본 연구는 시간 변화에 따라 방대하게 발생하는 차량 위치정보에 대해 방향각 정보를 이용하여 의미 있는 차량 위치정보를 추출할 수 있도록 하 였다. 그리고 추출된 차량 위치정보와 시간간격을 이용하여 차량 운행 궤 적을 표현할 수 있는 하이브리드 기법을 제안하였다.
제안 기법은 차량 이동객체가 좌회전, 우회전, 직진 등 방향 변환이 이 루어지는 시점들에서의 위치 좌표값을 추출하여 데이터베이스에 저장하고 저장된 위치 좌표값을 이용하여 과거의 차량 운행궤적을 표현함으로써, 과거의 차량 위치 추적뿐만 아니라, 차량 이동객체의 운행 패턴을 추출할 수 있도록 하였다. 또한 기존의 시간간격 추출방법을 이용하여 차량 운행 궤적을 표현시 정확성이 떨어지는 문제점을 실시간 운행궤적과 거의 동일 한 운행궤적을 표현할 수 있도록 정확성을 향상시켰다.
기존 카 네비게이션(Car-Navigation)에서는 차량 운행궤적을 파일형태 또는 이미지 형태로 저장되었기 때문에 질의를 통한 차량 위치추적과 검 색은 불가능하다. 하지만 본 연구에서는 차량 운행궤적에 따른 위치정보 를 데이터베이스에 저장․관리할 수 있도록 하여 과거의 차량 위치추적이 나 운행 패턴을 질의를 통하여 추출할 수 있도록 하였다. 또한 차량 운행 방향이 빈번히 변경되는 도심지역의 차량 운행일 경우 시간간격을 길게 설정할 경우 차량 방향이 변경된 자세한 운행 경로를 제대로 표현하지 못 하는 경우가 발생한다. 하지만 본 연구에서 제안한 기법은 자세한 운행 경로궤적을 표현할 수 있었다.
기존 차량 추적 시스템 또는 차량관리 시스템들은 실시간으로 차량 위 치정보를 수집․관리하였기 때문에 대용량 데이터베이스를 사용하였다.
따라서 초기 시스템 구축비용이 증가하는 문제를 발생시켰고, 또한 차량 객체마다 최근의 위치정보만을 저장․관리하여, 다양한 서비스를 제공하 지 못하는 고비용, 저효율의 시스템을 구축하게 되었다.
반면, 제안 기법은 방대한 차량 위치정보에서 의미 있는 차량 위치정보 만을 추출하여 저장하기 때문에 많은 저장 공간을 절약을 할 수 있었다.
그리고 차량 이동객체의 운행 경로 시퀀스를 통하여 다양한 텔레메틱스 서비스 개발을 위한 기본 자료로 활용할 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 제안 기법의 효율성 검증을 위해 다양한 도로교통조건 하에서 차량을 운행하고, 그에 따른 차량 위치정보를 실시간으로 추출하 였다. 또한 차량 이동객체에 GPS장비를 탑재하여 실시간으로 도로 주행 한 차량 운행 위치정보와 제안한 기법으로 추출한 차량 위치정보를 비교 분석할 분석 방법에 대해 제시하였다.
분석 방법은 실시간 차량 운행궤적, 시간간격별 차량 운행궤적(1분, 2분, 3분, 4분, 5분), 방향각 차량 운행궤적(10°, 20°, 30°), 하이브리드 운행궤적 (10°+1분, 20°+1분)을 추출하여 시각적 비교, 정량적 비교, 일관성 비교, 차량 운행거리 비교 등 다양한 비교․분석을 통하여 성능을 분석하였다.
다양한 분석방법을 이용하여 실시간 운행궤적과 유사성을 비교하였으 며, 또한 효율성을 비교하여 제안 기법의 성능을 검증하였다.
따라서 다음과 같은 결과를 도출하였다.
본 연구에서 제안한 기법으로 차량 운행 위치정보를 추출하였을 경우, GPS로부터 수신된 실시간 차량 위치정보를 그대로 저장하는 것 보다 약 80% 정도 저장 공간을 절약할 수 있었다. 따라서 차량 위치 추적 시스템 이나 관리 시스템 구축시 비용 절감 효과를 얻을 수 있었다.
또한, 차량 운행 궤적을 표현함에 있어 시간간격 차량 운행궤적보다 실 시간 운행궤적에 가까운 운행궤적을 표현할 수 있었다. 이는 적은 양의
위치정보로도 실시간에 가까운 운행궤적을 표현할 수 있기 때문에 과거의 차량 운행궤적을 추적하거나, 운행 패턴을 추출하고자 할 때 유용하게 사 용할 수 있음을 알 수 있다.
차량 운행궤적 일관성 비교에서 시간간격 차량 운행궤적은 도로 여건과 교통상황에 따라 차량 운행궤적이 매번 달라지는 것을 볼 수 있었으며, 방향각 유사궤적 기법의 차량 운행궤적은 시간간격 방법보다 일관성이 있 음을 알 수 있다. 이는 차량 이동객체의 속도 변화에 따라 측정되는 위치 정보가 달라지기 때문에 일관성이 없지만, 방향각과 하이브리드 방식을 통한 위치정보는 도로 각이 변경되는 변경 각이 거의 일정하기 때문에 높 은 일관성을 보였다. 또한 방향각 유사궤적 기법과 시간간격을 혼합한 하 이브리드 기법은 차량 운행궤적을 표현함에 있어 방향각 유사궤적 기법보 다 더 실시간 운행궤적에 가까운 운행궤적을 표현하였다. 그리고 일관성 표현에 있어서도 방향각 운행궤적 보다 높은 일관성을 보였고, 차량 운행 거리 비교에서도 실시간에 가까운 운행거리를 보였다. 하지만, 정량적 분 석인 파일 크기와 레코드 수는 방향각 기법보다 다소 많아지는 것을 보였 다. 이는 방향각 정보로 추출한 차량 위치정보와 시간간격에서 추출한 위 치정보가 병합된 것으로 방향각 정보보다 다소 많아진다. 그러나 방향각 정보로 추출된 차량 위치정보와 시간간격을 통해 추출된 차량 위치정보가 중복될 경우는 하나의 위치정보만 저장하였기 때문에 비교적 많은 데이터 는 발생하지 않았다.
