초록 ▼

※ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
□ 대도시의 교통소통 최적화를 위해, 클라우드-엣지 기반 실시간 교통상황분석 및 대규모 교통 시뮬레이션 분산처리를 통한 교통제어 지능을 제공하는 도시교통 브레인 시스템 개발

□ 주요 정량적 목표
- 교차로 통과시간 감소율 15% 이상
- 신호 최적화 신호 교차로 개수 200개 이상
- 멀티 에이전트 신호 최적화의 클라우드-엣지 기반 분산 처리 지원
- 신호 최적화 시각적 분석 모듈 수 2개 이상
- 혼잡 전파 예측 정확도 F1-score 0.

※ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
□ 대도시의 교통소통 최적화를 위해, 클라우드-엣지 기반 실시간 교통상황분석 및 대규모 교통 시뮬레이션 분산처리를 통한 교통제어 지능을 제공하는 도시교통 브레인 시스템 개발

□ 주요 정량적 목표
- 교차로 통과시간 감소율 15% 이상
- 신호 최적화 신호 교차로 개수 200개 이상
- 멀티 에이전트 신호 최적화의 클라우드-엣지 기반 분산 처리 지원
- 신호 최적화 시각적 분석 모듈 수 2개 이상
- 혼잡 전파 예측 정확도 F1-score 0.85 이상
- 교통 수요 추정 오차 MAPE　10 이하
- 공개 SW 커미터급 개발자 50명 이상 양성

◎ 전체 내용
□ [도시교통 브레인 핵심 SW] 엣지-클라우드 협업을 통한 교통 네트워크 신호최적화 기술 및 도시 전체의 파급효과를 검증하는 스케일러블 시뮬레이션 기술 개발
□ [클라우드 엣지 기반 교통상황인지 기술] 엣지-클라우드/엣지-엣지 간 협업을 통한 교통상황 인지 및 예측 기술 개발
□ [계층적 교통 데이터 수집·가공·통합] 다양한 공공/민간 교통데이터를 활용하여 클라우드 기반 데이터 수집, 변환, 관리 및 시간/공간축에 따른 데이터 상호 연계 기술 개발
□ [실시간 교통상황분석 및 시각화 도구] 엣지-클라우드 협업기반 교통 모니터링, 교통 영향 인자별 최적 신호와의 연관 관계, 신호 최적화의 도시 전체 파급 효과, 도시 간 유사 패턴의 시각적 분석을 위한 대시보드 개발
□ [클라우드-엣지 통합 인프라 및 자원 관리 도구] 도시교통 브레인의 동적 확장이 가능한 클라우드-엣지 가상화 구조 기술, 도시교통 브레인 엣지 인프라 및 자원 관리 기술, 도시교통 브레인의 PaaS 플랫폼 기술 개발
□ [도시교통 브레인 실증] 도시교통 브레인의 개발 결과물을 지자체 신호 제어 및 교통 인프라에 적용하여 실증

※ 연구개발성과
□ 정성적 성과
○ 대도시의 교통 소통 최적화를 위한 교통 제어 지능을 제공하는 도시교통브레인 시스템
○ 도시교통브레인을 위한 클라우드 엣지 통합 자원 관리 및 PaaS 플랫폼
○ 클라우드 엣지기반 교통 상황 인지 및 교통 혼잡 전파 예측 SW
○ 다양한 교통 데이터의 수집과 수집된 데이터의 가공·통합을 통한 데이터 연계가 가능한 교통 데이터 플랫폼
○ 대도시 규모의 교통 환경에 대한 시뮬레이션과 신호 최적화 효과의 검증이 가능한 스케일러블 교통 시뮬레이터
○ 교통 환경을 모사한 교통 시뮬레이터와 연동하여 교통 신호 최적화를 지원하는 강화학습 기반 신호 최적화 시스템
○ 실시간 교통 상황 분석, 교통 시뮬레이션과 신호 최적화의 과정·결과에 대한 분석을 지원하는 시각적 분석 도구
○ 대전광역시 3개 교차로 그룹, 세종특별자치시 3개 교차로 그룹에 시뮬레이션 기반 실증
○ 대전광역시 도안 지역 SA101(10개 교차로)에 신호 최적화 결과 현장 적용
○ 세종특별자치시 교통 정보를 활용한 교통 혼잡 경험 개선을 위한 서비스 프로토타입

