지능형 교통체계는 실시간 교통자료를 수집하고 방대한 양의 이력자료를 축적한다. 그러나 방대한 이력자료는 효율적으로 관리/이용되지 않고 있는 실정이다. ADMS와 같은 자료관리시스템이 도입되면서, 이력자료의 잠재적 활용성은 급격히 증대되고 있다. 그러나 자료관리스템의 교통자료는 다량의 누락자료를 포함하고 있다. 누락자료는 장기간에 걸쳐 빈번하게 교통자료를 이용할 수 없게 하기 때문에, 이력자료를 활용하는데 있어 주된 장애요인 중 하나이다. 따라서 누락자료 추정기법은 자료관리시스템에서 주요한 역할을 수행하게 된다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 본 연구에서는 자료관리스템에 탑재가 용이하며 이력자료에 포함된 누락자료를 추정하기 위한 누락자료 추정모형을 개발하였다. 개발모형은 비모수회귀식(NPR)을 기반으로 개발되었으며, 이력자료의 다양한 교통자료 패턴을 이용하고 현실적인 요구사항(변수 최소화, 연산속도, 다양한 형태의 누락자료 보정, 다중대체)을 충족하도록 설계되었다. 모형의 평가는 다양한 누락자료 형태의 상태에서 수행되었으며, 자료관리시스템에 탑재되기 위해 요구되는 정확도, 연산 수행속도에서 기존에 보고된 모형보다 우수한 성능을 보였다.
지능형 교통체계는 실시간 교통자료를 수집하고 방대한 양의 이력자료를 축적한다. 그러나 방대한 이력자료는 효율적으로 관리/이용되지 않고 있는 실정이다. ADMS와 같은 자료관리시스템이 도입되면서, 이력자료의 잠재적 활용성은 급격히 증대되고 있다. 그러나 자료관리스템의 교통자료는 다량의 누락자료를 포함하고 있다. 누락자료는 장기간에 걸쳐 빈번하게 교통자료를 이용할 수 없게 하기 때문에, 이력자료를 활용하는데 있어 주된 장애요인 중 하나이다. 따라서 누락자료 추정기법은 자료관리시스템에서 주요한 역할을 수행하게 된다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 본 연구에서는 자료관리스템에 탑재가 용이하며 이력자료에 포함된 누락자료를 추정하기 위한 누락자료 추정모형을 개발하였다. 개발모형은 비모수회귀식(NPR)을 기반으로 개발되었으며, 이력자료의 다양한 교통자료 패턴을 이용하고 현실적인 요구사항(변수 최소화, 연산속도, 다양한 형태의 누락자료 보정, 다중대체)을 충족하도록 설계되었다. 모형의 평가는 다양한 누락자료 형태의 상태에서 수행되었으며, 자료관리시스템에 탑재되기 위해 요구되는 정확도, 연산 수행속도에서 기존에 보고된 모형보다 우수한 성능을 보였다.
ITS (Intelligent transportation systems) collects real-time traffic data, and accumulates vest historical data. But tremendous historical data has not been managed and employed efficiently. With the introduction of data management systems like ADMS (Archived Data Management System), the potentiality...
ITS (Intelligent transportation systems) collects real-time traffic data, and accumulates vest historical data. But tremendous historical data has not been managed and employed efficiently. With the introduction of data management systems like ADMS (Archived Data Management System), the potentiality of huge historical data dramatically surfs up. However, traffic data in any data management system includes missing values in nature, and one of major obstacles in applying these data has been the missing data because it makes an entire dataset useless every so often. For these reasons, imputation techniques take a key role in data management systems. To address these limitations, this paper presents a promising imputation technique which could be mounted in data management systems and robustly generates the estimations for missing values included in historical data. The developed model, based on NPR (Non-Parametric Regression) approach, employs various traffic data patterns in historical data and is designated for practical requirements such as the minimization of parameters, computational speed, the imputation of various types of missing data, and multiple imputation. The model was tested under the conditions of various missing data types. The results showed that the model outperforms reported existing approaches in the side of prediction accuracy, and meets the computational speed required to be mounted in traffic data management systems.
