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SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 25
제1절 연구개발의 배경 및 필요성 25
1. 연구개발 배경 25
2. 연구개발의 필요성 25
제2절 연차별 연구개발 목표 및 내용 28
1. 연구개발의 최종목표 28
2. 연차별 연구목표 및 내용 29
제3절 당해 연도 연구개발 목표 및 내용 30
1. 연구목표 30
2. 세부목표 30
3. 연구내용 및 범위 30
4. 연구개발 추진전략 및 방법 31
제2장 국내외 기술개발 현황 37
제1절 시·공간 Mobility 분석 기술 37
1. 시·공간 Mobility 분석 관련 시스템 개발 현황 37
2. 시·공간 단위 대기오염 위해성 분석 관련 개발 동향 39
제2절 빅데이터 활용 기술 47
1. 빅데이터 기술 관련 주요 연구개발 현황 47
제3절 통행자 그룹별 활동 및 통행특성 분석 기술 56
1. 노인들의 여가활동 관련 문헌 검토 56
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 59
제1절 통행자 시·공간 Mobility 분석 시스템 개발 개요 59
1. 통행자 시·공간 Mobility 분석 시스템 개념 59
2. 기초 데이터 60
3. 통행자 시·공간 Mobility 분석 시스템 추정과정 63
제2절 지역별 총 활동인구 산정 모델링 기술 70
1. 총 활동인구 관련 데이터 분석 70
2. 총 활동인구 산정 모델링 개발(총존재인구 산정 방법론) 78
제3절 교통약자(고령자) 포함 통행자 그룹(성, 연령, 직업)별 활동 및 통행 특성 분석 89
1. 통행자 그룹(성, 연령, 직업)별 활동 및 통행패턴 분석 89
2. 통행자 그룹별(고령자 포함) 시·공간 활동 유인력 변화 매커니즘 분석 95
제4절 통행자 시·공간 활동 및 통행 의사결정 분석기술 개발 120
1. 통행자 그룹별 시·공간 활동 및 통행패턴 변화 피드백 매커니즘 체계 구축 120
2. 시·공간 활동 및 통행패턴 변화 알고리즘 개발 173
제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 181
제1절 기관 역량강화 및 국가 연구정책 반영 공헌도 181
제2절 목표 달성도 및 기여도 182
제5장 연구개발 결과의 활용 계획 195
제1절 연구성과의 확산 및 기대효과 195
1. 기대효과 195
2. 성과활용 및 확산 계획 196
부록 : 통행자 시·공간 Mobility 분석 시스템 개발 세부내용 199
1. 요구사항 201
2. 기능목록 202
3. 데이터 흐름도 203
가. DFD 목록 203
나. 주요 DFD 204
4. 프로세스 정의서 216
5. 주요 ERD 217
6. 주요 테이블 정의서 221
가. 주요 테이블 목록 221
7. 주요 화면 정의서 224
가. 화면 목록 224
나. 주요 화면 정의서 226
참고문헌 241
판권기 243
표 2-2-1. CNN 분석 결과 54
표 3-1-1. 분석지역 내 시간대별 총 활동인구 결과(예시) 64
표 3-1-2. 활동스케줄 비율 결과(예시) 65
표 3-1-3. 시간대별, 활동별 인구수 결과(예시) 65
표 3-1-4. 집계구별, 시간대별 활동유인력 산정 결과(예시) 66
표 3-1-5. 집계구별, 시간대별 상대적 활동유인력 산정 결과(예시) 67
표 3-1-6. 활동별, 시간대별 인구 산정 결과(예시) 67
표 3-2-1. 최종 군집중심 80
표 3-2-2. 군집1 분류지역(46개) 80
표 3-2-3. 군집2 분류지역(32개) 80
표 3-2-4. 군집1 기술통계량 81
표 3-2-5. 군집2 기술통계량 81
표 3-2-6. 군집1 회귀분석 결과 82
표 3-2-7. 군집2 회귀분석 결과 83
표 3-2-8. 군집별 오차 및 오차율 84
표 3-2-9. 시간대별 총존재인구 추정 결과(수도권 전체) 84
