숭실대학교 해외특허출원�기상정보를 고려한 경로 안내 서비스 제공 방법 및 장치

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1. 기술의 개요(Tech Overview)

2. 기술의 특징(Characteristic)

3. 적용 가능한 분야(Field)

4. 시장 동향(Market)

5. 기대 효과(Potential)

목 차

6. 개발 현황(Current Status)

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1. 기술의 개요(Tech Overview)

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기술의 개요 (1) – 발명의 목적 및 기존 문제점

• 발명의 목적
• 강수량을 고려한 도보 경로 안내 및 최적 출발 시각 제공
• 기존 길 찾기 서비스 문제점
• 대중교통 및 도보 경로를 제공하지만 강수 조건 미반영
• 비 오는 날, 강수 최소 노출 경로 및 최적 출발 시각 안내 부족
• 사용자가 직접 강수 노출을 최소화하기 위해 출발 시각 및 대체 이동 경로 판단 → 불편 발생

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기술의 개요 (2) – 본 시스템의 특징

• 강수 예측 데이터를 활용한 최적 경로 탐색
• 강수량 예측 정보를 반영하여 비를 막아주는 구조물이 포함된 경로 탐색 및 안내
• 강수량이 가장 적을 것으로 예상되는 출발 시각 안내 기능 포함

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기술의 개요 (3) – 주요 기능

• 기상 데이터 수집
• 기상청 초단기 강수 예측 API 및 초단기 실황 API 활용 🡪 실시간 강수 데이터 수집 및 저장
• 경로 탐색 알고리즘 적용
• OSRM(경로 탐색 알고리즘 CH(Contraction Hierarchy)) 적용
• 대중교통 경로 내 도보 구간에서 강수 노출 최소화하는 경로 탐색
• 강수 차단 시설 반영
• 터널, 육교, 건물 내부 통로, 아케이드형 보행로 등의 시설물 정보 반영
• 출발 시각 별 예상 강수량 안내 기능
• 강수 예측 데이터를 활용하여 출발 시각 별 예상 강수량 제공

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기술의 개요 (4) – 기존 서비스와 차별점 & 기대 효과

• 기존 길 찾기 서비스 대비 차별점
• 강수 노출을 최소화하는 경로 탐색 기능 포함
• 대중교통 도보 구간에서 강수 노출 고려
• 출발 시각 별 강수량 분석 및 안내 제공
• 사용자 기대 효과
• 강수량이 적은 경로 및 출발 시각 안내 제공 → 이동의 효율성 및 편의성 향상

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기술의 특징 (1) – 강수 정보를 반영한 최적 경로 탐색

• 기존 길 찾기 서비스의 한계
• 강수량 고려 없이 거리/소요시간 기반 경로만 제공
• 본 기술의 차별점
• 실시간 강수 데이터 반영
• 기상청 초단기 강수 예측 API 및 초단기 실황 API 활용
• 강수 최소 노출 경로 탐색
• 시설물 기반 가중치 적용
• 비를 막아주는 구조물(터널, 육교, 건물 내부 통로, 아케이드형 보행로 등) 반영

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• 차등 가중치 적용 🡪 구조물이 포함된 도로 우선 탐색
• 어드밴티지 부여 🡪 강수 노출 최소화 경로 우선 제공

2. 기술의 특징(Characteristic)

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기술의 특징 (2) – 강수 노출 최소화를 위한 가중치 적용 및 최적화

• 기존 OSRM 탐색 방식 한계
• 강수량 고려 없이 단순 최단 거리/소요시간 기반 경로 제공
• 강수 노출 최소화를 위한 경로 탐색 불가
• 가중치 조정 과정
• 초기 테스트 문제점
• 일반 도로 진입 시 패널티 부여 방식 적용 🡪 비효율적인 경로 선택

