한국시뮬레이션학회논문지 (Journal of the Korea Society for Simulation)

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고속도로 통행량 예측을 위한 새로운 동적 알고리즘

A New Dynamic Prediction Algorithm for Highway Traffic Rate

  • 투고 : 2020.05.04
  • 심사 : 2020.08.18
  • 발행 : 2020.09.30
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초록

본 논문에서는 고속도로 통행량을 보다 정확하게 예측하기 위한 새로운 방법으로 통행량에 대한 누적분포함수를 이용한 동적 예측 알고리즘을 제시한다. 여기서 누적분포함수의 근사함수를 수치적 방법인 내츄럴 큐빅 스플라인(natural cubic spline) 보간법과 레벤버그-마쿼트(Levenberg-Marquardt) 방법을 통해 얻는다. 이 알고리즘은 금융수학에서 활용하는 누적 분포함수를 이용한 난수 생성 알고리즘을 통행량 예측에 알맞도록 새롭게 구조화한 것이다. 이 알고리즘으로 고속도로 통행량을 시뮬레이션하면 실제 통행량과 매우 흡사한 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 이 알고리즘은 고속도로뿐만 아니라 통행량 예측이 필요한 다양한 분야에서 활용할 수 있는 새로운 알고리즘이다.

In this paper, a dynamic prediction algorithm using the cumulative distribution function for traffic volume is presented as a new method for predicting highway traffic rate more accurately, where an approximation function of the cumulative distribution function is obtained through numerical methods such as natural cubic spline interpolation and Levenberg-Marquardt method. This algorithm is a new structure of random number generation algorithm using the cumulative distribution function used in financial mathematics to be suitable for predicting traffic flow. It can be confirmed that if the highway traffic rate is simulated with this algorithm, the result is very similar to the actual traffic volume. Therefore, this algorithm is a new one that can be used in a variety of areas that require traffic forecasting as well as highways.

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