• 제목/요약/키워드: 통행기반 모형

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비대칭 비용함수 기반의 통행배정모형 해석에 관한 연구 (Study on the Solution of the Assignment Model Based on an Asymmetric Cost Function)

  • 박준환;신성일;임용택
    • 대한교통학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.161-170
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    • 2007
  • 본 연구에서는 통행배정 모형이 갖는 여러 가지 가정 중 대칭적 통행비용 함수를 갖는 가정을 극복할 수 있는 방법에 대해 살펴보았다. 통행배정 문제에 있어서 대칭적 비용함수 가정이라는 것은 링크의 통행비용은 다른 링크의 교통량에 전혀 영향을 받지 않는 않으면서, 동시에 해당 링크를 통과하는 단하나의 수단에 의해서만 결정된다는 의미이다. 본 연구에서는 이러한 가정을 극복할 수 있는 비대칭 통행배정모형의 특성을 살펴보고, 그 해석 모형에 대해 고찰하였다. 이 때 대표적 비대칭 통행배정 문제인 다수단 통행배정 모형을 중심으로 문제를 정의하여 검토하였다. 대각화(Diagonalized) 알고리즘과 Column Generation에 기반한 heuristic 모형을 다수단 통행배정 모형에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 그 과정을 통해 대각화 알고리즘은 초기해의 수단과 수렴기준 수단에 따라 서로다른 해를 갖는 복수의 평형해(Equilibria)특성을 가지고 있음을 확인하였다. 그에 비해 Column Generation에 기반한 heuristic 모형은 Euclidean Norm을 이용한 부분최적화를 통해 복수의 평형해(Equilibria)에 관한 문제점을 개선할 수 있었다.

교차로 지체를 고려한 통행시간함수 개발 (Development of Travel Time Functions Considering Intersection Delay)

  • 오상진;박상혁;박병호
    • 대한교통학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.63-76
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    • 2008
  • 본 연구는 교차로 지체를 고려한 통행시간함수를 개발하고, 이를 도시가로망에 적용하여 분석하는데 그 목적을 두고 있다. 이는 기존 통행배정 모형이 교차로 지체를 적절히 고려하지 못하고 있다는 분석에 근거하고 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 링크의 통행시간을 구간 순행시간과 교차로 지체시간으로 구분하고, 청주시 주행속도, 교통량, 기하구조 및 신호운영 자료 등을 수집하여 계획단계에 적절한 구간 순행시간과 교차로 지체시간 산출모형을 구축하고, 이를 통행배정 단계에 적용하여 그 타당성을 분석하는데 중점을 두고 있다. 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 교차로 지체시간을 산출하기 위해 교차로의 녹색시간비 대신 접근로의 차로수비율을 교차로 유형별로 보정한 후, 이를 실제 녹색시간비율과의 t-검정을 시행하여, 평균값에 차이가 없다는 귀무가설을 기각할 수 없는 것으로 분석되어, 보정 차로수비율을 모형구축에 적용하였다. 둘째, 기존의 BPR모형과 보정 차로수비를 이용한 균일지체기반 수정모형 및 Webster기반 수정모형을 청주시 가로망에 EMME/2를 활용하여 통행배정하여 주행속도 조사자료와 비교한 결과, BPR모형은 교차로 지체의 영향을 반영하지 못하는 것으로 나타난 반면에 균일지체기반 수정모형과 Webster기반 수정모형은 관측된 조사자료에 보다 근접한 결과를 보였다. 셋째, 이들 모형의 배정결과와 실측 통행시간, 교통량, 평균통행속도간 통계검증 결과 통행시간 분리모형이 BPR모형 보다 실측치와의 통계적 오차가 감소하는 것으로 분석되었다.

