[논문]완전 자동화를 위한 주차 관제 시스템에 관한 연구

옥인준

doi:10.17662/ksdim.2019.15.3.079

[국내논문] 완전 자동화를 위한 주차 관제 시스템에 관한 연구
A Study on Parking Control System for Fully Automated 원문보기

디지털산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Society of Digital Industry and Information Management, v.15 no.3, 2019년, pp.79 - 87

옥인준 (충북대학교 정보통신공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The system proposed in this paper is a fully automated parking control system that can even protect users' information through blockchain. Unlike conventional parking control systems, the system consists of a web page that is accessible to people of all ages and ages, directly to the parking lot. Such a system would also benefit managers in the parking lot business. This is because it can reduce soaring labor costs and maximize the sales it can generate by operating 24 hours a day. In order to implement these systems, the web page was first designed using HTML and the API was configured using JAX-RS to invoke the API required by the web page. As a result, it created a web page that was easily accessible to anyone, built a server that could be accessed by more than 200 people at the same time, focused on personal information protection by encrypting the information of users through blockchain grafts, and designed a system that enabled users to complete payments easily. It is planning to add QR codes and GPS functions in the future and implement a function that allows one-touch information on parking lots and their vehicle information.

주제어

표/그림 (17)

그림 <그림 1> 주차장의 입차 과정
그림 <그림 2> 주차장의 출차 과정
그림 <그림 3> 궁극적인 목표
그림 <그림 4> 시스템 동작 과정
그림 <그림 5> 시스템의 PUB/SUB 동작 과정
그림 <그림 6> 시스템에서 API 동작 과정
표 <표 1> REST 장단점
그림 <그림 7> 블록 유효성 검사
그림 <그림 8> 블록 정보
그림 <그림 9> 사용자 모바일에서 접속한 웹 페이지 화면
그림 <그림 10> 데이터베이스 테이블의 사용자 정보
그림 <그림 11> 주차 시 데이터베이스 화면
그림 <그림 12> 출차 시 데이터베이스 화면
그림 <그림 13> 결제 화면
그림 <그림 14> 결제 성공 화면
그림 <그림 15> 주차 시 호출되는 API 결과
그림 <그림 16> 차량번호 조회 API 결과

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서 추구하고자 하는 최종목표는 모바일 웹(HTML5) 기반 셀프 주차관리, 주차비 카드 결제, 영수증 발급장치 개발이다. 본 연구에서 가장 기본이 되는 웹페이지를 제작하기 위해 스프링 프레임워크를 사용하였으면 각각의 시스템에서 데이터베이스로 정보를 주기 위한 API 서버의 프레임워크는 JAX-RS 프레임워크를 이용하였다.
이러한 블록체인의 특징을 가지고 사용자들의 정보를 블록화할 계획이다. 사용자들의 결재 정보, 개인 정보 등을 보호하고 안정성을 보장하고자 한다.

