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문제 정의
- 이는 다른 나라에 비해 아주 높은 편이며 잘못된 운전습관이 원인인 경우도 많다. 이에 본 논문에서는 상기의 여러 가지 이슈 해결과 안전 운전 및 에코 드라이빙이 가능한 방법을 제시하고 이를 디지털 운행기록장치에 임베디드하여 구현 및 실험 평가한 후, 제안하는 방법에 대한 타당성을 검증한다.
제안 방법
- 차량 운행 정보가 필요하기 때문에 차량운행 시뮬레이터가 차량의 속도, 브레이크 신호 등의 차량 정보를 발생하고 위험운전행동분석 기능이 구현된 디지털 운행기록장치가 발생된 차량 정보를 수집할 수 있도록 하였다. 디지털 운행기록장치는 실시간 수집 되는 주행 정보 중에서 차량의 속도, 브레이크 상태 신호와 GPS 모듈로부터 수집한 방위각 정보를 이용하여 위험운전행동 분석 프로세스를 구동하면서 부저 작동 실험, 위험운전행동 판단 CAN 메시지와 UART 메시지 생성 및 출력 실험을 동시에 진행 하였다.
- 본 논문에서 제안하는 실시간 위험운전행동 분석은 이들 3개의 정보(속도, 브레이크 상태, 방위각)를 기반으로 분석하여 위험운전행동으로 판단되면 디지털 운행기록장치에 내장된 부저를 이용하여 경보가 울리도록 한다. 또한 CDMA와 같은 통신망을 이용하여 원격지의 관제서버에서 이 정보를 활용할 수 있도록 UART 인터페이스를 제공하여 이 인터페이스에 연결된 M2M(Machine to Machine) 또는 WCDMA 모뎀(MODEM)과 같은 통신 모뎀을 통하여 위험운전행동분석 결과정보 메시지를 전송할 수 있도록 한다.
- 본 논문에서 제안하는 실시간 위험운전행동 분석은 이들 3개의 정보(속도, 브레이크 상태, 방위각)를 기반으로 분석하여 위험운전행동으로 판단되면 디지털 운행기록장치에 내장된 부저를 이용하여 경보가 울리도록 한다. 또한 CDMA와 같은 통신망을 이용하여 원격지의 관제서버에서 이 정보를 활용할 수 있도록 UART 인터페이스를 제공하여 이 인터페이스에 연결된 M2M(Machine to Machine) 또는 WCDMA 모뎀(MODEM)과 같은 통신 모뎀을 통하여 위험운전행동분석 결과정보 메시지를 전송할 수 있도록 한다.
- 본 논문에서는 실시간 위험운전행동분석 구현을 위하여 그림 2에서 보는 바와 같이 기본적으로 국토교통부에서 정한 규격을 만족하는 실제 사용 중인 디지털 운행기록장치[16]를 선정하였고 위험운전행동분석 기능을 펌웨어로 임베디드하여 구현 및 실험 하였다. 선정한 디지털 운행기록장치를 통하여 획득 가능한 운행기록 정보는 표 3에서 보는 바와 같으며 이 정보들 중에서 속도, 브레이크 및 방위각 정보를 실시간 위험 운전행동분석에 사용하였다.
- 실험의 분석은 디지털 운행기록장치 내부에 장착된 부저 알람 횟수, CAN 시뮬레이터를 이용하여 디지털 운행기록장치와 CAN 버스를 연결하고 노트북 컴퓨터에 설치된 CAN 메시지 캡쳐 S/W와 UART 메시지 캡쳐 S/W를 이용하여 결과 정보 메시지 수신 실험결과를 분석하였다.