본 연구에서 제안한 하이브리드 기법의 기대 효과 및 활용 방안은 다음 과 같다.
첫째, 소량의 차량 위치정보로 실시간으로 운행한 운행궤적과 거의 동 일한 차량 운행궤적을 표현할 수 있기 때문에 차량 위치추적 시스템과 관 리시스템 구축 시 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.
둘째, 과거의 차량 위치정보를 데이터베이스에 저장․관리하기 때문에 질의를 통한 차량 위치추적과 차량 운행패턴을 추출할 수 있다. 따라서 차량 물류 수송 시스템에서 차량 배차와 수송 최적 경로 탐색 시 유용한 자료로 사용할 수 있다.
셋째, 과거의 차량 위치정보를 운행궤적 시퀀스 빈발패턴 계수로 데이 터베이스에 저장․관리함으로써, 시간에 따른 차량 이동객체의 차량 운행 패턴이나 그 밖의 유용한 정보들을 추출하여, LBS기반의 차량 관련 데이 터마이닝 응용시스템에 활용할 수 있을 거라 사료된다.
넷째, 차량 위치정보와 운행 궤적을 저장․관리함으로써, 차후 차량 보 험료 산정시 개인별 맞춤형 보험료를 산정할 수 있을 거라 사료된다. 즉, 사고 다발지역을 자주 운행하는 차량, 또는 교통량이 많은 도심지역을 운 행하는 차량에게는 높은 보험료를 산정하고 그에 반해 사고 다발지역이 아닌 곳과 도심 외곽지역을 운행하는 차량에게는 낮은 보험료를 산정하여 개인별 맞춤형 보험료를 산정할 수 있는 기준 자료로 사용될 수 있다.
다섯째, 데이터베이스에 과거 차량 운행에 따른 위치정보가 저장되어있 기 때문에 범죄를 일으킨 차량을 검색할 때에도 유용하게 사용될 수 있 다. 즉, A지점에 뺑소니 교통사고가 일어났다면 사고가 일어난 시점과 위 치정보를 이용하여 A지점을 운행한 차량들을 검색하여 뺑소니 차량 여부 를 검색할 수 있다.
본 연구에서 제안 기법의 개선되어야 할 문제점 및 향후 연구는 다음과 같다.
첫째, GPS수신 오류에 의해 무의미한 차량 위치정보가 수신되었을 경 우 이를 인위적으로 처리하는 것이 아니라 자동으로 인지하여 제거, 처리 할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 예를 들면, GPS 수신 불량지역에서 는 무의미한 위치정보가 수신되었을 경우, 이를 자동으로 인지하여 제거
할 수 있는 알고리즘과 패턴 연구가 이루어 져야 할 것이다.
둘째, 본 연구에서는 차량의 방향각 변화와 거리 요소에 의해 차량 위 치정보를 추출하였다. 이를 더 보완하여 차량 속도변화, 도로여건, 교통상 황 등 추가 요소들을 입력받아 가변적으로 차량 위치정보를 추출할 수 있 는 다양한 기법들이 연구가 되어야 할 것이다.
셋째, 차량 운행궤적을 비교하기 위해 차량 운행궤적 유사성 측정 방법 들이 연구되어야 한다. 본 연구에서는 시각적으로 GPS TrackMaker와 차 영상 기법 그리고 차량 운행 거리를 통하여 유사성 측정 방법을 선 보였 지만, 다양한 방법을 통하여 실제 차량 운행궤적과 제안 기법에 의해 추 출된 유사궤적과의 유사성을 시각적인 분석뿐만 아니라, 정량적인 분석으 로 유사성 측정할 수 있는 다양한 방법들에 관한 연구가 이루어져야 할 것이다.
넷째, 차량 위치정보는 차량 이동속도, 도로여건, 교통상황에 따라 GPS 에서 수신된 위치정보가 다르다. 즉, 동일한 운행 경로를 운행하더라도 차량 위치정보는 전혀 다른 위치정보들을 갖게 된다. 따라서 서로 따른 위치정보를 갖으면서 동일한 운행경로를 갖는 차량 운행궤적을 중복적으 로 저장하는 것이 아니라 이를 판단하고 제거․관리할 수 있는 방법들이 연구되어야 할 것이다.
다섯째, GPS 위치검출 방법은 수신율이 좋은 상태와 그렇지 못한 상태 에 따라 위치검측 오차가 커지고 작아진다. 따라서 GPS보다 위치 측위율 이 높은 추측항법이나 GPS와 추측항법이 결합한 형태인 하이브리드 검출 방법을 통한 유사궤적 표현기법이 연구되어야 한다.
여섯째, 지역적인 특성을 가미한 가변적 차량 위치정보 추출기법이 연 구되어야 할 것이다. 즉, 차량 소통이 원활하고 빠르게 움직이는 지역과 직선도로일 경우에는 시간간격과 방향각 각을 크게 하고, 차량 소통이 원