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TCS 링크통행시간을 이용한 고속도로 경로통행시간 추정
A Path Travel Time Estimation Study on Expressways using TCS Link Travel Times 원문보기

大韓交通學會誌 = Journal of Korean Society of Transportation, v.27 no.5, 2009년, pp.209 - 221  

이현석 (한국도로공사 도로교통연구원) ,  전경수 (서울대학교 건설환경공학부)

초록
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운전자가 원하는 통행시간 예측 정보를 제공하기 위해서는 이미 알고 있는 교통상황 하에서의 통행시간 추정이 선행되어야 한다. 그러나 현재 고속도로에 적용되고 있는 지점검지기에 의한 통행시간 추정 방법은 신뢰성 있는 통행시간을 산출하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 신뢰성 있는 예측정보를 제공하기 위한 기반 결과로서 고속도로 경로의 기 종점 영업소 간에서 실제 소요된 통행시간의 추정에 주안점을 두었다. 통행시간 추정시 교통정보의 활용도 측면에서 매우 유용하면서도 풍부한 고속도로 통행료 수납시스템 (Toll Collection System, TCS) 자료를 이용하였다. 경로통행시간 추정모형에서는 경로 내의 링크통행시간을 조합하여 고속도로의 경로통행시간을 추정하였다. TCS 자료가 결측 된 경우에는 통행시간의 증가패턴을 분석하여 선형보간법을 통해 이전주기의 TCS 통행시간을 참조하였다. 결측이 장기간 지속되거나 통행시간의 변동이 심한 전이시간대에는 VDS 시공도에 의한 동적인 통행시간을 추정하였다. 본 연구에서 제안한 모형을 통해 추정된 경로의 통행시간은 경로를 직접 통행한 차량들의 통행시간과 통계적으로 차이가 없음이 검증되었다. 제안모형은 동일 출발 시간대에서는 통행시간의 편차가 심하고 전 후 시간대에서는 통행시간 대푯값의 변화 패턴이 불규칙한 장거리 구간에 대해 신뢰성 있는 통행시간을 추정할 수 있었다. 본 연구에서 추정된 통행시간은 교통 상황의 성능 지표 및 실시간 통행시간 예측 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Travel time estimation under given traffic conditions is important for providing drivers with travel time prediction information. But the present expressway travel time estimation process cannot calculate a reliable travel time. The objective of this study is to estimate the path travel time spent i...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 통행시간을 구하고자 하는 기종점 영업소 간을 하나의 경로로 간주하고 경로 사이에 존재하는 영업소들로 최적 링크를 구성한 후 링크들의 통행시간을 조합하여 경로의 통행시간을 구하고자 한다.
  • 본 연구에서는 신뢰성 있는 예측정보를 제공하기 위한 선행 결과로서 교통정보의 활용도 측면에서 매우 유용하고 풍부한 자료인 TCS 자료를 이용하여 고속도로 경로의 기․종점 간 영업소 간에서 실제 소요된 통행시간의 추정에 주안점을 두었다.
  • 본 연구에서는 통행시간을 추정할 때 TCS 자료를 이용하되 기종점 간에 존재하는 영업소들 간의 통행시간을 조합하는 방법을 적용하고자 한다. <그림 2>에서 보듯이 서울~천안 사이에 존재하는 영업소들 간의 TCS 자료중 인근 영업소간의 도착시간과 출발시간을 종점부까지 계속 매칭 시키면서 서울~천안을 직접 통행하는 차량이 경험하는 교통상황과 동일한 상태에서 통행시간을 간접적으로 산출할 수 있다.
  • 여기서는 반복전진 전후 탐색법과 같은 개념을 이용하여 영업소간 O-D에 따른 경로 내 최적 링크 조합, TCS 결측 보정방법 등을 통해 경로의 통행시간을 추정할 수 있는 모형을 개발하고자 한다.
  • 이에 본 연구에서는 먼저 고속도로 링크 단위에서의 TCS 원시자료를 통행시간 정보로 변환한 후 기 · 종점 간의 링크 기반 TCS 통행시간을 조합하여 최종적으로 경로의 통행시간을 추정하는 모형을 제시하고 그 실효성 및 유용성을 통계적 검증을 통해 확인하고자 한다.
  • 이에 본 연구에서는 현재 운영 중인 고속도로 상에서 통행이 완료된 차량들을 대상으로 임의 영업소간의 통행 시간을 추정하는 것을 목표로 한다. 기존의 통계적 기법이나 시계열적 모형 등은 통행시간 추정의 이론적 배경 없이 모형 자체의 수치적 검증에 주안점을 둔 반면 본 연구에서 제시하는 모형은 고속도로 경로의 기·종점 영업소 간에서 교통상황에 따라 실제로 소요된 통행시간의 정확한 산출에 주안점을 둔다.

가설 설정

  • 구간 내 속도는 상류부와 하류부에서 선형적으로 변한다는 가정 하에 Taylor’s series를 이용하여 링크 내 통행속도를 산출하여 통행시간으로 변환하였다.
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참고문헌 (19)

  1. 김재진.노정현.박동주(2006), 구간검지체계를 이용한 On-Line 출발시각기준 링크 통행시간 추정 (연속류를 중심으로), 대한교통학회지, 제24권 제2호, 대한교통학회, pp.157-168 

  2. 남궁성(2005), 고속도로 경로통행시간 산출을 위한 전진반복 전후방탐색법(PIFAB)의 개발, 대한교통학회지, 제23권 제5호, 대한교통학회, pp.147-155 

  3. 도명식.이향미.남궁성(2008), TCS데이터를 이용한 이상치제거 및 결측보정 알고리즘 개발, 대한교통학회지, 제26권 제4호, 대한교통학회, pp.241-250 

  4. 오세창.김명하.백용현(2003), 차량검지기 교통량 데이터를 이용한 고속도로 통행시간 추정 및 예측모형 개발에 관한 연구, 대한교통학회지, 제21권 제5호, 대한교통학회, pp.83-95 

  5. 장진환.백남철.김성현.변상철(2004), AVI 자료를 이용한 동적 통행시간 예측, 대한교통학회지, 제22권 제7호, 대한교통학회, pp.169-175 

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  17. Shamas, Chung, and M. Kuwahara(2003), Sensitivity Analysis of Short-Term Travel Time Prediction Model's Parameters, Proceedings of 10th ITS World Congress , Madrid, Spain 

  18. Soriguera, F., Thorson, L., and Robuste, F.(2007), Travel Time Measurement Using Toll Infrastructure, Transportation Research Record 1981, pp.99-107 

  19. Yoshikazu(1999), Travel time calculation method for expressway using toll collectionsystem data, Intelligent Transportation Systems 

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