Ⅰ. 서 론

도시교통정보시스템(UTIS, Urban Traffic Information System)은 무선랜 기반의 교통정보수집 제공 시스템 으로 2012년 1월 현재 수도권 22개 도시에서 구축· 운영 중이며 2020년까지 전국 62개 도시에 구축할 예정이나, 소도시 국도와 고속도로 지역에서는 UTIS 서비스를 제공받지 못하는 지역적 한계가 존재한다 [1, 2]. 반면 고정식 무인단속장비의 경우 2012년 1 월 현재 약 5,000여대가 설치·운영 중이며, 고속도 로의 경우 총 연장 3,913Km에 399대로 평균 10Km 정도의 간격으로 설치되어 있다[3].

UTIS 서비스의 지역적 한계를 극복하기 위해서 무인단속장비의 구조물 및 통신망을 UTIS 기지국 과 통합하여 공유한다면 적은 예산으로 UTIS 서비 스를 고속도로를 포함하는 전국 대상으로 확대하는 효과를 볼 수 있다.

본 연구에서는 고속도로/국도를 중심으로 무인단 속장비와 UTIS 기지국의 통합 설치하는 방안을 도 출하기 위해 현황분석을 통한 통합 설치 대상 개소 를 선정하고 현장시험을 통해서 통합 가능성을 분 석하였다. 또한 인프라구간 통신용량 분석, 시스템 구성 및 센터 연계 방안을 제시하고 통합 설치 시의 비용을 분석하였다.

Ⅱ. 무인단속장비/UTIS 기지국 통합 개소 산정

1. 무인단속장비 설치 현황

무인단속장비는 현재 고속국도, 일반국도 등 전 국 주요도로에 약 5,000여대가 운영 중이며 지속적 으로 확대 설치 중에 있다.

2. UTIS 기지국 설치 현황

2012년 1월 현재 서울, 인천 등 수도권 22개 지 자체의 도시부 도로를 중심으로 1,150개소에 UTIS 기지국이 구축·운영 중에 있으며, 2020년까지 전국 15개 권역 40개 도시에 추가 구축될 예정이다.

3. 무인단속장비/UTIS 기지국 통합 개소 선정

UTIS는 도속도로를 제외한 도시지역을 중심으로 구축되고 있어 도시 간 도로 및 고속도로 구간에 교통정보를 수집하고 제공하는데 한계가 존재한다.따라서 본 연구에서는 전국의 무인단속장비 설치 지점 분석을 통해 다음과 같은 기준으로 무인단속 장비와 UTIS 기지국 통합 대상 지점으로 선정하여 총 1,628개소를 산출하였다.

Ⅲ. 무인단속장비/UTIS 기지국 통합을 위한 현장시험

1. 개요

UTIS는 CCTV 지주의 약 25m 높이에 설치되어 500m 이상의 유효통신거리가 확보되는 반면, 무인 단속장비의 경우 약 6.6m 높이에 설치되어 있어 유 효통신거리의 보장 여부에 따른 성능 검증이 필요 하다[4,6]. 또한 (고속)국도의 경우 도시부 도로에 비해 동일한 거리에서 통신이 가능하더라도 높은 주행속도로 인하여 가용 통신시간이 줄어들게 되는 데 이러한 상황에서 원활한 교통정보 수집 및 제공 서비스의 가능 여부에 대한 확인이 필요하다.

현장시험을 통해 무인단속 설치 높이(6.6m)에서 UTIS 규격에서 정의된 요구성능(유효통신거리, 정 보처리 등)을 만족하는지 여부와 고속도로의 교통 특성을 감안하여 고속주행 시 교통정보 수집ㆍ제공 기능 만족여부를 확인하였다. <그림 2>는 현장시험 의 전체 구성도이다.

2. 현장 성능시험

1) 유효통신거리확인시험

UTIS 기지국과 단말기 간 통신가능거리를 확인 하는 시험으로 UTIS 기지국을 6.6m 높이의 지주 위 에 설치하고 이동 시험장비 차량에서 UTIS 기지국 을 제어하며, 유효통신거리 임계지점(500m)에서 단 말기가 장착된 차량을 대기시킨 후 수집정보의 업 르도 여부를 확인하였다.

