이 연구는 버스정보 시스템 설계에 필요한 운행시격 결정과 통행시간 예측을 위한 알고리즘 개발을 다룬다. 운행시격 결정 문제는 버스와 같은 대중교통 수단을 운영하는데 중요한 요소 중에 하나이다. 기존 연구는 버스 운행비용과 승객비용의 합을 최소로 하는 운행시 격을 찾는데 초점을 두고 이다. 이때 승객비용이란 승객 대기비용과 승객 교통비용의 합으로 이루어진다. 그런데 우리나라와 같이 버스회사 수입이 전액 운행수입에만 의존하는 경우엔 이러한 접근 방식이 타당하지 않다. 기존의 방식과 다르게 승객비용으로 승객 이탈비용을 사용하여 버스의 최적 운행시 격을 구하는 것이 이 연구의 목적이다. 먼저 정류장이 하나인 경우에 대해 해석적 방법으로 풀고, 정류장이 여러 개인 경우에 대해서는 시뮬레이션 기법을 적용한다. 또한 이 연구는 신뢰성이 높고 정확한 통행시간 예측정보를 산출하기 위해 2 단계 예측 기법과 전문가시스템을 이용하는 자료융합 알고리즘을 개발한다. 정확한 정보를 제공하려면 교통정보 수집원을 통해 얻는 자료가 정확해야 하고, 또한 교통상황 변화에 따라 실시간으로 통행시간을 예측하는 것이 필요하다. 이 연구는 AVL(Automatic Vehicle Location)시스템을 이용한 버스정보시스템에서 실시간 데이터와 과거 데이터를 융합하여 통행시간을 예측하는 알고리즘을 개발한다. AVL 데이터를 수집하는 과정에서는 경제성을 고려하여 데이터를 수집한다. 그리고, 버스의 운행관리와 정확한 도착예정시간을 예측하기 위해 AVL시스템을 통해 얻은 데이터의 패턴을 분석하고 유고상황을 감지한다.
기존의 버스정보시스템(BIS)은 주로 공급자 중심의 운영 및 관리체계로 시설도입과 전국 확산을 목적으로 하고 있으며, 지하철 역, 버스정류장, 환승역 등과 같은 주요 교통지점에 GPS 단말기, Windows CE, Win XP embeded 및 LCD 패널로 구성된 하드웨어 장비를 설치하여 일방향 대중교통 정보를 제공하고 있기 때문에 시스템 운용 및 유지보수에 많은 비용과 인력이 소요된다. 본 연구는 GPS 단말기 및 기타 하드웨어 장치를 사용하지 않고 스마트폰과 데이터 서버 네트워크를 활용하여 저비용으로 운용 및 유지보수가 가능한 버스운행정보시스템을 설계하고 구현하였다. 본 시스템은 하드웨어 장치를 이용한 대도시권의 버스운행정보시스템보다 매우 저렴한 비용으로 도심 외곽 지역 및 지방 중소 도시에 서비스할 수 있으며, 기능상으로는 운행노선 디자인 기능, 노선 지도상의 실시간 위치표시 및 운행 통계분석 기능 등 제반 기능을 제공함으로써, 사용자 편의성을 극대화할 수 있으면 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
최근, 버스 수송 분담률을 개선하기 위한 일환으로 승객에게 실시간으로 버스 운행정보를 제공할 수 있는 버스 정보 시스템(BIS : Bus Information System)에 관심이 집중됨으로서 버스 정보 체계에 대한 연구 필요성이 크게 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 추세에 대응하여 기존의 버스 정보 체계를 분석하고, 그 결과를 바탕으로 보다 실제적인 버스정보체계에 근접하도록 확장된 지그비 통신을 기반으로 하는 실험적 버스정보체계와 데이터 처리절차를 설계한다.
