• 제목/요약/키워드: demand curve

검색결과 240건 처리시간 0.022초

내진성능의 증분동적해석을 위한 비선형 약산법의 비교 검토 (Comparison of Approximate Nonlinear Methods for Incremental Dynamic Analysis of Seismic Performance)

  • 배경근;유명화;강병두;김재웅
    • 한국지진공학회논문집
    • /
    • 제12권1호
    • /
    • pp.79-87
    • /
    • 2008
  • 구조물의 내진 성능 평가는 구조물에 가해진 지진력에 대한 변위요구와 같은 구조물의 성능 평가를 필요로 한다. 증분동적해석(IDA)은 지진하중에 대한구조물의 성능 평가를 위해 최근에 알려진 해석 방법이다. 이 방법은 구조물의 탄성 단계에서부터 항복, 파단에 이르기까지 지반가속도의 증가 수준에 따른 구조물의 전체 거동을 파악할 수 있는 방법이다. 대부분의 구조물들은 강한 지진을 받을 경우, 비선형 거동의 변형이 예상된다. 여러 가지 비선형해석법 가운데 구조물의 내진역량을 계산하기 위한 가장 정확한 방법은 비선형 시간이력해석(NRHA)이긴 하나 많은 시간과 노력이 요구되고 있다. 따라서 구조물의 비선형 거동을 보다 간편하게 예측하기 위한 정확하고 실용적인 비선형 약산해석법에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 비선형 모드중첩법(UMRHA)은 pushover곡선으로부터 구한 등가단자유도계를 비선형 시간이력해석 또는 응답스펙트럼을 이용하여 구조물의 비선형 응답을 구할 수 있는 방법이다. 직접스펙트럼해석법(DSA)은 pushover 해석으로부터 구조물의 선형 진동주기와 항복강도를 구한 다음, 반복계산 없이 비선형 응답을 직접 산정하는 약산법이다. 본 연구에서는 내진성능의 증분동적해석을 위한 비선형 약산법의 정확성과 신뢰성을 비교 검토한다.

교량의 지진취약도에 대한 속도 펄스를 가진 지반운동의 영향 (Effect of Velocity-Pulse-Like Ground Motions on Seismic Fragility of Bridges)

  • 김예은;꽁씨나;꽁씨닛;문지호;송종걸
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • 제37권2호
    • /
    • pp.119-131
    • /
    • 2024
  • 일반적으로 속도 펄스를 가진 지반운동이 속도 펄스가 없는 지반운동에 비하여 구조물에 보다 큰 손상을 줄 수 있다고 알려져 있다. 지진가속도기록으로부터 속도 펄스의 유무의 판정과 이를 정량화하는 연구가 현재 많이 진행되어 오고 있다. 기존 지진기록들을 단층으로 떨어진 거리를 기준으로 원거리 지진과 근거리 지진으로 구분하였다. 또한, 근거리 지진은 속도 펄스의 유무를 정량화하여 펄스를 가진 지진과 펄스를 가지지 않은 지진으로 구분하였다. 최종적으로 각 지진그룹별로 40개의 원거리지진, 40개의 속도 펄스를 가진 근거리 지진과 40개의 속도 펄스를 가지지 않은 근거리 지진을 선정하였으며, 총 120개 지진가속도 기록을 지진취약도 평가를 위한 지진해석에 사용하였다. 세 그룹의 지진을 이용하여 납-고무받침과 탄성받침을 가진 두 종류의 예제교량에 대한 지진응답을 평가하여 확률론적 지진요구도 모델을 작성하였다. 확률론적 지진요구도 모델을 이용하여 지진취약도 해석을 수행하여 속도 펄스의 유무에 따른 지진취약도 영향을 분석하였다. 지진파의 속도 펄스 유무에 따른 지진취약도 곡선의 비교 결과로부터, 속도 펄스를 가진 지진의 지진취약도가 속도 펄스가 없는 지진의 지진취약도가 약 3배~5배 정도 정도 크게 나타난다. 이는 속도 펄스를 가진 지진의 경우가 그렇지 않은 지진의 경우에 비하여 교량의 손상 피해가 크다는 것을 의미한다.

