KR20190105165A - 도로 기상정보 예보시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도로 기상정보 예보시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기상 정보와 도로 노면의 정보를 활용하여 위험구간에 대한 정보를 제공하여 사고를 방지할 수 있도록 하는 도로 기상정보 예보시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도로 기상정보 예보시스템은 기상상황 정보와 도로상황 정보를 실시간 종합 분석하여 시간대별 도로 노면정보를 운전자에 실시간 제공함으로써 악천후 시 사고의 위험을 줄일 수 있는 장점을 가진다.

Description

도로 기상정보 예보시스템{Road Weather Information Forecasting System}
본 발명은 도로 기상정보 예보시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기상 정보와 도로 노면의 정보를 활용하여 위험구간에 대한 정보를 제공하여 사고를 방지할 수 있도록 하는 도로 기상정보 예보시스템에 관한 것이다.
동절기 교통사고의 주요원인으로 들 수 있는 것은 도로의 결빙이다.
도로가 결빙되는 경우에는 교통사고로 인한 인명 피해뿐만 아니라, 차량 지체 및 교통 통제로 인하여 시간적, 경제적인 손실이 발생하기도 한다.
따라서, 도로의 결빙을 사전에 예측하고 운전자 및 도로 관리자에게 제공하여 도로 결빙으로 인한 교통사고를 사전에 예방하고, 즉각적인 조치를 취하게 할 수 있는 노면상태 정보제공 시스템이 필요하다.
현재 국내에 설치되어 운영되고 있는 도로기상정보시스템(Road Weather Information System, RWIS)은 도로변에 노변 관측장비(Road Side Equipment, RSE)가 설치되고 습도, 온도 센서가 도로 표면에 매설된다. 상기 센서들은 도로의 기상 정보를 수집하여 기지국으로 전달하고, 기지국은 유무선 통신망을 통해서 교통센터로 전송하게 된다.
일반적으로 노상에 설치된 전극단자 쌍을 이용하여 대기중의 온도와 도로의 실제 온도를 측정하여 도로의 결빙예보, 결빙상태를 제공하는 것은 도로의 실제 온도를 정확하게 측정할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 노면온도를 측정하기 위한 센서 등의 측정 장치가 구비되지 않은 도로에서는 정확한 노면의 온도를 측정할 수 없는 단점 또한 갖고 있다.
실제로 노변 관측장비 또는 온도센서를 도로의 모든 구간에 설치하기에는 현실적인 어려움이 있으며, 비용적인 부담 또한 문제가 되므로 상술한 바와 같은 단점을 보완하는 것에는 한계가 있으며, 현장에 설치된 장비를 통한 실시간 정보만을 이용하여 노면의 상태를 판단하는 방식에는 오류가 발생할 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1394861호 대한민국 공개특허 제10-2013-0068591호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 기상상황 정보와 도로상황 정보를 실시간 종합 분석하여 시간대별 도로 노면정보를 운전자에 실시간 제공함으로써 악천후 시 사고의 위험을 줄일 수 있는 도로 기상정보 예보시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도로 기상정보 예보시스템은 기상청 서버로부터 도로의 일정 구간들에 대한 기상정보를 실시간으로 수집하는 제1 정보수집부와; 상기 도로의 일정 구간들에 각각 설치되어 도로의 노면 온도, 습도를 포함하는 도로정보를 실시간 수집하는 제2 정보수집부와; 상기 제1 정보수집부와 상기 제2 정보수집부에서 수집된 정보를 종합 및 분석하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보를 예측 및 생성하는 관제부와; 차량의 내비게이션 또는 차량 운전자가 휴대하는 스마트폰을 통해 접속하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원하는 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도로 기상정보 예보시스템은 기상상황 정보와 도로상황 정보를 실시간 종합 분석하여 시간대별 도로 노면정보를 운전자에 실시간 제공함으로써 악천후 시 사고의 위험을 줄일 수 있는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 도로 기상정보 예보시스템의 구성요소 및 제어계통을 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 제2 정보수집부의 구성요소를 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 도로 기상정보 예보시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 