특허 개요
본 특허는 드론과 기설정 노선 차량을 연계해 물품의 수거부터 최종 배송까지 경로를 설계하는 대중교통 연계 드론 배송 최적화 시스템입니다. 서버는 배송 요청, 이동 수단, 스테이션 정보를 받아 경로를 퍼스트마일·미들마일·라스트마일로 분할하고, 드론은 수거·최종 배송 구간을, 차량은 스테이션 사이 운송 구간을 담당하게 합니다. 이후 ALNS(adaptive large neighbourhood search) 제거·보수 연산자와 스테이션·노선·배송순서 국부 탐색을 적용해 시간 비용과 에너지 비용을 고려한 경로를 탐색하며, 드론 배터리 잔량에 따른 스테이션 대기 페널티도 반영합니다.
- 핵심 기능
서버가 수거·배송 지점과 이동 수단·스테이션 정보를 바탕으로 배송 수단, 이용 스테이션, 차량 노선을 선정하고 상하차 단위의 배송 구간으로 경로를 나눕니다. ALNS 기반 반복 탐색과 스테이션·노선·물품 배송순서 변경을 통해 시간 비용 또는 에너지 비용이 낮아지는 경로를 갱신하며, 적재용량·배터리 비행시간·수거 선행 조건을 함께 판단합니다.
- 차별 강점
기존 방식은 택배차량을 지속 투입하거나 물품별 드론이 출발부터 도착까지 동반하는 구조여서 차량 운행과 드론 활용의 유연성에 한계가 있었습니다. 본 특허는 기존 대중교통 노선과 스테이션을 미들마일 운송에 활용하고, 드론 역할을 양 끝 구간에 배분하며 스테이션·노선·배송순서를 함께 탐색하는 점에서 차별화됩니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 도심 항공 모빌리티 연계 물류, 대중교통 기반 라스트마일 배송, 드론 배송 운영, 교통·물류 네트워크 최적화 분야에 활용 가능하며, 스마트시티 물류 관제와 실시간 이동 수단 배차 연구로 확장할 수 있습니다. 사업 측면에서는 도시형 배송 플랫폼, 대중교통 연계 물류 서비스, 드론 관제 소프트웨어, MaaS 기반 생활물류 서비스로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
무인 비행체, 기설정 노선 차량 및 스테이션을 결합한 배송 경로를 대상으로 시간 비용 최소화와 에너지 소비량 최소화 경로를 탐색하는 알고리즘 절차를 실시예로 제시했습니다. 실제 대중교통 운행 데이터와 다수 주문 환경에서의 성능, 드론 상하차 안전성, 배터리 운영 및 실시간 관제 연동은 추가 검증이 필요합니다.
- 배송 구성: 무인 비행체·기설정 노선 차량·스테이션을 결합한 배송 경로
- 최적화 기준: 시간 비용 최소화 경로와 에너지 소비량 최소화 경로
- 운영 제약: 상하차 가능 여부, 적재용량, 배터리 비행시간 및 수거 선행 조건
현재 성과
ALNS와 국부 탐색을 통해 배송 수단의 시간 비용과 에너지 비용이 최소화되는 경로를 최적 배송 경로로 결정하도록 구성됩니다. 드론 비행시간과 스테이션 대기시간을 에너지 비용에 반영해, 배송시간만이 아닌 운용 에너지까지 함께 고려합니다.
무인 비행체·기설정 노선 차량·스테이션을 결합한 경로 탐색 절차를 실시예로 제시했습니다. 경로의 배송 가능성을 판단할 때 상하차, 적재용량, 배터리 비행시간, 수거 선행 조건을 적용하며, 실제 운영 데이터 기반 성능은 별도 PoC에서 확인이 필요합니다.
기설정 노선 차량을 스테이션 간 미들마일 운송에 활용하고, 드론이 수거 및 최종 배송 구간을 담당하도록 역할을 분할합니다. 제거·보수 연산자의 적응형 선택과 스테이션·차량 노선·배송순서 국부 탐색을 결합해, 단순 차량 또는 단일 드론 중심 경로 탐색과 구별됩니다.
상용화까지 남은 부분
실제 대중교통 운행 데이터와 다수 주문 환경에서 시간 비용·에너지 비용 최적화 성능 검증
드론의 스테이션 상하차 안전성, 차량 탑승 절차, 배터리 충전·교체 운영 방식 실증
실시간 대중교통 운행정보·드론 상태정보·외부 관제 시스템 연동 및 현장 운영 검증
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
대중교통과 무인 비행체를 결합한 물품 배송 최적화 방법 및 시스템
10-2024-0042087 (2024.03.27)
1020250144805 (2025.10.13)
10-2988446
박수진, 강승모, 유승희, 권동훈
고려대학교 산학협력단
고려대학교 산학협력단