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문제 정의
- 있다. 따라서, 본 연구는 기존에 제시된 BIS 시스템의 각 방식별 장단점을 실제 현장조사를 통해 분석, 파악하고 향후 첨단대중교통시스템의 효율성 평가 모델을 구축하기 위한 사전 조사 자료의 수집과 시스템별 특성파악이나 효과분석 방법론의 정립을 그 목적으로 한다.
- 본 연구에서는 시스템 설치 현황을 파악하기 위하여 국내 지자체별 버스정보시스템 (Bus Information System : 이하 BIS) 도입현황을 조사하여 각 시스템의 현황과 세부 특징 및 운영내용에 대한 조사와 관련 기술을 조사하였다. 이와 함께, BIS 시스템의 유사평가사례 [1]를 검토하여 본 연구에 활용할 수 있는 시스템 평가방안을 도출하였다.
- 이러한 각 지자체의 특성에 맞는 BIS 시스템이 각 방식별로 어느 정도의 효율성을 나타내고 있는지에 대하여 본 연구에서는 현장 조사 및 Log 파일 분석을 통해 분석하였다. 문헌 연구를 통해 BIS의 효율성을 나타낼 수 있는 지표로서 무선통신 성공률과 도착 정보의 신뢰도를 효과척도로 선정하였으며 각 시스템의 구축특성에 맞도록 적용, 분석하였다.
- 첨단교통 모델도시로 선정되었던 전주시, 대전광역시, 제주시의 모델도시 건설 사업 전, 후의 교통소통측면, 대시민 편리성 및 경제성 분석을 통한 사업의 효과 분석과 향후 확장계획 및 유지관리의 기초자료로 활용하기 위하여 효과분석을 실시하였다. 하지만, 앞서 살펴본 사례들처럼 버스정보시스템에 대한 체계적인 평가구상 및 계획이 없어 객관적이고 정확한 분석결과를 얻어 낼 수가 없었던 점이 단점으로 지적되고 있다.
제안 방법
- 도착예정정보의 신뢰도 평가는 각 평가대상 정류장에 대하여 조사원의 실제 관측에 의해 조사된 실제 도착 시간과 센터에서 가공, 제공하게 되는 도착 예정 시간과의 차이를 평가하였으며 필요한 경우에 센터에서 수집되는 Log파일을 이용, 산정하였다.
- 따라서, 본 연구에서는 연구대상 시스템(도시)에 대한 기 평가된 사업평가 방안을 제외하고, BIS 시스템의 핵심요소인 위치추적기술과 최종 제공정보인 도착 정보의 신뢰도에 대한 성능평가를 현장 조사를 통해 수행하였다.
- 통해 분석하였다. 문헌 연구를 통해 BIS의 효율성을 나타낼 수 있는 지표로서 무선통신 성공률과 도착 정보의 신뢰도를 효과척도로 선정하였으며 각 시스템의 구축특성에 맞도록 적용, 분석하였다.
- 수집되는 교통자료의 신뢰성 분석은 여러 통계적 분석 방법이 있으나 본 연구에서는 평균 오차를 주로 활용하였고, 이와 더불어서 실측치과 예측치를 이용한 등가계수방법를 추가적으로 산정, 신뢰성을 분석하였다.
- 시스템의 효율성 평가를 위하여 효과척도를 산정하고 세부평가방안을 도출, 실제 현장 조사 및 로그 파일 분석을 통하여 현장 평가를 수행하였으며 분석된 결과를 통해 문제점의 분석 및 개선방안을 제시하였다.
- 실제 도착시간은 실측 자료를 기준으로 하였으며 예상 도착시간은 대상 노선의 조사대상 버스에 제공되는 최초제공정보를 기준으로 조사하였으며 각 버스별로 상이하기 때문에 오차의 평균값을 산출, 분석하도록 하였다.
- 이러한 평가방법은 사업의 효과분석 측면에서의 평가만을 수행한 것이며 시스템의 효율을 평가할 수 있는 시스템 성능(Performance) 측면의 평가는 전무한 실정으로서 ITS 사업의 일환으로 추진된 첨단교통 모델도시나 과천시의 경우에도 부천시와 마찬가지로 정성적 척도인 이용자 만족도나 인지도 평가를 포함하여 추가적으로 정량적인 척도인 교통환경 개선 효과만를 분석하였다.
