고속도로 트럼펫형 IC 연결로 유형별 교통사고 예측모형 개발

윤병조(Yoon Byoung Jo) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 D Vol.27 No.1D

본 연구에서는 고속도로 트럼펫형 IC의 연결로선형조건 및 교통조건에 따른 교통사고 예측모형을 개발하였다. 모형의 개발 방향은 도로선형조건 및 교통조건을 기반으로 현실적인 적용성, 교통사고 예측 및 평가로 설정하였다. 교통사고예측에 필요한 설명변수는 연결로의 설계 및 운영 단계에서 수집이 용이한 주요한 영향인자 중에서 선정하였다. All Possible Regression기법을 이용하여 유출 연결로 형태(직결, 준직결, 루프)별 사고예측 모형을 개발하였으며, 개발된 모형의 적용결과 우수한 예측력을 보였다. 개발된 사고예측모형은 보다 비용-효율적이고 안전한 트럼펫형 IC 연결로의 설계와 연결로 교통사고 원인분석에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. In this study, traffic accident forecasting models according to the alignment and traffic conditions of trumpet Inter-Change(IC) ramp types are introduced. The development of the models is focused on both the real application and the accurate estimations of the models based on the conditions of road alignment and traffic volume. The independent variables essentially required to forecast traffic accidents are selected among major elements which can be easily collected at the stage of both ramp design and operation. The forecasting models according to exit-ramp type (direct, semi-direct and loop) are built with statistical multi-variable regression using all possible regression method. And the forecasts of the models showed high accuracy statistically. It is expected that the developed models could be employed to design trumpet IC ramp more cost-efficiently and safely and to analyze the causes of traffic accidents happened on the IC ramp.

메타분석을 이용한 회전교차로의 교통사고원인에 관한 연구 고찰

윤병조(Yoon, Byoung Jo),정소연(Jeong, So Yeon),백준혁(Baek, Jun Hyouk),고은혁(Ko, Eun Hyouk),이소연(Lee, So Yeon) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10

4-지 회전교차로 사고에 영향을 미치는 기하구조 요인분석에 관한 연구

윤병조(Yoon, Byoung Jo),정소연(Jeong, So Yeon),이소연(Lee, So Yeon),고은혁(Ko, Eun Hyoek),백준혁(Baek, Jun Hyouk) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10

고속도로 자유교통류 속도의 미시적 특성에 관한 연구

윤병조(Yoon Byoung Jo) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 D Vol.30 No.2D

주행속도는 고속도로 설계와 운영에 있어 주요한 요소 중 하나이다. 거시적으로 자유교통류 속도(FFS)를 분석한 몇 몇 연구가 보고되고 있으나, 표본수가 적고 교통량과 일중 시간대의 영향을 고려하지 않았다. 본 연구는 FFS의 특성을 분석하기 위해 방대한 양의 표본을 이용하여 자유교통류 상태에서 교통량 수준별 일중 시간대별에 따른 FFS의 분포와 Percentile속도를 미시적으로 분석하였다. 분석결과, 속도분포는 교통량(1-5대/30초)과 일중 시간대(0-5, 6-8, 9-11, 12-19, 20-23)에 따라 변화하였으며 다른 행태를 보였다. 아침, 저녁, 심야 시간대의 V85(85th Percentile 속도)는 교통량이 증가함에 따라 감소하였지만, 오전과 오후 시간대의 V85는 큰 변화를 보이지 않았다. 따라서 시간대에 따른 V85는 교통량이 증가함에 따라 급격하게 변화하였다. Operating speed is one of key elements in the design and operation of freeway. Few studies have been carried out macroscopically to find characteristics of free-flow speed (FFS) using small sample size and not considering the conditions of traffic volume and the effects of hour periods. As an attempt to find out the characteristics of FFS, this study microscopically analysed both the distributions of freeway FFS and percentile speeds according to traffic volume and daily hour periods using huge sample size. It was found out that speed distributions are changed and showed different behaviors under the conditions of traffic volumes(1-5 veh/30sec) and daily hour periods(0-5, 6-8, 9-11, 12-19, 20-23). V85(85th percentile speed) at morning, night, and midnight period decreases according to increase in traffic volume respectively, whereas V85 at day time does not show considerable differences. So the behaviors of V85 according to hour periods dramatically changed according to the increase in traffic volume.

