최근 GPS(Global Positioning System)와 무선통신 기술을 이용하여 화물의 위치정보를 파악하는 것이 용이해지고 있다. 해운물류산업에서는 글로벌화가 가속화됨에 따라 화물을 실은 선박의 입출항 확인, 물류차량의 물류거점별 진입여부 등 화물의 가시성, 추적성, 실시간 정보제공의 필요성이 더욱 커지고 있다. 이러한 위치정보를 무선통신기술을 이용하여 물류주체에게 제공함으로써 공급사슬을 효율적으로 운영하고, 물류비용을 줄일 수 있다. 이전의 논문에서 GPS 데이터를 이용한 소프트웨어적인 방법으로 GPS 기반의 글로벌 위치추적 시스템을 제안한 바 있다. 그러나 이전 시스템에서는 실시간 위치이동 정보를 파악하기에 미흡한 문제점이 있었으며, 경도, 위도 좌표에 따른 글로벌 물류거점 위치를 신속하게 검색 및 조회하는 연구가 미비했었다. 따라서, 이 논문에서는 실시간으로 해운물류 과정의 화물 위치를 파악하고 GPS 좌표에 따른 물류거점을 신속하게 검색할 수 있는 보완된 위치추적 시스템을 제안한다.
최근 GPS(Global Positioning System)와 무선통신 기술을 이용하여 화물의 위치정보를 파악하는 것이 용이해지고 있다. 해운물류산업에서는 글로벌화가 가속화됨에 따라 화물을 실은 선박의 입출항 확인, 물류차량의 물류거점별 진입여부 등 화물의 가시성, 추적성, 실시간 정보제공의 필요성이 더욱 커지고 있다. 이러한 위치정보를 무선통신기술을 이용하여 물류주체에게 제공함으로써 공급사슬을 효율적으로 운영하고, 물류비용을 줄일 수 있다. 이전의 논문에서 GPS 데이터를 이용한 소프트웨어적인 방법으로 GPS 기반의 글로벌 위치추적 시스템을 제안한 바 있다. 그러나 이전 시스템에서는 실시간 위치이동 정보를 파악하기에 미흡한 문제점이 있었으며, 경도, 위도 좌표에 따른 글로벌 물류거점 위치를 신속하게 검색 및 조회하는 연구가 미비했었다. 따라서, 이 논문에서는 실시간으로 해운물류 과정의 화물 위치를 파악하고 GPS 좌표에 따른 물류거점을 신속하게 검색할 수 있는 보완된 위치추적 시스템을 제안한다.
Recently it has become easier to figure out cargo positional information by using GPS(Global Positioning System) and wireless communication technology. The acceleration of globalization in the shipping logistics is ever more increasing the need to provide visibility, traceability and real time infor...
Recently it has become easier to figure out cargo positional information by using GPS(Global Positioning System) and wireless communication technology. The acceleration of globalization in the shipping logistics is ever more increasing the need to provide visibility, traceability and real time informations of entry, departure of vessel including cargo and status of logistic vehicle entry into each logistic base. Providing such positional information to logistics party by using wireless communication technology can bring effective operation of supply chain and reduction in logistics costs. In the previous paper, I suggested a global location tracking system based on GPS data in global shipping logistics by means of software using GPS data. However, the previous system had a problem of being inadequate to figure out a real time location movement information and was unsatisfactory on quickly searching and checking the location of global logistics hubs according to the longitude and latitude coordinates. Hence, in this paper, I suggest a real-time location tracking system that provided real-time location of the container cargos and logistics hubs can be searched quickly according to the GPS coordinates in global shipping logistics.