도시부 도로 네트워크에서 교통신호제어와 결합된 경로기반 통행배정 모형 연구 (A Methodology of Path based User Equilibrium Assignment in the Signalized Urban Road Networks)

  • 한동희;박준환;이영인;임강원
    • 대한교통학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.89-100
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    • 2008
  • 교통신호와 개별 통행자의 경로선택은 서로 상호작용하는 관계이다. 통행자의 경로 선택은 교통신호에 따라 결정될 수 있으며 또한 최적의 교통신호 역시 이동류별 교통량에 따라 달라지게된다. 본 연구는 양방향 링크를 포함하는 4현시 교차로로 구성된 네트워크에서 모든 이동류에 대하여 교통신호의 영향을 반영할 수 있는 통행배정 모형을 구축하고 이를 신호최적화 문제와 결합하여 네트워크의 총 지체를 최소화하는 신호제어변수와 통행배정 결과를 산출하는 모형을 bi-level problem으로 구축하였다. 본 연구에서 사용된 경로기반 통행배정 모형은 M.H. Xu 등이 제한한 Column Generation 방법의 일종인 heuristic Equilibrium Assignment 기법을 기반으로 하여 교차로의 이동류별 통행비용을 고려할 수 있도록 수정하여 구성하였으며 지체최소화를 목적함수로하는 신호최적화 방법론으로는 Genetic Algorithm을 사용하였다. 본 모형을 모의네트워크에 적용하여 실험한 결과 네트워크의 통행비용함수를 최소화하는 신호변수와 통행자의 경로선택 결과를 산출하였다.

도시기반시설과 고령자 통행의 상관관계 분석: 행정동 단위 대중교통 통행유입 모형을 중심으로 (Relationships Between Urban Infrastructure and Travel by the Elderly: Based on the Public Transit Trip Attraction Model for Dong)

  • 이숭봉;정동재;장수은
    • 대한교통학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.268-275
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    • 2015
  • 우리사회가 초고령 사회로 빠르게 진입하면서 고령자를 고려한 교통정책에 대한 관심이 증가하고 있다. 그동안 고령자 통행에 관한 상당한 연구가 수행되었으나, 고령자 통행의 시공간적 특성을 체계적으로 분석한 연구는 많지 않았다. 이에 본 연구는 대중교통 통행유입 모형을 바탕으로, 고령자 통행의 시간적 특성은 시간대별 모형으로, 공간적 특성은 도시기반시설 자료를 독립변수에 포함하여 설명하고자 하였다. 분석결과, 고령자 통행에 주로 영향을 미치는 도시기반시설은 대중교통시설과 상업면적, 병원수로 나타났으며, 특히 09시-17시 사이에 영향이 큰 것으로 파악되었다.

시뮬레이션 부하기법을 이용한 경로기반 동적통행배정모형의 개발 (Path-based Dynamic User Equilibrium Assignment Model using Simulation Loading Method)

  • 김현명;임용택;백승걸
    • 대한교통학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.101-113
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    • 2001
  • 지난 20여년간 연구자들이 가장 주목한 분야 중 하나가 동적 통행배정모형(Dynamic Traffic Assignment model) 분야다. 그러나 현재까지 발표된 많은 모형들은 모형의 안정적인 수렴성과 동적 통행배정모형이 갖는 많은 제약식들을 동시에 만족시키기에는 미흡한 상태였다. 이는 동적모형이 실시간 적용되기 위해서는 이용자의 경로선택문제 뿐만 아니라 각 링크의 대기행렬 길이, 통행시간, 유입·유출 교통량의 동적 변화가 교통류이론에 부합하도록 설계되어야 하기 때문이다. 이런 측면에서 기존에 주로 사용되던 링크기반(link-based)의 통행배정 알고리즘은 위와 같은 동적 특성들을 모두 만족시키기에는 한계가 있다. 링크기반모형의 경우, 각 링크에 대해 여러 제약식 (flow Propagation, FIFO constraint 등)들을 개별적으로 만족시켜야 하는데, 실제 이러한 작업은 모형을 매우 복잡하게 만들뿐만 아니라 실제 현실상의 교통류 특성을 비현실적으로 표현하는 결과를 낳기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위하여 시뮬레이션을 이용한 경로기반(Path-based) 동적 통행배정모형을 제시하고자 한다. 차량의 흐름을 좀 더 현실적으로 표현하기 위하여 개별 링크의 교통류상태를 point queue 이론으로 설명하였다. Point queue 이론은 각 링크 유출부에서의 유출교통량 및 대기시간을 전통적인 대기행렬 이론에 근거해 모형화하는 것으로 본 연구에서 실험한 결과 각 링크의 대기행렬 변화추이를 묘사하는데는 합리적인 것으로 분석되었다. 또한, 시간 종속적 기종점 교통량을 교통망에 부하하기 위해 Simulation Loading Aalgorithm(SLA)을 개발하였다. SLA를 point queue 이론과 결합할 경우 별다른 명시적 제약없이도 앞에서 언급한 제 약식들을 만족시킬 수 있으며, 동적 통행배정모형이 갖추어야 할 두 가지 필요조건 즉 수렴성과 현실적인 교통류의 동적 변화를 묘사하는 것으로 판단되었다.

