A Integrated Model of Land/Transportation System

The current paper presents a system dynamics model which can generate the land use anq transportation system performance simultaneously is proposed. The model system consists of 7 submodels (population, migration of population, household, job growth-employment-land availability, housing development, travel demand, and traffic congestion level), and each of them is designed based on the causality functions and feedback loop structure between a large number of physical, socio-economic, and policy variables. The important advantages of the system dynamics model are as follows. First, the model can address the complex interactions between land use and transportation system performance dynamically. Therefore, it can be an effective tool for evaluating the time-by-time effect of a policy over time horizons. Secondly, the system dynamics model is not relied on the assumption of equilibrium state of urban systems as in conventional models since it determines the state of model components directly through dynamic system simulation. Thirdly, the system dynamics model is very flexible in reflecting new features, such as a policy, a new phenomenon which has not existed in the past, a special event, or a useful concept from other methodology, since it consists of a lots of separated equations. In Chapter I, II, and III, overall approach and structure of the model system are discussed with causal-loop diagrams and major equations. In Chapter V _, the performance of the developed model is applied to the analysis of the impact of highway capacity expansion on land use for the area of Montgomery County, MD. The year-by-year impacts of highway capacity expansion on congestion level and land use are analyzed with some possible scenarios for the highway capacity expansion. This is a first comprehensive attempt to use dynamic system simulation modeling in simultaneous treatment of land use and transportation system interactions. The model structure is not very elaborate mainly due to the problem of the availability of behavioral data, but the model performance results indicate that the proposed approach can be a promising one in dealing comprehensively with complicated urban land use/transportation system.

토지이용규모와 교통수요의 크기, 그에 따른 혼잡정도를 이들간의 동적상호작용 올 시률레이션화하여 동시에 산출할 수 있는 시스템다이나믹스(System Dynamics)모델 이 제시된다. 이 모렐은 토지이용과 교통에 관계되는 물리적, 사회경제적, 정책적 변수들 간의 상호관계를 나타내는 다양한 함수와 피드백 루프(feedback loop)구조로 이루어져 있다. 전체모텔은 크게 인구, 인구이동, 가구변동, 부문별 고용 및 토지개발, 주택개발, 통 행수요, 혼잡레벨의 7개 서브모렐로 구성되며 각 서브모텔은 다시 부문별로 세분된다. 시스템다이나믹스모델의 주요 장점은 다음과 같다. 첫째, 토지이용과 교통시스템 올 둘러싼 복잡한 변수들 간의 동적 상호작용올 효과적으로 다룰 수 있으며 어떤 정책 에 대하여 시간적 변화에 따른 효과를 평가할 수 있다. 둘째, 시스템다이나믹스모텔은 시 블레이션에 의해 모텔의 결과가 산출되므로 종래의 모텔에서와 같이 토지이용과 교통체 계의 균형상태(equilibrium state)를 가정할 필요가 없다. 세번째로, 시스템다이나믹스모텔 은 다수의 분리된 수식(equations)으로 구성되므로 새로운 변수 -- 특정한 정책, 새로운 현상, 다른 방법론에 기초한 테크늬, 등 -- 들올 도입하기 쉽다. 논문의 앞부분(I, II, III장)에서는 모델의 전반적인 구조를 Causal Loop Flow D Diagram올 중심으로 논하고 있다. 구체적인 수식과 DYNAMO 프로그램, 모델계수의 추정 풍 기술적인 내용은 생략되었다. 이에 대하여는 저자의 박사학위논문을 참조하기 바란다 .. V장이 옹용부분으로서, 도로교통시설의 증대가 토지이용 및 교통수요, 그리고 교 통혼잡에 각 년도별로 어떻게 그 영향이 나타나는가를 메릴랜드의 Montgomery County 지역올 대상으로 검증하였다. 분석결과에 의하면, 도로용량중대의 교통유발효과 ( (Demand-inducing Effect)는 비 교척 낮은 것으로 나타났다. 또, 도로용량이 같더 라도 일 반도로보다 Freeway의 교통유발이 훨씬 큰 것으로 나타났다. 도로용량증대가 토지이용 에 미치는 효과를 보면 용량중대가 없었던 경우와 비교할 때 단기적으로는 차이가 거의 없으나 장기적으로는 큰 차이를 미치고 있다. (인구증가의 경우 도로시설올 설치하지 않 올 경우보다 4년후에는 8% 차이에 불과하나 19년후에는 15.5%의 차이를 보여주고 있다.) 이 논문은 다이나믹 시스템시율레이션올 이용하여 토지이용과 교통수요 및 혼잡 도 간의 상호작용을 종합적으로 다룬 첫번째 시도라 생각된다. 이 토지이용/교통모텔은 광범위한 규모를 다룬 매크로시률레이션모델로서 정교한 수준까지 발전시키려면 아직 많 은 후속작업이 필요할 것으로 보이지만, 현재까지의 결과로 볼 때 복잡한 토지이용과 교 통시스템을 종합적으로 다룰 수 있는 유력한 도구가 될 수 있올 것으로 평가된다.