본 논문은 교통흐름 제어와 원격감시를 위한 교통감시 제어시스템을 Internet망을 사용하기 위하여 센서게이트웨이를 개발하고, 그에 필요한 프로토콜을 제시하여 인증과 암호화를 하였다. 교통감시 제어시스템은 국내 외에서 첨단 네트워크 기술을 활용하여 교통체계의 효율성 증대와 새로운 교통서비스를 제공함으로써 교통문제를 해결하는 데 목적을 두고 있는 지능형 교통시스템(ITS: Intelligent Transportation System)의 중요한 역할을 하게 되는 서비스로써, 교통감시 제어시스템의 TCP/IP 및 Internet 망의 사용은 인가되지 않은 사용자의 접근으로 인한 피해가 발생할 수 있음을 의미하며 그에 따른 데이터의 인증과 암호화는 필수적이다.
최근 한국과 프랑스는 경북대학교 센서기술연구소(STRC)와 프랑스 국립응용과학원(INSA de Rouen)이 국제공동 연구개발 협약을 체결함과 동시에 교통안전과 "운전자의 주의력 감시제어를 위한 실시간 인텔리젼트 종합정보시스템 개발"에 대한 문제제시의 기회가 되기를 바란다.
본 논문은 현재 국내 외에서 활발히 연구개발이 진행되고 있는 지능형 교통시스템(ITS: Intelligent Transportation System)의 중요한 역할을 하게 되는 원격감시망의 교통감시 제어시스템을 Internet을 이용하여 개발하고 그에 따라 데이터 송 수신 시 발생할 수 있는 정보 보안의 취약점을 해소하기 위해 대칭암호 알고리즘인 AES(Advanced Encryption Standard) 알고리즘을 적용하였다.
CNS/ATM을 구성하는 감시 시스템의 핵심 기술인 ADS-B는 항공기와 항공기 간의 정보 교환을 통해 기존의 레이더 감시 시스템을 보완 및 대체할 수 있다. ADS-B를 지상 항공 교통 관리 시스템에서 사용할 수 있도록 구축하는 지상 ADS-B 시스템은 항공기와 ADS-B 메시지를 송수신하는 지상장비, ADS-B/TIS-B/FIS-B 서버 등 다양한 장비가 필요하며 이들 장비는 네트워크 기반의 분산 시스템 형태로 구성된다. 따라서 지상 ADS-B 시스템의 분산된 장비들을 효율적으로 관리할 수 있도록 원격에서 지상 ADS-B 시스템을 구성하는 장비들의 상태를 감시하고 제어 할 수 있는 상태 감시 및 원격 제어 시스템이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 네트워크 기반 상태 관리 프로토콜인 SNMP를 이용하여 지상 ADS-B 시스템을 구성하는 모든 장비의 상태를 감시하고 제어할 수 있는 ADS-B 시스템 상태 감시 및 원격 제어 시스템을 설계하고 구현하였다.
지난 99년 이후 친환경적이며 경제적이고 효율적인 대체 교통수단의 개발이라는 목표 하에, 차세대 근거리 교통수단으로 각광받고 있는 경량전철 시스템 적용을 목표로 무인 변전소 기반의 전력감시제어 시스템(SCADA)을 개발하였다. 차세대 변전소 기술 적용이라는 취지 하에 각종 IED들과의 연계는 모두 통신으로 처리하여 시스템의 고기능화를 추구하였고, Network 이중화를 통하여 시스템의 신뢰성을 제고하였으며, CCTV 및 각종 보안센서를 적용하여 배전반의 무인화 운전 및 원격 상시 감시 기능을 구현하였다. 이로써 신뢰성 있는 시스템 기반의 무인 변전소 기술 확립이라는 측면에서 현재 진행되고 있는 변전소 자동화 기술에 일조하며, 나아가 향후 에너지 IT산업기술의 기반이 되리라 사료된다.
본 논문에서는 도로 교통 정보설비의 유지관리를 위해 지능형으로 수행하는 원격감시제어 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 국도 3호선에 설치되는 도로교통 설비에 대하여 유지관리를 수행하도록 시스템적으로 구축되어 있으며, 전송된 고장 정보는 중앙감시센터의 고장 정보 분석 알고리즘에 의해서 정보의 특성을 파악하도록 하였다. 분석 알고리즘은 신경회로망을 이용하여 다중으로 발생하는 고장정보에 대해서 지식 기반의 고장현상을 추론하도록 제안하였다. 고장 정보 분석 알고리즘의 유용성을 확인하기 위해 현장으로 실시간으로 전송되는 바이너리 신호의 패턴을 5가지 형태로 분류하여 성능을 분석하였으며, 이를 중앙감시센터에서의 유지관리용 운영환경 하에서 구현되도록 하였다.