- 실제 차량 운행과 동일한 조건에서의 실험 및 검증을 위하여 그림 5와 같이 차량운행 시뮬레이터, 디지털 운행기록장치[16], CAN 시뮬레이터[17]를 사용하였으며 노트북을 연결하여 결과를 분석하였다. 차량 운행 정보가 필요하기 때문에 차량운행 시뮬레이터가 차량의 속도, 브레이크 신호 등의 차량 정보를 발생하고 위험운전행동분석 기능이 구현된 디지털 운행기록장치가 발생된 차량 정보를 수집할 수 있도록 하였다. 디지털 운행기록장치는 실시간 수집 되는 주행 정보 중에서 차량의 속도, 브레이크 상태 신호와 GPS 모듈로부터 수집한 방위각 정보를 이용하여 위험운전행동 분석 프로세스를 구동하면서 부저 작동 실험, 위험운전행동 판단 CAN 메시지와 UART 메시지 생성 및 출력 실험을 동시에 진행 하였다.
- 그림 3에서 보는 바와 같이 실시간 위험운전행동 분석을 위해 디지털 운행기록장치로 수집한 정보 중에서 3가지 정보를 이용한다. 첫 번째 정보로 차량의 CAN 또는 속도 센서 와이어로부터 수집되는 속도 데이터, 두 번째 정보로 차량의 CAN 또는 브레이크 신호 와이어로부터 수집되는 브레이크 상태 정보, 세 번째 정보로 내장된 디지털 운행기록장치 내부의 GPS 모듈로부터 수집되는 방위각 정보를 이용한다.
대상 데이터
- 본 논문에서는 실시간 위험운전행동분석 구현을 위하여 그림 2에서 보는 바와 같이 기본적으로 국토교통부에서 정한 규격을 만족하는 실제 사용 중인 디지털 운행기록장치[16]를 선정하였고 위험운전행동분석 기능을 펌웨어로 임베디드하여 구현 및 실험 하였다. 선정한 디지털 운행기록장치를 통하여 획득 가능한 운행기록 정보는 표 3에서 보는 바와 같으며 이 정보들 중에서 속도, 브레이크 및 방위각 정보를 실시간 위험 운전행동분석에 사용하였다.
데이터처리
- 실제 차량 운행과 동일한 조건에서의 실험 및 검증을 위하여 그림 5와 같이 차량운행 시뮬레이터, 디지털 운행기록장치[16], CAN 시뮬레이터[17]를 사용하였으며 노트북을 연결하여 결과를 분석하였다. 차량 운행 정보가 필요하기 때문에 차량운행 시뮬레이터가 차량의 속도, 브레이크 신호 등의 차량 정보를 발생하고 위험운전행동분석 기능이 구현된 디지털 운행기록장치가 발생된 차량 정보를 수집할 수 있도록 하였다.
성능/효과
- 또한 그림 2 및 그림 5와 그림 6에서 보는 바와 같이 실제 상용화되어 사용 중인 디지털 운행기록장치를 실험에 적용, 운전자의 위험운전행동에 대하여 부저음을 통한 실시간 경고가 가능함을 확인 하였다. 또한 이러한 위험운전행동 정보를 이용하려는 외부 장치 및 원격지 시스템을 위하여 CAN 및 UART 인터페이스를 통한 관련 메시지를 송신할 수 있음도 확인 하였다.
- 또한 디지털 운행기록장치의 위험운전행동 분석 결과가 비트 플래그된 표 6에서와 같이 정의된 CAN 브로드케스팅 메시지(Broadcasting Message), 표 7에서와 같이 정의된 UART 메시지도 정상적으로 전송됨을 표 5 및 그림 7에서 보는 바와 같이 메시지 수신 프로그램을 통하여 확인하였다. 이와 같이 운전자에 대한 실시간 위험운전행동 분석 및 경고를 통하여 운전자에게 실시간 경고함으로써 위험운전행동 습관을 스스로 자각하고 개선하여 에코 드라이빙 할 수 있도록 하는 효과가 있을 것으로 확신한다.
- 또한 그림 2 및 그림 5와 그림 6에서 보는 바와 같이 실제 상용화되어 사용 중인 디지털 운행기록장치를 실험에 적용, 운전자의 위험운전행동에 대하여 부저음을 통한 실시간 경고가 가능함을 확인 하였다. 또한 이러한 위험운전행동 정보를 이용하려는 외부 장치 및 원격지 시스템을 위하여 CAN 및 UART 인터페이스를 통한 관련 메시지를 송신할 수 있음도 확인 하였다.