- 있다. 이에 반해, 독립적으로 BIS 사업을 추진하고 평가한 부천시의 사례를 살펴보아도 이용자, 운영자, 행정공무원의 설문조사를 토대로 만족도를 평가하는 정성적인 평가를 수행하였다.
- 조사하였다. 이와 함께, BIS 시스템의 유사평가사례 [1]를 검토하여 본 연구에 활용할 수 있는 시스템 평가방안을 도출하였다.
- 입수된 로그파일을 분석하기 전에 시스템에 대한 파악을 실시, 통신주기(정주기, 이벤트방식), 통신 실행지점(정류소, Acess Point, 무선기지국), 조사대상 차량의 개별차량 ID, 정보수집주기 등을 확인하였다. 평가 시간대는 다양한 조건에서의 평가를 위해 대상 노선의 오전 상업운행 개시시간부터 야간상업 운행종료 시간까지로 하였다.
- 조사시간은 평일을 기준으로 하며 시 전역에 고루 분포된 10개 정류장에서 오전첨두, 오전비첨두, 오후 첨두, 오후비첨두로 구분하여 조사를 수행하였다.
- 시스템을 평가, 비교하였다. 즉, 각 시스템은 구축 목적과 ITS 시스템과의 연계, BIS 시스템의 관리전략에 따라 정보수집 주기, 정보제공 방식 등이 상이하며 본 연구에서는 각 시스템별로 세부적인 고려가 불가능하므로 현재 운영상태의 시스템만을 대상으로 평가를 수행하였다.
- 확인하였다. 평가 시간대는 다양한 조건에서의 평가를 위해 대상 노선의 오전 상업운행 개시시간부터 야간상업 운행종료 시간까지로 하였다.
- 평가는 사전, 사후 조사결과에 따른 정량, 정성적 분석과 시스템별 성능평가에 중점을 두고 있으며 정량, 정성적인 분석은 ITS 센터를 포함한 8개의 서브 시스템에 대하여 수행되었다.
- 본 연구의 여건상 평가를 수행함에 있어서 여러가지 제약조건이 있었으며 이러한 제약조건으로 인해 각 시스템의 오차의 원인, 통신 실패의 원인 등에 대한 단위 시스템 측면에서의 분석은 수행하지 못하였다. 하지만 일정수준의 원인 분석은 실시하였으며 주된 원인으로 설치 인프라의 고장이나 오작동으로 인한 신뢰성 저하라는 분석 결과를 도축하였다.
- 해당 시스템에서 정보수집매체로 운행중인 시내버스에 대한 전수조사는 조사여건상 불가능하므로 조사대상 노선을 선정할 필요가 있기 때문에 도심 내의 중심업무지구, 아파트 단지 등의 고밀도지역과 시외곽부저밀도 지역을 모두 통과하는 노선을 대상으로 평가를 수행하였다.
- 현장 조사시에는 각 정류장당 조사원을 2~3인씩 배치, 조사원의 실측관측에 의한 버스도착시간과 제공되는 도착예정정보를 조사시트에 기록하여 조사를 수행하였다.
- 현장 평가는 각 시스템을 동일한 환경 조건에서 평가를 수행할 수 있는 Test Bed에서 수행하는 것이 타당하나 현실적인 여건상 Test Bed의 구축은 어려우므로 평가시점에서 대상 시스템의 실제 운영되고 있는 시스템을 평가, 비교하였다. 즉, 각 시스템은 구축 목적과 ITS 시스템과의 연계, BIS 시스템의 관리전략에 따라 정보수집 주기, 정보제공 방식 등이 상이하며 본 연구에서는 각 시스템별로 세부적인 고려가 불가능하므로 현재 운영상태의 시스템만을 대상으로 평가를 수행하였다.
- 있다. 현재 시간정보와 위치정보로 구분되어 제공되어지는 도착정보에 대하여 시간정보에 대해서만 평가를 수행하였다.
대상 데이터
- 따라서, 본 연구에서 시스템 현장 평가의 범위는 BIS 시스템에서의 핵심요소인 위치추적 정보의 전송에 관한 통신성공률과 수집정보의 가공을 통한 도착 정보의 신뢰성 평가에만 연구의 범위를 한정하였으며 대상 시스템은 다음과 같은 기준으로 선정하였다.
- 본 분석에 이용한 데이터중 전체 10개 정류장 중 1개소는 기기이상으로 산정이 불가능하여 9개 정류장에 대한 분석값을 사용하였다.
