• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.988-995
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• 2009

텔레매틱스 서비스 중 가장 보편적으로 사용되는 것이 출발지에서 목적지까지의 최단 경로 안내 서비스이다. 본 논문에서는 미래 시간에 대한 교통흐름 예측 결과를 바탕으로 한 동적 최단 경로 탐색 시스템을 개발하고 실시간교통정보를 이용한 다양한 실험을 수행하여 성능을 분석하였다. 교통흐름 예측은 베이지안 네트워크 (Bayesian network)를 이용한 예측 시스템을 사용하였다. 동일한 출발지와 목적지에 대해 동적 최단 경로와 정적 및 누적 최단 경로를 탐색하고 각 경로에 대한 통행 시간을 계산하여 실제 최단 경로의 통행시간과 비교하였다. 실험 결과 75% 이상의 비율로 동적 최단 경로의 통행시간이 정적이나 누적 최단 경로의 통행시간보다 실제 최단경로의 통행시간에 가깝게 나타났다. 따라서 중간 경유지에 도착 예정인 시간대의 교통 흐름을 예측하여 동적 최단 경로를 구하는 것이 출발시간의 교통흐름을 모든 구간에 적용하여 최단 경로를 구하는 정적 최단 경로에 비해 더 정확한 교통정보를 제공하여 텔레매틱스 서비스의 품질을 향상시킬 수 있음을 보여 주었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권2호
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• pp.186-192
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• 2014

본 연구에서는 대정해상풍력단지 설치 해역과 인근수역을 이용하는 선박교통량과 해상교통흐름의 패턴을 분석하고 단지 조성 후 합리적인 대체통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 또한 예측된 교통량을 근거하여 통항로별 통항안전성을 평가하고 검토함으로써 선박의 안전운항에 필요한 제반조건 및 대책을 제시하였다. 풍력단지 설치 해역과 인근수역의 해상교통흐름 패턴을 분석한 결과 총 8가지의 교통흐름으로 분류되었고, 연간 교통량은 8,975 척으로 예측되었다. 이를 근거로 단지 조성 후 4가지의 대체 통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 예측된 교통량과 SSPA의 동력선충돌모델을 이용하여 통항안전성을 평가한 결과 충돌 및 침로이탈확률에 관한 국내 안전기준 $10^{-4}$ 이하를 만족하므로 계획된 대체통항로가 유용함을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제6권4호
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• pp.179-188
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• 2017

도시 내의 교통흐름을 정확히 분석하는 것은 매우 어렵다. 특히, 교통사고나 보행자, 교차로 등은 도시 내의 교통흐름을 분석하는데 있어서 어려움을 가중시킨다. 현재 소도시(예를 들어 전라남도 순천시)들에도 버스 정보시스템(Bus Information System, BIS)이 보급되어 있고 이를 통하여 도착시간 예측 등과 같은 정보를 제공하고 있다. BIS는 버스의 위치, 구간별 이동시간, 출발-도착 시간등을 제공하고 있다. 따라서 본 논문에서는 BIS로부터 정류장 간의 평균 이동 시간, 그리고 이동 거리 등을 시간대 별로 추출하여 도시 내의 교통흐름을 시계열 분석하고자 한다. 소도시의 경우 버스 정보는 도시교통 흐름을 설명하는 중요하고 효과적인 자료이다. 앞서 언급한 신호등 지연, 보행자, 교차로 등은 교통흐름을 분석하고 예측하는데 어려움을 더한다. 본 논문에서는 동적 선형 모델(Dyanamic Linear Model, DLM)을 이용하여 중요 구간의 교통흐름을 시계열 분석하고 예측하는 방법을 제시한다. 이때 구간별 통행 속도를 평일과 주말로 나누어 분석한다. DLM을 이용하여 구간별 이동속도의 시계열 분석을 통하여 도시 내의 교통흐름을 파악하여 향후 교통 체증 및 혼잡 구간을 예보하고 버스의 정확한 도착시간을 예측하는데 도움을 줄 수 있으리라 생각한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권4호
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• pp.44-57
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• 2019

여러 대도시에서 교통 혼잡 문제를 해결하기 위해 정확한 교통 흐름을 예측하는 다양한 연구가 진행되었다. 대부분의 연구가 과거의 교통 흐름 패턴이 미래에도 반복될 것이라는 가정하에 예측 모델을 개발하였으나 교통사고 등과 같은 뜻하지 않은 비반복적 교통 패턴을 예측하는 데에는 신뢰성이 낮게 나타났다. 이런 문제를 해결하기 위한 대안으로 지능형 교통 시스템(ITS)을 통해 얻은 빅데이터와 인공지능을 접목한 교통 흐름 예측 연구가 진행되어 왔다. 하지만 시계열 분석에 일반적으로 사용되는 알고리즘인 RNN의 경우, 단기 예측에 최적화되어 장기 예측 정확도가 낮다는 단점을 가지고 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 기온과 강수량 등의 기상 정보 외에도 각종 외부 요인들을 고려하여 장기적 시점에서 교통 혼잡도를 예측하는 '심층 인공 신경망 모델'을 제안하였다. TOPIS 자료를 이용한 사례 연구 결과 서울시 주요 도로 링크의 교통 혼잡도를 90%에 가까운 정확도로 예측이 가능하였다. 추후 교통사고나 도로 공사와 같은 도로에 영향을 미치는 이벤트 데이터를 추가로 확보할 수 있다면 정확도는 더욱 높아질 것으로 예상된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.58-64
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• 2021

