[논문]DSRC와 레이더 검지기를 활용한 교통량 측정 시스템 개발

박현화; 이성훈; 배홍민; 김병서

doi:10.7236/jiibc.2015.15.3.143

[국내논문] DSRC와 레이더 검지기를 활용한 교통량 측정 시스템 개발
Development of Traffic Volume Measuring System Utilizing DSRC and Radar Detector 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.15 no.3, 2015년, pp.143 - 148

박현화 (홍익대학교 컴퓨터정보통신공학과) , 이성훈 (산엔지니어링 기술연구소) , 배홍민 (홍익대학교 전자전산공학과) , 김병서 (홍익대학교 컴퓨터정보통신공학과)

초록
AI-Helper

현재의 도시의 설계 및 계획을 수행 하는데 있어 교통정보의 수집은 날로 그 중요성이 증대되고 있으나 현재의 도로변 매설 기반의 교통정보 수집방식으로는 국도나 신도시 예정 지구와 같은 예외의 상황에는 대처할 조사방법이 부족한 방법이며 이를 대처하기 위하여 주변지역의 데이터를 통해서 추정하는 방식을 사용하고 있다. 본 연구에서는 좀 더 나은 교통정보의 수집과 다양한 환경에서 조사가 가능할 수 있도록 DSRC와 레이더 검지기를 병합한 이동형 교통정보 수집기를 개발한다. 아울러 기존의 현장에서 단순한 데이터의 수집만을 수행하는 차원이 아닌 현장에서 수집된 데이터를 기반으로 분석이 가능한 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 실제의 현장에서 테스트 되었으며 그 우수성을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to design and plan a city, the importance of collecting traffic information increases. However, current method to collecting traffic information by using sensors layed on the roads is not appropriate for exceptional cases such as national highway or newly planned city area, where sensors are already not layed. To scope the cases, the traffic information is estimated from traffic information of surroundings area. This paper develops portable traffic volume measuring equipment utilizing two or radar detector, so that more useful traffic information can be obtained in any environments. Furthermore, the system allows users to be able to instantly analyze gathered data on the site. The system has been tested in the field and proved the excellences theough the field test.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이러한 기존의 교통량 검지 방식을 보완하기 위해서 본 논문에서는 이동성 및 휴대성이 확보되고, 하나 이상의 검지 장치를 활용한 더 정확한 정보 수집 기능과 현장에서의 수집 데이터 분석이 가능한 교통정보 수집 시스템을 개발하고자 한다.
마지막으로 기존의 데이터에서 주가적인 인력과 비용을 투자해서 원하는 데이터를 계산하는 것이 아니라 각각의 원시 데이터(raw data)를 활용하여 조사원의 설정에 맞게 분석된 데이터를 생성하는 분석프로그램을 개발한다. 해당 프로그램을 사용함으로써 현장에서 조사 당사자가 실시간으로 수집 정보를 확인하고 원하는 분석 데이터의 확보가 가능하도록 하였다.
본 연구에서는 기존의 레이더 검지기만으로 교통 정보를 수집하던 방식에서 벗어나 레이더와 DSRC, 2개의 검지기술을 활용하여 서로에게 부족한 교통정보를 확보할 수 있고 이동성이 편리한 조사관측 장비를 개발하고자 한다. 또한 기존의 교통량 측정에서 수집된 데이터의 분석 결과를 현장이 아닌 중앙 통제소에서 받아 보던 불편함을 해결하기 위하여 검측 현장에서 실시간으로 정보를 확인 분석 할 수 있는 소프트웨어 개발을 하는 것을 목표로 하였다.
본 연구에서는 기존의 레이더 검지기만으로 교통 정보를 수집하던 방식에서 벗어나 레이더와 DSRC, 2개의 검지기술을 활용하여 서로에게 부족한 교통정보를 확보할 수 있고 이동성이 편리한 조사관측 장비를 개발하고자 한다. 또한 기존의 교통량 측정에서 수집된 데이터의 분석 결과를 현장이 아닌 중앙 통제소에서 받아 보던 불편함을 해결하기 위하여 검측 현장에서 실시간으로 정보를 확인 분석 할 수 있는 소프트웨어 개발을 하는 것을 목표로 하였다. 이와 같이 개발한 시스템은 예외의 상황에 대비하기 위한 이동식 지주와 전원 유닛, 그리고 조사원 측에서 원하는 분석된 데이터를 현장에서 획득할 수 있는 응용프로그램으로 구성된다.
본 논문에서는 기존의 교통정보 수집 장치가 가진 문제점을 개선한 교통정보 수집 시스템을 개발 하였다. 본 시스템은 정확한 정보 획득을 위해 DSRC와 레이더 등 두 개의 검지기를 동시 사용하고 이동성을 확보하기 위해 이동식 지주과 전원 유닛을 개발하였으며, 실시간으로의 획득 정보 확인 및 실시간 분석이 가능한 응용 프로그램을 개발 하였다.
본 논문에서는 기존의 교통정보 수집 장치가 가진 문제점을 개선한 교통정보 수집 시스템을 개발 하였다. 본 시스템은 정확한 정보 획득을 위해 DSRC와 레이더 등 두 개의 검지기를 동시 사용하고 이동성을 확보하기 위해 이동식 지주과 전원 유닛을 개발하였으며, 실시간으로의 획득 정보 확인 및 실시간 분석이 가능한 응용 프로그램을 개발 하였다. 본 제안 시스템은 현장 실현을 통하여 그 성능을 확인 하였다.

