[논문]RF 데이터 통신에 의한 교통정보 수집 방법 제안 및 현장 실험

류승기; 문학룡; 박근형; 박상규

문제 정의

그러나 현장장비와 지역처리장치간의 P2P 구성은 여전히 통신비용부담을 가지고 있으므로 무선통신장비를 이용한 멀티드롭(Multi-drop)방식을 적용하여 통신비용 부담을 줄이고자 한다. 또한 무선통신장비를 사용하여 데이터를 수집할 경우 유선통신방식과 비교하여 안정성에 문제가 있는지를 검토하여 국도교통관리 시스템에서 무선통신시스템 적용여부를 평가하고자 한다.
본 연구는 국도교통관리시스템에 대하여 무선통신시스템 적용성과 무선통신 데이터의 신뢰도를 평가하였다.

제안 방법

1단계 기준자료 검증은 현장에 설치되어있는 차량검지기의 제어기에서 추출한 기준자료와 센터에서 수집된 유선데이터 자료를 비교하여 유선데이터의 신뢰성을 검증한다. 2단계 센터수집데이터 검증은 1단계에서 검증된 유선데이터를 기준자료로 사용하여 위성데이터의 신뢰성을 검증한다.
검증방법에 따라 2회에 걸쳐 현장의 유/무선 교통정보 데이터를 수집 분석하였다. 1차에서는 제4그룹 D0290번 차량검지기의 1시간 현장 유/무선 데이터를 검증한 것으로 D0290에서 유선데이터를 수집하고 D0250에서 무선데이터를 수집하여 분석한 결과 유선 대비 무선데이터 수신율이 97.
그러나 현장장비와 지역처리장치간의 P2P 구성은 여전히 통신비용부담을 가지고 있으므로 무선통신장비를 이용한 멀티드롭(Multi-drop)방식을 적용하여 통신비용 부담을 줄이고자 한다. 또한 무선통신장비를 사용하여 데이터를 수집할 경우 유선통신방식과 비교하여 안정성에 문제가 있는지를 검토하여 국도교통관리 시스템에서 무선통신시스템 적용여부를 평가하고자 한다.
센터 시스템은 기존의 유선 수집서버와 현장의 무선통신 장비로부터 데이터를 수집하기 위한 무선통신 수집서버가 있으며, 통신장비로는 멀티포트와 DSU가 사용된다. 또한 유선데이터의 실시간 모니터링을 위해 유선 DSU에 시리얼 케이블(Serialcable)을 직접 연결하였다. 시스템 구성도는 그림 1과 같다.
무선통신 시스템의 평가는 유/무선시스템에서 수집한 월별 교통데이터를 유선대비 무선데이터 수신율로 나타내어 데이터의 신뢰성을 평가할 수 있도록 하였다.
무선통신 시스템에서 교통데이터 수집을 위해 현장장비에 사용된 회선 접속형태는 멀티드롭(Multi-drop)방 식이며, 현재 나타난 문제점으로는 센터와 연결되어 있 는 마스터장비와 멀어질수록 데이터 손실이 많아지는 것에 있다. 문제해결의 방법으로 마스터에서 터미널 장비까지를 최대 5개를 넘지 않도록 그룹을 구성하고. 하드 웨어적으로는 무선장비간 통신 오류 발생시 기존 3회 재전송에서 10회 재전송으로 늘려 데이터 손실을 줄이는 방안을 검토해야 할 것이다.
수도권 남부 국도 38호선 평택에서 안중구간(약 19Km)에 기 설치된 차량검지기에 무선통신 장비를 추가하여 기존의 유선통신과 데이터 전송 품질을 비교할 수 있도록 무선통신을 구성하였다.
유선데이터는 D0290에서 수집한다. 수집하는 방법은 차량검지기 함체 내부에 있는 제어기의 시리얼 포트를 사용하여 노트북으로 데이터를 저장한다.
무선통신 시스템의 수집 서버는 무선데이터를 실시간 수집하여 데이터베이스에 저장하고, 유선 데이터는 기존 Unix 시스템에서 FTP로 전송 받아 데이터베이스에 저장한다. 이와 같이 저장된 유/무선 데이터의 신뢰성을 분석하는 것으로 센터 시스템을 검증한다.
차량검지기 제어함체 내부에 무선 브리지모듈 및 무선 안테나를 설치하고, 센터에는 무선통신 수집 시스템을 구성하여 무선데이터를 수집 유선데이터와 비교 분석한다.