국내 저상버스 서비스는 2004년부터 최근까지 이동이 불편하고 휠체어를 탑승한 교통약자를 위해 전국적으로 보급되고 있다. 하지만, 저상버스 운행 정보가 미비하여 교통약자가 이를 이용하기에는 어려운 점이 많은 실정이다. 따라서 휠체어를 탑승한 교통약자의 저상버스 이용률을 증가하기 위해 교통약자를 위한 저상버스 이용 서비스 개선이 필요하다. 본 논문에서는 휠체어를 탑승한 교통약자의 저상버스 이용 서비스를 개선하기 위해 저상버스의 운행 정보와 탑승하고자 하는 저상버스에 탑승예약을 할 수 있는 서비스를 제공하기 위한 저상버스 탑승예약 시스템을 설계하고 구현하였다. 본 논문의 시스템을 적용하게 되면 저상버스를 이용하는 교통약자들에게 보다 좋은 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
1960년대부터 최근까지 버스 이용자들의 편의를 증진시키며 버스운영 측면에서 불필요한 운행을 최소화하기 위한 버스운행계획 최적화에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 2000년 이후 ITS의 일환으로 버스 운행계획 최적화를 통한 운행관리와 정보제공 측면에서 그 중요성이 대두됨에 따라 과학적인 기반 하에 합리적인 버스운행계획 수립을 위한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 버스운행계획 수립을 위해 구간 및 정류소 단위의 운행이력, 버스이용수요 등 세부자료를 활용하여 DTR 및 DTRC 모형에 따라 버스운행계획을 수립하였고 기점 및 정류소 단위의 timetable을 작성하였다. 모형 검증을 위해 서울시 472번 간선노선을 대상으로 BMS, 교통카드 등의 수집 자료를 활용하여 운행계획을 수립하고, 모형에 사용된 파라미터와 가정들에 대한 신뢰성 확보를 위하여 민감도 분석을 수행하였다.
도시교통혼잡과 통행속도감소로 버스의 분담률은 지속적으로 감소 추세를 보이고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 각 지방자치단체는 버스운행관리시스템(BMS) 또는 버스운행정보시스템(BIS)을 구축하고 있다. 대중교통 우선정책을 시행함에 있어 사업의 전. 후 분석을 통해 효과를 검증하고 평가하는 것은 향후 효율적인 대중교통정책을 수립하는데 있어 매우 중요하다. 본 논문에서는 현재 운영중인 BMS의 자료를 기초로 사전 사후조사를 실시하여 사업을 분석, 평가하였다. 연구 결과가 향후 버스운행관리시스템 도입시 정책결정에 있어 참고자료로 활용될 것을 기대한다.
본 연구는 버스정보시스템(BIS)의 운영을 통해 수집되고 있는 데이터를 이용하여 도시내 가로의 통행시간을 추정하기 위한 연구이다. 기존의 버스시스템에 첨단정보통신 기술을 접목한 BIS는 많은 지방자치단체에서 구축하여 운영 중에 있다. 그러나 이러한 기술동향을 반영한 연구는 부족한 실정이다. 기존에 구축된 BIS의 운영을 통해 유용한 교통정보들이 수집되고 있으나 수집된 데이터의 활용은 활발히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 BIS의 운영을 통해 수집되고 있는 버스운행 데이터를 이용하여 도시내 가로의 링크통행시간 추정을 통해 도시의 교통관리에 활용하고 운전자에게 교통정보를 제공하기 위한 기초적인 연구를 수행하고자 하였다. 연구결과 버스의 링크통행시간이 두 개의 군집으로 나타났으며 따라서 링크통행시간을 두 개의 군집으로 나누어 추정모형을 구축하였다. 구축된 모형을 통계적으로 검정하기 위해 T-test를 실시한 결과 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다.