제안 방법

본 논문에서 제안하는 시스템은 최근 서비스가 시행되고 있는 스타벅스의 전자영수증(Electronic receipt)발급을 이용하고. 남녀노소 가지고 다니는 스마트폰으로 간단히 결제할 수 있는 시스템과 무인으로 운영하여 인건비 절감과 24시간 운영하여 수익을 창출할 수 있는 주차장 시스템을 설계하였다. 또한, 주차장 내 교통체증 감소를 위해 사용자가 원하는 주차장 구역에 대해 예약 가능한 기능을 추가하여 교통체증 감소 효과를 볼 수 있는 시스템을 구현하였다.
또한, jMeter라는 성능평가 프로그램을 이용해 해당 시스템에서 사용하는 API들의 성능평가 및 검증 또한 진행하였다. <그림 15>와 <그림 16>은 주차 시 호출되는 API와 차량 요금 조회를 할 때 사용되는 API들을 동시접속자 수 200명을 가정하여 진행한 결과이다.
기능별로 모듈화하여(API 서버 및 Management Portal) 복수 개의 인스턴스를 생성하였고 각 인스턴스는 로드 밸런서를 통해 독립된 업무를 수행한다[9]. 또한, 사건기반 방식 처리를 위한 PUB/SUB 아키텍처를 사용하였다. 주차장에서 이벤트 생성 시 원격 사용자가 이벤트를 수신할 수 있고 이 과정에서 내무 모듈이 동작하여 요청처리 후 웹 소켓을 통해 결과를 전달한다.
저장된 데이터들은 각각의 프로세스를 통해 주차, 주차중, 출차를 판단하고 로컬 운영자는 모든 과정을 웹 사이트로 확인할 수 있다. 또한, 수백~수천 개의 주차장 및 이에 대응하는 원격 사용자를 관리하기 위하여 확장성 높은 구조로 설계하였다. 기능별로 모듈화하여(API 서버 및 Management Portal) 복수 개의 인스턴스를 생성하였고 각 인스턴스는 로드 밸런서를 통해 독립된 업무를 수행한다[9].
남녀노소 가지고 다니는 스마트폰으로 간단히 결제할 수 있는 시스템과 무인으로 운영하여 인건비 절감과 24시간 운영하여 수익을 창출할 수 있는 주차장 시스템을 설계하였다. 또한, 주차장 내 교통체증 감소를 위해 사용자가 원하는 주차장 구역에 대해 예약 가능한 기능을 추가하여 교통체증 감소 효과를 볼 수 있는 시스템을 구현하였다.
<그림 13>과 <그림 14>를 통해 결제 기능이 정상적으로 동작함을 검증하였다. 만약 결제 과정 중에 실패하게 되면 결제 성공 시 호출되는 API가 호출되지 않아 다시 처음부터 시도하게 설계하였다. 데이터베이스에 결제 관련 필드가 따로 존재하여 웹페이지는 결제 완료라고 뜨는데 중앙관리 시스템에서는 결제 미 완료라고 뜨는 경우를 없게 만들었다.
본 시스템에서 사용한 아두이노 주차장을 설계하는 과정을 보여주는 장이다. 먼저 아두이노 주차장을 설계할 때 가장 중요하게 생각한 기능이 차량이 동시에 접속 시에도 성공률을 높이는 방법을 생각하였다. 먼저 서버에 접속하기 위해 ESP-8266이라는 기본적인 WiFi 모듈이 탑재된 보드를 사용하였고 WiFi 보드와 통신을 하기 위한 메인보드는 아두이노 메가 보드(이하 메가)를 사용하였다.
본 논문에서 제안하는 시스템은 개인정보보호를 위해 블록체인의 특징인 분산성, 확장성을 이용할 것이다. 분산성이란 당사자 간 데이터를 저장하는 구조이고 확장성이란 네트워크에 참여하는 구조로 데이터의 공유가 필요한 시스템 간 확장이 쉽다는 특징이 있다[8].
본 논문에서 제안하는 시스템은 이러한 과정 없이 사용자가 직접 웹페이지에서 자신의 요금을 결제하고 차가 나오는 과정을 거치기 때문에 기존의 시스템보다 빠른 출차 시간을 가지며 입구에서의 병목현상을 줄이고 사용자들의 답답함을 해소해줄 수 있는 시스템이다.
본 논문에서 제안하는 시스템은 최근 서비스가 시행되고 있는 스타벅스의 전자영수증(Electronic receipt)발급을 이용하고. 남녀노소 가지고 다니는 스마트폰으로 간단히 결제할 수 있는 시스템과 무인으로 운영하여 인건비 절감과 24시간 운영하여 수익을 창출할 수 있는 주차장 시스템을 설계하였다.
상태를 전달할 때는 JSON 혹은 XML을 통해 데이터를 주고받는 게 일반적이다. 본 논문에서는 JSON을 통해 정보를 주고받도록 설계하였다. 이러한 REST API의 장단점을 살펴보면 <표 1>과 같다.
본 연구에서 추구하고자 하는 최종목표는 모바일 웹(HTML5) 기반 셀프 주차관리, 주차비 카드 결제, 영수증 발급장치 개발이다. 본 연구에서 가장 기본이 되는 웹페이지를 제작하기 위해 스프링 프레임워크를 사용하였으면 각각의 시스템에서 데이터베이스로 정보를 주기 위한 API 서버의 프레임워크는 JAX-RS 프레임워크를 이용하였다. 셀프 주차관리 웹사이트는 일반 브라우저에서 동작하도록 구현하였고 현재 QR코드 기반 차량 위치 인식 지원도 향후 구현 계획 중에 있다.
해당 검증을 통해 API들이 정상적으로 동작하고 있다는 것을 검증하였다. 본 장에서는 본 논문에서 구현한 시스템에 대하여 기능별로 실험을 수행하였다. 실험 결과 기능별로 정상 동작함을 검증하였다.
기존의 무인주차시스템에서 본 연구는 다음과 같은 문제를 해결하였다. 첫째, 웹페이지를 이용하여 사용자들이 직접 자신의 주차요금을 관리하도록 하였다. 이를 통해 기존 입구에서 대기하고 있던 상주 요원의 인건비를 절감할 수 있고, 사용자들은 움직이면서 손쉽게 결제를 진행하여 주차장 입구의 병목현상을 줄이는 효과를 가져올 수 있다.

