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문제 정의
- 각 방식마다 장단점이 존재하지만, 본 논문에서는 무선LAN방식을 이용한 방식을 데이터 분석시스템에 채택하기 위한 실험만을 진행하였다.
- 현재 데이터 분석시스템은 데이터를 전송하는 수단으로 IC card방식을 주로 사용하고 있지만 이것은 검수요원에게 많은 작업량을 부여하는 방 식으로, 인터넷 시대에 맞는 시스템의 개발 및 검수시간 단축을 위해 LAN을 이용한 새로운 방식의 시스템에 대한 요구가 강해졌다. 본 논문은 새로운 요구를 위해 LAN을 통한 데이터 분석시스템을 구성하고, LAN방식을 채용하기 위해 부수적으로 따르는 문제점을 해결하기 위한 실험을 통해서 타당한 LAN방식의 데이터 분석시스템을 구성하였다.
제안 방법
- 2번 실험의 경우는 중간에 고압선이 있었으며, 안테나는 서로 notebook을 향하도록 하는 지향성 테스트를 수 행하였으며 전송속도는 이전 실험과 마찬가지로 9ms를 나타내어 양호한 상태를 보여주었다. 3번 실험은 중간에 고압선이 존재하며, 다만 한쪽 notebook이 서로의 안테나가 보이지 않는 상태의 무지향성 상태를 유지(notebook이 열차의 내부에 위치)하면서 30m 거리에서 전송효율을 측정하였다. 역시 9ms 아주 안정된 상태를 나타내었다.
- 거리 50m정도의 4번 실험은 중간에 벽이 2개, 열차 3개가 장애 물로 존재하였으며, 결과는 13ms로 나타나 약간 불안정한 결과를 보였다. 5번 실험은 거리가 450m지점으로 AP-10과 안테나의 위치는 기지의 밖이며, 열차에 의해 서로가 보이지 않은 상태에서 전송속도를 측정하였다. 약 14ms의 전송속도가 나타나서 거리가 멀어짐에 따라 전송속도에 영향이 나타남을 알 수 있다.
- 이때 AP-10장비에 외부안테나를 장착하여 안테나의 효율을 측정하였다. AP- 10에 안테나를 연결한 부 분은 기지 내 또는 기지의 2충 및 그 주변에 워치시키고 notebook-4- 이동하면서 거리에 대한 전 송효율과 에러율을 검사하였다.
- 차량의 기지에는 전동차를 움 직이기 위한 고압선 및 콘크리트 벽으로 둘러 쌓인 각종 장애물들이 곳곳에 놓여있다. 무선LAN 방식은 이러한 장애물들 사이에서 데이터가 얼마나 빠르게 전송되는가와 정확하게 전달되는가에 초점을 맞추어서 실험을 진행하였다. 무선LAN방식의 데이터 분석시스템을 구현하기 위한 예비 실험온 1차 및 2차의 시험을 철도청 구로 차량:사무소에서 진행하였으며, 시험에 사용된 장비는 아래와 같다.
- 무선LAN방식을 채용한 데이터 분석시스템의 데이터 흐름은 안테나를 장착한 차량이 하루의 운 행을 마치고 차량기지로 입고되는 어느 순간을 선택하여 데이터 분석시스템이 데이터를 전송하도 록 종합제어장치에 요구하고, 종합제어장치가 데 이 터를 데이터 분석시스템에 전송함으로써 IC card를 대신하는 일련의 검수과정이 진행된다.
- 외부 안테나 장비를 사용하지 않고 SA-10 장비에 장착된 소형 안테나를 이용한 상태에서, 먼저 notebook 2대에 각각의 무선LAN 장비를 장착한 후에 열차의 거리나 장애물에 관한 전송효율 및 에러율을 체크하였다. 실험의 방식은 한쪽 notebooke 기지 내에 위치시키고 다른 notebook을 아 래의 그림처럼 이동하면서 'Ping'에 의한 전송율과 에러율을 검사한다. 그림의 각 장소에의 결과는 아래의 표에 요약하였다.
- 외부 안테나 장비를 사용하지 않고 SA-10 장비에 장착된 소형 안테나를 이용한 상태에서, 먼저 notebook 2대에 각각의 무선LAN 장비를 장착한 후에 열차의 거리나 장애물에 관한 전송효율 및 에러율을 체크하였다. 실험의 방식은 한쪽 notebooke 기지 내에 위치시키고 다른 notebook을 아 래의 그림처럼 이동하면서 'Ping'에 의한 전송율과 에러율을 검사한다.
