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민감도 분석을 이용한 도로 혼잡통행료 산정 모형 개발
Development of a Model for Calculating Road Congestion Toll with Sensitivity Analysis 원문보기

大韓交通學會誌 = Journal of Korean Society of Transportation, v.22 no.5 = no.76, 2004년, pp.139 - 149  

김병관 (서울대학교 환경대학원) ,  임용택 (여수대학교 교통물류시스템공학부) ,  임강원 (서울대학교 환경대학원)

초록
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급격히 증가하는 차량수요에 대응하기 위하여 도로의 공급을 증대시키는 양적인 측면의 도로정책 기조가 유지되고 있지만, 이는 근본적인 해결책이 될 수 없다는 인식이 대두되어 왔다. 이에 따라 기존 도로시설의 효율적 활용과 교통수요를 관리하는 방법에 많은 관심이 모아지고 있다. 이중 혼잡통행료는 수요를 관리하고 차량을 도로량에 적절히 배정하는 수단으로 생각될 수 있으며, 교통 혼잡과 환경에 대한 악영향을 줄일 수 있는 가장 효율적인 방법중 하나로 고려되고 있다. 이에 따라 혼잡통행료 산정문제는 그동안 경제학자와 교통전문가에게 중요하고 흥미로운 연구 분야로 여겨져 왔고 다양한 방법으로 연구가 이루어져 왔다. 본 연구에서는 이러한 혼잡통행료 산정문제를 네트워크 설계문제(Network Design Problem, NDP)로 보고 통행배정문제와 혼잡통행료 산정 최적화 문제가 결합된 바이레벨 문제(Bi-level Problem)로 모형을 개발하였다. 여기서, 통행배정문제는 혼잡통행료 징수에 따른 통행자의 행태변화를 고려하기 위하여 Sheffi(1985)가 제시하였던 가변수요모형(Elastic-Demand Network Equilibrium Model)을 적용하였고, 혼잡통행료 산정 최적화 문제로서 사회적 순 편익 최대화문제를 고려하였다. 또한, 이런 형태의 바이레벨 문제는 게임이론측면에서 보면, 두 문제간의 비협력을 전제로 하는 Nash 비협력 게임과 상호 협력을 전제하는 Stackelberg게임으로 구분할 수 있는데, 본 연구에서는 민감도 분석을 통하여 최적해를 찾는 Stackelberg 게임으로 모형을 개발하였다. 통행수요는 단일계층으로 승용차로만 구성되어있다고 가정하였으며, 개발된 모형에 대하여 2개 네트워크에서 실험이 이루어졌다. 실험을 통하여 모형의 알고리즘에 관한 설명과 검증을 하였으며, 혼잡통행료 산정문제와 함께 적합한 혼잡통행료 징수 대상 링크의 선정이 중요한 연구대상임을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the expansion of road capacity has become impractical in many urban areas, congestion pricing has been widely considered as an effective method to reduce urban traffic congestion in recent years. The principal reason is that the congestion pricing may lead the user equilibrium (UE) flow pattern t...

주제어

#혼잡통행료   #네트워크 설계문제   #바이레벨 문제   #가변수요모형   #사회적 순 편익   #Stackelberg 게임   #민감도 분석  

참고문헌 (9)

  1. 임강원 . 임용택(2003). ‘교통망분석론’. 서울대학교 출판부, pp.19-61, pp.155-231 

  2. 임용택(2004), '민감도 분석을 이용한 연속형 교통망설계모형의 개발' 대한교통학회지, 제22권 제2호, 대한교통학회, pp.65-76 

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  3. Fisk,C.S.(1983), 'Game theory & transportation system modelling', Transportation Research 18B, pp.301-313 

  4. Maher.M.J(2001), 'A bi-level programming approach for trip matrix estimation and control problem with stochastic user equilibrium linl' flows. Transportation Research 35B, pp.23-40 

  5. Tobin, R.L., Friesz,T.L.(1988) 'Sensitivity analysis for equilibrium network flows', Transportation Science 22. pp.242-250 

    상세보기 crossref

  6. Yang,H. & Michael G. H. Bell(1998), 'Models and algorithms for road network design: a review and some new developments' Transport review Vol.18, No.3. pp.257-278 

  7. Yang,H. & William H. K. Lam(1996). 'Optimal road tolls under condition of queueing and congestion'. Transportation Research 30A. pp.319-332 

  8. Yang.H & Michael G. H. Bell(1997), 'Traffic restraint , road pricing and network equilibrium', Transportation Research 31B, pp.303-314 

  9. Hoden, D(1989), 'Wardrop's Third Principle Urban Traffic Congestion and Traffic Policy'. Journal of Transport Economics and Policy, pp.239-262 

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