International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제13권4호
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pp.269-276
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2013
Information and communication technology (ICT) is a promising solution for mitigating road traffic congestion. ICT allows road users and vehicles to be managed based on real-time road status information. In Tanzania, traffic congestion causes losses of TZS 655 billion per year. The main objective of this study was to develop an optimal approach for integrating real-time road information (RRI) to mitigate traffic congestion. Our research survey focused on three cities that are highly affected by traffic congestion, i.e., Arusha, Mwanza, and Dar es Salaam. The results showed that ICT is not yet utilized fully to solve road traffic congestion. Thus, we established a possible approach for Tanzania based on an analysis of road traffic data provided by organizations responsible for road traffic management and road users. Furthermore, we evaluated the available road information management techniques to test their suitability for use in Tanzania. Using the floating car data technique, fuzzy logic was implemented for real-time traffic level detection and decision making. Based on this solution, we propose a RRI system architecture, which considers the effective utilization of readily available communication technology in Tanzania.
본 논문에서는 TCP 흐름제어 기법을 전제로 하여, 가까운 미래에 발생할 가능성이 있는 인터넷 입구에서의 혼잡을 미리 예측함으로써 TCP 흐름제어의 효과를 배가시킬 수 있는 QR-AQM이라는 버퍼관리 기법을 제안한다. QR-AQM 버퍼관리기법은 라우터로 전송되어 오는 단위시간당 TCP 흐름량을 추정하여 이를 이용함으로써 RED기법과 같이 평균버퍼 수위에만 의존하는 조기혼잡제어기법에 비해 미래에 네트워크에 일어날 혼잡에 보다 민첩하게 대처 할 수 있다. 모의 실험을 통한 성능 검증결과 인터넷 입구에서 OR-AQM 기법은 Adaptive RED 기법과 비교하여 간단한 변수의 설정만으로 버퍼를 목적한 수준으로 유지함이 가능함으로, 다양한 응용프로그램의 요구에 맞추어 직관적이고 쉽게 최적의 버퍼수위를 설정할 수 있다. 또한 QR-AQM 기법은 시간에 따른 버퍼수위의 변화가 목적한 버퍼수위를 기준으로 작은 변동폭을 유지함으로써, 패킷들이 라우터의 버퍼를 지나면서 겪게되는 지연시간의 등락현상을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였다.
기존의 고속도로 돌발상황 검지 알고리즘들은 돌발상황 발생시 혼잡이 발생하는 교통류상황을 전제로 하여 개발된 것으로 교통량이 낮아 혼잡이 발생하지 않은 경우에는 모형의 성능이 유지된다고 보기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 3가지 교통류 유형 특성을 우선적으로 분석하고 속도변수를 기준으로 수정교통량-점유율 관계도를 생성한다. 또한, 제안된 새로운 관계도를 이용하여 교통류 상태를 5개 영역으로 구분하고 돌발상황을 검지하는 알고리즘을 개발하고 실제 고속도로 검지기 자료를 가지고 평가하는 것을 목적으로 한다. 수정교통량-점유율 관계도를 이용한 영역구분은 기존 McMaster 알고리즘에서 보여주었던 부정확한 영역구분으로 인해 낮은 교통량 상태에서 돌발상황 검지가 어렵다는 단점을 개선할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 개발된 알고리즘의 평가결과로서 검지율과 오보율 등의 성능지표 측면에서 기존 McMaster 알고리즘과 비교평가하여 제시하고자 한다.
기존의 end-to-end 방식에서는 네트워크 내부에서 혼잡(congestion)이 발생했을 경우 각 전송자가 즉시 알아 낼 수 없기 때문에 일정시간 동안 수신된 패킷(packet)의 순서에 대한 정보로 흔잡이 발생했는지에 대해 추론하는 것이다. 이와 같은 방법은 RTT(Round Trip Time)가 커지면 혼잡이 발생할 경우 전송자가 전송 양을 줄인다 해도 이미 전송된 패킷들로 인하여 흔잡이 가중되며 전체적인 TCP 동기화 (TCP Global synchronization) 현상을 피할 수 없게 된다. 반면 네트워크 내부에서 직접적으로 정보를 얻거나 처리를 해 줄 수 있다면 혼잡 발생과 동시에 처리가 가능함으로 기존 방식보다 처리율이 향상될 것이다. 본 논문에서는 액티브 라우터의(Active Network) 피드백 메커니즘을 이용하여 네트워크 내부 정보를 각 전송자가 이용할 수 있도록 하기 위해 라우터와의 통신을 이용하였으며, 코어 라우터의 큐 모듈은 RED(Random Early Detection)를 응용하여 ACC의 누락 메커니즘을 개선하였다. ACC를 확장한 메커니즘인 EACC(Enhanced Active Congestion Control)를 제시하고 모의실험을 통해 기존의 혼잡제어나 ACC(Active Congestion Control)보다 성능이 향상됨을 보여준다.
