무선센서네트워크(Wireless Sensor Network) 기술이 전 산업에 널리 사용되면서, 텔레매틱스(Telematics), 지능형교통시스템 등과 무선센서네트워크와의 융합 서비스에 대한 수요가 높아지고 있다. 본 논문에서는 텔레매틱스, 지능형교통시스템 분야에 USN을 적용하기 위한 시스템 아키텍처를 제시한다. 그리고 이를 적용한 안전운전 서비스를 보여준다.
해양수산부는 지능형 해상교통정보 체계 운영을 통해 해사안전 서비스를 제공 중이며, 제공 중인 서비스의 경쟁력 확보를 위한 신뢰성 및 품질 향상 연구가 지속적으로 필요한 상황이다. 이러한 경쟁력 확보를 위해, 지능형 해상교통정보 체계의 실시간 운영 영향을 최소화하는 대용량 해양정보 연계 시스템에 대한 기본설계를 수행하고, 개인정보 보안 문제와 전체적인 시스템 실현을 위해 가명화/암호화 절차가 적용된 이론적 하드웨어 구조도를 제시한 바 있다. 하지만 제시한 구성도 및 설계는 전체적인 개념만을 포함하며, 실제 사용되고 있는 실시간 해양정보 연계를 위해서는 대한민국의 개인정보 보호법을 만족할 수 있는 상세한 개인정보 보안 방안이 요구된다. 이 연구는 이러한 문제의 해결을 위해 지능형 해상교통정보 연계 시스템에서 연계하는 실시간 해양정보 내에서 개인정보 보호법을 침해할 수 있는 요소(선주, 선사, 선장, 항해사, 어민 등의 개인정보)를 식별하고, 식별한 개인정보를 가명화/암호화하여 타 기관으로 연계할 수 있는 방법을 연구한다.
경로안내와 제3의 인터넷 공간이라는 초기의 수동적인 서비스 개념으로부터 유비쿼터스 사회를 이루어나가는 요소기술로서의 텔레매틱스는 기술적 성숙기를 보내고 통과하며 점차 차세대 지능형 자동차 기술 및 지능형 교통정보시스템과 같은 차량 기술과 접목되면서 좀 더 안전하고 편리한 주행환경 내 정보화로 나아가고 있다. 이러한 방향에 발맞추어 현재 진행되고 있는 국내외 텔레매틱스 서비스 플랫폼 기술 및 표준화 현황을 소개하고 국내 산업체에서 향후 추진 전략 수립에 참고가 되도록 나아갈 방향을 제시하였다.
ITS(Intelligent Transportation System)는 H/W 중심의 차량 및 교통 기반 기설에 통신.전자.제어.컴퓨터 등 S/W 중심의 기술을 적용하여, 각 차량 및 교통 시설(신호등, 도로, 교통 안내 표지판, 도로 상황판 등)들이 상호 보완적으로 작동할 수 있게 함으로써, 기존의 도로 교통 시설의 이용 효과를 극대화하고, 그 안정성을 향상시키며, 교통 수요 관리를 목적으로 사용자에게 교통 정보를 제공하는 지능형 종합 기술 체계이다. 이러한 최첨단 도로교통 관리의 ITS를 이용한 서비스는 각 나라마다 달리 정의되는데, 우리나라에서는 첨단교통관리시스템(ATMS), 첨단교통정보시스템(ATIS), 상용차량 운행관리 시스템(CVO), 차량 및 도로 시스템(AVCS) 그리고 첨단 대중교통 시스템(APTS)의 5개 분야로 나누어진다(1). 이 다섯가지 ITS 서비스 시스템은 공통적으로 정보 수집, 정보 처리, 정보 전달, 정보 통신 기능을 가지고 있다. 즉, 각종 검지기, 차량 단말, 노변 단말 등의 수집 장치에서 수집된 정보(정보 수집)는 관련 통신 방식(정보 통신)을 통하여 중앙 정보 처리 센터에 전달되어 그 서비스 요구 사항에 따라 처리(정보 처리)되고, 생성된 정보는 해당되는 통신 채널을 거쳐(정보 통신) 각종 사용자 단말기에게 제공(정보 전달)된다. 본 논문에서는 이와 같은 ITS체계의 정의, 목표 및 서비스 종류에 대하여 설명하였으며 교통 정보를 수집하고 처리하여 전달하는 과정과 이에 요구되는 통신 체계에 대하여 알아본다.