맹종죽의 수간곡선식 및 수간재적표 추정 (Estimation of Stem Taper Equations and Stem Volume Table for Phyllostachys pubescens Mazel in South Korea)

  • 배은지;손영모;강진택
    • 한국산림과학회지
    • /
    • 제111권4호
    • /
    • pp.622-629
    • /
    • 2022
  • 본 연구는 우리나라 대나무 중 맹종죽에 대해 수간곡선식을 도출하고, 이를 이용하여 재적표를 개발하기 위하여 수행되었다. 맹종죽의 수간곡선식을 도출하기 위하여 Max & Burkhart, Kozak, Lee의 세 가지 수간곡선 모형을 이용하였다. 대나무는 목질 특성 상 내부가 비어 있기 때문에 수간 외직경과 내직경을 산출하고, 이를 연결하여 수간곡선화 하였다. 세가지 수간곡선 모형을 이용하여 수간 외직경 및 내직경을 추정한 결과, Kozak 모형이 적합도지수가 가장 높고, 오차 및 편의가 가장 적어 최적 수간곡선식으로 선정되었다. Kozak 식으로 맹종죽의 수간고별 직경을 추정하고 수간곡선을 도식화하였다. 수간곡선식에 대한 잔차도를 확인한 결과, 잔차가 모두 "0"을 중심으로 분포하여 식의 적합성이 입증할 수 있었다. 맹종죽의 재적 산출을 위해 내직경, 외직경에 대해 각각 연결한 수간곡선식을 회전시켜 회전입방체를 만들었으며, Smalian 구분구적법으로 재적을 계산하였다. 외직경으로 산출된 재적에서 내직경에 의해 산출된 재적을 공제하여 맹종죽의 재적을 도출하였다. 맹종죽의 재적은 일반용재인 일본잎갈나무 재적과 비교해 볼 때, 그 양이 20~30%에 불과한 것으로 나타났다. 그러나 맹종죽의 현재 ha당 본수와 매년 발생되는 죽순의 양을 고려한다면 개체목의 재적은 다른수종에 비해 상대적으로 적더라도, ha당 재적은 유사하거나, 오히려 더 많을 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 국내 최초로 맹종죽의 수간곡선식 및 수간재적표가 개발되었으며, 공익 및 산업 수요 확대가 예상되는 대나무에 대한 매각 거래, 탄소흡수량 산정 등에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

전처리 방법에 따른 하수처리장 유입수에서의 미세플라스틱 성상분석 평가 (Evaluation of microplastic in the inflow of municipal wastewater treatment plant according to pretreatment methods)

  • 김성렬;길경익
    • 한국습지학회지
    • /
    • 제24권2호
    • /
    • pp.83-92
    • /
    • 2022
  • 전세계적으로 플라스틱에 대한 수요가 늘어감에 따라 플라스틱 폐기물의 양이 증가하고 있다. 수계 내에서의 미세플라스틱의 위해성에 대한 평가 기준에 대해서는 아직 많은 연구가 필요하지만 대체적으로 미세플라스틱을 성질 개선을 위해 첨가하는 화학물이 유독하다는 사실은 여러 문헌을 통해 증명되어있다. 하수처리장(MWTP)은 오수를 처리하는 시설로서 가정에서 발생하는 미세플라스틱이 모이는 미세플라스틱이 모이는 장소이다. 따라서 MWTP 에서의 미세플라스틱 분석이 필요한 상황이지만 이를 진행하기 위해 표준화된 방법이 아직은 없다. 따라서 본 연구에서는 MWTP에서 미세플라스틱 검출을 위한 하수 시료에 적용할 수 있는 최적의 방법론을 조사해보고자 한다. 본 연구에서는 J 하수 처리장에서 수집한 유입수 샘플로부터 미세플라스틱을 분석하는 다양한 전처리 방법 중에서 하수처리장 샘플에 가장 널리 사용되는 펜톤산화와 H2O2 산화법을 선정하였다. 각 전처리 방법별로 측정에 오차를 발생시킬 요소들이 있었으며, 이를 극복하기 위해 펜톤산화 전처리의 경우 밀도분리법 대신 여과를 진행하여 분석을 진행하는 것이 추천되며, H2O2 산화법의 경우 반응 이후 증류수로 세척하는 과정이 필요해 보인다. 분석 결과 미세플라스틱의 농도는 H2O2 산화법을 이용한 샘플의 경우 2.75 ea/L, 펜톤산화법을 이용한 샘플의 경우 3.2 ea/L 로 측정되었으며 대부분 섬유형태로 존재하였다. 또한 정량분석을 현미경을 이용해 육안으로 진행하기 때문에 측정 결과에 대한 신뢰성을 보장하기가 어렵다고 판단해 검정곡선을 만들었다. 총 3개의 검정곡선이 그려졌으며 해당 검정곡선들을 분석한 결과 R2 값이 전부 0.9 이상이였으며 이는 정량분석에 대해 높은 신뢰성을 보장한다. 정성분석으로 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 계열에 대해선 판단할 수 있었지만 각 미세플라스틱의 화학적인 조성에 대해선 확인할 수 없었다. 향후 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 화학적 조성에 대해서 확인하기 위해서 이번 연구를 활용할 수 있을 것이다.

