KR20160061872A - Apparatus and method for distributed processing of train monitoring traffic based hierarchical wireless sensor network - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for distributed processing of train monitoring traffic based on a hierarchical wireless sensor network, which can prevent a traffic bottleneck of sensor data which is generated in real time in a wireless sensor network over which operation state information of a train is transmitted in real time to ensure safe train operation. The apparatus for distributed processing of train monitoring traffic based on construction of a hierarchical wireless sensor network comprises: a wireless sensor node which generates sensor data by periodically measuring state information of a train; a wireless mesh network (WSN) management unit which classifies the sensor data as priority data or non-priority data by assigning the sensor data to a priority according to change characteristics, transmits the priority data to a sensor monitoring center via wireless communication, and transmits the non-priority data to a wireless mesh node via a wireless mesh network; and one or more wireless mesh nodes which are spaced apart at predetermined intervals on a railway side and transmit the non-priority data, received from the WSN management unit, to the sensor monitoring center.

Description

계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치 및 분산처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISTRIBUTED PROCESSING OF TRAIN MONITORING TRAFFIC BASED HIERARCHICAL WIRELESS SENSOR NETWORK}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an apparatus and method for distributing traffic monitoring traffic through a hierarchical wireless sensor network, and a distributed processing method.

본 발명은 열차의 안전운행을 목적으로 열차의 동작상태를 측정하는 무선 센서망에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 열차의 동작상태를 측정하는 무선 센서망의 트래픽 분산처리에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a wireless sensor network for measuring the operating state of a train for the purpose of safe operation of a train, and more particularly, to a traffic dispersion processing of a wireless sensor network for measuring an operating state of a train.

열차의 안전 운행을 위한 방안의 하나로서 운행중인 철도차량의 동작상태를 측정하여 이상상태를 확인하는 방법이 사용되고 있다. 운행중인 철도차량의 차축 발열 상태 및 진동상태를 실시간으로 검측하여 이상상태 발생시 해당 차량을 즉시 유지 보수할 수 있다. 종래에 사용되는 열차의 운행 상태를 측정하는 기술은 철길에 차량의 대차 발열을 비 접촉 식으로 측정하는 장치를 설치하고, 측정된 온도 정보를 유지보수 센터로 유선방식으로 전송하는 방식을 사용하고 있다. 하지만, 이와 같은 방법은 측정의 정확도, 측정 횟수 등의 제한으로 그 역할을 제대로 하지 못해 사고를 미연에 방지하지 못하고 열차가 탈선하는 사례가 발생하여 안전운행에 지대한 영향을 끼치고 있다. 따라서 이를 개선하여 실시간으로 열차상태를 측정하여 무선통신으로 관제센터로 전송하는 기술이 필요하게 되었다. As a method for safe operation of a train, a method of checking an abnormal state by measuring the operating state of a railway vehicle during operation is used. It can detect the heat generation and vibration state of the axle of a railway vehicle in real time and maintain the vehicle immediately when an abnormal condition occurs. Conventionally, a technique for measuring the running state of a train uses a method of installing a device for non-contact measurement of the heat generated by a vehicle on a railroad track and transmitting the measured temperature information to a maintenance center in a wired manner . However, such a method does not properly perform its role due to the limitation of the measurement accuracy, the number of times of measurement, etc., so that an accident can not be prevented beforehand, and a train derails, resulting in a great influence on safety operation. Therefore, it is necessary to develop a technology to measure the state of the train in real time and transmit it to the control center through wireless communication.

상술한 방법과 같이 운행중인 열차의 차대 바퀴축의 온도와 진동을 실시간으로 측정하고, 이를 주기적으로 저 전력 무선통신기술을 이용하여 전송하는 무선센서 망에서, 각 열차의 대차에 설치되는 무선센서들에서 실시간으로 획득하는 방대한 양의 측정데이터를 무선센서망과 이동망을 통해 전송하는 경우 무선 센서망의 용량 한계로 트래픽의 병목현상이 발생하여 원활한 운용이 어렵게 된다. 대한민국 등록특허 제10-0877587호는 고속열차 차량의 운행시 발생한 진동과 진동의 발생위치를 감지하여 사령실 서버로 전달하는 기술이 개시되어 있으나, 무선 송신을 통해 감지된 정보를 전달할 뿐, 이 과정에서의 트래픽 문제를 해결하기 위한 방안이 개시되어 있지 않다.In a wireless sensor network that measures the temperature and vibration of a wheel shaft of a train in operation in real time and periodically transmits the measured temperature and vibration using a low-power wireless communication technology, the wireless sensors installed on the bogie of each train When a large amount of measurement data acquired in real time is transmitted through a wireless sensor network and a mobile network, traffic bottleneck occurs due to the capacity limit of the wireless sensor network, which makes smooth operation difficult. Korean Patent Registration No. 10-0877587 discloses a technology for detecting the occurrence position of vibrations and vibrations generated in the operation of a high speed train vehicle and transmitting the detected vibration and vibration to a command room server. However, A method for solving the traffic problem of the mobile terminal is not disclosed.

대한민국 등록특허 제10-0877587호Korean Patent No. 10-0877587

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열차의 안전운행을 위해서 철도차량의 운행상태 정보를 실시간으로 전송하는 무선센서망에서, 실시간으로 생성되는 센싱 데이터의 트래픽 병목현상을 줄일 수 있는 열차의 센싱 트래픽 분산처리를 위한 계층적 무선센서 망 구성장치 및 구성방법을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a wireless sensor network for transmitting the driving state information of a railway car in real time for safe driving of a train, a sensing traffic distribution processing of a train capable of reducing a traffic bottleneck of sensing data generated in real time And to provide a hierarchical wireless sensor network constituent device and a configuration method therefor.

본 발명에 따른 열차의 센싱 트래픽 분산처리를 위한 계층적 무선센서 망 구성장치는 열차의 상태 정보를 주기적으로 측정하여 센서 데이터를 생성하는 무선센서 노드, 센서 데이터를 변화특성에 따라 우선순위를 배정하여 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하며, 우선순위 데이터를 무선통신을 통해 센서 감시센터로 전달하고, 비우선 데이터를 무선 메시 네트워크(Wireless Mesh Network)를 통해 무선 메시 노드로 전달하는 WSN 관리부 및 철로 주변에 소정의 간격을 이격하여 위치하며, WSN 관리부로부터 수신된 비우선 데이터를 센서 감시센터로 전달하는 하나 이상의 무선 메시 노드를 포함한다.The hierarchical wireless sensor network configuration apparatus for the traffic distribution processing of a train according to the present invention includes a wireless sensor node for periodically measuring the state information of a train to generate sensor data, Priority data and non-priority data, transmits a priority data to a sensor monitoring center through wireless communication, and transmits non-priority data to a wireless mesh node via a wireless mesh network. And at least one wireless mesh node located at a predetermined interval apart from the wireless mesh network and transmitting the non-priority data received from the WSN management unit to the sensor monitoring center.

WSN 관리부는 열차 내에서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)를 구축하며, 인접한 무선 메시 노드와 메시 링크를 연결하여 무선 메시 네트워크를 형성한다. 그리고 WSN 관리부는 센서 데이터의 평균 및 분산에 기초하여 변화특성을 산출하고, 변화량이 많은 센서 데이터를 우선순위 데이터로 분류하며, 변화량이 적은 센서 데이터를 비우선 데이터로 분류한다.The WSN management unit establishes a wireless sensor network in a train, and forms a wireless mesh network by connecting a mesh link with an adjacent wireless mesh node. The WSN management unit calculates the change characteristics based on the average and variance of the sensor data, classifies sensor data having a large amount of change into priority data, and classifies sensor data having a small amount of change into non-priority data.

또한, WSN 관리부는 열차의 위치정보 및 무선 메시 노드의 위치정보에 기초하여 열차가 무선 메시 노드에 접근하는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, WSN 관리부는 무선 메시 노드 위치 정보 및 열차 위치정보에 기초하여 열차의 진행 방향에 위치한 무선 메시 노드를 확인하고, 확인된 무선 메시 노드 중에서 가장 가까운 무선 메시 노드를 산출하며, 산출된 무선 메시 노드와의 거리 및 열차 속도를 고려하여 도달 시간을 예측하여 산출된 무선 메시 노드와 무선 메시 네트워크를 형성한다. 그리고 WSN 관리부는 센서 데이터의 측정 시간에 대한 정보를 포함하는 시간정보 인덱스를 우선순위 데이터 및 비우선 데이터에 입력할 수 있다. 본 발명에서 무선센서 노드는 열차의 대차 축 상의 온도 및 진동을 주기적으로 측정하여 열차의 상태를 모니터링한다.In addition, the WSN management unit can determine whether or not the train approaches the wireless mesh node based on the location information of the train and the location information of the wireless mesh node. To this end, the WSN management unit identifies the wireless mesh nodes located in the traveling direction of the train based on the wireless mesh node position information and the train position information, calculates the closest wireless mesh node among the confirmed wireless mesh nodes, The arrival time is estimated in consideration of the distance to the node and the train speed, thereby forming a wireless mesh network with the calculated wireless mesh node. The WSN management unit may input a time information index including information on the measurement time of the sensor data into the priority data and the non-priority data. In the present invention, the wireless sensor node periodically measures the temperature and vibration on the bogie axis of the train to monitor the condition of the train.

