무선 컴퓨팅 기술 및 이동 객체의 위치를 정확하게 추적할 수 있는 GPS 기술의 발달로 인하여 물류 차량 관리, 항공 교통 통제, 위치 기반 서비스 등과 같은 실시간 환경의 위치 정보 응용 시스템의 개발이 활발해지고 있다. 특히, 차량의 위치를 관제 센터에서 실시간으로 파악하는 차량 위치 추적 시스템에 관한 연구가 대표적인 응용 시스템으로 등장하였다. 그런데 기존의 차량 위치 추적 시스템은 데이터베이스에 저장되지 않은 특정 시간의 차량 위치 정보를 사용자에게 제공하지 못하는 문제점을 갖는다. 따라서 이 논문에서는 PDA와 같은 모바일 인터페이스를 통하여 실시간으로 차량의 위치 추적이 가능한 시스템을 설계한다. 제안 시스템은 차량 위치 검색 서버와 모바일 인터페이스로 구성되며, 이동 차량의 현재 위치뿐만 아니라 데이터베이스에 저장되지 않은 과거 및 미래 위치 정보까지 사용자에게 제공하는 장점을 갖는다.
무선 컴퓨팅 기술 및 이동 객체의 위치를 정확하게 추적할 수 있는 GPS 기술의 발달로 인하여 물류 차량 관리, 항공 교통 통제, 위치 기반 서비스 등과 같은 실시간 환경의 위치 정보 응용 시스템의 개발이 활발해지고 있다. 특히, 차량의 위치를 관제 센터에서 실시간으로 파악하는 차량 위치 추적 시스템에 관한 연구가 대표적인 응용 시스템으로 등장하였다. 그런데 기존의 차량 위치 추적 시스템은 데이터베이스에 저장되지 않은 특정 시간의 차량 위치 정보를 사용자에게 제공하지 못하는 문제점을 갖는다. 따라서 이 논문에서는 PDA와 같은 모바일 인터페이스를 통하여 실시간으로 차량의 위치 추적이 가능한 시스템을 설계한다. 제안 시스템은 차량 위치 검색 서버와 모바일 인터페이스로 구성되며, 이동 차량의 현재 위치뿐만 아니라 데이터베이스에 저장되지 않은 과거 및 미래 위치 정보까지 사용자에게 제공하는 장점을 갖는다.
Recent development in wireless computing and GPS technology cause the active development in the application system of location information in real-time environment such as transportation vehicle management, air traffic control and location based system. Especially, study about vehicle location track...
Recent development in wireless computing and GPS technology cause the active development in the application system of location information in real-time environment such as transportation vehicle management, air traffic control and location based system. Especially, study about vehicle location tracking system, which monitors the vehicle's position in a control center, is appeared to be a representative application system. However, the current vehicle location tracking system can not provide vehicle position information that is not stored in a database at a specific time to users. We designed a vehicle location tracking system that could track vehicle location using mobile interface such as PDA. The proposed system consist of a vehicle location retrieving server and a mobile interface. It is provide not only the moving vehicle's current location but also the position at a past and future time which is not stored in database for users.
Recent development in wireless computing and GPS technology cause the active development in the application system of location information in real-time environment such as transportation vehicle management, air traffic control and location based system. Especially, study about vehicle location tracking system, which monitors the vehicle's position in a control center, is appeared to be a representative application system. However, the current vehicle location tracking system can not provide vehicle position information that is not stored in a database at a specific time to users. We designed a vehicle location tracking system that could track vehicle location using mobile interface such as PDA. The proposed system consist of a vehicle location retrieving server and a mobile interface. It is provide not only the moving vehicle's current location but also the position at a past and future time which is not stored in database for users.
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문제 정의
.이 논문에서는 이동 차량의 위치 정보 관리를 위하여 이동 점 객체의 형태를 갖는 이동 차량 데이터를 정의한다. 먼 저, 이동 차량은 시간의 변화에 따라 객체의 위치 값만 변화되는 이동 객체를 말한다.
