• 제목/요약/키워드: Traffic information and prediction System

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A Novel Compressed Sensing Technique for Traffic Matrix Estimation of Software Defined Cloud Networks

  • Qazi, Sameer;Atif, Syed Muhammad;Kadri, Muhammad Bilal
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권10호
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    • pp.4678-4702
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    • 2018
  • Traffic Matrix estimation has always caught attention from researchers for better network management and future planning. With the advent of high traffic loads due to Cloud Computing platforms and Software Defined Networking based tunable routing and traffic management algorithms on the Internet, it is more necessary as ever to be able to predict current and future traffic volumes on the network. For large networks such origin-destination traffic prediction problem takes the form of a large under- constrained and under-determined system of equations with a dynamic measurement matrix. Previously, the researchers had relied on the assumption that the measurement (routing) matrix is stationary due to which the schemes are not suitable for modern software defined networks. In this work, we present our Compressed Sensing with Dynamic Model Estimation (CS-DME) architecture suitable for modern software defined networks. Our main contributions are: (1) we formulate an approach in which measurement matrix in the compressed sensing scheme can be accurately and dynamically estimated through a reformulation of the problem based on traffic demands. (2) We show that the problem formulation using a dynamic measurement matrix based on instantaneous traffic demands may be used instead of a stationary binary routing matrix which is more suitable to modern Software Defined Networks that are constantly evolving in terms of routing by inspection of its Eigen Spectrum using two real world datasets. (3) We also show that linking this compressed measurement matrix dynamically with the measured parameters can lead to acceptable estimation of Origin Destination (OD) Traffic flows with marginally poor results with other state-of-art schemes relying on fixed measurement matrices. (4) Furthermore, using this compressed reformulated problem, a new strategy for selection of vantage points for most efficient traffic matrix estimation is also presented through a secondary compression technique based on subset of link measurements. Experimental evaluation of proposed technique using real world datasets Abilene and GEANT shows that the technique is practical to be used in modern software defined networks. Further, the performance of the scheme is compared with recent state of the art techniques proposed in research literature.

고속 무선통신 시스템에서 트래픽 부하 예측에 의한 역방향 전송속도 제어 (Reverse link rate control for high-speed wireless systems based on traffic load prediction)

  • 여운영
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권11호
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    • pp.15-22
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    • 2008
  • 1xEV-DO 시스템의 각 단말은 기지국이 전송하는 이진(binary) 제어정보와 고유한 확률모델을 기반으로 자신의 전송속도를 결정한다. 하지만, 이 전송속도 제어방법은 확률적 불확실성으로 인해 동작을 예측하기 어렵고, 역방향 링크의 과부하를 억제할 수 있는 확실한 수단이 없기 때문에, 간섭 제한(interference-limited) 용량을 갖는 CDMA 시스템의 성능을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 기지국이 역방향 트래픽 부하를 예측하고, 순방향 제어채널을 통해 단말의 전송속도를 효과적으로 제어할 수 있는 방법을 제안한다. 본 논문은 제안한 방법을 다차원 마르코프 프로세스로 모델링하고 기존 방법들과 성능을 비교한다. 분석 결과에 의하면, 제안한 방법은 기존의 방법들과 비교하여 셀에서 지원할 수 있는 최대 전송효율(throughput)을 크게 향상시킴을 알 수 있다.

Kalman Filter를 활용한 대기행렬예측 알고리즘 개발 (A Queue Length Prediction Algorithm using Kalman Filter)

  • 심소정;이청원;최기주
    • 대한교통학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.145-152
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    • 2002
  • 실시간 교통정보는 운전자 입장에서는 항상 과거정보가 되는 특성이 있기에. 신뢰도 높은 예측교통정보 가공의 필요성은 오래전부터 제기되어 왔다. 교통류의 상태를 운전자에게 알리는 방안에는 속도, 통행시간도 있지만, 정체가 심하고 링크가 긴 구간에서는 대기행렬의 길이가 매우 효과적인 제공방안의 하나이다. 본 논문은 Kalman filter를 활용하여 대기행렬 길이를 예측하는 모델을 제안한 후, 실제 검지기 자료를 이용하여 서울 도심의 남산권 네트웍 상에 적용하였다. 5분후의 대기행렬 길이를 예측한 후 통계적으로 검증해 본 결과, 상당한 예측력을 확보할 수 있었다. 본 연구는 국내외 최초로 도심부에서 대기행렬 길이 예측을 시도하였고 실제 활용 가능성을 타진했다는데 큰 의미가 있다.

