최적의 순찰경로 추천 시스템 및 위험도 모니터링 시스템(시스템 개발)

시스템 방법론

 

본 시스템은 세 가지 주요 기능으로 구성되어 있습니다: 각 안전시설물 출력 기능, 순찰 경로 추천 기능, 그리고 순찰 경로 위험도 산출 기능입니다.

1. 안전시설물 출력 기능:
   • 시스템은 CCTV, 안전센터, 안전 시설물, 인구 밀도 등 다양한 안전시설물의 위치 데이터를 시각적으로 출력합니다. 이를 통해 사용자들은 도시 전역의 안전 인프라를 직관적으로 파악할 수 있습니다.
2. 순찰 경로 추천 기능:
   • A* 알고리즘을 기반으로 최적의 순찰 경로를 추천합니다. 이 알고리즘은 각 격자의 위험도 점수와 목적지까지의 거리를 계산하여, 순찰 경로의 효율성과 효과성을 극대화합니다. 이로써 위험도가 높은 지역을 우선적으로 커버할 수 있습니다.
3. 순찰 경로 위험도 산출 기능:
   • 추천된 순찰 경로의 각 격자에 대해 안전센터, CCTV, 안전 시설물, 인구 밀도 등의 데이터를 활용하여 위험도를 산출합니다. 산출된 위험도는 각 격자의 종합적인 안전 수준을 나타내며, 이는 순찰 경로의 우선순위를 설정하는 데 활용됩니다.
   • 위험도 산출 결과는 JSON 형태로 반환되어, 다른 시스템이나 애플리케이션과의 연동 및 데이터 활용이 용이합니다.

이러한 통합 시스템은 도시의 안전성을 높이고, 경찰 및 보안 요원의 순찰 경로 계획을 최적화하여 시민의 안전을 효과적으로 보장하는 데 기여합니다.

 

 

시스템 기능

  1. 안전 시설물 출력

 

수집한 데이터를 기반으로 각 위치의 안전 시설물을 상세하게 출력합니다. 이 기능은 다음과 같은 과정을 포함합니다:

1. 데이터 수집:
   • 다양한 출처에서 수집된 안전 시설물 데이터는 CCTV, 안전센터, 비상벨, 쉼터, 소방서 등의 위치 정보를 포함합니다.
2. 데이터 전처리:
   • 수집된 데이터는 중복 제거, 누락 값 처리, 좌표 변환 등 전처리 과정을 거쳐 분석에 적합한 형태로 변환됩니다.
3. 시설물 위치 출력:
   • 각 시설물의 정확한 위치를 시스템 지도 상에 시각적으로 표시합니다.
   • 출력된 위치는 시각적으로 구분하기 쉽도록 아이콘이나 색상으로 구별됩니다.
   • 예를 들어, CCTV는 파란색 아이콘, 안전센터는 녹색 아이콘, 비상벨은 빨간색 아이콘으로 표시될 수 있습니다.
4. 상세 정보 표시:
   • 각 아이콘을 클릭하면 해당 시설물의 상세 정보가 팝업으로 표시됩니다. 상세 정보에는 시설물의 종류, 주소, 설치 일자 등이 포함될 수 있습니다.
5. 필터링 및 검색 기능:
   • 사용자는 특정 유형의 시설물만을 선택하여 볼 수 있도록 필터링 기능을 사용할 수 있습니다.
   • 또한, 특정 위치나 구역을 검색하여 해당 지역의 안전 시설물 분포를 확인할 수 있습니다.

이 기능을 통해 사용자는 도시 내 안전 시설물의 배치 현황을 명확히 파악할 수 있으며, 이를 기반으로 추가적인 안전 계획이나 개선 방안을 마련할 수 있습니다.

 

 

  2. 순찰 경로 추천 기능

 

 

최적의 순찰 경로와 경유지를 추천합니다. 경유지는 위의 위험 지표 산출에서 반환되는 값을 기준으로 선정되며, 총 거리와 총 소요 시간이 함께 반환됩니다.

1. 최적의 순찰 경로 추천:
   • A* 알고리즘을 기반으로 각 격자의 위험 지표와 목표 지점까지의 거리를 종합하여 최적의 순찰 경로를 계산합니다.
   • 경로는 위험도가 높은 지역을 우선적으로 포함하도록 설계되어, 순찰의 효율성과 효과성을 극대화합니다.
2. 경유지 선정:
   • 경유지는 각 격자의 위험 지표 산출 결과를 바탕으로 선정됩니다.
   • 위험 지표는 안전센터, CCTV, 안전 시설물, 인구 밀도 등을 고려하여 산출되며, 위험도가 높은 격자가 경유지로 우선 선택됩니다.
   • 선정된 경유지는 최적 경로에 포함되어, 순찰 도중 중요한 지점을 경유할 수 있도록 합니다.
3. 총 거리 및 총 소요 시간 반환:
   • 추천된 순찰 경로와 함께 총 이동 거리와 총 소요 시간을 계산하여 반환합니다.
   • 이 정보는 순찰 계획을 수립하는 데 중요한 요소로 활용되며, 효율적인 순찰 운영을 지원합니다.

