타임스탬프 데이터 분석 기반의 도시부 연속류 도로 교통류 분기지점 통행시간 추정 연구

Abstract

개별 도로구간의 통행시간을 추정함에 있어 GPS 및 차량검지기 등을 활용하는 다양한 방식이 개발 및 적용되어 왔으나, 이를 보다 정확하게 추정함에 있어 몇몇의 문제점들이 산재한다. 특히, 일반 도로의 교차로 및 고속도로의 나들목 또는 분기점의 상류부 도로구간에서는 차량들의 진행 방향별로 교통류가 분기되기 시작되어 각 방향별 교통류의 행태가 상이할 수 있으며, 동일 구간이라도 진행 방향별 통행시간에 큰 차이가 발생할 수 있다. 이에 따라, 해당 구간의 통행시간을 진행 방향별로 분리하여 추정할 필요가 있으며, 이를 위하여 본 연구에서는 GPS 기반의 타임스탬프(Time Stamp) 데이터를 활용하여 고속도로 교통류 분기지점에서의 진행 방향별 통행시간을 추정하는 방법을 제시한다. 제시하는 방법은 ‘데이터 분기 감지’, ‘분기된 데이터 분류’, ‘데이터 이상치 제거’의 순차적인 3개의 단계로 구성된다. ‘데이터 분기 감지’에서는 진행 방향별 통행시간의 차이 발생 여부를 감지할 수 있는 통계적 방법을 제시하며, 해당 방법은 데이터 포인트들의 분기 여부를 판단할 수 있는 임계값을 찾는 데에 유용한 것으로 분석 및 평가된다. ‘분기된 데이터 분류’에서는 통행시간 차이가 감지되었을 때 이를 각 방향별로 데이터를 분류할 수 있는 통계적 접근 방법을 제시하며, 해당 방법 또한 분석을 통하여 데이터 분류에 우수한 성능을 보유한 것으로 평가된다. ‘데이터 이상치 제거’에서는 차량의 주행 중 정차와 같은 비정상적인 행태를 보이는 데이터를 제거하기 위하여 단순이동평균 기반의 방법을 활용하며, 해당 방법은 개선의 필요성이 있는 것으로 평가된다. 시뮬레이션 데이터를 기반으로 제시된 방법에 대하여 전반적인 성능평가를 시행하였으며, 이를 통하여 본 연구의 방법은 동일 도로구간에서의 통행시간을 차량 진행 방향별로 별도 추정함에 있어 합리적인 성능을 보여준다.