대상 데이터

1차와 같은 방법으로 데이터를 수집하였으며, 현장 무선데이터는 Master인 D0250에서 Notebook을 이용하여 수집하며, 유선데이터는 D0300에서 수집한다.
차량검지기 D0290번의 현장수집 교통데이터 신뢰도를 검증하기 위해 그림3>과"><그림 3>과 같이 무선데이터는 Master 장비인 D0250에서 수집하고. 유선데이터는 D0290에서 수집한다. 수집하는 방법은 차량검지기 함체 내부에 있는 제어기의 시리얼 포트를 사용하여 노트북으로 데이터를 저장한다.
국도교통관리시스템의 통신망 구성형태는 도로 현장의 검지기와 지역처리장치를 1 : 1로 연결하는 P2P 구성을 사용하고 있으며. 지역처리장치와 중앙센터 간에는 El(2.048Mbps) 전용회선을 사용하여 데이터를 수집하고 있다. 이렇게 지역처리장치로 모아서 중앙센터로 전송하는 이유는 임대망의 비용 산출이 회선의 대역폭과 거리를 기준으로 하기 때문에 통신비용을 절약하기 위한 것이다.
차량검지기 D0290번의 현장수집 교통데이터 신뢰도를 검증하기 위해 그림3>과">과 같이 무선데이터는 Master 장비인 D0250에서 수집하고.

성능/효과

검증방법에 따라 2회에 걸쳐 현장의 유/무선 교통정보 데이터를 수집 분석하였다. 1차에서는 제4그룹 D0290번 차량검지기의 1시간 현장 유/무선 데이터를 검증한 것으로 D0290에서 유선데이터를 수집하고 D0250에서 무선데이터를 수집하여 분석한 결과 유선 대비 무선데이터 수신율이 97.8%로 나타났으며, 2차에서는 현장데이터 수집 프로그램을 수정하여 D0300번 차량검지기의 1시간 현장 데이터를 검증한 것으로 D0300에서 유선데이터를 수집하고 D0250에서 무선데이터를 수집하여 분석한 결과 유선 대비 무선데이터 수 신율이 98.6%로 나타났다.
결론적으로 무선통신 장비를 설치하였을 경우 분석표와 같이 2년이면 손익분기점을 넘는 것으로 판단 되며, 향후 5년간 사용할 경우 약 1.3억의 통신비용 절감 효과가 예상된다.
4%로 나타났다. 또한 2차 검증의 경우 D0300번 차량검지기의 유선 대비 무선데이터 수신율은 98.6%로 나타났다.
센터 시스템을 검증하기 위해 센터로 전송된 유/무선 데이터를 2회 수집 분석하였으며, 그 결과 1차 검증의 경우 D0290번 차량검지기의 유선 대비 무선데이터 수신율은 99.4%로 나타났다. 또한 2차 검증의 경우 D0300번 차량검지기의 유선 대비 무선데이터 수신율은 98.
월별 유선 대비 무선 수신율은 99.2%로 통계결과가 도출되었다. 단, 검지기의 유무선 수신 데이터의 동등한 비교를 위하여 차량검지기 및 기타 장비의 장애로 인하여 데이터 수집이 안된 기간(2004년 3월) 및 일부 장애 발생 지점에 대해서는 유무선 모두 통계대상에서 제외하였다.
적용성 평가 결과 유선 대비 무선 수신율은 99.2%로 높은 신뢰성을 보여주고 있으며, 경제성 분석에서도 2년 이면 손익분기점을 넘는 것으로 나타나 유선통신망을 대체하여 무선통신시스템을 적용할 수 있다고 판단되어진 다.

후속연구

향후 수도권 남부 국도 전체 시스템에 대한 경제성 분석은 현장 여건에 따라 그룹 수가 결정되므로, 실제 실사를 통한 실시설계가 수행되어야 정확한 금액이 산정될 수 있다.

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