또한 주로 유선 네트워크 상 에서 차량의 위치 검색 서비스를 제공하기 때문에 무선 통신을 이용하는 모바일 클라이언트에서의 실시간 위치 검색 기능을 수행할 수 없다. 따라서 이 논문에서는 무선 네트워크 상에서 PDA와 같은 모바일 인터페이스를 이용하여 실시간으로 차량의 위치를 검색할 수 있는 차량 위치 추적 시스템을 설계하였다. 제안 시스템은 차량 위치 추적 시스템 서버와 모바일 인터페이스로 구성된다.
따라서, 이 논문에서는 데이터베이스에 저장되지 않은 이동 차량의 과거 및 미래 위치 추정이 가능하고 모바일인 터페이스를 사용하여 차량의 위치 관련 질의를 처리할 수 있는 차량 위치 추적 시스템을 제안한다. 또한 제안 시스템은 기존에 개발된 응용 시스템들을 확장시킬 수 있는 장점을 갖는다.
CHO- ROCHRONOS에서는 이동 차량의 데이터 모델링 및 인덱싱에 관한 연구와 위치 및 궤적을 관리하는 차량 관리 시스템에 대한 연구가 이루어졌다. 특히 이 연구는 GPS 기반의 수송 관리 시스템과 멀티미디어 시스템에 적용한 응용 시나리오를 제시하였다. 이 연구 결과는 차량의 과거 위치 데이터만을 고려하기 때문에 차량의 미래 위치와 관련된 정보를 제공하지 못하며 DOMINO와 같은 프로토타입이 개발된 사례가 아직까지 없다.
제안 방법
(그림 3)는 특정 시점에 대한 이동 차량의 위치를 검색하는 SobjSTraj 연산자의 실행 알고리즘이다. FleetObject에 존재하는 이동 차량을 대상으로, 입력된 시간 값을 비교하여 과거, 현재 또는 미래의 위치 값을 구한다. 각 연산 처리 모듈에서는 과거 및 미래의 시점에 대한 질의가 입력된 경우에 위치 추정 모듈을 호출하여 결과를 구한다.
TrajNearest 연산과 같은 방법으로 서버 프로그램의 질의 입력 인터페이스를 사용하여 테이블 명, 차량 번호, 특정 시간을 입력한다. 입력된 데이터는 프로그램의 연산 처리를 통하여 사용자 인터페이스에 출력된다.
또한 모바일 인터페이스를 위하여 서버 연결 모듈과 데이터 변환 및 송수신 모듈을 설계 구현함으로써 무선 환경에서 실시간으로 차량 위치 검색이 가능하도록 하였다. 구현된 시스템은 데이터베이스에 저장되지 않은 과거 및 미래의 위치 정보를 추정하고 모바일 인터페이스를 이용하여 데이터베이스에 저장된 차량의 위치와 관련된 질의를 처리한다.
먼저, 차량 위치 추적 시스템 서버 구현을 위하여 차량 위치 추적 시스템에 적용될 차량 위치 정보를 모델링 한다. 그리고 차량 위치 추적 시스템의 구조와 구성요소별 기능 및 처리 알고리즘을 제시한다. 특히 데이터베이스에 저장된 이력 위치 정보를 토대로 선형 보간법을 이용한 과거 및 미래의 위치 추정 방법을 제시한다.
특히 데이터베이스에 저장된 이력 위치 정보를 토대로 선형 보간법을 이용한 과거 및 미래의 위치 추정 방법을 제시한다. 또한 모바일 인터페이스를 위하여 서버 연결 모듈과 데이터 변환 및 송수신 모듈을 설계 구현함으로써 무선 환경에서 실시간으로 차량 위치 검색이 가능하도록 하였다. 구현된 시스템은 데이터베이스에 저장되지 않은 과거 및 미래의 위치 정보를 추정하고 모바일 인터페이스를 이용하여 데이터베이스에 저장된 차량의 위치와 관련된 질의를 처리한다.
