본 연구는 교통선진국에서 활발한 연구 및 개발 등을 거쳐 일반화 작업 등이 시행되고 있으며 국내에서도 경찰청과 도로교통공단이 함께 도입을 추진하고 있는 도시교통정보시스템(UTIS : Urban Traffic Information System, 무선교통정보수집제공시스템으로 더 잘 알려짐)을 소개하고, 추후 UTIS 도입 시, 서비스 이용 수요 예측과 실제 소비자인 운전자가 지불 방식별로 만족할 수 있는 적정 이용료에 대하여 연구하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면, 다음과 같다. 첫째 UTIS 서비스 이용 수요 예측 모델을 이항 로짓 모델을 통해 구축하였다. 둘째 UTIS 서비스의 이용료 지불 방식별 이용 행태 예측 모델을 순서형 프로빗 모델을 통해 구축하였다. 셋째, UTIS서비스의 이용 행태별 지불 방식별 선호도를 파악한 뒤, 이용료 지불 방식별로 민감도 분석을 통하여, 이용률의 단위 탄력점을 파악하고, 이용자 측면이 고려된 각 지불 방식별 적정 이용료를 서비스 공급자에게 제시하였다.
UTIS(Urban Traffic Information System)는 프로브차량을 활용하여 도시지역의 구간통행시간 정보를 직접 수집하는 방식으로 타 검지체계에 비해 상대적으로 정확한 링크 속도정보를 산출할 수 있다. 하지만, 현재 UTIS에서는 프로브차량(Probe Vehicle) 및 노변기지국(RSE)의 부족, 시스템 오류 등 다양한 요인에 의해 링크 속도정보의 수집이 누락되는 결측 구간이 발생되고 있다. 본 연구에서는 보다 정확한 여행시간 정보를 제공하기 위한 방안으로 k-NN 알고리즘을 기반으로 결측속도 정보를 효율적으로 보정할 수 있는 새로운 보정모형을 제안하였다. 제안 모형은 각 후보개체(이력 시계열 데이터)의 분포 특성에 따라 최근접이웃 개수를 탄력적으로 조정하는 적응형 k-NN 모형이다. 모형 평가 결과, 제안 모형이 결측정보를 효과적으로 보정 처리할 수 있는 동시에 ARIMA 등 타 모형에 비해 보정 오차를 크게 감소시킬 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제안된 결측 보정 모형은 UTIS 중앙교통정보센터에 직접 적용하여 교통정보 서비스 품질을 향상시키데 활용될 계획이다.
도로교통공단과 경찰청은 2005년부터 전국 주요도시에 교통정보센터, 도로교통정보시스템(UTIS), CCTV, VMS 통신망 등 교통정보 기반시설을 설치하는 "도시지역 광역교통정보 기반확충사업"을 추진 중에 있다. 중앙교통정보센터는 국내 교통정보 허브(Hub) 기능을 담당하는 동시에 표준화된 광역교통정보관리체계의 구축 및 지역간 구분없는 UTIS 교통정보를 제공하는 역할을 수행하고 있다. 본 연구에서는 중앙교통정보센터를 통해 통합 제공되는 UTIS 교통정보 서비스의 효율적 추진과 품질향상을 도모하기 위한 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 최종수요자(End-User) 요구분석, 기존사례검토 및 계층적 분석기법(AHP) 등을 활용하여 UTIS 교통정보 제공서비스의 성과평가지표를 개발하였으며, 평가시행방안을 수립 제시하였다. 개발된 성과평가지표는 총 5개 부문 20개 지표로 구성되어 있으며, UTIS 교통정보 제공에 따른 직접적/간접적 평가가 가능토록 하였다. 본 연구에서 제시된 평가지표 및 평가방법을 활용함으로써 중앙교통정보센터 UTIS 교통정보 제공서비스의 품질 개선을 도모할 수 있을 것으로 기대되며, 타 교통정보시스템의 운영성과 평가 시에도 확장 적용이 가능할 것으로 판단된다.