본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 방법은 먼저 열차의 상태 정보를 주기적으로 측정하여 센서 데이터를 생성한다. 그리고, 센서 데이터를 변화특성에 따라 우선순위를 배정하여 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하고, 우선순위 데이터를 무선통신을 통해 센서 감시센터로 전달하며, 비우선 데이터를 무선 메시 네트워크(Wireless Mesh Network)를 통해 무선 메시 노드로 전달한다. 이를 통해, 본 발명은 열차 센싱 트래픽을 계층적 무선센서망을 통해 분산처리 할 수 있다.The method for distributing the traffic monitoring traffic through the hierarchical wireless sensor network according to the present invention first generates sensor data by periodically measuring the state information of the train. The sensor data is classified into priority data and non-priority data by assigning priority according to the change characteristics, and the priority data is transmitted to the sensor monitoring center through wireless communication, and non-priority data is transmitted to the wireless mesh network Network) to the wireless mesh node. Accordingly, the present invention can distribute train sensing traffic through a hierarchical wireless sensor network.

우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하는 단계는 센서 데이터의 평균 및 분산에 기초하여 변화특성을 산출하고, 변화량이 많은 센서 데이터를 우선순위 데이터로 분류하며, 변화량이 적은 센서 데이터를 비우선 데이터로 분류한다. Priority data and non-priority data, the change characteristic is calculated based on the average and variance of the sensor data, the sensor data having a large amount of change is classified into the priority data, and the sensor data having a small amount of change is classified into the non- Classify.

본 발명은 열차의 위치정보 및 상기 무선 메시 노드의 위치정보에 기초하여 열차가 무선 메시 노드에 접근하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 열차가 무선 메시 노드에 접근하는지 여부를 판단하는 단계는 무선 메시 노드 위치 정보 및 열차 위치정보에 기초하여 열차의 진행 방향에 위치한 무선 메시 노드를 확인하고, 확인된 무선 메시 노드 중에서 가장 가까운 무선 메시 노드를 산출하며, 산출된 무선 메시 노드와의 거리 및 열차 속도를 고려하여 도달 시간을 예측한다.The present invention may further include determining whether the train approaches the wireless mesh node based on the position information of the train and the position information of the wireless mesh node. Wherein the step of determining whether the train approaches the wireless mesh node includes determining a wireless mesh node located in a traveling direction of the train based on the wireless mesh node position information and the train position information, And estimates the arrival time in consideration of the distance to the calculated wireless mesh node and the train speed.

본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치 및 분산처리 방법은 열차의 상태를 감시하여 수집된 센서 데이터를 이종의 무선망으로 분산처리 함으로써 무선 센서망의 트래픽 병목현상을 해결할 수 있다. 특히, 본 발명은 센서 데이터의 특성을 고려한 우선순위에 따라 이동통신망 및 무선 메시 네트워크를 연동하여 사용함으로써, 무선 센싱 시스템의 전송품질을 확보할 수 있다.A train monitoring traffic distribution processing apparatus and a distributed processing method through a hierarchical wireless sensor network construction according to the present invention monitor traffic conditions of trains and distribute the collected sensor data to heterogeneous wireless networks, Can be solved. Particularly, the present invention can secure the transmission quality of the wireless sensing system by using the mobile communication network and the wireless mesh network in cooperation with each other in accordance with the priority in consideration of the characteristics of the sensor data.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 WSN AP부(240)를 나타내는 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 열차 감시 트래픽 분산처리 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 메시 네트워크 연결 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 트래픽 분산처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 메시 네트워크 연동 절차를 나타내는 흐름도이다.FIG. 1A and FIG. 1B are block diagrams showing a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 through a hierarchical wireless sensor network construction according to the present invention.
2 is a detailed view showing a WSN AP unit 240 of an apparatus 100 for analyzing a traffic monitoring traffic through a hierarchical wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of distributing a train monitoring traffic of a train monitoring traffic distribution processing device 100 through a hierarchical wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of connecting a mesh monitoring network of a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 through a hierarchical wireless sensor network construction according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a traffic distribution processing method of an apparatus 100 for processing a traffic monitoring traffic distribution through a hierarchical wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a mesh network interworking procedure of a train monitoring traffic distribution processing device 100 through a hierarchical wireless sensor network construction according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms and words used in the present specification are selected in consideration of the functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the intention or custom of the invention. Therefore, the terms used in the following embodiments are defined according to their definitions when they are specifically defined in this specification, and unless otherwise specified, they should be construed in a sense generally recognized by those skilled in the art.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)를 나타내는 구성도이다.FIG. 1A and FIG. 1B are block diagrams showing a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 through a hierarchical wireless sensor network construction according to the present invention.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 운행중인 열차의 상태를 주기적으로 감시하고, 감시결과에 따른 센서 데이터를 변화특성에 따라 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하여 서로 다른 통신 방법을 통해 전달함으로써 열차 감시 트래픽을 분산처리 할 수 있다.Referring to FIGS. 1A and 1B, a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 through hierarchical wireless sensor network construction according to the present invention periodically monitors the state of a running train and changes sensor data according to a monitoring result Priority data and non-priority data can be classified according to characteristics and transmitted through different communication methods to distribute train monitoring traffic.

열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차 내부에 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, WSN)를 구성하고, 열차 자체 차량의 대차축 상에 있는 다수의 베어링의 온도와 진동을 주기적으로 측정하여, 센서 데이터를 수집한다. 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 측정된 센서 데이터를 변화특성에 따라 우선순위를 배정하여 높은 우선순위를 가지는 신호와 낮은 우선순위를 가지는 신호로 구분하여 서로 다른 전송 경로를 통해 센서 감시센터(10)로 전달한다. 센서 감시센터(10)는 열차의 운행을 지휘 및 통제하거나 열차의 상태를 감시하는 대상을 포함할 수 있다.The train monitoring traffic distribution processor 100 constitutes a wireless sensor network (WSN) in a train, periodically measures temperature and vibration of a plurality of bearings on the train axis of the train, Collect the data. The train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 divides the measured sensor data into a signal having a high priority and a signal having a low priority according to a change characteristic, To the center (10). The sensor monitoring center 10 may include an object that directs and controls the operation of the train or monitors the condition of the train.

열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 변화가 많은 우선순위 데이터는 이동통신망을 통해 센서 감시센터(10)로 전달하고, 변화가 적은 비우선 데이터는 메시 링크를 통해 철로 옆(철로 주변)에 임의의 간격으로 배치된 무선 메시 노드(300)로 전달한다. 이를 통해, 주기적으로 측정되는 센서 데이터의 트래픽을 분산 처리함으로써, 트래픽 병목현상을 예방할 수 있다.The train supervisory traffic distribution processing apparatus 100 transmits priority data having a large amount of variation to the sensor monitoring center 10 through the mobile communication network and the low priority data having a small amount of variation is randomly transmitted along the railroad track To the wireless mesh node 300 arranged at an interval of " 1 " Through this, traffic bottlenecks can be prevented by distributing the traffic of the sensor data periodically measured.

본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 하나 이상의 무선센서 노드(110), WSN 관리부(200) 및 하나 이상의 무선 메시 노드(300)를 포함한다. WSN 관리부(200) 및 무선센서 노드(110)는 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, WSN)를 구성한다. 그리고, WSN 관리부(200) 및 하나 이상의 무선 메시 노드(300)는 무선 메시 링크를 통해 무선 메시 네트워크(Mesh Network)를 구성한다. 이하, 설명의 편의를 위하여 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)로 기재한다.The train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 according to the present invention includes at least one wireless sensor node 110, a WSN management unit 200, and at least one wireless mesh node 300. The WSN management unit 200 and the wireless sensor node 110 constitute a wireless sensor network (WSN). Then, the WSN management unit 200 and the one or more wireless mesh nodes 300 configure a wireless mesh network through a wireless mesh link. Hereinafter, for convenience of description, a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 through a hierarchical wireless sensor network construction is described as a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100. FIG.

