도로교통망의 효율적 운영을 위한 동적 VMS 메시지 셋 최적화에 관한 연구

Abstract

VMS를 통해 제공되는 실시간 교통정보는 운전자의 통행경로선택에 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 VMS 정보를 이용한 운전자 통행경로 제어를 통해 도로망 전체의 운영효율을 최적화하고자하는 다양한 연구들이 이루어져 왔다. 본 연구에서는 실시간 교통운영제어시 도로망 전체의 총 통행시간을 최소화할 수 있는 VMS 정보 제공 조합을 산출하는 VMS 정보제공 최적화 모형을 구축하였다. 우선 운전자의 경로선택을 현실감 있게 반영하기 위해 Stated Preference(SP) 조사를 바탕으로 한 VMS 정보 제공시 운전자 경로선택행태모형을 개발하였다. VMS를 통해 제공되는 메시지 내용과 표출주기가 주어졌을 때 최적의 VMS 정보제공 조합은 유전자 알고리즘을 이용하여 구했으며, 최적해 산출과정에서 필요한 교통분석은 미시적 교통시뮬레이션인 파라믹스를 이용하였다. VMS에 표출되는 메시지 내용의 개수와 표출주기를 다르게 하여 설정한 다양한 시나리오들에 대해 VMS 정보제공 최적화 모형을 적용하여 모형의 적합도와 적용가능성을 평가하였다. 실험결과를 살펴보면 모든 시나리오에서 본 모형이 효과적으로 최적해를 찾아가는 것으로 나타났다. VMS 설치 전후를 비교하면 VMS를 운영하였을 때 도로망의 총 통행시간을 줄일 수 있는 것으로 나타났으며, VMS 정보의 표출주기가 짧을수록 VMS 메시지 내용의 개수가 작은 것이 총 통행시간을 감소시키는데 유리한 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발된 최적화 모형은 운전자경로선택, 최적화, 그리고 시뮬레이션별로 각 구성요소가 모듈화되어 해당 구성요소별로 새로운 형태의 모형으로 대체가 용이하다. 이러한 모듈화는 최적화 모형을 첨단교통제어시스템에서 활용하고자 할 때 해당 시스템의 특성과 기능에 맞게 변경이 용이하다는 장점이 있다. 본 연구에서 제시된 최적화 모형은 실시간 연산처리 문제가 해결되면 대규모 실제 도로망에서 실시간 VMS 운영 전략수립에 중요한 역할을 하게 될 것으로 기대된다.