[논문]글로벌 해운물류 실시간 위치 추적 시뮬레이션 시스템 개발

박병권; 최형림; 김채수; 이강배; 박민선

doi:10.6109/jkiice.2015.19.5.1235

[국내논문] 글로벌 해운물류 실시간 위치 추적 시뮬레이션 시스템 개발
Development of Simulation System For Real-Time Location Tracking In Global Shipping Logistics 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.19 no.5, 2015년, pp.1235 - 1242

박병권 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 최형림 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 김채수 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 이강배 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 박민선 (Department of Management Information System, Dong-A University)

초록
AI-Helper

글로벌 해운물류에서 계속적으로 이동하는 화물의 위치 정보를 추적하고 관리하는 것은 물류주체에게 중요한 일이다. 화물에 부착된 태그의 GPS 좌표 흐름을 분석하면 물류거점을 기반으로 한 화물의 위치정보를 쉽게 추적할 수 있다. 즉, 태그와 물류거점간의 동적인 위치변화를 이용하여 거점 단위의 위치 이동을 추적할 수 있다. 본 논문에서는 전세계 물류거점을 대상으로 이러한 거점 단위 위치추적 알고리즘의 정확성과 오동작을 측정하기 위해 시뮬레이션 시스템을 개발하였다. 실제 태그를 제작하여 실험하기에는 많은 제약이 따르기 때문에 실제 태그와 유사하게 동작하는 태그 에뮬레이터를 개발하여 가상 태그를 생성한다. 실제 태그와 같은 통신 프로토콜을 이용하여 위치추적 시스템에 데이터를 전송함으로써 위치추적 시스템이 잘 동작함을 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

In global shipping logistics, it is important for users to keep track of the location of their continuously moving cargos. Analyzing the GPS data stream coming from the tag which is attached to the cargo, we are able to keep track of the cargo location in terms of going into or out of a certain logistics area using the information of the spatial relationship change between the tag and the logistics area. In this paper, we propose a simulation system for measuring the precision and false alarm rate of the cargo location tracking algorithm which generates spatial events over the global logistics areas. Due to the difficulty of experiment with a real tag, we developed a tag emulator to create a virtual tag which operates exactly like a real tag. We show the cargo location tracking system works correctly with the tag emulator which communicates with it using the same protocol as the real tag.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

그리고 맵에서 가상 태그가 세밀한 태그 이동경로를 생성하기 위해 알고리즘을 통해 가상 GPS좌표를 생성하도록 한다. 따라서 본 논문에서는 가상 태그를 생성하는 태그 에뮬레이터와 위치추적 시스템 간에 실제 태그와 같은 통신 프로토콜을 이용하여 데이터를 주고 받으면서 실시간 위치추적 알고리즘의 정확성과 성능을 테스트하고자 한다.