자동차 등록대수와 비례하여 증가하는 교통 혼잡은 도시의 사회경제 발전의 저해 요소로 작용하고 있다. 본 논문은 VDS(Vehicle Detection System)을 통한 데이터를 입력 변수로 사용한다. 본 연구의 목적은 교통 흐름을 단순히 2단계(원할, 정체)가 아닌 5단계(원할, 다소 지체, 지체, 다소 정체, 정체)로 더 정교하게 예측하고, 이 예측에서 가장 정확도가 높은 모델인 Catboost 모델과 다른 모델들을 비교하는 것이다. 이를 위해 본 논문에서는 머신러닝 알고리즘인 Catboost 모델을 통해 5가지 단계를 예측하고 정확도를 다른 머신러닝 알고리즘들과 비교, 분석한다. 또한, 하이퍼 파라미터(Hyper Parameter) 튜닝 및 원-핫 인코딩(One-Hot Encoding) 전처리를 거치지 않은 Catboost 모델과 랜덤 선택(RandomizedSearchcv)을 통해 튜닝 및 데이터 전처리를 거친 모델을 비교, 분석한다. 분석 결과 하이퍼 파라미터 튜닝을 하지 않은 초기 Catboost 모델이 정확도 93%를 보이며 가장 높은 정확도를 기록하였다. 따라서 본 연구는 두가지 의의를 가진다. 첫번째로, 초기 세팅된 파라미터들이 적용된 Catboost 모델이 다수의 범주형 변수를 포함하는 교통 흐름 예측에서 다른 머신러닝, 딥러닝 모델들보다 성능이 높다는 결론을 도출했다는 점에서 의의가 있다. 두번째로, 기존 2단계로 예측하던 교통 흐름을 5단계로 예측함으로써 더욱 정교한 교통 흐름 예측 모델을 제안한다는 점에서 의의를 가진다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.241-241
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• 2022

우리나라의 자연하천은 대부분 사행하천으로 이루어져 있다. 특히 사행하천의 만곡부에서는 2차류가 발생할 수 있으며, 이는 만곡부의 흐름에 비선형적인 영향을 미치게 되어 흐름과 유사이송에 대해 복잡한 상호작용을 하게 된다. 하천에 서식하고 있는 식생 또한 흐름에 영향을 줄 수 있다. 더군다나, 댐으로 인한 유사의 차단과 방류량 통제는 댐 하류 구간에 영향을 주게 되어 식생활착을 야기할 수 있으며 활착 이후에는 통제가 어려울 정도로 식생밀도가 증가하며 번성하기도 한다. 이러한 현상이 지속되면 식생으로 인해 통수능이 저하되기도 하며, 홍수범람이 발생할 수 있다. 따라서 만곡부 하도식생에 의한 흐름변화를 연구하는 것은 치수적인 측면에서 중요하다. 본 연구에서는 이러한 필요성을 고려하여, 2차원 흐름모형인 Nays2D를 활용하여 식생대의 밀도변화에 따른 흐름변화 예측모의를 위한 수치실험을 수행하였다. 연구지역은 사행하천으로서 식생대가 발달한 대청댐 하류 구간이다. 본 연구에서는 현장조사를 통해 구축한 식생특성을 반영하여 예측모의를 수행하였으며, 이를 위해 부등류를 기반으로 식생밀도에 따라 2021년의 식생현황, 전체벌채(식생없음), 솎아베기(2021년 식생밀도의 0.5배), 존치(2021년 식생밀도의 2배)로 가정하여 모형을 구축하였다. 모의결과, 전체벌채의 경우, 2차류에 의해 흐름이 만곡부 외측으로 집중되었기 때문에 만곡부 외측에서 수심과 유속이 증가하였다. 2021년 식생현황과 솎아베기, 그리고 존치의 경우, 공통적으로 만곡부 외측에 식생이 존재하고 있기 때문에 전체벌채보다 수심이 증가하고 유속이 감소하였으며 식생대 주변과 하도중앙으로 흐름이 집중되는 경향을 나타났다. 이를 통해, 전체벌채의 경우 치수적으로 만곡부 외측에서 2차류의 발달로 세굴을 야기할 가능성을 확인할 수 있었으며 식생이 존재하는 경우에는 만곡부 외측에 퇴적이 발생할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 식생과 흐름만을 고려하여 수치모의를 수행하였으나 추후 연구에서는 흐름과 하상변동을 모두 고려하여 수치모의를 수행한다면 보다 세부적으로 식생밀도가 하천환경에 미치는 영향 이해할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.480-480
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• 2023

