초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 사용자 친화적이며 지속 가능한 공유 마이크로 모빌리티(micro mobility) 시스템 도입 및 운영을 위한 예측 모델 개발을 목표로 한다. 공유 마이크로 모빌리티 서비스는 자유롭게 기기를 대여해 이용하고 반납이 가능한 특성으로 인해이동의 불균형으로 인해 특정 장소에 기기가 과도하게 많거나 부족한 상황이 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해서는 공간적/시간적으로 세분화된 단위로 정확한 수요 예측이 필요하다. 본 연구과제에서는 공유 마이크로 모빌리티를 위한 보다 정확한 예측 시스템 구축에 필요한 여러 기계

□ 연구개요
본 연구는 사용자 친화적이며 지속 가능한 공유 마이크로 모빌리티(micro mobility) 시스템 도입 및 운영을 위한 예측 모델 개발을 목표로 한다. 공유 마이크로 모빌리티 서비스는 자유롭게 기기를 대여해 이용하고 반납이 가능한 특성으로 인해이동의 불균형으로 인해 특정 장소에 기기가 과도하게 많거나 부족한 상황이 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해서는 공간적/시간적으로 세분화된 단위로 정확한 수요 예측이 필요하다. 본 연구과제에서는 공유 마이크로 모빌리티를 위한 보다 정확한 예측 시스템 구축에 필요한 여러 기계 학습 알고리즘을 개발을 목표로 한다. 뿐만 아니라 예측 모델 개발 과정에서 보다 나은 예측 모델을 고안하고 학습에 필요한 데이터를 잘 선정하기 위해 다양한 상황에서 수요 예측에 영향을 주는 요인을 찾아내는 것을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제는 중간에 연구 과제의 최종 목표를 일부 수정하기는 하였으나, 수정된 목표를 기반으로 크게 세 가지 주제에 대해서 연구를 심도있게 수행하였다. 첫 번째는 공유 마이크로 모빌리티의 수요 예측 정확도를 높이기 위한 계층적 수요 예측 알고리즘을 개발하는 것이다. 두 번째는 공유 마이크로 모빌리티 이용 패턴에 대해서 분석하고 공유 마이크로 모빌리티 이용에 영향을 주는 요인을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 세 번째는 극단적인 수요가 발생하는 상황 판별을 위한 기반 예측 기술과 관련된 연구를 수행하였다.
첫 번째 주제와 관련해서는 계층적 수요 예측 모델의 핵심이 되는 서로 다른 군집 알고리즘을 세 가지 개발하여 최종 대여소 단위의 수요 예측의 정확도는 향상시켰다. 특히, 인접한 군집의 대여소까지 고려할 수 있는 soft clustering 알고리즘은 본 연구과제에서 최초로 개발하였다. 두 번째 주제와 관련해서는 이용권의 종류, 코로나 19 판데믹, 그리고 대중교통을 핵심 분석 요인으로 잡고 이들과 관련된 공유 자전거 이용 패턴과 수요에 대해서 심층적으로 분석하여 서비스 활성화 방안을 수립할 수 있는 분석 결과를 도출하였다. 세 번째 주제와 관련해서는 극단적 수요가 발생하는 상황을 판별하기 위한 분류 알고리즘을 개발하고 이런 분류 알고리즘의 성능을 높일 수 있는 샘플링 기법 또한 개발하였다. 그리고 이를 바탕으로 극단적 수요를 고려한 공유 자전거 수요 예측 모델을 개발하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구과제를 통해 개발된 계층적 수요 예측 모델을 위한 군집 알고리즘과 극단적인 수요를 고려한 수요 예측 모델은 이미 국내에도 많이 도입되어 있는 공유 마이크로 모빌리티 시스템을 효율적으로 운영하기 위한 수요 예측 모델 개발에 활용할 수 있다. 정확한 수요 예측 모델을 통해서 기기를 재배치할 수 있는 효율적인 방안을 마련할 수 있으므로 전체적으로 자원을 최적화하고 운영 수익을 극대화할 수 있다.
또한 이 연구과제에서는 공유 마이크로 모빌리티 시스템의 이용 패턴과 수요에 영향을 끼칠 수 있는 요인 중에서 이용권, 코로나19 판데믹, 그리고 대중교통을 중점적으로 분석하여 이들과 공유 마이크로 모빌리티 시스템의 이용 패턴과 수요 사이의 관계를 밝혔다. 이를 통해서 공유 마이크로 모빌리티 서비스의 활성화 방안을 마련할 수 있는 기반을 마련하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구의 최종목표 ... 4
• 1.2 연구의 필요성 ... 4
• 1.3 연구 가설 및 연구범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 공유 자전거 계층적 수요 예측 알고리즘 개발 ... 5
• 2.2 공유 마이크로 모빌리티 시스템의 이용 패턴 분석 ... 7
• 2.3 극단적인 대여량을 고려한 예측 알고리즘 개발 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 38