본 연구는 현재 국내 BIS에서 버스도착시간 안내를 위해 개별노선 단위로 산정되고 있는 정류소간 통행시간 기반의 버스도착시간 추정 모형의 한계점을 제시하고, 이를 극복하기 위한 방안을 제시하였다. 정류소간 운행시간을 기반으로 산출되는 버스도착시간정보의 특성을 이용하여 버스노선번호에 관계없이 버스정류소에 도착한 동일 구간을 운행하는 모든 버스의 정보를 순서대로 이용하여 버스도착시간을 추정하는 버스도착시간 추정모형을 제안하였다. 제안한 모형은 실제 버스운행정보를 수집하여 RMSE를 기준으로 검증을 실시하였으며, 분석결과 오차는 기존 모형 대비 최대 20%가 감소하였고 버스도착시간정보의 정확도와 직결될 수 있는 데이터 업데이트 주기는 절반수준으로 감소하였다. 이를 통해 버스도착시간의 급격한 증가나 감소, 동일한 구간을 운행하는 다른 노선의 도착예정시간 차이, 운행계획과 다르게 운행시의 정보제공 불가함 등의 문제가 해결될 것으로 기대된다.
본 연구는 버스정보시스템(BIS)의 운행데이터를 이용하여 신호교차로에서의 지체시간을 추정하기 위한 연구이다. 기존의 버스시스템에 첨단정보통신 기술을 접목한 BIS는 많은 지방자치단체에서 구축하여 운영 중에 있다. 그러나 기존에 구축된 BIS의 운영을 통해 실시간으로 수집되고 있는 운행데이터의 활용은 활발히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 BIS 운행데이터를 이용하여 실시간으로 지체시간을 산정하여 도시교통관리, 교통정보를 제공에 활용하기 위한 기초적인 연구를 수행하고자 하였다. VISSIM 5.20을 활용하여 시뮬레이션 모형을 구축하였으며 버스정류장에서의 서비스 시간을 제외한 버스 통행시간과 일반차량 지체시간 간의 상관관계가 유의한 것으로 분석되어 거시적 통계모형인 회귀모형으로 구축하여 분석한 결과 직선회귀모형의 결정계수가 0.826으로 가장 높게 나타났다. 구축된 모형을 통계적으로 검증하기 위하여 현장조사 값과 모형추정 값으로 T-test를 실시한 결과 95% 신뢰수준에서 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다.
대부분의 국가들이 노선버스의 운영을 공공부문에서 담당하고 있으나 우리나라를 비롯한 일부에서만 민간이 운영하고 있어 시민들을 위한 공익성만을 추구 할 수는 없는 입장이며 노선의 선정 또한 사업자와 공공이 협의하여 시행할 수밖에 없다. 이를 개선하기 위하여 버스노선 개편, 공동배차제 등 개선방안을 많은 지자체에서 시행하였지만 시민${\cdot}$업체${\cdot}$공공부문에서의 합의 도출은 지난한 상황이며 실행력이 없는 계획이 되고 있음을 여러 사례에서 볼 수 있다. Internet등 통신기술의 급속한 발달에 따라 통신을 통한 의사표출이 자유롭고 용이해지면서 일반지자체의 경우에 전체 민원 중 교통부문이 차지하는 민원이 $50\%$를 상회하고 있으며, 교통민원 중 $45.3\%$가 노선버스의 정시성 확보 및 운전기사의 불친절, 무정차 통과 등에 관한 것으로써 시민들이 가장 알고싶어 하는 사항이 버스의 실시간 운행상황임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 실시간 버스정보제공을 통해 노선버스 이용자들의 대기시간 감소 및 이용편의를 증진시키고, 이를 통해 승용차 이용자를 대중교통수단으로 유도하여 대중교통을 활성화시키는 버스정보시스템(BIS ; Bus Information System)을 정립하며, 충주시 교통여건을 감안한 버스정보시스템 도입전략을 수립하고, 도입에 따른 기대효과를 분석하여 합리적이고 효과적으로 적용할 수 있는 지방자치단체 특히 충주시의 지능형 교통정보 시스템을 마련하는데 그 목적이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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