Multi-agent based traffic simulation and integrated control of freeway corridors: Part 1 simulation and control model

배철호,조기용,구태윤,지성호,서명원 대한기계학회 2009 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.23 No.5

Freeway corridors consist of urban freeways and parallel arterials for alternative use. Ramp metering in freeways and signal control in arterials are contemporary traffic control methods that have been developed and applied in order to improve the traffic conditions of freeway corridors. However, most existing studies have focused on either optimal ramp metering in freeways or progressive signal strategies between arterial intersections. For efficient control of freeway corridors, ramp metering and signal control must be considered simultaneously, as otherwise the control strategies for freeway operation may disturb arterial traffic. On the other hand, traffic congestion and arterial bottlenecks that arise with increasing traffic volume at peak hours and ineffective signal operation may cause problems with accessibility to freeway ramps and degrade the urban freeway’s ability to act as a through-traffic process. This research dynamically estimates the traffic stream between an urban freeway and its ramps according to changes in the freeway structure, traffic passing demand, and control methods due to restricted valid information. The results are then compared with those from other methods. Finally, the integrated control in the urban freeway traffic axis is optimized based on the expected traffic stream, by using design of experiment (DOE), neural network (NN), and a simulated annealing algorithm.

高速道路 街路樹 植栽의 變遷에 關한 硏究

姜鎬哲,이명안 진주산업대학교 2001 산업과학기술연구소보 Vol.- No.8

본 연구는 경부 고속도로를 대상지로 선정하고 건설이 시작된 1969년부터 1994년까지 25년간 고속도로 가로수 식재의 변천이 가지는 특성을 파악하고, 향후 고속도로 가로수 식재 계획 수립과정에서 예상되는 변화를 바람직한 방향으로 유도하고자 수행되었으며, 그 결과는 다음과 같았다. 1. 1969년 착공 후 시작된 경부 고속도로의 가로변 수목 식재 공사는 8년이 경과한 1976년경에 대부분 마무리되었으며, 1977부터 추가적인 식재 및 기식재된 수목의 정비가 이루어진 것으로 사료되었다. 2. 1969년부터 1994년까지 식재된 상록 및 낙엽교목의 상대분포비율은 상록교목이 38%이고 낙엽교목이 68%로 나타났고, 상록 및 낙엽관목의 상대분포비율은 상록관목이 2%이고 낙엽관목이 98%로 나타났다. 3. 교목 및 관목의 수종수는 1972~1973년에는 증가하였고, 1974~1976년에는 감소하였으며, 1981~1987년에는 증가하였다. 4. 녹화 초기에는 조기 녹화를 위해서 외국에서 도입된 속성수가 대량 식재되었지만, 식재 후 점차 속성수의 피해가 나타났다. 따라서 이들 속성수가 제거되고 고속도로 주변 자연식생과 조화를 이루고 연속성을 나타낼 수 있는 상록침엽수 및 자생수종 또는 향토수종의 식재가 증가하였다. This study was carried out to investigate and explain the transition of roadside trees and shrubs planting in Kyun-bu freeway from 1969 to 1994. In this study, the total number of trees and shrubs, the relative ratio of evergreen and deciduos plants, and the transition of varieties were annually investigated in Kyun-bu freeway. The results were as follows. 1. From 1969 to 1976, roadside tree and shrub planting was nearly completed in Kyun-bu freeway. After this period, the supplemental planting aud the arrangement were carried out. 2. The relative ratio of evergren tree was 38% in the total number of the trees planted in Kyun-bu freeway for 25 years. The relative ratio of deciduos trees was 68%. The relative ratio of evergren shrubs was 2% in the total number of the shrubs planted in Kyun-bu freeway for 25 years. The relative ratio of deciduos shrubs was 98%. 3. The varieties of trees and shrubs was increased from 1972 to 1973, decreased from 1974 to 1976, and increased from 1981 to 1987. 4. In the early period, the fast-growing trees were planted to recover of bared land in Kyun-bu freeway. But, planting the fast-growing trees shortened and removed after the early period. In consideration of the environment in freeway, evergreen trees, the native trees, and the presentative trees were positively planted for the harmony.

