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사업용 차량 정보 기반도로 위험정보 공유 시스템 개발 현황
  • 게시일2021-07-21
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사업용 차량 정보 기반도로 위험정보 공유 시스템 개발 현황

 

 

▲ 양충헌 인프라안전연구본부 연구위원

 

탄소는 줄이고 건강은 좋아지는 생태건축

 

 

들어가며


교통수단의 다변화에 따른 다양한 교통정보 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 이는 커넥티드 차량에 대한 국가 차원의 시범사업 결과가 이러한 사실을 말해주고 있다. 지난 2012년 미래창조과학부(현 과학기술정보통신부)에서 수행한 교통정보 관련 설문조사 결과에 따르면, 일반 운전자가 필요하다고 생각하는 정보는 ‘노면상태’와 ‘악천후 시 도로 기상정보’가 각각 92.8%, 95%로 조사된 바 있다. 이러한 정보를 공공과 민간이 각각 개별적으로 수집·처리·제공하기 위해서는 많은 시간과 비용이 필요하며, 정보 신뢰성과 정확도 측면에서의 표준 가이드라인도 마련되어야 한다.


따라서 2017년 이후에 기존 공공 중심의 정보 수집 인프라 투자에서 민·관이 서로 정보를 공유하고 협력할 수 있는 방안을 모색하였다. 그 결과로 민간은 교통정보에, 공공은 도로 안전정보에 각각 초점을 맞추어 정확한 정보를 생산하고 서로 필요한 부분을 적극적으로 공유하는 정책으로 전환되고 있다. 도로 안전정보는 사업용 차량에 장착된 디지털 운행기록계와 소형 카메라를 통해 실시간으로 수집한다. 수집한 정보는 정보 공유 시스템에서 도로 속성정보와 융·복합되어 도로 구간별 위험 정도를 계량화한다.

 

 

국내·외 공유 시스템 개발 현황


최근 4차 산업혁명에 따라 보다 혁신적인 공공서비스 모델에 대한 검토가 활발히 이루어지고 있다. 필요한 정보자원은 인프라, 데이터, 서비스 등으로 구분하여 정의된다. 초기 공공 서비스 모델은 정부에서 먼저 인프라와 서비스를 구축하고 서비스 제공 기반에서 데이터를 제공하는 형태였다. 이후에 민간에서도 자체 인프라 및 서비스를 구축하고 데이터를 제공하기 시작했다. 그러나 공공과 민간이 서로 필요한 데이터를 공유하는 것이 가장 이상적인 것으로 간주된다.


국내의 정보화는 1978년 초기 전산화 개념에서 출발하여 2000년대 전자정부 사업에 이르기까지 급속도로 진행되어 왔으며, 국가정보화를 위한 여러 구상들이 중앙정부 차원에서 계획·실행되었다. 특히, 국토교통부에서는 국토 공간정보 융·복합 강화와 IT를 활용한 건축, 부동산 민원서비스 강화를 위해 건축행정시스템·부동산종합 공부시스템·지리정보시스템·공간빅데이터체계·도시계획정보체계·건설 CALS/건설산업정보시스템·하천종합정보시스템을 구축·운영하고 있다.


해외는 국내보다 공공과 민간의 정보 공유가 훨씬 활발한 특성이 있으며, 비실시간성 정보보다는 실시간 정보 제공에 초점을 맞추고 있다. 유럽과 북미 선진국에서는 2010년대 중반부터 공공과 민간의 정보 공유를 위한 연구개발 및 민·관 협의가 많이 진행되고 있다. 유럽 ITS협의체(민관협동)에서 추진한 트랜스포테이션 매니지먼트(Transportation Management; TM) 2.0 플랫폼을 통해 기존에 공공과 민간이 각자 개별적으로 보유하던 교통 데이터를 공유할 수 있도록 하였다. 실제 상용화까지는 총 34개의 민간 기업과 정부기관이 참여한 것으로 총 3년 정도 소요되었다. 이를 통해 공공의 교통관제센터와 민간 정보서비스 업체는 상호 보완적인 관계가 될 수 있었다. 또한, 미국의 웨이즈 데이터 쉐어링은 클라우드 기반의 시스템으로 애플리케이션을 통해 도로 관리기관과 프로브 차량 데이터를 실시간으로 공유하도록 구성되어 있다.