인터넷의 혼잡상황을 해결하기 위하여 제안된 RED(Random Early Detection)와 같은 능동적 큐 관리(Active Queue Management) 알고리즘들은 TCP 데이터에 대하여 우수한 혼잡제어 효과를 나타낸다. 그러나 TCP와 UDP가 병목 링크를 공유하는 경우 불공정성 문제와 큐에서의 지연시간이 길어지는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 공정성을 개선함과 동시에 큐 지연시간을 감소할 수 있는 새로운 큐 관리 알고리즘인 PSRED(Protocol Sensitive RED) 알고리즘을 제안하였다. PSRED 알고리즘은 트래픽의 프로토콜 필드를 이용하여 플로우의 종류를 구분하고 각기 다른 패킷폐기함수를 적용함으로써 공정성을 개선하고 평균 큐 길이를 줄일 수 있다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권10호
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pp.4977-4996
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2016
The existence of excessively large and too filled network buffers, known as bufferbloat, has recently gained attention as a major performance problem for delay-sensitive applications. Researchers have made three types of suggestions to solve the bufferbloat problem. One is End to End (E2E) congestion control, second is deployment of Active Queue Management (AQM) techniques and third is the combination of above two. However, these solutions either seem impractical or could not obtain good bandwidth utilization. In this paper, we propose a Transmission Control Protocol(TCP)delayed window update mechanism which uses a congestion detection approach to predict the congestion level of networks. When detecting the network congestion is coming, a delayed window update control strategy is adopted to maintain good protocol performance. If the network is non-congested, the mechanism stops work and congestion window is updated based on the original protocol. The simulation experiments are conducted on both high bandwidth and long delay scenario and low bandwidth and short delay scenario. Experiment results show that TCP delayed window update mechanism can effectively improve the performance of the original protocol, decreasing packet losses and queuing delay while guaranteeing transmission efficiency of the whole network. In addition, it can perform good fairness and TCP friendliness.
This paper presents an image processing technique to get traffic information such as vehicle volume, velocity, and occupancy for measuring the traffic congestion rate. To obtain these information, two horizontal lines are previously set on the screen. A moving vehicle is detected using the gray level difference on each line, and also template matching method at night. Threshold values are determined by sampling pavement grey level, and updated dynamically to cope with the change of ambient light conditions. These technique is successfully used to calculate vehicle volume, occupancy, and velocity. This study can be applied to traffic signal control system for minimizing traffic congestion in urban areas.
교통관리센터에 축적되어 있는 속도 이력데이터에는 반복 비반복 정체 시공간 전개에 대한 상세한 정보가 모두 들어있으나, 도해법에 의해 다루어져 왔기 때문에 많은 양의 이력데이터를 처리하여 교통상황예측이나 정보제공에 활용할 수 없는 한계가 존재하였다. 본 논문에서는, 기존의 Classification과 Density-Based Clustering 알고리즘을 속도 시공간 데이터 특성에 맞게 조합하고 변형하여 정체 시공간 영역을 자동 인식하는 알고리즘과, 정체파급길이, 파급속도, 해소속도 등 정체 시공간 전개 패턴의 특성치를 산정하는 알고리즘을 개발하였다, 본 알고리즘은, 교통관리센터에 축적되어 있는 방대한 양의 이력데이터를 자동으로 분석하여 자세한 정체 관련 정보를 추출할 수 있고, 산정된 특성치를 가지고 각 센터의 필요에 따라 다양한 정보를 2차 생성하고 활용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구결과는 향후 반복 비반복 정체에 대한 예측과 대응이 획기적으로 개선되는데 초석이 될 것으로 기대된다.
무선 네트워크상에서 혼잡과 지연은 네트워크 내에 존재하는 패킷의 수가 과도하게 증가하거나 송신측과 수신측의 전송 균형이 일치되지 않을 때 주로 발생한다. 이러한 혼잡과 지연은 패킷 손실 (pack loss)의 원인이 되며, 패킷손실은 멀티미디어 스트리밍의 성능을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 오버헤드를 증가시킨다. 본 논문에서는 무선네트워크의 패킷 손실을 최적화하고 멀티미디어 스트리밍의 QoS 향상을 위한 전송율 기반의 멀티미디어 스트리밍의 최적화 메카니즘을 제안한다. 제안된 기법은 전송율 모니터링과 오버헤드 모니터링에 기반하여 최적화를 수행한다. 이러한 목적을 위하여 본 논문에서는 소스율 제어에 의한 최적화를 수행하도록 하며, 이것은 혼잡, 지연 등의 이슈들을 최적화하기 위한 것이다. 성능 평가는 RED (Random Early Detection), TFRC (TCP-friendly Rate Control) 그리고 제안된 기법으로 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 제안된 기법이 RED, TFRC기법에 비해서 패킷손실율, 처리율, 평균 응답율이 보다 효율적임을 알게 되었다.
전송계층 프로토콜처럼 전송제어 프로토콜은 안정적인 데이터 전송 서비스를 제공한다. 다양한 네트워크에서 TCP의 성능을 저해하는 일부 심각한 문제가 있다. TCP 네트워크 환경에서 중요한 문제는 빠른 전송 속도로 인해 또는 동시에 네트워크로 접속하는 다수의 새로운 접속으로 인하여 발생하는 혼잡이다. 그러므로 라우터에서 큐의 크기는 패킷 하락에 기인하여 증가한다. 손실된 패킷의 재전송과 감소된 처리량은 많은 비용을 발생시킨다. RED처럼 AQM과 ECN은 패킷 하락 보다는 패킷 마킹에 사용된다. IP 패킷 헤더에서 ECN 비트는 불필요한 패킷 하락을 피하기 위한 혼잡 표시로 추가할 수 있다. 제안하는 ECN과 AQM 메커니즘은 NS2 시뮬레이터의 도움으로 구현할 수 있으며, 그 성능은 다른 TCP 변종에서 테스트할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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