피어 링크 예측을 위한 토렌트 네트워크 트래픽 분석 (BitTorrent Network Traffic Analysis for Peer Link Prediction)

  • 정연오;김누리;이지형
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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    • pp.187-188
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    • 2013
  • 비트토렌트는 인터넷을 통해 빠르고 효율적으로 파일을 공유할 수 있는 P2P (Peer-to-Peer) 파일전송 프로토콜이다. 파일을 P2P 네트워크 상에 분산하여 저장하고 서로 다른 환경의 피어들이 각자의 필요에 따라 쉽게 네트워크를 떠날 수 있기 때문에, 비트토렌트 네트워크는 매우 복잡하고 동적인 구조를 가진다. 본 연구에서는 이러한 네트워크 구조, 특히 피어들 간의 링크생성과 분리를 예측하여 비트토렌트 파일공유 시스템의 성능을 향상시키고자 하는 방향을 제시한다. 토렌트 크롤러 비트토렌트 네트워크 모니터링 시스템을 사용해 네트워크 부하를 최소화하며 네트워크 트래픽을 분석하고, 관찰된 네트워크 트래픽 특성을 통해 링크를 예측하는 방법을 제안한다.

부산항에서 ARPA 레이더와 AIS에 의한 통한선박의 실시간 위치추적 (Real-time position tracking of traffic ships by ARPA radar and AIS in Busan Harbor, Korea)

  • 이대재
    • 수산해양기술연구
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    • 제44권3호
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    • pp.229-238
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    • 2008
  • This paper describes on the consolidation of AIS and ARPA radar positions by comparing the AIS and ARPA radar information for the tracked ship targets using a PC-based ECDIS in Busan harbor, Korea. The information of AIS and ARPA radar target was acquired independently, and the tracking parameters such as ship's position, COG, SOG, gyro heading, rate of turn, CPA, TCPA, ship s name and MMSI etc. were displayed automatically on the chart of a PC-based ECDIS with radar overlay and ARPA tracking. The ARPA tracking information obtained from the observed radar images of the target ship was compared with the AIS information received from the same vessel to investigate the difference in the position and movement behavior between AIS and ARPA tracked target ships. For the ARPA radar and AIS targets to be consolidated, the differences in range, speed, course, bearing and distance between their targets were estimated to obtain a clear standards for the consolidation of ARPA radar and AIS targets. The average differences between their ranges, their speeds and their courses were 2.06% of the average range, -0.11 knots with the averaged SOG of 11.62 knots, and $0.02^{\circ}$ with the averaged COG of $37.2^{\circ}$, respectively. The average differences between their bearings and between their positions were $-1.29^{\circ}$ and 68.8m, respectively. From these results, we concluded that if the ROT, COG, SOG, and HDG informations are correct, the AIS system can be improved the prediction of a target ship's path and the OOW(Officer of Watch) s ability to anticipate a traffic situation more accurately.

IMT Advanced 시스템에서 예측 스케줄링을 통한 핸드오버시 모바일 QoS 보존 방법 (Preserving Mobile QoS during Handover via Predictive Scheduling in IMT Advanced System)

  • 니라지 포��;이병섭
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.865-873
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    • 2010
  • 본 논문에서의 새로운 스케줄링은 모바일 간에 실시간으로 요구하는 모든 최소 가용 대역폭, 최대 지연 시간 그리고 다른 부수적인 조건들에 대해 QoS를 보장하는 핸드오버 요청들을 제공하기 위해 제안되었다. 입력으로는 모바일 스테이션이 서비스지역 이동간에서 발생하는 핸드오버 시간에 대한 예측이 필요하다. QoS와 핸드오버 시간을 알게 된 후, 목적지 기지국은 새로운 요청을 위한 핸드오버에 우선순위를 둔다. 그리고 이전의 리소스는 실제로 핸드오버 동안 사용할 수 있는 기회를 조금 더 가지게 된다.

동적 선형 모델을 이용한 교통 흐름 시계열 분석 (Time Series Analysis for Traffic Flow Using Dynamic Linear Model)

  • 김홍근;박철영;신창선;조용윤;박장우
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제6권4호
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    • pp.179-188
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    • 2017
  • 도시 내의 교통흐름을 정확히 분석하는 것은 매우 어렵다. 특히, 교통사고나 보행자, 교차로 등은 도시 내의 교통흐름을 분석하는데 있어서 어려움을 가중시킨다. 현재 소도시(예를 들어 전라남도 순천시)들에도 버스 정보시스템(Bus Information System, BIS)이 보급되어 있고 이를 통하여 도착시간 예측 등과 같은 정보를 제공하고 있다. BIS는 버스의 위치, 구간별 이동시간, 출발-도착 시간등을 제공하고 있다. 따라서 본 논문에서는 BIS로부터 정류장 간의 평균 이동 시간, 그리고 이동 거리 등을 시간대 별로 추출하여 도시 내의 교통흐름을 시계열 분석하고자 한다. 소도시의 경우 버스 정보는 도시교통 흐름을 설명하는 중요하고 효과적인 자료이다. 앞서 언급한 신호등 지연, 보행자, 교차로 등은 교통흐름을 분석하고 예측하는데 어려움을 더한다. 본 논문에서는 동적 선형 모델(Dyanamic Linear Model, DLM)을 이용하여 중요 구간의 교통흐름을 시계열 분석하고 예측하는 방법을 제시한다. 이때 구간별 통행 속도를 평일과 주말로 나누어 분석한다. DLM을 이용하여 구간별 이동속도의 시계열 분석을 통하여 도시 내의 교통흐름을 파악하여 향후 교통 체증 및 혼잡 구간을 예보하고 버스의 정확한 도착시간을 예측하는데 도움을 줄 수 있으리라 생각한다.

