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[그리고(Grid-Go팀]사물인터넷을 활용한 지하철 환경 개선 시스템

  • 최종용
  • 인하대학교
  • 작품구분일반형
  • 공개여부비공개
  • 카테고리생활
  • 등록일2016-09-11
  • 팀원(공동개발자)최종용, 유영민, 김경원, 윤홍식, 황나성
  • 출품 경진대회2016 제8회 인하 종합설계 경진대회

상세설명

1. 수행배경

  • 지하철 역사 내부에 좌석현황과 혼잡도, 온도 등 차내 환경에 대해 알려주는 서비스는 없으며 이로 인해 많은 지하철 이용객들은 불편함을 느끼고 있다.
  • 15년 서울메트로(1~4호선)의 서비스 품질 조사에 따르면 혼잡도가 35%로 가장 많은 불편을 차지했고 객실온도 또한  15%로 3번째로 높은 비중을 차지한다. 
  • 15년 지하철 혼잡도 순위를 살펴보면 상위 4개 호선의 최고 혼잡도는 200%를 넘으며 이는 정원의 2배 이상이 탑승한다는 것이다.
  • 15년도 상반기 지하철 냉난방 민원현황은 14년도에 비해서 증가하였으며 지하철 이용객들의 온도환경에 대한 불편함 역시 높아지고 있다
  • 지하철 칸 별로 차내 환경은 다르기 때문에 이용객들이 실시간으로 차내 환경을 확인 및 쾌적한 환경의 열차 칸을 주체적으로 선택하여 탑승할 수 있는 시스템 구축의 필요성이 있다. 
  • 다양한 센서와 IoT의 활용으로 지하철 이용객에게 차내 쾌적한 환경 및 편의를 제공하고 효율적인 이용을 유도한다.

2. 수행기간

  • 3월 - 주제 선정 및 기술조사
  • 4월 - 센서특징 파악
  • 5월~6월 - 아두이노사용법, 어플리케이션 연동방안 연구
  • 7월 - 프로토 타입 제작 

    3. 개발작품 설명

    • 기존 사물과 센서의 융합
      - 좌석 등받이에 거리감지 센서를 설치하여 사물과의 거리를 파악
      - 지하철 객실 천장에 온,습도 센서를 설치하여 관련 정보를 획득
      - 객실 바닥에 Cds 조도감지 센서를 설치하여 객실에 서있는 사람들이 차지하고 있는 면적에 관한 정보 획득.
    • 센서를 통해 얻은 정보의 처리
      아두이노의 GPIO를 이용하여 센서를 연결하여 얻은 데이터 처리를 기본으로 함.
      1. 거리감지센서
      - 초음파 센서(HC- SR04)를 이용하여 거리를 측정. 
      - 제한 값을 설정하고 사물이 기준치보다 센서에 접근하면 좌석이 차지된 것으로 간주.
      2. 온도 습도 센서
      -  온 ・ 습도 센서(DHT-22)를 이용.
      - 디지털 측정값을 전압으로 변환하여 출력하기 때문에, 이 전압 값을 이용하여 실제 온도 값으로 변환 시킴.
      ​3. 조도 센서
      - Cds 조도감지 센서 이용.
      - 출력되는 저항을 바탕으로 지하철 좌석 차지 여부와 연동하여 혼잡도에 대한 알고리즘 작성.
    • 어플리케이션 제어
      1. 블루투스 통신 - 아두이노의 여러 센서로 측정한 데이터를 블루투스를 통해 안드로이드 휴대폰과 통신
      2. 데이터 분리 - 시리얼 통신을 통해 받은 데이터를 각 요소별로 분리.
      3. 시간 - 현재 시간을 측정하여 태양에 의한 그림자 영향 고려
      4. 혼잡도 판별 - 데이터를 종합하여 현재 객차의 혼잡도 판별
      5. 사용자 제공 - 앞의 과정을 수행하는 어플리케이션을 만들어 사용자에게 정보를 제공

    4. 활용방안

    • 경제, 산업적 측면
      - 탄력적인 객차 선택으로 연간 7,247억에 달하는 차내 혼잡과 열차지연에 대한 지하철 혼잡비용 감소  
      - 어플리케이션 광고로 인한 연간 약 6250만원에 해당하는 수익 발생.
    • 사회적 측면
      - 승객들이 느끼는 편의성이 향상되며, 안전사고 위험 감소. 
      - 높은 혼잡도에 의한 불쾌감을 감소시켜 서비스 품질 향상. 
      - 지하철 이용객 수가 증가하여 대중교통 활성화와 다른 교통수단의 혼잡 방지.
    • 환경적 측면
      - 온,습도 혼잡도 측정으로 인한 지하철 열차 내부 환경 개선 및 적절한 객차 인원배치에 따른 쾌적한 환경을 제공.

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