Conjugate Gradient 법을 이용한 경로기반 통행배정 알고리즘의 구축

A Development of a Path-Based Traffic Assignment Algorithm using Conjugate Gradient Method

  • 강승모 (서울대학교 도시공학과 연구원) ;
  • 권용석 (서울대학교 도시공학과 연구원) ;
  • 박창호 (서울대학교 지구환경 시스템공학부)
  • 발행 : 2000.10.01

초록

경로기반 통행 배정은 실시간 통행 배정에서 이용되는 경로기반 해를 제공할 수 있기 때문에 첨단 교통 체계(ITS)의 실시간 교통 제어 및 교통 안내 등에 유용하게 이용될 수 있다. 많이 사용되고 있는 경로기반 통행배정 알고리즘의 하나인 Gradient Projection(GP) 알고리즘은 일반적으로 최적해 근처로는 빠른 접근 속도를 보이나. 일단 최적해에 근접하면 수렴 속도가 다소 느려지게되는 단점이 있다. 기존 알고리즘의 이러한 단점을 극복하기 위해 기존의 GP 알고리즘에 Conjugate Gradient 법을 결합시켜 보다 효율적인 경로기반 통행배정 알고리즘을 구축하였다. 이는 최적해 근처에서 더욱 정확한 이동방향을 결정하여 빠른 시간 내에 최적해를 도출해 내도록 하기 위한 것이다. 또한, 구축된 알고리즘을 가로망에 적용, 그 효율성을 검증하여 Conjugate Gradient 법이 통행 배정 모형의 사용자 평형 모형에서와 같은 목적함수의 경우에서도 매우 빠른 수렴을 위해 유용하게 쓰일 수 있다는 것을 보였다.

Path-based assignment(PBA) is valuable to dynamic traffic control and routing in integrated ITS framework. As one of widely studied PBA a1gorithms, Gradient Projection(GP) a1gorithm typically fields rapid convergence to a neighborhood of an optimal solution. But once it comes near a solution, it tends to slow down. To overcome this problem, we develop more efficient path-based assignment algorithm by combining Conjugate Gradient method with GP algorithm. It determines more accurate moving direction near a solution in order to gain a significant advantage in speed of convergence. Also this algorithm is applied to the Sioux-Falls network and verified its efficiency. Then we demonstrate that this type of method is very useful in improving speed of convergence in the case of user equilibrium problem.

키워드

참고문헌

  1. Analysis and Methods Nonlinear Programming Avriel M.
  2. SIAM J. Contro and Optimization v.20 Projected Newton Methods for Optimization Problems with Simple Cons-traints Bersekas D.P
  3. IEEE Transactions on Automatic Control v.AC-28 no.12 Projected Newton Methods and Optimization of Multi-commodity Flows Bersekas D.P.;E.M.Gafni
  4. Data Net-works Bertsekas D.P.;R. Gallager
  5. submitted to Trans-potation Science Path-based Algorithms for Large Scale Traffic Equillibrium Problem;A Comparison between DSD and GP Chen A.;D-H. Lee;R. Jayakrishman
  6. Transportation Research Record 1443 Faster Path-Based Algorithm for Traffic Assignment Jayakrishnan R;Wei K. Tsai;Joseph N. Prashker;Subodh Rajahyaksha
  7. Transpotation Research v.9 no.5 An Efficient Approach to Solving the Road Network Equilibrium Traffic Assignment Problem LeBlnc L.J.;E.K. Morlok;W. Pier-skalla
  8. Introduction to Linear and Nonlinear Programming Luenberger D.G
  9. Linear and Nonlinear Programming Luenberger D.G.
  10. Urban Trave Demand Mode-ling Oppenheim N.
  11. Ite-rative Solution of Nonlinear Equations in Several Variables Ortega J.M.;W.C. Rheinboldt
  12. Models and Methods The Traffic Assignment Pro-blem Patrikson M.
  13. Transportation Networks Sheffi Y.
  14. Transportation Research Record 1537 Computational study of a path-based algorithm and its variants for static traffic assignment Sun Carlos;R. Jayakrishman;Wei K. Tsai
  15. 박사학위논문 통행료체계에서의 경로기반 통행배정 모형 개발과 적용에 관한 연구 권용석