표 3-2-10. 시간대별 총존재인구 추정 결과(서울) 85
표 3-2-11. 시간대별 총존재인구 추정 결과(인천) 86
표 3-2-12. 시간대별 총존재인구 추정 결과(경기) 87
표 3-3-1. 서울내 6층이상 공동주택 연면적이 가장 작은 지역구 96
표 3-3-2. 노인시설의 종류와 설명 97
표 3-4-1. 군집별 중심 DB 122
표 3-4-2. 주간, 상주인구 데이터 정보 125
표 3-4-3. 군집별 중심 데이터 정보 126
표 3-4-4. 군집별·시간대별 회귀모형 정보 126
표 3-4-5. 수도권 시군구별·시간대별 보정비율 정보 127
표 3-4-6. 총 존재인구 추정 결과 데이터 정보 128
표 3-4-7. 동 경계 데이터 가공정보 131
표 3-4-8. 총 활동인구 데이터 가공정보 134
표 3-4-9. 활동유인력 산정 업무 목적 활동유인력 모형 143
표 3-4-10. 시간대별 학생 존재 확률 산정 예시 144
표 3-4-11. 학교 활동유인력 산정 예시 145
표 3-4-12. 활동유인력 산정 학원 목적 활동유인력 모형 145
표 3-4-13. 활동유인력 산정 쇼핑 목적 활동유인력 모형 146
표 3-4-14. 활동유인력 산정 여가 목적 활동유인력 모형 147
표 3-4-15. 활동유인력 산정 기타 목적 활동유인력 모형 148
표 3-4-16. 활동유인력 산정 데이터 가공정보 테이블 149
표 3-4-17. 가구통행실태조사 활동스케쥴 데이터 가공 정보 158
표 3-4-18. 가구통행실태조사 활동스케쥴 데이터 가공 정보 160
표 3-4-19. 가구원 데이터 가공 정보 161
표 3-4-20. 가구원통행실태조사 데이터 가공 정보 162
표 3-4-21. 가구통행비율 데이터 가공 정보 164
표 3-4-22. 인구관련 통계항목 및 집계아이템 코드 165
표 3-4-23. 통계청 사업체 관련 데이터 코드 168
표 3-4-24. 건물연상면적 테이블 정의 170
표 3-4-25. 학생수 테이블 정의 171
표 3-4-26. 주간인구/상주인구 데이터 가공정보 172
표 3-4-27. 인구 구성비 시나리오 설정값 173
그림 1-2-1. 시·공간 Mobility 분석 연구개발 개념도 28
그림 1-3-1. 활동 유인력 변화 시뮬레이션 결과(예시) 31
그림 1-3-2. 활동 및 통행패턴 의사결정 매커니즘(예시) 31
그림 2-1-1. 건강편익 산출 과정 40
그림 2-1-2. Benefits Mapping 개발 40
그림 2-1-3. 17개 부문별 초미세먼지(PM2.5)단위배출량 추정 결과 41
그림 2-1-4. 휘발성 유기화합물(VOCs)예측결과 41
그림 2-1-5. 질소산화물(NOx)의 예측결과 41
그림 2-1-6. CO₂e 배출량 예측결과 41
그림 2-1-7. 1999~2013년 대기환경기준 초과지역에 거주하는 0~17세 어린이의 비율 42
그림 2-1-8. 유로스타트(Eurostat)의 미세먼지 및 오존 구조지표 44
그림 2-1-9. 대기오염물질별 유럽연합 대기기준 초과 노출 도시인구 비율 44
그림 2-1-10. 세계보건기구 유럽의 환경보건정보체계 미세먼지 연평균 농도 및 농도 수준별 거주인구 비율 46
그림 2-2-11. 아틀란타 US 23 도로의 금요일 교통량 47
그림 2-2-12. 예측 모델별 성능 비교 48
그림 2-2-13. 강우 시 모델별 단기 예측 결과 성능 비교 48
그림 2-2-14. 트위터 스트리밍 API를 이용한 트윗 데이터 수집 49
그림 2-2-15. 도시별 트윗 수와 행복관련 텍스트 49
그림 2-2-16. 도시별 행복지수 49
그림 2-2-17. 빅데이터 플랫폼 서비스 기술개발 트랜드 50
그림 2-2-18. 주행환경 분석 플랫폼 개발 구성도 51
그림 2-2-19. GIS 및 웹기반 정보 시각화 개념 51
그림 2-2-20. 다양한 활동의 그래픽화 52
그림 2-2-21. 비그래픽 방식과 그래픽 방식의 성능비교 53
그림 2-2-22. CNN 모델 비교 53
