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도로 네트워크 환경을 위한 궤적 클러스터링
Trajectory Clustering in Road Network Environment 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D, v.16D no.3, 2009년, pp.317 - 326  

백지행 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ,  원정임 (한양대학교 정보통신학부) ,  김상욱 (한양대학교 정보통신학부)

초록
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최근 궤적 정보를 이용한 많은 연구들이 진행되고 있으나, 이들 대부분의 연구는 유클리드 공간 내의 궤적들을 대상으로 하고 있다. 그러나 실제 응용에서 대부분의 이동 객체들은 도로 네트워크 공간상에 존재하므로, 유클리드 공간을 대상으로 한 연구들을 도로 네트워크 공간에 적용시키는 것은 적합하지 않다. 본 논문에서는 도로 네트워크 내 이동 객체들의 대용량 궤적 정보를 대상으로 하는 효과적인 클러스터링 기법에 대하여 논한다. 이를 위하여 우선 본 논문에서는 궤적을 각 이동 객체가 시간에 따라 지나온 도로 세그먼트들의 연속으로 정의한다. 다음, 도로 세그먼트들의 길이와 식별자 정보를 이용한 새로운 유사도 측정 함수를 제안하고, 이를 이용하여 측정된 궤적간의 유사도 정보를 기반으로 FastMap과 계층 클러스터링(hierarchical clustering)기법을 이용하여 전체 궤적들을 클러스터링하는 방식을 제안한다. 또한, 본 논문에서는 실제 응용에서 대부분의 이동 객체는 최단 거리를 이용하여 움직인다는 특성을 반영한 새로운 궤적 생성 기법을 제안하고, 이렇게 생성된 궤적 데이터를 이용하여 제안된 클러스터링 기법에 대한 다양한 성능 평가 결과를 보인다. 실험 결과에 따르면 제안된 기법은 사람에 의하여 유사 궤적들을 클러스터링한 결과와 비교하여 95%이상의 높은 정확도를 보였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, there have been many research efforts proposed on trajectory information. Most of them mainly focus their attention on those objects moving in Euclidean space. Many real-world applications such as telematics, however, deal with objects that move only over road networks, which are highly re...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 2절에서 제안한 유사도 측정 함수를 이용하여 주어진 질의 궤적과 유사한 궤적을 가지는 이동 객체를 검색할 수 있다. 그러나 본 연구의 주목적은 검색된 유사 궤적을 클러스터링하여 보다 유용한 정보를 사용자에게 제공하는 것이다.
  • 따라서, 본 연구에서는 도로 네트워크 공간을 대상으로 하는 새로운 궤적 데이터 생성 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 실제 이동 객체의 움직임과 비슷한 궤적을 생성하기 위하여 이동 객체는 출발지에서 목적지까지 최단 경로에 근접하게 움직인다는 현실 세계의 특징을 반영한다.
  • 본 논문에서는 데이터베이스에 저장된 이들 대용량 궤적정보를 대상으로 하는 효과적인 클러스터링 기법에 대하여 논한다. 이를 위하여 먼저 궤적들 간의 유사도를 측정하기 위한 유사도 측정 함수를 제안한다.
  • 본 논문에서는 도로 네트워크 공간내 이동 객체들에 대한 대용량 궤적 정보를 대상으로 하는 효과적인 클러스터링 기법에 대하여 논한다. 이를 위하여 먼저, 이동 객체의 궤적이 2차원 공간 좌표 (x,y)의 연속으로 표현되는 유클리드 공간과는 달리, 본 논문에서는 궤적을 하나의 이동 객체가 지나온 도로 세그먼트들의 연속으로 표현한다.
  • 본 논문에서는 도로 네트워크 공간상에서의 이동 객체들을 대상으로 하는 효과적인 유사 궤적 검색을 위한 유사도 측정 함수 및 클러스터링 기법에 대하여 논하였다. 이를 위하여 먼저 궤적을 각 이동 객체가 시간에 따라 지나간 도로 세그먼트들의 리스트로 정의하고, 궤적을 이루는 도로 세그먼트들의 길이와 식별자 정보를 이용한 새로운 유사도 측정 함수를 제안하였다.
  • 따라서 두 궤적의 유사도를 세그먼트의 개수만을 이용하여 판단하는 방식은 적절하지 않다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 세그먼트의 길이를 이용한 유사도 측정 함수 DSL(dissimilarity with length)를 제안한다.

가설 설정

  • 또한, 제안된 방식은 세그먼트를 나누는 기준에 따른 세그먼트 개수의 변화에 영향을 받지 않는다. 예를 들어, 궤적 T1, T2의 유사도 측정 시 s6의 세그먼트를 3개로 분할할 경우에도 분할된 세 개의 세그먼트의 길이를 합한 전체의 길이는 4로 분할 전과 길이면에서는 변함이 없다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
EU 방식은 무엇인가? EU 방식은 길이 k의 두 궤적이 주어졌을 때, 궤적을 구성하는 두 k차원 시공간 좌표들 간의 유클리드 거리를 구하는 방식이다. 이 방식은 유사도를 측정하기가 쉽고 계산이 빠르다는 장점이 있는 반면, 비교하는 두 궤적의 길이가 동일해야 한다는 제약이 있다.
유클리드 공간상에서 이동 객체 궤적들 간의 유사도 측정을 위하여 어떤 거리함수를 이용한 기법들에 제안되었나? 유클리드 공간상에서 이동 객체 궤적들 간의 유사도 측정을 위하여 EU(Euclidean distance), DTW(dynamic time warping distance), ERP(edit distance with real penalty), LCSS(longest common sub-sequences), EDR(edit distance in real sequence) 등의 거리 함수를 이용한 기법들이 제안된 바 있다[4-6, 24].
EU 방식의 장단점은? EU 방식은 길이 k의 두 궤적이 주어졌을 때, 궤적을 구성하는 두 k차원 시공간 좌표들 간의 유클리드 거리를 구하는 방식이다. 이 방식은 유사도를 측정하기가 쉽고 계산이 빠르다는 장점이 있는 반면, 비교하는 두 궤적의 길이가 동일해야 한다는 제약이 있다. 실제 응용에서는 궤적들의 길이가 동일하지 않기 때문에 이 방법은 사용 범위가 제한적이다.
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참고문헌 (26)

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  23. T. Tzouramanis, M. Vassilakopoulos, and Y. Manolopoulos, 'On the Generation of Time -Evolving Regional Data,' GeoInformatica, Vol.3, No.3, pp.207-231, 2002 

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  26. Y. Yanagisawa, J. Akahani, and T. Satoh, 'Shape-Based Similarity Query for Trajectory of Mobile Objects,' In Proc. Int'l. Conf. on Mobile Data Management, pp.63-77, 2003 

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