무선인터넷의 급속한 발전으로 인해 위치기반서비스(LBS : Location-Based Services)에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이동체 데이터베이스 관리시스템 (MODBS : Moving Object Database system)은 LBS 플랫폼의 핵심적인 기능으로, 이동체의 현재 및 과거정보를 효과적으로 관리하는 시스템이다. LBS를 위한 시스템의 성능은 이러한 이동체 데이터베이스 관리시스템의 성능과 밀접한 관련이 있다. LBS를 위한, 플랫폼에서 제공되어야 하는 또 다른 기술은 alerting 기술이다. Alert 엔진은 이동체의 특정 이벤트를 감지하여 단말기 소지자에게 정보를 전송하여 주기 위한 시스템이며, 이는 이동체의 이동정보를 관리하고 있는 이동체 데이터베이스 관리시스템의 기능과 밀접한 관계를 가지고 있다. 즉, 기존의 이동체 데이터베이스 관리시스템의 기능을 확장하여 Alert 엔진의 구동을 위한 이동체의 진입 및 진출 감지, 특정 지점에 근접한 이동체의 일괄적 감지 등의 기능을 제공하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 Alert 엔진을 위하여, 이동체 데이터베이스 관리시스템에서 확장해야 할 기능들에 대해서 살펴본다.
오늘날 모바일 장치 기술, 위치 측위 기술, 무선 통신 기술 등이 급속도로 발달하고 이동체 위치 데이타가 널리 활용됨에 따라 차량 관리 시스템, 차량 배차 및 제어 시스템 등과 같은 이동체 위치 데이타를 실시간으로 서비스하기 위한 시스템이 개발되고 있다. 그러나 이러한 시스템에서 기반 시스템으로 사용되는 MO(Moving Object) DBMS 같은 이동체 관리 시스템은 이동체의 실시간 스트림 관리에 비효율적이고, 기존의 DSMS(Data Stream Management System)와 같은 스트림 관리 시스템은 공간 데이터를 효율적으로 처리하지 못하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 이동체 위치 데이타의 효율적인 실시간 관리를 위한 시공간 DSMS를 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 구현한 시공간 DSMS는 스탠포드 대학의 STREAM(STanford stREam dAta Manager)을 기반으로 이동체 위치 데이타의 실시간 관리와 공간 및 시공간 질의 처리 기능을 지원하는 시스템이다. 특히, 시공간 DSMS에서 사용하는 시공간 함수는 호환성을 위해서 OGC에서 제시한 "SQL을 위한 심플 피쳐 명세"를 따르는 표준 인터페이스를 지원한다. 마지막으로 본 논문에서 구현한 시공간 DSMS를 이동체 위치 데이타의 실시간 관리가 필요한 실시간 모니터링 분야에 적용해 봄으로써 시스템의 효용성을 입증하였다.
최근 부각되고 있는 이동체 위치 중심의 서비스는 이동체 데이터를 효율적으로 관리하기 위한 이동체 데이터베이스를 요구하고 있으며, 이러한 이동체 데이터베이스에서는 데이터의 효율적인 저장. 관리, 질의, 표현, 가공을 위하여 이동체 질의어가 지원되어야 한다. 이동체 질의어는 LBS 뿐만 아니라 Telematics. ITS, 물류 관련 이동체 관리 시스템 등과 같이 특화된 서비스를 제공하기 위하여 필요한 데이터를 획득할 수 있는 질의구문을 포함하고 있어야 한다. 이 논문에서는 이동체 관련 서비스에서 요구하는 구문을 지원 할 수 있는 이동체 질의어를 정의하고, SQL2의 문법을 확장하여 이동체 질의 구문의 구조를 설계한다. 이동체 질의어는 사용자가 이동체 데이터베이스의 복잡한 스키마 구조를 이해하지 않더라도 원하는 데이터를 검색하기 위한 질의문을 쉽게 작성할 수 있도록 해준다.