본 논문에서는 기존 보험사들의 UBI(: Usage Based Insurance) 상품에서는 운전성향에 관한 다양한 데이타를 분석하거나 보험가입자 또는 보험사가 운행기록을 실시간 확인(모니터링)하는 수단으로서 텔레매틱스나 디지털 운행기록장치와 같은 첨단장치를 활용한다. 따라서, 본 연구에서는 무선통신 인프라 기능을 수행하고 있는 도시교통정보시스템(UTIS : Urban Traffic Information System)을 활용하여 PAYD, PHYD 및 MHYD등의 보험 상품을 연계하는 시스템을 개발하고자 한다. UTIS 시스템과 차량 운행기록 장치를 활용하여 운전자 성향을 분석하였다.
본 연구에서는 수도권을 중심으로 구축 운영 중에 있는 ITS 무선통신 인프라인 UTIS 서비스 지역을 확대하는 방안으로 전국에 약 5,000여대가 설치되어 있는 무인단속장비와 UTIS 기지국을 통합하는 방안을 제시하였다. 기존의 UTIS는 25m 높이에 기지국이 설치되고 광통신망을 통해 센터와 통신하는 반면, 무인단속장비는 6.6m 높이에 설치되어 임대 통신망을 통해 센터와 통신하는 등의 차이가 있다. 무인단속장비와 UTIS 기지국의 효율적인 통합방안을 제시하기 위해서 현황분석을 통해 1,628개소의 통합설치 개소를 선정하였고, 현장시험을 통해서 6.6m의 높이에서도 UTIS 요구성능을 만족하는 것을 확인하였다. 또한 통합에 적합한 통신망 및 시스템 구성방안을 제시하였으며, 통합 설치 시 비용 절감효과를 분석하여 현장시스템 구축 비용이 UTIS 기지국 단독 설치 시에 비해 약 1/5 수준으로 절감됨을 확인하였다.
도시지역 광역교통정보 기반확충사업(UTIS)의 초기구축 및 확대구축에 따라 도시부 간선도로의 교통정보 수집, 제공의 기본 기능 외에 기 구축된 UTIS기반 표준체계를 활용한 다양한 응용서비스의 필요성이 대두되고 있다. UTIS기반의 버스우선신호시스템은 UTIS기반의 응용서비스 중의 하나이지만 현재 이론적인 언급만 있을 뿐, 실제적으로 개발된 사례가 없다. 이에 본 연구에서는 UTIS기반의 버스우선신호시스템을 개발하기 위하여 기존의 버스우선신호에 대한 이론 및 선행연구를 고찰을 실시하였다. 그리고 버스우선신호시스템을 하드웨어 및 소프트웨어 부문으로 나누어 UTIS기반의 버스우선신호시스템 개발에 대한 연구를 실시하였다. 또한 개발된 시스템의 적용가능성 및 유효성을 평가하기 위해 경기도 안양시 학운공원 앞 경기글로벌통상고 사거리에 실제 신호제어기를 설치하여 현장적용시험을 수행하였다. 현장적용 시험은 버스정보수신시험, 신호제어기 운영정보 방송시험, 버스우선신호 알고리즘 적용시험으로 나누어 수행하였으며, 현장시험 적용결과 1현시 조기종결, 2현시 조기종결, 3현시 현시연장에 대한 모든 알고리즘이 정상적으로 운영되는 것을 확인하였다. 또한 기 정의된 UTIS 통신규격을 준용하면서 실시간 우선신호 적용에 필요한 1초 단위 버스위치정보 수집 기능과 1초 단위의 신호운영정보 제공이 원할히 수행됨을 확인하였다.