최근 자동차는 자율주행차 혹은 스마트카로 진화하며 다양한 외부 통신 인터페이스를 포함하고 있습니다. 각 기능 통제를 위해 차량 소프트웨어의 복잡성과 자동차 기술 발전에 따라 통신 인터페이스의 증가로 인하여 자동차에 대한 사이버 공격 가능성 및 위험성이 꾸준히 증가하고 있습니다. 특히, 커넥티드카의 안전을 위한 V2X(Vehicle to Everything)통신이 보안 취약점을 가질 경우, 이는 탑승자의 생명에 직접적인 위협을 초래할 수 있습니다. 그러나, 지능형 교통 시스템에서는 익명성을 위해 일정 시간이 지나면 차량의 식별정보를 변경해 공격자를 찾는데 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 지능형 교통 시스템 내에서 이상행위를 유발하는 차량을 탐지하기 위해 V2X에 활용되는 표준 메시지 정보를 통해 식별하여 추적하는 기술을 제안하고자 한다.
지능형 교통 시스템에는 도로 환경 정보 제공, 차량 근거리 네트워크 연동, 추돌사고예방 및 보행자 안전 제공 등의 다양한 분야의 연구가 진행되고 있다. 이와 관련하여 운전자 및 보행자 안전을 위한 감지 정확도, 정보 신뢰성, 유지보수 편의성을 기초하는 USN 기술이 주목 받고 있다. 본 연구는 다양한 센서를 이용하여 USN을 도로에 구축하고 개발된 도로기지국(RSU)과 연동하여 실시간 도로 환경 정보 수집하고 차량단말기(OBU) 및 교통 센터에 제공하는 Road Weather Information System을 개발하였다. RSU는 운전자 안전을 위해 노변 정보를 수집하고 이를 분석하여 서비스 우선순위에 따라 IP와 비콘 서비스를 OBU 및 상위 터미널에 제공한다. 상위 터미널에는 IP 기반 셋톱박스 응용 프로그램을 개발하여 교통 정보 및 도로 환경 정보, 환경 센서 오류 등에 정보를 제공한다. 결과적으로, RWIS는 노변 정보의 실시간 수집을 발전시켜 지능형 교통 시스템에 운전자 안전을 보완하고, 기술융합으로 다양한 서비스 방법을 제시하였다.
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.
논문은 지능형 자동차 개발을 위한 마이크로마우스를 활용한 차량-도로 간 통신, 모터제어, 영상처리와 물체감지 센서들을 활용한 도로 상황정보 인식 시스템 등을 활용하여 지능형 자동차의 운행을 구현하고 테스트 할 수 있다. 이를 활용하여 검증된 기술들을 실제 차량에 적용하기 위해서 다양한 실험과 테스트를 실시한다. 또한 누구나 쉽게 간단한 마이크로 컨트롤러를 통한 지능형 자동차를 위한 다양한 아이디어를 접목할 수 있도록 시스템을 설계한다. 이를 활용하여 영상처리를 통한 차선인식과, 직진 좌회전 및 도로의 교통표시마크를 읽어 들여 차체를 컨트롤하고 차량-도로간 통신을 이용해서 신호등의 정보를 입력받아 교차로를 안전하게 통과하게 된다. 또한 앞 차량을 인식하여 자동으로 속도조절과 차량 간 거리를 유지하는 시스템을 구현한다.
지능형 교통 시스템(intelligent traffic system)의 필요성은 컴퓨터비전기술의 발전에 따라 성장해오고 있다. 지능형 교통 시스템의 바람직한 방법들 중 하나는 비전처리를 통하여 자동차의 수를 계수하는 것이다. 차량이 포함된 도로 이미지들은 디지털 카메라에 의하여 촬영된다. 우선적으로 이미지에서 도로의 중앙선 오른쪽부분은 제외한다. 단순히 개개의 차량을 분리해 나는 것은 겹치는 문제, 그림자, 조명과 같은 많은 문제점을 가지고 있다. 차량계수를 목적으로 이미지를 세밀히 조사하다가 보니 낮에는 차량의 앞 범퍼 끝의 그림자로 밤에는 헤드라이트 불빛으로 차량을 식별할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 이 논문에서는 그림자분석을 통한 차량계수를 다루었다. 이 특징을 사용하여 차량을 계수하여 만족할만한 정확성을 성취하는 것이 이 논문의 목표이다.
ITS는 내용상 공공성을 강하게 띠고 있기 때문에 그 운영의 담당기관은 대부분 중앙부서.지자체.공기업 등 공공기관이어야 하며, ITS장비의 구매는 주문생산방식을 취하게 될 것이므로 ITS 기술개발은 전형적인 정부주도형 연구개발분야라고 할 수 있다. ITS는 지역별 특성에 따라 기능별로 미분화된 독립적인 시스템의 도입 및 구축이 불가피하다. 따라서 독립성이 강한 시스템간의 정보교환방식의 표준화는 이용자의 편익차원에서 매우 중요하다. 이는 시스템의 효율성 제고를 위해서도 핵심적인 사항이므로 ITS 기술의 표준화 추진을 위하여 정부주도의 연구개발이 효과적이라고 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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