교통 분야와 IT 분야의 접목은 기반시설 투자를 통해 해결하려했던 사회적 경제적 문제를 해결하는 새로운 해결책으로 떠오르게 되었고 지능형 교통 시스템 및 텔레매틱스와 같은 새로운 산업을 창출하였다. 특히, 지능형 교통 시스템 및 텔레매틱스 기술 분야 중 차량 통신 분야는 중요 부분으로 인식되고 있으며, 최근 단거리 전용 무선 통신 기술은 국내 지능형 교통 시스템 산업 분야에서 중요한 기술 분야로 인식되고 있다. 단거리 전용 무선 통신은 자동요금징수(ETCS) 시스템을 통해 운전자용 단말기 보급이 활발히 진행되고 있다. 교통 신호 제어 분야에서도 이 기반 시설을 활용한 양질의 실시간 정보를 활용하여 최적의 교통 신호 제어 시스템을 구현하려는 연구가 활발히 진행되고 있으며 WISDOM의 연구개발이 성공적으로 마무리되어졌다. 본 논문에서는 연구 개발된 개별 차량 기반의 신호제어 시스템 WISDOM을 활용하여 교차로 안전 지원 동적 딜레마 경고 서비스를 개발하고 현장 실험을 통하여 신뢰성과 실용성을 평가하였다. 제안된 동적 딜레마 경고 시스템은 교차로에서 WISDOM에 의해 최적화된 동적 교차로 신호에 대한 정보를 방송하고 이를 수신한 차량 단말기는 자신의 위치와 속도를 바탕으로 딜레마 영역을 만들고 운전자에게 경고하도록 하였다.
본 논문에서는 지능형 교통망 시스템 서비스에 사용되는 5.8GHz 대역에서 OFDM을 이용한 단거리 전용 통신 시스템을 제안하고 제안 시스템의 성능을 평가하고 이를 분석하였다. 무선 다중경로 채널에서 데이터를 고속으로 전송할 경우, 신호는 페이딩, ISI(inter-symbol interference) 등의 영향으로 높은 에러율을 가지게 된다. OFDM 방식은 보호구간을 사용해 채널의 ISI를 제거하므로 일반적으로 등화가가 필요 없으나, OFDM 각 심볼 주기마다 보호구간의 사용은 채널 사용 면에서 매우 비효율적이 된다. 따라서 채널의 지연화산이 커질 경우, 보호구간만으로는 ISI를 완전히 제거할 수 없으며, 성능 개선을 위하여 등화기가 필요하게 된다. 본 논문에서 제안된 시스템에서는 ITS 권고 주파수 대역인 5.8GHz에서 국제 표준화 규격인 IEEE 802.11a 근거하여 OFDM 시스템을 모델링 하였으며, 단일 탭 등화기를 적용하여 제안 시스템을 시뮬레이터 기법에 의하여 성능을 비교 분석하였다.
미래의 산업으로 부각되고 있는 지능형교통시스템(ITS: Intelligent Transport Systems)은 실시간 데이터의 원활한 전송을 위하여 차량과 노변장치 간의 고속 무선통신 방식인 단거리전용통신(DSRC) 방식을 적용하고 있다. 그러나, DSRC 방식은 실시간 환경에 적합한 축약된 3계층(물리, 데이터링크, 응용계층) 구조로 이뤄져 있으며, 통신영역간에 로밍이나 핸드오프 기능이 결여되어 있어 일반적인 데이터서비스를 제공하기에는 여러 가지 문제점을 안고 있다. 이에, 본 연구에서는 이러한 문제점을 분석하고, DSRC 상에서 효율적인 데이터서비스를 제공할 수 있는 이동에이전트 아키텍처를 제안하였다.
