V2V기반 교통정보수집체계 설계 및 요구사항분석

Designing A V2V based Traffic Surveillance System and Its Functional Requirements

  • 홍승표 (유신코퍼레이션 건설기술연구소 ITS 연구실) ;
  • 오철 (한양대학교 교통시스템공학과) ;
  • 김원규 (한국항공대학교 항공교통물류학부) ;
  • 김현미 (한국교통연구원) ;
  • 김태형 (한국교통연구원)
  • 발행 : 2008.08.31

초록

정확하고 신뢰성 있는 실시간 교통자료의 수집은 다양한 교통운영관리 전략의 구현 및 교통정보제공을 위한 필수요소이다. 본 연구에서는 보다 seamless한 고급 교통정보가공을 위해 차량 간 무선통신기술(Vehicle-To-Vehicle Communication; V2V)을 활용한 새로운 교통정보수집체계를 제안하였다. GPS를 이용하여 개별차량의 주행궤적을 추출하고 V2V를 이용한 교통정보수집 방안을 제시하였다. 본 연구에서 제안한 교통정보수집체계의 기술적 요구사항분석을 위해 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 평가체계를 개발하였다. 미시적 교통시뮬레이터 AIMSUN으로부터 개별차량의 주행궤적을 추출하고, 이를 이용한 구간통행시간 산출기법을 몬테카를로 시뮬레이션 기반 평가체계에 결합하여 기술적 요구사항을 도출하였다. 구간통행시간 정확도에 영향을 미치는 요인으로서 V2V 및 개별차량 주행궤적 추출이 가능한 equipped vehicle의 market penetration rate, V2V 통신반경, 통행시간 산출주기를 분석하였다. 또한, 제안된 시스템의 기술적 타당성 확인을 위해 prototypical implementation을 수행하였다. 본 연구의 결과물은 보다 seamless하고 정확한 교통정보가공을 위한 차세대 수집시스템 개발 및 구현을 위한 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

One of the crucial elements to fully facilitate the various benefits of intelligent transportation systems (ITS) is to obtain more reliable traffic monitoring in real time. To date, point and section-based traffic measurements have been available through existing surveillance technologies, such as loops and automatic vehicle identification (AVI) systems. However, seamless and more reliable traffic data are required for more effective traffic information provision and operations. Technology advancements including vehicle tracking and wireless communication enable the acceleration of the availability of individual vehicle travel information. This study presents a UBIquitous PRObe vehicle Surveillance System (UBIPROSS) using vehicle-to-vehicle (V2V) wireless communications. Seamless vehicle travel information, including origin-destination information, speed, travel times, and other data, can be obtained by the proposed UBIPROSS. A set of parameters associated with functional requirements of the UBIPROSS, which include the market penetration rate (MPR) of equipped vehicles, V2V communication range, and travel time update interval, are investigated by a Monte Carlo simulation- (MCS) based evaluation framework. In addition, this paper describes prototypical implementation. Field test results and identified technical issues are also discussed. It is expected that the proposed system would be an invaluable precursor to develop a next-generation traffic surveillance system.