본 논문은 컴퓨터 비전 기술을 기반으로 자동 차량 감시 시스템을 제안하였다. 실시간 주행표시 시스템은 ITS의 필수 요건을 충족하면서, 자동 감시제어가 가능한 시스템이다. 이러한 장점은 확실한 자동차 추적에 대해 주요 장애물 처리 시스템 적용할 경우, 움직이는 물체에 대한 그림자 추적이다. 추적 차량 이미지에서 모든 종류의 정보를 획득하기 위해 차량을 확실하게 감시 화면에 나타나게 하였다. 시간이 지남에 따라 차량을 정밀 추적 제어 할 필요가 있고, 입체 모델 기반접근 방식 또한 필요한 방식으로 적용하였다. 일반적으로 개체 또는 와이어 프레임 모델의 골격에 의해 차량의 각각의 유형을 나타내었고, 시스템이 실시간 실행되지 않더라도 차량 궤적은 3D기반 방식에서 높은 정밀도로 측정 될 수 있다는 점을 보여 준다. 본 논문에서는 차량, 배경, 그림자에 적용 가능하고, 도로 교통 감시의 시스템을 분할 방법을 역시 적용하였다. 과속 자동차의 속도 추적을 통해 낮은 레벨의 차량제어 추적기의 유효성 역시 실행 하였다. 결론에서 개발된 추적 제어 시스템에서 향상된 자동차 추적의 방법을 개선하고자 하였으며 고속도로 감시제어 시스템을 개발하고자 하였다.
집중 원격감시 제어 또는 감시제어 데이터 수집 시스템인 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 는 기존의 국지적인 산업용 네트워크 기반의 제어시스템이 정보통신 기술의 발전으로 광역화되면서 전력, 가스, 상하수도, 교통시스템 등 주요 기반시설에 적용되어 분산제어와 공정제어 시스템으로 사용되고 있다. SCADA 시스템의 중요성과 사고시 미치는 파급효과를 고려하여 구성 장치 및 통신 설비들에 대한 사이버 보안(cyber security) 인식이 점차 높아지고 있으며, SCADA 시스템의 취약성 분석과 보안성 확보에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 현장에서 운용중인 상용 SCADA 시스템의 계층구조와 통신 사양 및 규약을 고려하여 보안성 평가를 위한 테스트베드를 제안하고자 한다. 특히 계측 제어 명령을 수행하는 RTU, IED와 같은 단말 장치의 직렬통신 구간에서 보안성 평가를 수행하기 위한 물리적 접속과 평가 절차를 제시하였다.
교통사고 및 사고로 인한 사상자수 감소를 위해 기존의 자동차에 각종 센서나 통신기술 등의 첨단기술을 융합한 첨단안전자동차에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이러한 첨단안전자동차의 시장진입 및 관련 기술도입을 위해서는 첨단안전자동차 기술의 효과분석을 통한 도입 타당성 평가가 필요하다. 본 연구에서는 계층화분석법(AHP: Analytic Hierarchy Process)을 이용하여 첨단안전자동차 기술 중 사고예방의 기능을 가지는 첨단운전자지원시스템의 효과추정 방법론을 제시하였다. 제시한 효과추정 방법론을 이용하여 적응형순항제어장치(ACC: Adaptive Cruise Control), 자동비상제동장치(AEBS: Automatic Emergency Braking System), 차로이탈경고장치(LDWS: Lane Departure Warning System), 사각지역감시장치(BSDS: Blind Spot Detection System)의 네 가지 시스템을 통합하여 평가하였다. 분석결과, 운전자지원시스템의 효과는 약 10.18%의 사고감소 효과가 있는 것으로 나타났으며, 적응형순항제어장치는 10.43%, 자동비상제동장치는 10.17%, 차로이탈경고장치는 9.96%, 사각지역감시장치는 10.14%의 사고감소 효과가 있을 것으로 추정되었다. 본 연구의 결과는 추후 첨단안전자동차 시스템 도입시 도입타당성을 제시하는데 기초자료로써 활용이 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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