제안 방법

본 시스템의 특징들은 첫째, 레이더 검지기와 DSRC(Dedicated Short Range Communications)를 함께 이용하여 교통정보를 수집할 수 있도록 함으로써 수집 정보의 정확성과 신뢰성을 높이고 데이터의 분석을 간략화할 수 있다. 두 번째로는 비매설형으로 이동식 지주과 전원 유닛을 제작한다. 이동식으로 개발함으로써 매설에 드는 많은 비용을 절약하고, 조사기관에서 기존의 방식이 설치되어 있지 않은 지역뿐만 아니라 원하는 구간에 대한 데이터를 정확하게 수집할 수 있다.
이동식으로 개발함으로써 매설에 드는 많은 비용을 절약하고, 조사기관에서 기존의 방식이 설치되어 있지 않은 지역뿐만 아니라 원하는 구간에 대한 데이터를 정확하게 수집할 수 있다. 마지막으로 기존의 데이터에서 주가적인 인력과 비용을 투자해서 원하는 데이터를 계산하는 것이 아니라 각각의 원시 데이터(raw data)를 활용하여 조사원의 설정에 맞게 분석된 데이터를 생성하는 분석프로그램을 개발한다. 해당 프로그램을 사용함으로써 현장에서 조사 당사자가 실시간으로 수집 정보를 확인하고 원하는 분석 데이터의 확보가 가능하도록 하였다.
교통량을 측정하기 위해서는 초기 레이더 검지기를 통해서 수집된 레이더 신호 파형의 수를 카운트하는 방식인데, 즉 레이더 검지기로부터 획득한 검지 데이터 신호의 파형 수와 평가 시간 내의 레이더 신호 원시 데이터를 처리한 결과를 비교하여 교통량을 산출한다. 속도를 측정하기 위해서는 검지 영역 내에 차량이 들어온 시점과 검지 영역에서 차량이 빠져나간 시점 사이에 일정 크기 이상의 레이더 신호가 검지되는 동안에 도플러 주파수를 획득하여 속도를 산출한다.
또한 기존의 교통량 측정에서 수집된 데이터의 분석 결과를 현장이 아닌 중앙 통제소에서 받아 보던 불편함을 해결하기 위하여 검측 현장에서 실시간으로 정보를 확인 분석 할 수 있는 소프트웨어 개발을 하는 것을 목표로 하였다. 이와 같이 개발한 시스템은 예외의 상황에 대비하기 위한 이동식 지주와 전원 유닛, 그리고 조사원 측에서 원하는 분석된 데이터를 현장에서 획득할 수 있는 응용프로그램으로 구성된다.
그림 1에서 개발된 효율적이고 이동에 편리한 교통조사를 위한 이동식 지주에 대한 구성도를 보이고 있다. 검지 시 장애물의 간섭을 받지 않는 높이 5m를 확보하도록 구성하였는데 편리한 길이의 조정이 가능토로 함으로써 이동성을 확보하였다, 지주의 최 상부에는 DSRC와 레이더 검지기가 설치되며 DSRC는 각 3개의 센서부가 각도 조절이 가능하고, 레이더 검지기는 고정면 뒤쪽으로 상하좌우 각도 조절이 가능하도록 설계하였다. 그림 2에서는 본 시스템에서 구성한 DSRC와 레이더 검지기를 보이고 있다.
기존의 이동성 레이더 검지기의 경우 지속적인 전원 공급이 어려웠고 이를 위하여 자동차의 앞 본넷틀 열고 차량용 배터리를 사용하여 왔다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 가방과 같은 형태로 구성하여 이동성의 기능을 추가하였고, 박스의 측면에 컨트롤 패널을 구성하여 전원 공급의 역할을 추가하였다. 컨트롤 패널에는 검지기에 대한 각각의 연결잭, 전원 스위치, 노트북의 동작을 위한 220V 연결잭으로 구성되어 있다.