키워드

참고문헌

  1. 한국교통연구원(2007), "u-Transportation 자료 수집통합기술개발, 1차년도 연구보고서", 건설교통부 국가교통핵심기술개발사업
  2. 김성현,임강원,이영인(2005), "일반국도의 지점 및 구간 검지기 자료의 융합을 통한 통행시간 추정 알고리즘 개발", 대한교통학회지, 제23권 제5호, 대한교통학회, pp.135-146
  3. 김재진,노정현,박동주(2006), "구간검지체계를 이용한 On-Line 출발시각기준 링크 통행시간 추정 (연속류를 중심으로)", 대한교통학회지, 제24권 제2호, 대한교통학회, pp.157-168
  4. 김재진,노정현,박동주,남궁성(2007), "출발시각기준 링크통행시간 정보의 공간적 설계 (연속류를 중심으로)", 대한교통학회지, 제25권 제2호, 대한교통학회, pp.145-155
  5. 문학룡, 류승기, 김성현, 박현석(2003), "주행차량 자동인식시스템을 이용한 구간통행시간 산출", 한국ITS학회 논문지 제2권 제2호 pp.23-29
  6. 심상우,최기주(2006), "혼잡상황에서 링크미통과 GPS 프로브데이터를 활용한 링크통행시간 추정기법 개발", 대한교통학회지, 제24권 제5호, 대한교통학회, pp.7-18
  7. 오철(2005), "개별차량의 고유특성을 이용한 구간통행시간 산출기법 개발", 대한교통학회지, 제23권 제1호, 대한교통학회, pp.83-91
  8. 임형석,이승환,이현재(2005), "단속류 통행시간 추정을 위한 적정 집락간격 결정에 관한 통계적 방법론 비교 연구", 대한교통학회지, 제23권 제3호, 대한교통학회, pp.109-123
  9. 장진환,백남철,김성현,변상철(2004), "AVI 자료를 이용한 동적 통행시간 예측", 대한교통학회지, 제22권 제7호, 대한교통학회, pp.169-175
  10. 정연식,최기주(1999), "GPS probe 및 루프 검지기 자료의 융합을 통한 통행시간추정 알고리즘 개발", 대한교통학회지, 제17권 제3호, 대한교통학회, pp.97-116
  11. 최기주,장정아(2004), "시계열기반의 GPS 프로브 자료의 이상치 제거 알고리즘 개발", 대한교통학회지, 제22권 제6호, 대한교통학회, pp.67-77
  12. 최기주, 최윤혁(2006), "링크통행시간 생성을 위한 이상치 제거 알고리즘 개발", 대한토목학회 논문집 Vol.26 No.5 pp.731-738
  13. 홍승표,오철,김태형(2007), "V2V기반 교통정보수집시스템(u-TSN)설계 기초연구", 제56회 학술발표회, 대한교통학회, pp.424-433
  14. 모토로라 무선통신 솔루션 사업부(2007), "ITS를 위한 메쉬 네트워크 솔루션", 모토로라
  15. Antoine Hobeika et al(2004), "Estimation of Travel Times on Urban Freeways Under Incident Conditions", Journal of the Transportation Research Board, No.1867, National Research Council, Washington D.C. pp97-106
  16. Andre Ebner et al(2003), "Performance of UTRA TDD Ad Hoc and IEEE 802.11b in Vehicular Environments", Vehicular Technology Conference, The 57th IEEE Semiannual, Volume: 2, pp.960-964
  17. Brian L. Smith et a(2004), "Travel Time Estimation for Urban Freeway Performance Measurement: Understanding and Improving Upon the Extrapolation Method", 83rd Transportation Research Board Annual Meeting
  18. Charles D.R. et al(2000), "Evaluation of Online Travel Time Estimators and Predictors", In Transportation Research Record 1719, TRB, National Research Council, Washington, D.C pp.45-53
  19. Cristian Cortes et al(2001), "A General Purpose Methodology for Link Travel Time Estimation Using Multiple Point Detection of Traffic", 80th Annual Meeting Transportation Research Board January, Washington D.C
  20. Daniel Krajzewicz et al(2008), "Evaluation of The Performance of City-Wide Autonomous Route Choice Based on Vehicle to Vehicle Communication", 87th Annual Meeting Transportation Research Board January, Washington D.C
  21. Hao Wu et al(2004), "Analytical Models for Information Propagation in Vehicle- to-Vehicle Networks", Vehicular Technology Conference, IEEE 60th, Vol 6, pp.4548-4552
  22. Hema Tanikella et al(2007), "Simulating VII - Enabled Operations Applications Traffic Monitoring Case Study", 86th Annual Meeting Transportation Research Board January, Washington D.C
  23. Hyoung soo KIM et al(2007), "An Application to Traffic Information System in Vehicular Ad hoc Networks : a Simulation Experiment", University of Maryland, Consulting Report
  24. J.W.C. van Lint et al(2003), "Improving a Travel Time Estimation Algorithm by Using Dual loop Detectors", In Transportation Research Record 1510, TRB, National Research Council, Washington, D.C pp.41-48
  25. KARL F. PETTY et al(1998), "Accurate Estimation of Travel Times from Single-loop Detectors", Transportation Research, Part A (Policy and Practice), vol 32A, pp1-17
  26. Lars Wischhof et al(2003), "Adaptive Broadcast for Travel and Traffic Information Distribution Based on Inter-Vehicle Communications", Intelligent Vehicle Symposium, 2003. Proceedings. pp.6-11
  27. Lars Wischhof et al(2004), "Self-Organizing Traffic Information System based on Car-to-Car Communication : Prototype Implementation", Proceedings 1st International Workshop on Intelligent Transportation (WIT2004), Hamburg, Germany
  28. Lars Wischhof et al(2004), "SOTIS-A Self - Organizing Traffic Information System", Proceedings 1st International Workshop on Intelligent Transportation (WIT2004), Hamburg, Germany
  29. Lars Wischhof et al(2005), "Information Dissemination in Self-Organizing Intervehicle Networks", Intelligent Transportation Systems, IEEE Transactions on, Vol 6, Issue: 1, pp.90-101 https://doi.org/10.1109/TITS.2004.842407
  30. Mababu Omae et al(1999), "Relative position measurement of neighboring vehicle using DGPS and inter-vehicle communication", Proceedings, JSAE Annual Congress, NO. 78-99 pp.17-20
  31. Maen Artimy(2007), "Local Density Estimation and Dynamic Transmission- Range Assignment in Vehicular Ad Hoc Networks", Intelligent Transportation Systems, IEEE Transactions on, Vol 8, Issue: 3, pp.400-412
  32. Shin Kato(2003), "Applications of inter - vehicle communications to driver assistance system", Transaction of Society of Automotive Engineers of Japan, Vol 34 No3, pp.105-110
  33. Shin Kato et al(2001), "Cooperative driving of autonomous vehicles based on localization inter-vehicle communications and vision systems", JSAE Review, Vol 22 No4, pp.503-509 https://doi.org/10.1016/S0389-4304(01)00137-0
  34. Subir Biswas et al(2006), "Vehicle-to- Vehicle Wireless Communication Protocols for Enhancing Highway Traffic Safety", Communications Magazine, IEEE, Vol 44 pp.74-82
  35. Wai Chen et al(2005), "Ad Hoc Peer-to- Peer Network Architecture for Vehicle Safety Communications", Communications Magazine, IEEE, Vol43 pp.100-107
  36. Wen-Long Jin et al(2006), "Instantaneous information propagation in a traffic stream through inter-vehicle communication", Transportation Research Part B: Methodological, Vol 40, Issue:3 pp.230-250 https://doi.org/10.1016/j.trb.2005.04.001
  37. Wen-Long Jin et al(2007), "A Monte Carlo Simulation Model of Inter-Vehicle Communication", Journal of the Transportation Research Board, No.2000, National Academies, Washington D.C pp.8-15
  38. Xu Yang et al(2005), "Simulation studies of information propagation in a self-organizing distributed traffic information system", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol 13, Issues 5-6, pp.370-390 https://doi.org/10.1016/j.trc.2005.11.001
  39. IEEE(2007), "3th International Workshop on Vehicle-to-Vehicle Communications 2007 V2V COM 2007 Proceedings", Istanbul, Turkey