Recently it has become easier to figure out cargo positional information by using GPS(Global Positioning System) and wireless communication technology. The acceleration of globalization in the shipping logistics is ever more increasing the need to provide visibility, traceability and real time informations of entry, departure of vessel including cargo and status of logistic vehicle entry into each logistic base. Providing such positional information to logistics party by using wireless communication technology can bring effective operation of supply chain and reduction in logistics costs. In the previous paper, I suggested a global location tracking system based on GPS data in global shipping logistics by means of software using GPS data. However, the previous system had a problem of being inadequate to figure out a real time location movement information and was unsatisfactory on quickly searching and checking the location of global logistics hubs according to the longitude and latitude coordinates. Hence, in this paper, I suggest a real-time location tracking system that provided real-time location of the container cargos and logistics hubs can be searched quickly according to the GPS coordinates in global shipping logistics.
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문제 정의
기여점은 물류거점의 진입, 통과, 이탈에 관하여 발생시점의 실시간 위치추적이 가능하고, 현재 태그의 위치를 기점으로 글로벌 물류거점에 대한 위치추정을 신속 하게 파악하는 알고리즘을 제안하였다는 것이다. 이는 물류관리를 위한 물류가시성을 증가시키고, 나아가 위치추적에 대한 질의를 신속하게 처리하는데 기여할 것이다.
따라서, 이 논문에서는 해운 물류에서의 위치추적에 관한 지금까지 연구를 바탕으로 제시된 문제점인 실시간 위치추적이 가능한 Spatial Event 생성 알고리즘을 제안하고, R-tree 인덱스 기반의 최근접 물류거점 탐색 알고리즘을 제안한다.
하지만, 이전 연구에서는 RFID 태그의 GPS 데이터를 이용하여 실시간 위치정보를 파악하는 것이 어렵고, 수신받은 GPS 좌표를 이용하여 세계 적으로 분포되어 있는 수많은 물류거점을 신속하게 검색하는데 있어 미비한 부분이 있었다. 따라서, 이를 잘 해결할 수 있는 해운물류에서의 GPS 기반의 실시간 위치추적 시스템을 설계하고자 한다.
본 논문에서는 해운물류 분야의 특수한 공간 위상문제를 해결하는데 적합한 공간연산자, 위치정보 생성기 등을 포함한 글로벌 해운물류 위치추적시스템에 관한 연구를 바탕으로 미비한 문제점을 해결하고자 하였다.
우리가 연구한 위치추적 시스템은 단거리 또는 항만과 같은 제한된 범위를 뛰어넘어 글로벌한 해운물류의 화물 이동정보를 알고자 한다. 해운물류에서 주요 물류 거점 공간인 컨테이너 터미널, 해역, 항만, 도로, ICD 등을 공간데이터로 표시하고 GPS 좌표를 이용하여 위치를 추적하는 시스템이다.
실내 위치측위를 위해 RFID 기반의 RTLS 태그를 부착하여 정보를 파악하고 실외 측위시 GPS를 이용해 사물의 위치를 실시간으로 모니터링하는 시스템을 구축하는 연구가 있었다[6]. 이는 GPS가 실외 환경에서만 사용될 수 있고 실내에서 사용하더라도 그 오차 범위가 너무 크다는 문제점으로 RTLS 기반으로 GPS를 이용하여 위치를 추적하는 연구이다. 이 또한 위의 연구들처럼 GPS를 이용한 위치를 지도에 한 점으로 표시할 뿐 특정 장소에 대한 동적인 위상 형태를 보여주지 않는다.
향후 연구로는 글로벌 해운 물류거점 DB를 구축하고 본 논문에서 제안한 알고리즘을 기반으로 GPS 기반 위치추적 시스템을 구현하여 성능을 평가하는 것이다. 즉, 위치이벤트 발생에 따른 실시간 위상관계 추적과 글로벌 물류거점 위치 추정의 처리 시간을 평가하는 것이다.
제안 방법
기존의 리더기를 통해 위치를 파악하던 RFID 시스템보다 확장성과 이동성이 제고된 GPS 기반 좌표를 이용하여 실시간으로 위치를 추적하는 시스템을 제안하였다. 기존 GPS 기반의 논문에서는 글로벌 해운 물류 화물의 이동정보에 대하여 경도, 위도의 한 점으로 표시할 뿐 특정 물류거점을 들어가고, 나오고, 통과하는지에 대한 동적인 위상관계를 나타내 주는 연구가 없었다.