무선센서 노드(110)는 온도와 진동을 측정할 수 있는 다수의 센서를 포함하며, 열차의 대차 축 상에 있는 다수의 베어링의 온도 및 진동을 주기적으로 측정한다. 그리고, 무선센서 노드(110)는 WSN 관리부(200)를 구성하는 WSN 게이트웨이(210), WSN 코디네이터(220), WSN 라우터(230) 및 WSN AP부(240) 중에서 자신이 접속되어 있는 어느 하나의 모듈에 감지된 센서 데이터(열차 상태 정보)를 전달한다. 무선센서 노드(110)는 동일한 열차 칸에 존재하는지 여부에 관계 없이 어느 하나의 모듈에 접속되도록 설정될 수 있다. 무선센서 노드(110)와 다른 모듈(210,220,230) 사이의 통신은 지그비(Zigbee) 통신과 같은 저전력 저속의 근거리 무선통신 표준인 IEEE 802.15.4 방식의 무선센서망 접속방식으로 연결될 수 있다.The wireless sensor node 110 includes a plurality of sensors capable of measuring temperature and vibration and periodically measures temperature and vibration of a plurality of bearings on a train axis of a train. The wireless sensor node 110 is connected to any one of the WSN gateway 210, WSN coordinator 220, WSN router 230 and WSN AP unit 240 of the WSN management unit 200 Sensor data (train status information) detected by the module is transmitted. The wireless sensor node 110 may be configured to be connected to any one module regardless of whether or not the wireless sensor node 110 is present in the same train car. The communication between the wireless sensor node 110 and the other modules 210, 220 and 230 may be connected by a wireless sensor network connection method of IEEE 802.15.4 method, which is a low power low speed short distance wireless communication standard such as Zigbee communication.

WSN 관리부(200)는 WSN 게이트웨이(210), 하나 이상의 WSN 코디네이터(220), 하나 이상의 WSN 라우터(230) 및 하나 이상의 WSN AP부(240)를 포함하며, 다수의 무선센서 노드(110)를 통해 하나의 무선 센서 망을 구축할 수 있다. WSN 코디네이터(220), WSN 라우터(230) 및 WSN AP부(240)는 설치되는 열차의 크기(열차의 칸수) 및 통신 상황이나 열차의 형태 등에 따라 개수가 달라질 수 있다.The WSN management unit 200 includes a WSN gateway 210, one or more WSN coordinators 220, one or more WSN routers 230 and one or more WSN AP units 240, One wireless sensor network can be constructed. The number of the WSN coordinator 220, the WSN router 230, and the WSN AP 240 may vary depending on the size of the installed train (the number of trains) and the type of train or the like.

WSN 관리부(200)를 구성하는 WSN 게이트웨이(210), WSN 코디네이터(220), WSN 라우터(230) 및 WSN AP부(240)는 자신과 접속되어 있는 무선센서 노드(110)와 연동하여 열차 상태 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신한다. 그리고, WSN 코디네이터(220)는 다른 계위에 위치하는 WSN 라우터(230) 및 WSN AP부(240)를 경유하여 WSN 게이트웨이(210)에 센서 데이터를 전송한다. WSN 코디네이터(220), WSN 라우터(230) 및 WSN AP부(240) 사이는 무선센서망 접속방식(IEEE 802.15.4)으로 연결될 수 있다.The WSN gateway 210, the WSN coordinator 220, the WSN router 230 and the WSN AP unit 240 constituting the WSN management unit 200 interwork with the wireless sensor node 110 connected thereto to transmit the train status information As shown in Fig. The WSN coordinator 220 transmits sensor data to the WSN gateway 210 via the WSN router 230 and the WSN AP unit 240 located at different hierarchical levels. (IEEE 802.15.4) between the WSN coordinator 220, the WSN router 230, and the WSN AP unit 240.

WSN 라우터(230)는 접속된 무선센서 노드(110)와 연동하여 열차 상태 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신한다. 열차 상태 정보는 무선센서 노드(110)를 통해 주기적으로 수집된 열차 자체 차량의 대차축 상에 있는 다수의 베어링의 온도와 진동에 대한 정보를 포함한다. 그리고, WSN 라우터(230)는 WSN 코디네이터(220)에서 전송하는 센서 데이터를 WSN AP부(240)로 중계 전송하는 기능을 수행한다. The WSN router 230 receives the sensor data including the train status information in cooperation with the connected wireless sensor node 110. The train condition information includes information about the temperature and vibration of a plurality of bearings on the train axis of the train's own vehicle periodically collected through the wireless sensor node 110. The WSN router 230 performs a function of relaying the sensor data transmitted from the WSN coordinator 220 to the WSN AP 240.

WSN AP부(240)는 접속된 무선센서 노드(110), WSN 코디네이터(220) 및 WSN 라우터(230)로부터 열차 상태 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신한다. 그리고, WSN AP부(240)는 수신된 센서 데이터를 변화특성에 따라 우선순위를 배정하여 높은 우선순위를 가지는 신호와 낮은 우선순위를 가지는 신호로 구분한다. WSN AP부(240)는 수신된 센서 데이터의 평균 및 분산을 분산을 분석하여 산출되는 변화특성에 기초하여 변화가 많지 않은 데이터의 경우에는 낮은 우선순위를 배정하여 비우선 데이터로 구분하고, 변화가 많은 데이터의 경우에는 높은 우선순위를 배정하여 우선순위 데이터로 구분한다. The WSN AP unit 240 receives sensor data including train status information from the connected wireless sensor node 110, the WSN coordinator 220 and the WSN router 230. Then, the WSN AP unit 240 divides the received sensor data into a signal having a high priority and a signal having a low priority by assigning priority according to a change characteristic. The WSN AP unit 240 classifies the received sensor data into non-priority data by assigning a low priority to data in which the variation is small based on the variation characteristic calculated by analyzing the variance of the average and variance of the received sensor data, In the case of a large amount of data, a high priority is allocated and classified into priority data.

WSN AP부(240)는 변화가 많은 우선순위 데이터를 무선 센서 네트워크를 구성하는 WSN 게이트웨이(210)로 전달한다. WSN AP부(240) 및 WSN 게이트웨이(210) 사이의 통신 방법은 Wi-Fi와 같은 무선 LAN 규격(IEEE 802.11)이 사용될 수 있다.The WSN AP unit 240 delivers the variable priority data to the WSN gateway 210 constituting the wireless sensor network. A wireless LAN standard (IEEE 802.11) such as Wi-Fi may be used as a communication method between the WSN AP unit 240 and the WSN gateway 210. [

WSN 게이트웨이(210)는 WSN AP부(240)로부터 전달된 우선순위 데이터를 센서 감시센터(10)로 전달한다. 이를 통해, WSN 게이트웨이(210)는 무선 센서 네트워크(WSN)를 구성하는 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)와 센서 감시센터(10) 사이를 연결한다. WSN 게이트웨이(210) 및 센서 감시센터(10) 사이의 통신 연결은 3G 및 4G와 같은 이동통신망을 이용할 있다. 또한, WSN 게이트웨이(210)는 직접 무선센서 노드(110)와 연동하여 센서 데이터를 수신할 수 있으며, WSN 코디네이터(220)의 기능과 무선 메시 기능, 이동통신망 기능을 통합하고 있어, 무선센서 노드(110), 무선 메시 노드(300) 및 이동통신망과의 연동 기능을 수행할 수 있다. 또한, WSN 게이트웨이(210)는 WSN AP부(240)와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 도 1b에서 보여지듯이, WSN 게이트웨이(210)는 WSN망/이동망 라우팅 응용계층(211)을 통해 WSN AP부(240)의 WSN망 라우팅 응용계층(241)의 기능을 모두 수행하여, 센서 데이터 분류 및 패킷 처리를 수행할 수 있다.The WSN gateway 210 transmits the priority data transmitted from the WSN AP 240 to the sensor monitoring center 10. The WSN gateway 210 connects the sensor monitoring center 10 with the train monitoring traffic distribution processing device 100 constituting the wireless sensor network WSN. The communication connection between the WSN gateway 210 and the sensor monitoring center 10 uses a mobile communication network such as 3G and 4G. In addition, the WSN gateway 210 can directly receive the sensor data in cooperation with the wireless sensor node 110, integrate the function of the WSN coordinator 220 with the wireless mesh function and the mobile communication network function, 110, the wireless mesh node 300, and the mobile communication network. In addition, the WSN gateway 210 may perform the same function as the WSN AP unit 240. [ 1B, the WSN gateway 210 performs all the functions of the WSN network routing application layer 241 of the WSN AP 240 through the WSN network / mobile network routing application layer 211, Packet processing can be performed.

