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미시적 교통 시뮬레이션을 위한 에이전트 기반 도로 통제 모델 구축 연구
Agent Based Road Control Model for Micro-Level Traffic Simulation 원문보기

한국공간정보학회지 = Journal of Korea Spatial Information Society, v.22 no.2, 2014년, pp.89 - 97  

나유경 (Dept. of Geography, Kyung Hee University) ,  최진무 (Dept. of Geography, Kyung Hee University)

초록
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본 연구는 개별 운전자의 행태가 교통 시스템 전체에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 도로 통제 정보의 전파 정도가 교통 혼잡에 미치는 영향 정도를 파악하고자 하였다. 이를 위해 에이전트 기반 교통 모델을 구축하였고 GIS 데이터를 교통 모델에 직접 활용할 수 있는 방안과 모의실험 결과의 처리과정을 제시하였다. 도로 통제 정보 제공이 교통 흐름에 미치는 영향을 분석한 결과, 전체 운전자의 30~70%에 해당하는 운전자에게 정보를 제공할 때 평균속도가 저하되지 않는 것으로 나타났다. 이에 반해 20% 이하 또는 80% 이상의 운전자에게 정보가 전달되면 전체 운전자의 평균속도가 저하되었다. 연구 결과를 종합해 볼 때, 도로 통제 정보의 제공은 교통의 흐름에 영향을 미치며 우회차량으로 인해 국지적 정체가 발생할 수 있음을 알 수 있었다. 이 결과는 향후 도로 교통 정책의 방향 설정을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study investigated how much the spread of traffic control information affect the traffic congestion in order to identify the behavior of the individual drivers that impacts on the entire transport system. For this purpose, agent-based transportation model was constructed. GIS data were directly...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 첫째, 개별 운전자의 행태가 교통 시스템 전체에 미치는 영향을 살펴보기 위한 방법으로 에이전트 기반 모델을 구축한다. GIS 데이터를 활용하여 도로 네트워크를 구축하는 방안을 제시하고자 한다. 도로와 운전자, 도로 통제 정보 등이 상호작용하도록 설계하고 구현할 것이다.
  • GIS데이터의 입력이 용이하도록 설계하여 모델의 지속가능성을 확보하여 타 지역에도 재사용할 수 있는 모델을 구축하고자 하였다. 또한 데이터의 출력이 용이한 모델을 구축하기 위해 모델 내 시간개념인 ‘tick’을 ‘분’단위로 환산하여 출력하도록 설정하였다.
  • 도로와 운전자, 도로 통제 정보 등이 상호작용하도록 설계하고 구현할 것이다. 둘째, 공간정보전파와 관련하여 도로통제로 인한 피해를 최소화할 수 있는 실시간 공간정보의 전파 정도를 밝히고자 한다. 사례연구를 통해 연구지역을 통과하는 운전자 중 일부에게 도로 통제 정보를 제공하고 우회하도록 설정한 후에 연구지역 전체의 평균속력을 살펴본다.
  • 본 연구는 개별 운전자의 행태가 교통 시스템 전체에 미치는 영향을 살펴보기 위해 도로통제로 인한 교통 혼잡을 최소화할 수 있는 실시간 통제정보의 전파 정도를 파악하고자 하였다. 에이전트 기반 모델을 구축하는 과정에서 GIS 데이터를 직접 활용할 수 있는 방안과 모의실험 결과의 처리과정을 제시하였다.
  • 본 연구는 도로통제 상황을 모의할 수 있는 에이전트 기반 모델을 구축하기 위해 다음의 절차로 진행한다. 첫째, 운전자의 행태와 관련된 선행연구를 고찰하고 도로 상황과 상호작용하는 규칙을 설정한다.
  • 본 연구는 미시적인 도로 통제 모의실험을 위한 에이전트 기반 모델의 활용성을 제시하였고, GIS 데이터를 바탕으로 다양한 연구지역에 활용이 가능한 교통 모델을 구축하였으며, 통행 시 정보의 전달이 미치는 영향을 분석하였다는 의의가 있다. 검증에 필요한 통행속도 실측 원시자료가 구축되어 있지 않아 어려움이 있었으며 향후 시군구별 시간별 평균통행속도 데이터가 구축된다면 더 정확한 검증이 가능할 것이다.
  • 본 연구의 주된 목적은 운전자의 행태가 교통시스템 전체에 미치는 영향을 살펴볼 수 있는 도로통제모형을 구축하는 것이다. 특히 통제도로에 대한 정보를 제공할 때 운전자의 경로 재설정에 따른 2차적 피해는 없는지 살펴보기 위해 통행속도를 비교함으로써 공간정보의 전파가 도로통제로 인한 피해를 감축시키는데 도움이 되는지 확인하고자 한다.
  • 본 연구의 주된 목적은 운전자의 행태가 교통시스템 전체에 미치는 영향을 살펴볼 수 있는 도로통제모형을 구축하는 것이다. 특히 통제도로에 대한 정보를 제공할 때 운전자의 경로 재설정에 따른 2차적 피해는 없는지 살펴보기 위해 통행속도를 비교함으로써 공간정보의 전파가 도로통제로 인한 피해를 감축시키는데 도움이 되는지 확인하고자 한다.