전환 비용이 반영된 선택 기반 확산 모형을 통한 신.구 상품간 대체 및 경쟁 예측: 신.구 유료 방송서비스간 대체 및 경쟁 사례를 중심으로 (Forecasting Substitution and Competition among Previous and New products using Choice-based Diffusion Model with Switching Cost: Focusing on Substitution and Competition among Previous and New Fixed Charged Broadcasting Services)

  • 고대영;황준석;오현석;이종수
    • 마케팅과학연구
    • /
    • 제18권2호
    • /
    • pp.223-252
    • /
    • 2008
  • 본 연구에서 우리는 시장 자료가 부족한 상황에서 개인레벨과 총량레벨 모두에서 신상품들과 기존 상품들 간의 동태적 대체, 경쟁을 예측하는데 적합하도록 전환비용 요소가 포함된 신 구상품간 대체 경쟁 예측 선택기반 확산 모형을 제안하고자 한다. 추가적으로, 우리는 제안된 모형을 디지털 케이블 TV, IPTV 등이 포함된 신규 유료 양방향 방송서비스들과 기존의 아날로그 케이블 TV가 대표하는 구 유료 방송 서비스간에 벌어지는 대체 및 경쟁 예측 사례에 적용하여 본 모형의 의의를 밝히며, 또한 관련된 실증적 시사점을 도출하고자 한다. 실증 적용 결과, 유료 방송서비스 시장에 있어선 기존 상품과 전환 비용을 고려하지 않고 신상품 수요 예측을 하는 경우, 초기 확산 속도를 과대 추정하거나 왜곡된 예측 경향이 존재하여, 보다 현실적이고 보수적인 신상품 수요 예측을 위해 이들의 반영이 필요함을 밝혀, 본 연구에서 제안된 모형의 의의를 확인할 수 있었다. 또한, 제안된 모형이 S자 곡선을 미리 가정하기보다, 실증 대상의 속성이 소비자의 상태전환에 미치는 영향의 정도에 따라 유연한 형태의 총량시장 성장 곡선을 도출함을 확인하였다. 실증적으로는 여러 가격 조합에 대해 IPTV가 디지털 케이블 TV에 비해 더 선호되어 가입자 확보 면에서 우위에 있을 것임을 확인할 수 있었다. 한편, 기존 상품인 아날로그케이블 TV의 경우 열위의 서비스 속성에도 불구하고, 가격에서의 우위와 높은 전환비용의 존재로 인해 급격한 대체보다 점진적인 대체가 이루어질 가능성이 큼을 알 수 있었다.

  • PDF

수질오염물질 감소의 편익 추정 -수질총량제하 가상배출권시장 개념의 적용- (Valuation of the Water Pollution Reduction: An Application of the Imaginary Emission Market Concept)

