Short-Term Traffic Speed Prediction for Multiple Road Segments

배범준,Lee D. Han 대한토목학회 2023 KSCE Journal of Civil Engineering Vol.27 No.7

Short-term traffic prediction has been an essential part of real-time applications in modern transportation systems for the last few decades. Despite the recent progress in the voluminous models and data sources, many existing studies have focused on prediction for either a single or a few locations. In addition, the spatiotemporal dependency in the traffic data was narrowly accounted for. Therefore, this paper finds a new short-term traffic speed prediction algorithm that can efficiently cope with the complexity and immensity of the prediction process derived from the network size and amount of data in order to provide accurate predictions in real time. This algorithm consists of two modules: (a) principal component analysis (PCA) for data dimensionality reduction and feature selection, and (b) multichannel singular spectral analysis (MSSA) for multivariate time-series data prediction. A large amount of traffic data is efficiently compressed by PCA with high accuracy, then used as an input in the multivariate time-series analysis. The algorithm was compared with a vector autoregressive (VAR) model to predict traffic speeds five minutes ahead for a 21.3-mile-long highway segment, using the traffic detector data, and for 451-mile-long segment, using probe-based speed data in Tennessee. The tested algorithm is found to provide accurate predictions with a computation time of less than one second without training. Furthermore, the algorithm shows a better prediction performance under congested flow conditions, compared to VAR. This indicates that the tested algorithm is suitable for real-time prediction and scalable for a large network analysis.

중심합성계획법 기반 이중유전자알고리즘을 활용한 차량추종모형 정산방법론 개발

배범준,임현섭,소재현 한국ITS학회 2019 한국ITS학회논문지 Vol.18 No.2

미시적 교통류 모형의 정산은 시뮬레이션 분석에 있어 매우 중요한 요소이다. 유전자 알고리즘은 교통류 모형의 정산에 널리 활용되어 왔으며, 일반적으로 이러한 최적화 문제에 있어높은 효율성을 보이는 것으로 알려져 있다. 하지만 제한된 시간내에 신속한 의사결정을 위한시뮬레이션 분석에 있어 유전자알고리즘의 모형 정산속도는 여전히 느리다. 이에 본 연구에서는 정산 효율 향상을 위해 중심합성계획법 기반의 이중유전자알고리즘을 활용한 차량추종모형 정산방법론을 개발하였다. 개발된 정산 방법론에서는 실험계획법 중 하나인 중심합성계획법과 유전자알고리즘을 결합하여 준최적해를 찾고, 이를 다시 유전자알고리즘의 초기 값으로하여 모형 파라미터의 최적해를 찾는다. 개발된 방법을 활용하여 Gipps의 차량추종모형을 정산하였다. 선행연구에서 사용된 단일 유전자알고리즘을 활용한 방법과 비교한 결과, 본 연구에서 개발한 방법이 더 짧은 시간내에 최적해를 찾는 것으로 확인되었다. 개발된 방법론은 유전자알고리즘을 사용하는 다양한 교통분석에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The calibration of microscopic traffic simulation models has received much attention in the simulation field. Although no standard has been established for it, a genetic algorithm (GA) has been widely employed in recent literature because of its high efficiency to find solutions in such optimization problems. However, the performance still falls short in simulation analyses to support fast decision making. This paper proposes a new calibration procedure using a dual GA and central composite design (CCD) in order to improve the efficiency. The calibration exercise goes through three major sequential steps: (1) experimental design using CCD for a quadratic response surface model (RSM) estimation, (2) 1st GA procedure using the RSM with CCD to find a near-optimal initial population for a next step, and (3) 2nd GA procedure to find a final solution. The proposed method was applied in calibrating the Gipps car-following model with respect to maximizing the likelihood of a spacing distribution between a lead and following vehicle. In order to evaluate the performance of the proposed method, a conventional calibration approach using a single GA was compared under both simulated and real vehicle trajectory data. It was found that the proposed approach enhances the optimization speed by starting to search from an initial population that is closer to the optimum than that of the other approach. This result implies the proposed approach has benefits for a large-scale traffic network simulation analysis. This method can be extended to other optimization tasks using GA in transportation studies.