CA 2차로 도로 차량모형의 보다 현실적인 추월행태 개발

윤병조,Yoon, Byoung Jo 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.6

2차로 양방향 교통류의 주요한 특징은 저속차량으로 인한 차량군과 차량추월이다. 따라서 교통류 모의실험을 이용하여 2차로 도로 교통류의 미시적 분석하기 위해서는 차량군의 행태와 더불어 대항차로를 이용한 추월 행태를 동시에 구현하는 차량모형의 개발이 필수적이다. 이에 따라 국내에서는 이산적 시공간을 기반으로 2차로 양방향 교통류 모형이 소개 되었다(윤병조, 2011). 그러나 선행연구는 임계밀도 이하의 안정 교통류 상태에서 차량추월 행태의 설명력이 우수한 반면, 불안정 교통류상태에서 차량추월의 행태를 설명하기에는 단점을 가지고 있었다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 기반으로 불안정 교통류 상태에서 보다 현실적으로 차량추월을 구현하는 모형을 수정/개발하였다. 개발된 모형의 평가를 위하여 모의실험을 수행한 결과, 차량추종모형은 교통류의 미시적 특성중 하나인 가다서다(Stop-and-go) 현상을 설명하면서 거시적 교통류 관계를 효과적으로 구현 하였으며, 추월모형은 대향방향 교통류와 차량추월 확률변수의 조건에 따라 불안정 교통류상태에서도 합리적으로 차량추월을 설명하였다. 따라서 본 논문에서 제시된 차량모형은 보다 더 현실적으로 2차로 도로 교통류의 분석에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. The two characteristics of two-lane-and-two-way traffic flow are platoon and overtaking triggered by low-speed vehicle. It is crucial to develop a robust model which simultaneously generates the behaviors of platoon by low-speed vehicle and overtaking using opposite lane. Hence, a microscopic two-lane and two-way vehicle model was introduced (B. Yoon, 2011), which is based on CA (Cellular Automata) which is one of discrete time-space models, in Korea. While the model very reasonably explains the behaviour of overtaking low-speed vehicle in stable traffic flow below critical density, it has shortcomings to the overtaking process in unstable traffic flow above the critical density. Therefore, the objective of this study is to develope a vehicle model to more realistically explain overtaking process in unstable traffic flow state based on the model developed in the previous study. The experimental results revealed that the car-following model robustly generates the various macroscopic relationships of traffic flow generating stop-and-go traffic flow and the overtaking model reasonably explains the behaviors of overtaking under the conditions of both opposite traffic flow and stochastic parameter to consider overtaking in unstable traffic flow state. The vehicle model presented in this study can be expected to be utilized for the analysis of two-lane-and-two-way traffic flows more realistically than before.

이산적 시공간 기반 2차로 도로 차량모형 개발

윤병조(Yoon Byoung Jo) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 D Vol.31 No.6D

2차로 양방향 도로의 교통류는 저속차량과 추윌 행태에 따라 다양한 동적 관계를 보인다. 따라서 교통류 모의실험을 이용하여 2차로 도로의 다양한 교통류를 미시적으로 분석하기 위해서는 저속차량의 행태와 더불어 대향차로를 이용한 추월 행대를 동시에 구현하는 차량모형의 개발이 필수적이다. 국내의 경우 고속도로와 신호교차로를 설명하기 위한 차량추종모형과 차로변경모형에 대한 연구는 보고되고 있으나 2차로 도로를 구현하기 위한 차량모형에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이산적 시·공간 모형인 CA(Cellular Automata)모형을 기반으로 차량추월을 고려한 미시적 2차로 도로 차량 모형을 개발하였다. 개발된 모형은 수정된 CA 차량추종모형과 추월모형을 이용하여 병렬적으로 결합된다. 모의실험을 수행한 결과 차량추종모형은 다양한 거시적 교통류 관계를 설명하였으며 추월모형은 대향방향 교통류와 차량추월 확률변수의 조건에 따라 다양한 거시적 교통류를 합리적으로 구현하였다. 따라서 본 연구에서 제시된 차량모형은 보다 다양한 2차로 도로 교통류의 모의실험에 활용될 것으로 기대된다. Two-lane and two-way traffic flow shows various dynamic relationships according to the behaviors of low-speed vehicle and overtaking. And it is essential to develop a vehicle model which simultaneously explains the behaviors of low-speed vehicle and overtaking using opposite lane in order to microscopically analyze various two-lane and two-way traffic flows by traffic flow simulation. In Korea some studies for car-following and lane-changing models for freeway or signalized road have been reported but few researches for the development of vehicle model for two-lane and two-way highway have been done. Hence a microscopic two-lane and two-way vehicle model was in this study developed with the consideration of overtaking process and is based on CA (Cellular Automata) which is one of discrete time-space models. The developed model is parallel combined with an adjusted CA car-following model and an overtaking model. The results of experimental simulation showed that the car-following model explained the various macroscopic relationships of traffic flow and overtaking model reasonably generated the various behaviors of macroscopic traffic flows under the conditions of both opposite traffic flow and stochastic parameter to consider overtaking. The vehicle model presented in this study is expected to be used for the simulation of more various two-lane two-way traffic flows.