그리고, WSN AP부(240)는 우선순위 데이터에 비해 상대적으로 우선순위가 낮은 비우선 데이터를 무선 메시 노드(300)로 전달한다. WSN AP부(240) 및 무선 메시 노드(300)는 메시 네트워크(Mesh Network)를 구성할 수 있다. 그리고 WSN AP부(240) 및 무선 메시 노드(300) 사이의 연결과 둘 이상의 무선 메시 노드(300) 사이의 연결은 메시 링크(Mesh Link)를 통해 연결될 수 있다. WSN AP부(240) 및 무선 메시 노드(300)를 연결하는 메시 링크는 메시 네트워크의 무선랜 표준인 IEEE802.11.s를 통해 연결될 수 있다.The WSN AP 240 transmits non-priority data having a relatively lower priority to the wireless mesh node 300 than the priority data. The WSN AP unit 240 and the wireless mesh node 300 may configure a mesh network. The connection between the WSN AP unit 240 and the wireless mesh node 300 and the connection between the two or more wireless mesh nodes 300 may be connected via a mesh link. The mesh link connecting the WSN AP unit 240 and the wireless mesh node 300 may be connected through IEEE 802.11.s, which is the wireless LAN standard of the mesh network.

무선 메시 노드(300)는 열차가 통과하는 철로 주변에 소정의 간격을 두고 배치되어, WSN 관리부(100)와 메시 네트워크를 구축한다. 그리고, 무선 메시 노드(300)는 메시 링크를 통해 WSN 게이트웨이(210) 및 WSN AP부(240)와 연결된다. 무선 메시 노드(300)는 WSN AP부(240)로부터 메시 링크를 통해 비우선 데이터가 수신되면, 수신된 비우선 데이터를 센서 감시센터(10)로 전달한다. 무선 메시 노드(300)는 서로 다른 무선 메시 노드(300) 사이에 무선 메시 네트워크를 형성하여, 무선 메시 네트워크 내의 연결을 통해 센서 감시센터(100로 비우선 데이터를 전달할 수 있다. 또하느 무선 메시 노드(300)는 유선 연결을 통해 센서 감시센터(10)로 비우선 데이터를 전달할 수 있다. 이와 같은 무선 메시 노드(300)는 무선 센서 네트워크 철로 장비(Wireless Sensor Network Rail Side Equipment, WSN RSE)로 명명할 수 있다.The wireless mesh node 300 is disposed at a predetermined interval around a railroad track through which a train passes, and establishes a mesh network with the WSN management unit 100. The wireless mesh node 300 is connected to the WSN gateway 210 and the WSN AP unit 240 via a mesh link. When the non-priority data is received via the mesh link from the WSN AP 240, the wireless mesh node 300 delivers the received non-priority data to the sensor monitoring center 10. The wireless mesh node 300 may form a wireless mesh network between the different wireless mesh nodes 300 to deliver non-priority data to the sensor monitoring center 100 via a connection in the wireless mesh network, Priority data to the sensor monitoring center 10 through a wired connection to the wireless mesh node 300. The wireless mesh node 300 may be referred to as a wireless sensor network rail side equipment (WSN RSE) can do.

본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차 내부에 무선 센서 네트워크를 구축할 뿐만 아니라, 철로 옆에 설치된 무선 메시 노드(300)와 열차 내의 무선 센서 네트워크를 연결하여 메시 네트워크를 구축한다. 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차에서 측정된 센서 데이터를 변화특성에 따라 서로 다른 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하여 우선순위 데이터는 이동통신망을 통해 무선 센서 네트워크에서 센서 감시센터(10)로 바로 전달된다. 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 비우선 데이터는 메시 네트워크를 통해 철로 옆에 위치한 무선 메시 노드(300)를 경유하여 비우선 데이터를 센서 감시센터(10)로 전달한다.The apparatus for distributing traffic monitoring traffic 100 through the hierarchical wireless sensor network construction according to the present invention not only constructs a wireless sensor network within a train but also includes a wireless mesh node 300 installed next to the railroad, To establish a mesh network. The train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 divides the sensor data measured in the train into different priority data and non-priority data according to the change characteristic, and the priority data is transmitted to the sensor monitoring center 10 ). The train monitoring traffic distribution processing unit 100 transmits non-priority data to the sensor monitoring center 10 via the wireless mesh node 300 located next to the railway through the mesh network.

종래의 열차 감시 기술이 실시간으로 감시되는 센서 데이터를 전송하는 과정에서 방대한 트래픽 양으로 인해 병목현상이 발생할 수 있다. 반면에, 본 발명에서는 열차의 상태를 감시하는 센서 데이터를 계층적으로 분산 처리함으로써, 트래픽 병목 현상을 예방할 수 있다.Conventional train monitoring technology can cause bottleneck due to massive amount of traffic in the process of transmitting sensor data monitored in real time. On the other hand, in the present invention, traffic bottlenecks can be prevented by hierarchically distributing sensor data for monitoring the state of a train.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 WSN AP부(240)를 나타내는 상세도이다.2 is a detailed view showing a WSN AP unit 240 of an apparatus 100 for analyzing a traffic monitoring traffic through a hierarchical wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention.

WSN AP부(240)의 WSN 라우팅 응용계층은 우선순위 분류부(241), 열차 위치정보 검색부(242), 시각정보 인덱스 생성부(243), 메시 네트워크 전송패킷 생성부(244), 이동통신망 전송패킷 생성부(245) 및 무선접속링크 선정부(246)를 포함한다.The WSN routing application layer of the WSN AP unit 240 includes a priority classifying unit 241, a train position information searching unit 242, a time information index generating unit 243, a mesh network transmission packet generating unit 244, A transport packet generation unit 245 and a radio access link selection unit 246. [

우선순위 분류부(241)는 수신된 센서 데이터의 평균 및 분산을 통해 변화특성을 분석하여 우선순위를 분류한다. 우선순위 분류부(241)는 센서 데이터의 평균과 분산에 기초하여 센서 데이터의 변화 정도를 파악하여, 변화가 많은 센서 데이터를 우선순위 데이터로 분류하고, 변화가 적은 센서 데이터를 비우선 데이터로 분류한다.The priority classifying unit 241 classifies priorities by analyzing the change characteristics through averaging and variance of the received sensor data. The priority classifying unit 241 classifies the sensor data having a large amount of change into priority data by classifying the degree of change of the sensor data based on the average and variance of the sensor data and classifies the sensor data having little change into non- do.

열차 위치정보 검색부(242)는 열차의 위치를 분석하여 무선 메시 노드(300)로 접속이 가능한 시각을 추정한다. 열차 위치정보 검색부(242)는 GPS 등과 같은 위치 측정 장비를 이용하여 운행중인 열차의 현재 위치를 확인한다. 그리고, 열차 위치정보 검색부(242)는 철로 옆에 설치된 다수의 무선 메시 노드(300)의 위치와 열차의 현재 위치를 비교하여, 열차의 이동 방향에 따라 접근하게 될 무선 메시 노드(300)와의 거리 및 접속이 가능한 시각을 추정할 수 있다. 이를 통해, 빠르게 이동하는 열차에서, WSN 관리부(200)는 현재 연결중인 무선 메시 노드와 다음에 연결될 무선 메시 노드 사이의 핸드오버가 가능하다.The train position information retrieving unit 242 analyzes the position of the train and estimates a time at which the wireless mesh node 300 can be connected. The train location information searching unit 242 confirms the current location of a train in operation using a position measuring device such as a GPS. The train position information retrieving unit 242 compares the position of the plurality of wireless mesh nodes 300 installed next to the railroad track with the current position of the train and determines the position of the wireless mesh node 300 with respect to the wireless mesh node 300, The distance and the time at which the connection can be made can be estimated. Accordingly, in a fast moving train, the WSN management unit 200 can perform a handover between a currently connected wireless mesh node and a wireless mesh node to be connected next.