결측 택시 Probe 통행속도 예측기법 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of a Technique to Predict Missing Travel Speed Collected by Taxi Probe)

  • 윤병조
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권1D호
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    • pp.43-50
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    • 2011
  • 택시 프로브(Probe)를 이용한 구간통행속도 모니터링체계는 지능형교통체계(ITS)의 핵심적인 하부시스템 중 하나이다. 택시 프로브기법을 통해 수집되는 구간통행속도는 도시가로망의 교통상태 모니터링과 통행시간 정보제공에 널리 활용되고 있다. 그러나 택시 Probe기법은 표본수가 적고 교통혼잡으로 인하여 구간통행시간이 자료수집 주기보다 큰 경우, 실시간으로 자료가 수집되지 않는 누락상태가 발생하게 된다. 이러한 누락상태는 단일시간대에서 다중시간대에 걸쳐 발생하게 되며, 기존의 단일시간대 예측기법으로는 다중시간대의 상태를 예측하지 못하는 단점이 있다. 따라서 다중시간대 누락상태에서 실시간 구간통행속도를 예측하기위한 기법이 요구된다. 본 연구에서는 기존의 단일시간대 예측기법의 한계를 극복하면서 단일 및 다중시간대 통행속도를 예측하기위한 기법을 개발하였다. 개발된 모형은 비모수회귀(NPR)을 기반으로 개발되었으며, 다중시간대 예측에도 불구하고 기존의 단일시간대 예측기법보다 우수한 정확도를 보였다.

공공데이터를 활용한 선박 통행량 및 해양기상정보의 수중 주변소음에 대한 영향성 분석 (Analysis of the influence of ship traffic and marine weather information on underwater ambient noise using public data)

  • 김용국;국영민;김동관;김규철;윤상기;최창호;김홍국
    • 한국음향학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.606-614
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    • 2020
  • 본 논문에서는 수중 주변소음 생성에 주요한 영향을 끼치는 선박 통행량 및 해양기상정보와 수중 주변소음간 영향성을 분석한다. 주변소음은 수중 소나 시스템의 탐지 성능에 큰 영향을 끼치는 중요한 환경 요소이다. 최근에 많은 연구가 진행 중인 인공지능 기술을 이용한 탐지성능 예측 등 자동화 시스템 구현을 위하여 이와 관련된 주요 데이터 확보 및 분석이 필요하다. 주변소음의 주요 발생원은 다양한 원인이 있는데, 연근해에서 운용되는 소나 시스템의 경우 탐지 성능에 있어서 선박 통행에 의한 소음 및 해양 기상에 의해 발생하는 소음의 영향을 크게 받는다. 따라서 본 논문에서는 대한민국 동해 연안에서 획득한 주변소음 측정 결과와 인근 선박 통행량 및 해양기상정보 공공데이터를 이용하여 각 데이터의 영향성을 분석하였다. 분석 결과 수중 주변 소음은 선박의 통행량의 변화에 따라 높은 연관성을 보였으며, 풍속과 파고, 강우 등 해양환경 요소에 있어서도 특정 주파수 대역에 영향성이 있음을 관찰하였다.

고속도로상의 독립적인 반복 및 비반복정체의 영향비교 (Different Impacts of Independent Recurrent and Non-Recurrent Congestion on Freeway Segments)

  • 강경표;장명순
    • 대한교통학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.99-109
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    • 2007
  • 지금까지 고속도로 상에서 반복 및 비반복정체에 대한 연구가 많이 진행되어 왔지만 이들이 독립적으로 발생했을 때 교통정체의 영향에 대한 연구는 활발히 진행되지 못하고 있는 실정이다. 가장 큰 이유는 반복 및 비반복정체시 교통상황에 자료수집이 부족했으며, 뿐만 아니라 이들의 영향을 독립적/정량적으로 추정할 수 있는 분석도구의 효과적인 사용이 미비했기 때문이다. 본 연구에서는 미국 고속도로 구간의 교통정체시 수집한 교통자료를 바탕으로 시뮬레이션을 이용한 반복 및 비반복정체의 독립적인 영향을 분석하는 방법을 제시하였다. 분석결과로서 대상구간에 따라 비반복정체가 반복정체보다 고속도로기능을 크게 악화시키는 것으로 나타났다. 더불어 교통정체시 실시간 교통정보제공을 위한 기존 ITS기술들의 현장평가결과로서 안정적인 교통정체에서는 정보의 정확성은 높으나, 정체가 시작되거나 해소되는 시간대 또는 비반복정체시 제공되는 교통정보의 정확성은 낮은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서는 비반복정체의 중요성과 더불어 제시하고 있는 반복 및 비반복정체의 영향분석 방법론은 향후 대상 고속도로의 정체해소를 위한 개선사업의 투자우선순위를 판단할 수 있는 기초연구로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다.