모델링을 위하여 이동 점 객체 데이터 및 연산자를 정의하고 데이터베이스에 저장된 이동 객체의 이력 및 현재 정보의 형태를 제시한다. 마지막으로 시스템에서 사용된 데이터베이스의 구조와 각 모듈별 알고리즘을 제시한다.
구현 시스템은 차량의 위치 정보를 저장 및 관리하고 모바일 인터페이스에 차량 위치 검색 결과를 제공하는 차량 위치 추적 시스템 서버와 차량 위치 관련 정보를 서버에 요청하고 서버로부터 제공된 위치 검색 결과를 출력하는 모바일 인터페이스로 구성된다. 먼저, 차량 위치 추적 시스템 서버 구현을 위하여 차량 위치 추적 시스템에 적용될 차량 위치 정보를 모델링 한다. 그리고 차량 위치 추적 시스템의 구조와 구성요소별 기능 및 처리 알고리즘을 제시한다.
그리고 시스템에 적용될 이동 차량의 위치 정보를 모델링 한다. 모델링을 위하여 이동 점 객체 데이터 및 연산자를 정의하고 데이터베이스에 저장된 이동 객체의 이력 및 현재 정보의 형태를 제시한다. 마지막으로 시스템에서 사용된 데이터베이스의 구조와 각 모듈별 알고리즘을 제시한다.
Pocket PC 기반 애플리케이션들은 Microsoft Embedded Visual Basic(EVB) 및 Microsoft Embedded Visual C++(EVC) 등으로 구현 할 수 있다. 이 논문에서 구현한 모바일 인터페이스는 EVC 4.0를 사용하여 구현하였다. 모바일 인터페이스의 테스트는 Pocket PC 운영체제를 내장한 PDA 및 Desktop Pocket PC Emulation에서 실시하였다.
이 논문에서는 무선 네트워크 상에서 모바일 인터페이스를 이용하여 실시간으로 차량 위치 검색이 가능한 차량 위치 추적 시스템을 구현하였다. 구현 시스템은 차량의 위치 정보를 저장 및 관리하고 모바일 인터페이스에 차량 위치 검색 결과를 제공하는 차량 위치 추적 시스템 서버와 차량 위치 관련 정보를 서버에 요청하고 서버로부터 제공된 위치 검색 결과를 출력하는 모바일 인터페이스로 구성된다.
첨단 화물 운송 시스템은 화물 및 화물차량을 효율적으로 관리하여 물류비 절감, 안전사고 방지 및 돌발사고에 대한 응급처리 기능을 향상 시켜주는 시스템이다. 이 시스템은 화물 및 화물 차량의 위치를 추적하여 효율적으로 차량 및 배차를 관리하는 화물 및 화물 차량 관리 시스템(FFMS)과 위험물 적재 차량의 위치를 추적하여 차량을 특별 관리하고 돌발상황 시 신속하게 사고를 처리하는 위험물 차량 관리 시스템(HMMS)으로 구성된다. APTS의 차량 관리 시스템은 미국의 첨단 대중교통 시스템에서 차량의 위치 및 승객과 관련된 정보를 제공해 주는 시스템이다.
이러한 차량 위치 추적 시스템 구현을 위하여 시스템에 적용할 차량 위치 정보를 모델링 하였으며 시스템 그성 및 처리 알고리즘을 제시하였다. 구현 시스템에서 제공하는 차량 위치 검색 기능은 '모든 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '모든 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 시점에서의 차량 위치 검색 질의' 등이다문에서는 이 질의들을 만족하는 차량 위치 검색 기능이 잘 수행됨을 확인하였다.
