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공동크리깅 모형을 활용한 일반국도 연평균 일교통량 추정
Annual Average Daily Traffic Estimation using Co-kriging 원문보기

韓國ITS學會 論文誌 = The journal of the Korea Institute of Intelligent Transportation Systems, v.12 no.1, 2013년, pp.1 - 14  

하정아 (한국건설기술연구원 첨단교통연구실) ,  허태영 (충북대학교 정보통계학과) ,  오세창 (아주대학교 건설교통공학부) ,  임성한 (한국건설기술연구원 첨단교통연구실)

초록
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연평균 일교통량(AADT)은 교통 및 도로부문에서 중요한 기초자료로 활용되지만 예산 제약 등의 한계로 인해 일부 지점에 대해서만 상시조사를 통해서 AADT를 산출하고 있으며, 대다수의 지점에서는 단기 교통량 조사에서 수집된 샘플자료를 이용하여 AADT를 추정 활용하고 있다. 현재 단기 교통량 조사지점의 AADT 추정을 위하여 조사된 자료를 단순 평균하는 방법이 적용되고 있다. 기존 AADT 추정모형은 보정계수를 적용하는 방법이 대표적인 방법이나, 이 방법은 단기 교통량 조사 지점이 어떤 상시조사 지점의 보정계수를 적용할지에 대한 객관적인 방법이 없어 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 공간통계모형을 도입하여 교통량 자료의 공간상관관계를 분석하고, 크리깅 모형을 적용하여 AADT를 추정하는 방법에 대하여 알아보았다. 공간통계모형의 AADT 추정의 정확도를 기존 연구와 비교하기 위하여 동일 대구간의 상시조사 지점의 보정계수를 적용하는 방법(방법 1)과 보정계수 그룹핑을 이용하여 해당 그룹의 보정계수를 적용하는 방법(방법 2), 공동크리깅을 적용한 방법(방법 3)을 비교분석하였다. 분석결과 공동크리깅을 적용한 모형은 기존 모형에 비해 AADT 추정 정확도가 향상되는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Annual average daily traffic (AADT) serves the important basic data in transportation sector. Despite of its importance, AADT is estimated through permanent traffic counts (PTC) at limited locations because of constraints in budget and so on. At most of locations, AADT is estimated using short-term ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 교통량 자료의 공간적 상관관계를 분석하여 교통량 조사지점에서 교통량 자료의 공간상관성(Spatial Correlation)을 확인하고, 공간적으로 네트워크 된 교통량 조사지점에 대해 공간 예측방법인 크리깅(Kriging) 모형을 이용하여 단기 교통량 조사의 AADT를 추정하고 실제값과 비교·분석하였다. 교통량 자료는 공간적 또는 시간적으로 패턴을 가지는 경향이 있어 본 연구에서는 조사되지 않은 지점의 전년도 자료, 인근 지점의 전년도 자료와 해당 연도 자료를 이용하여 조사되지 않은 지점의 해당 연도 자료를 추정하는 방법에 대하여 알아보았다. 공간통계모형 분석을 위해 통계 컴퓨팅 전문언어인 ‘R'을 이용하였으며 전년도 자료와 해당 연도 자료의 관계를 반영할 수 있는 공간예측모형인 공동크리깅(Co-kriging) 모형을 적용하였다.
  • 본 연구는 교통량 자료가 시공간적으로 상관관계가 있음에도 불구하고, 공간적 상관관계 또는 시간적 상관관계만 다루었던 기존 연구의 한계점을 인식하여 이를 공간통계학적으로 해석하고, 현장 자료를 이용하여 실증적으로 검증하였다는데 본 연구의 의미가 있다고 판단된다. 이러한 연구결과는 AADT 추정 정확도를 향상시킴으로써 적정 수준의 교통시설 공급과 서비스 수준 향상에 기여할 것으로 기대된다.
  • 본 연구에서는 공간통계모형 적용시 공간적 특성 뿐만아니라 시간적 특성을 고려하도록 전년도 교통량 자료를 이용하여 공간통계모형에 적용하는 방법에 대하여 알아보았다. 공간통계모형으로 자료를 분석하기 위해서는 일반적으로 크리깅 모형이 적용되고 있으며 크리깅 모형을 적용하기 위해서는 공간상관관계를 알아보는 베리오그램의 모수를 미리 추정하여야 한다.
  • 본 연구에서는 도로를 계획하고 설계하는데 매우 중요한 기초자료로 활용되는 AADT의 신뢰도를 높이는 방법에 대하여 중점적으로 다루었다. PTC에서는 AADT의 참값을 구할 수 있지만 STC에서는 AADT의 참값을 구할 수 없어 PTC의 보정계수를 적용하는 방법이 적용되고 있었다.
  • 또한 보정계수를 적용하는 방법의 큰 단점은 자료가 불량이거나 조사되지 않았을 경우 AADT를 추정할 방법이 없다는 것이다. 이에 본 연구에서는 교통량 자료의 공간 상관성을 이용하여 인근 조사자료를 기준으로 미조사 지점 또는 자료불량 지점의 교통량 자료를 추정할 수 있는 방법에 대하여 연구하였으며, 공간통계 모형을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
교통량 조사 자료는 사용 목적에 따라 시간 단위를 어떻게 나누어 집계하는가? 도로의 계획, 설계, 운영 등에 폭넓게 이용되고 있는 교통량 조사 자료는 사용목적에 따라 15분, 1시간, 일교통량으로 집계되어 사용되고 있다. 일교통량 단위로 집계된 교통량 자료는 도로 재정, 노선 계획, 포장설계, 통행료 징수, 사고 분석, 각종 평가 업무 등에서 기초자료로 활용되고 있다.
베리오그램은 어떤 값인가? 베리오그램은 일정거리 h만큼 떨어진 두 자료들 간의 차이를 제곱한 것의 기댓값이다. 따라서 거리가 가까우면 그 값들이 비슷하므로 베리오그램은 일반적으로 작게 나타나고 거리가 멀어질수록 그 값이 크게 나타난다.
상시조사는 어떤 조사 방식인가? 현재 국토해양부에서 시행하고 있는 교통량조사는 상시조사(permanent traffic counts : PTC)와 단기 교통량 조사(short-term traffic counts : STC)1)로 나누어 조사되고 있다. PTC는 특정 지점에 고정식 조사 장비를 설치하여, 1년 이상의 장기간에 걸쳐 그 특정지점을 통과하는 차량 수를 측정하고 기록하는 조사이다. STC는 기본 교통량 자료가 필요하다고 판단되는 모든 구간에 대하여 광범위하게 실시하는 조사로서 전체적인 도로 이용 상황을 파악하기 위한 조사이다.
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참고문헌 (11)