제안 방법

실제 물류 환경에서 컨테이너에 태그를 부착하고 위치추적 실험을 하기에는 지역이 광범위하고 시간이 많이 발생하는 제약사항이 있다. 따라서 실제 태그와 유사하게 동작하는 태그 에뮬레이터를 설계하여 공간적, 시간적 제약에 유연하게 대처하고, GPS를 이용한 물류거점 위치추적 테스트를 지원하도록 한다. 그리고 맵에서 가상 태그가 세밀한 태그 이동경로를 생성하기 위해 알고리즘을 통해 가상 GPS좌표를 생성하도록 한다.
따라서 실제 태그와 유사하게 동작하는 태그 에뮬레이터를 설계하여 공간적, 시간적 제약에 유연하게 대처하고, GPS를 이용한 물류거점 위치추적 테스트를 지원하도록 한다. 그리고 맵에서 가상 태그가 세밀한 태그 이동경로를 생성하기 위해 알고리즘을 통해 가상 GPS좌표를 생성하도록 한다. 따라서 본 논문에서는 가상 태그를 생성하는 태그 에뮬레이터와 위치추적 시스템 간에 실제 태그와 같은 통신 프로토콜을 이용하여 데이터를 주고 받으면서 실시간 위치추적 알고리즘의 정확성과 성능을 테스트하고자 한다.
태그가 수신한 GPS 데이터를 위치추적 시스템에 전송하면 위치이벤트 생성기가 (경도, 위도) 좌표를 읽는다. 태그 ID를 key로 하여 해당 태그의 최근 Spatial Event가 있는지 조회하고, 기존에 ‘INTO’ Event가 존재하면 해당 물류거점에서 ‘OUTOF’ Event가 발생했는지를 공간연산을 통해 알아본다. 그리고, 이전 Spatial Event로 ‘OUTOF’ 또는 ‘THROUGH’ Event가 존재하면 해당 물류거점에서 ‘INTO’ 또는 ‘THROUGH’ Event가 발생했는지를 공간연산을 통해 알아본다.
태그 ID를 key로 하여 해당 태그의 최근 Spatial Event가 있는지 조회하고, 기존에 ‘INTO’ Event가 존재하면 해당 물류거점에서 ‘OUTOF’ Event가 발생했는지를 공간연산을 통해 알아본다. 그리고, 이전 Spatial Event로 ‘OUTOF’ 또는 ‘THROUGH’ Event가 존재하면 해당 물류거점에서 ‘INTO’ 또는 ‘THROUGH’ Event가 발생했는지를 공간연산을 통해 알아본다. 이때 결과값이 False가 나오면 현재 GPS 좌표를 기준으로 Location Table에 저장된 최근접 물류거점을 탐색하여 최단거리를 구하고, 태그에게 일정거리만큼 이동하면 태그 좌표를 보내달라고 요청한다.
본 논문은 위치추적 시스템에 대한 알고리즘의 정확성 및 오동작을 분석하기 위하여 시뮬레이션 시스템을 구현하였다. 화물이 특정 물류거점 안에 들어갔는지, 밖에 나갔는지, 통과했는지에 대한 정확한 공간연산이 이루어지는지를 시뮬레이션 시스템을 통하여 테스트한다.
본 논문은 위치추적 시스템에 대한 알고리즘의 정확성 및 오동작을 분석하기 위하여 시뮬레이션 시스템을 구현하였다. 화물이 특정 물류거점 안에 들어갔는지, 밖에 나갔는지, 통과했는지에 대한 정확한 공간연산이 이루어지는지를 시뮬레이션 시스템을 통하여 테스트한다.
현실 세계에서는 화물 컨테이너에 RFID 태그를 부착하고 태그에서 생성된 GPS 데이터를 수신하여 위치정보를 확인하게 된다. 위치추적 시스템의 성능을 분석하기 위해서 실제 태그를 제작하여 실험을 하기에는 많은 제약이 따르기 때문에 실제 태그와 유사하게 동작하는 태그 에뮬레이터를 설계 및 구현하였다. 태그 에뮬레이터는 실제 태그의 이동 경로 좌표를 실제 태그와 같은 통신 프로토콜을 이용하여 위치정보를 전송하게 된다.
이번 논문에서는 이전 연구의 위치추적 알고리즘의 정확성과 오동작을 측정하기 위해 시뮬레이터 모델을 개발, 구현하고 시뮬레이션 적용 결과를 보였다. 실제 태그를 제작하여 실험하기에는 많은 제약이 따르기 때문에 실제 태그와 유사하게 동작하는 태그 에뮬레이터 를 설계하고 개발하였다. 그래서 가상 태그를 생성하여 실제 태그와 같은 통신 프로토콜로 위치추적 시스템에 데이터를 전송하고 공간연산을 실행하였다.
실제 태그를 제작하여 실험하기에는 많은 제약이 따르기 때문에 실제 태그와 유사하게 동작하는 태그 에뮬레이터 를 설계하고 개발하였다. 그래서 가상 태그를 생성하여 실제 태그와 같은 통신 프로토콜로 위치추적 시스템에 데이터를 전송하고 공간연산을 실행하였다. 이의 결과로 위치추적 시스템의 성능 및 알고리즘이 잘 수행됨을 알 수 있었다.