제안 시스템은 '모든 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '모든 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 특정 시 간 구간 위치 검색 질의', '특정 시점에서의 차량 위치 검색 질의' 등과량 위치 검색 기능을 수행한다. 아울러 시스템 구현을 통하여 이와 같은 차량 위치 검색 기능이 적절히 수행됨을 확인하였다.
따라서 이 논문에서는 무선 네트워크 상에서 PDA와 같은 모바일 인터페이스를 이용하여 실시간으로 차량의 위치를 검색할 수 있는 차량 위치 추적 시스템을 설계하였다. 제안 시스템은 차량 위치 추적 시스템 서버와 모바일 인터페이스로 구성된다. 차량 위치 추적 시스템 서버는 차량의 과거 및 미래 위치 정보를 尤장, 관리하고 모바일 인터페이스에 차량 위치 검색 결과를 제공하도록 하였다.
제안 시스템은 차량 위치 추적 시스템 서버와 모바일인 터페이스로 구성되며 (그림 1)과 같은 구조를 갖는다. 차량 위치 추적 시스템 서버는 차량 위치 정보를 저장, 관리하고 모바일 인터페이스의 차량 위치 검색 질의 요청 결과를 반환하는 기능을 한다.
모바일 인터페이스의 테스트는 Pocket PC 운영체제를 내장한 PDA 및 Desktop Pocket PC Emulation에서 실시하였다. 차량 위치 검색 서버는 플랫폼에 독립적으로 운영될 수 있는 JDK에서 사용될 수 있도록 JAVA를 사용하여 구현하였다. 서버 모듈의 테스트는 Windows 2000 Server 운영체 제, JDK 1.
차량 위치 추적 시스템 서버 프로그램의 사용자 인터페이스를 사용하여 테이블 명, 차량번호, 유효 시작 시간, 유효 종료 시간을 입력한다. 입력된 질의 데이터는 서버 프로그램의 질의 분류 모듈을 거쳐 연산 처리 모듈에 전달된다.
제안 시스템은 차량 위치 추적 시스템 서버와 모바일 인터페이스로 구성된다. 차량 위치 추적 시스템 서버는 차량의 과거 및 미래 위치 정보를 尤장, 관리하고 모바일 인터페이스에 차량 위치 검색 결과를 제공하도록 하였다. 모바일 인터페이스는 실시간으로 차턍 위치 관련 정보를 서버에 요청하고 서버로부터 제공된 위치 검색 결과를 출력하는 역할을 한다.
그리고 차량 위치 추적 시스템의 구조와 구성요소별 기능 및 처리 알고리즘을 제시한다. 특히 데이터베이스에 저장된 이력 위치 정보를 토대로 선형 보간법을 이용한 과거 및 미래의 위치 추정 방법을 제시한다. 또한 모바일 인터페이스를 위하여 서버 연결 모듈과 데이터 변환 및 송수신 모듈을 설계 구현함으로써 무선 환경에서 실시간으로 차량 위치 검색이 가능하도록 하였다.
대상 데이터
0를 사용하여 구현하였다. 모바일 인터페이스의 테스트는 Pocket PC 운영체제를 내장한 PDA 및 Desktop Pocket PC Emulation에서 실시하였다. 차량 위치 검색 서버는 플랫폼에 독립적으로 운영될 수 있는 JDK에서 사용될 수 있도록 JAVA를 사용하여 구현하였다.
마지막으로 (그림 14)에서는 '임의의 두 이동 차량 간의 거리 값'을 구하는 MDsitance 연산 결과를 나타낸다. 사용된 질의 예는 '2002년 3월 1일 오전 08시 00분부터 2002년 3월 1일 오전 10시 00분까지 차량번호가 SL 1-2358이고 차량번호가 CB 2-7584인 차량 간의 거리를 검색하라., 이다.
2절의<표 1>과 같다. 알고리즘에 사용되는 데이터베이스는 3.3절의 FleetObject, Fleet- Current, FleetHistory 릴레이션을 토대로 한다.