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"유사 통행행태 집단"의 Trip-chaining을 고려한 통행발생 모형 (A Study on Trip Generation Model considering Trip-chaining by Behavioral Homogeneous Person Group)

  • 이선하;윤진숙
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권5D호
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    • pp.709-716
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    • 2006
  • 최근 들어 싱글족, 맞벌이 부부 증가 등 가구구성 체계에 많은 변화가 발생하였고, 이로 인한 개인들의 일상적인 업무수행의 변화는 통행행태에도 지대한 영향을 미치게 되었다. 이 중 중요한 특징 중의 하나는 예를 들어 출근 중에 자녀들을 등교시키거나, 퇴근 길에 구매 또는 여가활동을 수행하는 다수의 통행목적을 하나의 out-going 통행으로 처리되는 비중이 늘고 있다는 것이다. 따라서 통행을 하나의 목적을 수행하기 위하여 독립적으로 발생하는 것이 아닌 하루 동안 개인이 다양한 활동을 수행하기 위하여 장소를 이동한 activity-based 개념의 통행고리의 형태로 파악하고 이에 기반 한 통행발생 모형의 필요성이 높다. 본 논문은 통행발생 모형에 있어서 직업, 승용차 보유여부 등을 기준으로 "유사한 통행특성"을 갖는 집단을 분류하고, 집단별 구성원들의 평균적인 1일 중 activity diary를 분석하여 업무수행 순서, 통행고리별 발생시간, 이용 교통수단 등 통행특성에 의하여 총 통행량을 추정하는 모형을 개발하였다. 실증적인 검증으로서 공주시 가구통행실태조사를 수행하여 "유사통행행태" 집단의 분류, 집단별 통행행태의 특성과 이에 기초한 교통지구 별 통행발생량을 추정하였다. "유사통행행태" 집단의 구분은 통행발생에 있어서 유의성이 높은 설명인자인 직업과 승용차의 보유여부, 학생인지의 여부를 기준으로 하였다. 분석결과 이와 같은 구분기준이 기존 국내 교통계획모형에서 일반적으로 적용되고 있는 산업군 분류기준에 비하여 비교적 통행특성을 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다. 또한 집단별 통행고리 특성에 기반 한 통행발생 추정 결과 교통지구별 통행발생량들이 교통지구별 인구, 직장인수, 자동차 보유율과 인구유입시설 등의 각종 사회 경제지표의 특성 등도 잘 반영하는 것으로 나타났다.

수도권 통행 특성을 고려한 통행시간가치 산정 연구 (Calculation of Travel Time Values in Seoul Metropolitan Area Considering Unique Travel Patterns)

  • 김경현;이장호;윤일수
    • 대한교통학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.481-498
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    • 2017
  • 교통시설 투자사업에 대한 타당성조사 시 가장 큰 비율을 차지하는 편익항목은 통행시간 절감편익이며, 이는 통행시간가치를 이용하여 산정한다. 현재 예비타당성조사 표준 지침(5판)에서는 1999년 전국 지역 간 통행 조사 자료를 기반으로 산정된 업무통행 대비 비업무통행 통행시간가치의 비율을 이용하여 비업무통행 통행에 대한 시간가치를 산정하였으며, 여기에 수도권 통행목적 비율과 재차인원을 적용하여 수도권에 대한 통행시간가치를 산정하였다. 수도권 통행은 전국 지역 간 통행과 다른 통행특성을 가지고 있다. 수도권 통행의 경우 복합 대중교통 수단을 이용한 환승이 빈번하게 발생하고 있으며, 통근통행에 장시간을 소요하고 있다. 따라서 본 연구에서는 타당성조사 관련 지침의 통행시간가치 산정방법을 개선함으로써 수도권의 통행 특성을 반영한 통행시간가치를 산정하였다. 수도권 통행 특성 반영을 위하여 기존 비업무통행에 포함된 통근통행을 분리하여 통근통행에 대한 통행시간 가치를 별도로 산정하였다. 통근통행 모형과 비업무 통행 모형에 대한 우도비 검정통계량 검정 결과 두 모형은 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 또한 수도권 통합요금제 시행에 따른 통행 여건을 반영하기 위하여 대중교통 통합 모형을 구축하였다. 대중교통 통합모형의 버스와 지하철의 계수 비교결과 두 수단간 계수는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 분석되었다.

