IoT를 이용한 스마트 주차 시스템

유엔 경제사회국은 전 세계 인구가 도시 지역에 거주하게 될 것이라고 예측했습니다. 그리고 68년에는 인구 증가율이 2050%에 달할 것으로 예상됩니다. 인구 증가는 정부만의 시급한 문제가 아니라, 대부분의 시민들에게 매일같이 직면하는 현실입니다. 주차장을 찾는 데는 막대한 시간과 연료 손실이 발생하며, $ 345 억 매년 이런 일에 낭비되는 돈이 너무 많습니다. 주차 문제와 IoT를 활용한 스마트 주차 시스템의 필요성에 대해 더 자세히 알아보겠습니다.

스마트 주차 시스템은 현대적인 트렌드인가, 아니면 점차 커지는 필요성인가?

주차 문제는 특히 대도시에서는 흔한 문제가 아닙니다. IoT 분석 보고서에 따르면, 스마트 주차 제품 및 서비스 시장 지출은 14년까지 연평균 2023%의 성장률을 기록하며 3.8억 달러를 넘어설 것으로 예상됩니다. 이는 사람들이 아무것도 하지 않고 교통 문제를 해결할 방법을 찾도록 유도한다는 점에서 매우 고무적인 소식입니다. 주차 문제는 자명한 사실이지만, 더 큰 문제는 기술이 이 문제를 어떻게 해결할 수 있는지, 그리고 과연 어떤 해결책이 있는지입니다.

차량을 주차할 때 어떤 문제가 발생할 수 있나요?

• 주차장이 포화 상태입니다– 가장 심각한 문제는 주차 공간이 늘어나지 않고 차량만 늘어나 교통 체증이 발생한다는 것입니다.
• 초과 지불– 운전자나 고객이 특정 장소에 얼마나 오래 머물지 모르기 때문에 주차 요금을 초과 지불하는 경우가 있습니다.
• 환경 적 영향– 주차장에는 흡수되지 못한 오염 물질이 많이 축적되어 비가 오면 물속으로 흘러 들어갑니다.
• 도로 위 또는 도로 밖 주차– 쇼핑몰이나 예약 구역의 주차장에는 충분한 공간이 없어, 심각한 교통 체증이 발생합니다.
• 기존 주차장의 부적절한 사용– 사람들은 항상 서두르고 제대로 주차하려고 하지 않아 다른 차량을 위한 주차 공간이 부족하게 됩니다.

사물인터넷을 활용한 스마트 주차 시스템이란?

사물 인터넷(IoT)을 활용한 스마트 주차 시스템에 포함되는 구성 요소는 일반적으로 다음과 같습니다.

• 차량의 존재를 감지할 수 있는 주차 센서.
• 데이터 전송을 도울 수 있는 게이트웨이.
• 클라우드 플랫폼은 데이터를 처리하고 분석합니다.
• 모바일 애플리케이션을 이용하면 주차 상태를 모니터링할 수 있습니다.

시중에 판매되는 인기 있는 주차 센서로는 초음파, 전자기장 감지, 적외선 등이 있습니다.

초음파: 스마트 주차 센서는 초음파를 사용하여 정확도가 향상됩니다. 하지만 이 유형의 센서는 먼지로 인해 막힐 수 있다는 단점이 있습니다.
전자기장 감지: 센서는 금속 물체가 근처에 있을 때 자기장의 작은 변화를 감지할 수 있습니다.
적외선: 이 유형의 센서는 주변 온도의 변화를 측정하고 움직임을 감지합니다.

사물인터넷을 활용해 스마트 주차 센서를 설치하려면 어떻게 해야 하나요?

주차장의 수는 IoT 구성 및 시스템 아키텍처의 하드웨어 및 소프트웨어 요구 사항을 결정합니다. 대형 주차장의 경우, 센서는 게이트웨이와 LPWAN 프로토콜을 채택합니다. LoRaWAN 표준을 채택하는 것은 IoT 트렌드 중 하나이며, 전력 소비를 줄여 자동 시스템의 작동 시간을 늘리는 방법이기도 합니다. LoRa Alliance 사양에 따라 저전력으로 작동하며 배터리 수명을 5~10년으로 연장합니다.

게다가, 다양한 종류의 센서는 각기 다른 방식으로 설치됩니다. 예를 들어, 카메라는 매우 복잡하기 때문에 사각지대를 피하기 위해 일정한 거리와 각도로 설치해야 합니다. 레이저 레이더 센서는 일반적으로 30~80cm 간격의 기둥에 설치되며, 일정 범위 내에 반복적으로 배치되지만, 이는 대량 처리를 수행할 때만 의미가 있습니다.