시각정보 인덱스 생성부(243)는 수집된 센서 데이터의 패킷에 측정 시간을 나타내는 시각정보 인덱스를 부가한다. 본 발명에서는 수집된 센서 데이터를 수집된 시간에 따라 순차적으로 전송하는 것이 아니라, 변화특성에 따라 우선순위를 구분하여 서로 다른 통신망(이동통신망과 메시 네트워크)을 통해 센서 감시센터(10)로 전달한다. 따라서, 센서 감시센터(10)에서 서로 다른 통신망을 통해 전달된 센서 데이터(우선순위 데이터 및 비우선 데이터)를 순서대로 확인 및 관리할 수 있도록 시각정보 인덱스 생성부(243)는 센서 데이터에 시각정보 인덱스를 부가한다.The time information index generation unit 243 adds a time information index indicating the measurement time to the collected packets of the sensor data. In the present invention, instead of sequentially transmitting the collected sensor data according to the collected time, the priorities are classified according to the change characteristic and transmitted to the sensor monitoring center 10 through different communication networks (mobile communication network and mesh network) . Accordingly, the time information index generation unit 243 can generate time information (time information) in the sensor data so that the sensor monitoring center 10 can sequentially confirm and manage the sensor data (priority data and non-priority data) Add an index.

메시 네트워크 전송패킷 생성부(244)는 우선순위 분류부(241)에 의해 분류된 비우선 데이터를 메시 링크를 통해 무선 메시 노드(300)로 전달하기 위한 전송패킷 형태로 생성한다. 그리고, 이동통신망 전송패킷 생성부(245)는 우선순위 분류부(241)에 의해 분류된 우선순위 데이터를 이동통신망을 통해 센서 감시센터(10)로 전달하기 위한 전송패킷 형태로 생성한다.The mesh network transmission packet generation unit 244 generates non-priority data classified by the priority classification unit 241 in the form of a transmission packet for delivering the non-priority data to the wireless mesh node 300 through the mesh link. The mobile communication network transmission packet generation unit 245 generates priority data classified by the priority classification unit 241 in the form of a transmission packet to be transmitted to the sensor monitoring center 10 through the mobile communication network.

무선접속링크 선정부(246)는 생성된 전송패킷을 대응하는 무선접속 장치로 전달한다. 무선접속링크 선정부(246)는 메시 네트워크 전송패킷 생성부(244)에서 생성된 메시 네트워크 전송패킷을 메시 링크를 통해 무선 메시 노드(300)로 전달하고, 이동통신망 전송패킷 생성부(245)에서 생성된 이동통신 전송패킷을 WSN 게이트웨이(210)로 전달한다.The radio access link selection unit 246 delivers the generated transmission packet to the corresponding radio access device. The wireless access link selection unit 246 transfers the mesh network transmission packet generated by the mesh network transmission packet generation unit 244 to the wireless mesh node 300 through the mesh link and transmits the mesh network transmission packet to the mobile communication network transmission packet generation unit 245 And transmits the generated mobile communication transmission packet to the WSN gateway 210.

WSN AP부(240)의 메시 인터워킹부(247)는 열차의 위치정보 및 무선 센서 노드의 위치 정보에 기초하여 메시 네트워크의 경로(링크)를 생성할 수 있다. WSN AP부(240)는 사전에 철로 주변에 설치된 다수의 무선 메시 노드(300)의 위치에 대한 정보를 열차정보 데이터베이스(DB)로부터 전달받을 수 있다. 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 수집된 열차의 위치정보, 무선 메시 노드(300)의 위치에 대한 정보 및 열차의 운행방향(또는 열차의 속도)로부터 진행 방향에 위치한 가장 가까운 무선 센서 노드를 산출할 수 있다. WSN AP부(240)는 산출된 무선 센서 노드에 접근하면, 해당 무선 센서 노드를 탐색하여 메시 네트워크의 링크를 생성한다. WSN AP부(240)의 메시 인터워킹 과정은 후술하는 도 6에서 추가적으로 설명한다.The mesh interworking unit 247 of the WSN AP unit 240 can generate the path (link) of the mesh network based on the position information of the train and the position information of the wireless sensor node. The WSN AP unit 240 can receive information on the locations of a plurality of wireless mesh nodes 300 installed in the vicinity of the railroad track from the train information database DB in advance. The train supervisory traffic distribution processing apparatus 100 receives the position information of the collected trains, information on the location of the wireless mesh node 300, and the nearest wireless sensor node located in the traveling direction from the traveling direction of the train (or train speed) Can be calculated. When the WSN AP 240 accesses the calculated wireless sensor node, the WSN AP 240 searches the corresponding wireless sensor node to generate a link of the mesh network. The mesh interworking process of the WSN AP unit 240 will be further described with reference to FIG. 6 to be described later.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 열차 감시 트래픽 분산처리 과정을 나타내는 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of distributing a train monitoring traffic of a train monitoring traffic distribution processing device 100 through a hierarchical wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 무선센서 노드(110)는 열차의 대차 축 상에 있는 다수의 베어링의 온도 및 진동을 주기적으로 측정하여 센서 데이터를 수집한다(S301). 그리고, 무선센서 노드(110)는 자신이 접속되어 있는 WSN 관리부(200)에 감지된 센서 데이터(열차 상태 정보)를 전달한다(S302). 무선센서 노드(110)와 WSN 관리부(200) 사이의 통신은 지그비(Zigbee) 통신과 같은 저전력 저속의 근거리 무선통신 표준인 IEEE 802.15.4 방식의 무선센서망 접속방식으로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 3, the wireless sensor node 110 periodically measures temperature and vibration of a plurality of bearings on a train axis of a train to collect sensor data (S301). Then, the wireless sensor node 110 transmits sensed sensor data (train status information) to the WSN management unit 200 to which the wireless sensor node 110 is connected (S302). The communication between the wireless sensor node 110 and the WSN management unit 200 may be connected by a wireless sensor network access method of IEEE 802.15.4 method, which is a low-power low-speed short-range wireless communication standard such as Zigbee communication.

무선센서 노드(110)로부터 수집된 센서 데이터가 전달되면, WSN 관리부(200)는 수신된 센서 데이터의 평균 및 분산을 산출하여 변화특성을 분석한다(S303). 그리고, WSN 관리부(200)는 분석된 변화특성에 기반하여 센서 데이터의 우선순위를 분류하여 센서 데이터를 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분한다(S304). 변화특성은 데이터 값의 변화량을 의미한다. WSN 관리부(200)는 변화특성에 기초하여 변화가 많지 않은 데이터의 경우에는 낮은 우선순위를 배정하여 비우선 데이터로 구분하고, 변화가 많은 데이터의 경우에는 높은 우선순위를 배정하여 우선순위 데이터로 구분한다. When the sensor data collected from the wireless sensor node 110 is transmitted, the WSN management unit 200 calculates the average and variance of the received sensor data and analyzes the change characteristics (S303). Then, the WSN management unit 200 classifies the priority of the sensor data based on the analyzed change characteristics, and classifies the sensor data into priority data and non-priority data (S304). The change characteristic means a change amount of the data value. The WSN management unit 200 assigns a low priority to the non-priority data in the case of data having a small amount of change based on the change characteristics, and assigns a high priority to data having a large amount of change, do.

다음으로, WSN 관리부(200)는 분류된 우선순위 데이터 및 비우선 데이터에 시간정보 인덱스를 부여한다(S305). 본 발명에서는 수집된 센서 데이터를 수집된 시간에 따라 순차적으로 전송하는 것이 아니라, 변화특성에 따라 우선순위를 구분하여 서로 다른 통신망(이동통신망과 메시 네트워크)을 통해 센서 감시센터(10)로 전달한다. 따라서, 센서 감시센터(10)에서 서로 다른 통신망을 통해 전달된 센서 데이터(우선순위 데이터 및 비우선 데이터)를 순서대로 확인 및 관리할 수 있도록 WSN 관리부(200)는 센서 데이터에 시각정보 인덱스를 부가한다. S305 단계는 우선순위 데이터 및 비우선 데이터를 분류하는 S303 및 S304 단계 이전에 수행될 수 있다. 이 경우, 센서 데이터에 시간정보 인덱스를 먼저 부여하고, 부여된 시간정보 인덱스는 분류된 우선순위 데이터 및 비우선 데이터에 포함될 수 있다.Next, the WSN management unit 200 assigns time information indexes to the classified priority data and non-priority data (S305). In the present invention, instead of sequentially transmitting the collected sensor data according to the collected time, the priorities are classified according to the change characteristic and transmitted to the sensor monitoring center 10 through different communication networks (mobile communication network and mesh network) . Accordingly, the WSN management unit 200 may add the time information index to the sensor data so that the sensor monitoring center 10 can sequentially check and manage the sensor data (priority data and non-priority data) transmitted through different communication networks do. The step S305 may be performed before the steps S303 and S304 for sorting the priority data and the non-priority data. In this case, the time information index is first given to the sensor data, and the assigned time information index can be included in the classified priority data and the non-priority data.