  1. Doh Tcheol Woong, Traffic Engineering Theory(1), ChungMunGak, 1997 

  2. MLTM, Guidelines of Traffic volume survey, 2001 

  3. MLTM, Statistical Yearbook of Traffic Volume, 2009, 2010 

  4. FHWA, Traffic Monitoring Guide, 2001 

  5. Choi Jong Kenu, Geostatistics, SigmaPress, 2007 

  6. Lim Sung Han, Oh Ju Sam, "A Study on Deriving of Adjustment Factor to Estimate AADT", Journal of Korea Society of Civil Engineers, vol. 24. 1D, pp.19-29, 2004 

  7. Jung-Ah Ha, Sei-chang Oh, "Estimating Annual Average Daily Traffic Using Hourly Traffic Pattern and Grouping in National Highway", Journal of Korea ITS society, vol. 11, 2nd, pp.10-20, 2012 

  8. Eom J.K., M.S. Park, T.Y. Heo, L.F. untsinger, "Improving the prediction of annual average daily traffic for nonfreeway facilities by applying a spatial statistical method", Transportation Research Record vol. 1968, pp.20-29, 2006 

  9. Tae-Young Heo, Man Sik Park, Jinki Eom, Ju sam Oh, "A study on the Prediction of Traffic Counts Basedon Shortest Travel Path", Journal of Applied Statistics, vol. 20, 3rd, pp.459-473, 2007 

  10. Ho-Yong KIM, "A Geostatistical Approach for Improved Prediction of Traffic Volume in Urban Area", Journal of Korean Association of Geographic Information Studies, vol. 13, 4th, pp.138-147, 2010 

  11. Brent Selby, Kara M. Kockelman, "Spatial Prediction of AADT in Unmeasured Locations by Universal Kriging", the 90th Annual Meeting of the Transportation Research Board, 2011 

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