- notebook에 무선LAN SA-10장비를 장착하고, desktop 컴퓨터에 AP-10장비를 장착한다. 이때 AP-10장비에 외부안테나를 장착하여 안테나의 효율을 측정하였다. AP- 10에 안테나를 연결한 부 분은 기지 내 또는 기지의 2충 및 그 주변에 워치시키고 notebook-4- 이동하면서 거리에 대한 전 송효율과 에러율을 검사하였다.
대상 데이터
- 1번 실험의 경우 설치 당시의 notebook간 거리(장착된 소형 안테나의 거리)가 약 30cm)이며 ping에 의한 속도 측정 결과 9ms로 아주 양호한 상태의 전송효율을 보여주고 있다. 2번 실험의 경우는 중간에 고압선이 있었으며, 안테나는 서로 notebook을 향하도록 하는 지향성 테스트를 수 행하였으며 전송속도는 이전 실험과 마찬가지로 9ms를 나타내어 양호한 상태를 보여주었다.
- 무선LAN 방식은 이러한 장애물들 사이에서 데이터가 얼마나 빠르게 전송되는가와 정확하게 전달되는가에 초점을 맞추어서 실험을 진행하였다. 무선LAN방식의 데이터 분석시스템을 구현하기 위한 예비 실험온 1차 및 2차의 시험을 철도청 구로 차량:사무소에서 진행하였으며, 시험에 사용된 장비는 아래와 같다.
성능/효과
- 역시 9ms 아주 안정된 상태를 나타내었다. 4번 실험은 30m이상의 주변지역에서 고압선과 열 차를 장애물로 하고 테스트를 진행하였지만 9ms의 전송효율을 나타내었다. 5번 실험은 거리를 좀 더 늘리고, 새로운 장애물로 콘크리트 벽과 열차를 통해서 통신을 시도하였지만 전송이 수행되지 않았다.
- 하지만 비용 및 작업공수 면에서는 반대로 많은 문제점을 보유하고 있다. IC card가 갖는 문제점을 해결하기 위해 무선LAN방식을 이용한 데이터 분석시스템을 제안하였고, 무선LAN방식이 철도차량과 같이 궤도 위롤 움직이는 차량에서도 데이터의 전송신뢰성을 갖는지에 대한 실험을 통해 차량기지의 특수한 상황(고압선 및 각종 장애물)하에서의 무선LAN방식이 데이터 분석시스템의한 방법으로 적용 가능한 방법임을 증명하여 보았다. 추후 다양한 실험 방식을 통해 무선 LAN방식의 데이터 분석시스템 구성에 대한 타당성을 검중하여 보고, 좀 더 완벽한 데이터 분석 시스템을 구축하기 위해 유무선LAN을 동시에 구성하는 복합방식의 데이터 분석시스템에 대한 연구를 추후 과제로 남겨둔다.
- 전송속 도는 9ms로 아주 양호한 상태였다. 거리 20m지점의 2번 실험은 중간에 벽이 있었으며 주위에 열 차가 장애물로 존재하였지만 전송속도는 9ms로 양호하게 나타났다. 거리 30m지점의 3번 실험은 중간에 고압선, 열차 및 벽이 있었으며 열차주변에서 전송속도를 측정하였는데 장애물이 많아진 관계로 전송속도는 10ms나타났다.
- 거리 30m지점의 3번 실험은 중간에 고압선, 열차 및 벽이 있었으며 열차주변에서 전송속도를 측정하였는데 장애물이 많아진 관계로 전송속도는 10ms나타났다. 거리 50m정도의 4번 실험은 중간에 벽이 2개, 열차 3개가 장애 물로 존재하였으며, 결과는 13ms로 나타나 약간 불안정한 결과를 보였다. 5번 실험은 거리가 450m지점으로 AP-10과 안테나의 위치는 기지의 밖이며, 열차에 의해 서로가 보이지 않은 상태에서 전송속도를 측정하였다.
- 약 14ms의 전송속도가 나타나서 거리가 멀어짐에 따라 전송속도에 영향이 나타남을 알 수 있다. 거리 약 550m 지점의 마지막 실험은 안테나의 위치를 2충 및 기지 주 변으로 이동시켜도 서로간에 통신이 수행되지 않는 Time out 현상이 발생하였다.