국내·외 연구동향을 살펴본 결과, 공공과 민간 또는 민간과 민간이 서로 보유한 정보 소스를 공유함으로써 새로운 시장을 개척하거나, 공공성이 높은 정보 서비스를 제공하는 것이 현재의 추세임을 확인하였다.

 

 

맞춤형 도로 위험정보 제공 알고리즘


사업용 차량에서 수집한 정보를 기반으로 도로 구간의 위험 정도를 최종 사용자가 쉽게 이해하고 활용할 수 있도록 계량화할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 따라서 국가 표준 노드링크체계를 기반으로 해당 도로 구간에 대한 위험정보 제공이 가능하다. 도로 위험 알고리즘은 총 4가지 형태의 알고리즘으로 구성된다. 우선, 도로 위험(도로 파손)정보 제공 알고리즘(Road Hazard Algorithm-Pothole)은 사업용 차량에서 수집한 파손 정보와 해당 구간의 평균 통행속도 정보를 기반으로 한다. 이는 도로 파손으로 인한 도로 구간별 상대적 위험도를 나타낸다.

 

 

Xtfd는 t시간 동안 사업용 차량이 도로 파손을 감지한 비율, CVpasst시간 동안 특정구간을 통과한 총 사업용 차량 대수, CVpotholedetectiont시간 동안 특정구간을 통과한 사업용 차량 대수 중 도로파손을 감지한 차량 대수를 나타낸다. 도로위험(안개)정보 제공 알고리즘(Road Hazard Algorithm-Fog)은 사업용 차량에서 검지한 안개 정보와 해당 구간의 평균 통행속도 정보를 기반으로 안개로 인한 도로구간별 상대적 위험도를 나타낸다.

 

 

Xtfdt시간 동안 사업용 차량이 안개를 감지한 비율, CVpasst시간동안 특정구간을 통과한 총 사업용 차량 대수, CVfogdetectt시간 동안 특정구간을 통과한 사업용 차량 대수 중 안개를 감지한 차량 대수를 나타낸다. 도로위험(결빙)정보 제공 알고리즘(Road Hazard Algorithm-Road Freezing)은 사업용 차량에서 검지한 결빙 정보와 해당 구간의 평균 통행속도, 도로 기하구조 특성, 교량 통과여부, 기상청 정보를 기반으로 결빙으로 인한 도로 구간별 상대적 위험도를 나타낸다.

 

 

λ trfdt시간 동안 사업용 차량이 결빙을 감지한 비율, CVpasst시간동안 특정구간을 통과한 총 사업용 차량 대수, CVr fdetectt시간 동안 특정구간을 통과한 사업용 차량 대수 중 결빙을 감지한 차량 대수,c는 t시간 동안 결빙을 교량에서 감지한 사업용 차량의 비율, λbdt시간 동안 결빙을 구배 구간에서 감지한 사업용 차량의 비율, Wwt시간 동안 기상청 제공 현재 날씨(또는 예보)중 강수 확률을 고려한 가중치를 나타낸다. 도로 위험(안개 및 결빙)정보 제공 알고리즘(Road Hazard Algorithm-Road Freezing & Fog)은 사업용 차량에서 동시에 검지한 결빙 및 안개 정보와 해당 구간(링크)의 평균 통행속도, 도로 기하구조 특성, 교량 통과 여부, 기상청 정보를 기반으로 결빙 및 안개로 인한 도로 구간별 상대적 위험도를 나타낸다.