ITS (Intelligent transportation systems) collects real-time traffic data, and accumulates vest historical data. But tremendous historical data has not been managed and employed efficiently. With the introduction of data management systems like ADMS (Archived Data Management System), the potentiality of huge historical data dramatically surfs up. However, traffic data in any data management system includes missing values in nature, and one of major obstacles in applying these data has been the missing data because it makes an entire dataset useless every so often. For these reasons, imputation techniques take a key role in data management systems. To address these limitations, this paper presents a promising imputation technique which could be mounted in data management systems and robustly generates the estimations for missing values included in historical data. The developed model, based on NPR (Non-Parametric Regression) approach, employs various traffic data patterns in historical data and is designated for practical requirements such as the minimization of parameters, computational speed, the imputation of various types of missing data, and multiple imputation. The model was tested under the conditions of various missing data types. The results showed that the model outperforms reported existing approaches in the side of prediction accuracy, and meets the computational speed required to be mounted in traffic data management systems.
ITS분야에서 장래 교통상태의 예측에는 회귀모형, 시계열 기법, 인공신경망 모형, 칼만 필터링 기법 등이 주로 이용되고 있다. 이중 많이 이용되는 회귀식 모형은 설명변수를 고려하는 모수(parametric) 회귀식과 설명변수를 고려하지 않는 비모수 회귀식(NPR, Non-Parametric Regression)으로 구분된다.
NPR기법은 어떤 이유로 현장에서의 운영에 장점을 가지는가?
NPR기법은 입력과 출력자료간의 관계를 결정하는 과정으로서 파라미터 계산 없이 새로운 관측자료를 쉽게 모형에 추가할 수 있다. 따라서 모형에 필요한 파라미터를 주기적으로 갱신할 필요가 없기 때문에 현장에서의 운영에 장점을 가지고 있다.
NPR의 군집 정의방법에는 어떤 것들이 있는가?
이는 NPR이 예측시간대의 군집수를 정의하는 대신 현행(current) 입력상태와 유사한 과거 경우에 대한 군집을 정의하기 때문이다. NPR의 군집(neighborhood)을 정의방법은 크게 최인접 개수 k를 정하는 k-nearest neighbor 기법과 최인접 개수의 ± 범위를 설정하는 Kernel neighborhood 기법이 있다.
참고문헌 (21)
이승재?백남철?권희정?최대순?도명식(2001), "불규칙변동 분해 시계열분석 기법을 사용한 AADT 추정", 대한교통학회지, 제19권 제6호, 대한교통학회, pp.65∼73.
Chen, C., Kwon, J., Rice, J., Skabardonis, A., and Varaiya, P. (2003), "Detecting errors and imputing missing data for single loop surveillance systems", TRR Vol. 1855, pp.160∼167.
Ni, D., Leonard, J.D., Guin, A., Feng, C. (2005), "Multiple imputation scheme for overcoming the missing values and variability issues in ITS data", JTE, Vol. 131, Issue 12, pp.931∼938.
Davis, G. and Nihan, N. (1991), "Nonparametric regression and short-term freeway traffic fore- casting", JTE, Vol. 117, No. 2, pp.178∼188.
Disbro, J.E., Frame, M. (1989), "Traffic flow theory and chaotic behavior", New York State Department of Transportation Report FHWA/NY/SR-98/91, New York.
Karlsson, M. and S. Yakowitz (1987), "Rainfall-runoff forecasting methods, old and new", Stochastic Hydrology and Hydraulics, Vol. 1, No. 4, pp.303∼318.
Mulhern, F. J. and R. J. Caprara (1994), "A nearest neighbor model for forecasting market response", International Journal of Forecasting, Vol. 10, No. 2, pp.191∼207.
Oswald R. K., Scherer W.T. and Smith B.L.(2000), "Traffic flow forecasting using approximate Nearest Neighbor Nonparametric regression", Research project report for U.S. DOT University transportation center.
Qi, Y., and Smith, B.L. (2004), "Identifying nearest-neighbors in a large-scale incident data archive", TRR, 1879, pp.89∼98.
Smith, B.L. (1995), "Forecasting freeway traffic flow for intelligent transportation system applications", Doctorial dissertation. Department of civil engineering, University of Virginia, Charlottesville.
Smith B.L., and Conklin J.H. (2002), "The use of local lane distribution patterns to estimate missing data values from traffic monitoring systems", TRR, Vol. 1811, pp.50∼56.
Smith, B.L., B.M. Williams, and R.K. Oswald (2002), "Comparison of parametric and nonparametric models for traffic flow forecasting", TR Part C, Vol. 10. pp.303∼321.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.