[논문]임베디드 과적 차량 단속시스템 구축방안에 대한 연구

조병완; 윤광원; 이동윤; 김윤기; 김도; 최지선; 강석원

임베디드 과적 차량 단속시스템 구축방안에 대한 연구
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조병완 (한양대학교 토목공학과) , 윤광원 (한양대학교 토목공학과) , 이동윤 (한양대학교 토목공학과) , 김윤기 (한양대학교 토목공학과) , 김도 (한양대학교 토목공학과) , 최지선 (한양대학교 토목공학과) , 강석원 (한양대학교 토목공학과)

과적차량은 도로 및 교량 구조물과 도로 횡단 시설물 등에 손상요인으로 작용하며 기존의 단속 시스템은 축조작 및 인력부족등 많은 문제점을 내포하고 있어서 이에 대한 대처방안이 요구되고 있다. 이에 본 논문에서는 주행중인 과적차량의 지능형 임베디드 단속 시스템 개발을 위하여 유전자 알고리즘 기법을 적용, 도로자체를 저울로 하여 주행중인 차량의 하중 및 주행정보를 분석을 연구하였으며 이를 통하여 효율적인 과적 단속이 이루어 질 수 있다고 판단된다. 또한 USN구성을 위한 임베디드 센서와 함께 Internal/External Network의 무선화 시스템을 통한 사용자 중심의 시스템을 구축하는 것이 최종 목적이므로 향후 WCDMA/HSDPA를 이용한 External Network의 구성과 실제 과적 단속 적용을 위하여 Test Bed를 통한 실험이 실시되어야 할 것이다.

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문제 정의

이에 따라, 본 논문에서는 주행중인 과적차량의 지능형 임베디드 과적 차량 단속시스템 개발을 위하여 유비쿼터스 센서네트워크 시스템을 구성하고, 임베디드 센서 실내성능실험으로 일반도로에서의 변형적 특성을 이용할 수 있도록 도로 매설물을 설치하여 도로의 변형을 측정하고, 유전자알고리즘 기법의 차량하중 분석 방법을 위한 실내 기초실험을 실시하였다.

제안 방법

과적이 아니라고 판단되면 데이터를 Memory Buffer에 저장하게 되고 과적일 경우 해당 차량의 영상을 저장한 후 관리사무소와 해당 차량의 차주에게 휴대폰 SMS 메시지를 전송하며, 도로전광판에 과적내용을 출력한다. 그 이후 해당 임베디드 과적 차량 단속시스템을 담당하는 인근의 과적관리사무소에서 과적된 화물의 하차를 실시하고 차량의 사법처리를 실시한다.
유선센서 성능실험을 통해 Embedded Sensor의 고속 주행 상태 하중 측정능력을 검증한 후, 무선 센서 노드를 적용하여 무선화를 실시하였다. 그림 4의 무선 센서노드를 Embedded Sensor와 연결하여 센서의 전기 신호를 무선으로 전송하기 위한 준비를 하고 그림 4처럼 컴퓨터에 수신기를 접속하여 Anylogger 프로그램을 통해 센서로부터 들어오는 데이터를 수신하도록 세팅을 실시하였다. 유선 센서 시스템과 모든 조건을 동일하게 유지하고 약 50m의 거리에서 무선 센서 노드를 통해 들어오는 정보를 수집하였다.
본 연구에서는 임베디드 과적 차량 단속시스템을 구축한 후 축 중량 실내실험과 무선센서노드의 성능 실험을 실시하였다.
실제 차량주행시 원더링 효과 및 내구성문제의 최소화를 위하여 Box하단에 센서설치의 필요성이 있으므로 본 실내실험에서는 Box1 하단에 3개의 센서, Box2하단 중앙 지점에 1개의 센서를 설치하였다. Box1에 설치된 센서는 차량의 축중량에 의한 변형률 값을 측정하며 최소의 오차값을 위하여 센터점, 센터의 진행방향 1/2지점에 각각 설치되었다.
유선센서 성능실험을 통해 Embedded Sensor의 고속 주행 상태 하중 측정능력을 검증한 후, 무선 센서 노드를 적용하여 무선화를 실시하였다. 그림 4의 무선 센서노드를 Embedded Sensor와 연결하여 센서의 전기 신호를 무선으로 전송하기 위한 준비를 하고 그림 4처럼 컴퓨터에 수신기를 접속하여 Anylogger 프로그램을 통해 센서로부터 들어오는 데이터를 수신하도록 세팅을 실시하였다.
유선 센서 시스템과 모든 조건을 동일하게 유지하고 약 50m의 거리에서 무선 센서 노드를 통해 들어오는 정보를 수집하였다. 차량의 속도는 유선센서와 동일하게 10Km/h, 30Km/h, 50Km/h의 3가지의 경우를 측정하였다. 본실험결과 3%이내의 오차를 확인하였다.

대상 데이터

그림 4의 무선 센서노드를 Embedded Sensor와 연결하여 센서의 전기 신호를 무선으로 전송하기 위한 준비를 하고 그림 4처럼 컴퓨터에 수신기를 접속하여 Anylogger 프로그램을 통해 센서로부터 들어오는 데이터를 수신하도록 세팅을 실시하였다. 유선 센서 시스템과 모든 조건을 동일하게 유지하고 약 50m의 거리에서 무선 센서 노드를 통해 들어오는 정보를 수집하였다. 차량의 속도는 유선센서와 동일하게 10Km/h, 30Km/h, 50Km/h의 3가지의 경우를 측정하였다.

성능/효과

차량의 속도는 유선센서와 동일하게 10Km/h, 30Km/h, 50Km/h의 3가지의 경우를 측정하였다. 본실험결과 3%이내의 오차를 확인하였다.

후속연구

일반 도로에서 도로자체의 거동을 이용한 과적단속시스템이 구축될 경우 현재 WIM센서 단속 현장의 노출을 통하여 나타나는 과적차량의 축조작 문제를 해결할 수 있다. 즉, 도로 설계시 일부 구간에 Box형 구조를 정착하여 본 연구시스템이 도입될 경우 효과적인 단속 결과를 보여 줄 수 있으리라 판별된다.

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