다음으로, WSN 관리부(200)는 이동통신망을 통해 우선순위 데이터를 센서 감시센터(10)로 전달한다(S306). 그리고, WSN 관리부(200)는 메시 네트워크를 통해 비우선 데이터를 무선 메시 노드(300)로 전달한다(S307). WSN 관리부(200) 및 무선 메시 노드(300)를 연결하는 메시 링크는 메시 네트워크의 무선랜 표준인 IEEE802.11.s를 통해 연결될 수 있다. WSN 관리부(200)로부터 비우선 데이터를 수신한 무선 메시 노드(300)는 비우선 데이터를 센서 감시센터(10)로 전달한다(S308). 본 발명에서는 변화가 많은 우선순위 데이터는 이동통신망으로 직접 전달하지만, 변화가 적은 비우선 데이터는 무선 메시 노드(300)를 경유하여 전달하기 때문에, 열차 감시 트래픽을 분산하여 처리할 수 있다. 또한, 무선 메시 노드(300)는 움직이는 열차가 아니라 열차가 이동하는 철로(선로) 주변에 위치하기 때문에 유선 통신을 이용할 수 있어 대용량의 트래픽 처리가 가능하다.Next, the WSN management unit 200 transmits priority data to the sensor monitoring center 10 through the mobile communication network (S306). The WSN management unit 200 transmits the non-priority data to the wireless mesh node 300 through the mesh network (S307). The mesh link connecting the WSN management unit 200 and the wireless mesh node 300 may be connected through IEEE 802.11.s, which is a wireless LAN standard of the mesh network. Upon receiving the non-priority data from the WSN management unit 200, the wireless mesh node 300 delivers the non-priority data to the sensor monitoring center 10 (S308). In the present invention, the priority data having a large amount of change is directly transmitted to the mobile communication network. However, since the non-priority data with little change is transmitted via the wireless mesh node 300, the traffic monitoring traffic can be distributed and processed. In addition, since the wireless mesh node 300 is located in the vicinity of a railway (line) on which a train travels, not a moving train, wired communication can be used to handle a large amount of traffic.

센서 감시센터(10)로 전달된 우선순위 데이터 및 비우선 데이터를 포함하는 센서 데이터는 WSN 관리부(200)에 의해 시간정보 인덱스가 부여(S305)된다. 센서 감시센터(10)는 서로 다른 통신 경로를 통해 전달된 우선순위 데이터 및 비우선 데이터를 시간정보 인덱스에 기초하여 복원한다(S309).The sensor data including the priority data and non-priority data transmitted to the sensor monitoring center 10 is given a time information index by the WSN management unit 200 (S305). The sensor monitoring center 10 restores the priority data and the non-priority data transmitted through the different communication paths based on the time information index (S309).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 메시 네트워크 연결 과정을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of connecting a mesh monitoring network of a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 through a hierarchical wireless sensor network construction according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 철로를 따라 운행중인 열차의 위치정보 및 철로 주변에 배치된 하나 이상의 무선 메시 노드(300)의 위치 정보에 기초하여, 운행중인 열차가 인접하게 될 무선 메시 노드(300)를 조기에 탐색하여 무선 메시링크 설정 절차를 고속으로 수행할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 열차의 운행속도와 운행방향에 관계없이 무선 메시 네트워크를 고속으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4, an apparatus 100 for distributing traffic monitoring traffic through a hierarchical wireless sensor network according to the present invention includes location information of trains traveling along a railroad track, and information on at least one wireless mesh node 300 The wireless mesh node 300 can be searched for the wireless mesh node 300 to be adjacent to the train in the early stage to perform the wireless mesh link establishment procedure at a high speed. Accordingly, the present invention can form a wireless mesh network at a high speed regardless of the traveling speed and direction of the train.

WSN 관리부(200)는 센서 감시센터(10)로부터 하나 이상의 무선 메시 노드 위치 정보를 수신한다(S401). 무선 메시 노드(300)는 열차가 운행하는 철로 주변에 소정의 거리를 이격하여 설치된다. 그리고, 무선 메시 노드(300)가 설치된 위치에 대한 정보를 포함하는 무선 메시 노드 위치 정보는 센서 감시센터(10)에서 된다. The WSN management unit 200 receives one or more wireless mesh node location information from the sensor monitoring center 10 (S401). The wireless mesh node 300 is installed at a predetermined distance from the periphery of the railroad track on which the train travels. The wireless mesh node location information including the location of the wireless mesh node 300 is provided in the sensor monitoring center 10.

다음으로, WSN 관리부(200)는 운행중인 열차의 위치정보를 수집한다(S402). 열차는 설치된 철로를 따라 지속적으로 이동하기 때문에, 열차의 위치는 지속적으로 변화한다. 따라서, WSN 관리부(200)는 소정의 주기를 가지고 열차의 현재 위치정보를 수집한다. WSN 관리부(200)는 GPS를 이용하여 열차의 위치정보를 수집하거나, 지나온 열차역이나 무선 메시 노드(300)의 위치와 열차의 속도를 이용하여 열차위 위치정보를 산출할 수 있으며, 기타 다양한 방법으로 열차의 위치정보를 수집할 수 있다. 또한, WSN 관리부(200)는 열차의 위치정보에 열차의 속도 정보를 포함할 수 있다.Next, the WSN management unit 200 collects the location information of the train in operation (S402). Because trains continue to move along installed railways, the position of the trains is constantly changing. Accordingly, the WSN management unit 200 collects the current position information of the train with a predetermined period. The WSN management unit 200 may collect positional information of the train using GPS, calculate the position information of the train using the position of the train station or the wireless mesh node 300 and the speed of the train, The location information of the train can be collected. Also, the WSN management unit 200 may include the speed information of the train in the position information of the train.

무선 메시 노드 위치 정보 및 열차 위치정보가 수집되면, WSN 관리부(200)는 무선 메시 노드 위치 정보 및 열차 위치정보에 기초하여 열차의 진행 방향에 위치한 무선 메시 노드(300)를 확인한다(S403). 다음으로, WSN 관리부(200)는 확인된 무선 메시 노드(300) 중에서 가장 가까운 무선 메시 노드(300a)를 산출한다(S404). 열차의 진행방향에는 다수의 무선 메시 노드(300)가 위치할 수 있다. 따라서, WSN 관리부(200)는 열차의 진행경로 상에 위치한 다수의 무선 메시 노드(300) 중에서 열차와 가장 가까운 거리에 있는 무선 메시 노드(300a)를 산출하여 다음 번 메시 무선 메시 네트워크를 형성할 대상으로 결정한다. 그리고, WSN 관리부(200)는 산출된 무선 메시 노드(300a)와의 거리 및 운행중인 열차의 속도를 고려하여 해당 산출된 무선 메시 노드(300a)에 도달하는 시간을 예측한다(S405). When the wireless mesh node location information and the train location information are collected, the WSN management unit 200 checks the wireless mesh node 300 located in the traveling direction of the train based on the wireless mesh node location information and the train location information (S403). Next, the WSN management unit 200 calculates the wireless mesh node 300a closest to the identified wireless mesh node 300 (S404). A plurality of wireless mesh nodes 300 may be located in the traveling direction of the train. Accordingly, the WSN management unit 200 calculates a wireless mesh node 300a located closest to the train among the plurality of wireless mesh nodes 300 located on the train traveling path, . Then, the WSN management unit 200 estimates the time to reach the calculated wireless mesh node 300a in consideration of the distance to the calculated wireless mesh node 300a and the speed of the train in operation (S405).

그리고, WSN 관리부(200)는 산출된 무선 메시 노드(300a)와의 무선 메시 링크를 연결하여 무선 메시 네트워크를 형성한다(S406). 이 때, WSN 관리부(200)는 S405 단계에서 산출된 예측 도달 시간을 고려하여 산출된 무선 메시 노드(300a)를 조기에 탐색하여 무선 메시 링크 설정 절차를 고속으로 수행할 수 있다. 산출된 무선 메시 노드(300a)와 무선 메시 네트워크가 형성되면, WSN 관리부(200)는 비우선 데이터를 무선 메시 네트워크를 통해 산출된 무선 메시 노드(300a)로 전달한다(S407).Then, the WSN managing unit 200 forms a wireless mesh network by connecting a wireless mesh link with the calculated wireless mesh node 300a (S406). At this time, the WSN management unit 200 can perform the wireless mesh link setup procedure at a high speed by searching for the wireless mesh node 300a calculated in advance considering the predicted arrival time calculated in step S405. When the calculated wireless mesh node 300a and the wireless mesh network are formed, the WSN management unit 200 transmits the non-priority data to the wireless mesh node 300a calculated through the wireless mesh network (S407).

