R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C129888-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 스마트도시를 위한 공유형 자율주행차량 기반 교통시스템 구축 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 여화수 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
12명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 173,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 173,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 370,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국과학기술원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
미래 스마트시티의 새로운 교통수단으로 주목받는 공유형 자율주행차량은 도시구조의 변화뿐만 아니라 도시 교통시스템의 변화를 가져올 것으로 예상되며, 이는 결국 도시의 이동 행태를 변화시킬 것으로 예상됨. 따라서 미래 도시구조와 교통시스템의 사회적, 기술·정책적, 경제적인 요구를 이해하고 미래 도시 운영에 필요한 기술을 연구·개발하는 것이 필요함 사회적 요구 : 교통 부문에 대한 사회적 비용 감축을 위해 기존 기계 중심의 교통 시스템을 인간·환경 중심의 시스템으로 전환하려는 요구가 지속적으로 증가하고 있음. 최근 공유형 교통수단 (예: Uber)이 대안으로 제시되었으나 아직 초기 단계에 불과하며 국내·외로 공유형 교통수단에 대한 영향 평가 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있음 기술정책적 요구 : 국내의 자율주행차량 기술 개발은 고속도로와 같은 연속류를 기반으로 하고 있어 도심과 같은 단속류 특성을 보이는 도로에의 적용에는 한계를 가지고 있음. 이에 도심형 자율주행 차량의 적용을 위하여 교차로에서 교통 정보를 인프라에서 차량으로 제공하기 위한 인프라 통신 고도화 기술개발에 대한 필요성이 제기되고 있고, 도심 내의 자율주행차량의 안전성 확보 및 교통 흐름의 효율성을 위한 새로운 교통시스템 운영 전략이 요구되고 있음 경제적 요구 : 우리나라의 경우 급격한 도시화에 따라 도심 내 교통 혼잡에 따른 사회·경제적 비용은 2015년 기준 33조 4천억 원 (GDP의 2.16%)에 이르렀고, 이 중 7대 도시의 교통 혼잡 비용은 21조 3천억 원으로 전체의 63.8%에 해당하였음. 이러한 추세는 매년 지속적으로 증가 추세를 보이고 있음. 교통 혼잡 해소 및 도로의 안전 성능을 향상시키기 위하여 교통수단의 전환 유도나 새로운 교통운영 및 수요관리 시스템을 구축하는 것이 필요함. 위의 요구들을 종합할 때 미래 도시 교통 운영 시스템의 구축을 위하여 공유형 자율주행차량 기반 미래 도시 교통시스템 구축 및 미래 도시구조 변화 예측 기술을 개발하고자 하며 다음의 기술들을 우선적으로 개발해 국제적으로 선점하는 것이 필요함 (1) 공유형 자율주행차량의 도심 도입을 위한 교통 인프라 구축 (2) 실시간 수요예측을 통한 공유형 자율주행차량 운용 시스템 개발 (3) 미래 교통시스템 최적화 및 효과성 검증을 위한 자율주행차량 혼합형 교통 시뮬레이션 개발 (4) 시뮬레이션을 기반으로 한 미래 도시 구조 변화 예측 및 필요 핵심 기술 도출 [최종목표] 차세대 대중교통 및 공유형 자동차 서비스 기반의 새로운 미래 스마트도시 교통체계 수립에 대한 기술 및 정책 이슈가 대두됨에 따라 자율주행자동차 및 미래교통 통신 기술 개발을 통해 도심 교통 문제를 해결하고자 함. 이에 본 과제에서는 공유형 자율주행차량 기반의 미래 도시 교통 시스템 구축 및 운영 모델을 개발하고자 하며 다음의 세부 기술개발을 목표로 함. - 도심형 자율주행차량 도입을 위한 미래 도시 교통 시스템 개발 : 도심 내 자율주행차량의 도입과 운영을 위한 교통시스템 연구 및 관련 기술 개발 - 교통 수요 예측 기반 공유형 자율주행차량 통합 연계 운영 시스템 개발 : 도심 내 동적 비대칭 교통 수요 예측 및 수요 예측 기반의 공급-수요 최적 매칭을 위한 기술 개발 - 미래 도시 교통시스템의 효과성 검증을 위한 시뮬레이션 개발 : 미래 도시 교통시스템의 개발과 그 검증을 위한 도구 개발로 도심 내 자율주행차량 행태 묘사를 통한 시뮬레이션 개발 - 시뮬레이션 기반 미래 도시구조 변화 연구 및 최적 도시구조 설계 : 공유형 자율주행차량 도입으로 인한 도시 구조 변화 예측 및 최적 도시구조 설계 [연구내용 및 범위] 자율주행차량의 도시부 도로 네트워크 도입을 위한 미래 스마트시티 교통 인프라 설계 방안을 제시하고, 이를 기반으로 실시간으로 공유형 자율주행차량의 운영을 최적화 할 수 있는 시스템을 개발하고자 하며 아래와 같은 세부 내용으로 구성됨. 