  • 한택환;이효창
    • 자원ㆍ환경경제연구
    • /
    • 제23권4호
    • /
    • pp.719-746
    • /
    • 2014
  • 본 연구는 수질오염물질에 대한 가상적 배출권거래시장을 상정하여 균형배출권가격을 도출함으로써 수질개선에 따른 편익을 추정하려고 시도하였다. 우리나라에서는 낙동강수계를 비롯하여 주요 수계에 수질오염물질 총량관리제도가 실시되고 있다. 사회적으로 바람직스러운 배출총량을 결정함으로써 국민과 정부는 암묵적으로 수질오염물질의 경제적 가치를 결정한 것과 같다고 할 수 있다. 각 지자체별로 수질오염물질 배출상의 제약으로 인하여 희생된 경제적 기회비용이 발생할 것이며 이 기회비용의 크기가 수질오염물질의 경제적 가치이기 때문이다. 이 가상적 배출권거래시장에서의 균형가격을 수질 총량제하의 수계전체의 배출총량과 지자체별 할당에 의하여 암묵적으로 결정된 수질오염물질 배출의 단위당 가치라고 해석할 수 있다. 배출량과 편익의 관계로부터 한계순편익함수를 도출하고 지자체별 배출허용총량을 이용하여 개별배출권 초과수요함수를 구성하여 균형배출권가격을 도출하였다. 추정 결과 배출권시장의 균형배출권가격이 1,409.3원/$kg{\cdot}BOD$으로 추산되었다. 이는 외국의 사례와 비교하여 적정한 수준이라 평가되며 이러한 배출권가격은 수질 오염물질의 단위당 경제적 가치를 산정하여 수질변화를 수반하는 사업의 B/C분석에 직접적으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

국내 배출권 거래시장 활성화 방안에 관한 연구 (A Study on the Market Design of Designing GHG Emissions Trading)

  • 박순철;최기련
    • 자원ㆍ환경경제연구
    • /
    • 제14권2호
    • /
    • pp.493-518
    • /
    • 2005
  • 최근 기후변화협약이 체결된 지 10여 년 만에 러시아가 교토의정서를 비준함으로써 2005년 2월 16일 온실가스 감축의무를 규정한 교토의정서가 국제법으로서 발효되었다. 우리나라는 현재 국제적인 온실가스 감축의무는 없는 상황이지만, 내년부터 시작될 제2차 공약기간에 관한 국가 의무부담 협상시 선진국으로부터 상당한 압력을 받게 되리라는 전망은 단순한 기우가 아니다. 우리나라가 제2차 공약기간에 온실가스 감축 의무국으로 지정될 경우, 정부를 중심으로 산업부문을 필두로 의무감축량을 배분할 개연성이 높으며, 이 경우 산업부문에서는 다시 업종별, 더 나아가 개별 기업단위로 감축의무가 확대될 것으로 사료된다. 문제는 개별 사업체가 감내해야 하는 감축량의 수준과 부담해야 하는 감축비용의 수준이다. 본 연구에서 과거 배출권 모의거래에 참여했던 국내 11개 기업(전체 온실가스 배출량의 31.5%, 2002년 기준)을 대상으로 살펴본 바에 따르면, 기준연도(2002년 또는 2002년~2004년 평균) 대비 의무이행기간(2006~2007년) 동안 음(-)의 감축목표를 설정시 자체적으로 수행할 수 있는 모든 감축옵션을 활용하더라도 전체적인 의무준수가 어려운 것으로 나타났다. 이러한 문제는 비용효과적 수단이라 평가받고 있는 배출권거래제를 활용하더라도 현재 국제적으로 거래되는 배출권 또는 크레딧의 가격(CER 기준 5달러: 약 6,000원)보다 높은 수준(약 13만 원)의 시장가격이 형성되는 등 온실가스 감축의무 부담에 따른 기업의 경쟁력에 상당한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이를 토대로 국가 의무부담에 따른 국내 기업간 배출권거래제 설계시 할당량에 따른 거래만으로는 온실가스 시장형성이 어렵다는 점을 도출해 냈고, 연구의 결과로 시장 활성화를 위한 방안으로 프로젝트 크레딧의 시장거래 허용과 정부의 온실가스 감축에 따른 인센티브가 지급되는 시장설계 방안을 제안하였다. 특히 프로젝트 크레딧의 유입과 정부 인센티브의 경우 양을 늘릴수록 비용 효과적인 것이 아니라, 일정 수준이 지나면 오히려 효과가 감소하는 등 최적의 비율을 찾아내는 것이 중요하다는 점을 도출하였다. 본 연구에서는 프로젝트 크레딧의 시장 거래를 허용할 경우에는 전체 감축목표량의 30% 수준, 정부 인센티브를 지급할 경우에는 한계저감비용의 40% 수준, 두 가지 모두를 고려할 경우에는 30% 수준이 최적 상태임을 사례로 제시하였다. 프로젝트 크레딧을 활용한 경우에는 첫째, 국가 의무부담 이전의 조기행동(Early Action) 활성화, 둘째, 국내 흡수원 사업의 활성화, 셋째, 해외 개도국에 대한 청정개발체제 사업의 활성화, 넷째, 배출권거래 참여기업간의 온실가스 감축사업(국내버전의 공동이행제도), 다섯째, 배출권거래제에 참여하지 않는 기업에 대한 온실가스 감축사업 추진(국내 버전의 청정개발체제) 등과 같은 추가적인 사업들이 활성화될 수도 있음을 고려해 볼 수 있다. 본 연구결과 실제 국내 배출권거래제 설계시 참여 대상 기업에 대한 면밀한 분석을 통해 가장 합리적인 시장 활성화를 마련하고, 기업의 입장에서는 자체 한계저감비용 및 비용효과적인 온실가스 감축옵션에 관한 사전 파악을 통해 정부와의 감축의무 배분과 관련된 논의에 적극 참여하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.

