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도시부 돌발상황 발생 시 영향권 예측 모형 개발 및 검증

Development and Verification of influence area prediction model in case of emergency situation in urban area

초록/요약

도시부 도로에서 발생하는 돌발상황은 교통혼잡을 가중시키며, 이에 대한 영 향권을 정확히 분석하고 예측하는 것은 효과적인 교통관리 및 혼잡 완화를 위 해 필수적이다. 기존 사후 대응 중심의 돌발상황관리시스템과 연속류 중심의 한정된 조건에서의 돌발상황 예측 모형은 많은 변수가 포함된 도시부 도로에는 적용하기 어렵다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복하기 위해 도시부 단속류 도 로 환경에서 돌발상황 발생 시 교통류 변화와 대기행렬 발생 특성을 분석하고, 이를 바탕으로 교통 영향권 예측 모형을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 교통 시뮬레이션 소프트웨어인 VISSIM을 활용하여 연속 신호 교차로와 돌발상황 지점을 포함한 다양한 변수들을 활용하여 시나리오를 구성 하여 대기행렬 영향권 행태를 분석하였다. 영향권 발생 유형 도출 결과를 바탕 으로 돌발상황 발생지점을 기준으로 상류부와 하류부로 영향권을 구분하고, 교 통지표를 기반으로 영향권별 대기행렬 길이를 예측하는 이론모형을 설계하였 다. 또한, 시뮬레이션 데이터 기반으로 모형을 검증하여 실제 교통 상황에서의 적용 가능성을 평가하였다. 영향권별 모형 검증 결과, 상류부와 하류부 각각의 대칭 평균 절대 백분율 오차율은 8.2%, 27.1%로 나타났다. 상류부 영향권 모형은 높은 정확도를 보였 으나, 차단 차로수가 많을수록 대기행렬 예측 정확도는 감소하였고, 하유룹 영 향권 모형은 포화도가 높은 경우와 신호교차로 대기행렬을 동시에 고려하는 복 합적 혼잡 상황에서 예측 정확도가 감소하였다. 본 연구는 도시부 도로 혼잡도 예측을 위해 새로운 이론모형을 제시하고 검 증하여, 일부 경우에서의 실용성을 확인하였으나, 신호교차로 영역까지의 설명 을 높일 수 있도록 모형을 개선할 필요가 있다.

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목차

제 1 장 서 론 1
제 1 절 연구의 배경 및 목적 1
제 2 절 연구의 방법 및 수행 절차 3
제 2 장 현황 및 관련 문헌 고찰 5
제 1 절 돌발상황 대응 기술 고찰 5
1. 돌발상황 대응 기술 현황 5
제 2 절 선행 연구 및 적용이론 고찰 8
1. 국내 돌발상황 영향 예측 연구 현황 8
2. 관련 이론 14
제 3 절 시사점 및 본 연구의 차별성 16
제 3 장 돌발상황 영향권 분석 17
제 1 절 영향권 분석 개요 17
제 2 절 돌발상황 시뮬레이션 구축 18
1. 네트워크 구축 18
2. 유형 분석을 위한 시나리오 설정 19
제 3 절 영향권 분석 결과 20
1. 대기행렬 발생 행태 20
2. 영향권 분류 결과 23
제 4 장 영향권 예측 모형 개발 및 검증 24
제 1 절 모형 개발 24
1. 이론모형 개발 개요 24
2. 모형 변수 설정 26
3. 돌발상황 발생 시 단계별 영향권 예측 모형 28
제 2 절 모형 검증을 위한 시나리오 설정 33
1. 시나리오 설정 33
2. 평가 지표 34
제 3 절 모형 평가 35
1. 종합 평가 결과 35
2. 영향권별 정확도 평가 결과 36
제 5 장 결론 및 향후 연구방향 42
제 1 절 결론 42
제 2 절 향후 연구 및 활용 방안 44
참 고 문 헌 45

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