집계자료를 이용한 수도권내 승용차 통행의고속도로 의존도 분석

고준호,이성훈 대한교통학회 2011 대한교통학회지 Vol.29 No.6

This study investigates the degree of dependency on freeways when auto travelers make route choices in the Seoul Metropolitan Area. The investigation is conducted based on aggregated auto trip data, defining the degree of dependency as the proportion of auto trips selecting freeways in their travel paths. The analyses reveal that the trips departing from the areas with higher accessibility to freeways tend to exhibit higher dependency on freeways. In addition, the dependency is significantly affected by the travel time differences between two paths including and excluding freeways, respectively. The number of service interchanges was found to be one of significant factors for trips to Incheon and Gyenggi areas. The finding indicates that the factors affecting the degree of dependency on freeways may vary depending on the areas' characteristics. The findings would enhance the understanding of drivers’ route choice behavior in Seoul at an aggregate level. 본 연구는 고속도로 의존도 (분석단위인 지역내 전체 발생 승용차 통행량 중 고속도로를 이용한 승용차 통행량의 비율로 정의)의 수도권내 지역간 차이를 살펴보고, 이 의존도에 영향을 주는 요인을 분석하였다. 분석결과 고속도로에 대한 의존도가 높은 지역은 일반적으로 고속도로로의 연결성이 좋은 지역에 위치하고 있는 것으로 파악되었다. 또한, 고속도로 의존도에 영향을 주는 요인을 파악하기 위해 지역내 IC 개수, 고속도로 연장, 승용차분담율, 평균통행거리, 평균통행시간차이 (고속도로 미이용시 - 고속도로 이용시) 등을 대상으로 회귀분석을 수행하였다. 그 결과 서울시에서는 고속도로의 이용유무에 따른 평균 통행시간 차이가 유의한 변수로 도출되었으며, 인천․경기도에서는 접근성과 관련된 IC개수와 평균 통행시간 차이가 영향을 주고 있음을 파악할 수 있었다. 본 연구 결과는 지역단위의 집계된 수준에서 통행경로 선택에 대한 이해를 증진시켜 주는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

차로별 속도특성을 고려한 도시고속도로의 합류영향권내 속도상관모형에 관한 연구

김태곤(Kim Tae Gon),문병근(Moon Byoung Keun),이주철(Lee Ju Cheol),Fady M. A. Hassouna 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 D Vol.27 No.4D

일반적으로 도시고속도로는 도시교통체계에 있어서 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 우리나라에 있어서 대부분의 도시고속도로는 유출입연결로에서 교통정체가 발생하고 있고, 특히 출퇴근시간대에는 통행량의 집중으로 도시고속도로의 유출입연결로 합ㆍ분류영향권내에서 극심한 교통체증을 겪고 있다. 따라서 이 연구에서는 도시고속도로의 유입연결로 합류영향권내 상류지점, 하류지점 및 연결로지점의 차로별 교통특성을 파악하고, 각 지점의 차로별 교통특성의 상호관계를 비교 분석하며, 비교 분석된 교통특성을 중심으로 합류영향권내 각 지점의 차로별 속도특성의 상관모형을 제시하고자 하는 것을 목적으로 한다. Generally urban freeway plays a key role in the urban transportation system of the city. However, urban freeways are having a congestion problem on the entrance and exit ramp junctions in Korea. During the rush hours, particularly, serious traffic congestion occurs in the merge and diverge influence areas of the urban freeway in Korea. Thus, the purpose of this study was to identify the traffic characteristics in the merge influence areas of the urban freeway, compare and analyze the correlations between the lane-based traffic characteristics in the merge influence areas, and finally develop the lane-based speed correlation models at the upstream, downstream and ramp spots within the merge influence area of the urban freeway.