TCS 데이터를 이용한 고속도로부문 온실가스 배출량 산정을 위한 방법론 정립

배범준,이영인 대한교통학회 2009 대한교통학회 학술대회지 Vol.61 No.-

Synchro 모형을 적용한 신호운영 연구

배범준,이진선,김태현(Kim, Tae-Hyun),최영훈,유민형,변은아(Byeon, Eun-A) 대한교통학회 2011 대한교통학회 학술대회지 Vol.65 No.-

혁신확산 요소가 건강 앱의 도입, 사용, 그리고 사용 중단에 미치는 영향

배범준,박혜영 한국PR학회 2019 한국PR학회 학술대회 Vol.2019 No.05

교통망설계모형을 이용한 철도운송화물 적정 보조금 산정

배범준,장수은(Jang, Su-Eun) 대한교통학회 2010 대한교통학회 학술대회지 Vol.62 No.-

교통 및 토지이용정책의 지속가능성 평가방법론 고찰

배범준(Bae Bum-Joon),김성수(Kim Sung-Soo),최현주(Choi Hyun-Ju) 한국철도학회 2009 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2009 No.11월

환경에 대한 관심이 높아지면서 정부의 정책은 ‘녹색성장’에 초점을 맞추기 시작하였으며 교통분야에서도 ‘지속가능한 교통’을 위한 연구 및 정책수립에 대한 노력이 이어져왔다. 교통관련 사업 및 정책의 시행에는 이에 대한 평가가 수행되어야 하며 지속가능한 교통에 대한 정책이 활발해짐에 따라 평가에 대한 필요성도 대두되고 있다. 그러나 지속가능한 교통관련 사업 및 정책에 대한 파급효과를 분석한 사례는 거의 전무하며 분석방법론도 정립되어 있지 않기 때문에 일부 선행된 사례들은 기존의 분석방법론을 기반으로 하는 실정이다. ‘지속가능한 개발’은 교통과 토지이용 정책을 함께 고려하여 시너지 효과를 창출할 수 있도록 해야하며 구미 국가에서는 이에 대한 환경적·경제적·사회적 파급효과를 분석하고 평가하기 위해 다양한 방법론들을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 교통과 토지이용 정책에 대한 지속가능성을 평가하는 새로운 방법론인 TRESIS, TRANUS를 고찰하고 비교·분석하였다. The government's policies have started to be focused on 'green growth' as increasing concern about environment, and many efforts for researching and developing policies of 'sustainable transport' have emerged in the field of transportation. In order to implement a policy or a business associated with transport they should be appraised, and the necessity of these appraisals has surfaced as sustainable transport policies are activated. However, there are few cases which analyze impacts of associated policies or business. Furthermore, some preceding analysis are based on classical assessment methods because methodology for analyzing these impacts is not established. Therefore, this paper is a review about TRESIS and TRANUS that is evaluation methodologies for the sustainability of Transportation and Land use Policies.

건강 어플리케이션 비이용자에 관한 연구: 혁신확산이론을 중심으로

이용정,배범준 한국정보관리학회 2017 정보관리학회지 Vol.34 No.1

The purpose of the study is to identify the barriers to using mobile health applications based on the Diffusion of Innovations Theory. The study employed a purposive sampling to recruit college students who were non-adopters or rejecters. The study participants were a total of 44 students, who consist of 32 males and 12 females, and paper-based interviews were conducted. The findings of the study indicated that attributes such as relative advantages, complexity, trialability and observability were not considerable factors of impeding the adoption or continuous use of health applications, whereas relative disadvantages and compatibility were. The study suggests that health application developers and service providers minimize relative disadvantages and enhance compatibility of the innovation with consumers’ life styles, rather than try to improve relative advantages and complexity, to more effectively encourage non-adopters to try and maintain using the innovation. 본 연구는 모바일 건강 어플리케이션의 사용을 방해하는 요인을 혁신확산이론에 따라 분석하고자 하였다. 본 연구는 유의적 표집방법에 따라 비수용자(non-adopters)와 사용 중단자(rejecters)로 구성된 대학생을 모집하였다. 연구 참여자는 총 44명으로 남학생 32명과 여학생 12명으로 구성되었으며 서면인터뷰를 실시하였다. 연구 결과, 상대적 유익성, 복잡성, 시험가능성 및 관찰가능성 등과 같은 속성은 건강 어플리케이션의 채택이나 지속적 이용을 방해하는 심각한 요인으로 작용하지 않았으나, 상대적 불이익과 적합성은 커다란 방해요인으로 작용하는 것으로 파악되었다. 본 연구의 결과는 건강 어플리케이션이라는 혁신을 확산시키고 지속적 이용을 장려하기 위해서는, 상대적 유익성이나 복잡성을 개선하기 보다는, 상대적 불이익에 대한 인식을 재고하고 생활 적합성은 강화해야 한다는 점을 시사한다.

고속철도기반 소화물서비스 도입 가능성 검토에 관한 연구

박태윤,배범준 한국철도학회 2020 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2020 No.11

손익공유형(BTO-a) 민자도로 사업의 교통량 변동성을 고려한 적정 위험분담 기준 마련 연구

조윤지,배범준,장수은 대한교통학회 2023 대한교통학회 학술대회지 Vol.89 No.-