[논문]비정상 주행패턴 분석을 통한 WIM 시스템 개선 연구

박제우; 김영백; 정경호; 안광선

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WIM(Weigh-In-Motion) 시스템은 고속으로 이동 중인 차량의 무게를 측정하는 시스템이다. 기존의 WIM 시스템에서는 등속을 기준으로 차량의 무게를 측정하며 오차율이 10% 범위에 있다. 하지만 운전자의 가 감속 조작과 같은 비정상 주행패턴을 고려하고 있지 않으므로 실제 오차율은 더욱 크다. 이러한 오차를 최소화하기 위해서 비정상적인 주행패턴을 찾고 이를 적용한 개선된 WIM 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 기존의 WIM 시스템의 오차율에 영향을 미치는 비정상 주행패턴을 분석하고 오차율을 최소화하는 개선된 WIM 시스템을 설계한다. 개선된 WIM 시스템은 기존의 시스템에 루프센서를 추가한 다단 루프 구조를 가진다. 또한 내부적으로 정의된 측정 함수를 개선하여 비정상 주행패턴별로 측정된 무게를 보정한다. 실험 분석 결과 개선된 WIM 시스템은 기존의 최대 평균 오차율 22.98% 에서 8% 미만으로 오차율이 감소한 사실을 알 수 있다.

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WIM(Weigh-In-Motion) is the system measuring the weight of the vehicle with a high-speed. In the existing WIM system, vehicle weight is measured based on the constant speed and the error ratio has 10%. However, because of measuring the driving pattern, that is abnormal driving pattern which is like ...

WIM(Weigh-In-Motion) is the system measuring the weight of the vehicle with a high-speed. In the existing WIM system, vehicle weight is measured based on the constant speed and the error ratio has 10%. However, because of measuring the driving pattern, that is abnormal driving pattern which is like the acceleration and down-shift of the drivers, it has the error ratio which is bigger than the real. In order to it reduces the error ratio of WIM system, the improved WIM system needs to find the abnormal driving pattern. In order to reducing the error ratio of these WIM systems, the improved WIM system can find abnormal driving patterns. In this paper, the improved WIM system which analyzes the abnormality driving pattern influencing on the error ratio of WIM system of an existing and minimizes the error span is designed. The improved WIM system has the multi step loop structure of adding the loop sensor to an existing system. In addition, the measure function defined as an intrinsic is improved and the weight measured by the abnormal driving pattern is amended. The analysis of experiment result improved WIM system can know the fact that the error span reduces by 8% less than in the existing the maximum average sampling error 22.98%.

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핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	WIM은 무엇인가?	WIM(Weigh-In-Motion) 시스템은 도로에 이동 중인 화물 차량의 차종, 속도, 무게를 측정하여 고속으로 이동 중인 차축의 무게를 측정하는 시스템이다. WIM 시스템은 도로 및 교량의 유지보수를 위한 과적단속에도 사용되며 미국, 일본, 중국, 네덜란드 등 70개국 이상의 나라에서 사용한다.
	차량의 무게를 판정하는 정적 측정 방식의 단점은 무엇인가?	정적 측정 방식의 경우 과적 차량을 정지하여 이동식 축중기에 의해 수작업 형태로 차량의 무게를 측정한다. 하지만 많은 시간과 인력이 필요하며 글로벌 ITS(Intelligent Transportation System)와의 호환성이 부족하다는 단점이 있다.
	WIM 시스템의 구조는 어떻게 구성되는가?	WIM 시스템의 구조는 크게 차량의 무게를 측정하기 위한 피에조 센서, 루프센서, 카메라 그리고 이를 관리하고 모니터링 하기 위한 서버들로 구성된다.[6] 그림 1은 기존 WIM 시스템의 센서 배치와 센서로 측정된 정보를 수집하고 분석하기 위한 시스템 구조이다.

참고문헌 (12)

Sarah K. Leming, Harold L. Stalford, "Bridge Weigh-in-Motion System Development Using Superposition of Dynamic Truck Static Bridge Interaction", Proceedings of the American Control Conference, pp. 815-820, 2003.
B. Jacob, "Weigh-In-Motion Road Vehicle Final report", COST323, http://wim.zag.si/cost323/index.htm, 2002
Marieke Koopmans-Van Berlo, Hans De Bruijin, "Effects of E-Enforcement in the Netherlands" IEEE TECHNOLOGY AND SOCIETY MAGAZINE, pp. 38-47, 2006
Q. Lu, J. Harvey, T. Le, J. Lea, R. Quinley, D. Redo, J. Avis "Truck Traffic Analysis using Weigh-In-Motion (WIM) Data in California", University of California, Berkeley Institute of Transportation Studies Pavement Research Center, 2002
박민석, 조병완, 배두병, "BWIM 시스템을 이용한 고속도로 교량 차량하중 모형 개발", 대한토목학회논문집 A, pp. 143~153, 2006.
Xuemin Chen, Lianhe Guo, Jingyan Yu, Jing Li, Liu, R., "Evaluating Innovative Sensors and Techniques for Measuring Traffic Loads", Networking, Sensing and Control, 2008. ICNSC 2008. IEEE International Conference on, pp. 1074-1079, 2008.
김상효, 박흥석, "도로교 차량하중 및 통행특성에 관한연구" 대한토목학회 논문집 제2권 제4호, pp. 299-302, 1992.
Christian Helg, Lou Pfohl, "Signal Processing Requirements for WIM $Lineas{\circledR}$ Type 9195", Kistler Instrument Corp., 2009
"US Patent 6526804 - Road friction coefficient estimating apparatus for vehicle", http://www.patentstorm.us/patents/6526804.html, 2003
박민석, 조병완, "주행중인 차량하중 측정을 위한 BWIM 시스템개발", 한국 구조물 진단학회 제10권 제2호, pp. 111-122, 2006.
김범진, 임종길, 손영태 "WIM[Weigh-In-Motion] 장비 보정을 위한 대표차종 선정에 관한 연구" 한국도로학회 2005년도 춘계학술대회 논문집, pp. 179-184, 2005
Hesham Rakha, Bryan Katz, Ahmed AI-Kaii, "Field Evalution Weigh-In-Motion Screening On Truck Weigh Station Operations", Intelligent Vehicles Symposium, 2003. Proceedings. IEEE, pp. 74-79, 2003

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