[논문]안전한 개인형 이동장치 사용을 위한 시스템 구조 제안

김완태; 박병준; 김현식

doi:10.17662/ksdim.2022.18.3.033

[국내논문] 안전한 개인형 이동장치 사용을 위한 시스템 구조 제안
The Proposal of System Structure for Using Safe Personal Mobility Devices 원문보기

디지털산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Society of Digital Industry and Information Management, v.18 no.3, 2022년, pp.33 - 41

김완태 (서일대학교 정보통신공학과) , 박병준 (서일대학교 소프트웨어공학과) , 김현식 (서일대학교 소프트웨어공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently the use of personal mobility devices is rapidly increasing, and the businesses related to personal mobility devices are quickly growing as well. Although the use of personal mobility devices provides convenience for short distance movements, many problems occur due to the lack of safety devices and the absence of associated road traffic laws. The number of accidents caused by using personal mobility devices continues increasing every year, and the injuries or deaths are seriously happening with those accidents. When using personal mobility devices, there are basic safety precautions such as wearing a helmet, prohibiting boarding with more than two people, prohibiting boarding with more than 100kg, prohibiting using after drinking alcohol, and so on. However, it is exposed to traffic accidents because there is no way to check before using the system. Therefore, to ensure the user's safety in using the electric kickboard among personal mobility devices, this paper proposes a system that can check the user's safety state before using the electric kickboard. It is possible to safely use personal mobility devices and prevent accidents by proposing a system structure of the electric kickboard that can be used after checking for the use of more than two people, overweight, wearing a helmet, and drinking alcohol.

주제어

표/그림 (17)

그림 <그림 1> 5년간 개인형 이동장치 교통사고 현황[1]
그림 <그림 2> 전공킥보드 도로교통법[3]
그림 <그림 3> 개인형 이동장치 단속 현황[3]
그림 <그림 4> 전동킥보드 사용을 위한 인증 절차
그림 <그림 5> 제안하는 전동킥보드 사용을 위한 인증 절차
그림 <그림 6> 제안하는 전동킥보드 시스템 개요도[6]
그림 <그림 7> 제안하는 시스템의 알코올 센서 위치[5]
그림 <그림 8> 측두동맥 개요
그림 <그림 9> 제안하는 시스템의 축두동맥 센서 위치
그림 <그림 10> 제안하는 시스템의 다인승차 및 중량 초과 센서 위치
그림 <그림 11> 시스템 구현을 위한 블록도
그림 <그림 12> 제안하는 전동킥보드 시스템 동작
표 <표 1> 시스템 구성
그림 <그림 13> 실시간 모니터링을 위한 스마트폰 앱
표 <표 2> 시스템 검증을 위한 기준 및 내용
표 <표 3> 사용승인 시 안전사항 확인
표 <표 4> 운행 중 안전사항 확인

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

논문에서는 전동킥보드 사용이 증가함에 따라 사회적 문제로 발생되고 있는 교통사고를 방지하여 안전한 전동킥보드를 사용할 수 있도록 시스템 구조를 제안하였다. 제안하는 시스템 구조에서는 전동킥보드 사용 시 안전에 관련된 3가지 요소에 대하여 안전성을 확보하기 위해, 음주 여부, 다인승차 및 중량 초과 그리고 안전모 착용 상태를 확인할 수 있는 시스템 구조를 제안하였으며, 음주 여부를 확인하기 위한 알코올 센서, 안전모 착용 여부를 확인하기 위해 축두동맥을 측정하여 실시간 안전모 착용 상태를 확인할 수 있도록 측두동맥 측정 센서, 다인승차와 중량 초과 여부를 확인하기 위해 적외선 센서와 중량 센서를 제시하였으며, 운행 중 안전모 착용 상태와 다인승차 및 중량 초과를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 스마트폰 앱을 제안하였다.