오른쪽 파트는 레이더 검지기와 DSRC를 통해서 조사된 엑셀 데이터 파일을 데이터베이스에 입력할 수 있는 부분이다. 상단에는 레이더 검지기와 DSRC의 작동상태를 확인할 수 있도록 하였다. 교통량 분석 탭은 4개의 탭으로 구성되어 있으며.
이 탭에서는 점유율, 속도, 교통량을 소형, 중형, 대형으로 나타낸 것 이외에도 지점, 시작시간, 종료 시간, 하이패스 장착차량 동 추가적인 정보가 나타나게 된다. 또한 가독성을 위해서 3줄씩 음영을 주어서 사용자 입장에서 좀 더 편리하게 데이터를 확인 할 수 있도록 하였다.
그림 7에서 보이는 바와 같이 개발 시스템의 현장 테스트는 홍익대학교 세종캠퍼스 앞 1번 국도에서 실시하였으며, 약 10분 동안 교통정보를 수집하였다. 이동식 Pole을 이용해서 최소 5m의 높이를 확보하였고, 도로변에서 1.5m정도 떨어진 거리에서 실시하였다. 이로써 두 장비의 정확도를 높이기 위한 최소 높이를 보장하였고, 장비의 이동성을 보장할 수 있음을 확인 하였다.
그림 8은 개발된 응용 프로그램이 10분간 수집된 원시 데이터를 분석하여 엑셀 파일로 저장된 데이터이다. 분석 데이터의 조건은 교통조사원의 목적에 맞춰서 주기는 1분, 지점은 세종, 기간은 2015-03-19 17:26:00부터 2015-03-1917:35:00으로 설정하여 분석하였다. 분석된 결과로는 차종에 따른 속도, 점유율, 교통량과 하이패스 장착차량의 총 수를 도출하였다.
분석 데이터의 조건은 교통조사원의 목적에 맞춰서 주기는 1분, 지점은 세종, 기간은 2015-03-19 17:26:00부터 2015-03-1917:35:00으로 설정하여 분석하였다. 분석된 결과로는 차종에 따른 속도, 점유율, 교통량과 하이패스 장착차량의 총 수를 도출하였다. 본 현장 테스트를 통하여 본 시스템의 추구한 두 개의 검지기를 통한 더 나은 데이터의 수집, 이동성 확보 및 현장 분석 데이터 획득 등이 정상적으로 수행됨을 확인할 수 있었다.
본 시스템은 정확한 정보 획득을 위해 DSRC와 레이더 등 두 개의 검지기를 동시 사용하고 이동성을 확보하기 위해 이동식 지주과 전원 유닛을 개발하였으며, 실시간으로의 획득 정보 확인 및 실시간 분석이 가능한 응용 프로그램을 개발 하였다. 본 제안 시스템은 현장 실현을 통하여 그 성능을 확인 하였다. 이를 통하여 다양한 교통정보 수집 상황에서도 정확한 데이터를 측정하고 현장에서 분석이 가능하게 되었다.

대상 데이터

본 제안 시스템의 하드웨어는 크게 두 개의 검지기, 이동식 지주, 전원 유닛으로 구성되어 있다.
그림 7에서 보이는 바와 같이 개발 시스템의 현장 테스트는 홍익대학교 세종캠퍼스 앞 1번 국도에서 실시하였으며, 약 10분 동안 교통정보를 수집하였다. 이동식 Pole을 이용해서 최소 5m의 높이를 확보하였고, 도로변에서 1.