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• 가중치 보정 방식 변경
• 패널티 🡪 어드밴티지
• 가중치 목표 설정 및 테스트 수행
• 가중치 목표 : 강수 차단 시설 포함 경로와 기존 경로 간 거리 차이가 200m 이하일 경우 강수 노출이 적은 경로 제공
• 테스트 케이스 설정 후 테스트 수행

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기술의 특징 (4) – 가중치를 적용한 최적 경로 탐색 결과

• 최적 경로 탐색 결과

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• 분홍색 형광펜 표시 구간 : 강수 차단 시설이 포함된 도보 경로

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• 경로 탐색 성능 비교

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• 기존 경로 탐색 결과
• 평균 소요시간 : 6.25분
• 평균 이동 거리 : 412m
• 가중치 적용 경로 탐색 결과
• 평균 소요시간 : 9.00분
• 평균 이동 거리 : 556.5m
• 경로 비교 결과
• 평균 소요시간 증가 : 2.75분
• 평균 이동 거리 증가 : 144.50m
• 결론
• 가중치 적용 시 평균 이동 거리 증가
• 경로 간 거리 차이가 200m 이하인 경우 → 강수 차단 시설(터널, 건물 내부 통로 등)이 포함된 경로로 안내

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기술의 특징 (5) – 강수 예측 데이터를 활용한 최적 출발 시각 추천

• 기존 길 찾기 서비스 한계
• 출발 시각에 따른 강수량 변화를 고려하지 않음
• 강수 노출을 최소화할 수 있는 최적 출발 시각 확인이 어려움
• 본 기술의 차별점
• 강수 예측 데이터 활용
• 출발지 → 목적지까지 예상 강수량 산출
• 현재 시각 기준 30분 간격으로 출발 시각 설정
• 각 출발 시각 별 예상 강수량 계산
• 최적 출발 시각 추천
• 강수 노출이 가장 적은 출발 시각 안내
• 사용자가 보다 효율적인 경로 선택 가능
• 출발 시각 별 예상 강수량 비교

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• 강수량이 적은 시점을 선택함으로써 강수 노출을 줄일 수 있음
• 최적 출발 시각 안내를 통해 보다 쾌적한 이동 계획 수립 가능

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3. 적용 가능한분야(Field)

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적용 가능한 분야(1) – 스마트 모빌리티 및 내비게이션 서비스

• 기존 내비게이션(Google Maps, 네이버 지도, 카카오맵 등)
• 강수량 반영 경로 탐색 기능 추가
• 대중교통 및 도보 경로 포함 길 찾기 서비스
• 강수 노출 최소화 경로 및 최적 출발 시각 제공

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적용 가능한 분야(2) – 물류 및 배달 서비스 최적화

• 배달 라이더, 퀵서비스, 택배 운송 경로 최적화
• 우천 시 배달 경로 조정 🡪 강수 노출 최소화 및 배달 시간 예측 정확도 향상
• 드론 및 자율주행 물류 시스템 연계
• 악천후 시 최적 경로 자동 탐색 기능 제공

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적용 가능한 분야(3) – 대중교통 시스템 및 도시 계획

• 버스, 지하철, 공유 모빌리티(KTX, BRT, 따릉이 등)와 연계
• 강수량 반영 최적 환승 및 도보 이동 경로 제공
• 스마트 도시(Smart City) 인프라 구축
• 강수량 변화에 따른 최적 이동 경로 탐색 기술 적용 가능

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시장 동향 (1) - 스마트 모빌리티 및 내비게이션 서비스

• 시장 성장
• 2023년 367억 1천만 달러 → 2032년 1,941억 3천만 달러 전망
• 기술 적용 가능성
• 스마트 시티 인프라 및 AI 기반 교통 최적화 기술과 연계
• 기상 정보 기반 경로 탐색 기능 추가 가능
• 우천 시 교통 흐름 분석 및 예측 기능 강화

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시장 동향 (2) - 물류 및 배달 서비스 최적화

• 시장 성장
• 2022년 1조 2,110억 달러 → 2029년 1조 8,044억 달러 전망
• 기술 적용 가능성
• 우천 시 최적 배달 경로 제공
• 배달 라이더 및 택배 운송 차량의 강수 노출 최소화

