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표제지
국문요지
목차
제1장 서론 12
제1절 연구의 배경 및 목적 12
제2절 연구의 범위 및 내용 13
1. 연구의 시·공간적 범위 13
2. 연구의 방법 15
제2장 관련 문헌고찰 18
제1절 관련 이론 고찰 18
1. 충격파이론(Shock Wave Theory) 18
2. 대기행렬이론(Queueing Theory) 23
3. 충격파 이론과 대기행렬이론의 일치성 27
4. 대기행렬이론을 이용한 물리적 대기행렬길이의 산정 27
제2절 기존 연구 고찰 30
1. 연속류 정체길이 산정에 관한 연구 30
2. 합류부 교통특성에 관한 연구 33
3. 교통변수 예측에 대한 연구 37
제3절 선행 연구 고찰 결과 39
제3장 자료수집 및 자료특성 분석 41
제1절 자료의 수집 및 처리 41
1. 자료의 수집 및 정리 41
2. 자료의 정리 및 처리 44
제2절 정체길이와 교통변수와의 관계 분석 49
1. 정체길이와 고속도로 본선 교통량과의 관계 49
2. 정체길이와 정체구간내 진입 교통량과의 관계 51
3. 정체길이와 정체구간내 잔류 교통량과의 관계 52
4. 정체길이와 정체구간내 평균속도와의 관계 53
5. 정체길이와 진입점 개수와의 관계 54
6. 정체길이와 교통사고와의 관계 55
제4장 정체길이 산정모형 개발 58
제1절 모형 산정의 방향 58
제2절 상관관계 분석 58
1. 상관관계 분석 58
2. 독립변수의 결정 63
3. 모형간 통합분석 여부 판단 64
제3절 산정모형 개발 66
1. 다중회귀분석 66
2. 자기상관 검정 71
3. 자기회귀 모형식 개발 77
제4절 모형의 적합도 검증 및 결과분석 83
1. 모형의 적합도 검증방법 83
2. 모형의 적합도 검증결과 85
3. 결과 분석 86
제5장 결론 88
참고문헌 90
부록 93
1. 경부선, 서해안선 정체길이와 교통변수간 관계 93
2. 경부선, 서해안선 교통자료에 대한 통계분석 113
3. 모형의 적합도 검정 자료 120
Abstract 124
〈표 2-1〉 합류영향권 속도예측모형결과 34
〈표 3-1〉 자료의 수집기간 및 정체현황 43
〈표 3-2〉 교통사고 등급의 분류 48
〈표 3-3〉 분석대상구간의 교통사고 발생현황 56
〈표 3-4〉 정체길이와 사고건수와의 상관관계 분석 57
〈표 4-1〉 경부선 정체길이와 교통변수와의 상관관계 분석 59
〈표 4-2〉 서해안선 정체길이와 교통변수와의 상관관계 분석 61
〈표 4-3〉 종속변수와 독립변수의 결정 63
〈표 4-4〉 교통변수의 분포현황 64
〈표 4-5〉 노선별 집단간 t-test 결과 65
〈표 4-6〉 다중회귀모형 결과 67
〈표 4-7〉 사고발생여부에 따른 모형식 68
〈표 4-8〉 회귀모형의 결정계수 및 F-검정 결과 68
〈표 4-9〉 경부선 회귀모형 계수 진단 69
〈표 4-10〉 서해안선 회귀모형 계수 진단 70
〈표 4-11〉 Durbin-Watson 검정 결과 73
〈표 4-12〉 사고발생여부에 따른 자기회귀 모형식 78
〈표 4-13〉 자기회귀모형의 적합도 검증 79
〈표 4-14〉 경부선 자기회귀모형 회귀계수 진단 80
〈표 4-15〉 서해안선 자기회귀모형 회귀계수 진단 80
〈표 4-16〉 자기회귀모형 적합도 검증 자료 85
〈표 4-17〉 모형의 적합도 검증 결과 86
〈그림 1-1〉 연구의 범위 15
〈그림 1-2〉 연구수행과정 17
〈그림 2-1〉 연속류의 교통량과 밀도의 관계식 19
〈그림 2-2〉 time-location 평면에서의 대기행렬 길이 22
〈그림 2-3〉 병목지점에서의 누적도착교통량과 누적통과교통량 곡선 24
〈그림 2-4〉 시간에 따른 병목지점 대기행렬 마지막 차량 괘적 26
〈그림 2-5〉 Daganzo의 대기행렬길이 산정방법 28
〈그림 3-1〉 수집 자료의 분석 구간 분류 44
〈그림 3-2〉 고속도로의 시공도 45
〈그림 3-3〉 수집 자료의 분석 구간 분류 예시 46