성능/효과

본 시스템의 특징들은 첫째, 레이더 검지기와 DSRC(Dedicated Short Range Communications)를 함께 이용하여 교통정보를 수집할 수 있도록 함으로써 수집 정보의 정확성과 신뢰성을 높이고 데이터의 분석을 간략화할 수 있다. 두 번째로는 비매설형으로 이동식 지주과 전원 유닛을 제작한다.
5m정도 떨어진 거리에서 실시하였다. 이로써 두 장비의 정확도를 높이기 위한 최소 높이를 보장하였고, 장비의 이동성을 보장할 수 있음을 확인 하였다. 그림 8은 개발된 응용 프로그램이 10분간 수집된 원시 데이터를 분석하여 엑셀 파일로 저장된 데이터이다.
분석된 결과로는 차종에 따른 속도, 점유율, 교통량과 하이패스 장착차량의 총 수를 도출하였다. 본 현장 테스트를 통하여 본 시스템의 추구한 두 개의 검지기를 통한 더 나은 데이터의 수집, 이동성 확보 및 현장 분석 데이터 획득 등이 정상적으로 수행됨을 확인할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기존의 교통량 검지 방식을 보완하기 위해 개발한 교통정보 수집 시스템의 특징은?	본 시스템의 특징들은 첫째, 레이더 검지기와 DSRC(Dedicated Short Range Communications)를 함께 이용 하여 교통정보를 수집할 수 있도록 함으로써 수집 정보의 정확성과 신뢰성을 높이고 데이터의 분석을 간략화할 수 있다. 두 번째로는 비매설형으로 이동식 지주과 전원 유닛을 제작한다. 이동식으로 개발함으로써 매설에 드는 많은 비용을 절약하고, 조사기관에서 기존의 방식이 설치되어 있지 않은 지역뿐만 아니라 원하는 구간에 대한 데이터를 정확하게 수집할 수 있다. 마지막으로 기존의 데이터에서 주가적인 인력과 비용을 투자해서 원하는 데이터를 계산하는 것이 아니라 각각의 원시 데이터(raw data)를 활용하여 조사원의 설정에 맞게 분석된 데이터를 생성하는 분석프로그램을 개발한다. 해당 프로그램을 사용함으로써 현장에서 조사 당사자가 실시간으로 수집 정보를 확인하고 원하는 분석 데이터의 확보가 가능하도록 하였다.
	효율적인 도신 내외의 교통망 및 지능형 교통 체계 설계를 위하여 필수적인 요소에는 무엇이 있는가?	이러한 스마트 도시 설계를 위한 대표적인 수집 정보들 중의 하나로 교통정보를 들 수가 있다. 정확한 신도시 개발 지역 및 주변의 교통정보들은 효율적인 도신 내외의 교통망 및 지능형 교통 체계(ITS: Intelligent Transport System) 설계를 위하여 필수적인 요소라 할 수 있다.
	스마트 도시 설계를 위한 대표적인 수집 정보는?	현재 개발되고 있는 많은 도시들은 유비쿼터스 또는 스마트 도시를 표방하며 다양한 IT 기술들을 활용하고 있으며 거주자의 생활의 편리성과 안전성을 위하여 도시설계 계획부터 여러 방면으로 다양한 방식을 통해 필요한 정보들을 확보하고 있다. 이러한 스마트 도시 설계를 위한 대표적인 수집 정보들 중의 하나로 교통정보를 들 수가 있다. 정확한 신도시 개발 지역 및 주변의 교통정보들은 효율적인 도신 내외의 교통망 및 지능형 교통 체계(ITS: Intelligent Transport System) 설계를 위하여 필수적인 요소라 할 수 있다.

참고문헌 (9)

Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "ITS mandatory training course for urban traffic management", 2008.
S.-C. Kim, "Research on a Method to Enhance Reliability of Traffic Survey and Analysis,", Research Series of the Korea Transport Institute, 2002-01, Nov. 2002.
S.-W. Lee, S.-J. Shin, and H.-K. You "Studies on the Traffic Information Collection System using Electronic Toll Collection Service," he Journal of The Institute of Webcasting, Internet and Telecommunication, vol. 8, no. 6, pp. 165-172, December 2008.
M. Lee, "Design of In and Outdoor communication hub in Vehicular networks," The Journal of The Institute of Webcasting, Internet and Telecommunication, vol. 12, no. 3 pp. 187-194, June 2012.

원문보기 상세보기
Kwang-joo Choi, "Electronic Toll Collection System using DSRC System on Highway", Digital Mobile Communications Research Lab,2000
K-S.Koo, "A Study on the Collection and Provision of Traffic Information Using DSRC",Korea Advanced Institute of Science and Technology, 2008.
Jang Hyuk, "A study on object recognition for fusion traffic detection system of image and radar", INHA UNIV. electronic engineering ,2015
Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "ITS mandatory training course for urban traffic management", 2008.
AST, "iVDS-100 user manual"

저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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