강한 바람이 고속도로 차량 주행 안전성에 미치는 영향 분석

김상엽,최재성,황경성,황경수 한국도로학회 2009 한국도로학회논문집 Vol.11 No.2

산악지역이나 해안지역을 통과하는 도로의 경우 강한 바람이 부는 지점이 있고, 이러한 지점에서 차량이 바람에 의해 전도하거나 옆으로 방향이 바뀔 수 있다. 현행 도로 설계 기준에서 강한 바람의 영향은 무시하고 있지만, 향후 고속도로 설계속도가 높아지게 되면 강한 바람의 영향은 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 초고속 주행 상태로 주행하는 차량에 강한 바람이 부는 경우 차량의 전도와 이탈의 관계식을 통해 그 가능성에 대해 분석했다. 이 분석에서 차량의 종류, 곡선반경, 운전자들의 강한 바람에 대응하는 소요 시간, 차량 주행속도 그리고 풍속을 달리하면서 수식적으로 전도와 이탈량을 산출했다. 그 분석 결과, 차량의 전도 측면에서는 풍속 50m/s 이내에서 곡선반경이 600m 이상이면 전도 위험은 없는 것으로 나타났다. 차량의 이탈 측면에서는 풍속이 15.0m/s 이상일 경우 차량의 속도를 제한 할 필요가 있으며 풍속이 25.0m/s 이상일 경우 통행제한을 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 도로 설계 기준을 조정하는 경우 참고할 만하며, 특히 강한 바람이 자주 부는 지역을 통과하는 고규격 고속도로를 건설하는 경우 매우 유용한 결과가 될 것이다. Despite vehicle instability problems caused by gusts of wind on freeways located in mountain or seaside areas, current national highway design standards overlook their detrimental effects, and if higher design speed freeways being proposed now by the government are in operation, the strong effect of the gust of wind becomes a highway alignment design issue. This paper presents the vehicle movements and their resulting safety effects by checking vehicle sliding and overturn based on vehicle dynamic analysis for the case when a gust of wind blows to vehicles negotiating curves on higher speed freeways. In this analysis, vehicle types, curve radii, motorist responsive time to vehicle driving path changes, and vehicle speeds are systematically arranged to get vehicle sliding and overturn values in each different conditions. The results showed that there were little overturn possibilities when wind speed would stay in 50m/sec with higher than 600 meter curve radii. Interestingly it was also found in sliding checks that, although being safe at less than 15.0m/sec wind speed levels, there appeared the need of vehicle travel prohibitions when the wind speed could exceed 25.0m/sec level. The findings in this research is of information in future higher speed freeway designs, and particularly useful when designing freeways passing frequent gust wind areas.

An Optimal Investment Portfolio for BOT Freeway Projects from the Perspective of Transportation and Construction Enterprises

Hui Sun,Yingzi Liang,Yuning Wang,Xiangcheng Liu,Jidong Chen 대한토목학회 2021 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.25 No.10

Build-Operate-Transfer (BOT) plays a significant part in promoting the construction of freeways. Due to the long construction period and large investment, many uncertain factors affect the inputs, outputs, and returns of freeway projects during the construction and operation periods. For project investments, funds, returns, risks, and other relevant factors of the projects should be considered, evaluated, and balanced. This paper presents the perception of net present value (NPV) at risk to solve the uncertain financing parameters of BOT freeway project. This paper analyses the critical indicators of BOT project investment, and establishes an investment portfolio decision-making model for BOT freeway projects to maximize the NPV of the project portfolio. Based on the proposed model, this paper calculates the optimal investment portfolio with real constraints from financial perspective. At last, an investment portfolio case study is also provided to test the proposed model.

