된 경우, 선정된 유사 사례 및 수집된 상태 정보를 비교하여 유사 사례 중 모니터링 대상(106)과 관련된 최적 유사 사례를 선정하고, 최적 유사 사례로부터 모니터링 대상(106)의 향후 상황 전개를 예측한다. 예측부(208)는 이상 발생이 감지될 때 마다, 기 선정된 각 유사 사례에 포함된 패턴과 수집된 상태 정보의 패턴을 비교하고, 상태 정보의 패턴과 가장 유사도가 높은 패턴을 가지는 유사 사례를 최적 유사 사례로 선정하며, 이 과정을 정제(Refine)라고 부른다. 이때 상기 패턴은 모니터링 대상의 특정 속성의 시간에 따른 변화일 수 있다. 예를 들어 상기 모니터링 대상이 이동체인 경우, 상기 패턴은 상기 모니터링 대상의 시간에 따른 위치 정보일 수 있다. Finally, when an abnormal occurrence of the
예측부(208)는 각 유사 사례의 패턴을 상태 정보 패턴과 동일 평면 내에서 상하좌우로 이동하면서 각 유사 사례 패턴 별로 상태 정보 패턴과의 유사도의 최대값을 계산하고, 계산된 유사도의 최대값이 가장 큰 유사 사례를 최적 유사 사례로 선정할 수 있다. 이를 선박의 예를 들어 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.The predicting
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 장치(104)의 예측부(208)에서 최적 유사 사례를 선정하고 이를 이용한 모니터링 중인 선박과 비교하는 예를 나타낸 그래프이다. 도시된 그래프에서 검은 실선은 기준선, 붉은 원으로 이루어진 선은 모니터링 중인 선박의 이동 패턴, 파란 실선은 최적 유사 사례의 패턴, 파란 점선은 파란 실선을 모니터링 대상 사례에 적합시킨 패턴이다. 즉, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에서 최적 유사 사례는 각 유사 사례에 포함된 이동체의 시각 별 이동 패턴들을 모니터링 대상과 적합시켰을 때, 다시 말해 둘 사이의 유사도가 최대가 되도록 유사 사례를 모니터링 대상에 맞게 이동하였을 때 계산된 유사도가 가장 높은 유사 사례를 의미한다. 이때 상기 유사도는 각 유사 사례와 모니터링 대상 사례 간의 유클리디언 거리 등으로 계산될 수 있다. 선박의 경우 도 8에 도시된 바와 같이, 각 유사 사례의 시계열 패턴 및 현재 이동중인 선박의 시계열 패턴(시간에 따른 이동 거리)을 적합시킬 때의 유사도를 비교함으로써 최적 유사 사례를 구할 수 있다.FIG. 8 is a graph illustrating an example in which the
이와 같이 최적 유사 사례를 선정할 경우, 예측부(208)는 이로부터 모니터링 대상(106)의 향후 상황 전개를 예측할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 선정된 최적 유사 사례를 현재 이동중인 선박의 시계열 패턴에 적합시킨 경우, 파란 점선으로 표시된 부분을 모니터링 중인 선박의 향후 이동 패턴으로 예측할 수 있다. 또한, 예측부(208)는 상기 최적 유사 사례에 함께 저장된 해당 최적 유사 사례의 특성값을 이용하여 모니터링 대상(106)의 이상 발생 원인을 추정할 수 있다. 예를 들어, 선정된 최적 유사 사례에 이상 발생의 원인이 기록되어 있거나, 또는 이를 추정할 수 있는 파라미터(기상 정보 또는 도착항의 물류 하역 지연 정보 등)이 기록되어 있는 경우, 예측부(208)는 이를 이용하여 모니터링 대상(106)의 이상 발생 원인을 추정할 수 있게 된다.When the optimal similar case is selected as described above, the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이상 조기 감지 방법(900)을 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating an abnormal
단계 902에서, 이상 조기 감지 장치(104)의 유사 사례 선정부(202)는 과거 사례 데이터 중 모니터링 대상(106)과 관련된 유사 사례를 선정한다.In
단계 904에서, 이상 조기 감지 장치(104)의 데이터 수집부(204)는 모니터링 대상(106)의 상태 정보를 수집한다.In
단계 906에서, 이상 조기 감지 장치(104)의 이상 감지부(206)는 상기 과거 사례 데이터 중 정상으로 분류된 사례 데이터로부터 모니터링 대상(106)의 이상 감지를 위한 기준선을 생성한다.In
단계 908에서, 이상 조기 감지 장치(104)의 이상 감지부(206)는 상기 기준선 및 상기 수집된 상태 정보를 비교하여 모니터링 대상(106)의 이상 발생 여부를 감지한다.In
단계 910에서, 이상 조기 감지 장치(104)의 예측부(208)는 모니터링 대상(106)의 이상 발생이 감지된 경우, 상기 선정된 유사 사례 및 상기 수집된 상태 정보를 비교하여 상기 유사 사례 중 모니터링 대상(106)과 관련된 최적 유사 사례를 선정한다.In
단계 912에서, 이상 조기 감지 장치(104)의 예측부(208)는 상기 최적 유사 사례로부터 모니터링 대상(106)의 향후 상황 전개를 예측한다.In
한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램, 및 상기 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 프로그램의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.On the other hand, an embodiment of the present invention may include a program for performing the methods described herein on a computer, and a computer-readable recording medium including the program. The computer-readable recording medium may include a program command, a local data file, a local data structure, or the like, alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be those that are commonly used in the field of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, Hardware devices. Examples of such programs may include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that may be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.