  • PDF

e-비즈니스가 경영성과에 미치는 영향 -홈쇼핑을 중심으로- (The Effects of e-Business on Business Performance - In the home-shopping industry -)

  • 김세중;안선숙
    • 경영과정보연구
    • /
    • 제22권
    • /
    • pp.137-165
    • /
    • 2007
  • It seems high time to increase productivity by adopting e-business to overcome challenges posed by both external factors including the appreciation of Korean won, oil hikes and fierce global competition and domestic issues represented by disparities between large corporations and small and medium enterprises (SMEs), Seoul metropolitan and local cities, and export and domestic demand all of which weaken future growth engines in the Korean economy. The demands of the globalization era are for innovative changes in businessprocess and industrial structure aiming for creating new values. To this end, e-business is expected to play a core role in the sophistication of the Korean economy through new values and innovation. In order to examine business performance in e-business-adopting industries, this study analyzed the home shopping industry by closely looking into the financial ratios including the ratio of net profit to sales, the ratio of operation income to sales, the ratio of gross cost to sales cost, the ratio of gross cost to selling, general and administrative (SG&A) expense, and return of investment (ROI). This study, for best outcome, referred to corporate financial statements as a main resource to calculate financial ratios by utilizing Data Analysis, Retrieval and Transfer System (DART) of the Financial Supervisory Service, one of the Korea's financial supervisory authorities. First of all, the result of the trend analysis on the ratio of net profit to sales is as following. CJ Home Shopping has registered a remarkable increase in its ratio of net profit rate to sales since 2002 while its competitors find it hard to catch up with CJ's stunning performances. This is partly due to the efficient management compared to CJ's value of capital. Such significance, if the current trend continues, will make the front-runner assume the largest market share. On the other hand, GS Home Shopping, despite its best organized system and largest value of capital among others, lacks efficiency in management. Second of all, the result of the trend analysis on the ratio of operation income to sales is as following. Both CJ Home Shopping and GS Home Shopping have, until 2004, recorded similar growth trend. However, while CJ Home Shopping's operating income continued to increase in 2005, GS Home Shopping observed its operating income declining which resulted in the increasing income gap with CJ Home Shopping. While CJ Home Shopping with the largest market share in home shopping industryis engaged in aggressive marketing, GS Home Shopping due to its stability-driven management strategies falls behind CJ again in the ratio of operation income to sales in spite of its favorable management environment including its large capital. Companies in the Group B were established in the same year of 2001. NS Home Shopping was the first in the Group B to shift its loss to profit. Woori Home Shopping has continued to post operating loss for three consecutive years and finally was sold to Lotte Group in 2007, but since then, has registered a continuing increase in net income on sales. Third of all, the result of the trend analysis on the ratio of gross cost to sales cost is as following. Since home shopping falls into sales business, its cost of sales is much lower than that of other types of business such as manufacturing industry. Since 2002 in gross costs including cost of sales, SG&A expense, and non-operating expense, cost of sales turned out to have remarkably decreased. Group B has also posted a notable decline in the same sector since 2002. Fourth of all, the result of the trend analysis on the ratio of gross cost to SG&A expense is as following. Due to its unique characteristics, the home shopping industry usually posts ahigh ratio of SG&A expense. However, more than 80% of SG&A expense means the result of lax management and at the same time, a sharp lower net income on sales than other industries. Last but not least, the result of the trend analysis on ROI is as following. As for CJ Home Shopping, the curve of ROI looks similar to that of its investment on fixed assets. As it turned out, the company's ratio of fixed assets to operating income skyrocketed in 2004 and 2005. As far as GS Home Shopping is concerned, its fixed assets are not as much as that of CJ Home Shopping. Consequently, competition in the home shopping industry, at the moment, is among CJ, GS, Hyundai, NS and Woori Home Shoppings, and all of them need to more thoroughly manage their costs. In order for the late-comers of Group B and other home shopping companies to advance further, the current lax management should be reformed particularly on their SG&A expense sector. Provided that the total sales volume in the Internet shopping sector is projected to grow over 20 trillion won by the year 2010, it is concluded that all the participants in the home shopping industry should put strategies on efficient management on costs and expenses as their top priority rather than increase revenues, if they hope to grow even further after 2007.