exTMS기반의 고속도로 교통관리방안 효과분석에 관한 연구

성지나,소재현,오영태 한국ITS학회 2009 한국ITS학회논문지 Vol.8 No.5

이용자의 서비스 고급화 및 다양화에 대한 요구수준이 증대함에 따라 차세대 기술을 이용한 고속도로교통관리시스템제공과 체계적인 운영이 필요하게 되었으며, 이에 따라 향후 차세대 고속도로 교통관리시스템(exTMS)을 제공하고자 한다. 이러한 exTMS 기반의 고속도로 교통관리방안의 정량적 효과분석을 통한 시스템 도입의 타당성을 마련해야하며, 체계적인 운영이 이루어질 수 있도록 효과를 기반으로 한 운영 기준이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 교통상황(V/C=0.5/0.8/1.2)에 따라 각 상황별 전체시스템 및 개별시스템(갓길LCS/VMS(Hi-pass기반의 교통정보제공, VMS의 기능 및 서비스 개선포함)/램프미터링)을 적용하여 효과를 분석하였다. 그 결과 전 시스템 및 개별시스템이 적용되었을 경우 모두 통행속도가 개선되는 효과가 나타났으며, V/C가 높은 교통상황일수록 시스템의 적용효과가 큰 것으로 분석되었다. 개별시스템 중 갓길 LCS의 효과가 가장 크게 나타났으며, 교통정보제공을 통한 우회율이 11%일 경우도 효과가 비교적 높게 나타났다. This paper aims to evaluate the freeway traffic management Strategy based on exTMS according to traffic situation of freeway. As freeway user's demands increase, we thus need future-oriented and optimized traffic management. So, through improving the existing system and introducing the advanced system, these systems evaluate for not only preparing the application in real world but also preliminary feasibility. To evaluate effects of the traffic management based on exTMS, in this study, shoulder LCS, advanced VMS(assumption in it is improving next-generation system which it can be offering diverse dynamic traffic information), Ramp-metering system are applicated in simulation. In addition, this study evaluates the effect when all proposed systems are applicated, and compare the individual effect of when independent system is applicated, through considering about traffic condition of V/C=0.5, V/C=0.8, V/C=1.2. The study results show that all assumed cases, the travel speed were improved according to the increasing V/C. Furthermore, the results of evaluated the individual system show that the shoulder LCS was found to be the largest effect, and the effect of VMS(detour rate is 11%) is larger than the other cases

도시고속도로의 진출 · 입 연결로 접속구간 내 평균속도의 추정에 관한 연구

김태곤(Kim Tae Gon),권미현(Kwon Mi Hyeon),지승근(Ji Seung Keun) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 D Vol.30 No.3D

일반적으로 평균속도란 어느 도로구간을 이동하는 차량의 평균통행시간에 기초한 통행속도를 의미하고, 도로의 서비스수준평가를 위해 도로용량편람에서 제시하고 있는 평균통행속도가 효과척도로 사용되고 있다. 국내 대부분의 도시고속도로는 제한속도 80㎞/h이하의 고속화도로로서 출퇴근시간대에 관계없이 체증문제를 안고 있다. 특히, 도시고속도로의 연결로 접속구간역내에서의 교통정체는 통행량 증가와 주변 간선도로와의 연계성이 부족하여 더욱 악화되고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 도시고속도로의 연결로 접속구간역내에서의 교통특성을 파악하고, 파악된 교통특성을 중심으로 연결로 접속구간 내 평균속도를 추정하며, 추정된 평균속도의 타당성을 입증하는데 있다. Average speed denotes a travel speed based on the average travel time of vehicles to traverse a segment of roadway, and average travel speed is used as a measure of effectiveness (MOE) suggested in the highway capacity manual (HCM) for evaluating the level of service (LOS) of roadway. Most of the urban freeways in our country are having congestion problem regardless of the rush hours as a high-speed highway with a speed limit of 80㎞/h or less. Especially traffic congestion within the ramp junction areas is becoming worse by the increased traffic and lack of links with the arterials around the urban freeway. So, the purpose in this study is to identify the traffic characteristics within the ramp junction areas of urban freeway, predict the average speed within the ramp junction areas based on the traffic characteristics identified, and finally prove the validity of the average speed predicted.

