주메뉴 바로가기 본문바로가기
전체메뉴닫기
과제현황 목록

과제기본정보

교통장애요인을 실시간 모니터링하기 위한 하이브리드-IoT 방식 통합서버 및 적외선 방식 융빙 시스템 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통지역혁신기술개발 과제번호 21RITD-C161698-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 개발
과제명 교통장애요인을 실시간 모니터링하기 위한 하이브리드-IoT 방식 통합서버 및 적외선 방식 융빙 시스템 개발
주관연구기관 주식회사 지엘티
총괄연구 책임자 성명 안성철
소속 주식회사 지엘티 직위 대표
전화번호 063-432-1555 FAX 063-432-1554
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 300,000,000 3,350,000 30,150,000 33,500,000 333,500,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 현재까지 대/중/소형 도로교통사고를 유발하는 주된 요인인 블랙아이스(안개, 눈)에 대한 효율적인 해결 방안(시스템)이 부재한 실정임.
이로 인한 교통사고의 근본원인은 여러 가지로 분석할 수 있음. 기후변화에 따른 갑작스런 블랙아이스(안개, 눈) 발생 특성, 발생 요인의 국지적인 발생, 효율적인 실시간 공지 방법 부재, 불명확한 공지 방법, 발생요인을 제거하는 방법의 비효용성 등을 그 원인으로 들 수 있음.
본 사업에서는 기존의 원인을 근본적으로 해결하려는 복합적인 방법을 기존 도로를 활용하면서 IoT 기술적인 방법으로 효과적으로 감지하고, 이를 운전자에게 실시간으로 공지함과 동시에 융빙하는 시스템을 제안하고자 함. 아울러 마지막 연차에서는 현장 적용성 평가를 통해 그 효과를 검증하고자 함
최종목표 현재까지 대/중/소형 도로교통사고를 유발하는 주된 요인인 블랙아이스(안개, 눈)에 대한 효율적인 해결 방안(시스템)이 부재한 실정임.
이로 인한 교통사고의 근본원인은 여러 가지로 분석할 수 있음. 기후변화에 따른 갑작스런 블랙아이스(안개, 눈) 발생 특성, 발생 요인의 국지적인 발생, 효율적인 실시간 공지 방법 부재, 불명확한 공지 방법, 발생요인을 제거하는 방법의 비효용성 등을 그 원인으로 들 수 있음.
본 사업에서는 기존의 원인을 근본적으로 해결하려는 복합적인 방법을 기존 도로를 활용하면서 IoT 기술적인 방법으로 효과적으로 감지하고, 이를 운전자에게 실시간으로 공지함과 동시에 융빙하는 시스템을 제안하고자 함. 아울러 마지막 연차에서는 현장 적용성 평가를 통해 그 효과를 검증하고자 함
연구내용 및 범위 ● 제안 시스템 구성 요소 및 개발 내용
- 감지 장치 (고정형 센서) : 도로변에 설치하여 그 지역의 교통장애요인을 감지하는 시스템
- 감지 장치 (이동형 센서) : 차량 탑재형으로 설치하여 고정형 센서가 감지하지 못하는 광범위한 지역의 장애를 감지하는 시스템
이때 고정식/이동식 센서가 감지하는 교통사고 유발 위치의 GPS정보와 데이터를 통신방식(LTE, WiFi 통신)을 통해 TOMS 서버에 전달함
- TOMS (Traffic Obstacles Management System) : 감지 장치로부터 얻은 데이터를 모니터링하고 이를 영상 분석(영상처리 + 딥러닝 분석)하여 장애요소를 판단하고, 이를 네비게이션 어플을 통해 운전자에게 경고해주는 역할과 융빙 시스템을 작동시키는 역할을 수행
- 적외선 융빙 시스템 : 도로변에 설치하여 블랙아이스(눈) 발생 장소의 장애요인을 용해시키는 역할을 수행
- 네비게이션 어플 : 운전자에게 장애 요인 발생 장소를 운전할 때 미리 과속운전 경고와 같이 알려줌으로써 미연에 교통사고를 방지하도록 하는 역할을 수행