GRU 기반의 도시부 도로 통행속도 예측 모형 개발 (Development of a Speed Prediction Model for Urban Network Based on Gated Recurrent Unit)

  • 김호연;이상수;황재성
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.103-114
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    • 2023
  • 본 연구에서는 도시부 도로의 다양한 자료를 수집하여 통행속도 변화에 대한 영향을 분석하였고, 이와 같은 빅데이터를 활용하여 GRU 기반의 단기 통행속도 예측 모형을 개발하였다. 그리고 Baseline 모형과 이중지수평활 모형을 비교 모형으로 선정하여 RMSE 지표로 예측 오차를 평가하였다. 모형 평가 결과, Baseline 모형과 이중지수평활 모형의 RMSE는 평균 7.46, 5.94값으로 각각 산출되었다. 그리고 GRU 모형으로 예측한 평균 RMSE는 5.08 값이 산출되었다. 15개 링크별로 편차가 있지만, 대부분의 경우 GRU 모형의 오차가 최소의 값을 나타내었고, 추가적인 산점도 분석 결과도 동일한 결과를 제시하였다. 이러한 결과로부터 도시부 도로의 통행속도 정보 생성 과정에서 GRU 기반의 예측 모형 적용 시 예측 오차를 감소시키고 모형 적용 속도의 개선을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

신호제어를 고려한 가로망 설계모형의 구축에 대한 연구

  • 강환민;박창호
    • 대한교통학회:학술대회논문집
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    • 대한교통학회 1998년도 제34회 추계 학술발표회
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    • pp.115-115
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    • 1998
  • 가로망은 사회의 발전과 더불어 날로 늘어나고 있는 통행수요를 직접적으로 처리하게 되는 기반시설이다. 따라서 가로망의 구성과 운영은 심각하게 대두되고 있는 교통혼잡 등의 제반문제들을 해결하기 위해 기본적으로 고려되어야 한다. 이를 위해서 연구되어온 가로망 설계 모형들은 새로운 도로의 건설이나 기존 도로의 확장 등을 통해 가로망을 조정하여, 사용자들의 선택에 영향을 줌으로써 통행 흐름을 원활하게 하고자 한다. 이러한 가로망 설계 과정에서 사용자들에 의해서 초래된 통행비용의 개선과 이를 위해 사용된 투자비용 사이의 관계를 고려하여 적절한 대안을 선택하게 된다. 일반적으로 도시부의 경우, 차량들의 통행패턴은 가로망의 물리적 구성(기하구조, 용량 등)뿐만 아니라, 신호제어(주기, 녹색시간 등)에 의해서 결정된다. 그러므로 가로망 설계 모형에서 고려되는 사용자의 통행비용의 경우, 단순히 가로망의 통행시간 뿐만 아니라 신호제어에 의해서 부가되는 지체도 고려해야 하며, 이를 통해 가로망의 계획단계에서 중요하게 생각해야하는 요소의 하나인 차량의 이동성과 접근성의 부여도 가능하게 될 것이다. 즉, 이동성을 중요시하는 도로와 접근성을 위주로 하는 도로 각각의 기능에 부합하는 가로망 설계가 필요한 것이다. 위에서 언급한 것처럼 기존의 가로망 설계모형의 경우, 단순히 용량의 변화에 대한 링크 통행시간과 이로 인한 통행량의 변화만을 고려하고 있는 상황이다. 하지만, 도시부에서 실제 차량의 통행패턴은 단순히 도로의 기하학적 용량뿐만 아니라, 교차로에서의 신호제어에 의한 지체에도 상당한 영향을 받게 되며, 가로망 설계 모형에서 이를 반영할 수 있어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 신호제어의 영향들을 고려함으로써 가로망 설계 과정에서 가로망의 상반된 역할인 이동성과 접근성의 비교가 가능한 보다 현실적인 가로망 설계 모형을 구축하고자 한다. 지금까지 소개된 가로망 설계모형들은 용량변화에 대한 설계변수의 형태에 따라 이산적 가로망 설계 모형과 연속적 가로망 설계모형으로 나뉘어지게 된다. 본 논문의 경우, 계산속도의 향상 측면에서는 연속적 가로망 설계 모형을 도입할 수 있지만, 이때 요구되는 도로용량이 이산적인 변수(차선 수)로 결정되어야만 신호제어 변수를 결정할 수 있기 때문에, 이산적 가로망 설계 모형이 사용된다. 하지만, 이산적 설계모형의 경우 조합최적화 문제이므로 정확한 최적해를 구하기 위해서는 상당한 시간이 소요되며, 경우에 따라서는 국부 최적해에 빠지게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 우선 이상적 모형의 근사화, 혹은 조합최적화문제를 위해 개발된 Simulated Annealing기법의 적용, 연속적 모형의 변수를 이산화하는 방법 등 다양한 모형들을 고려해 본 뒤, 적절한 모형을 적용할 것이다. 가로망 설계 모형에서 신호제어를 고려하기 위해서는 주어진 가로망에 대한 통행 배정과정에서 고려되는 통행시간을 링크통행시간과 교차로 지체시간을 동시에 고려해야 하는데, 이러한 문제의 해결을 위해서 최근 활발히 논의되고 있는 교차로에서의 신호제어에 대응하는 통행배정 모형을 도입하여 고려하고자 한다. 이를 위해서 지금까지 연구되어온 Global Solution Approach와 Iterative Approach를 비교, 검토한 뒤 모형에 보다 알맞은 방법을 선택한다. 차량의 교차로 통행을 고려하는 performance function의 경우 비신호 교차로와 신호교차로에 대한 적절한 비교가 현재로서는 고려되고 있지 못하기 때문에, 구성되는 가로망의 경우 신호교차로들로만 구성되며, 부득이한 경우 입체교차의 형태로 구성되는 것으로 가정한다. 실제 가로망의 경우, 교통향이 많은 도시부의 경우 주가로망은 대부분 신호교차로와 입체교차로 구성되기 때문에 가능할 것으로 생각된다. 기존의 신호제어 모형과 가로망 설계모형을 결합하여 통합된 가로망 설계모형의 구축하기 위해, 기존의 연구결과들을 종합하여 보다 적절한 모형을 선택하고, 개선하며, 이의 적용성을 시험하기 위해서, 가상 가로망을 구성하여 모형의 적용 결과를 분석한다.