- 실험 결과 실시간 10대 위험운전행동 경고가 가능하고, CAN 및 시리얼 메시지 전송으로 주변의 시스템과의 연동을 통한 확장이 가능함을 확인 하였다. 본 논문에서 제안하는 디지털 운행기록장치를 활용한 실시간 위험운전행동분석 구현은 기존 디지털 운행기록장치에 임베디드하여 구현함으로써 비용 및 효율성, 확장성 측면에서 장점이 있음을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제안하는 방법을 이용하여 개인 또는 운송사업자나 기타 기관에서 좀 더 다양한 방법으로 운전자의 위험운전행동 분석을 통한 안전운행과 운전자의 운전습관에 대한 효율적인 관리가 가능하며 궁극적으로 친환경 경제운전인 에코 드라이빙 실천에 많은 도움이 될 것으로 기대한다.
- 본 논문을 통하여 디지털 운행기록장치를 활용한 실시간 운전자의 안전운전 유도, 운전습관 개선, 에코 드라이빙이 가능한 방법을 제안하고 실험을 통하여 제안하는 방법이 구현 가능하고 효율적이며 효과가 있음을 실험 결과로 증명 하였다. 실험 결과 실시간 10대 위험운전행동 경고가 가능하고, CAN 및 시리얼 메시지 전송으로 주변의 시스템과의 연동을 통한 확장이 가능함을 확인 하였다.
- 본 논문을 통하여 디지털 운행기록장치를 활용한 실시간 운전자의 안전운전 유도, 운전습관 개선, 에코 드라이빙이 가능한 방법을 제안하고 실험을 통하여 제안하는 방법이 구현 가능하고 효율적이며 효과가 있음을 실험 결과로 증명 하였다. 실험 결과 실시간 10대 위험운전행동 경고가 가능하고, CAN 및 시리얼 메시지 전송으로 주변의 시스템과의 연동을 통한 확장이 가능함을 확인 하였다. 본 논문에서 제안하는 디지털 운행기록장치를 활용한 실시간 위험운전행동분석 구현은 기존 디지털 운행기록장치에 임베디드하여 구현함으로써 비용 및 효율성, 확장성 측면에서 장점이 있음을 확인할 수 있었다.
- 실험결과, 표 5에서 보는 바와 같이 10 대 위험운전행동 각 항목에 대하여 정상적으로 실시간 분석되어 위험운전행동 판단이 정확하게(OK) 이루어지고 안전운전 유도를 위한 부저알람을 경보가 가능함을 확인 하였다.
후속연구
- 본 논문에서 제안하는 디지털 운행기록장치를 활용한 실시간 위험운전행동분석 구현은 기존 디지털 운행기록장치에 임베디드하여 구현함으로써 비용 및 효율성, 확장성 측면에서 장점이 있음을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제안하는 방법을 이용하여 개인 또는 운송사업자나 기타 기관에서 좀 더 다양한 방법으로 운전자의 위험운전행동 분석을 통한 안전운행과 운전자의 운전습관에 대한 효율적인 관리가 가능하며 궁극적으로 친환경 경제운전인 에코 드라이빙 실천에 많은 도움이 될 것으로 기대한다.
- 또한 디지털 운행기록장치의 위험운전행동 분석 결과가 비트 플래그된 표 6에서와 같이 정의된 CAN 브로드케스팅 메시지(Broadcasting Message), 표 7에서와 같이 정의된 UART 메시지도 정상적으로 전송됨을 표 5 및 그림 7에서 보는 바와 같이 메시지 수신 프로그램을 통하여 확인하였다. 이와 같이 운전자에 대한 실시간 위험운전행동 분석 및 경고를 통하여 운전자에게 실시간 경고함으로써 위험운전행동 습관을 스스로 자각하고 개선하여 에코 드라이빙 할 수 있도록 하는 효과가 있을 것으로 확신한다.
- 향후 보이스 음성 경고 기능 구현, 위험운전행동 요소에 대한 추가적인 분석 및 위험운전 판단을 위한 임계값에 대한 정밀한 연구, 스마트기기와의 연동 시험, 실제 차량 환경에서의 장착 시험이 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.
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