제안 방법

<그림 13>은 시스템의 실시간 모니터링을 위한 스마트폰 앱이며, 이 앱을 통해 3가지 안전 요소에 대하여 모니터링을 수행하고 각 요소의 현재 상태에 대하여 PASS와 FAIL로 간략히 확인할 수 있도록 제시하였으며, 3가지 항목 중 FAIL 항목이 발생할 경우 시스템을 정지시킨다는 사전 정보를 사용자에게 제공할 수 있도록 구성하였다
03% 이하를 기준으로 하였으며, 논문에서는 음주여부만을 조건으로 시험하였다. 다인 승차의 경우 전동킥보드 발판 앞뒤로 설치된 2개의 센서가 모두 물체를 감지하였을 경우 다인 승차로 판정하였으며, 중량 센서는 시험환경을 고려하여 1/10로 축소된 10kg 무게를 이용하여 검증하였고, 측두동맥은 성인 평균 기준인 60회 이상을 기준으로 하되, 4개의 센서를 이용하여야 하므로 각각의 센서가 60회 이상 측정하면 1, 60회 이하를 측정하면 0의 값으로 환산한 후 AND 연산을 통해 결과 값이 1일 경우 Pass, 0일 경우 Fail로 적용하였다. <표 3>은 전동킥보드 사용 전 안전사항을 확인하기 위한 과정을 고려한 시험 결과로 총 10번의 시험을 진행하였다.
다인승차 여부를 확인하기 위해 전동킥보드의 발판 앞쪽과 뒤쪽에 적외선 센서를 설계하여 적외선 센서의 동작상태로 다인승차를 확인하며, 적외선 센서로 다인 승차를 확인할 수 없을 경우, 중량 초과 센서를 통해 일정 무게 이상 탑승 시 시스템을 제어할 수 있도록 설계한다.
다인승차와 중량 초과를 확인하기 위한 센서의 위치는 <그림 10>과 같다. 다인승차를 확인하기 위해 적외선 센서를 통해 다인 여부를 감지하고, 적외선 센서로 판단이 어려울 경우 중량 센서를 통해 시스템 사용을 제한 할 수 있도록 설계한다.
<그림 3>은 개인형 이동장치에 관련한 단속현황이며, 현재 개인형 이동장치는 관련 사고에 비해 단속현황이 매우 부족하다. 따라서 본 논문에서는 전동킥보드를 사용하기 위해 인증절차를 진행하는 과정에서 음주 여부, 중량 초과 및 다인 탑승 그리고 안전모 미착용을 확인한 후 전동킥보드를 사용할 수 있도록 시스템 구조를 제안하여, 3가지 항목에 대한 안전이 확보되지 않을 경우 전동킥보드를 사용할 수 없도록 함으로써 사고의 확률을 줄일 수 있도록 한다.
본 논문에서는 안전한 전동킥보드 사용을 위한 안전시스템 설계는 사용 및 적용에 따라 다양한 방법으로 설계할 수 있으며, 논문에서 사용하는 센서 및 기능은 <표 1>과 같다.
시스템 검증은 전동킥보드 사용을 위한 사전등록시 3가지 항목을 검증하는 과정과 사전승인이 이루어진 후 주행 중 상태변화에 따른 시스템 동작에 대하여 검증하였다. <표 2>는 시스템 검증을 위한 기준값과 검증내용이다.
제안하는 시스템 구조에서는 전동킥보드 사용 시 안전에 관련된 3가지 요소에 대하여 안전성을 확보하기 위해, 음주 여부, 다인승차 및 중량 초과 그리고 안전모 착용 상태를 확인할 수 있는 시스템 구조를 제안하였으며, 음주 여부를 확인하기 위한 알코올 센서, 안전모 착용 여부를 확인하기 위해 축두동맥을 측정하여 실시간 안전모 착용 상태를 확인할 수 있도록 측두동맥 측정 센서, 다인승차와 중량 초과 여부를 확인하기 위해 적외선 센서와 중량 센서를 제시하였으며, 운행 중 안전모 착용 상태와 다인승차 및 중량 초과를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 스마트폰 앱을 제안하였다. 시스템 주행 중 안전 상태가 확인되지 않을 경우 일정시간 안에 주행 속도를 서서히 감소 시켜 전동킥보드 시스템을 운행할 수 없도록 함으로써 전동킥보드의 사용 전 안전상태 확인과 주행 중 안전상태를 모두 확인할 수 있도록 전동킥보드 시스템을 제안하였다. 시스템 검증을 통해 전동킥보드 사용의 안전성을 확보할 수 있도록 설계된 것이 확인되었으며, 제안하는 전동킥보드 시스템을 통해 시스템 사용에 대한 안전성 확보와 교통사고를 방지할 수 있을 것으로 기대된다.