결측 택시 Probe 통행속도 예측기법 개발에 관한 연구

윤병조(Yoon Byoung Jo) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 D Vol.31 No.1D

택시 프로브(Probe)를 이용한 구간통행속도 모니터링체계는 지능형교통체계(ITS)의 핵심적인 하부시스템 중 하나이다. 택시 프로브기법을 통해 수집되는 구간통행속도는 도시가로망의 교통상태 모니터링과 통행시간 정보제공에 널리 활용되고 있다. 그러나 택시 Probe기법은 표본수가 적고 교통혼잡으로 인하여 구간통행시간이 자료수집 주기보다 큰 경우, 실시간으로 자료가 수집되지 않는 누락상태가 발생하게 된다. 이러한 누락상태는 단일시간대에서 다중시간대에 걸쳐 발생하게 되며, 기존의 단일시간대 예측기법으로는 다중시간대의 상태를 예측하지 못하는 단점이 있다. 따라서 다중시간대 누락상태에서 실시간 구간통행속도를 예측하기위한 기법이 요구된다. 본 연구에서는 기존의 단일시간대 예측기법의 한계를 극복하면서 단일 및 다중시간대 통행속도를 예측하기위한 기법을 개발하였다. 개발된 모형은 비모수회귀(NPR)을 기반으로 개발되었으며, 다중시간대 예측에도 불구하고 기존의 단일시간대 예측기법보다 우수한 정확도를 보였다. The monitoring system for link travel speed using taxi probe is one of key sub-systems of ITS. Link travel speed collected by taxi probe has been widely employed for both monitoring the traffic states of urban road network and providing real-time travel time information. When sample size of taxi probe is small and link travel time is longer than a length of time interval to collect travel speed data, and in turn the missing state is inevitable. Under this missing state, link travel speed data is real-timely not collected. This missing state changes from single to multiple time intervals. Existing single interval prediction techniques can not generate multiple future states. For this reason, it is necessary to replace multiple missing states with the estimations generated by multi-interval prediction method. In this study, a multi-interval prediction method to generate the speed estimations of single and multiple future time step is introduced overcoming the shortcomings of short-term techniques. The model is developed based on Non-Parametric Regression (NPR), and outperformed single-interval prediction methods in terms of prediction accuracy in spite of multi-interval prediction scheme.

LOS A 저밀도 상태에서 고속도로 자유교통류 속도의 동질성에 관한 연구

윤병조(Yoon Byoung Jo),오승훈(Oh Seung Hwoon) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 D Vol.31 No.6D

서비스 수준 (LOS) A 상태의 고속도로 자유교통류 속도(FFS)는 교통량 수준에 따라 동질적이라고 고려되어지고 있다. 저밀도 자유교통류 속도의 특성은 제한최고속도 결정 교통사고 분석 모의실험 모형의 개발 등에 기초지료로 활용된다. 설계 및 운영 속도의 거시적 특성에 대한 연구가 보고된 정도이며 저밀도 상태에서 고속도로 자유교통류 속도의 미시적 특성에 관한 연구는 보고되고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 방대한 양의 속도 교통량 자료를 이용하여 교통량 수준(1-3대/30초)별 일중 시간대(0-5 6-8 9-11 12-19 20-23)에 따른 저밀도 상태에서 FFS의 특성을 미시적으로 분석하였다. 분석결과 속도분포는 일중 시간대의 교통량 수준에 따라 변화하였으며 다른 특성을 보였다. 이른 아침 및 야간 시간대의 V85(85th percentile 속도)는 교통량이 증가함에 따라 감소하였지만 주간 시간대의 V85는 큰 변화를 보이지 않았다. 특히 이른 아침 및 야간 시간대의 교통량 수준별 FFS는 저밀도 상태임에도 불구하고 이질적으로 분석된 반면 주간 시간대는 동질적으로 분석되었다. Freeway FFS (Free-Flow Speed) under the state of LOS (Level of Service) A has been regarded as a homogeneous state to all levels of traffic volume. The features of low-density FFS is served as the basic data for a decision on limited maximal speed accident analysis simulation modeling etc. A few researches for the macroscopic characteristics of design and operation speed have been reported and any study for the microscopic features of freeway free-flow speed under the state of low density has not been done. Therefore the characteristics of low-density FFS according to the level of traffic volume (1-3 veh/30 sec) and daily hour periods (0-5 6-8 9-11 12-19 20-23) is microscopically analyzed in this study with huge volume and speed data. It was found that speed distributions are changed and show different behaviors under the conditions of traffic volume levels and daily time periods. V85s (85th percentile speed) at early morning and night periods decrease when levels of traffic volume increase whereas V85s at day time do not show considerable differences. Especially FFSs of levels of traffic volume at early morning and night periods despite low density is analyzed as heterogeneity but homogeneity at day time.