표면 장착형 스마트 주차 센서는 설치가 가장 간편하며, 일반적으로 각 주차장 표면에 설치하여 주차 공간 상태를 감지합니다. 이러한 IoT 센서는 표면에 간단히 붙이거나 나사로 고정할 수 있습니다. 또한, 이러한 IoT 센서는 별도의 설치 절차 없이 쉽게 변형할 수 있으며, 대부분 유지 보수가 필요하지 않습니다. IoT를 활용하는 스마트 주차 시스템은 주차장을 통해 게이트웨이와 통신하고 데이터를 인터넷으로 전송할 수 있습니다.

세 가지 가능한 감지 조건

우주 점유: 센서가 감지하는 물체 거리는 10~50센티미터(약 4~20인치)입니다.
자유 공간: 감지된 물체 거리는 50센티미터(약 20인치) 이상입니다.
더러운 공간:감지된 물체 거리는 10센티미터(약 4인치) 미만입니다.

상태가 "더러운" 경우 센서가 무언가에 의해 덮여 있거나 막혀 있을 수 있으므로 검사가 필요합니다.

IoT 스마트 주차 시스템 구성

차량의 존재를 감지하는 두 단계가 있습니다. 첫째, 주차 센서 장치가 특정 주차장에 주차된 차량의 존재를 식별해야 합니다. 둘째, 주차장에 차량이 한 대밖에 없으므로 해당 주차장이 점유된 것으로 감지되어야 합니다. 이 두 단계는 다양한 엔지니어링 기술 접근 방식을 통해 구현될 수 있으며, IoT를 활용한 스마트 주차 시스템은 주차장 검색, 내비게이션 및 예약 기능을 제공합니다.

컴퓨터 비전, 근접 감지, 거리 감지, 심지어 RF/자기 감지까지 스마트 주차 센서 구축에 활용할 수 있습니다. 이러한 기술은 고정밀 주차 감지, 광각 주차 감지, 에너지 절약, 그리고 여러 주차 공간 동시 모니터링과 같은 장점을 제공합니다. 따라서 원격 통신 기능을 갖춘 혼합형 주차 센서를 사용하는 것이 최선의 선택입니다. LoRa 주차 센서는 필요한 감지 범위를 확장하고 게이트웨이 장치 수를 최소화하여 시스템 전체 비용을 절감합니다.

LoRa 스마트 주차는 어떻게 작동합니까?

LoRaWAN 주차 센서 MOKOSmart를 사용하면 주차 공간 점유율을 실시간으로 모니터링하고 감지할 수 있습니다.

1. 각 주차 공간에는 배터리로 작동하는 차량 감지 센서가 장착되어 있어 차량의 부재, 도착, 존재 및 출발을 감지합니다. 저전력 설계 덕분에 이 센서는 각 장치에 일련 번호 및 바코드와 연결된 고유한 MAC 주소를 할당하도록 자체 설정할 수 있습니다. LW009는 외부 배선 없이 최대 5년 이상 작동할 수 있습니다.

2. 점유 센서가 차량 활동을 감지하면 내장된 LoRa 수신기는 범위 내의 모든 무선 네트워크 게이트웨이에 상태 변경 사항을 담은 짧은 메시지 패키지를 전송합니다.

3. 게이트웨이는 사설 LoRa 네트워크의 일부이거나 공공 LoRaWAN 서비스 제공업체의 노드가 될 수 있습니다. 패킷을 PIN 주차 클라우드 서비스 애플리케이션으로 전송하며, 이 애플리케이션은 클라우드 기반 서버 또는 전용 서버에 상주할 수 있습니다. 이 턴키 방식의 주차 관리 솔루션은 센서 정보를 사용하여 주차 공간과 주차된 공간을 추적합니다. 웹 페이지에 주차 이벤트를 표시하고, 타사 애플리케이션에 주차 데이터를 제공하여 스마트폰 및 기타 무선 기기를 통해 요금 청구 정보를 생성하고 운전자에게 주차 가능 공간을 알려줍니다. 또한, 센서 기반 주차 모니터와 거리 카메라는 다른 주차 기술과 연동하여 "캠핑"을 방지합니다.

LoRaWAN 프로토콜은 양방향 통신 기능을 지원하므로 주차장 관리자가 종단 센서를 관리할 수 있습니다.

블루투스 비콘 스마트 플래킹 작동 원리

아래 다이어그램은 4가지 역할을 하는 당사의 주차 관리 시스템 중 하나의 아키텍처를 보여줍니다. 블루투스 비콘, 비콘 리더, 게이트웨이, 주차 서버.