이와 같은 과정을 통해 본 발명에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차의 이동에 따라 서로 다른 무선 메시 노드(예를 들어 301 내지 303) 사이에서 빠른 핸드오버(Hand over)가 가능하다.The apparatus for distributing traffic monitoring traffic through the hierarchical wireless sensor network according to the present invention can perform fast handover between different wireless mesh nodes (for example, 301 to 303) (Hand over) is possible.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 트래픽 분산처리 방법을 나타내는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a traffic distribution processing method of an apparatus 100 for processing a traffic monitoring traffic distribution through a hierarchical wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)에서 WSN 망 라우팅 응용계층 동작 절차에 따른 트래픽 분산처리 방법은 변화특성에 따라 분류된 데이터를 메시 네트워크 및 이동통신망을 사용하여 분산 처리할 수 있다.Referring to FIG. 5, a traffic distribution processing method according to an operation procedure of a WSN network routing application layer in a train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 through a hierarchical wireless sensor network construction according to an embodiment of the present invention, The classified data can be distributedly processed using the mesh network and the mobile communication network.

먼저, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차의 대차 축 상에 있는 다수의 베어링의 온도 및 진동을 주기적으로 측정하여 센서 데이터를 수집한다(S501). 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 수집된 센서 데이터에 시간정보 인덱스를 입력한다(S502). 본 발명에서는 수집된 센서 데이터를 수집된 시간에 따라 순차적으로 전송하는 것이 아니라, 변화특성에 따라 우선순위를 구분하여 서로 다른 통신망(이동통신망과 메시 네트워크)을 통해 센서 감시센터(10)로 전달한다. 따라서, 센서 감시센터(10)에서 서로 다른 통신망을 통해 전달된 센서 데이터(우선순위 데이터 및 비우선 데이터)를 순서대로 확인 및 관리할 수 있도록 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 센서 데이터에 시각정보 인덱스를 부가한다. 시간정보 인덱스를 입력하는 S502 단계는 센서 데이터를 분류하는 과정 전 또는 과정 후에 순서에 관계없이 수행될 수 있다.First, the train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 periodically measures temperature and vibration of a plurality of bearings on a train axis of a train to collect sensor data (S501). Then, the train monitoring traffic distribution processing device 100 inputs a time information index to the collected sensor data (S502). In the present invention, instead of sequentially transmitting the collected sensor data according to the collected time, the priorities are classified according to the change characteristic and transmitted to the sensor monitoring center 10 through different communication networks (mobile communication network and mesh network) . Accordingly, the train monitoring traffic distribution processing device 100 can monitor and manage the sensor data (priority data and non-priority data) transmitted through the different communication networks in the sensor monitoring center 10 in order And adds an information index. The step S502 of inputting the time information index may be performed before or after the process of classifying the sensor data.

다음으로, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 수십된 센서 데이터의 변화특성을 분석한다(S503). 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 센서 데이터의 변화 특성을 분석하여 센서 데이터의 평균 및 분산을 산출한다. 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 산출된 센서 데이터의 평균 및 분산을 기 설정된 임계값과 비교하여 임계값 초과 여부를 판단한다(S504). 만약, 해당 센서 데이터의 평균 및 분산이 임계값을 초과하지 않는다면, 비우선 데이터로 분류한다(S505). 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 메시 네트워크 연동을 통해 비우선 데이터를 무선 메시 노드(300)로 전달한다(S506). 반면에, 해당 센서 데이터의 평균 및 분산이 임계값을 초과한다면, 우선순위 데이터로 분류한다(S507). 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 이동통신망 연동을 통해 우선순위 데이터를 센서 감시센터(10)로 전달한다(S508). 본 발명에 따른 열차 감시 트래픽 분산처리 방법은 상술한 과정을 통해 센서 데이터를 비우선 데이터 및 우선순위 데이터를 분류하여 서로 다른 통신망을 통해 전달함으로써, 열차 감시 트래픽을 분산하여 처리할 수 있다.Next, the train monitoring traffic distribution processing device 100 analyzes the change characteristics of dozens of sensor data (S503). The train monitoring traffic distribution processing device 100 analyzes the change characteristics of the sensor data to calculate the average and variance of the sensor data. Then, the train monitoring traffic distribution processing apparatus 100 compares the average and variance of the calculated sensor data with a preset threshold value to determine whether the threshold value is exceeded (S504). If the average and variance of the sensor data do not exceed the threshold value, they are classified as non-priority data (S505). The train monitoring traffic distribution processing device 100 transmits the non-priority data to the wireless mesh node 300 through the mesh network interworking (S506). On the other hand, if the average and variance of the sensor data exceed the threshold value, classification is performed as priority data (S507). Then, the train monitoring traffic distribution processing device 100 transmits priority data to the sensor monitoring center 10 through the interworking of the mobile communication network (S508). The method for distributing traffic monitoring traffic according to the present invention can distribute and process train monitoring traffic by classifying sensor data into non-priority data and priority data through the above-described process and transmitting the classified data through different communication networks.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 메시 네트워크 연동 절차를 나타내는 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a mesh network interworking procedure of a train monitoring traffic distribution processing device 100 through a hierarchical wireless sensor network construction according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)의 메시 네트워크 연동 절차는 초기 상태에서 파리미터를 초기화(S601)시킨 후, 열차의 위치정보를 수집한다(S602). 열차가 운행 중이기 때문에, 열차의 위치정보는 소정의 주기를 가지고 반복적으로 갱신될 수 있다. 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차의 이동 경로에 위치한 무선 센서 노드를 산출한다(S603). 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 사전에 철로 주변에 설치된 다수의 무선 메시 노드(300)의 위치에 대한 정보를 열차정보 데이터베이스(DB)로부터 전달받을 수 있다. 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 수집된 열차의 속도정보/위치정보, 무선 메시 노드(300)의 위치에 대한 정보 및 열차의 운행방향(또는 열차의 속도)로부터 진행 방향에 위치한 가장 가까운 무선 메시 노드(300)를 산출할 수 있다. Referring to FIG. 6, in a mesh network interworking procedure of an apparatus 100 for managing a traffic monitoring traffic distribution through a hierarchical wireless sensor network construction according to an embodiment of the present invention, a parameter is initialized in an initial state (S601) (S602). Since the train is in operation, the position information of the train can be repeatedly updated with a predetermined period. Then, the train monitoring traffic distribution processing device 100 calculates a wireless sensor node located on a train moving path (S603). The train supervisory traffic distribution processing apparatus 100 can receive information on the locations of a plurality of wireless mesh nodes 300 installed in the vicinity of a railroad track from a train information database DB in advance. The train supervisory traffic distribution processing apparatus 100 receives information on the speed information / position information of the collected trains, information on the position of the wireless mesh node 300, and the nearest wireless The mesh node 300 can be calculated.

이동 경로에 위치한 무선 메시 노드(300)가 산출되면, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 산출된 무선 메시 노드(300)를 발견했는지 여부를 판단한다(S604). 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 열차의 위치정보와 산출된 무선 메시 노드(300)의 위치를 비교하여 열차가 산출된 무선 메시 노드(300)에 근접하면, 산출된 무선 메시 노드(300)를 탐색한다.When the wireless mesh node 300 located in the movement route is calculated, the train monitoring traffic distribution processing device 100 determines whether the calculated wireless mesh node 300 is found (S604). The train supervisory traffic distribution processing apparatus 100 compares the position information of the train with the calculated position of the wireless mesh node 300 and obtains the calculated wireless mesh node 300 when the train approaches the calculated wireless mesh node 300. [ .

만약, 산출된 무선 메시 노드(300)가 발견되면, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 메시 네트워크 경로를 생성한다(S605). 그리고, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 비우선 데이터를 메시 네트워크를 통해 산출된 무선 메시 노드로 전달한다(S606). 연결된 무선 메시 노드(산출된 무선 메시 노드)로 전달된 비우선 데이터는 연결된 무선 미메시 노드를 경유하여 센서 감시센터(10)로 유선 통신을 이용하여 전달될 수 있다.If the calculated wireless mesh node 300 is found, the train monitoring traffic distribution processing device 100 generates a mesh network path (S605). Then, the train monitoring traffic distribution processing device 100 delivers the non-priority data to the wireless mesh node calculated through the mesh network (S606). The non-priority data communicated to the connected wireless mesh node (calculated wireless mesh node) may be communicated via wired communication to the sensor monitoring center 10 via the connected wireless non-mesh node.