Broken-line Markings Preferred Under High-speed Conditions for Visibility

오흥운,Sungho Mun 대한토목학회 2018 KSCE Journal of Civil Engineering Vol.22 No.8

Broken-line markings on the freeway have been installed for delineation and lane division, which together are expected topotentially reduce the number of traffic crashes. Although these functions are clearly dependent on visibility, the practical applicationof broken lines differs greatly worldwide in terms of the ratio of the line segment to the gap length or the width of the markings. OnKorean freeways, existing broken-line markings consist of 8-m line segments and a 12-m gap with a width of 15 cm, although thereasoning for these dimensions is not known. The present study began with the field installation of diverse broken-line markingalternatives under the regulated ratio of the line segment to the gap segment—that is, 1:2 in Korea. Using the installed markings, avisibility experiment with subjects riding in a vehicle moving at a speed of 100 km/h was performed. From this study, it can beconcluded that the existing broken-line markings on Korean freeways are not ideal in terms of visibility and that broken-linemarkings with 6-m line segments and a 12-m gap with a width of 13 cm is preferred in terms of visibility. This alternative wasrecommended to later become the new nationwide standard for Korean freeways.

지능형 교통시스템에서 도시 고속도로와 램프의 교통량을 고려한 밀도 기반 램프 미터링 방법

전수빈(Soobin Jeon),정인범(Inbum Jung) 한국정보과학회 2015 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.21 No.3

램프 미터링은 램프로부터 도로에 진입하는 차량을 통제 함으로써 교통 상황을 향상 시키는 직접적이고 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 밀도 데이터를 이용한 새로운 램프 미터링 방법을 제안한다. 교통량을 사용하는 기존 방법은 낮은 신뢰도의 데이터에 의해 동작 되며 다양한 문제를 가질 수 있다. 또한 주 도로에 정체가 발생 했을 때 램프의 추가적인 교통 정체 및 램프의 용량초과 문제가 발생 할 수 있다. 기존 방법에 대한 문제를 해결 하기 위해 제안하는 방법은 밀도와 가속도 데이터를 이용한 새로운 램프 미터링 방법을 제안한다. 실험을 위해 미네소타 주 트윈시티의 TH-62의 고속 국도를 선택하였고 효율성을 테스트 하기 위해 미네소타 주에서 동작하고 있는 Stratified Zone Metering(SZM)과 비교 실험을 진행한다. 실험 환경은 PTV사의 VISSIM 시뮬레이터를 이용하였고 이를 제어할 수 있는 도로 제어 및 평가 시스템(TICAS)을 개발 하여 시뮬레이션을 진행 하였다. 실험 조건은 정체가 가장 심한 2011년 10월 25일 오후 2시부터 오후 7시까지로 설정한다. 실험 결과 도로의 총 여행시간과 정체구간은 SZM보다 20% 감소 하였다. 또한 각 램프의 대기 열 길이를 측정한 결과 SZM에서 발생하던 램프의 길이를 초과하는 문제점이 해결된 것을 확인할 수 있었다. Ramp metering is the most effective and direct method to control a vehicle entering the freeway. This paper proposed the new density-based ramp metering method. Existing methods that use the flow data had low reliability data and can have various problems. Also, when the ramp metering was operated by freeway congestion, the additional congestion and over-capacity can occur in the ramp. To solve this problem with the existing method, the proposed method used the density and acceleration data of the freeway and considered the ramp status. The developed strategy was tested on Trunk Highway 62 west bound (TH-62 WB) in Minnesota Twin-City and compared with Stratified Zone Metering(SZM), which had been operating in the Twin-City freeway. To constitute the experiment environment, the VISSIM simulator was used. The Traffic Information and Condition Analysis System (TICAS) was developed to control the PTV VISSIM simulator. The experiment condition was set between 2:00 PM and 7:00 PM, Oct 5th, 2014 during severe traffic congestion. The simulation results showed that total travel time was reduced by 20% for SZM. Thus, we solved the problem of ramp congestion and over-capacity.