엣지 컴퓨팅을 활용한 교차로 꼬리 물기 방지 서비스 개발 = Development of service to prevent intersection traffic blockage using edge computing platform

국문 초록 (Abstract)

차량 서비스의 특성상 대량의 데이터가 발생하고 안전과 직결되어 서비스의 정확성과 신속성이 요구된다. 따라서 데이터 처리 및 분석이 최종 장치 근처에서 이루어져 지연시간을 줄일 수 있는 엣지 컴퓨팅이 차량용 서비스에 적합하다. 데이터 처리 및 저장 기능을 갖춘 엣지 서버는 최종 장치 근처에서 제공됨에 따라 엣지 컴퓨팅을 통해 더 나은 서비스 품질(QoS, Quality of Service)을 제공할 수 있다.
본 연구에서는 오픈 소스 엣지 플랫폼인 EdgeX Foundry를 이용한 교차로 꼬리 물기 현상 방지 서비스를 설계 및 구현하였다. 다양한 교통 문제를 해결하기 위해 개발되고 있는 기술들을 검증하지 않고 바로 실생활에 투입하기에는 위험성이 존재하기 때문에 분석 및 검증이 필수적이다. 따라서 EdgeX Foundry와 도시 교통 시뮬레이터인 SUMO를 연동하여 차량용 서비스를 제공하는 데 필요한 검증 실험 환경을 제시한다. 서비스를 제공하는 과정에서 만약 장치를 등록하는 과정이 길어지게 된다면 차량에서 생성하는 데이터의 손실이 발생하게 되어 서비스 제공에 장애가 발생할 수 있다. EdgeX Foundry 플랫폼에서 대량의 동적 IoT 장치를 지원하기 위해 장치 등록, 변경 및 삭제 시 생기는 지연시간을 줄이기 위해 새로운 장치 등록 방식을 제시하였다. 이 문제를 보완하여 지연시간을 줄여 차량용 서비스를 더욱 효율적으로 제공할 수 있다. 마지막으로 마이크로 서비스를 이용한 도로 포화도 예측 및 차량 제어 알고리즘을 설계 및 구현하였으며 이를 두 가지 실험 환경에서 성능평가를 진행하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 연구 소개 1
• 제 2장 연구 배경 3
• 2.1 교차로 꼬리 물기 현상 3
• 2.2 Edge Computing 4
• 2.3 EdgeX Foundry 7
• 2.4 Simulation of Urban MObility (SUMO) 8
• 제 3장 연구 내용 9
• 3.1 Edge-Sumo Interface 9
• 3.2 동적 IoT 장치를 위한 엣지 플랫폼 성능 향상 12
• 3.3 교차로 꼬리 물기 방지 서비스 15
• 제 4장 실험 및 분석 18
• 4.1 동적 IoT 장치를 위한 엣지 플랫폼 성능 향상 18
• 4.2 교차로 꼬리 물기 현상 방지 서비스 20
• 제 5장 결론 및 향후 과제 24
• 참고문헌 25
• ABSTRACT 29