도시부 평면교차로의 종단경사 적정범위 도출 연구

윤병조,정재훈,김진한,Yoon, Byoung-Jo,Jung, Jae-Hoon,Kim, Jin-Han 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.1

도시부 교차로의 설계는 지방부 교차로와 근본적으로 달라야하나, 현행 도시부 교차로 설계는 지방부 교차로 설계기준을 준용하고 있다. 이에 국내외 교차로 종단경사 관련기준 문헌고찰, 현장조사 및 비교분석 등의 연구를 통해 향후 도시부에 적용할 적정 교차로 종단경사를 제시하였다. 본 연구는 도시부 및 지방부 교차로의 차이점을 비교 분석하고, 국내외 교차로 종단경사 설계기준을 검토한 후 적정 설계기준(안)을 도출하였다. 도출된 설계기준(안)의 검증을 위해 현장조사를 시행하고 통계분석을 시행하여 설계기준을 정립하였다. 여러 지침들을 비교하여 분석한 결과 도시부 교차로 종단경사 기준은 2.5~3% 정도가 적절할 것으로 판단되고, 부득이한 경우 5%정도가 적정경사인 것으로 판단되었다. 이러한 결과를 검증하기 위해 현장조사를 시행한 결과 0.0부터 8.6까지 다양한 종단경사 데이터를 확보하였다. 통계검증을 위한 사고데이터를 추가로 수집하여 SPSS를 활용한 상관관계 분석을 시행하였다. 95% 유의수준으로 분석한 결과 정면충돌사고율과 차대차추돌사고율이 종단경사와 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 교차로 사고건수를 줄이기 위해 해당 변수들의 영향을 최소화 하기위한 노력을 하여야 하고, 그러한 노력의 일환으로 적정 교차로 종단경사를 적용한 설계가 이루어져야 함을 확인 할 수 있었다. 따라서 도시부 교차로의 종단경사는 1~3%의 적정수준을 유지할 필요가 있고, 부득이한 경우에도 3~5%를 넘지 않도록 설계시 주의를 기울여야 한다. In general, design of urban intersections are fundamentally different from rural intersections, but current urban intersection design has been appled to rural standards. This study has suggested the design standard for urban intersection grades based on the existing literature, field investigating and comparative analysis. Moreover, this study analyzes and compares the differences between urban and rural intersections, and intersections have been derived by appropriate design standards after reviewing the domestic and international grades design criteria. Site survey was performed to validate the derived design criteria by analyzing statistically to establish the design standards. Results were produced for the intersection portion grade standards by comparing the number of instructions which produced appropriate slope degree from 2.5% to 3% in normal condition and slope can be extended to 5% in some critical cases. In-situ investigation was performed to validate the produced data where slope was found from 0.0~8.6%. Additional data of accident analysis were also collected for the validation of the suggested data and correlation analysis was performed using the SPSS tool. Data were analyzed statistically using 95% significance level for vehicle-to-vehicle collided, head-on collision accident rates, where accident rates significantly correlated with the grade. Therefore, appropriate grade at the intersection should be designed and applied in order to reduce the number of accidents at the intersection. Finally, appropriate grades for urban intersections are suggested from 1-3% for normal cases and grades could extend up to 5% for unavoidable cases where extra care must be taken when designing.

시계열 분석을 활용한 고속도로 교통류 예측

윤병조,Yoon, Byoung-Jo 인천대학교 도시과학연구원 2018 도시과학 Vol.7 No.1

The purpose of this study is to find the factors that reduce prediction error in traffic volume using highway traffic volume data. The ARIMA model was used to predict the day, and it was confirmed that weekday and weekly characteristics were distinguished by prediction error. The forecasting results showed that weekday characteristics were prominent on Tuesdays, Wednesdays, and Thursdays, and forecast errors including MAPE and MAE on Sunday were about 15% points and about 10 points higher than weekday characteristics. Also, on Friday, the forecast error was high on weekdays, similar to Sunday's forecast error, unlike Tuesday, Wednesday, and Thursday, which had weekday characteristics. Therefore, when forecasting the time series belonging to Friday, it should be regarded as a weekly characteristic having characteristics similar to weekend rather than considering as weekday.