□ 정량적 성과
- 교차로 통과시간 감소율 18.03%(대전 실험지역), 24.08%(세종 실험지역)
- 신호최적화 신호 교차로 개수 214개
- 신호최적화 시각적 분석 모듈 수 3개
- 혼잡전파 예측 정확도 F1-score 0.907 달성
- 교통수요 추정 정확도 MAPE 4.1~6.4%
- 국제 특허 출원 3건, 국내 특허 출원 10건(등록 1건 포함)
- 국내외 논문 28건(SCIE급 논문 5건 포함)

※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
□ 연구개발 성과 활용 계획
- 연구개발 과정에서 습득한 기술 노하우 전수 및 교육 훈련 서비스, 실제 현장 적용을 위한 커스터마이징, 도시 교통 최적화를 위한 컨설팅·플랫폼/솔루션 구축·유지 보수 등의 사업화를 주관/참여기관에서 지속적으로 추진
- 결과물 기반 사업화를 추진하는 외부 개발자를 핵심 개발자로 영입하여 지속적인 커뮤니티 활성화를 유도하여 연구개발 성과를 확장하고 지속성 유지
- 자율 주행차를 위한 교통 신호 최적화, 가상 환경과 실데이터를 연계하는 시나리오 기반 교통 예측 관련 연구 등 본 과제 결과물을 기반으로 하는 다양한 후속 연구 추진
- 도심 교통 정책 수립을 위한 교통상황 분석 및 사전 검증용으로 지자체에서 점증적으로 확대 활용할 수 있도록 유도

□ 기대효과
- 공개SW 커뮤니티를 중심으로 결과물을 다양한 교통 분야에 활용하여 도시교통 지능화 관련 기술 축적
- 도시교통 지능화 관련 핵심기술 확보를 통한 국가기술 경쟁력 향상 및 외산기술 종속성 탈피
- 교통 데이터 분석에 기반하여 도출한 인사이트를 근거로 하는 의사 결정을 통해 효과적인 교통 정책 및 전략 수립 가능
- 교통 정보 고도화로 인한 사용자 안전 기능 확대 및 교통 혼잡 경험 개선을 통한 시민 개개인의 삶의 질 향상
- 교통 지능화에 따른 교통혼잡비용 절감과 운송·물류 등과 같은 교통 관련 다양한 산업의 동반 성장

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1) 연구 개발의 목적 ... 9
• 2) 개발 대상 기술 ... 9
• 3) 개발 대상 기술·제품의 적용 분야 ... 10
• 4) 기술개발의 필요성 ... 10
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
• 2-1. 1차년도 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
• 2-2. 2차년도 수행 과정 및 수행 내용 ... 47
• 2-3. 3차년도 수행 과정 및 수행 내용 ... 84
• 2-4. 4차년도 수행 과정 및 수행 내용 ... 130
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 172
• 1) 연구수행 결과 ... 172
• 2) 목표 달성 수준 ... 185
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 원인분석 ... 187
• 1) 목표 미달 또는 미흡한 연구결과에 대한 원인(사유) 자체분석 내용 ... 187
• 2) 미달 또는 미흡한 결과물에 대한 보완 활동 ... 187
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 187
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 188
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 189
• 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 190
• 2) 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 191
• 3) 성과활용·관리 추진체계 ... 192
• 4) 기타 ... 192
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 193
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 194
• 1) 연구개발비 사용명세서 ... 194
• 2) 발생이자 사용명세서 ... 199
• 3) 반납액 명세서 ... 199
• 끝페이지 ... 215