〈그림 3-4〉 정체길이와 상류부 교통량과의 관계 50
〈그림 3-5〉 정체길이와 하류부 교통량과의 관계 51
〈그림 3-6〉 정체길이와 정체구간내 진입교통량과의 관계 52
〈그림 3-7〉 정체길이와 정체구간내 잔류교통량과의 관계 53
〈그림 3-8〉 정체길이와 정체구간내 평균속도와의 관계 54
〈그림 3-9〉 정체구간내 진입교통량과 IC 개소 55
〈그림 3-10〉 정체길이와 사고건수와의 관계 57
〈그림 4-1〉 경부선 정체길이와 교통변수 산포도 60
〈그림 4-2〉 서해안선 정체길이와 교통변수 산포도 62
〈그림 4-3〉 잔차 정규확률도표 74
〈그림 4-4〉 시점별 잔차 그래프 74
〈그림 4-5〉 경부선 자기상관함수 및 편자기상관함수 그래프 76
〈그림 4-6〉 서해안선 자기상관함수 및 편자기상관함수 그래프 77
〈그림 4-7〉 경부선과 서해안선 자기회귀 모형의 잔차 자기상관함수(ACF) 81
〈그림 4-8〉 개발모형의 관측치와 추정치 비교 82
초록보기 더보기
연속류인 고속도로 교통류에서 발생하는 정체는 크게 반복적 정체(Recurrent congestion)와 비반복적 정체(Non-recurrent congestion)로 구분된다. 특히, 반복적 정체는 출퇴근시간대 혹은 주말에 차량수요의 증가, 병목구간에서 발생하는 교통상충이 주된 원인이다. 병목구간 중 합류부에서 발생하는 정체는 주로 고속도로로 진입하는 교통량과 본선 교통량간 상충발생으로, 합류부의 용량이 저하되기 때문에 발생한다. 따라서 고속도로상에서 발생하는 교통혼잡을 관리하기 위해서는 이러한 합류부 혼잡 발생에 대한 명확한 분석을 통하여 교통수요를 적절히 조절·관리하는 것이 중요하다.
고속도로의 경우 설·추석 명절과 휴가철·주말 등의 연휴기간에는 고속도로를 이용한 교통수요가 단기간에 집중되어 극심한 교통체증이 발생하는 상황이 매년 반복되고 있다. 주5일 근무제 확대 및 여가수요 증대로 이제는 주말에도 고속도로 주요 구간에서 극심한 정체가 발생하여, 고속도로용량 등을 감안한 적극적 교통 수요 관리를 통한 정체구간 해소의 필요성이 대두되고 있다.
이에 본 연구에서는 고속도로 정체길이와 이에 영향을 미치는 교통요인들을 분석하고 실시간 수집가능한 데이터를 토대로 정체길이를 예측할 수 있는 모형을 개발하였다. 정체길이 예측 모형의 개발 방향은 도로 및 교통조건을 기반으로 현실적인 적용성, 예측 및 검증으로 설정하였다. 도로 및 교통조건은 모형의 적용성을 고려하여 운영단계에서 실시간 수집이 용이한 교통변수로 선정하였다. 통계적 기법을 이용하여 노선별 예측모형을 개발하여 도로 및 교통건을 다중으로 고려하여 정체길이 분석 및 평가를 수행할 수 있도록 하였다. 최종 개발된 모형은 유의수준 5%에서 진단 결과 모두 유의한 것으로 나타났으며, 검증결과 관측치와 모형치가 근사하여 통계적으로 우수한 설명력을 갖는다고 할 수 있다. 또한 자기회귀모형을 개발하여 시계열자료로 회귀모형 개발시에 나타날 수 있는 허구적 회귀를 제거하였다. 분석결과 종속변수인 정체길이가 현 시점의 교통변수 뿐만이 아니라 이전시점의 교통소통 상태에도 영향을 받는다는 것을 실증하였다.
본 연구는 실제 관측된 정체길이와 교통특성을 분석하고 충분한 통계적유의성을 확보한 정체길이 산정모형을 개발하였다는 점에서 의의를 가질 수 있다. 정체구간내 잔류교통량, 특히 정체구간내 진입교통량을 감소시키면 정체길이 감소에 효과가 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 개발된 정체길이산정 모형을 고속도로 교통운영시 현황 및 소통상황 예측에 활용될 수 있으며, 현재 도로공사에서 수행중인 진입조절관리의 이론적 토대가 되어 향후 정책결정에 기여할 것으로 판단된다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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