본 연구에서는 섬진강 하류에서 2차원 흐름 모형인 Nays2DH 활용하여 섬진강댐 하류, 송정 구간의 식생밀도를 고려한 부등류 계산을 통해 하도의 수위 및 유속을 예측 모의하는 방법론을 제시하고 모의결과를 분석하였다. 현장조사를 실시하여 하도의 식생밀도를 산정하였으며. 식생밀도는 섬진강댐 하류 1.15 m-1, 송정 0.35 m-1로 조사되었다. 모의결과, 섬진강댐 하류에서 원심력에 의해 만곡부 외측에서 수심이 가장 깊게 나타났으며(최대 7.48 m), 최대유속도 동일지점에서 5.58 m/s로 형성되었고 하안침식으로 인한 하도변화 예측결과, 유속이 빠른 만곡부 외측에서 세굴되었으며, 내측에서는 퇴적되었고 만곡부가 끝난 지점부터 중앙사주가 발달하며 흐름이 하도 좌안으로 집중하여 세굴이 진행되었다. 송정구간에서 저수로 폭이 좁아지는No.40+200 지점에서 수심이 가장 깊으며(15.8 m), 유속은 하폭이 좁고 경사가 급해지는 No.39+800 지점에서 최대 7.97 m/s 로 나타났다. 하안침식으로 인한 하도변화 예측결과, 하폭이 넓어지는 No.40+800에서 유속이 감소하여 사주가 발달하였다. 본 연구에서는 섬진강 하류의 실제 식생밀도를 반영하여 수치모의를 하였기 때문에 흐름과 식생관리에 따른 실무적 대책방안 마련에 도움이 될 것으로 판단되며, 본 연구에서 활용한 분석방법과 결과들은 섬진강 유역의 하천관리 방안을 구축하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.215-222
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• 2022

항공교통흐름관리의 목적은 공항 및 공역의 수용량 안에서 항공교통 수요를 만족시키는 것이다. 그러므로 수용량을 정확하게 예측하는 것은 항공교통흐름관리의 성능에 많은 영향을 준다. 본 논문은 특정 공항의 예상 출·도착 수요, 시각, 기상 및 실제 처리한 항공기 대수 등 과거의 항공기운항 데이터를 기계학습의 한 방법론인 부스팅 앙상블 알고리즘으로 학습하여 시간당 출·도착하는 항공기의 수를 예측하는 회귀모형을 개발하였다. 기계학습을 통해 도출된 모델은 실제 인천국제공항의 출·도착 항공편 데이터를 이용해 검증하였으며, 결정계수가 0.95 이상으로 나타났다. 이 모델을 이용하여 접근관제구역의 수용량을 간접적으로 예측할 수 있었다.

• 응용통계연구
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• 제34권5호
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• pp.773-794
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• 2021

교통량 예측은 지방 행정의 의사결정에 매우 중요한 정보를 제공한다. 교통량 예측을 통해 교통혼잡비용을 줄이고 지역경제를 활성화 함으로써 사회적, 경제적 이익을 창출할 수 있다. 교통량은 미지의 확률적 규칙하에서 시간의 흐름에 따라 궤적을 가지며 변화하는 함수데이터의 일종이다. 본 논문에서는 세 가지 함수회귀모형을 이용하여 과거에 관측된 교통량 궤적을 기반으로 미래의 관측되지 않은 교통량 궤적을 예측하는 방법을 제시한다. 본 논문에서 소개하는 세가지 방법은 전국 고속도로 영업소 중 서울, 춘천, 강릉 세 개 영업소에서 수집된 고속도로 영업소 데이터에 적용한다. 각 영업소 별로 세가지 방법의 예측오차를 비교함으로써 영업소별 최적 교통량 예측모형을 찾는다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.16-18
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• 2010

현재 우리나라에서 해상 수송은 무역 수 출입의 90%이상을 담당하고 있으며, 지정학적인 측면에서도 많은 중요한 역할을 하고 있다. 해상에서의 교통시스템 기능이 안정적으로 유지되고, 더욱 발전되기 위해서 무엇보다 연안 해역에서의 선박 교통에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 논문에서는 선박별 항적과 같은 선박 교통의 자료들을 기초로 하여, 우리나라의 각 수역별로 선박 흐름을 재현해 보는 연구를 수행하였다. 구체적으로 선박종류 항로특성 실제교통량 등을 해상 교통의 구성요소별로 분류하고, 자동피항 기능을 포함한 다수 선박간의 흐름을 재현하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 목포항의 선박교통 자료를 기본으로 시뮬레이션을 실시하여 검증하였다. 또한 개발된 모델을 수역의 교통안전성 예측, 항로내 시설물 설치시 적정성 문제 등에 적용가능한 지를 고려하였다.