구간통행속도는 도로의 교통상황을 나타내는 중요한 지표이며, UTIS(Urban Traffic Information System)는 도로의 구간 통행속도를 측정하여 제공하는 대표적인 구간속도 측정시스템이다. 시험운영 결과, 프로브 차량의 미통과, 시스템 H/W 및 S/W 오작동 등의 이유로 UTIS 산출 구간통행속도가 도로의 일부 링크에서 결측되는 현상이 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 결측구간에 신뢰성 높은 교통정보를 제공하기 위한 구간통행속도 추정 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 적용하여 현장실험을 실시한 결과 새로운 알고리즘이 추정한 속도들의 정학도가 93.6%로 분석되었다. 이는 새로운 알고리즘이 결측구간의 속도를 비교적 정확하게 추정하여 구간통행속도 산출 정확도를 높여줌을 나타낸다.
구간통행속도는 도로의 교통상황을 나타내는 중요한 지표이며, UTIS(Urban Traffic Information System)는 도로의 구간 통행속도를 측정하여 제공하는 대표적인 구간속도 측정시스템이다. 시험운영 결과, 프로브 차량의 불규칙한 주행궤적, 무선통신 장치의 통신범위 등의 요인으로 UTIS 산출 속도의 신뢰도가 저하되는 현상이 일부 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 오차를 줄이기 위해 UTIS에 포함된 이상치를 제거하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 적용하여 현장실험을 실시한 결과 새로운 이상치 제거 알고리즘이 속도 측정값들 오차백분율의 분산을 기존 알고리즘보다 2배 이상 줄여주는 것으로 분석되었다. 이는 새로운 알고리즘이 이상치를 적절히 처리하여 구간통행속도 산출 정확도를 높여줌을 나타낸다.
교통관련 시스템의 다변화로 기존 ITS시스템을 활용하여 다양한 응용 서비스를 제공하기 위한 필요성이 대두되고 있으며 그 중 UTIS를 활용한 다양한 부가 서비스를 제공하기 위한 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 UTIS의 실시간 교통정보와 기상정보 수집 시스템을 활용한 가변속도제한 시스템 연계방안에 관한 연구를 하였다. 본 시스템을 연계 운영하는 방안으로 기상정보 데이터를 이용하여 적정한 가변속도를 산출하는 방법, UTIS 정보를 이용하여 산출하는 방법 그리고 기상정보와 UTIS의 소통정보에 기상에 따른 가중치를 부여하여 감속도를 산출하는 3가지의 방법에 관하여 연구 하였다. 가장 적합한 감속도를 구하기 위해 통행속도와 노면마찰계수, 종방향 편경사를 이용해 조건에 따라서 변화되는 자동차의 최소정지거리를 산정하는 방법을 이용하였으며 최소정지거리와 운행속도의 관계를 이용하여 최종적으로 필요한 속도를 산출하였다.
본 연구에서는 구간통행시간 정보를 기반으로 하는 신호교차로의 신호시간 산정모형을 개발하였다. 도시교통정보시스템 UTIS와 같이 구간통행시간 정보를 수집할 수 있는 검지체계를 적용하였으며, 결정적 지체모형을 이용하여 통행시간 정보로 부터 포화도 및 수요교통량을 산정하기 위한 모형을 정립하였다. 또한 본 모형은 수요교통량을 이용하여 Webster 모형 기반의 신호최적화를 수행함으로써 교차로 지체를 최소화 시키는 신호시간을 산정할 수 있다. 알고리즘의 효과평가를 위해 VISSIM과 API 도구인 ComInterface를 적용한 미시적 시뮬레이션 분석을 시행하였으며, 이동류의 포화상태를 확인하여 지체 최소화를 위한 신호시간이 산정됨을 확인하였다. 최근 국내 교통관리분야에서는 도시교통정보시스템 UTIS, 첨단교통관리시스템 ATMS와 같아 구간통행시간을 수집할 수 있는 검지체계가 급격히 확산되고 있으며, 본 연구에서는 교통신호운영 분야에서 교통정보시스템을 적용하였다는데 의의가 있겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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