Flow-density Relations Satisfying Stationary Conditions using Statistical Analysis

통계적 분석에 의한 정상상태조건을 만족하는 교통량-밀도 관계 도출

  • 김영호 (한국교통연구원 도로교통연구실)
  • Published : 2006.08.31

Abstract

The flow-density relations represent equilibrium relations between flow and density in the stationary state. Using individual vehicle data this paper proposed a method to 131ter traffic data in the stationary state and showed flow-density relations produced by the traffic data in the stationary state. The Proposed method is based on the idea that free flow and congested flow show totally different traffic behaviors and time series of the traffic data observed at detection stations. The traffic data collected from the stationary state in the free flow using this filtering method consist in the left branch of the flow-density relation and the traffic data collected from the stationary state in the congested flow consist in the right branch of the flow-density relation. The traffic data in the stationary state skew reproducible flow-density relation in the almost whole range of the traffic flow.

교통류 이론에서 fundamental diagram이라고 불리는 교통량-밀도 관계는 stationary 상태에서의 교통량과 밀도사이의 평형관계 (equilibrium relation)를 나타낸다 본 연구에서는 개별차량 데이터를 이용하여 교통량-밀도 관계의 전제조건인 stationary 조건을 만족하는 데이터를 추출하는 방법을 제시하였고, stationary 조건을 만족하는 데이터를 교통량-밀도 평면에 도시하였다. 개별차량의 흐름이 자유교통류상태와 혼잡교통류상태에서 상이하며 지점에서 관측된 데이터가 서로 다른 특성의 시계열특성을 보인다는 점에 근거하여 두 가지 상태에 따라 서로 다른 stationary조건을 제시하였다. 본 논문에서 제시된 stationary 조건을 실제로 관측된 데이터에 적용한 결과 자유교통류상태의 stationary조건을 만족하는 데이터는 현재까지 알려진 바와 같이 교통류-밀도 관계의 왼쪽가지에 위치하고. 혼잡교통류상태의 stationary조건을 만족하는 데이터는 교통류-밀도관계의 오른쪽 가지에 위치한다. 또한 본 연구에서 제시된 방법론에 따라 교통류-밀도관계의 전범위에 걸쳐 stationary조건을 만족하는 데이터를 구별하여 교통류-밀도평면에 도시한 결과 교통류의 거의 전영역에 걸쳐 재현 가능한 관계가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Cassidy, M. J. (1998) 'Bivariate Relations in Nearly Staionary Highway Traffic', Transportation Research 32B, pp.49-59
  2. Edie L. C. (1961) 'Car-Following and Steady- State Theory for Noncongested Traffic', In Operations Research, Vol. 9, pp.66-76 https://doi.org/10.1287/opre.9.1.66
  3. Zhang, M. H. (2001) 'New Perspectives on Continuum Traffic Flow Models', Networks and Spatial Economics 1, Kluwer Academic Publishers, pp.9-33
  4. Daganzo, C. F. (1997) 'Fundamentals of Transportation and Traffic Operations', Pergamon, pp.76-79
  5. Kim, Y. and Hall F.L. (2006) 'Reproducibility of Flow-Density Relations in Heavily Congested Flow Based on Individual Vehicle Data', CD Proceedings of the 85th Transportation Research Board Annual Meeting, Washington, D.C., USA
  6. Cassidy, M. and Coifman, B. (1997) 'The Relation Between Density and Occupancy and the Analogous Relation Between Density and Occupancy', Transportation Research Record 1591, pp.1-6 https://doi.org/10.3141/1591-01
  7. Hall F.L. and Agyemang-Duah, K. (1991) 'Freeway Capacity Drop and the Definition of Capacity', Transportation Research Record 1320, pp.91-98
  8. 김영호, 이시복 (2004) '동적 교통량-밀도 관계의 특성분석과 교통류 모형으로의 응용', 대한교통학회지, 제22권 제3호, 대한교통학회, pp.179-201