GPS를 이용한 버스안내시스템 개발에 관한 연구 = (A) Study on Bus Information System using GPS

국문 초록 (Abstract)

우리나라의 대중교통수단 중 버스는 수송분담율이 높은 특징이 있으나 서비스 수준은 낮은 편이며, 기존 연구되어진 버스안내 시스템의 경우 통행자료 수집의 어려움으로 인하여 정적정보인 노선안내 정보를 제공하는 수준이다. 그러나 최근에는 장비의 발달과 ITS의 활성화로 인하여 실시간 교통자료를 수집하여 동적정보를 생성하는 것이 가능하게 되었다.
본 연구는 정적정보인 노선안내 뿐 만 아니라 동적정보인 도착예정시간, 최단 여행시간 경로를 제공할 수 있는 버스안내시스템을 개발하는것이 목적이며, GPS를 이용한 버스안내시스템을 개발하였다.
GPS를 이용하여 버스의 통행자료를 실시간으로 수집하고, 이를 토대로 통행시간을 예측하며, 출발지로부터 목적지까지의 최단여행시간 경로를 제공할 수 있다.
예측의 경우, 요일별, 시간대별의 패턴데이터를 이용하며, 본 연구에서 제안한 예측기법을 통하여 미래의 통행시간을 예측한다.
적용 및 검증은 서울시 55-1번 노선버스를 GPS를 이용한 통행자료를 수집하였으며, 단일노선에 대하여 링크통행시간 예측의 검증과 복합경로 네트워크에서 최단여행시간경로에 대한 검증을 실시하였다.
링크통행시간 예측의 검증결과, 시간의 흐름에 따라 변화하는 통행시간에 대하여 가장 최근 통행시간에 가중치를 두고 반영하는 본 연구의 예측기법이 표준평균법(산술평균)이나 이동평균법에 비하여 신뢰성 있는 예측결과를 나타내었다.
최단 여행시간 경로탐색의 경우 출발지 상류부의 교통상황에 따라 출발지에서 목적지까지의 최단경로가 달라지는 것을 보였다.
일반적으로 최단경로의 경우 출발지부터 목적지까지 통행시간이 가장 짧은 경로를 제공하지만, 버스안내시스템의 경우 출발지에서 승객의 버스 대기시간까지 포함하여 최단경로를 탐색하는 것이 합리적임을 나타내었다.
향후 과제로는 링크통행시간예측의 오차의 원인으로 작용하는 횡단보도 및 교차로의 신호 보정에 관한 연구와 버스의 실시간 통행자료를 이용하여 구간교통정보를 제공하는 방안에 관한 연구이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

There is characteristic that bus is rate of transport share highest in Korea. However level of service is low for bus and then the existing researched Bus Information System offered static information of route guidance information because the collection of trip data is difficult.
But recently it is possible to make dynamic information through the collection of real-time traffic data because of the development of equipment and the activation of ITS(Intelligent Transport System).
The purpose of this research is to develop the Bus Information System which offer not only the route guidance on static information but also the research planned time, shortest path of journey time on dynamic information and developed Bus Information System using Global Positioning System(GPS). This System is able to offer the shortest path of travel time from origin to destination because the trip data of bus collect by real time and base on travel time predict using GPS.
In predict case, it is to use pattern data by days and time and then predict travel time of future through proposed predict method on this research. The application and verification collect trip data in compensation for No. 55-1 bus using GPS in Seoul area and then this experiment practiced verification for the shortest journey time route in network of complex route and for single route verification of prediction link travel time.
In verification result of link travel time, the method prediction of this research which reflected recently weighting travel time according to stream of time for travel time have appeared the credibility than method of standard average or method of moving average.
In shortest path search of journey time, the results have show that shortest path is different from origin to destination according to traffic situation in upper.
In generally, the shortest path offer path shortest from origin to destination, however in Bus Information System case, the shortest path have show reasonable including bus waiting time of passenger at origin.
The further research is a study on signal correction of an intersection and a pedestrian crossing which operated link travel time prediction for a cause of error and a study on method offered section traffic information using real-time trip data for bus.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = i
• ABSTRACT = iv
• 요약 = vi
• 제1장 서론 = 1
• 제1절 연구의 배경 및 목적 = 1
• 제2절 연구의 방법 및 내용 = 2
• 제2장 이론적 고찰 = 5
• 제1절 GPS 개요 = 5
• 제2절 관련연구의 고찰 = 7
• (1) 링크통행시간 계측 및 예측 = 7
• (2) 버스안내 시스템 = 9
• 제3장 버스안내시스템의 개발 = 13
• 제1절 버스안내시스템의 개요 = 13
• 제2절 링크통행시간 계측 및 예측 = 16
• (1) 통행시간 계측기법 = 16
• (2) 통행시간 예측기법 = 19
• 제3절 알고리즘 구현 = 26
• (1) 정체판정 알고리즘 = 27
• (2) 노선탐색 알고리즘 = 30
• (3) 도착예정 알고리즘 = 32
• 제4장 적용 및 검증 = 36
• 제1절 단일노선에 대한 검증 = 36
• (1) 통행자료 조사 및 적용 = 36
• (2) 링크통행시간 예측에 따른 비교·분석 = 40
• 제2절 복수경로 네트워크에 대한 검증 = 51
• (1) 복수경로 네트워크의 구성 = 51
• (2) 복수경로 네트워크에서 경로탐색에 따른 비교·분석 = 53
• 제5장 결론 = 58
• 제1절 결론 = 58
• 제2절 향후 연구과제 = 61
• 참고문헌 = 62