시험결과 임계지점(500m)에서 수집정보를 모두 업로드하는 것을 확인하였으며, 이는 6.6m 높이에서 도 가시거리가 확보되는 한 안정적으로 교통정보 수 집ㆍ제공을 위한 통신이 가능하다고 할 수 있다.

또한, 가시거리(LOS : Line Of Sight)가 확보되는 경 우 실제 통신은 약 1.3Km까지 가능한 것을 확인하였다.

2) 정보처리성능시험

정보처리성능시험은 주어진 환경에서 기지국과 단말기 간 송ㆍ수신 정보량이 UTIS 서비스를 제공 하기에 충분한지를 확인하기 위한 시험이다. UTIS 기지국을 6.6m 높이의 지주 위에 설치하고 유효통 신거리 임계지점(500m)에 요구 성능에서 산정된 42 대의 단말기를 배치시킨다. 주어진 가용통신시간(22 초) 내에 42대의 단말기는 요구되는 성능 이상의 정보를 송ㆍ수신하여야 한다.

시험결과는 <표 5>와 같으며 수집/개별/방송정보 모두 UTIS 요구성능을 만족하였다. 여기서 수집정 보는 차량 단말기에서 수집하는 교통정보이고, 개 별정보는 UTIS기지국과 차량 단말기 간에 양방향 통신을 통해 송ㆍ수신하는 교통정보이고, 방송정보 는 UTIS 기지국에서 일방 전송하는 교통정보이다.

3) 고속주행시험

고속주행의 경우 일반적으로 도플러 효과(Doppler Effect)로 인한 주파수 편이(Frequency Shift)가 발생 하게 되어 데이터 전송 시 에러가 발생할 확률이 증가한다[7]. 이에 대한 영향 여부를 확인하기 위해 고속주행 중인 차량에서의 정보교환량과 정차 중인 차량에서의 정보교환량을 비교 분석하였다. 시험결 과는 <표 6>과 같으며 대부분의 케이스에서 주행상 태와 정차상태의 교환정보량이 오차 범위 이내로 차이가 나는 것을 확인할 수 있으며, 이는 고속 주 행상황에서의 통신 패킷 손실량이 크지 않아 UTIS 서비스를 제공하기에 충분하다고 할 수 있다.

Ⅳ. 무인단속장비/UTIS 기지국 통합 방안

1. 개요

무인단속장비와 UTIS 기지국 통합 설치를 위해 기 존 무인단속장비에 적용되어 있는 인프라구간 임대 통신망 활용 방안을 제시하였다. 또한 통합 설치시의 현장시스템과 센터시스템의 구성 방안을 제시하였으 며 이에 대한 통합설치 전후의 비용을 분석하였다.

2. 인프라 통신용량

1) 현황분석

무인단속장비에서의 현장제어기와 지방청 센터 간의 인프라 통신은 유선전용회선과 무선공중망으 로 이루어지며, 유선전용회선의 경우 56~64Kbps, 무 선임대망(CDMA)의 경우 128~256Kbps의 데이터 전 송률을 지원한다.

데이터 정보교환량의 경우 지방청 센터와 무인 단속장비 간 정보교환 항목 및 교환량과 UTIS에서 의 기지국과 센터 간 5분 단위 정보교환량은 <표 7>과 같다.

<표 7>에서 제시된 정보교환량에 대하여 무인단 속시스템과 UTIS 서비스를 동시에 지원하기 위한 통합인프라 구간의 요구 통신속도는 <표 8>에서와 같이 최소 384.3Kbps로 기존 임대망에서 지원하는 통신속도로는 통합시 요구되는 전송속도를 보장할 수 없으며, 최소 512Kbps 이상의 전송속도 지원이 필요하다.

2) 통합 방안

무인단속장비에서 사용하고 있는 인프라구간 임 대통신망을 활용하기 위해서는 UTIS 서비스 제공 컨텐츠에 대한 우선순위를 설정하여 인프라 구간 통신임대망의 지원속도에 맞춰야 한다.

<표 9>에서 보는 바와 같이 무선공중망의 경우 여유정보량이 460KBytes, 유선전용회선의 경우 190 KBytes로 두 임대망을 모두 활용할 수 있는 방안을 검토하기 위해 상대적으로 전송속도가 낮은 유선전 용회선의 여유정보량 기준으로 UTIS 서비스를 제 공하는 방안을 도출하였다.