- 결국 고압선은 데이터의 전송속도에 영향을 거의 주지 않았으며, 장애물이 있는 경우 각 호스트 간의 거리가 전송속도에 영향을 끼치는 요소임을 알아내었다. 이 결과를 이용하면 무선LAN방식 을 사용한 데이터 분석시스템은 데이터의 전송속도 및 신뢰성이 보장 가능한 거리 내에서 데이터를 전송하도록 위치 및 기지설계가 필요함을 부가적으로 알 수 있었다.
- 소형 안테나 (높이 약 10cm)로 테스트를 한 결과 고압선에 자기장에 관하여 특별한 애로 사항은 없었으며 콘크리트 벽이나 한 두 개의 철판 벽은 데이터 전송 시에 문제가 되지 않는 것으로 실험 결과 나타났다. 소형 안테나라도 지향성인 상태에서는 약 200 ~300m 정도의 거리에서도 무난 히 통신을 수행할 수 있었지만, 중간에 장애물이 있을 경우에는 통신가능 거리가 현저하게 짧아질 것으로 판단이 가능했다.
- 외장형 안테나(높이 약 50&n)를 AP-10에 연결하고 SA-10을 컴퓨터에 장착하여 테스트를 한 결과 도 역시 고압선은 자기장에 특별한 애로사항이 없는 것으로 실험결과 나타났다. 또한 콘크리트 벽 이나 약간의 철판 벽은 데이터 전송 시에 문제가 되지'않는 것으로 실험결과가 나타났다.
- 결국 고압선은 데이터의 전송속도에 영향을 거의 주지 않았으며, 장애물이 있는 경우 각 호스트 간의 거리가 전송속도에 영향을 끼치는 요소임을 알아내었다. 이 결과를 이용하면 무선LAN방식 을 사용한 데이터 분석시스템은 데이터의 전송속도 및 신뢰성이 보장 가능한 거리 내에서 데이터를 전송하도록 위치 및 기지설계가 필요함을 부가적으로 알 수 있었다.
- 종합제어장치는 각종 하부 기기와의 통신데이터 및 단말장치와의 물리적인 디지털, 아날로그 데이터를 보관하고 있다. 여러가지 방법을 사용하여 데이터를 기지에 설치된 데이터 분석시스템으로 전송하고 이렇게 전달된 데이터가 보관, 검색, 현시 등이 가능하도록 데이터 분석시스템이 구성되어 있다.
- IC card롤 이용한 방식은 데이터를 안전하게 이동하는 장점이 있지만, 더욱 많은 단점을 갖고 있다. 첫째로 차량기지에는 새로 입고되는 IC card의 방식에 따라서 수많온 데이터 분석시스템을 보유하고 있으며(같은 종류의 IC card 장비와 프로그램이 탑재된 구간의 경우는 같은 장비롤 사용해도 되지만 실제로 추가분 물량이 이전 물량과 똑같이 구성된 구간은 현실적으로 거의 없 다), 둘째는 IC card의 수명에 따라서 데이터의 불량 및 잦은 교체를 통한 비용의 추가부담을 감 수해야 하며, 셋째는 사고가 발생하는 경우 데이터를 분석하기 위해서 많은 시간이 소요되는 문제점을 안고 있고, 마지막으로 검수 요원의 작업공수를 줄 일수 없는, 즉 차량이 늘어남에 따라서 IC card의 수량 및 검수 요원의 작업량이 더욱 늘어나는 문제점을 갖게 된다.
후속연구
- 기지의 지형적인 특성 때문에 거리 약 450m에서는 잘 동작하였으며, 최대거리 약 550m에서는 통신이 되 지 않음. 이 테스트는 외부 안테나 1개를 사용했으므로 만약 양쪽에 안테나가 있는 경우라면 좀 더 원거리에서도 실험이 진행될 것으로 판단하였다.
- IC card가 갖는 문제점을 해결하기 위해 무선LAN방식을 이용한 데이터 분석시스템을 제안하였고, 무선LAN방식이 철도차량과 같이 궤도 위롤 움직이는 차량에서도 데이터의 전송신뢰성을 갖는지에 대한 실험을 통해 차량기지의 특수한 상황(고압선 및 각종 장애물)하에서의 무선LAN방식이 데이터 분석시스템의한 방법으로 적용 가능한 방법임을 증명하여 보았다. 추후 다양한 실험 방식을 통해 무선 LAN방식의 데이터 분석시스템 구성에 대한 타당성을 검중하여 보고, 좀 더 완벽한 데이터 분석 시스템을 구축하기 위해 유무선LAN을 동시에 구성하는 복합방식의 데이터 분석시스템에 대한 연구를 추후 과제로 남겨둔다.
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