1. 비콘 송신기: 스마트 스트리트 주차를 이용할 자격이 있는 운전자는 등록된 비콘 송신기를 받기 위해 차량을 등록해야 합니다. 비콘 송신기는 차량의 오른쪽 백미러(우측 통행 국가의 경우)에 장착되어 있다고 가정합니다. 이는 차량이 주차되었을 때 측면에 더 가깝습니다. 비콘 송신기는 정기적으로 데이터 패키지를 브로드캐스트하며, 이는 비콘 리더에서 감지할 수 있습니다. 특정 차량의 소스 블루투스 MAC 주소는 고정되어 있으며, 비콘 리더는 수신된 비콘 패킷의 소유자(즉, 차량)를 구별할 수 있습니다.

2. 비콘 리더: 비콘 리더는 그림과 같이 주차 공간 모서리에 위치합니다. 리더는 등록된 비콘 송신 장치에서 서비스별 UUID가 포함된 비콘 패킷을 주기적으로 스캔합니다. UUID가 일치하면, 리더는 칼만 필터를 사용하여 패킷의 RSSI를 처리한 후 거리 추정값을 생성합니다. 마지막으로, 리더는 게이트웨이에 다음 데이터를 게시합니다. 감지된 블루투스 MAC 주소, 추정된 거리, 감지된 시간.

3. 게이트웨이: 게이트웨이의 주요 기능은 비콘 리더가 제공하는 데이터에 따라 각 주차 공간의 주차 여부를 확인하는 것입니다. 게이트웨이는 여러 리더에서 동일한 비콘 송신기에 측정된 예상 거리를 비교하여 차량이 특정 주차 공간에 주차되었음을 판단합니다. 게이트웨이는 그 결과를 원격 주차 서버의 데이터베이스로 전송합니다.

4. 주차 서버: 주차 서버는 주차 공간을 사용하는 차량의 점유 상태 및 신원을 복원하는 역할을 합니다. 관리자는 시스템 데이터베이스에 로그인하여 점유 정보와 주차 이력을 확인할 수 있습니다. 이러한 정보를 바탕으로 관리 시스템은 운전자에게 전자 주차 요금 청구서를 생성할 수 있으며, 또한 운전자가 자신의 주차 기록을 확인할 수 있도록 할 수도 있습니다.

사물인터넷을 활용한 스마트 주차 시스템의 이점

도시 지역에서:

직접적인 혜택

•  주차 공간 최적화
• 특별허가를 받아 적재, 하역, 택시 등을 운행합니다.
• 장애인 주차 공간 모니터링
• 긴급 차량의 구역을 식별하세요
• 전기차 충전소 제공

간접적 혜택:

• 주차 위반을 줄입니다
• 소음 공해를 줄입니다
• 가스 배출을 줄입니다
• 주차 수익이 최대 35% 증가합니다.
• 더 푸른 도시/시설이라는 평판을 향상시킵니다.
• 도시 이동성과 도시 계획을 개선합니다

개인 공간: 쇼핑몰, 호텔, 테마파크 등

직접적인 혜택

• 주차 공간 최적화
• 특별 허가: 적재 및 하역, 택시 등
• 장애인을 위한 주차 공간 모니터링
• 전기차 충전소
• 수익 증대

간접적 혜택:

• 점유율에 따른 동적 가격 책정 전략
• 새로운 고객을 위한 활용처: 카셰어링 차량을 위한 주차 공간.
• 고객 경험 향상
• 소비자 습관에 맞춰 인적 자원 최적화

하루에 여러 번 주차 공간을 찾는 데 10분씩을 쓴다면 240년이면 700시간, 인생 전체로는 평균 XNUMX일을 낭비하게 됩니다.

사물인터넷을 활용한 스마트 주차 시스템으로 비용 절감 가능

교통량: -8 %
가스 배출: -40 %
이동 거리: -30 %
소요 시간: -43 %

IoT 스마트 주차 솔루션의 적용

교통 체증을 피하기 위해 많은 차량을 주차해야 합니다. 이 경우, 주차 유도 시스템이 운전자에게 방향과 주차 정확도를 제공합니다.

• 쇼핑몰
• 공항
• 병원
• 스포츠 센터
• 대학

스마트 주차 솔루션의 혁신

스마트 주차 연구소(Smart Parking Institute)의 설문 조사에 따르면, 응답자의 42%가 주차 시스템 필요성에 찬성했습니다. 다행히 주차 시스템 덕분에 로트 센서 시스템, 연결 플랫폼 및 기타 IoT 애플리케이션을 통해 운전자는 가장 가까운 주차 공간이 비어 있는 경우 어디에 있는지 확인할 수 있습니다. 미래에는 실시간 주차 지도가 보편화될 것입니다.

