안전한 도로주행을 위하여 설치된 도로시설물들은 주야간에도 식별할 수 있도록 제작되었으나, 기상악화 시 제 기능을 발휘하지 못하고 있다. 최근에는 원거리에서도 명확하게 인식할 수 있는 전기전자기술로 제작하고 있으나, 이들은 고장이 빈번하여 수시로 교체해야 하므로 교통정온화와 유지관리에 많은 문제점들이 나타나고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 교통사고가 빈번한 지역에 반영구적으로 이용할 수 있는 LED 표시등을 설치하고, 이를 시스템과 연계하여 유지 관리할 수 있는 모니터링시스템을 개발하였다. 이를 위하여 시스템은 윈도우 운영체계 기반으로 하였고, 무선통신망과 연결하여 P.C에서 운용될 수 있도록 개발하였다. 그 결과 현장에 설치된 LED 표시등의 배터리 상태정보를 실시간으로 분석을 할 수 있었고, 그 수명주기를 예측함으로서 효율적으로 관리할 수 있었다.
안전한 도로주행을 위하여 설치된 도로시설물들은 주야간에도 식별할 수 있도록 제작되었으나, 기상악화 시 제 기능을 발휘하지 못하고 있다. 최근에는 원거리에서도 명확하게 인식할 수 있는 전기전자기술로 제작하고 있으나, 이들은 고장이 빈번하여 수시로 교체해야 하므로 교통정온화와 유지관리에 많은 문제점들이 나타나고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 교통사고가 빈번한 지역에 반영구적으로 이용할 수 있는 LED 표시등을 설치하고, 이를 시스템과 연계하여 유지 관리할 수 있는 모니터링시스템을 개발하였다. 이를 위하여 시스템은 윈도우 운영체계 기반으로 하였고, 무선통신망과 연결하여 P.C에서 운용될 수 있도록 개발하였다. 그 결과 현장에 설치된 LED 표시등의 배터리 상태정보를 실시간으로 분석을 할 수 있었고, 그 수명주기를 예측함으로서 효율적으로 관리할 수 있었다.
Road facilities for safe driving were designed for drivers to distinguish them during day and night, but they cannot play their role when the weather becomes worse. Recently, the road facilities have been designed by using electric and electronic technology so that they can be displayed well at a lo...
Road facilities for safe driving were designed for drivers to distinguish them during day and night, but they cannot play their role when the weather becomes worse. Recently, the road facilities have been designed by using electric and electronic technology so that they can be displayed well at a long distance, but they should be replaced very often due to their frequent breakdown. So, there are many problems in traffic calming and maintenance. In this study, to solve the above problems, semi-permanent LED beacon light was installed in the area where traffic accident are frequent, and monitoring system was developed so that the LED beacon light can be maintenanced by connecting with system. For the above installation and development, system was based on window operating system and it was developed for worker to operate it by using P.C. through connecting with wireless local area network. The result of this study led to analyzing state information on the battery of field-installed LED beacon light in real time, and manegement to effectively by predicting their life cycle.
Road facilities for safe driving were designed for drivers to distinguish them during day and night, but they cannot play their role when the weather becomes worse. Recently, the road facilities have been designed by using electric and electronic technology so that they can be displayed well at a long distance, but they should be replaced very often due to their frequent breakdown. So, there are many problems in traffic calming and maintenance. In this study, to solve the above problems, semi-permanent LED beacon light was installed in the area where traffic accident are frequent, and monitoring system was developed so that the LED beacon light can be maintenanced by connecting with system. For the above installation and development, system was based on window operating system and it was developed for worker to operate it by using P.C. through connecting with wireless local area network. The result of this study led to analyzing state information on the battery of field-installed LED beacon light in real time, and manegement to effectively by predicting their life cycle.
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문제 정의
, 2004), 횡단보도에서 무선제어가 가능한 도로 표지병 시스템을 개발하여 비용 및 효과 분석을 연구하였다(Jin et al, 2012). 또한, LBS 개념을 도입하여 도로시설물 DB를 구축하고 GIS DB를 유지관리할 수 있는 응용시스템을 개발하였으며 (Lee, et al, 2005), 야간에 교통사고가 빈번한 지역에서 가로등이 사고에 미치는 영향을 분석하여 이에 대한 대책을 연구하였다(park, et al., 2007)
본 연구는 교통사고 위험구간에 안전시설물을 설치하고, 웹 모니터링시스템으로 자동 제어하여 교통사고를 예방할 수 있는 모니터링시스템을 개발하고자 한다.