그림 2-2-23. 감정 분석 방식 54
그림 2-2-24. 시스템 모델 구성도 55
그림 2-2-25. Graph-Planning 알고리즘 55
그림 2-2-26. 감정 분석 평가결과 55
그림 3-1-1. 통행자 시·공간 Mobility 적용 개념도 59
그림 3-1-2. 통행자분석 시스템의 구성 체계 60
그림 3-1-3. 집계구별, 시간대별 통신량 데이터(예시) 61
그림 3-1-4. 건물 연상면적 DB 62
그림 3-1-5. GIS 기반 맵서비스 구성방안 63
그림 3-1-6. 시간대별, 활동별, 지역별 발생량과 도착량 산정 결과(예시) 68
그림 3-1-7. O/D 산정 프로세스 69
그림 3-2-1. 일자별(요일별)·시군구별 SKT 통신량 데이터(일부) 70
그림 3-2-2. 2015년 기준 시군구별 통계청 센서스 자료(일부) 71
그림 3-2-3. 상주인구와 주간인구의 상관관계 71
그림 3-2-4. 주간인구와 종사자수의 상관관계 72
그림 3-2-5. 주간인구 지수 100이하인 시간대별 통신량 72
그림 3-2-6. 주간인구 지수 100이상인 시간대별 통신량 73
그림 3-2-7. 주간인구 지수 100이하인 시간대별 통신량이 최소인 최다 빈도 시간대 73
그림 3-2-8. 주간인구 지수 100이하인 시간대별 통신량이 최대인 최다 빈도 시간대 74
그림 3-2-9. 주간인구 지수 100이하인 시간대별 통신량이 최소인 최다 빈도 시간대 74
그림 3-2-10. 주간인구 지수 100이하인 시간대별 통신량이 최대인 최다 빈도 시간대 74
그림 3-2-11. 시군구별시간대별 통신량(서울특별시) 75
그림 3-2-12. 시군구별시간대별 통신량(인천광역시, 중구 제외) 75
그림 3-2-13. 시군구별시간대별 통신량(경기도) 76
그림 3-2-14. 상주인구 vs 통신량 야간시간대(T00-T05) 76
그림 3-2-15. 주간인구 vs 통신량 주간시간대(T09-T18) 77
그림 3-2-16. 상주인구 vs 통신량 야간시간대(T04) 77
그림 3-2-17. 주간인구 vs 통신량 주간시간대(T14) 78
그림 3-2-18. 군집화 일정표 79
그림 3-2-19. 단계별 계수의 변화 폭 79
그림 3-2-20. 덴드로그램 상 최적 군집 수 도출 79
그림 3-2-21. 최종 군집분류 결과 80
그림 3-2-22. 통신량 vs 총존재인구 추정값(수도권 전체) 85
그림 3-2-23. 시간대별 지역별오차율 분포(T04, T14)(수도권 전체) 85
그림 3-2-24. 통신량 vs 총존재인구 추정값(서울) 86
그림 3-2-25. 시간대별 지역별오차율 분포(T04, T14)(서울) 86
그림 3-2-26. 통신량 vs 총존재인구 추정값(인천) 87
그림 3-2-27. 시간대별 지역별오차율 분포(T04, T14)(인천) 87
그림 3-2-28. 통신량 vs 총존재인구 추정값(경기) 88
그림 3-2-29. 시간대별 지역별오차율 분포(T04, T14)(경기) 88
그림 3-3-1. 시간대별 가정 활동비율(수도권 전체 평균) 89
그림 3-3-2. 시간대별시군구별 가정활동비율과 시간대별수도권 가정 활동비율 평균과의 차이 90
그림 3-3-3. 시간대별 가정활동비율의 최대값과 최소값의 차이(시군구 기준) 90
그림 3-3-4. 시간대별 업무 활동비율(수도권 전체 평균) 91
그림 3-3-5. 시간대별시군구별 업무활동비율과 시간대별수도권 업무활동비율 평균과의 차이 91
그림 3-3-6. 시간대별 업무활동비율의 최대값과 최소값의 차이(시군구 기준) 91
그림 3-3-7. 시간대별권역별 가정활동비율과 시간대별수도권 가정활동비율 평균과의 차이 92
그림 3-3-8. 시간대별 가정활동비율의 최대값과 최소값의 차이(권역 기준) 92
그림 3-3-9. 시간대별권역별 업무활동비율과 시간대별수도권 업무활동비율 평균과의 차이 93
그림 3-3-10. 시간대별 업무활동비율의 최대값과 최소값의 차이(권역 기준) 93
그림 3-3-11. 성/연령별 TLFD(서울, T10) 94