● 역할 분담 개요
- 주관 기관 : 고정형 센서, 영상처리 알고리즘 개발, 융빙 시스템 개발
- 공동 기관(군산대 토목과) : 블랙아이스 생성 예측, 실내시험 및 테스트베드 구축, 현장적용성 평가
- 공동 기관(군산대 컴퓨터과) : 이동형(차량탑재형) 센서, 딥러닝 알고리즘 개발, TOMS 서버 구현, 네비게이션 어플 개발

● 장애 요인 감지 대상 : 블랙아이스, 안개, 눈
- 본 과제에서는 우선적으로 3가지 요인의 감지에 초점을 맞추고 있음. 하지만 학습 능력에 따라 추가의 요인을 감지 가능하도록 개선할 계획임 (예; 비)

● 개발내용1(사고유발 근본 원인과 기술적인 해결책 제시)
- 근본 원인 : 기후변화에 따른 갑작스런 장애요인 발생
- 해결책1: 실시간 감지 시스템 구축
- 해결책2: 운전자에게 실시간으로 네비게이션 어플에 경고 메시지를 송신

● 개발내용2(사고유발 근본 원인과 기술적인 해결책 제시)
- 근본 원인 : 장애요인의 지역적 발생 현상
- 해결책1: 도로변에 설치한 고정형 센서 장치에 의해 사고 다발 지역의 장애요인을 실시간 감지
- 해결책2: 고정형 센서는 모든 지역을 발생 현황을 감지할 수 없다는 한계가 있음. 따라서 이동형 차량형 센서에 의해 전국 운전자의 운행 정보를 바탕으로 전국의 발생 현황을 감지할 수 있는 하이브리드-IoT 방식 센싱 장치 제안 ？ 추후 블랙박스의 모델로 표준화 제시

● 개발내용3(사고유발 근본 원인과 기술적인 해결책 제시)
- 근본 원인 : 장애요인 발생의 실시간 공지 부재
- 해결책 : 기존의 교통표지판이나 LED 교통 표시 장치로는 한계가 있음. 따라서 운전자의 네비게이션 어플에 직접 경고를 통해 실시간으로 알려줌

● 개발내용4(사고유발 근본 원인과 기술적인 해결책 제시)
- 근본 원인 : 장애 요인 발생의 공지 방법의 확실성 부재
- 해결책 : 기존 방식(교통표지판이나 LED 교통 표시 장치)로는 운전자가 확실히 인식하지 못하고 지나칠수 있음. 따라서 이를 네비게이션 어플에 미리 과속단속 경고음과 같이 소리로써 알려줌으로써 확실하게 인지할 수 있도록 함

● 개발내용4(사고유발 근본 원인과 기술적인 해결책 제시)
- 근본 원인 : 실시간 융빙 장치의 부재
- 해결책 : 기존에 시도하는 융설장치(Hydronic snow melting system)는 도로에 매립해야 하기 때문에 설치비용, 유지보수 측면에서 비효율적임. 따라서 도로변에 장착하는 적외선 방식의 융빙장치를 활용하여 실시간으로 블랙아이스(눈)을 용해하도록 제안함
- 적외선 융빙 장치 방식의 비교 평가를 통해 가장 적절한 방법 제시

● 효과 검증 방법 제시
- 2차년도에 구축한 실내외 아스팔트 도로 테스트베드를 통해 현장적용성 평가를 3차년도에 수행함
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 고정형센서 개발
● 블랙아이스, 안개, 눈 감지 Mechanism 개발 (고정식)
● 감지를 위한 영상처리 알고리즘 개발
● DSP 처리 제어 PCB 및 프로그램 개발