교통체계의 구성요소에 다양한 첨단기술을 접목시켜 체계적이며 효율적인 교통제어를 위하여 차세대 지능형 교통시스템(ITS ; Intelligent Transportation Systems)을 구축, 운영하기 위하여 많은 연구와 개발이 이루어지고 있다. 이러한 ITS 응용서비스 중에서 요금의 자동결재가 요구되는 다양한 전자 지불 형태의 서비스에는 정당한 통신 실체들간에 인증이 반드시 요구되고 있다. 본 논문에서는 단거리 전용통신을 이용하여 고속도로에서의 톨 요금 자동 결재에 있어 인증 기능이 처리되는 차량 탑재 장치와 노변장치의 무선구간에서 차량의 이동 속도, 각 장치에서의 암호 기능 처리 또는 이를 관할하는 요금 정산 시스템 등에서의 제한된 처리 속도를 고려한 효율적인 인증 및 세션키 설정 프로토콜을 포함하는 암호 메커니즘과 이틀을 이용한 전자지불시스템의 구현 방안을 제시한다. 특히, 국내에서 개발한 인증메커니즘인 EC-KCDSA와 암호화를 위한 SEED 암호 기법을 이용하여 무선망의 하나인 DSRC 환경의 ITS 서비스에 적용이 가능함을 확인할 수 있게 되었다.
ITS중 첨단화물운송시스템(Commercial Vehicle Operations : CVO)는 ITS, GPS 기술을 이용하여 화물차량의 위치 및 상태정보를 실시간으로 제공하여, 즉각적인 작업지시 등을 통해 차량의 운행효율을 제고시키고 전자문서 서비스 등과 연계 하여 화물유통 전반을 효율적으로 관리할 수 있는 체제이다. 본 논문에서 화물 위치 및 화물 인식 시스템 중 거점(항만)의 자동게이트시스템을 제안한다. 단거리전용무선통신방식(DSRC)를 사용하여 자동게이트시스템을 구현한다. 여기서 DSRC는 차량에 탑재하는 OBE와 노변 기지국(RSE)사이에 무선통신방식이다. 특히 항만의 자동 게이트 시스템 구축에 있어서 실질적으로 사업의 적용성을 검토해 본 것으로 향후 구축된 각종 물류 단지 및 대단위 물류시설에는 국제 표준이 적용된 본 연구결과를 이용하여 구축하므로 통합 물류망이 완성될 수 있을 것이다.
본 연구는 건설교통부 ITS R&D 사업 「신호교차로 내 딜레마구간 차내경고시스템 개발」 과제로써 첨단차량 및 도로 분야(AVHS)의 운전자지원 및 충돌방지시스템 분야로서 신호교차로 내에서 단독 혹은 차량군으로 진입하는 차량들에게 신호변경 시 운전자가 정지 혹은 진입의 의사결정을 안전하게 내릴 수 있도록 신호제어기의 변경정보를 단거리전용무선통신(DSRC)를 통해 실시간으로 사전에 경고를 주는 차내경고시스템을 개발하였다. 본 시스템의 연구개발은 ITS 연구개발을 통한 시스템 통합 및 구축을 실현함으로써 ITS에 대한 대국민 의식전환으로 국내 ITS 산업발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.
최근 발생하는 교통 정체, 안전 및 물류비 증가 등의 사회문제는 기존의 교통기반 시설로는 해결하는데 어려움이 있다. 이러한 관점에서 도로 및 신호등의 교통기반시설과 차량의 지능화를 바탕으로 하는 지능형 교통 시스템(ITS)의 중요성은 더욱 부각되고 있으며, 새로운 지능형 교통 시스템 무선 통신 규격에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 지능형 교통 시스템 무선 통신 기술을 활용한 검지 기술을 통해 수집된 실시간 교통 정보를 활용하기 위한 새로운 교통 제어 전략들이 만들어지고 있다. 특히, 지능형 교통 시스템 무선 통신 기술 중 단거리 전용 무선 통신(DSRC) 시스템은 자동요금징수(ETCS) 시스템을 통해 확대와 함께 운전자용 단말기 보급이 활발히 진행되고 있다. 이러한 인프라의 구축은 지능형 교통 시스템 산업에 많은 영향을 미칠 것으로 보이며, 많은 분야에서 이 기반 시설을 재활용하는 방안을 연구 중에 있다. 교통 신호 제어 분야에서도 이 기반 시설을 활용한 양질의 실시간 정보를 활용하여 최적의 교통 신호 제어 시스템을 구현하려는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 현재 WISDOM의 개발이 진행 중에 있다. 따라서 본 논문에서는 실시간으로 교통 정보를 수집하기 위한 차량 검지 기술의 하나로 지능형 교통 시스템의 전용 통신 기술인 단거리 전용 무선 통신 시스템을 활용하기 위한 통신 프로토콜을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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