대상 데이터

먼저 아두이노 주차장을 설계할 때 가장 중요하게 생각한 기능이 차량이 동시에 접속 시에도 성공률을 높이는 방법을 생각하였다. 먼저 서버에 접속하기 위해 ESP-8266이라는 기본적인 WiFi 모듈이 탑재된 보드를 사용하였고 WiFi 보드와 통신을 하기 위한 메인보드는 아두이노 메가 보드(이하 메가)를 사용하였다. 다른 보드들도 사용할 수 있지만, 메가의 편리한 확장성과 편리한 통신 방법 때문에 메가를 선택하였다.
본 장에서는 사용자 모바일과 웹 서버 간 연동 실험 결과를 제시한다[12]. 인터넷이 되는 어떠한 모바일로도 가능하기에 저자의 핸드폰인 IOS 기반의 스마트폰을 사용하였다. 먼저 회원가입을 완료하면 멤버 테이블에서 <그림 10>과 같이 확인할 수 있다.

이론/모형

API는 REST(Representational State Transfer) 하게 설계하였다. REST는 기본적으로 자원의 표현에 의한 상태 전달을 한다.

성능/효과

지금도 24 시간 운용하는 곳이 있지만, 인건비 또는 결제 문제로 심야에는 무료로 운용되고 있는 곳들이 있다. 논문에서 제안하는 시스템을 통해 이러한 문제를 해결하여 24시간 운영과 수익을 기대할 수 있다. 더 나아가 원터치 시스템, QR코드, GPS 위치 추적 등을 추가하여 상용화 수준의 시스템을 개발할 것이다.
이를 통해 기존 입구에서 대기하고 있던 상주 요원의 인건비를 절감할 수 있고, 사용자들은 움직이면서 손쉽게 결제를 진행하여 주차장 입구의 병목현상을 줄이는 효과를 가져올 수 있다. 둘째, 블록체인을 이용하여 사용자들의 정보를 암호화함으로써 사용자들은 정보를 보호하는 효과를 가져올 수 있다. 셋째, 24시간 운용할 수 있다.
사용자 즉 주차장 고객들의 사용 문제점은 다소 복잡한 결제 과정과 기계의 취약한 계층들은 이러한 서비스를 이용하기 힘들다. 따라서 본 논문에서 제안하는 시스템 개발을 스마트폰에서도 사용할 수 있도록 구현하게 되었다.
본 시스템에서 웹페이지를 통한 로그인, 차량 요금 조회, 주차, 출차, 결제 등은 웹페이지 자체적으로 API들을 호출하고 있다.
둘째, 블록체인을 이용하여 사용자들의 정보를 암호화함으로써 사용자들은 정보를 보호하는 효과를 가져올 수 있다. 셋째, 24시간 운용할 수 있다. 지금도 24 시간 운용하는 곳이 있지만, 인건비 또는 결제 문제로 심야에는 무료로 운용되고 있는 곳들이 있다.
본 장에서는 본 논문에서 구현한 시스템에 대하여 기능별로 실험을 수행하였다. 실험 결과 기능별로 정상 동작함을 검증하였다.
첫째, 웹페이지를 이용하여 사용자들이 직접 자신의 주차요금을 관리하도록 하였다. 이를 통해 기존 입구에서 대기하고 있던 상주 요원의 인건비를 절감할 수 있고, 사용자들은 움직이면서 손쉽게 결제를 진행하여 주차장 입구의 병목현상을 줄이는 효과를 가져올 수 있다. 둘째, 블록체인을 이용하여 사용자들의 정보를 암호화함으로써 사용자들은 정보를 보호하는 효과를 가져올 수 있다.

