자율주행 혼재 환경에서 도로 혼잡도와 주행 안전성을 고려한 통합지표 개발
Development of an Integrated Index considering Congestion and Safety in a Mixed Autonomous Driving Environment
- 주제(키워드) 자율주행 혼재환경 , 도로 혼잡도 , 주행 안전성 , 통합지표
- 주제(DDC) 629.04
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이상수
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 교통공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035972
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
매년 증가하는 자동차 등록대수와 한정된 도로공급으로 인해 교통혼잡은 더 욱 심화되고 있다. 이러한 상황에서 교통혼잡 현황을 모니터링하여 혼잡 및 위 험 상황에 신속하게 대응할 수 있는 관리체계 고도화가 시급한 실정이지만 기 존의 교통상황 평가 방식은 단일지표에 의존하고 있기 때문에 복잡한 교통상황 을 충분히 설명하는데 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 자율주행차 혼재 환경에서 교통류의 소통상태와 안전성을 종 합적으로 판단할 수 있는 5분 주기 통합지표의 개발을 목적으로 한다. 기존 교 통지표들에 대한 검토를 통해 교통의 혼잡 및 안전 상태를 반영할 수 있는 TTI, OCI_2 , TTC 지표를 통합지표의 구성 변수로 선정하였다. 선정된 세 지표 를 하나의 통합지표로 구성하기 위하여 상관계수 분석, KMO 검정 및 Bartlett 구형성 검정, 요인분석 방법론을 수행하였으며 그 결과 TTI, OCI_2, TTC의 가 중치가 각각 0.363, 0.303, -0.334으로 산정되었다. 이후 K-means 클러스 터링 기법을 적용하여 교통상황을 3단계로 구분하고‘원활 및 안전’,‘약간 혼잡 및 주의’,‘매우 혼잡 및 위험’의 판단 기준을 수립하였다. 최종적으로 도출된 통합지표에 대해 Welch’s ANOVA 분석과 Games-Howell 기법을 수행하여 클러스터 간 평균값의 차이가 통계적으로 유 의함을 확인하였으며, 대상 구간의 실제 교통량 자료를 이용하여 통합지표의 활용 가능성을 검증하였다. 포화도 0.1, 0.3, 0.5, 1.0(가정)의 네 가지 교통상 황에 대해 분석한 결과, 포화도가 증가함에 따라 혼잡 및 위험 수준이 단계적 으로 변화하는 패턴을 잘 반영하였다. 추가적으로 사고 발생 시나리오를 구현 하여 분석하였으며, 통합지표가 실제 도로 상황뿐 아니라 사고 발생시에도 교 통류의 변화를 잘 반영하고 있음을 확인하였다.
more목차
제 1 장 서론 1
제 1 절 연구의 배경 및 목적 1
제 2 절 연구의 방법 및 절차 3
제 2 장 이론적 배경 5
제 1 절 관련 이론 고찰 5
1. TTI (Travel Time Index) 5
2. TRI (Travel Rate Index) 5
3. RCI (Roadway Congestion Index) 6
4. CSI (Congestion Severity Index) 7
5. LMDI (Lane-Mile Duration Index) 8
6. FCI (Freeway Congestion Index) 8
7. OCI (Occupancy Congestion Index) 9
8. TTC (Time to Collision) 10
제 2 절 선행 연구 고찰 11
1. 교통지표 관련 선행연구 11
2. 주행 안전성 지표 관련 선행연구 14
3. 차량 추종 이론 16
4. 차량 추종 모형 관련 선행연구 19
5. 박스 플롯 (box plot) 20
6. 요인분석 관련 선행연구 21
제 3 절 연구의 차별점 및 시사점 22
제 3 장 Data 수집 및 분석 23
제 1 절 시뮬레이션 모형 구축 23
1. 시뮬레이션 범위 및 시나리오 설정 23
2. 차량 거동 행태 조정 및 혼재율 설정 24
3. 교통량 산정 26
4. 데이터 추출 및 분석 26
제 2 절 통합지표 개발 방법론 33
1. 지표 선정 33
제 4 장 실시간 통합지표 개발 36
제 1 절 지표 검정 36
1. 상관분석 및 KMO 검정 36
제 2 절 통합지표 개발 38
1. 데이터 표준화 38
2. 요인분석 40
3. 가중치 산정 및 산정식 도출 41
4. 교통상황 판단기준 수립 42
5. 분산분석 46
6. 통합지표 적용성 평가 47
제 5 장 결론 및 향후 연구 과제 50
제 1 절 결론 50
제 2 절 향후 연구 52
참고문헌 53
Abstract 57