본 연구는 교통사고가 발생할 수 있는 위험 지역에 LED 시선유도등을 설치하고, 모니터링시스템을 개발 하여 시설물과 연계함으로써 교통사고 예방과 안전시설물의 효과적인 유지관리를 위한 방안을 제시하기 위하여 수행되었다.
본 연구는 무선네트워크 및 I.T 기술을 이용하여 원격지에서 시스템에 의해 효율적으로 관리하기 위해 연구되었다. 본 연구의 효율성을 검증하기 위하여 제천시 신림 IC 하이패스차로에 지역제어기와 40개의 시선유도등을 설치하여 2014년 6월부터 약 1년 동안 운영하였고, 이들을 대상으로 데이터베이스 구축하여 모니터링을 수행하였다.
본 연구의 모니터링시스템은 지역제어기를 통해 현장의 모든 시설물들에 대한 상태정보를 실시간으로 분석하기 위하여 개발하였다. 이를 위하여 모니터링 서버는 지역제어기를 통해 단말장치 이상유무를 확인하여 현장 조치하고, 데이터베이스에 축적된 상태정보를 통계분석하여 수명주기를 예측할 수 있도록 구현하였다.
이를 위하여 본 연구는 교통사고가 빈번한 지역에 도로안전시설물을 설치하고, 무선통신 웹기반으로 시설물을 효율적으로 유지 관리할 수 있는 모니터링시스템을 개발하는데 목적이 있다.
제안 방법
또한, DB서버는 통신서버의 부하를 경감시키기 위해 물리적․논리적으로 독립하여 설계하였고, DB서버는 지역제어기에 대한 환경 정보와 로컬시스템의 단말장치에 대한 모든 상태정보를 저장하고, 사용자에 대한 정보 및 명령 set을 저장하도록 Table 1과 같이 설계하였다.
또한, 모니터링 시스템은 도로교통 안전시설물과 제어기를 검색 및 제어 관리할 수 있으며, 시설물의 편집 기능을 제공하여 실시간으로 편집, 이동, 저장 기능 등을 수행할 수 있도록 설계하였다.
로컬시스템은 실제 안전운전을 유도하기 위한 단말장치와 각 단말장치를 조정하는 제어기로 구성되며, 무선 인터넷통신을 위한 WCDMA(wideband code division multiple access)모뎀으로 구성하여 설계하였다.
본 시스템은 WCDMA module을 통신서버와 무선인터넷으로 연결하여 각 데이터를 송수신할 수 있도록 개발하였다. 본 지역제어기는 Cortex-M3를 사용하였고, 통신 모듈은 Teladin사의 TX200K를 사용하여 개발하였다.
본 시스템은 다중 동시접속으로 자료처리속도가 중요하므로 통신서버를 타 서버와 물리적으로 구분하여 설치함으로써 시스템 부하가 최소화되도록 설계하였다.
본 연구에서 사용된 안전표시등은 현장 제어기와 통신을 위해 400Mhz대역의 RF 무선칩을 사용하고, 주파 수간에 중첩되지 않는 범위에서 서로 다른 10개의 주파수를 저장하여 별도의 set-up 절차에 따라 쉽게 변경하여 운영되도록 개발하였다.
본 연구의 개발시스템과 연계를 위하여 사용된 시설물은 LED 표시등으로 LED, 솔라셀, 배터리, 메인 PCB 및 안테나, 함체 등으로 구성되고, 태양광 에너지를 solar system으로 이용하며, RF 통신으로 지역제어기를 통해 실시간으로 운영·관리되도록 개발되었다.
본 연구의 모니터링시스템은 지역제어기를 통해 현장의 모든 시설물들에 대한 상태정보를 실시간으로 분석하기 위하여 개발하였다. 이를 위하여 모니터링 서버는 지역제어기를 통해 단말장치 이상유무를 확인하여 현장 조치하고, 데이터베이스에 축적된 상태정보를 통계분석하여 수명주기를 예측할 수 있도록 구현하였다. 모니터링시스템의 메인화면은 메뉴 및 도구 바, 시스템 상태 창, 제어기목록 창, 지도 창, 로그메시지 창 등으로 Fig.