만약, S604 단계에서 열차가 산출된 무선 센서 노드에 근접하였지만, 무선 메시 노드를 발견하지 못한 경우에는, 열차 감시 트래픽 분산처리 장치(100)는 소정의 시간을 대기(S606)한 후, 타이머 종료 여부를 판단한다(S607). 만약, 타이머가 종료되지 않은 경우, 무선 메시 노드를 재탐색(S604)한다. 반면에, 만약, 만약 타이머가 종료된 경우에는 해당 패킷을 전송하는 절차를 중단한 후, 차후에 이를 재전송하는 절차를 수행한다. 이와 같이, 본 발명에서는 열차의 운행속도와 열차의 위치정보를 통해 무선 메시 노드를 조기에 탐색하여 무선 메시 링크 설정절차를 고속으로 수행할 수 있다.If it is determined in step S604 that the train is close to the calculated wireless sensor node but the wireless mesh node is not found, the train monitoring traffic distribution processing device 100 waits for a predetermined time (S606) (S607). If the timer has not ended, the wireless mesh node is searched again (S604). On the other hand, if the timer is terminated, the process of transmitting the packet is interrupted, and then a procedure of retransmitting the packet is performed at a later time. As described above, according to the present invention, the wireless mesh link establishment procedure can be performed at a high speed by searching the wireless mesh node early through the train speed and the location information of the train.

이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is possible.

100: 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치
110: 무선 센서 노드
200: WSN 관리부 210: WSN 게이트웨이
220: WSN 코디네이터 230: WSN 라우터
240: WSN AP부 300: 무선 메시 노드
300a: 산출된 무선 메시 노드100: Train monitoring traffic distribution processing device through hierarchical wireless sensor network construction
110: Wireless sensor node
200: WSN management unit 210: WSN gateway
220: WSN coordinator 230: WSN router
240: WSN AP unit 300: Wireless mesh node
300a: Calculated wireless mesh node

Claims (12)

열차의 상태 정보를 측정하여 센서 데이터를 생성하는 무선센서 노드;
상기 센서 데이터를 변화특성에 따라 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하며, 상기 우선순위 데이터를 무선통신을 통해 센서 감시센터로 전달하고, 상기 비우선 데이터를 무선 메시 네트워크(Wireless Mesh Network)를 통해 무선 메시 노드로 전달하는 WSN 관리부; 및
철로 주변에 소정의 간격이 이격되어 위치하며, 상기 WSN 관리부로부터 수신된 비우선 데이터를 상기 센서 감시센터로 전달하는 하나 이상의 무선 메시 노드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.A wireless sensor node for generating sensor data by measuring state information of a train;
Priority data and non-priority data according to a change characteristic, transmits the priority data to a sensor monitoring center through wireless communication, and transmits the non-priority data through a wireless mesh network A WSN management unit for delivering the WSN to the wireless mesh node; And
At least one wireless mesh node located at a predetermined distance apart from the railroad track and transmitting non-priority data received from the WSN management unit to the sensor monitoring center;
Wherein the traffic monitoring traffic distribution processing unit comprises a hierarchical wireless sensor network. 제1항에 있어서,
상기 WSN 관리부는
열차 내에서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)를 구축하며, 인접한 무선 메시 노드와 메시 링크를 연결하여 무선 메시 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.The method according to claim 1,
The WSN management unit
Wherein a wireless sensor network is built in a train and a mesh network is formed by connecting a wireless mesh node and an adjacent wireless mesh node to form a wireless mesh network. 제1항에 있어서,
상기 WSN 관리부는,
상기 센서 데이터의 평균 및 분산에 기초하여 변화특성을 산출하고, 변화량이 많은 센서 데이터를 우선순위 데이터로 분류하며, 변화량이 적은 센서 데이터를 비우선 데이터로 분류하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.The method according to claim 1,
The WSN management unit,
And classifying the sensor data having a large amount of change into priority data, and classifying the sensor data having a small amount of change into non-priority data, characterized by calculating a change characteristic based on the average and variance of the sensor data, Implementation of distributed traffic processing system for train monitoring. 제1항에 있어서,
상기 WSN 관리부는 열차의 위치정보 및 상기 무선 메시 노드의 위치정보에 기초하여 열차가 무선 메시 노드에 접근하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the WSN management unit determines whether or not the train approaches the wireless mesh node based on the location information of the train and the location information of the wireless mesh node. 제1항에 있어서,
상기 WSN 관리부는 무선 메시 노드 위치 정보 및 열차 위치정보에 기초하여 열차의 진행 방향에 위치한 무선 메시 노드를 확인하고, 확인된 무선 메시 노드 중에서 가장 가까운 무선 메시 노드를 산출하며, 산출된 무선 메시 노드와의 거리 및 열차 속도를 고려하여 도달 시간을 예측하여 산출된 무선 메시 노드와 무선 메시 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.The method according to claim 1,
The WSN management unit identifies a wireless mesh node located in the traveling direction of the train based on the wireless mesh node location information and the train location information, calculates a wireless mesh node closest to the identified wireless mesh nodes, And the wireless mesh network is formed by predicting the arrival time in consideration of the distance and the train speed of the train. 제1항에 있어서,
상기 WSN 관리부는 상기 센서 데이터의 측정 시간에 대한 정보를 포함하는 시간정보 인덱스를 상기 우선순위 데이터 및 상기 비우선 데이터에 입력하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the WSN management unit inputs a time information index including information on a measurement time of the sensor data into the priority data and the non-priority data. . 제1항에 있어서,
상기 무선 메시 노드 및 상기 WSN 관리부는 메시 네트워크(Mesh Network)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wireless mesh node and the WSN management unit are connected through a mesh network. 제1항에 있어서,
상기 무선센서 노드는 열차의 대차 축 상의 온도 및 진동을 주기적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wireless sensor node periodically measures temperature and vibration on a train axis of a train. 열차의 상태 정보를 주기적으로 측정하여 센서 데이터를 생성하는 단계;
상기 센서 데이터를 변화특성에 따라 우선순위를 배정하여 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하는 단계;
상기 우선순위 데이터를 무선통신을 통해 센서 감시센터로 전달하는 단계; 및
상기 비우선 데이터를 무선 메시 네트워크(Wireless Mesh Network)를 통해 무선 메시 노드로 전달하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 방법.Periodically measuring state information of a train to generate sensor data;
Dividing the sensor data into priority data and non-priority data by assigning priority to the sensor data according to a change characteristic;
Transmitting the priority data to a sensor monitoring center through wireless communication; And
Transferring the non-priority data to a wireless mesh node via a wireless mesh network;
Wherein the traffic monitoring traffic distribution processing method comprises the steps of: 제9항에 있어서,
상기 우선순위 데이터 및 비우선 데이터로 구분하는 단계는,
상기 센서 데이터의 평균 및 분산에 기초하여 변화특성을 산출하는 단계;
변화량이 많은 센서 데이터를 우선순위 데이터로 분류하는 단계; 및
변화량이 적은 센서 데이터를 비우선 데이터로 분류하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step of classifying the data into the priority data and the non-
Calculating a change characteristic based on the average and variance of the sensor data;
Classifying sensor data having a large amount of change into priority data; And
Classifying sensor data having a small amount of change into non-priority data;
Wherein the traffic monitoring traffic distribution processing method comprises the steps of: 제9항에 있어서,
열차의 위치정보 및 상기 무선 메시 노드의 위치정보에 기초하여 열차가 무선 메시 노드에 접근하는지 여부를 판단하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 방법.10. The method of claim 9,
Determining whether a train approaches a wireless mesh node based on position information of a train and position information of the wireless mesh node;
The method comprising the steps of: generating a hierarchical wireless sensor network; 제11항에 있어서,
열차가 무선 메시 노드에 접근하는지 여부를 판단하는 단계는,
무선 메시 노드 위치 정보 및 열차 위치정보에 기초하여 열차의 진행 방향에 위치한 무선 메시 노드를 확인하는 단계;
확인된 무선 메시 노드 중에서 가장 가까운 무선 메시 노드를 산출하는 단계;
산출된 무선 메시 노드와의 거리 및 열차 속도를 고려하여 도달 시간을 예측하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 무선센서망 구축을 통한 열차 감시 트래픽 분산처리 방법.12. The method of claim 11,
The step of determining whether the train accesses the wireless mesh node comprises:
Identifying a wireless mesh node located in the traveling direction of the train based on the wireless mesh node location information and the train location information;
Calculating a nearest wireless mesh node among the identified wireless mesh nodes;
Estimating the arrival time in consideration of the distance to the calculated wireless mesh node and the train speed;
Wherein the traffic monitoring traffic distribution processing method comprises the steps of:
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