가설 설정

  • 이상의 연구들에서 공통적으로 과거의 체득 또는 학습된 행동이 미래 행동에 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서도 운전자가 침수 정보를 접하게 되면 과거에 도로통제로 인해 운전자가 겪었던 교통체증의 경험을 바탕으로 무조건 다른 경로를 탐색하는 것으로 가정하였다.
  • 에이전트는 다음과 같이 출발지와 목적지가 무작위로 부여되며, Table 1과 같은 단계를 거쳐 초기 이동 경로를 설정한다. 모의실험에서 침수 정보를 제공받은 에이전트 중 침수지역 진입을 계획했던 에이전트는 반드시 경로를 재탐색해야 한다는 가정 하에, 경로를 재탐색하도록 하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
'tick'을 '분'단위로 환산하는 이유는? GIS데이터의 입력이 용이하도록 설계하여 모델의 지속가능성을 확보하여 타 지역에도 재사용할 수 있는 모델을 구축하고자 하였다. 또한 데이터의 출력이용이한 모델을 구축하기 위해 모델 내 시간개념인‘tick’을 ‘분’단위로 환산하여 출력하도록 설정하였다. tick이란 모의 시 에이전트에게 규칙이 적용되는 1회 순환 사이클인데, 본 연구 모델의 에이전트가 이동하는 거리를 측정한 결과 대략 7 tick과 1분의 시간개념이 유사하다는 것을 알 수 있었다.
통제도로에 대한 정보전달을 통해 피해를 감축시키는 것이 중요한 이유는? 특히 도로를 통제하는 상황에서 공간정보의 역할은 더욱 클 것으로 보인다. 최근 도로 유지관리가 중요하게 부각되면서 도로의 보수 및 확장이나 교통시설물 등의 공사 빈도가 증가하고 있으며[10], 여름철에는 국지적인 폭우로 인한 침수지역 통제도 빈번히 나타난다. 도로가 통제되면 교통처리 용량이 저하되므로 교통 혼잡이 야기될 수 있으며, 감속 및 우회하는 차량들로 인해 피해 지역이 확산될 수 있다[14,15,10]. 따라서 통제도로에 대한 정보를 전달하여 피해를 감축시키는 것은 매우 중요하다.
운전자의 행태(출발 시간, 이동 경로 등)는 어디에 영향을 주는가? 운전자의 행태, 즉 출발 시간과 이동 경로 등의 선택은 개인의 이동속도를 변경시키는데 그치지 않고 전반적인 교통 시스템에 영향을 준다. 교통상황에 대한 공간정보를 이용하여 이동 경로를 재설정한 많은 운전자가 특정 경로에 집중하여 새로운 정체구간이 발생하기도 하고 효과적으로 분산되어 탁월한 교통 흐름을 보일 수도 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (16)

  1. Bamberg S; Ajzen I; Schmidt P. 2003, Choice of Travel Mode in the Theory of Planned Behavior: The Roles of Past Behavior, Habit, and Reasoned Action, Basic and Applied Social Psychology, 25(3):175-187. 

  2. Choi, K. H; Lee, J. H; Hwang, T. H; Yoo, J. J; Joo, I, H. 2002, Automatic Generation Method of Road Data based on Spatial Information, Journal of Korea Spatial Information Society, 4(2): 55-64. 

  3. Hines, J; Hungerford, H; Tomera, A. 1987, Analysis and Synthesis of Research on Responsible Environmental Behavior: A Meta-Analysis, The Journal of Environmental Education, 18(2):1-8. 

  4. Lee, Y; Kim, T. S.; Ha, T. W.; Kang, S. H.; Lee, S. H. 2003, Study on the Assessment of Refuge Behavior and the Derivation of Critical Inundation Depth, Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, 17(4):92-97. 

  5. Lee, H. G; Han, J. C; Jung, C. S; Oh, K. J; Han, G. H. 2009, Understanding Human Behavior, Bobmunsa. 

  6. Lee, J. H; Jang, Y. H; Kwon, Y. J. 2013, An Efficient Location Based Service based on Mobile Augmented Reality applying Street Data extracted from Digital map, Journal of Korea Spatial Information Society, 21(4): 63-70. 

  7. Na, Y; Lee, S; Joh, C. H. 2012, An Analysis of Decision-Making in Extreme Weather using an ABM Approach Application of Mode Choice in Heavy Rain & Heavy Snow, Journal of the Economic Geographical Society of Korea, 15(2): 304-313. 

  8. Na, Y. 2014, Analyzing the Effect of Inundation Information for the Traffic Flow Using the Agent-based Model, Kyung Hee University. 

  9. O'Connor, R. E; Bord R. J; Fisher A. 1999, Risk Perceptions, General Environmental Beliefs, and Willingness to Address Climate Change, Risk Analysis, 19(3):461-471. 

  10. Park, J. H. 2011, Characteristics of Traffic Flow and Delay Model Development using Work Zone Data, Hanbat National University. 

  11. Seoul, 2013, Flood Map of Seoul-si, Accessed on July 10. http://hongsu.seoul.go.kr. 

  12. Seoul City Transportation Headquarters, 2009, Average Deriving Speed in Seoul, Seoul, Korea. 

  13. Seoul City Transportation Headquarters, 2010, Average Deriving Speed in Seoul, Seoul, Korea. 

  14. Shin, S. I.; Cho, Y. C. 2006, Improving Transportation Disaster System in Seoul, Seoul Development Institute. 

  15. Shin, S. I.; Cho. Y. C; Lee, C. J. 2007, Strategies for Providing Detour Route Information and Traffic Flow Management for Flood Disasters, Journal of Korean Society of Transportation, 25(6):33-42. 

  16. The Korea Transport Institute. 2013, Traffic volume data, Accessed on October 31. http://ktdb.go.kr. 

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