- 고속 . 시외버스의 운행위치, 운행간격, 사고상황 등 버스 운행정보를 수집 . 관리하여 배차간격 조정, 운전자 관리, 예약 등 버스운행을 최적화하는 서비스로 7개의 단위서비스로 구성되어 있다.
- 이러한 기준을 통해 DSRC 방식, 비콘방식, GPS 방식 각각 1개 시스템을 평가대상으로 하였다.
데이터처리
- 무선통신성공률 조사는 센터에서 수집되는 통신 Log파일을 활용, 평가를 실시하였다.
- 수 있다. 수집되는 Log파일만으로는 DSRC방식과 같이 무선통신 실패의 원인에 따른 성공률을 산정하기에는 한계가 있기 때문에 전체 평균만을 산정하였다.
성능/효과
- Beacon 방식을 사용하는 C시의 경우 통신정확도가 검증[4] 된 Beacon을 사용하여 무선통신 성공률은 상당 수준 높은 것으로 평가되었으나 도착정보의 신뢰는 낮은 것으로 나타났다. 이는 본 연구에 활용한 도착 정보 데이터가 현장단말기에 제공되는 형태가 아닌 분석을 위한 형태로 가공된 것도 하나의 원인으로 판단되며 전체 신뢰도를 파악 하였을 때 일정 수준 이상의 시스템 안정화는 되어있는 상태로 분석할 수 있다.
- Beacon방식을 사용하는 C시의 무선통신 성공률 조사 결과 전체 평균은 91.27%로 우수한 것으로 나타났으며 대부분의 노선에서 90%이상으로 나타났다.
- DSRC 방식을 사용하는 A시의 경우 무선통신 성공률 조사 결과 고장상태의 RSE와 기기이상으로 인한 데이터누락을 모두 포함한 기본조건의 경우 평균 65.13%로 나타났다. 이 중 고장이나 데이터누락 등의 이상치를 제외한 경우에는 72.
- GPS 방식인 B시의 경우 버스도착정보 신뢰도 조사 결과 전시간대 전체 오차시간 평균은 1분 45초, 등가계수는 0.89로 상당히 양호한 것으로 분석되었다. 각 시간대별 오차 평균을 분석했을 때 오전첨두가 2분 10초로 오차가 가장 높은 것으로 나타났으며, 나머지 오전 비첨두, 오후첨두, 오후비첨두의 경우 1분 52초, 1분 57초, 1분 50초로 모두 2분 이하의 평균 오차를 나타내는 등 신뢰성이 높은 수준으로 나타났다.
- 66%로 나타났다. GPS+무선통신방식을 사용하는 B시의 무선통신 성공률 조사 결과 전체 평균은 90.55%로 우수한 것으로 나타났으며 일부 노선에서 82.9%로 낮게 나타났다.
- 89로 상당히 양호한 것으로 분석되었다. 각 시간대별 오차 평균을 분석했을 때 오전첨두가 2분 10초로 오차가 가장 높은 것으로 나타났으며, 나머지 오전 비첨두, 오후첨두, 오후비첨두의 경우 1분 52초, 1분 57초, 1분 50초로 모두 2분 이하의 평균 오차를 나타내는 등 신뢰성이 높은 수준으로 나타났다.
- 각 시간대별 오차 평균을 분석했을 때 오전첨두가 3분 38초로 오차가 가장 높은 것으로 나타났으며, 나머지 오전 비첨두, 오후첨두, 오후비첨두의 경우 3 분 36초, 3분 29초, 3분 26초로 나타났다.
- 국내 지자체별 BIS 도입현황 조사결과 위치 검지 방식으로는 크게 GPS, DSRC, 비콘을 이용하는 것으로 나타났으며 확인된 위치정보를 전송하기 위한 통신방식으로는 무선통신, CDMA, 비콘망, DSRC 망을 사용하는 것으로 나타났다.
- 무선통신성공률, 도착정보 신뢰도의 분석결과 도착 정보 신뢰도의 경우 평균 오차 4분이내, 통신성공율 90%이상(DSRC 방식제외)로 나타났다. 본 연구의 여건상 평가를 수행함에 있어서 여러가지 제약조건이 있었으며 이러한 제약조건으로 인해 각 시스템의 오차의 원인, 통신 실패의 원인 등에 대한 단위 시스템 측면에서의 분석은 수행하지 못하였다.