UTIS 서비스 제공을 위한 정보량 중 가장 큰 데 이터량을 차지하는 전국소통정보를 UTIS 기지국이 설치되어 있는 권역을 중심으로 세분화하여 전송함 으로써 소통정보를 크기를 150KByets 이내로 줄일 수 있고, 기타 정보를 최적화하여 <표 10>에서와 같이 정보 교환량을 190KBytes 이내로 제한하는 방 안을 제시하였다.

3. 시스템 구성 방안 및 비용 분석

1) 현장 시스템

무인단속장비와 UTIS 기지국의 통합 설치 시 현 장시스템의 구성 방안은 <그림 3>과 같으며, 무인 단속시스템의 현장 구조물 및 임대통신망을 활용하 여 RSE 전용 지주, 제어함체, 광전송시스템 등의 구축 비용을 절감할 수 있다.

또한, 통합 대상 1,628개소에 대한 현장시스템 구 축비용을 비교한 결과, 통합 설치하는 경우 기존 구 축비용에 비해 약 1/5배의 초기 투자 비용만으로 구 축할 수 있으며 유지비 또한 절감할 수 있다. 현장 시스템 구축 비용에 대한 자세한 비교는 <표 11>과 같다.

2) 센터 시스템

UTIS 교통정보의 연계를 위해 센터 시스템은 <그림 4>에서와 같이 지방청 센터를 활용하는 방안 과 중앙교통정보센터를 활용하는 방안이 있다. 두 방안은 UTIS 교통정보를 가공 처리하는 UTIS 센터 시스템을 전국의 각 지방청 센터와 중앙교통정보센 터 중 어디에 설치하느냐의 차이에 대한 것이다.

각 방안에 대하여 관리성(운용성), 효율성, 확장 성 측면에서 비교한 결과는 <표 12>와 같다.

또한, 센터시스템 구성 방안별로 구축 비용을 분 석한 결과는 <표 13>과 같으며, 중앙교통정보센터 연계시는 55,630만원, 지방청 센터 연계시에는 150,680 만원의 구축 비용이 소요되는 것으로 분석되었다. 종합적인 분석 결과 센터시스템은 현장 시설물의 확장과 상관없이 구성 가능하고 경제적으로 구축이 가능한 중앙교통정보센터를 통한 직접 연계 방안이 타당하다.

Ⅴ. 결론 및 향후 연구과제

본 연구에서는 도시부 중심으로 구축ㆍ운영되고 있는 UTIS 서비스의 지역적 한계를 극복하기 위하 여 실질적인 전국 도로를 대상으로 UTIS 서비스를 제공하는 대안으로 (고속)국도를 중심으로 무인단 속장비와 UTIS 기지국을 통합 설치하는 방안을 도 출하였다.

무인단속장비 및 UTIS 기지국의 설치 현황을 분 석한 결과 통합 대상이 되는 지점은 약 1,628개소이 며, 현장 성능시험 결과 무인단속 지주 높이(6.6m) 에서도 UTIS 요구 성능을 만족하고, 고속주행 시에 도 UTIS 서비스 제공이 원활하게 이루어지는 것을 확인하였다.

또한 무인단속장비와 UTIS 기지국 통합 설치를 위해 기존 무인단속시스템에서 사용하고 있는 임대 통신망을 활용하고, UTIS 교통정보는 중앙교통정보 센터를 통해 연계하는 방식으로 시스템을 구축하는 방안이 UTIS 전국 서비스를 위한 시스템 구축 비용 을 최소화할 수 있는 방안임을 확인하였다. 이 경우 통합 시 현장시스템 구축 비용이 기존 설치 방법과 비교할 때 약 1/5 수준으로 절감됨을 확인하였다.

본 연구를 통해 경제적으로 UTIS 서비스 지역을 확대하여 고품질의 교통정보를 무료로 제공하여 대 국민 편의 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

다만, UTIS 교통정보 제공의 질적 향상을 위해 기존 무인단속시스템의 임대통신망의 속도를 개선 하는 방안 등을 추가적으로 연구할 필요가 있다.