  • PDF

Stem-loop RT-qPCR 분석법을 이용한 siRNA 치료제의 생체시료 분석법 검증 및 약물 동태학적 분석 (Validation of Stem-loop RT-qPCR Method on the Pharmacokinetic Analysis of siRNA Therapeutics)

  • 김혜정;김택민;김홍중;정헌순;이승호
    • 생명과학회지
    • /
    • 제29권6호
    • /
    • pp.653-661
    • /
    • 2019
  • 본 연구는 siRNA 기반 치료제등의 핵산치료제 개발에 있어서 필수적인 약물의 생체내 흡수, 분포, 대사, 배설에 대한 동태의 확인을 위해 stem-loop RT-qPCR 법을 이용하여 보다 더 정확한 시험법을 확립하고자 하였다. siRNA에 특이적인 primer와 probe를 선별하여 siRNA 정량검출 시험법을 최적화하였다. siRNA 표준시료를 이용하여 최적화된 시험법을 적용하였을 때 siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과, 기울기 평균 -3.3, 결정계수 $R^2$>0.99으로 확인되어 siRNA 표준시료와 Cp 값 간의 회귀성이 매우 높아 정량 분석이 가능한 시험법임을 확인하였고, 같은 표준시료를 이용한 stem-loop RT-qPCR의 검출한계(LOD)는 10 fM, 최소정량한계(LLOQ)는 100 fM이었다. 확립된 시험법의 신뢰성을 확인하기 위해 시험자를 다르게 하고, 시험법을 3회 반복하여 각각 진행한 결과, siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과 기울기와 결정계수 $R^2$의 재현성(slope ${\pm}-3.2$, 결정계수 $R^2$>0.99)을 확인하였고, 표준 곡선으로부터 환산된 siRNA 표준시료의 회수율(recovery ${\pm}20%$)과 완건성이 우수함을 확인하였다. 확립된 stem-loop RT-qPCR을 생체내 존재하는 약물 검증에 적용할 수 있는지 확인하기 위하여 시험동물에 siRNA를 주입 후 시간별 혈액을 채취하여 확립된 시험법으로 시험을 진행하였고 약물 동태학적 분석을 통해 siRNA치료제의 혈액내의 안정성을 확인하였다. 따라서 본연구에서 개발된 stem-loop RT-qPCR 분석법은 정확성, 정밀성 및 민감도가 높은 분석법으로 핵산치료제 개발 연구의 다양한 생체시료 분석 연구에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

한정된 O-D조사자료를 이용한 주 전체의 트럭교통예측방법 개발 (DEVELOPMENT OF STATEWIDE TRUCK TRAFFIC FORECASTING METHOD BY USING LIMITED O-D SURVEY DATA)