이를 위하여 사용된 배터리는 공칭전압 3.6V에서 5.2Ah의 전력을 사용하여 배터리 성능을 분석하였고, 실시간으로 일별 모니터링하여 수명주기를 예측할 수 있도록 Fig. 12와 같이 개발하였다.
지역통신시스템의 단말장치는 LED 표시등이 사용되고, 표시등은 지역제어장치로부터 동작명령을 전송받아 작동되며, 장애가 발생하는 경우 명령에 따라 표시 등을 동작시키거나 자가진단을 수행하여 지역제어장치로 전송할 수 있도록 설계하였다.
통신 및 모니터링서버는 마이크로소프트의 윈도우 운영체계에서 C++로 개발하였고, 데이터베이스는 오라클 DBMS를 사용하였으며, 통신프로토콜은 TCP/IP (transmission control protocol/internet protocol)를 사용하여 KT 무선망으로 연결하도록 설계하였다.
통신서버와 지역제어기간의 통신에서 메시지 포맷의 start_code는 메시지 시작을 알리는 필드로, 전송제어 문자와 메시지 시작제어문자의 조합으로 구성되며, 제어레지스터 접속자(control register connector)는 메세지_id에서 자료까지 연산 자료를 저장하여 전송 시 오류 발생 여부를 확인하도록 설계하였다. 통신서버는 로컬시스템에 관련된 정보를 취득하기 위해 로컬시스템과 연결하지 않고, DB서버의 자료를 수집하여 처리하도록 설계하여 통신서버 부하를 줄이고 속도를 향상시킬 수 있도록 설계하였다.
통신서버와 지역제어기간의 통신에서 메시지 포맷의 start_code는 메시지 시작을 알리는 필드로, 전송제어 문자와 메시지 시작제어문자의 조합으로 구성되며, 제어레지스터 접속자(control register connector)는 메세지_id에서 자료까지 연산 자료를 저장하여 전송 시 오류 발생 여부를 확인하도록 설계하였다. 통신서버는 로컬시스템에 관련된 정보를 취득하기 위해 로컬시스템과 연결하지 않고, DB서버의 자료를 수집하여 처리하도록 설계하여 통신서버 부하를 줄이고 속도를 향상시킬 수 있도록 설계하였다.
현장에 설치된 LED 표시등은 각각 고유 ID를 가지고 그룹 관리하며, MR(magneto resistance) 센서를 이용하여 ID를 설정할 수 있도록 Fig. 2와 같이 설계하였다.
대상 데이터
T 기술을 이용하여 원격지에서 시스템에 의해 효율적으로 관리하기 위해 연구되었다. 본 연구의 효율성을 검증하기 위하여 제천시 신림 IC 하이패스차로에 지역제어기와 40개의 시선유도등을 설치하여 2014년 6월부터 약 1년 동안 운영하였고, 이들을 대상으로 데이터베이스 구축하여 모니터링을 수행하였다. 현장에 설치된 LED 안전표시등의 설치영상은 Fig.
본 시스템은 WCDMA module을 통신서버와 무선인터넷으로 연결하여 각 데이터를 송수신할 수 있도록 개발하였다. 본 지역제어기는 Cortex-M3를 사용하였고, 통신 모듈은 Teladin사의 TX200K를 사용하여 개발하였다.
성능/효과
그 결과 개발된 원격모니터링시스템이 안정적으로 운용되는 것을 확인하였고, 시스템상의 장애가 발생 시 데이터를 손실하지 않고 원활하게 복구되어 운영되는 것을 알 수 있었다. 또한 표시등의 배터리 성능을 상시 모니터링하여 시설물의 교체시기와 수명주기를 시스템 상에서 실시간으로 분석할 수 있어 교통사고 예방 및 시설물 유지 관리의 효율성을 기대할 수 있었다.
따라서 배터리의 성능은 겨울철에 10% 이하로 하락 하고 있어 표시등이 불시에 정지할 수 있으므로, 솔라셀의 성능을 높여 발전용량을 늘리거나 전력소비를 감소 시켜 성능이 떨어지는 상황을 사전에 방지하여 적절한 시기에 표시등을 교체할 수 있을 것으로 분석되었다.