도로 기상정보 예보시스템이 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 도로 기상정보 예보시스템은 기상청 서버(50)로부터 도로의 일정 구간들에 대한 기상정보를 실시간으로 수집하는 제1 정보수집부(100)와; 상기 도로의 일정 구간들에 각각 설치되어 도로의 노면 온도, 습도를 포함하는 도로정보를 실시간 수집하는 제2 정보수집부(200)와; 상기 제1 정보수집부(100)와 상기 제2 정보수집부(200)에서 수집된 정보를 종합 및 분석하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보를 예측 및 생성하는 관제부(300)와; 차량의 내비게이션(510) 또는 차량 운전자가 휴대하는 스마트폰(550)을 통해 접속하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원하는 서버(400);를 포함하여 구성된다.
제1 정보수집부(100)는 기상청 서버(50)로부터 도로 일정 구간 또는 결빙 등에 취약한 특정구간에 대한 기온, 습도, 풍속, 기압, 강우 등과 같은 기상정보를 수집한다. 제1 정보수집부(100)에는 수집된 기상정보를 저장하는 저장부가 더 구비될 수 있다.
제2 정보수집부(200)는 RWIS(Road Weather Information System)으로서, 도로상에 설치되어 국지적인 기상변화와 기상상황을 모니터링하고, 도로를 운행하는 운전자에게 돌발적인 기상변화에 대한 정보를 사전에 제공해 잠재적인 사고 요소를 미연에 방지하는 것으로서, 풍향, 풍속은 물론 도로 노면의 온도, 습도, 기압, 강우 등과 같은 도로정보를 센서를 이용해 수집한다.
제2 정보수집부(200)는 특정구간의 풍량, 온도, 습도, 기압을 감지하여 도로의 일정구간 또는 특정구간에 대한 각종 기상데이터를 획득한다. 특정구간은 위험정보를 알고자 하는 도로의 특정구간을 의미한다. 특히, 특정구간은 온도의 변화가 심한 구간이나 상습 결빙구간 등을 포함할 수 있다. 가령, 특정구간은 터널의 출구 주변, 교량, 산악구간, 고개 등을 포함할 수 있다. 도시된 특정구간은 고개의 정상구간을 예로 들고 있다.
특정구간의 풍량, 온도, 습도, 기압을 감지하기 위한 제2 정보수집부(200)는 특정구간에 설치된다. 제2 정보수집부(200)에서 획득한 풍량, 온도, 습도, 기압에 대한 정보는 관제부(300)로 송출된다.
제2 정보수집부(200)는 특정구간의 풍량, 온도, 습도를 측정하기 위한 제 1감지부와, 특정구간의 기압을 감지하는 제 2감지부를 구비할 수 있다.
제 1감지부는 풍량센서(201), 온도센서(202), 습도센서(203)를 포함하여 구성될 수 있다.
풍량센서(201)는 특정구간에 해당하는 도로 주변에 설치되어 특정구간의 풍량을 측정한다.
온도센서(202)는 특정구간의 대기 온도 및 노면 온도를 측정한다. 온도센서는 대기 중의 온도를 측정하기 위한 대기온도센서와, 초상온도를 측정하기 위한 초상온도센서와, 노면의 온도를 측정하기 위한 노면온도센서를 구비한다.
본 발명은 도로의 노면상태를 정확하게 판별하기 위해 대기온도와 노면온도 외에 초상온도까지 측정할 수 있는 기술 구성을 갖는다. 도로의 노면 상태에 가장 큰 영향을 미치는 기후 요소로 온도를 들 수 있다. 따라서 본 발명은 대기온도, 노면온도와 함께 초상온도까지 측정하여 도로의 노면상태를 더욱 정확하게 감지할 수 있다.
대기온도센서는 특정구간의 대기온도를 측정한다. 대기온도는 통상적인 방법으로 측정된 특정구간에 해당하는 대기중의 온도이다. 그리고 노면온도센서는 서미스터와 같은 온도센서를 도로 노면에 설치하여 노면의 온도를 측정할 수 있도록 한다.
초상온도(grass temperature)는 지표에 자라는 풀 위의 공기온도를 의미한다. 이러한 초상온도는 야간복사냉각에 의한 이슬 및 서리의 발생을 예상하는 중요한 기후요소이다. 따라서 기후정보로서 대기온도, 노면온도, 초상온도를 모두 측정함으로써 노면에 발생될 수 있는 결로, 결상, 결빙을 더욱 정확하게 판별할 수 있는 것이다.
초상온도센서는 특정구간에 해당하는 도로의 노면 주위에 설치되어 초상온도를 측정할 수 있다. 초상온도는 노면 주위의 지표에서 자라는 풀의 평균 키에 해당하는 높이에서 측정될 수 있다. 가령, 초상온도는 노면에서 20 내지 100cm 높이에서 측정된 온도일 수 있다.
제 2감지부는 특정구간의 기압을 감지한다. 이러한 제 2감지부로 특정구간에 설치된 기압센서(204)를 이용할 수 있다.
기압은 물의 상태변화와 밀접하게 관련된 기후요소이다. 특정구간의 고도나 특정구간의 기상조건에 따라 특정구간의 기압은 달라진다. 따라서 고도가 낮은 곳의 어는점과 고도가 높은 곳의 어는점은 다르다. 기압을 고려하지 않고 온도만으로 특정구간의 결빙 여부를 정확히 감지하기 어렵다.
상술한 제2 정보수집부(200)에 의해 특정구간의 풍량, 온도, 습도, 기압을 감지하고, 이러한 정보는 노면상태를 판단하기 위한 데이터로 활용함으로써 본 발명은 노면 상태를 더욱 정확하게 감지할 수 있다.
