Hajj Traffic Lessening: Smart Transportation System Using Smart Contracts and IoT Based on Blockchain
본 논문은 블록체인 기반 스마트 계약, IoT 데이터, 전기차 라이드셰어링을 결합하여 교통 혼잡, 배출가스 및 대기 시간을 크게 줄이는 동시에 하지(Hajj) 순례객들을 위한 배정의 공정성을 개선하는 통합 지능형 교통 시스템인 의례 시간 창 스마트 계약(Ritual Time Window Smart Contract, RTWSC) 프레임워크를 제안하고 평가한다.
원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기
매년 수백만 명의 사람들이 지구상에서 가장 크고 중요한 종교적 행사 중 하나인 하지(Hajj)를 수행하기 위해 사우디아라비아의 작은 지역에 모여듭니다. 몇 일 동안 이 지형은 거대한 움직이는 도시로 변하며, 순례자들은 종교적 전통에 의해 규정된 엄격한 시간 제한 내에 특정 성지를 이동해야 합니다. 이는 수천 대의 버스와 자동차가 열기 속에서 공회전하며 발생하는 심각한 오염을 관리하는 동시에, 정체 없이 200만에서 300만 명의 사람들을 제한된 도로망을 통해 이동시켜야 하는 독특하고 강렬한 물류 과제를 생성합니다. 연구자들의 목표는 오랫동안 이 이동을 더 부드럽고, 빠르고, 깨끗하게 만드는 방법을 찾는 것이었으나, 규모의 방대함과 경쟁하는 운송 회사 및 정부 규제 기관 간의 절대적인 신뢰 확보 필요성 때문에 해결이 어려웠습니다.
이를 해결하기 위해, 한 연구팀은 순례자의 흐름을 관리하기 위해 세 가지 현대 기술을 결합한 새로운 시스템을 제안했습니다. 첫 번째는 사물인터넷(IoT)으로, 이는 단순히 차량과 센서가 서로 대화하고 자신의 위치와 상태를 실시간으로 공유할 수 있는 능력을 부여하는 것을 의미합니다. 두로 번째는 블록체인으로, 이는 모두가 발생한 일을 볼 수 있지만 그 누구도 기록을 몰래 수정할 수 없는 공공의, 변경 불가능한 장부 역할을 하는 디지털 원장입니다. 세 번째는 스마트 계약으로, 이는 특정 조건이 충족되면 인간 관리자의 승인을 기다릴 필요 없이 운전사에게 비용을 지불하거나 좌석을 배정하는 것과 같은 합의를 자동으로 실행하는 컴퓨터 프로그램입니다. 연구진은 이러한 도구들을 전기차 함대와 엮음으로써, 효율적일 뿐만 아니라 공정하고 투명한 교통 네트워크를 구축하고자 했습니다.
연구진은 자신들의 아이디어를 테스트하기 위해 상세한 컴퓨터 시뮬레이션을 구축하여, 200만 명의 순례자와 5만 대의 차량이 존재하는 하지 성지 순례의 가상 버전을 만들었습니다. 그들은 수동 조정과 기존 연료 기반 버스에 의존하는 현재 방식과 새로운 시스템을 비교했습니다. 가상 세계에서 새로운 시스템은 먼저 순례자들이 특정 장소에 반드시 있어야 하는 고정된 기간인 '의례 시간 창(ritual time windows)'을 정의함으로써 작동합니다. 시스템은 차량에 부착된 센서를 사용하여 차량의 정확한 위치와 탑승 인원을 추적합니다. 이 데이터는 중앙 디지털 원장으로 전송되며, 컴퓨터 프로그램은 의료적 도움이 필요하거나 늦은 사람들을 우선순위에 두어 순례자를 사용 가능한 좌석과 자동으로 매칭한 다음, 전기차를 호출하도록 지시합니다. 만약 운전사가 나타나지 않거나 여정이 취소될 경우, 시스템은 누군가 보상을 신청할 필요 없이 즉시 승객에게 환불을 진행합니다.
시뮬레이션 결과는 놀라웠습니다. 연구진이 결과의 일관성을 확보하기 위해 시나리오를 360회 실행했을 때, 새로운 시스템은 승객의 평균 대기 시간을 70% 이상 단축했습니다. 주요 도로의 교통 정체는 절반으로 줄었으며, 차량이 공회전하며 머무는 시간도 현저히 감소했습니다. 또한 시스템이 카풀을 장려하고 함대의 대다수를 전기차로 전환했기 때문에, 이산화탄소 배출량은 거의 71% 감소했습니다. 아마도 가장 중요한 점은, 이 시스템이 매우 공정하다는 것을 입증했다는 것입니다. 현재 시스템에서는 교통 접근성이 불균형하게 느껴질 수 있지만, 새로운 방식은 탑승 기회의 불평등을 매우 낮은 수준으로 줄여 취약한 순례자들이 추가 비용을 지불하고 줄을 서지 않고도 먼저 서비스를 받을 수 있도록 보장했습니다.
또한 이 연구는 기술이 이토록 거대한 행사에 필요한 엄청난 양의 거래량을 처리할 수 있음을 보여주었습니다. 디지털 시스템은 초당 수백 건의 요청을 처리했으며, 이는 200만 명의 흐름을 관리하는 데 필요한 속도를 훨씬 상회했습니다. 연구진은 결과가 실제 메카의 도로가 아닌 컴퓨터 시뮬레이션에서 생성되었다는 점을 언급하며, 모델이 엄격하며 순례지의 복잡하고 급격한 교통 특성을 반영했다고 밝혔습니다. 그들은 군중 속에서 사람들이 실제로 어떻게 행동하는지 또는 극한의 열기 속에서 전기차를 충전하는 물리적 한계와 같은 실제 세계의 요인들이 실제 배치 시 테스트되어야 함을 인정했습니다. 그러나 시뮬레이션은 공유되고 투명한 데이터와 자동화된 규칙을 구축한 시스템이 수십 년간 하지의 골칫거리였던 혼잡과 오염 문제를 해결할 수 있다는 강력한 증거를 제공했습니다.
궁극적으로, 이 연구는 수백만 명의 무질서한 이동이 더 많은 도로를 건설하는 것이 아니라, 기존 인프라 위에 더 똑똑하고 정직한 디지털 계층을 구축함으로써 통제될 수 있음을 시사합니다. 엄격한 종교적 일정을 모두가 따르기로 합의한 일련의 자동화된 규칙으로 변환함으로써, 시스템은 지속적인 인간의 개입과 서로 다른 집단이 자원을 두고 경쟁할 때 발생하는 의구심을 제거합니다. 연구진은 이 접근 방식이 하지뿐만 아니라 사람들이 효율적이고 안전하게 함께 이동해야 하는 모든 대규모 모임에 대한 청사진을 제공하며, 기술이 고대 전통과 현대적 효율성 사이의 가교 역할을 할 수 있음을 증명한다고 결론지었습니다.
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