Spatial Event를 생성하기 위해서는 현재 태그 위치에서 가장 가까운 최근접 물류거점을 미리 저장해놓은 물류거점 Location Table에서 빨리 검색할 수 있어야 한다. 먼저 모든 물류거점에 대하여 가까운 지역에 있는 거점들을 그룹화시켜 R-tree 인덱스를 구축한다. 그룹 화된 공간 물류거점들을 포함한 가장 작은 사각형을 MBR(Minimum Bounding Rectangle) 이라고 한다.
이로써 글로벌 물류거점 데이터베이스에 저장되어 있는 모든 공간데이터를 순차적으로 읽어서 탐색하는 것이 아니라 검색하고자 하는 물류거점을 빨리 찾아낼 수 있다. 뿐만 아니라 화물의 공간 이동변화에 따른 Spatial Event 생성을 발생시점 순간에 감지함으로써 실시간적인 위치추적을 처리할 수 있도록 알고리즘을 설계하였다.
찾은 MBR에서 태그와 가장 가까운 물류거점 R1과의 최단거리 d를 구하고, d를 반경으로 하는 원의 MBR을 구한다. 원의 MBR과 겹치는 이웃 노드 MBR 을 검색하고, 그 안에 포함된 모든 물류거점 공간 객체와의 최단거리를 구한다. 그래서, B MBR의 R1과의 최단거리 d와 이웃 노드 A MBR에 포함된 물류거점들 중 태그와 가장 가까운 공간객체 R5와의 최단거리를 비교하여 작은 값을 가진 물류거점을 최근접 물류거점으로 결정한다.
이를 바탕으로 이전 Event에 ‘OUTOF’가 있으면 최근접 물류거점에서 ‘INTO'가 발생했는지를 조사한다.
화물의 이동이 글로벌화됨에 따라 물류경로 전반에 대한 통제를 위해 화물의 가시성(Visibility)과 추적성(Traceability)이 요구된다. 이를 위해 기존의 물류환경에서는 RFID 태그를 화물의 이동에 적용하였고, 물류거점에 설치된 RFID 리더기를 통해 태그가 부착된 화물의 통과 정보를 자동으로 인식하여 위치정보를 제공하였다. 하지만, 글로벌 물류환경에서는 물리적인 리더기를 경로마다 설치하는데 막대한 비용이 발생하며 이를 해결하기 위한 방법으로 GPS 기능을 내장한 RFID 태그의 경도, 위도 좌표 데이터를 이용하는 것이 필요하다.
화물 이동체와 물류거점 위상관계를 이동체가 공간에 포함되는 관계인 ‘IN’, 이동체가 공간에 포함되지 않는 관계인 ‘OUT’, 이동체가 공간에 포함되지 않은 상태에서 포함되는 관계인 ‘INTO’, 이동체가 공간에 포함된 상태에서 포함되지 않는 관계를 나타내는 ‘OUTOF’, 이 동체가 공간에 포함되지 않은 상태에서 포함되었다가 포함되지 않는 관계를 나타내는 ‘THROUGH’ 의 5가지 형태로 구분하여 공간연산자를 설계하였다.
이론/모형
또한 위치변화가 발생할 때마다 데이터베이스로부터 대량의 물류거점 데이터를 읽어서 공간연산을 해야 한다. 이를 해결하기 위한 방법으로 빠른 속도의 위치 검색을 위해 물류거점의 일정지역을 그룹화 시켜서 R-tree 인덱스를 적용한다[8]. 이전 연구에서 R-tree 인덱스 적용에 관한 상세한 위치 탐색 작업이 미비하여 추가적인 연구가 필요하다.