대상 데이터

시뮬레이션 시스템의 정확성을 테스트하기 위해 시나리오를 적용하여 실행해 보았다. 실제 사례 영역은 의왕 ICD에서 부산 신항만까지 고속도로, 톨게이트를 포함하는 약 380km에 달하는 거리이지만 테스트를 위해서 서낙동강 대교 영역에 해당하는 5km를 대상으로 실험을 진행했다. 서낙동강 대교 영역에 대한 거점 데이터는 [표1]과 같고 이는 거점정보 입력 화면을 통해서 DB에 입력시켰다.

성능/효과

글로벌 해운물류에서 지금까지 연구된 위치추적 시스템에서는 사각형 거점 영역에 대하여 언제 들어가고, 언제 나오고, 언제 통과했는지의 동적인 위치변화 정보를 나타내고 있지 않다. 따라서 사용자에게 물류거점을 기반으로 한 위치정보를 쉽게 파악할 수 있도록 태그와 거점간의 위상 이벤트를 이용한 시스템을 이전 연구에서 제안하였다.
이번 논문에서는 이전 연구의 위치추적 알고리즘의 정확성과 오동작을 측정하기 위해 시뮬레이터 모델을 개발, 구현하고 시뮬레이션 적용 결과를 보였다. 실제 태그를 제작하여 실험하기에는 많은 제약이 따르기 때문에 실제 태그와 유사하게 동작하는 태그 에뮬레이터 를 설계하고 개발하였다.
그래서 가상 태그를 생성하여 실제 태그와 같은 통신 프로토콜로 위치추적 시스템에 데이터를 전송하고 공간연산을 실행하였다. 이의 결과로 위치추적 시스템의 성능 및 알고리즘이 잘 수행됨을 알 수 있었다.

후속연구

글로벌 해운물류에서 지금까지 연구된 위치추적 시스템에서는 사각형 거점 영역에 대하여 언제 들어가고, 언제 나오고, 언제 통과했는지의 동적인 위치변화 정보를 나타내고 있지 않다. 따라서 사용자에게 물류거점을 기반으로 한 위치정보를 쉽게 파악할 수 있도록 태그와 거점간의 위상 이벤트를 이용한 시스템을 이전 연구에서 제안하였다.
향후에는 대용량 물류거점을 신속하게 검색할 수 있는 인덱스 관리 및 여러 태그 데이터의 위치 추적에 관련한 시스템 측면에서의 최적화 연구가 필요하다.

참고문헌 (8)

Byung-Kwon Park, Hyung-Rim Choi, Jae-Joong Kim, Jae-Kee Lee,Chae-Soo Kim, Kang-bae Lee, Young-Jae Park, Min-Seon Park, "Real-Time Location Tracking System suitable for Global Shipping Logistics", Journal of the Korean Institute of Maritime Information and Commucation Sciences, vol. 18, no. 5, pp. 1207-1214, 2014.

원문보기 상세보기
Joong Jo Shin, "Development of a Framework for M2M Based Container Tracking Systems for Global Supply Chain Management", Ph.D Thesis, University of Dong-A , 2012.
Min-su KimO, Joonwhan Oh, Young-Jun Lee, Jinseok Chae, "A Design of Transportation Management System Using Smartphones", Korea Computer Congress, vol. 37, no. 1(D), pp. 212 - 216, 2010.
Won-Gok Lee, Ji-Hun Back, June Ahn, Jin-Ku Choi, "Design and Implementation of Vehicle Real-Time Tracking/Management System", Journal of Korean Institute of Information Technology, vol. 9, no. 8, 41-51, 2011.
Seung-Won Baek, Ho-Joon Kim, "Development of a Location Tracking System for Operation Management of Public Garbage Trucks", Journal of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 6, no. 6, pp. 909-914, 2011.
Jung-sik Kim, Ho-joon Kim, "Real-Time Location Tracking System of Moving Vehicle using Open Map Interface", Proceedings of KIIT Summer Conference, pp.578-582, 2010.
Hyung-min Cho, Jung-woo Lee, "Indoor positioning scheme using GPS equipped outdoor terminals", Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference, pp. 6 - 8, 2010.
W. He, E. L. Tan, E. W. Lee, T. Y. Li, “A solution for Integrated Track and Trace in Supply Chain based on RFID & GPS”, IEEE Conf. on Emerging Technologies & Factory Automation, 2009.

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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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