그 결과 개발된 원격모니터링시스템이 안정적으로 운용되는 것을 확인하였고, 시스템상의 장애가 발생 시 데이터를 손실하지 않고 원활하게 복구되어 운영되는 것을 알 수 있었다. 또한 표시등의 배터리 성능을 상시 모니터링하여 시설물의 교체시기와 수명주기를 시스템 상에서 실시간으로 분석할 수 있어 교통사고 예방 및 시설물 유지 관리의 효율성을 기대할 수 있었다.
본 시스템에서 일별기록을 분석한 결과 4월 3일에 일기 상태가 좋지 않았음을 알 수 있고, 28번 시선유도 등의 일부 LED 램프에서 접촉 이상이 있다는 것을 파악할 수 있었다. 현황검색은 특정 제어기가 관리하는 지역의 모든 시선유도등에 대해 id별/일별 평균값으로 나타내며, 각 일자별로 표시하여 Fig.
본 연구대상 지역에 설치된 표시등을 2014년 8월부터 2015년 3월까지 분석한 결과 배터리 상태는 10월부터 조금씩 하락하다가 1∼2월에 3.2의 최저치를 나타냈다.
본 연구에서 개발된 시스템의 통신서버가 DB서버와 연결되었을 때, 안정적으로 운용되고 있는 상태를 확인할 수 있고, 시스템점검 및 장애복구를 위해 개발되어 시설물 상태 데이터를 손실하지 않고 정상화시킬 수 있는 장애복구시스템이 원활하게 가동되는 것을 Fig. 11 에서 확인할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도로시설물들의 현황은 ?
안전한 도로주행을 위하여 설치된 도로시설물들은 주야간에도 식별할 수 있도록 제작되었으나, 기상악화 시 제 기능을 발휘하지 못하고 있다. 최근에는 원거리에서도 명확하게 인식할 수 있는 전기전자기술로 제작하고 있으나, 이들은 고장이 빈번하여 수시로 교체해야 하므로 교통정온화와 유지관리에 많은 문제점들이 나타나고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 교통사고가 빈번한 지역에 반영구적으로 이용할 수 있는 LED 표시등을 설치하고, 이를 시스템과 연계하여 유지 관리할 수 있는 모니터링시스템을 개발하였다.
모니터링시스템에서 통신서버의 창은 무엇을 표시하며, 시스템상 서비스를 이용하기 위해 어떻게 되어야 하도록 개발되었는가?
“통신서버”창은 통신 상태를 신호등 형태로 표시하고, 시스템상의 서비스를 이용하기 위해서는 DB서버가 연동되어야 하며, 통신 및 DB서버의 접속 상황은 “로그메시지”창에서 확인하도록 개발하였다.
도로교통 안전시설물은 무엇인가?
도로교통 안전시설물은 일관성과 통일된 방법으로 안전과 원활한 소통을 확보하며, 도로의 미비한 구조상태를 보완하여 이용자의 안전을 도모하기 위해 설치하는 시설물이다(Korea Expressway Corporation, 2009).
참고문헌 (8)
Rousseau, G. K., Tucker, S. M. and Do, A., 2004, The effects on safety of in-roadway warning lights at crosswalks, Institute of Transportation Engineers, USDT
Jin, H. C., Lee, J. Ho. and Choi, S. G., 2012, Effects of wireless controlled in-pavement flashing light system at pedestrian crosswalk, Journal of the Korean Society for Geospatial Information Science, Vol. 20, No. 3, pp. 109-115.
Kim, Y. S. and Cho, W. B., 2009, Traffic calming zone design, Korean Society of Civil Engineers, Vol. 35, No. 10, pp. 2999-3002.
Korea Expressway Corporation, 2009, Road design outline Vol. 6(The Korean), pp. 9-177.
Korea Land Corporation, 2004, Traffic work manual.
Lee, H. J., Koo, D. S. and Ru, J. H., 2005, Development of road management system introducing concept of location based service, Journal of the Korean Society for Geospatial Information Science, Vol. 13, No. 2, pp. 21-28.
Prevedouros, P. D., 2001, Evaluation of in-pavement flashing lights on a six-lane arterial pedestrian crossing, Proc. the 71st Annual Meeting of the Institute of Transportation Engineers, pp.14-16.
Prak, J. C., Prak, T. H., Park, J. J. and Ha, T. J., 2007, An effect of safety faciliyies on crosswalk accident, Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol. 33, No. 10, pp. 1559-1562.
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