자율주행차량 도입을 위한 교통 인프라 구축 - 도심형 자율주행차량 도입을 위한 주행 시나리오 개발 : 자율주행차량의 주행 환경에 따른 요구 기능을 파악하여 센서, 통신 시설 등의 설치 기준 선정을 위해 도심 내 자율주행차량 운행 시의 발생할 수 있는 경우를 분석해 시나리오 개발 - 자율주행차량 전용도로？차로 구축 방안 개발 : 도심형 자율주행차량 주행 시나리오와 센서, 통신시설 등 요구 기능에 따라 자율주행차량 전용도？차로의 신설, 기존도로를 활용한 재구축 등의 기준 설정 - V2X 통신 기반 교차로 사고 위험도 추정 기술 개발 : 자율주행차량의 도심 내 교차로 진입에 따라 안전 주행을 위한 최소 기준을 마련하여 V2X 통신을 통해 위험도를 미리 예측하는 기술 개발 자율주행차량 최적 신호 제어 전략 개발 - V2X 통신 기반 자율주행차량 신호 제어 시스템 개발 : 도심 교차로 내 자율주행차량 간, 자율주행-일반차량-대중교통 간의 충돌 방지 및 효율성 증대를 위한 주요 제어 변수를 정의하고 신호제어 시나리오 개발 - V2X 통신 기반 자율주행차량 신호 제어 시스템의 최적화 알고리즘 개발 : 위에서 개발한 신호 제어 시스템의 최적성 평가 및 최적화 알고리즘 개발 도심 내 실시간 동적 비대칭 수요 예측 모델 개발 - 요일·시간·상황별 도심 내 교통 수요 이력 분석을 통한 교통 수요 시나리오 개발 : 과거 교통 수요 이력 데이터의 요일·시간·상황 등 분류에 따른 시계열 분석 및 데이터 축적(Data clustering)을 통해 교통 수요 변화 패턴 분석 - 도심 교통 수요 생성 시뮬레이션 모듈 개발 : 교통 수요 패턴 분석과 시나리오를 기반으로 도심형 자율주행차량 도입 시의 교통 수요 변화 예측 및 수요 생성 시뮬레이션 모듈 개발 - 도심 내 실시간 동적 비대칭 교통 수요 예측 모델 개발 : 사용자 중심 수요 예측 기반의 공유형 자율주행차량 운영을 위해 교통 수요 시나리오와 수요 생성 시뮬레이션을 활용한 실시간 수요 예측 모델 개발 미래 도심 교통 시뮬레이션 모듈 개발 - 일반차량의 도심 교통 시뮬레이션 모듈 개발 : 도심형 자율주행차량의 도입 및 전용도·차로 운영으로 인한 일반차량의 주행 행태 변화를 분석하여 시뮬레이션 모듈 개발 - 도심·공유형 자율주행차량 시뮬레이션 모듈 개발 : 도심 내 자율주행차량의 주행 행태를 분석하여 시뮬레이션 모듈 개발. 자율주행차량의 활용 목적별(개인 소유/공공 소유) 주행 특성을 파악하여 도로 특성에 따른 행태 묘사 - 대중교통 시뮬레이션 모듈 개발 : 도심형 자율주행차량과의 혼합 교통류에서의 대중교통 주행 행태 분석과 공유형 자율주행차량과의 환승 등의 연계를 고려한 시뮬레이션 모듈 개발 교통 수요 예측 기반 공유형 자율주행차량 통합 연계 운영 시스템 개발 - 타 교통수단 非연계형/연계형 공유 자율주행차량 수요-공급 최적 매칭 알고리즘 개발 - 교통 수요 예측 기반 공유형 자율주행차량 수요-공급 매칭 최적화 알고리즘 개발 - 대중교통 수단과의 연계를 통한 통합 운영 시스템 개발 공유형 자율주행차량 기반 미래 도시 교통 시뮬레이션 개발 - 자율주행차량-대중교통 연계형 시뮬레이션 모듈 개발 : 자율주행차량과 대중교통수단의 연계가 발생할 수 있는 개방형 자율주행차량 전용차로, 버스전용차로 겸용 폐쇄형 자율주행차량 전용차로에서 대중교통 환승을 위한 자율주행차량의 행태 분석 및 묘사 - 미래 도시 통합 교통 시뮬레이션 개발 시뮬레이션 기반 미래 도시구조 변화 연구 - 공유형 자율주행차량과 대중교통의 환승 시스템 설계 : 자율주행차량의 대중교통수단 연계 운영을 위한 교통 인프라 구축 방안 논의 미래 도시 교통시스템 효과성 연구 - 공유형 자율주행차량 도입에 따른 대중교통 시스템 변화에 대한 효과성 연구 및 도심 내 사람 이동 행태 변화 연구 : 대중교통과의 연계를 통한 공유형 자율주행차량에 의한 도시 교통 관점에서의 효율성 평가 및 사용자 관점에서의 효율성 평가. 대중교통 이용 행태 변화 예측에 따른 사람 이동 행태 변화 예측 연구 |
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| 색인어 | 한글 | 스마트시티 | 교통 시뮬레이션 | 공유형 자율주행 | 도심 교통체계 | 교통 운영 최적화 |
| 영문 | Smart city | Traffic Simulation | Shared Autonomous Driving | Urban Transportation System | Traffic Operation Optimization | |
| 최종보고서 | [첨부 1] 최종보고서(안) (9부)_이미지처리.pdf | |||||