그림 3-3-12. 성/연령별 TLFD(경기, T10) 94
그림 3-3-13. 성/연령별 TLFD(인천, T10) 94
그림 3-3-14. 강남구, 서초구 노인시설 분포 98
그림 3-3-15. 집계구 단위별 노인시설 분포 98
그림 3-3-16. KOTI 252개존 총수단 OD자료 99
그림 3-3-17. SKT 통신량 TLFD 자료 99
그림 3-3-18. SKT 통신량자료 TLFD 동간 통행 제거 기준설정 99
그림 3-3-19. 서울 전체 25개구 KOTI, SKT 통신량 TLFD 비교 100
그림 3-3-20. 서울 종로구, 중구, 도봉구, 마포구, 용산구, 성동구 KOTI, SKT 통신량 TLFD 비교 100
그림 3-3-21. 강남구, 서초구 집계구 101
그림 3-3-22. SKT 통신량데이터 제공정보 101
그림 3-3-23. 10 ~ 13시 강남구, 서초구에서 2)지표를 반영했을 때 값이 크거나 작게 나타난 집계구 분석 102
그림 3-3-24. 14 ~ 17시 강남구, 서초구에서 2)지표를 반영했을 때 값이 크거나 작게 나타난 집계구 분석 103
그림 3-3-25. 18 ~ 21시 강남구, 서초구에서 2)지표를 반영했을 때 값이 크거나 작게 나타난 집계구 분석 104
그림 3-3-26. 시간대 대비별 공원 카테고리 집계구의 노인인구 유입,유출량 시간대별 패턴 비교 105
그림 3-3-27. 시간대 대비별 산지 카테고리 집계구의 노인인구 유입,유출량 시간대별 패턴 비교 105
그림 3-3-28. 시간대 대비별 한의원, 교회 카테고리 집계구의 노인인구 유입,유출량 시간대별 패턴 비교 106
그림 3-3-29. 한의원, 교회 카테고리 – 시간대별 인구유입 Profile 106
그림 3-3-30. 10 ~ 13시 종로구 2)지표를 반영했을 때 값이 크거나 작게 나타난 집계구분석 107
그림 3-3-31. 14 ~ 17시 종로구 2)지표를 반영했을 때 값이 크거나 작게 나타난 집계구분석 108
그림 3-3-32. 18 ~ 21시 종로구 2)지표를 반영했을 때 값이 크거나 작게 나타난 집계구분석 109
그림 3-3-33. 기초데이터의 구성 109
그림 3-3-34. NC백화점 유입지 존재인구 분포 현황의 변화 110
그림 3-3-35. 현대백화점 유입지 존재인구 분포 현황의 변화 111
그림 3-3-36. AK플라자 백화점 유입지 존재인구 분포 현황의 변화 111
그림 3-3-37. 롯데플라자 백화점 유입지 존재인구 분포 현황의 변화 112
그림 3-3-38. 각 백화점별 유입지 인구의 증감현황 113
그림 3-3-39. 30-50대 총인구 분포 및 남녀 유입인구 비율 현황 114
그림 3-3-40. 30-50대 남녀 유입인구(방문객)분포 현황 116
그림 3-3-41. 각 백화점별 30-50대 총인구 유입인구 영향권 117
그림 3-3-42. AK플라자 백화점과 현대백화점 성별 유입인구 영향권의 변화 비교 118
그림 3-3-43. NC 백화점과 롯데백화점 성별 유입인구 영향권의 변화 비교 119
그림 3-4-1. HW / SW 구성도 120
그림 3-4-2. 총존재인구 분석 방법 선택 123
그림 3-4-3. 총존재인구 분석 방법 선택총 존재인구 산출 결과 124
그림 3-4-4. 주간, 상주인구 테이블 125
그림 3-4-5. 군집별 중심 테이블 126
그림 3-4-6. 군집별·시간대별 회귀모형 테이블 127
그림 3-4-7. 수도권 시군구별·시간대별 보정비율 테이블 128
그림 3-4-8. 총 존재인구 추정 결과 테이블 129
그림 3-4-9. 종로구 총 존재인구 비교 결과 129
그림 3-4-10. 강남구 총 존재인구 비교 결과 130
그림 3-4-11. 모델 자동 설정 및 결과 130
그림 3-4-12. 동 경계(공간적 범위 전국 확대) 131
그림 3-4-13. 총 활동인구 동단위 확대 결과 132
그림 3-4-14. 서울시 전체 건물연상 면적 테이블 132
그림 3-4-15. 활동유인력 데이터 테이블 133