  • 박만배
    • 대한교통학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한교통학회 1995년도 제27회 학술발표회
    • /
    • pp.101-113
    • /
    • 1995
  • The objective of this research is to test the feasibility of developing a statewide truck traffic forecasting methodology for Wisconsin by using Origin-Destination surveys, traffic counts, classification counts, and other data that are routinely collected by the Wisconsin Department of Transportation (WisDOT). Development of a feasible model will permit estimation of future truck traffic for every major link in the network. This will provide the basis for improved estimation of future pavement deterioration. Pavement damage rises exponentially as axle weight increases, and trucks are responsible for most of the traffic-induced damage to pavement. Consequently, forecasts of truck traffic are critical to pavement management systems. The pavement Management Decision Supporting System (PMDSS) prepared by WisDOT in May 1990 combines pavement inventory and performance data with a knowledge base consisting of rules for evaluation, problem identification and rehabilitation recommendation. Without a r.easonable truck traffic forecasting methodology, PMDSS is not able to project pavement performance trends in order to make assessment and recommendations in the future years. However, none of WisDOT's existing forecasting methodologies has been designed specifically for predicting truck movements on a statewide highway network. For this research, the Origin-Destination survey data avaiiable from WisDOT, including two stateline areas, one county, and five cities, are analyzed and the zone-to'||'&'||'not;zone truck trip tables are developed. The resulting Origin-Destination Trip Length Frequency (00 TLF) distributions by trip type are applied to the Gravity Model (GM) for comparison with comparable TLFs from the GM. The gravity model is calibrated to obtain friction factor curves for the three trip types, Internal-Internal (I-I), Internal-External (I-E), and External-External (E-E). ~oth "macro-scale" calibration and "micro-scale" calibration are performed. The comparison of the statewide GM TLF with the 00 TLF for the macro-scale calibration does not provide suitable results because the available 00 survey data do not represent an unbiased sample of statewide truck trips. For the "micro-scale" calibration, "partial" GM trip tables that correspond to the 00 survey trip tables are extracted from the full statewide GM trip table. These "partial" GM trip tables are then merged and a partial GM TLF is created. The GM friction factor curves are adjusted until the partial GM TLF matches the 00 TLF. Three friction factor curves, one for each trip type, resulting from the micro-scale calibration produce a reasonable GM truck trip model. A key methodological issue for GM. calibration involves the use of multiple friction factor curves versus a single friction factor curve for each trip type in order to estimate truck trips with reasonable accuracy. A single friction factor curve for each of the three trip types was found to reproduce the 00 TLFs from the calibration data base. Given the very limited trip generation data available for this research, additional refinement of the gravity model using multiple mction factor curves for each trip type was not warranted. In the traditional urban transportation planning studies, the zonal trip productions and attractions and region-wide OD TLFs are available. However, for this research, the information available for the development .of the GM model is limited to Ground Counts (GC) and a limited set ofOD TLFs. The GM is calibrated using the limited OD data, but the OD data are not adequate to obtain good estimates of truck trip productions and attractions .. Consequently, zonal productions and attractions are estimated using zonal population as a first approximation. Then, Selected Link based (SELINK) analyses are used to adjust the productions and attractions and possibly recalibrate the GM. The SELINK adjustment process involves identifying the origins and destinations of all truck trips that are assigned to a specified "selected link" as the result of a standard traffic assignment. A link adjustment factor is computed as the ratio of the actual volume for the link (ground count) to the total assigned volume. This link adjustment factor is then applied to all of the origin and destination zones of the trips using that "selected link". Selected link based analyses are conducted by using both 16 selected links and 32 selected links. The result of SELINK analysis by u~ing 32 selected links provides the least %RMSE in the screenline volume analysis. In addition, the stability of the GM truck estimating model is preserved by using 32 selected links with three SELINK adjustments, that is, the GM remains calibrated despite substantial changes in the input productions and attractions. The coverage of zones provided by 32 selected links is satisfactory. Increasing the number of repetitions beyond four is not reasonable because the stability of GM model in reproducing the OD TLF reaches its limits. The total volume of truck traffic captured by 32 selected links is 107% of total trip productions. But more importantly, ~ELINK adjustment factors for all of the zones can be computed. Evaluation of the travel demand model resulting from the SELINK adjustments is conducted by using screenline volume analysis, functional class and route specific volume analysis, area specific volume analysis, production and attraction analysis, and Vehicle Miles of Travel (VMT) analysis. Screenline volume analysis by using four screenlines with 28 check points are used for evaluation of the adequacy of the overall model. The total trucks crossing the screenlines are compared to the ground count totals. L V/GC ratios of 0.958 by using 32 selected links and 1.001 by using 16 selected links are obtained. The %RM:SE for the four screenlines is inversely proportional to the average ground count totals by screenline .. The magnitude of %RM:SE for the four screenlines resulting from the fourth and last GM run by using 32 and 16 selected links is 22% and 31 % respectively. These results are similar to the overall %RMSE achieved for the 32 and 16 selected links themselves of 19% and 33% respectively. This implies that the SELINICanalysis results are reasonable for all sections of the state.Functional class and route specific volume analysis is possible by using the available 154 classification count check points. The truck traffic crossing the Interstate highways (ISH) with 37 check points, the US highways (USH) with 50 check points, and the State highways (STH) with 67 check points is compared to the actual ground count totals. The magnitude of the overall link volume to ground count ratio by route does not provide any specific pattern of over or underestimate. However, the %R11SE for the ISH shows the least value while that for the STH shows the largest value. This pattern is consistent with the screenline analysis and the overall relationship between %RMSE and ground count volume groups. Area specific volume analysis provides another broad statewide measure of the performance of the overall model. The truck traffic in the North area with 26 check points, the West area with 36 check points, the East area with 29 check points, and the South area with 64 check points are compared to the actual ground count totals. The four areas show similar results. No specific patterns in the L V/GC ratio by area are found. In addition, the %RMSE is computed for each of the four areas. The %RMSEs for the North, West, East, and South areas are 92%, 49%, 27%, and 35% respectively, whereas, the average ground counts are 481, 1383, 1532, and 3154 respectively. As for the screenline and volume range analyses, the %RMSE is inversely related to average link volume. 'The SELINK adjustments of productions and attractions resulted in a very substantial reduction in the total in-state zonal productions and attractions. The initial in-state zonal trip generation model can now be revised with a new trip production's trip rate (total adjusted productions/total population) and a new trip attraction's trip rate. Revised zonal production and attraction adjustment factors can then be developed that only reflect the impact of the SELINK adjustments that cause mcreases or , decreases from the revised zonal estimate of productions and attractions. Analysis of the revised production adjustment factors is conducted by plotting the factors on the state map. The east area of the state including the counties of Brown, Outagamie, Shawano, Wmnebago, Fond du Lac, Marathon shows comparatively large values of the revised adjustment factors. Overall, both small and large values of the revised adjustment factors are scattered around Wisconsin. This suggests that more independent variables beyond just 226; population are needed for the development of the heavy truck trip generation model. More independent variables including zonal employment data (office employees and manufacturing employees) by industry type, zonal private trucks 226; owned and zonal income data which are not available currently should be considered. A plot of frequency distribution of the in-state zones as a function of the revised production and attraction adjustment factors shows the overall " adjustment resulting from the SELINK analysis process. Overall, the revised SELINK adjustments show that the productions for many zones are reduced by, a factor of 0.5 to 0.8 while the productions for ~ relatively few zones are increased by factors from 1.1 to 4 with most of the factors in the 3.0 range. No obvious explanation for the frequency distribution could be found. The revised SELINK adjustments overall appear to be reasonable. The heavy truck VMT analysis is conducted by comparing the 1990 heavy truck VMT that is forecasted by the GM truck forecasting model, 2.975 billions, with the WisDOT computed data. This gives an estimate that is 18.3% less than the WisDOT computation of 3.642 billions of VMT. The WisDOT estimates are based on the sampling the link volumes for USH, 8TH, and CTH. This implies potential error in sampling the average link volume. The WisDOT estimate of heavy truck VMT cannot be tabulated by the three trip types, I-I, I-E ('||'&'||'pound;-I), and E-E. In contrast, the GM forecasting model shows that the proportion ofE-E VMT out of total VMT is 21.24%. In addition, tabulation of heavy truck VMT by route functional class shows that the proportion of truck traffic traversing the freeways and expressways is 76.5%. Only 14.1% of total freeway truck traffic is I-I trips, while 80% of total collector truck traffic is I-I trips. This implies that freeways are traversed mainly by I-E and E-E truck traffic while collectors are used mainly by I-I truck traffic. Other tabulations such as average heavy truck speed by trip type, average travel distance by trip type and the VMT distribution by trip type, route functional class and travel speed are useful information for highway planners to understand the characteristics of statewide heavy truck trip patternS. Heavy truck volumes for the target year 2010 are forecasted by using the GM truck forecasting model. Four scenarios are used. Fo~ better forecasting, ground count- based segment adjustment factors are developed and applied. ISH 90 '||'&'||' 94 and USH 41 are used as example routes. The forecasting results by using the ground count-based segment adjustment factors are satisfactory for long range planning purposes, but additional ground counts would be useful for USH 41. Sensitivity analysis provides estimates of the impacts of the alternative growth rates including information about changes in the trip types using key routes. The network'||'&'||'not;based GMcan easily model scenarios with different rates of growth in rural versus . . urban areas, small versus large cities, and in-state zones versus external stations. cities, and in-state zones versus external stations.

  • PDF