이동체 통제 시스템은 자동차 항법 시스템(Car Navigation Systm)과 GIS(Geographical Information System), 통신망 등을 결합하여 중앙통제실에서 동적으로 이동체들의 위치를 감지하고, 이를 종합적으로 관리하는 시스템이다. 따라서, 이동체 통제 시스템은 신속한 순찰차의 이동이나 화물 수송 등을 실시간에 통제할 수 있다. 본 논문에서는 이동체 통제 시스템과 같이 도로 데이타, 이동체 데이타, 이동체의 위치 데이타 등을 다루는 응용 시스템의 개발을 위한 데이타 관리자를 설계하고 구현하였다. 본 논문에서 제안하는 데이타 관리자는 크게 시스템 관리 모듈, 도로 데이타 관리 모듈, 이동체 데이타 관리 모듈, GPS 데이타 관리 모듈, 부가정보 데이타 관리 모듈로 구성되어 있다. 그리고, 저장 시스템으로는 미국 위스콘신 대학에서 개발하고 있는 SHORE(Scalable Heterogeneous Object REpository) 베타 0.9.3 버젼의 저장 관리자를 사용하였다.
본 연구는 이동체와 지도정보의 출력을 위한 XML 엔코딩 표준인 GML(Geography Markup Language)을 이용하여 이동체 관리 시스템을 설계하고 구현하였다. OGC(OpenGIS Consortium) 웹 매핑 기술인 웹맵 서버(WebMapServer) 개념을 응용하여 공간 데이터와 이동체 정보를 통합하며. 통합 과정에서 요구되는 표준화된 데이타 모델과 인터페이스는 OGC가 제안한 표준화된 개념을 사용한다. 데이터는 별도의 응용스키마를 정의하여 적용하였다. GML은 공간데이터와 비공간데이터의 저장과 전송을 위한 XML 엔코딩 표준이므로, 데이터 공유를 위한 확장성 및 상호운용성을 확보할 수 있다.
이동체데이터베이스((MODB : Moving Object Database)는 사람이나 또는 자동차와 같이 이동성을 가지는 객체를 저장하고 관리하는 시스템이다. LBS(Location-Based Services)의 활성화로 인해서 위치정보(Location Information)는 다양하고 고부가가치의 서비스를 가능하게 하였으며, 차세대 무선인터넷 서비스의 킬러 어플리케이션으로 확대될 전망에 있다. 이러한 LBS 시스템에서 대용량의 위치정보를 저장하고, 빠르게 접근하는 이동체데이터베이스는 LBS 플랫폼의 핵심 기능 중의 하나이다. 향후에 위치정보를 이용한 서비스가 확대되어, 일반인이 쉽게, 그리고 필수적으로 사용되는 기능으로 확대 되었을 때, 이동체데이터베이스의 중요성은 더욱 커질 것이며, 이동체데이터베이스의 시스템 부하는 그만큼 커지게 된다. 더군다나 대용량 이동체 정보를 획득하는 부분에서도 통신부하의 심각성은 미리 고려되어져야 함을 쉽게 예측할 수가 있다. 즉, 대용량의 위치정보를 다양한 디바이스를 통해서 무선인터넷환경에서 획득하려고 할 때, 그 수가 많으면 많을수록 통신부하는 점점 커지며, 획득한 정보는 이미 과거의 정보가 되어서 사용할 수 없는 정보가 될 수가 있다. 이에 본 논문에서는 이동체데이터베이스의 위치획득 부분에서 통신 부하를 줄이기 위한 다양한 모델에 대해서 논의하고 구현에 앞서 설계한다.
최근 들어 개인 휴대 단말기가 보편화되고 GPS와 같은 위치 측정 기술이 발달하면서 이동체의 위치 데이타를 활용한 위치 기반 서비스에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 위치기반 서비스에서 이용되는 위치 데이타를 관리하기 위해서 일반적으로 단일 노드의 디스크기반 GIS 서버를 사용한다. 그러나, 이동체의 경우 위치의 변화가 매우 빈번하며 대용량이기 때문에 기존의 GIS 서버로는 관리가 어렵다. 그러므로 위치 기반 서비스에서는 이동체의 대용량 위치 데이타를 효율적으로 관리 할 수 있는 위치 데이타 관리 시스템이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 이동체의 위치 데이타를 관리하기 위해 제안된 클러스터 기반 분산 컴퓨팅 구조를 갖는 GALIS 아키텍처의 서브 시스템인 SLDS를 확장하여 동적 부하 분산을 지원하는 확장 SLDS를 설계 및 구현하였다. 또한, 실험을 통하여 확장 SLDS가 기존 SLDS에 비하여 더욱 효율적으로 부하 분산을 수행한다는 것을 검증하였다. 본 논문에서 구현한 확장 SLDS는 노드들을 주기적으로 감시하여 위치 데이타를 다수의 노드에 적절히 분산시킴으로써 대용량의 데이타를 효율적으로 관리할 수 있고 시스템의 가용성을 높일 수 있다.