후속연구

논문에서 제안하는 시스템을 통해 이러한 문제를 해결하여 24시간 운영과 수익을 기대할 수 있다. 더 나아가 원터치 시스템, QR코드, GPS 위치 추적 등을 추가하여 상용화 수준의 시스템을 개발할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	다양한 핀테크/모바일 결제 서비스의 특징은 무엇인가?	최근 스마트폰을 통해 제공되는 다양한 핀테크/모바일 결제 서비스들은 영화 속 미래 사회와 같이 편리하고 스마트한 결제 경험을 제공하고 있다. 스마트폰을 매장의 POS 시스템에 접속하여 결제가 이루어지고, 스마트폰 화면에 출력된 바코드를 제시하고 이를 POS에서 읽는 것만으로 쿠폰 결제 등이 가능하다.
	웹페이지를 통해 주차장을 관리하면 생기는 이점은 무엇인가?	첫째, 웹페이지를 이용하여 사용자들이 직접 자신의 주차요금을 관리하도록 하였다. 이를 통해 기존 입구에서 대기하고 있던 상주 요원의 인건비를 절감할 수 있고, 사용자들은 움직이면서 손쉽게 결제를 진행하여 주차장 입구의 병목현상을 줄이는 효과를 가져올 수 있다. 둘째, 블록체인을 이용하여 사용자들의 정보를 암호화함으로써 사용자들은 정보를 보호하는 효과를 가져올 수 있다. 셋째, 24시간 운용할 수 있다. 지금도 24시간 운용하는 곳이 있지만, 인건비 또는 결제 문제 로 심야에는 무료로 운용되고 있는 곳들이 있다. 논문에서 제안하는 시스템을 통해 이러한 문제를 해결하여 24시간 운영과 수익을 기대할 수 있다. 더 나아가 원터치 시스템, QR코드, GPS 위치 추적 등을 추가하여 상용화 수준의 시스템을 개발할 것이다.
	사용자 즉 주차장 고객들의 사용 문제점은 무엇인가?	직원(주차관리원)이 주차요금을 현금으로 수납한 후 이를 중간에 빼돌리는 문제가 발생했다고 한다[3]. 사용자 즉 주차장 고객들의 사용 문제점은 다소 복잡한 결제 과정과 기계의 취약한 계층들은 이러한 서비스를 이용하기 힘들다. 따라서 본 논문에서 제안하는 시스템 개발을 스마트폰에서도 사용할 수 있도록 구현하게 되었다.

참고문헌 (12)

노승윤, "무인 주차요금 정산기의 사용 편의 개선에 관한 연구," 서울과학기술대학교 대학원, 석사학위 논문, 2008.
한국정보화지능원, https://www.nia.or.kr/site/nia_kor/main.do 2019년 8월 검색.
남두희.임관수, "무인 노변 주차 관리시스템 운영 방식 및 설계," 한국 ITS 학회 논문지, 제8권, 제3, 2009, pp.20-26.

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김무영, "현금 무인 정산시스템의 유가증권 인식자동화 확대 연구," 한국산업기술대학교 산업 기술.경영대학원, 석사학위 논문, 2019.
강정석, "자동화 및 스마트공장 구축에 대한 정부 지원사업의 효과 분석," 성균관대학교 일반대학원, 석사학위 논문, 2019.
Nakamoto Satoshi, "Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system," 2008.
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블록체인 특징, https://brunch.co.kr/@shinseonho/41 2019년8월 검색
About Pub:Sub model, https://medium.com/zaneiru-tech-life-blog/pub-sub-모델에-대해서-daa3c5 c52aa8 2019년 8월 검색
What is Pub-Sub?, https://www.toptal.com/ruby-on-rails/the-publish-subscribe-pattern-on-rails 2019년 8월 검색
박찬길.최영화.이철희, "FinTech를 위한 다자간 컴퓨팅 암호기술," 디지털산업정보학회 논문지, 제15권 제1호, 2019, pp.61-66.

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이주화.이명숙, "IoT 기반의 효율적인 스마트도서관 자원 관리 시스템 개발," 디지털산업정보학회 논문지, 제15권 제2호, 2019, pp.1-9.

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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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