그림 3-4-16. 학생수 데이터 테이블 133
그림 3-4-17. 총 활동인구 데이터 테이블 139
그림 3-4-18. 인구구성비 변경 1 140
그림 3-4-19. 인구구성비 변경 2 140
그림 3-4-20. 공간적 범위의 다양화 141
그림 3-4-21. 공간 단위별 기초데이터 출력 142
그림 3-4-22. 활동유인력 데이터 테이블 154
그림 3-4-23. 활동 유인력 보정 대상 155
그림 3-4-24. 활동유인력 시나리오 설정 1 155
그림 3-4-25. 활동유인력 시나리오 설정 2 156
그림 3-4-26. 활동유인력 시나리오 설정 3 156
그림 3-4-27. 활동유인력 시나리오 설정 4 157
그림 3-4-28. 활동유인력 시나리오 설정 5 157
그림 3-4-29. 활동유인력 시나리오 설정 6 157
그림 3-4-30. 활동유인력 시나리오 설정 7 158
그림 3-4-31. 가구원별 활동스케쥴 159
그림 3-4-32. 시군구별 시간별 활동 비율 160
그림 3-4-33. 가구원 데이터 테이블 162
그림 3-4-34. 가구통행실태조사 데이터 테이블 164
그림 3-4-35. 가구통행비율 데이터 테이블 165
그림 3-4-36. 통계청 데이터 테이블 167
그림 3-4-37. 통계청 사업체 데이터 테이블 169
그림 3-4-38. 건물연상면적 데이터 테이블 170
그림 3-4-39. 학생수 데이터 테이블 171
그림 3-4-40. 주간인구/상주인구 데이터 테이블 172
그림 3-4-41. 통신량 데이터 테이블 173
그림 3-4-42. 개인활동스케쥴(Base scenario) 예시 174
그림 3-4-43. 개인활동스케쥴(Alternative scenarios) 예시 174
그림 3-4-44. 활동 프로파일 전(좌)·후(우) 비교(전체 시간대, T14) 174
그림 3-4-45. 활동 프로파일 비교(오후 2시 기준) 174
그림 3-4-46. 고령인구 증가에 따른 업무활동(좌) 및 가정활동(우) 차이(오후 2시 기준) 175
그림 3-4-47. 지표분석 결과 시각화 예시 177
그림 3-4-48. 대기오염물질 배출량 데이터(CO, PM25, O3, NO2)공간적 세분화 177
그림 3-4-49. 미세먼지(PM10)농도 데이터 시공간 세분화 178
그림 4-2-1. 수도권 시군구별, 시간대별 통신량 분석 183
그림 4-2-2. 통계청 상주 및 주간인구와 통신량 야간인구(4AM) 및 주간인구(2PM) 관계 183
그림 4-2-3. 군집분석 결과 183
그림 4-2-4. 총 활동인구 회귀모형 도출(군집 1) 184
그림 4-2-5. 총 활동인구 회귀모형 도출(군집 2) 184
그림 4-2-6. 시간대별 수도권 시군구 평균 오차율 185
그림 4-2-7. 시간대별, 권역별 업무활동 비율 비교 185
그림 4-2-8. 수도권 시군구별, 시간대별, 업무활동 비율 비교 185
그림 4-2-9. 업무목적 시간대별 활동유인력 모형 186
그림 4-2-10. 노인 관련 시설분포(강남구, 서초구) 187
그림 4-2-11. 전 시간대 대비 시간대별 고령자 활동인구 증감(강남구 및 서초구 사례) 187
그림 4-2-12. 신규 백화점 입점에 따른 공간적 유입영향권 188
그림 4-2-13. TLFD 비교: 현대백화점(좌) 및 AK플라자(우) 188
그림 4-2-14. 시뮬레이터 UI 메뉴 구성 188
그림 4-2-15. 집계구(좌) 및 행정동(우) 단위 시간대별/활동별 활동인구 UI 189
그림 4-2-16. 시간대별/활동별 기종점 OD 추정 UI(좌) 및 시나리오 분석결과 비교 UI(우) 189
그림 4-2-17. 활동 프로파일 전후 비교 189
그림 4-2-18. 고령인구 증가에 따른 업무활동(좌) 및 가정활동(우) 차이(오후 2시 기준) 190
그림 4-2-19. EU 대기오염 노출 위험인구 지표 190
그림 4-2-20. 대기오염물질 배출량(CO, PM25, O3, NO2)공간적 세분화 191