모듈형 광역버스의 운행 알고리즘 개발
Development of an Operation Algorithm for Modular Metropolitan Buses
- 주제(키워드) 모듈형 , 광역버스 , 운행 알고리즘 , 미시적 시뮬레이션 , 효과 분석
- 주제(DDC) 629.04
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이상수
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 교통공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035999
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구의 목적은 자율주행 기술과 모듈형 차량 개념을 결합한 모듈형 광역 버스 운행 알고리즘을 개발하고 기존 고정 노선형 버스 체계와의 비교·분석을 통해 도입 효과와 실현 가능성을 실증적으로 검증하는 데 있다. 최근 자율주행 기술의 발전과 함께 시간대 및 구간별로 변동성이 큰 이동 수요에 능동적으로 대응할 수 있는 모듈형 차량 개념이 새로운 대중교통 수단의 대안으로 주목 받고 있다. 기존 버스 시스템은 차량 용량과 노선 구조가 고정되어 있어 급변하 는 수요에 유연하게 대응하는 데 구조적인 한계가 있다. 모듈형 차량은 개별 모듈의 결합과 분리를 통해 차량 용량과 길이를 탄력적으로 조정할 수 있어 기 존 대중교통 시스템의 경직성을 효과적으로 완화할 수 있는 잠재력이 있다. 모듈형 차량에 관한 국내외 연구는 주로 차체 설계나 제어 기술에 집중되어 있으며 실제 운행 환경을 고려한 운행 알고리즘과 운영 효과를 정량적으로 분 석한 연구는 부족한 상황이다. 이에 본 연구는 모듈형 광역버스의 운행 특성을 반영한 알고리즘을 제안하고 미시적 교통 시뮬레이션(VISSIM)을 통해 그 효과를 다각도로 검증하였다. 특히 도로 혼잡도와 노선 통합 여부, 시공간적 수요 변화(첨두·비첨두), 차량 정원 조건 등 다양한 변수를 설정하여 효율성 측면과 경제성 측면에서의 효과를 종합적으로 분석하였다. 분석 결과 모듈형 광역버스 는 기존 버스 대비 평균 통행시간을 약 30% 단축하고 운영비를 약 40% 절감 하는 것으로 나타나 통행 효율성과 경제성을 동시에 확보할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 모듈형 광역버스 운행 알고리즘을 체계적으로 정립하고 그 효과를 정량화함으로써 아직 초기 단계인 모듈형 대중교통 시스템 분야의 실증적 연구 기반을 마련하였다는 데 학술적 의의가 있다. 이러한 분석 결과는 향후 정부와 지자체의 차세대 대중교통 정책 수립 및 실행 전략 마련을 위한 과학적 근거로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
more목차
제1장 서 론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
1. 연구 배경 1
2. 연구 목적 2
제2절 연구 범위 3
제3절 연구 수행 절차 및 방법 5
제4절 연구 기여도 7
제2장 이론적 배경 8
제1절 교통수요 예측 8
제2절 수요웅답형 버스 12
제3절 모듈형 차량 20
제4절 차량 추종 이론 27
제5절 선행연구 검토결과 및 시사점 33
제3장 모듈형 광역버스 운행 알고리즘 개발 35
제1절 대중교통 이용자 패턴 도출 35
1. 대중교통 이용자 패턴 기본사항 35
2. 기존 버스 이용자의 통행패턴 36
3. 모듈형 광역버스 이용자의 통행패턴 변화 37
제2절 모듈형 광역버스 운행 알고리즘 개발 39
1. 모듈형 광역버스 운행 단계별 동작 정의 39
2. 모듈형 광역버스 운행 알고리즘 구조화 48
제3절 시뮬레이션을 위한 알고리즘 동작 모듈 개발 51
1. VISSIM 인터페이스 개요 51
2. 모듈형 광역버스 알고리즘 동작 모듈 개발 53
제4절 모듈형 광역버스의 자율주행 파라미터 검증 61
1. VISSIM Car-following 파라미터 선정 및 적용방안 61
2. 자율주행 차량행태 모형 파라미터 변경 분석 결과 64
제4장 모듈형 광역버스 운행 효과 분석 71
제1절 시뮬레이션 환경 구축 71
1. 시뮬레이션 분석 절차 71
2. 모듈형 광역버스 3D 모델링 72
3. 시뮬레이션 환경 구축 74
제2절 시뮬레이션 분석 및 결과 78
1. 도로 혼잡상황에 대한 효과 분석 78
2. 모듈형 차량의 노선 통합에 대한 효과 분석 85
3. 시간대별 수요 변화에 대한 효과 분석 90
4. 모듈형 차량 정원의 영향에 대한 효과 분석 98
5. 모듈형 광역버스 이용자 편익 분석 101
제3절 모듈형 광역버스 도입에 따른 운영비용 분석 103
1. 분석 개요 103
2. 분석 대상 및 기본 가정 103
3. 비용 산정 108
4. 모듈형 광역버스 운영비용 절감 효과 분석 111
제4절 종합 분석 결과 및 시사점 113
1. 종합 분석 결과 113
2. 정책적기술적 시사점 116
제5장 결론 및 향후 연구과제 118
제1절 결론 118
제2절 향후 연구 과제 119
참고문헌 121
Abstract 127