100: 모니터링 시스템
102: 사례 데이터베이스
104: 이상 조기 감지 장치
106: 모니터링 대상
108: 관리자 단말
202: 유사 사례 선정부
204: 데이터 수집부
206: 이상 감지부
208: 예측부100: Monitoring system
102: Case database
104: Over-early detection device
106: Monitored
108:
202: Similar case selection section
204: Data collecting unit
206:
208:
Claims (14)
상기 이동체의 실시간 위치 정보를 수집하는 데이터 수집부;
상기 과거 사례 데이터 중 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보에 기초하여 평면 상에서 상기 이동체의 시각 별 위치에 대한 기준선을 생성하고, 상기 기준선 및 상기 이동체의 실시간 위치 정보를 비교하여 상기 이동체의 이상 발생 여부를 감지하는 이상 감지부; 및
상기 이동체의 이상 발생이 감지된 경우, 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각과 상기 실시간 위치 정보에 기초한 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴 사이의 유사도가 최대 값을 가지도록 상기 평면 상에서 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각을 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴과 적합시켰을 때 상기 최대 값이 가장 큰 유사 사례를 최적 유사 사례로 선정하고, 상기 최적 유사 사례에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴으로부터 상기 이동체의 향후 이동 패턴을 예측하는 예측부를 포함하는, 이상 조기 감지 장치.
Selection of one or more similar cases related to the moving vehicle among the past case data;
A data collecting unit for collecting real-time position information of the moving object;
Generating a reference line for a time-based position of the moving object on a plane on the basis of time-based position information included in case data classified as normal among the past case data, comparing the reference line and real- An abnormality detecting unit for detecting whether or not an abnormality has occurred; And
The similarity degree between each of the patterns of the position information by time included in each of the one or more similar cases and the pattern of the position information by time of the moving object based on the real time position information has a maximum value When each of the patterns of position information by time included in each of the one or more similar cases on the plane is matched with the pattern of position information by time of the moving object, the similar case having the largest maximum value is selected as the best similar case, And a predictor for predicting a future movement pattern of the moving object from a pattern of position-specific position information included in the optimal similar case.
상기 유사 사례 선정부는, 상기 과거 사례 데이터의 특성값(feature value) 및 상기 이동체의 특성값 사이의 유사도를 이용한 사례 기반 추론에 기반하여 상기 하나 이상의 유사 사례를 선정하는, 이상 조기 감지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the similar case selecting unit selects the one or more similar cases based on case-based reasoning using a feature value of the past case data and a similarity between the feature values of the moving object.
상기 기준선은, 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보의 평균값 또는 중간값인, 이상 조기 감지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the baseline is an average value or an intermediate value of positional information by time included in case data classified as normal.
상기 이상 감지부는, 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이가 설정된 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단하는, 이상 조기 감지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the abnormality sensing unit determines that an abnormality has occurred in the mobile body when the difference between the real-time position information of the mobile body and the reference line deviates from a set normal range.
상기 이상 감지부는, 기 설정된 비교 구간 내에서 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이를 계산하는, 이상 조기 감지 장치.