이 분야에서 이미 혁신이 이루어진 사례 중에서 이미 출시되었거나 곧 출시될 최고의 스마트 주차 앱을 소개합니다.

• 센서 시스템을 이용한 차량 추적

사물 인터넷(IoT)은 차량 추적 플랫폼의 핵심 기술입니다. GPS 또는 OBD 센서와 같은 도구는 차량이나 차량의 위치 데이터를 수집하고 주차 공간 점유 여부를 모니터링하는 데 도움이 될 수 있습니다. 정보는 CSA(교통안전국)로 전송되어 처리된 후 네트워크 서버로 전송됩니다. 이 데이터는 운전자와 자동차 회사 관리자에게 이해하기 쉽고 명확한 방식으로 표시됩니다.

현재 사물 인터넷 기반 차량 추적 장치는 주로 대기업의 차량 관리에 사용됩니다. 향후 5G 도입으로 사물 인터넷의 접근성이 높아짐에 따라, 주차 기술은 운전자들 사이에서 널리 보급되어 일상적인 통근 관리 및 주차 문제 해결에 활용될 것입니다.

• 스마트 미터 시스템

커넥티드 미터링 시스템은 차량이 주차장에 입차하고 출차하는 시점을 감지합니다. 이를 통해 IoT 플랫폼은 운전자에게 사용 가능한 주차 공간의 실시간 미터기를 제공할 수 있습니다.

시설 관리자는 미터 시스템을 사용하여 주차 시설의 효율성을 개선하고, 승차율의 추세와 패턴을 파악하고, 향후 차량 급증을 예측할 수 있습니다.

• 자동 주차 시스템

자동 주차 시스템은 주차 공간을 줄이고 공간 효율성을 극대화하는 데 도움이 됩니다. 자동 시스템은 차량을 시설 상층부까지 위아래로 이동시키는 데 사용됩니다. APS 시설은 완전 자동화되어 있고 출입 제한이 있으므로 주차가 더 안전합니다.

자동 주차 시스템은 검색 시간과 주행 시간 증가로 누적되는 엔진 배기가스 배출량을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이러한 시설에서는 자동 주차 시스템 유지에 필요한 조명과 환기가 거의 없기 때문에 자원 사용이 최소화됩니다.

• 제어 시스템

사물 인터넷(IoT)은 강력한 교통 법규 집행 장치로서 도시 안전과 질서에 기여합니다. 센서 네트워크와 고속 데이터 처리 알고리즘을 활용하여 주차 관제 시스템은 필요한 증거를 감지, 등록, 수집 및 저장하고, 위반 딱지를 발부하고, 단 몇 초 만에 주차 위반 사실을 알릴 수 있습니다.

주차 기술에서 사물 인터넷의 역할

스마트 주차는 전체 과정 전반에 걸쳐 모든 이해관계자에게 상당한 영향을 미칠 것입니다. 운전자는 주차 공간을 미리 예약하고, 이동 및 출퇴근 계획을 세우고, 주차장 점유율을 고려할 수 있습니다. 강화 메커니즘은 불법 주차의 심각성을 단 몇 초 만에 감지하고 평가할 수 있게 될 것입니다.

주차 관리자는 주차장 내 공간과 자원 사용을 최적화하여 미래 개발을 효과적으로 계획할 수 있습니다. 지역 사회 지도자들은 IoT 주차 솔루션을 적용하여 도시 주민들의 편의성을 향상시킬 수 있습니다.

사물 인터넷이 주차 공간에 제공하는 추가 이점은 다음과 같습니다.

• 미터 시간 연장

주차 미터기 만료가 임박하면 연결된 플랫폼이 운전자에게 알림을 보냅니다. 운전자가 연장 요금을 지불하면 이러한 도구를 통해 클릭 한 번으로 주차 시간을 연장할 수 있습니다. 자동 주차 미터기 연장 시스템은 교통 위반을 줄이고 시설의 수익을 증대시킵니다.

• 주차 공간의 안전성을 파악하는 혁신적인 주차 솔루션

버스 정류장, 승객 승하차 구역, 장애인 주차 공간 등 빨간색으로 표시된 구역은 플랫폼에서 식별되어 운전자에게 알림으로 전달됩니다. 이를 통해 부주의 주차 위반 건수가 감소할 것입니다. 운전자가 주차 금지 구역에 계속 주차할 경우, 연결된 플랫폼에서 즉시 위반 사항을 담당 부서에 알려 위반자에게 과태료 부과 가능성을 높여줍니다.