이동체 데이터베이스 시스템은 연속적으로 위치와 방향을 바꾸는 이동체 집합을 관리해야 한다. 전통적인 공간색인 기법은 정적인 공간 데이터를 관리하는 목적으로 사용되기 때문에 이동체를 위한 색인으로 부적합하다. 이동체의 위치는 연속적으로 변하기 때문에, 이동체의 색인은 변경된 위치 정보를 유지하기 위하여 빈번한 갱신 연산을 수행해야 한다. 이 논문에서는 이동체들의 이동을 처리하기 위한 삽입/삭제 비용을 분석하였다. 실험 결과에서 제안하는 동적 해싱 색인이 기존의 R-트리와 고정 그리드 보다 성능이 우수하였다.
본 연구는 이동체와 지도정보의 출력을 위한 XML 엔코딩 표준인 GML(geography markup language)을 이용하여 이동체 관리 시스템을 설계하고 구현하였다. OGC(OpenGIS consortium) 웹매핑 기술인 WFS(web feature service) (OpenGIS, 2002) 개념을 응용하여 공간 데이터와 이동체 정보를 통합하며, 통합 과정에서 요구되는 표준화된 데이타 모델과 인터페이스는 OGC가 제안한 표준화된 개념을 사용한다. 데이터는 별도의 응용스키마를 정의하여 적용하였다. GML은 공간데이터와 비공간데이터의 저장과 전송을 위한 XML 엔코딩 표준이므로, 데이터 공유를 위한 확장성 및 상호운용성을 확보할 수 있다. 뿐만 아니라 컴포넌트 기반 개발 방법론을 통해 이동체 위치정보 Web/Mobile 인터페이스를 컴포넌트화 함으로써 시스템 구현 시 보다 효과적인 개발 환경을 제공하며, 이동체 정보 관리 플랫폼과 모바일 시스템 사이에 새로운 응용 서비스를 추가하거나 기존 응용 서비스의 교체 시 보다 용이한 장점이 있다.
최근에 이동통신기술의 발전과 무선인터넷 사용자의 급증 및 휴대 단말기 장치의 성능 향상으로 인하여 사용자의 위치 정보를 활용하여 부가 정보 서비스를 받을 수 있는 위치기반서비스(LBS Location Based Service)에 대한 관심이 급증하고 있다. 위치기반 서비스를 제공하기 위해서는 사용자의 위치정보를 관리하는 이동체 데이터베이스가 필수적으로 요구된다. 친구 찾기 서비스와 같은 초기 단계의 LBS 서비스에서는 현재위치만을 가지고 서비스할 수 있지만, 데이터 마이닝이나 CRM등과 같이 연동된 고급 서비스를 제공하기 위해서는 시시각각 변화는 사용자의 현재 위치정보뿐 아니라 과거위치정보를 관리할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 이동체 데이터 베이스의 구성요소 중 대용량의 위치정보를 저장 및 검색하기 위한 분산 관리 시스템을 설계하고자 한다. 분산 관리 시스템은 현재위치 관리 컴포넌트와 과거위치 관리 컴포넌트, 분산위치관리 컴포넌트로 구성된다. 현재 위치 관리 컴포넌트와 과거위치 관리 컴포넌트는 공간색인을 제공하므로 데이터 검색의 성능을 향상시키고, 분산위치 관리 컴포넌트는 대용량의 데이터를 다양한 데이터베이스에 분산 저장 및 검색하므로 과부하를 조절하고 대용량의 위치정보를 효율적으로 관리하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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