- 본 연구에서 평가된 DSRC방식을 사용하는 A시의 경우 DSRC 기본 특성인 버스노선이 많이 통과하는 통신부하지점의 경우에는 동시접속시 문제가 발생할 수도 있으며 교차로 무정차 통과시 통신 시간 부족으로 인한 송신오류가 발생할 가능성이 있다. 이러한 DSRC의 기본 특성으로 인하여 무선통신 성공률이 타 방식에 비하여 낮게 산정된 것으로 분석되지만 상대적으로 낮은 무선통신성공률에 비하여 도착 정보의 신뢰도가 높은 이유는 위치 정보 수집에 GPS를 보조수단으로 활용, 위치정보를 보정하고 있기 때문인 것으로 판단된다.
- 이 중, 시스템의 이상으로 판단되어 오차 시간이 10분 이상 발생하는 이상데이터를 제거했을 경우 오차 평균은 2분 14초, 오차시간 5분 이상 데이터를 제거하였을 경우에는 1분 43초로 나타났다.
- 전체 자료에 대한 등가계수는 0.87로서 정류장에서 제공되는 도착예정정보가 어느 정도의 오차는 수반하고 있는 것으로 나타났다.
- 조사결과, DSRC를 사용하는 A시의 경우 전 시간대 오차평균은 2분 44초, 오전첨두 2분 59초, 오전비첨두 2분 33초, 오후첨두 2분 51초, 야간 2분 44 초로 오전비첨두 시간대의 정보 신뢰성이 가장 높은 것으로 나타났다.
후속연구
- 데이터 송신오류의 문제와 함께 무선통신 성공률에 오류를 발생시키는 원인으로 노변장치의 불량을 가장 큰 원인으로 들 수 있으며 보다 신뢰도 있는 정보를 제공하기 위해서는 BIS 현장장비에 대한 철저한 유지보수가 필요하리라 판단된다.
- 허용오차나 신뢰도의 표준의 정립을 위해서는 Test Bed에서의 각 시스템별 평가를 통한 기준의 설정이나 실제 이용객의 설문조사나 심도있는 연구를 병행하여 산출하여야 하며 이러한 연구결과를 통해 본 연구의 평가 결과를 재분석하는 것이 타당할 것이라 판단된다. 따라서, 향후 BIS 시스템에서 필요한 표준화 항목에 대한 연구를 수행할 수 있도록 개략적인 효과 척도의 제시나 연구방법론의 제시가 본 연구의 목적이었으며 본 연구에서 문제가 되었던 세부적인 효과 척도의 분석, 평가방법론의 재검토 등을 보완하여 향후 연구가 이루어진다면 의미있는 결과를 도출할 수 있을 것이라 기대된다.
- 90%이상(DSRC 방식제외)로 나타났다. 본 연구의 여건상 평가를 수행함에 있어서 여러가지 제약조건이 있었으며 이러한 제약조건으로 인해 각 시스템의 오차의 원인, 통신 실패의 원인 등에 대한 단위 시스템 측면에서의 분석은 수행하지 못하였다. 하지만 일정수준의 원인 분석은 실시하였으며 주된 원인으로 설치 인프라의 고장이나 오작동으로 인한 신뢰성 저하라는 분석 결과를 도축하였다.
- 현재, 도착예정시간의 신뢰도에 대해서는 시스템 구축시의 목표치나 기준치를 각 시스템마다 설정, 이에 맞도록 튜닝을 실시하고 있다. 허용오차나 신뢰도의 표준의 정립을 위해서는 Test Bed에서의 각 시스템별 평가를 통한 기준의 설정이나 실제 이용객의 설문조사나 심도있는 연구를 병행하여 산출하여야 하며 이러한 연구결과를 통해 본 연구의 평가 결과를 재분석하는 것이 타당할 것이라 판단된다. 따라서, 향후 BIS 시스템에서 필요한 표준화 항목에 대한 연구를 수행할 수 있도록 개략적인 효과 척도의 제시나 연구방법론의 제시가 본 연구의 목적이었으며 본 연구에서 문제가 되었던 세부적인 효과 척도의 분석, 평가방법론의 재검토 등을 보완하여 향후 연구가 이루어진다면 의미있는 결과를 도출할 수 있을 것이라 기대된다.
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