The method of claim 4,
Wherein the abnormality sensing unit calculates a difference between the real-time position information of the moving object and the reference line within a predetermined comparison period.
상기 이상 감지부는, 상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우, 경고 메시지를 출력하는, 이상 조기 감지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the abnormality sensing unit outputs a warning message when it is determined that an abnormality has occurred in the moving object.
상기 예측부는, 상기 최적 유사 사례의 특성값에 기초하여 상기 이동체의 이상 발생 원인을 추정하는, 이상 조기 감지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the predicting unit estimates the cause of the abnormality of the moving object based on the characteristic value of the optimum similar case.
상기 이동체의 실시간 위치 정보를 수집하는 단계;
상기 과거 사례 데이터 중 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보에 기초하여 평면 상에서 상기 이동체의 시각 별 위치에 대한 기준선을 생성하는 단계;
상기 기준선 및 상기 이동체의 실시간 위치 정보를 비교하여 상기 이동체의 이상 발생 여부를 감지하는 단계;
상기 이동체의 이상 발생이 감지된 경우, 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각과 상기 실시간 위치 정보에 기초한 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴 사이의 유사도가 최대 값을 가지도록 상기 평면 상에서 상기 하나 이상의 유사 사례 각각에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴 각각을 상기 이동체의 시각 별 위치 정보의 패턴과 적합시켰을 때 상기 최대 값이 가장 큰 유사 사례를 최적 유사 사례로 선정하는 단계; 및
상기 최적 유사 사례에 포함된 시각 별 위치 정보의 패턴으로부터 상기 이동체의 향후 이동 패턴을 예측하는 단계를 포함하는, 이상 조기 감지 방법.
Selecting one or more similar cases related to the moving vehicle among the past case data;
Collecting real-time location information of the moving object;
Generating a reference line for a time-based position of the moving object on a plane on the basis of time-based position information included in case data classified as normal among the past case data;
Comparing the reference line and real-time position information of the moving object to detect whether the moving object is abnormal;
The similarity degree between each of the patterns of the position information by time included in each of the one or more similar cases and the pattern of the position information by time of the moving object based on the real time position information has a maximum value Selecting a similar case having the largest maximum value as an optimal similar case when each of the patterns of the position information by time included in each of the one or more similar cases on the plane is matched with the pattern of the position information by time of the moving object ; And
And estimating a future movement pattern of the moving object from a pattern of positional information per time included in the optimal similar case.
상기 선정하는 단계는, 상기 과거 사례 데이터의 특성값(feature value) 및 상기 이동체의 특성값 사이의 유사도를 이용한 사례 기반 추론에 기반하여 상기 하나 이상의 유사 사례를 선정하는, 이상 조기 감지 방법.
The method of claim 8,
Wherein the selecting step selects the one or more similar cases based on case-based reasoning using a feature value of the past case data and a similarity between the feature values of the moving object.
상기 기준선은, 정상으로 분류된 사례 데이터에 포함된 시각 별 위치 정보의 평균값 또는 중간값인, 이상 조기 감지 방법.
The method of claim 8,
Wherein the baseline is an average value or an intermediate value of position information by time included in case data classified as normal.
상기 감지하는 단계는, 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이가 설정된 정상 범위를 벗어나는 경우, 상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단하는, 이상 조기 감지 방법.
The method of claim 8,
Wherein the detecting step determines that an abnormality has occurred in the moving object when a difference between the real-time position information of the moving object and the reference line deviates from a set normal range.
상기 감지하는 단계는, 기 설정된 비교 구간 내에서 상기 이동체의 실시간 위치 정보와 상기 기준선과의 차이를 계산하는, 이상 조기 감지 방법.
The method of claim 11,
Wherein the sensing step calculates a difference between the real-time position information of the moving object and the reference line within a predetermined comparison interval.
상기 이동체에 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우, 경고 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하는, 이상 조기 감지 방법.
The method of claim 8,
Further comprising the step of outputting a warning message when it is determined that an abnormality has occurred in the moving object.
상기 최적 유사 사례의 특성값에 기초하여 상기 이동체의 이상 발생 원인을 추정하는 단계를 더 포함하는, 이상 조기 감지 방법.The method of claim 8,
Further comprising the step of estimating the cause of the abnormality of the moving object based on the characteristic value of the optimum similar case.
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