이 시스템을 통해 사용자는 최적화된 순찰 경로와 경유지를 효과적으로 파악할 수 있으며, 이를 바탕으로 보다 안전하고 효율적인 순찰을 수행할 수 있습니다.

 

 

3. 위험도 모니터링 기능

 

추천된 경유지를 클릭하면 각 경유지의 위험도를 스타 차트와 함께 위험 지표를 확인할 수 있습니다.

1. 경유지 상세 정보 표시:
   • 지도 상의 추천된 경유지를 클릭하면, 해당 경유지의 상세 정보 팝업이 표시됩니다.
   • 팝업에는 해당 경유지의 이름, 위치, 위험 지표 등이 포함됩니다.
2. 위험도 스타 차트:
   • 각 경유지의 위험도는 스타 차트로 시각화됩니다.
   • 스타 차트는 여러 위험 지표를 한눈에 비교할 수 있도록 하며, 예를 들어 CCTV 커버리지, 안전센터의 접근성, 안전 시설물의 밀도, 인구 밀도 등의 지표를 포함할 수 있습니다.
   • 이를 통해 사용자는 각 경유지의 안전 수준을 종합적으로 파악할 수 있습니다.
3. 위험 지표 확인:
   • 위험 지표는 수치와 함께 설명이 제공되어, 각 지표가 어떤 요소에 기반하여 산출되었는지 쉽게 이해할 수 있습니다.
   • 예를 들어, 특정 경유지의 CCTV 커버리지가 높다면, 해당 지표가 높은 이유와 CCTV의 개수, 범위 등의 추가 정보를 제공합니다.

이 기능을 통해 사용자는 추천된 경유지의 위험도를 시각적으로 이해하고, 이를 바탕으로 더욱 효과적인 순찰 계획을 수립할 수 있습니다.

 

 

4. 실시간 위급상황 공유 기능

 

 

시스템 아키텍처

순찰 경로 추천 시스템 아키텍처

이 이미지는 순찰 경로 추천 시스템의 전체 아키텍처를 시각적으로 나타내고 있습니다. 시스템은 주요 구성 요소와 데이터 흐름을 두 개의 주요 섹션으로 나누어 설명하고 있습니다: Input과 Output.

Input 섹션

1. 데이터 소스:
   • 안전 시설물: CCTV, 비상벨, 안전센터 등 다양한 안전 시설물 데이터를 포함합니다.
   • 서울시 격자: 서울 시내를 200x200 크기의 격자로 나눈 공간 데이터를 포함합니다.
   • 격자 점수: 각 격자의 위험도 점수를 나타내는 데이터입니다.
2. 데이터 수집 및 제어:
   • 각 데이터 소스에서 수집된 데이터는 중앙 서버로 집계됩니다.
   • 작업자 판단 제어: 수집된 데이터를 분석하여 작업자가 필요에 따라 판단을 내릴 수 있도록 지원합니다.
3. 추천 알고리즘:
   • 수집된 데이터를 바탕으로 추천 알고리즘이 작동하며, 이는 데이터 적재와 처리를 통해 최적의 순찰 경로를 산출합니다.

Output 섹션

1. 데이터베이스:
   • MariaDB를 사용하여 수집된 데이터와 처리된 데이터를 저장합니다. 이는 시스템의 핵심 데이터 저장소 역할을 합니다.
2. 알고리즘 개발 및 추천:
   • 데이터 분석 및 전처리: NumPy, pandas, matplotlib, SciPy 등 다양한 데이터 분석 도구를 사용하여 데이터를 분석하고 전처리합니다.
   • 알고리즘 개발: 분석된 데이터를 바탕으로 순찰 경로 추천 알고리즘을 개발하고 최적화합니다.
3. 모니터링 및 시각화:
   • 순찰 추천 경로 표시: 추천된 순찰 경로를 지도 상에 시각적으로 표시합니다.
   • 격자 위험 지표 표시 및 알람 발생: 각 격자의 위험 지표를 시각적으로 표시하고, 위험도가 높은 지역에 대해 알람을 발생시킵니다.

요약

이 시스템은 다양한 안전 시설물 데이터와 공간 데이터를 수집하여 분석하고, 이를 바탕으로 최적의 순찰 경로를 추천합니다. 데이터는 MariaDB에 저장되며, 다양한 분석 도구를 통해 전처리되고, 순찰 경로 추천 알고리즘을 통해 최적화됩니다. 최종적으로, 추천된 순찰 경로와 각 격자의 위험 지표는 시각적으로 표시되며, 사용자는 이를 통해 효과적인 순찰 계획을 수립할 수 있습니다.

 

 

배포 주소: WE MATE (wemate-patrol.vercel.app)