한편, 제2 정보수집부(200)는 특정구간의 강설량, 강우량, 풍향, 안개 등을 감지할 수 있는 센서들을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
제2 정보수집부(200)로부터 얻어진 풍량, 온도, 습도, 기압 정보는 관제부(300)로 입력된다.
관제부(300)는 제1 정보수집부(100)와 상기 제2 정보수집부(200)에서 수집된 정보를 종합 및 분석하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보를 예측 및 생성하며, 관제부(300)에서 예측 및 생성된 도로상태정보는 서버(400)로 실시간 업로드 된다.
관제부(300)는 제2 정보수집부(200)로부터 얻어진 풍량, 온도, 습도, 기압 정보를 데이터베이스에 저장하고 그 정보들을 처리하여 특정구간의 도로 노면상태가 결빙, 결로, 결상 중 어느 하나에 해당하는지 여부를 판별한다.
관제부(300)는 제2 정보수집부(200)로부터 획득한 정보를 처리하여 노면상태를 판별한다. 관제부(300)로 통상적인 컴퓨터를 이용할 수 있다. 관제부(300)는 노면상태가 결빙, 결로, 결상 중 어느 하나에 해당하는지를 판별한다. 관제부(300)는 제2 정보수집부(200)로부터 획득한 풍량, 온도, 습도, 기압 정보를 바탕으로 미리 설정된 알고리즘을 수행하여 노면상태를 판별하고 그 정보를 서버(400)로 송출한다.
관제부(300)에서 예측 및 판별된 도로상태정보는 일 예로 노면이 얼어 있는 상태(결빙 상태), 노면에 이슬이 내린 상태(결로 상태), 노면에 서리가 내린 상태(결상 상태)이다. 이외에도 비로 인해 노면이 젖어 있는 상태나 눈으로 인해 노면에 눈이 쌓인 상태, 안개 등을 포함할 수 있다.
서버(400)는 관제부(300)에서 예측 및 생성된 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보가 저장되며, 차량에 구비된 내비게이션(510) 또는 차량 운전자가 휴대 또는 소지하는 스마트폰(550)을 통해 무선 접속하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보 및 기상정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원한다.
서버(400)는 내비게이션(510) 또는 스마트폰(550)으로부터 운전자의 시스템 이용 요청신호가 수신되면, 내비게이션(510) 또는 스마트폰(550)에 의해 획득되어 서버(400)로 전송된 차량의 위치정보를 참조하여, 해당 위치에 대응되는 도로의 일정 구간에 대한 기상정보와 도로정보를 내비게이션(510) 또는 스마트폰(550)에 전송한다. 내비게이션(510) 또는 스마트폰(550)은 서버(400)로부터 도로상태정보 및 기상정보가 수신되면, 해당 정보를 운전자에게 출력한다.
서버(400)에서 제공되는 도로상태정보는 내비게이션(510) 또는 스마트폰(550)에서 전자지도형태로 디스플레이 상에 표시될 수 있다. 또한, 도로상태정보는 도로 주요지점의 노면 온도정보, 노면 결빙정보, 어는 비 예측, 레이더 영상, 기상정보, 기상특보현황, 현재 및 특정시간(일 예로, 1~5시간) 후의 예상 상황 예측 정보, 현재시간 등이 포함될 수 있다.
관제부(300)에서 분석 및 예측되는 도로상태정보에 포함된 정보들 중에서 어는 비에 대한 예측은 도로 관측지점의 연직 대기의 고도, 기온, 습도, 강수자료 등의 수치모델해석과, 도로 관측지점의 고도 정보, 노면온도 정보를 종합 및 분석하여 예측할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 도로 기상정보 예보시스템은 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
50 : 기상청 서버
100 : 제1 정보수집부
200 : 제2 정보수집부
300 : 관제부
400 : 서버
510 : 내비게이션
550 : 스마트폰

Claims (1)

  1. 기상청 서버로부터 도로의 일정 구간들에 대한 기상정보를 실시간으로 수집하는 제1 정보수집부와;
    상기 도로의 일정 구간들에 각각 설치되어 도로의 노면 온도, 습도를 포함하는 도로정보를 실시간 수집하는 제2 정보수집부와;
    상기 제1 정보수집부와 상기 제2 정보수집부에서 수집된 정보를 종합 및 분석하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보를 예측 및 생성하는 관제부와;
    차량의 내비게이션 또는 차량 운전자가 휴대하는 스마트폰을 통해 접속하여 도로의 각 구간들에 대한 도로상태정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원하는 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 기상정보 예보시스템.

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