 

 

λt ffdt시간 동안 사업용 차량이 안개와 결빙을 동시에 감지한 비율, CVpasst시간 동안 특정 구간을 통과한 총 사업용 차량 대수, CVr fdetect : t시간 동안 특정 구간을 통과한 사업용 차량 대수 중 안개와 결빙을 동시에 감지한 차량 대수, λbdt시간 동안 결빙을 교량에서 감지한 사업용 차량의 비율, λgdt시간 동안 결빙을 구배 구간에서 감지한 사업용 차량의 비율, Wwt시간 동안 기상청 제공 현재 날씨(또는 예보) 중 강수 확률을 고려한 가중치를 나타낸다. 위 (1)-(4)식에서 실시간 구간 평균 통행속도와 기상청 예보 정보를 활용하는 경우, 결빙 위험 정도는 실시간성을 가진다고 판단할 수 있으며, 과거 정보를 활용하는 경우, 비실시간성을 가진다고 판단한다. 알고리즘에 사용되는 구간 평균 통행속도는 비실시간인 경우 교통량 정보시스템 DB로부터 해당 구간의 과거 속도 이력 정보를 활용하고, 실시간인 경우 국토교통부의 국가교통정보센터에 연계되는 구간 평균속도 정보를 활용한다.

 

 

사업용 차량 정보 기반 도로 위험정보 공유 시스템 개발 현황


사업용 차량의 DTG 및 블랙박스 영상에서 추출한 자료를 가공·처리한 도로 위험정보(도로파손, 결빙, 안개)와 도로 속성자료를 융합한 새로운 정보 콘텐츠를 공공과 민간에 공유하기 위한 정보 공유시스템을 그림 1과 같은 개념으로 구축하였다. 정보공유시스템은 사업용 차량에서 수집·가공 처리된 도로 위험자료를 도로 속성자료와 혼합하여 운전자는 물론 도로관리자의 필요에 맞게 정량화하고 그림 2와 같이 다양한 형태(예 : text, index, visualization)로 제공할 수 있도록 구성되어 있다. 정보 공유 방식은 위치정보(GIS 기반 표출 포함) 오픈 API를 기반으로 하는데, 이는 대부분의 정보공유콘텐츠가 위치정보임을 고려한 것이다. 최종 공유 방식은 국토교통부 공공 포털 오픈 API 형태를 준용하였다.

 

그림 1 정보 공유시스템 개요


이러한 방식은 현재 여러 민간 정보서비스 업체도 적용하고 있다. 도로 속성자료는 도로관리통합시스템(Highway Management System)에 DB화되어 있는 자료를 활용하였다. 이 시스템은 국토교통부에서 운영하고 있는데, 일반국도 유지관리 업무 절차의 체계적인 관리와 업무를 데이터 기반으로 분석·관리하여 궁극적으로 효율적인 도로관리 운영 업무를 수행하기 위한 것으로 다양한 도로 속성자료를 포함하고 있다. 정보 활용 측면에서는 노선 정보·도로대장 정보·교량 정보·터널 정보·포장 정보·교통량 정보 등이 있다.

 

그림 2 사업용 차량 기반 도로 위험정보 공유시스템

 

맺는말


사업용 차량 도로 위험정보 공유시스템은 도로구간에 따른 도로 위험정보를 제공할 수 있기 때문에 도로 이용자 및 도로 관리자에게 실질적인 도움이 될 수 있다. 시스템에 내재된 알고리즘 성능 평가를 위해 실제 테스트베드에서 수집된 정보를 기반으로 검증을 수행하였다. 산출된 도로 위험정도 지표는 현장검증과 담당 관리자의 협의를 통해 검증하였다. 본 연구를 통해 도출되는 도로 위험정보는 단계적으로 민간 교통정보 시스템과의 연계 및 공유를 통해 도로 이용자에게 추가로 정보 제공이 가능하다. 이를 통해 노면결빙, 도로파손, 안개 등으로 인한 교통사고를 예방하는 효과가 있을 것으로 기대된다. 도로 안전에 있어서 긍정적인 편익을 제공할 수 있고, 향후 자율주행 및 C-ITS의 상용화 시에도 매우 중요한 정보를 제공하는 소스로 사용될 수 있을 것이다.

 

 

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