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시장 동향 (3) - 대중교통 시스템 및 도시 이동

• 시장 성장
• 2022년 1조 2천억 달러 → 2030년 2조 달러 이상 전망
• 기술 적용 가능성
• 대중교통 환승 구간 최적화 및 강수 노출 최소화 경로 제공

4. 시장 동향(Market)

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단위 : 억 달러

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5. 기대 효과(Potential)

기대 효과 (1) – 스마트 모빌리티 및 내비게이션 서비스

• 기존 길 찾기 서비스(네이버 지도, 카카오맵 등)의 한계를 보완
• 강수 예측 데이터를 반영하여 최적 경로 탐색 가능
• 강수 차단 시설 반영 경로 탐색 지원
• 터널, 건물 내부 통로, 지붕 있는 보행로 등을 반영한 도보 이동 경로 제공

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기대 효과 (2) – 물류 및 배달 서비스 최적화

• 배달 라이더 및 택배 기사 보호
• 강수량을 반영한 최적 경로 제공 → 배달 업무 효율성 및 안전성 향상
• 기상 데이터 기반 배달 시스템 연계
• 배달 시간 예측 정확도 향상 → 소비자 만족도 및 신뢰도 증가

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기대 효과 (3) – 대중교통 및 도시 이동 서비스 개선

• 강수 예측 데이터를 활용한 최적 출발 시각 안내
• 대중교통 환승 및 도보 이동 구간에서 강수량 변화 반영
• 강수량이 가장 적은 시간대 이동 계획 가능
• 도시 교통 시스템 운영 효율 증대
• 지자체 및 교통 당국과 협력하여 실시간 강수량 변화에 따른 경로 조정 가능
• 보행자 이동 데이터를 활용하여 강수 노출이 적은 보행 인프라 확충

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6. 개발 현황(Current Status)

개발 현황 (1) – 시제품 개발 및 실증 테스트 진행

• 개발 단계 : 시제품 개발 완료, 실증 테스트 진행 중
• 목표 : 강수량을 고려한 도보 및 대중교통 경로 탐색 최적화 시스템 구축
• 현재 진행 상황
• 주요 기능 구현 완료
• 실제 환경에서 성능 검증 및 개선 진행

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개발 현황 (2) – 시스템 구조

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• 기상 정보 관리 모듈
• 기상청 초단기 강수 예측 API 및 초단기 실황 API 활용
• 실시간 강수 데이터 수집 및 데이터베이스 저장
• 경로 생성 모듈
• OSRM(Open Source Routing Machine) 기반 탐색 엔진 적용
• 대중교통 내 도보 경로 탐색 및 강수 노출 최소화 가중치 반영
• 최적 경로 탐색 수행

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개발 현황 (3) – 경로 안내 프로세스

1. 출발지 및 목적지 입력

• 사용자는 지도 인터페이스를 통해 출발지와 목적지 입력

2. 대중교통 경로 탐색 및 도보 구간 추출

• 대중교통 경로 탐색 후 환승 및 최종 도착을 위한 도보 구간 식별

3. OSRM 기반 도보 경로 탐색 및 강수 노출 최소화

• setup 단계: 사람이 통행할 수 없는 교량 및 터널 제외
• process_way 단계:
• 구조물이 있는 도보 경로의 속도 증가
• 어드밴티지 부여하여 가중치 조정 → 강수 노출이 적은 경로 우선 선택

4. 예상 강수량 분석 및 출발 시각 별 강수량 제공

• 안내 생성 단계에서 각 출발 시각 별 예상 강수량 산출
• 사용자는 출발 시각 별 강수량을 비교하고 강수 노출이 적은 시각 선택 가능

5. 최적 경로 및 출발 시각 안내

• 탐색된 최적 경로 및 출발 시각 별 예상 강수량 정보 지도 표시

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