전동킥보드의 안전한 사용을 위해 3가지 항목에 대하여 시스템 구조를 제안한다. 전동킥보드 사용 전 음주 여부와 다인승차 사용 및 중량 초과 그리고 안전모 미착용에 대한 사항을 확인하여 전동킥보드 사용을 제한할 수 있도록 시스템을 구성한다.
전동킥보드의 안전한 사용을 위한 동작 프로세스는 <그림 12>이며, 시스템의 동작은 기존 QR코드 스캔을 통해 사용자가 식별되면, 사용자의 현재 운행가능 상태를 확인하기 위해 알코올 센서를 통해 음주여부를 확인한다
전동킥보드의 안전한 사용을 위해 3가지 항목에 대하여 시스템 구조를 제안한다. 전동킥보드 사용 전 음주 여부와 다인승차 사용 및 중량 초과 그리고 안전모 미착용에 대한 사항을 확인하여 전동킥보드 사용을 제한할 수 있도록 시스템을 구성한다.
논문에서는 전동킥보드 사용이 증가함에 따라 사회적 문제로 발생되고 있는 교통사고를 방지하여 안전한 전동킥보드를 사용할 수 있도록 시스템 구조를 제안하였다. 제안하는 시스템 구조에서는 전동킥보드 사용 시 안전에 관련된 3가지 요소에 대하여 안전성을 확보하기 위해, 음주 여부, 다인승차 및 중량 초과 그리고 안전모 착용 상태를 확인할 수 있는 시스템 구조를 제안하였으며, 음주 여부를 확인하기 위한 알코올 센서, 안전모 착용 여부를 확인하기 위해 축두동맥을 측정하여 실시간 안전모 착용 상태를 확인할 수 있도록 측두동맥 측정 센서, 다인승차와 중량 초과 여부를 확인하기 위해 적외선 센서와 중량 센서를 제시하였으며, 운행 중 안전모 착용 상태와 다인승차 및 중량 초과를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 스마트폰 앱을 제안하였다. 시스템 주행 중 안전 상태가 확인되지 않을 경우 일정시간 안에 주행 속도를 서서히 감소 시켜 전동킥보드 시스템을 운행할 수 없도록 함으로써 전동킥보드의 사용 전 안전상태 확인과 주행 중 안전상태를 모두 확인할 수 있도록 전동킥보드 시스템을 제안하였다.
측두동맥의 위치는 개인마다 차이가 있을 수 있으므로 관자놀이를 중심으로 센서가 삽입되며, 관자놀이에서 앞쪽 이마 부분으로 센서를 추가설계 한다. 측두동맥 측정의 정확도를 높이기 위하여 좌, 우측으로 총 4개 이상의 센서로 설계한다. 측정된 측두동맥 신호는 BLE 통신을 이용하여 전동킥보드의 메인 시스템으로 전송되고, 메인 시스템에서는 측두동맥 데이터를 모니터링 함으로서 실시간으로 안전모 착용여부를 확인할 수 있도록 설계한다.
측두동맥 측정의 정확도를 높이기 위하여 좌, 우측으로 총 4개 이상의 센서로 설계한다. 측정된 측두동맥 신호는 BLE 통신을 이용하여 전동킥보드의 메인 시스템으로 전송되고, 메인 시스템에서는 측두동맥 데이터를 모니터링 함으로서 실시간으로 안전모 착용여부를 확인할 수 있도록 설계한다.

후속연구

시스템 주행 중 안전 상태가 확인되지 않을 경우 일정시간 안에 주행 속도를 서서히 감소 시켜 전동킥보드 시스템을 운행할 수 없도록 함으로써 전동킥보드의 사용 전 안전상태 확인과 주행 중 안전상태를 모두 확인할 수 있도록 전동킥보드 시스템을 제안하였다. 시스템 검증을 통해 전동킥보드 사용의 안전성을 확보할 수 있도록 설계된 것이 확인되었으며, 제안하는 전동킥보드 시스템을 통해 시스템 사용에 대한 안전성 확보와 교통사고를 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

참고문헌 (12)

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김문성.박수연.이우찬, "IoT 네트워크의 센싱홀 복구를 위한 센서 이등 균등 요청 방법," 디지털산업정보학회, 디지털산업정보학회 논문지, 제16권, 제4호, 2020, pp.9-17.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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