이동형센서 개발
● 센서 정보 취득 및 전송 모듈 개발
● 딥러닝 학습을 통한 감지 방법

블랙아이스 예측 및 검측 로직개발
● 국내외 연구자료 분석을 통한 블랙아이스에 미치는 영향분석
● 기온, 습도, 바람, 이슬점등 기후조건 및 지형조건등 데이터를 이용하여 블랙아이스 생성을 예측
● 고정 또는 이동식 카메라를 이용한 이미지를 활용하여 분석을 통한 블랙아이스 검측(detection) 방법 개발
 -고정형 센서 개발의 세부 연구내용
● 블랙아이스, 안개, 눈 감지 Mechanism 개발 (고정식)
- Camera와 참조 무늬판 최적 사양 및 Layout설계
- 레이저, 적외선, 가시광 조명장치 최적 사양 및 Layout 설계/제작
● 감지를 위한 영상처리 알고리즘 개발
- 눈, 비, 안개 감지 알고리즘 설계
- 영상처리 Monitoring 화면 구현
- 참조용 무늬판 영상 이미지 처리기술 개발
● DSP 처리 제어 PCB 및 프로그램 개발
- 안개 (눈, 비)를 감지하기 위한 영상처리

-이동형 센서 개발의 세부내용
● 센서 정보 취득 및 전송 모듈 개발
● 딥러닝 학습을 통한 감지 방법
- 수치 데이터를 이용한 추론 (빅데이터 기법)

-블랙아이스 예측 및 검측 로직개발
● 국내외 연구자료 분석을 통한 블랙아이스에 미치는 영향분석
● 기온, 습도, 바람, 이슬점등 기후조건 및 지형조건등 데이터를 이용하여 블랙아이스 생성을 예측
● 고정 또는 이동식 카메라를 이용한 이미지를 활용하여 분석을 통한 블랙아이스 검측(detection) 방법 개발
연구성과 기술적 기대성과 - 미래형 감지 및 융설 시스템 개발을 통해 관련 분야 선도기술 견인
사회 경제적 파급효과 ○ 사회적 측면
- 노면 상황에 따라서 동결방지제 살포양을 최적화하는 것이 가능하여 동결방지제 사용량이 삭감되고 도로 구조물 등에 미치는 영향을 최소화할 수 있음
- 중대형 사고를 예방함으로써 인명사고 예방에 큰 기여를 할 수 있음

○ 경제적 측면
- 노면 상황의 파악/판별의 자동화나 그에 따른 교통사고 대처 및 차량흐름 관리 작업 부담의 경감등에 의해서 도로관리 작업의 향상에도 기여할 것이 기대
- 기술개발과 연계하여 지역의 신규 고용 창출 효과
- 현재 관련 분야 상용화 제품이 부재한 상황에서 본 제품이 개발되면 수입대체 효과 뿐만 아니라 수출효과를 기대할 수 있음
- 도로 매립형이 아니므로, 유지보수 비용이 절감됨
활용방안 ○ 활용 대상
- 공공기관(전라북도 지자체, 도로공사, 안전관리공단 등)에 활용하여 범부처 사업화 진행 가능

○ 활용 방안
- TOMS 서버를 관련 기관 서버에 통합 운영함으로써 전국적인 단위의 재해 예방 서비스로 활용 가능함
- 상용 차량만이 아니라 개인용 차량에도 개발된 장치를 장착하여 수많은 도로구간에서 발생되는 Black-Ice를 탐지함으로써 전국적인 재해 예방에 활용가능함
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 블랙아이스/안개 감지 블랙아이스(살얼음) 융빙 시스템 하이브리드-IoT 영상 기반 딥러닝 학습 실시간 네비게이션 GPS 위치 알림
영문 Black-Ice/Fog Detection Black-Ice Melting System Hybrid-IoT image Based Deep Learning Training Real Time Navigation GPS Alarm
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서

목록

  • 담당부서해당 사업실
  • 담당자과제 담당자
  • 연락처 조직도 담당업무 참조 보기