후속연구
기여점은 물류거점의 진입, 통과, 이탈에 관하여 발생시점의 실시간 위치추적이 가능하고, 현재 태그의 위치를 기점으로 글로벌 물류거점에 대한 위치추정을 신속 하게 파악하는 알고리즘을 제안하였다는 것이다. 이는 물류관리를 위한 물류가시성을 증가시키고, 나아가 위치추적에 대한 질의를 신속하게 처리하는데 기여할 것이다.
향후 연구로는 글로벌 해운 물류거점 DB를 구축하고 본 논문에서 제안한 알고리즘을 기반으로 GPS 기반 위치추적 시스템을 구현하여 성능을 평가하는 것이다. 즉, 위치이벤트 발생에 따른 실시간 위상관계 추적과 글로벌 물류거점 위치 추정의 처리 시간을 평가하는 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
특수한 위상관계란?
해운물류 환경에서는 일반적인 공간 위상관계와 특수한 공간 위상관계를 해결할 수 있는 두 가지 타입의 공간 연산자가 필요하다. 특수한 위상관계란 해운물류 에서 Gate가 있는 공간의 경우 특정 Gate를 통과해야만‘IN’의 위상관계를 만족하는 경우(컨테이너 터미널, ICD, 항만)가 있다[그림 2]. 반면 도로, 해역과 같은 공간은 Gate가 없고 단순하게 일반적인 공간관계에 의해 위상관계가 정해진다.
일정 시간 화물 이동 데이터를 저장하는 것은 대용량일뿐만 아니라, 반복적인 데이터가 발생하기에 요구되는 것은?
일정 시간 화물 이동 데이터를 저장하는 것은 대용량일뿐만 아니라, 반복적인 데이터가 발생한다. 따라서, 변화시점의 데이터인 ‘INTO’, ‘OUTOF’, ‘THROUGH’와 같은 ‘Spatial Event’를 감지하여 저장하는 것은 대용량의 스트림 데이터를 최소한으로 저장하면서 사용자들이 최대한의 위치정보를 조회할 수 있도록 하는데 필요 하다.
위치정보 생성기란?
위치정보 생성기는 해운물류 과정에서 이동체의 위치 변화가 발생할 때마다 공간 데이터를 저장한다. 일정 시간 화물 이동 데이터를 저장하는 것은 대용량일뿐만 아니라, 반복적인 데이터가 발생한다.
참고문헌 (8)
Min Seon Park, Hyung Rim Choi, Byung Kwon Park, Young Jae Park, "A Global Location Tracking System using GPS data for Container Logistics", Advances in information Sciences and Service Sciences(AISS), vol. 5, no. 8, pp. 1272-1281, April 2013.
Dae-Cheol Hur, Ki-young Lee, "Design and Implementation of Physical Distribution Management System Using RFID and GPS", in Proceeding of The Korean Institute of Maritime Information and Commucation Sciences, pp. 441-444, 2007.
Yu, Chang-Whoan, "Positioning and Management System for Business Logistics by GPS", M. S. Theses, University of Incheon, 2004.
Ko Sung-Jin, "Study of improvement transport automatic vehicle operation system using GPS", M. S. Theses, Yonsei University, 2003.
Won-Geun Oh, SangHyun Park, DongKyun Lim, "Development of RFID systems with integrated location data for efficient logistics information systems", The Korean Institute of Maritime Information and Commucation Sciences, vol. 10, no. 7, pp. 1295-1300, 2006.
Ou Jun-Seon, "Development of the Real-Time Locating System Using RFID and GPS in Wireless Network", M. S. Theses, University of Dong-A, 2008.
Kim Jamje, "Design and Implementation of Real Time Locating Systems for Port Logistics Environment", M. S. Theses, University of Pusan National, 2010.
A. Guttman. "R-trees: A Dynamic Index Structure for Spatial Searching." in Proceeding of SIGMOD International Conference on Management of Data, pp. 47-57, 1984.
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