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우리나라 대형 화물차의 통행사슬 분석:활동기반모형 적용 (An Activity-Based Analysis of Heavy-Vehicle Trip Chains)

  • 조창현;김찬성;성홍모
    • 한국경제지리학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.192-202
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    • 2008
  • 통행수요예측을 위한 기간의 활동기반모형은 통행자가 어떠한 활동에 무슨 교통수단을 이용하여 도달하고, 어떻게 시간을 소비하고 누구와 같이 활동을 하는지에 대한 물음에 답하기 위해 여객 중심으로 진행되었으며, 활동기반 혹은 통행기반 가구통행실태 조사 자료가 분석에 사용되었다. 본 연구는 여객이 아닌 화물차 운전자를 연구 대상으로 하며, 하루 동안 화물관련 활동이 기록된 자료가 사용된다. 여객의 통행이 통행자의 주관이 강하게 반영된 의사결정의 결과물이라면, 화물의 경우 화주와 운송업체의 영향이 크게 반영된 스케줄의 결과물이라는 차이가 있다. 본 연구는 여객의 활동기반 통행분석의 기법을 적용하여 대형 화물차의 통행사슬을 분석한다. 본 연구는 2005년에 수행된 제3차 전국물류현황조사 자료 중 8톤 이상 대형 화물자동차 운행다이어리 자료를 이용하였으며, 분석에 사용된 자료의 특징은 화물차 운전자가 하루 동안 통행한 운행 일지를 기록한 것으로 적재능력, 적재품목, 적재상태, 도착지, 도착시간 등이 기록된 것이다. 분석 결과, 영업용과 자가용 별로 도착지, 도착지유형, 적재품목 시퀀스에서의 차이를 확인할 수 있었으며, 이들을 통합한 다차원 시퀀스 역시 차이가 있음을 확인하였다.

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