(그림 12)는 '임의 이동 차량의 궤적과 가장 가까운 차량의 궤적, 을 구하는 TrajNearest 연산 결과를 보여준다. 이 연산에 사용된 질의 예는 '2(X)2년 3월 1일 오전 08시 00분부터 2002년 3월 1일 오전 08시 50분 사이에서 차량 SL 1-2358과 가장 가까운 거리에 있는 차량 들의 궤적을 구하여라:이다.
(그림 15)는 특정 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의 수행과정이다. 질의 예는 '2002년 3월 1일 오전 8시 20분부터 2002년 3월 1일 오전 10시 40분까지의 CB 2-3584차량의 위치를 검색하라'이다.
이론/모형
위치 추정 모듈은 데이터베이스에 저장되지 않은 특정한 시간에 대한 차량의 위치 좌표를 계산하여 결과를 반환하는 기능을 갖는다. 위치 추정 모듈에서는 과거 및 미래의 위치 정보 추정을 위해 선형 보간법을 이용한다. 이력 데이터베이스에 저장되는 시점이 {》;■骂 일 때, /, < 上< 加1의 조건을 만족하는 임의의 과거 시점 拐게 대해 (払">와의 위치 좌표 쌍을 이용하여 xitp) 함수를 구하고 (4, %)와 (/, +1 , %-, )의 위치 좌표 쌍을 이용하여 y<t»、)함수를 구한다.
성능/효과
이러한 차량 위치 추적 시스템 구현을 위하여 시스템에 적용할 차량 위치 정보를 모델링 하였으며 시스템 그성 및 처리 알고리즘을 제시하였다. 구현 시스템에서 제공하는 차량 위치 검색 기능은 '모든 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '모든 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 시점에서의 차량 위치 검색 질의' 등이다문에서는 이 질의들을 만족하는 차량 위치 검색 기능이 잘 수행됨을 확인하였다. 아울러 제안 시스템의 실행 모델 및 가상 시나리오를 적용한 구현 결과를 보임으로써 모바일 환경에서 이동 클라이언트들의 과거 및 미래 차량 위치 검색 질의를 실시간으로 처리할 수 있음을 보였다.
제안 시스템은 '모든 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '모든 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 특정 시 간 구간 위치 검색 질의', '특정 시점에서의 차량 위치 검색 질의' 등과량 위치 검색 기능을 수행한다. 아울러 시스템 구현을 통하여 이와 같은 차량 위치 검색 기능이 적절히 수행됨을 확인하였다.
구현 시스템에서 제공하는 차량 위치 검색 기능은 '모든 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '모든 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 전체 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의', '특정 시점에서의 차량 위치 검색 질의' 등이다문에서는 이 질의들을 만족하는 차량 위치 검색 기능이 잘 수행됨을 확인하였다. 아울러 제안 시스템의 실행 모델 및 가상 시나리오를 적용한 구현 결과를 보임으로써 모바일 환경에서 이동 클라이언트들의 과거 및 미래 차량 위치 검색 질의를 실시간으로 처리할 수 있음을 보였다.
특정 차량의 특정 시간 구간 위치 검색 질의 입력과 같은 방법으로 모바일 인터페이스에서 질의를 선택하고 테이블 명을 입력하면 서버에서 질의를 처리한다. 질의 결과는 차량 위치 검색 서버에서는 텍스트 형태 및 궤적 형태로 확인 할 수 있고 모바일 인터페이스에서는 텍스트 형태로 확인할 수 있다.
후속연구
이 논문에서 설계한 모바일 인터페이스는 텍스트 형태로 차량의 위치정보 결과를 출력하기 때문에 차량의 위치 검색 결과를 시각적으로 표현하지 못하고 있다. 따라서 향후에는 모바일 인터페이스의 차량 위치 추적 결과 출력 모듈에 전자지도를 추가적으로 구성할 수 있도록 시스템을 확장 및 구현하는 연구를 진행할 것이다.
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