• 도시의 주차 공간의 효율적인 활용

센서 네트워크를 통해 자동 주차 계획기는 모든 주차장의 점유율 데이터를 수집할 수 있습니다. 도시 내 주차 공간 수를 균등하게 분배하기 위해, 지자체는 IoT 플랫폼에서 제공하는 데이터를 활용하여 요금 및 허용 주차 시간을 의사 결정 과정에서 조정할 수 있습니다.

IoT 주차 관리 소프트웨어

주차장 관리 시스템은 주차 시설 관리자, 법 집행 기관, 운전자 및 기타 이해관계자를 하나의 연결된 네트워크로 통합하는 원스톱 솔루션이 될 수 있습니다. 주차 관리 시스템의 혁신으로 영향을 받는 당사자들은 서로 소통하고, 질문하고, 답변함으로써 도시 공동체의 전반적인 복지에 기여합니다.

사물 인터넷 기반 주차 관리 시스템이 제대로 작동하려면 지능형 주차 기술의 장점을 최대한 활용해야 합니다. 주차 산업에서 지능형 플랫폼이 활용해야 할 기능은 다음과 같습니다.

• 화면에는 이용 가능한 주차 공간과 이용 중인 주차 공간이 표시됩니다. IoT 플랫폼, 특히 클라우드 기반 플랫폼은 센서 데이터를 수집하여 시설의 주차 공간 이용 현황을 명확하고 간결하게 보여줍니다.
• 모든 PC 또는 스마트폰에서 실시간으로 주차 점유율을 모니터링하세요. 운전자는 모든 주차 시설 근처에 얼마나 많은 주차 공간이 있는지 실시간으로 확인할 수 있어야 합니다. 효율적인 연결형 주차 관리 도구를 위해서는 대화형 점유율 지도가 필수적입니다.
• 최종 사용자 및 관리 애플리케이션을 위한 API입니다. 주차 관리 도구는 커뮤니티 구성원의 복지에 매우 중요하므로, 프로그램 개발자는 해당 도구가 타사 통합 기능을 제공하고 다른 관리 및 주차장 모니터링 도구와 연동될 수 있도록 보장해야 합니다.
• 접근 권한, 다양한 사용자 그룹을 위한 친숙한 인터페이스. 모든 운전자가 플랫폼 탐색에 능숙하고 경험이 있는 것은 아닙니다. 주차장 검색이나 확인을 최대한 쉽게 하기 위해 앱 개발자는 최소한의 인터페이스를 고집하고 화살표나 아이콘과 같은 안내 요소를 사용하여 사용자가 앱을 탐색할 수 있도록 도와야 합니다. 앱 개발자는 시각 장애인, 50세 이상 운전자 등 다양한 사용자 그룹을 대상으로 해야 합니다.

주차 4.0: 스마트 시티의 미래와 기회

스마트 주차 시스템은 사람들의 일상생활을 개선하는 데 널리 활용되고 있으며, 이에 따라 스마트 주차 시스템 사용은 지속적으로 증가할 것으로 예상됩니다. 스마트 주차 시스템은 다음과 같은 고급 기능을 추가하여 다기능 관리 도구로 활용할 수 있습니다.

• 주차 수요 관리 및 공간 최적화
• 맞춤형 주차 안내
• 주차 예약 시스템
• 동적 주차 가격 및 정책 최적화
• 주차장, 요금 부과, 불법 주차 감지

대형 주차장의 경우, 증강 현실을 활용하여 스마트폰으로 촬영한 실제 이미지에 지도 기능을 구현할 수 있습니다. 이러한 증강 현실 실내외 내비게이션 시스템은 가상 경로를 통해 운전자를 주차된 차량으로 안내할 수 있습니다.

또 다른 혁신은 시각 이미지 처리 기술을 활용하여 차량의 번호판을 인식하고 광학 문자 인식 기술(OCR)을 통해 식별하는 것입니다. 이후 주차장 게이트가 자동으로 열리고, 시스템은 운전자를 적절한 주차 공간으로 안내합니다.

스마트 주차 시스템의 미래는 유망해 보입니다. 이 솔루션의 기반 기술에는 사물 인터넷, 인공지능, 머신러닝, 증강 현실이 포함되며, 이러한 기술은 인더스트리 4.0 측면에서 기업의 디지털 혁신을 주도하고 있습니다. 이러한 혁신을 활용하여 Parking 4.0은 도시화 문제를 해결하여 주차 시스템의 효율성을 향상시킬 것입니다.