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Vehicular ad hoc network 기반 교통 정보 시스템에서 차량간 통신에 의한 정보 전달 범위 측정
김형수,신민호,남범석,David J. Lovell 한국ITS학회 2008 한국ITS학회논문지 Vol.7 No.6
최근에 가속화된 무선 통신 기술의 발달은 교통 분야에도 새로운 가능성을 제시하고 있다. 무선 통신 기술의 하나인 애드혹 네트워크(ad hoc network)는 서비스를 제공하는 시설(Infrastructure) 없이도 노드간 통신을 통하여 데이터를 교환 할 수 있는 기술이다. 특히, 차량에 의한 애드혹 네트워크를 가리키는 Vehicular ad hoc networks (VANETs)는 주행중 차량간 통신을 가능하게 하여, 차량들 스스로 자기가 경험한 교통정보를 공유하는 분산형 교통 정보 시스템을 구성할 수 있다. 본 연구에서는 VANET을 기반으로 하는 교통 정보 시스템에서 차량간 통신에 의하여 전달되는 교통정보의 전달범위를 측정하였다. 정보의 전달 범위를 측정하기 위하여 미시적 모형의 교통 시뮬레이터인 Paramics와 네트워크 시뮬레이터인 QualNet을 통합한 컴퓨터 모의실험 환경을 구축하여, 실제 도로망과 교통수요를 바탕으로 실험을 실시하였다. 결과에 의하면, 제한속도가 97km/hr(60mile/hr)인 고속도로에서 시장점유율이 10%인 경우, 5km 전방의 교통 정보를 얻는데 비혼잡시(10veh/ln.km) 약 3분, 혼잡시(40veh/ln.km) 43초 소요되었다. 즉, 비혼잡시 대부분의 교통 정보는 반대 방향으로 진행중인 차량에 의하여 전달되고, 혼잡시에는 같은 방향으로 진행하는 차량에 의한 전달 기회가 많아진다는 사실을 보여준다. 특히, 비혼잡시 낮은 시장점유율(3%)에서도 교통 정보는 효율적으로 전달되고 있었다. 본 연구에서 소개된 VANETs은 발전 가능성이 높은 기술로, 정보를 신속하게 전달할 수 있는 장점과 함께 차량과 인프라간의 통신을 위한 시설의 설치시 밀도를 결정하는데 중요한 자료로 활용될 것으로 기대된다. Recent wireless communication technologies are envisioned as an innovative alternative to solve transportation problems. On ad hoc networks, as a wireless communication technology, nodes can communicate data without any infrastructure. In particular, vehicular ad hoc networks (VANETs), a specific ad hoc network applied to vehicles, enable vehicles equipped with a communication device to form decentralized traffic information systems in which vehicles share traffic information they experienced. This study investigated traffic information dissemination in a VANET-based traffic information system. For this study, an integrated transportation and communications simulation framework was developed, and experiments were conducted with real highway networks and traffic demands. The results showed that it took 3 minutes in the low traffic density situations (10 vehicle/lane.km) and 43 seconds in the high traffic density condition (40 vehicle/lane.km) to deliver traffic information of 5km away with 10% market penetration rate. In uncongested traffic conditions, information seems to be disseminated via equipped vehicles in the opposite direction. In congested traffic conditions, the sufficient availability of equipped vehicles traveling in the same direction reduces the chance to use vehicles in the opposing direction even though it is still possible.
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애드혹 네트워크 기반 교통 시스템을 위한 컴퓨터 모의실험 환경 설계
김형수,신민호,남범석,David J. Lovell 대한교통학회 2008 大韓交通學會誌 Vol.26 No.6
With a spread of mobile devices, the growing trend of integrating wireless communications technologies into transportation systems is advanced. In particular, vehicular ad hoc networks (VANETs) enable vehicles to share traffic information that they have through intervehicle communications. This research focused on the design of an integrated transportation and communication simulation framework to build an environment that is more realistic than previous studies developed for studying VANETs. Developing a VANET-based information model, this research designed an integrated transportation and communication simulation framework in which these independent simulation tools not supporting High Level Architecture (HLA) were tightly coupled and finely synchronized. As a case study, a VANET-based traffic information system was demonstrated based on a real road network and real traffic data. The experiment results showed that the simulation framework was well integrated. The simulation framework designed in this study is expected to contribute to developing the environment to experiment a wide range of VANET applications. 무선 통신 장비의 빠른 확산과 함께 교통 분야에도 새로운 시도가 이루어지고 있다. 무선 통신 기술의 하나인 애드혹 네트워크를 차량에 적용한 Vehicular Ad hoc Networks (VANETs)은 주행중인 차량간의 통신을 가능하게 하여 교통 안전, 혼잡 정보 등의 교통 정보 전달에 활용이 검토되고 있다. 하지만, VANET 기술은 아직 연구 수준이고, 실험에 있어 시간과 비용의 한계 때문에 컴퓨터 모의실험에 의존하고 있다. VANET 기반은 교통과 통신의 통합된 환경임에도 불구하고, 이전 연구에서는 한 분야만의 환경을 고려하였거나, 현실적인 통합 환경을 이루지 못하였다. 본 연구에서는 기존 실험의 한계를 극복하기 위하여, 실제 VANET 기반 교통 시스템에서 발생하는 차량의 움직임과 무선 통신 특성을 표현하기 위한 미시적 교통 모의실험 모형과 통신 모의실험 모형을 시⋅공간적으로 동기화한 모의실험 환경을 설계하였다. 사례 연구로, 실제 도로 및 교통 수요 자료를 사용하여 설계된 모의실험 환경을 적용하였고, 교통 특성과 통신 특성을 잘 반영하는 결과를 얻었다. 향후, 본 연구에서 설계된 모의실험 환경은 VANET 기반 교통 시스템의 다양한 설계에 활용될 것으로 기대된다.
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