1. 서론

• 교통사건은 대도심 지역에서 고속도로 교통 혼잡의 약 50% 정도의 원인을 제공하고 있는데, 이로 인하여 추가적인 시간 및 연료 등에 대한 비용이 소요된다. 이러한 교통사건-유발 지체(IID)의 정량화는 교통사건으로 인한 실제 비용을 파악하여 교통사건 방지대책에 대한 투자대비 편익-비용 비율을 최대화 하고, 능동적인 교통관리대책 개발과 통합 교통관리 전략 수립의 작성을 용이하게 한다.

• 본 연구는 워싱턴 대학교 내의 Smart Transportation Applications and Research Laboratory (STAR Lab) 연구소에서 수행된 기존 연구과업의 연장이다. 교통 센서 검측을 기반으로 하는 교통사건으로 유발되는 교통지체(IID)의 새로운 추정방법이 본 연구에서 개발되었다. 이러한 새로운 기법으로 인한 가장 중요한 이점은 이 방법이 IID 추정을 위해서 사용하는 데이터가 거의 모든 교통관련 센서들에서 얻을 수 있는 측정치인 교통량 데이터만을 사용한다는 점이다. 속도 또는 운행시간과 같은 변수는 기존의 측정방법들에서 대부분 필요로 하는 데이터 이지만 이들 데이터는 현재 사용하는 교통 센서들로부터 직접적으로 얻을 수 없으며, 따라서 별도의 절차를 거쳐야만 하였다. 그러나 본 연구에서 개발한 기법에서는 이러한 변수들을 사용하지 않는다. 그러므로 이 새로운 기법은 대단히 적용하기가 수월하며, 대규모의 사업에 적용하기에 적합한 방법이라고 할 수 있다.

2. 연구방법

• 이 새로운 접근방법은 수정 결정론적 대기(Query) 다이아그램 및 단기 교통흐름 예측에 대한 회귀분석 기법에 기반을 두고 있다. 수정 결정론적 대기 다이아그램은 총 지연 추정치를 산정하기 위해 사고발생 지점의 상행흐름 및 하행흐름의 루프 검측기로부터 획득한 누적 교통량 배열(Sequence)을 활용하게 된다. 사고 발생지점에서의 재발되는 지연형상은 IID 결과에서 제거되어야 하기 때문에 무사고 발생 시나리오 하에서의 비(非) 관측 하행교통량을 예측하기 위해 회귀분석 기법이 사용된다. 이렇게 함으로서 기존방법에서 사용되어온 시간 상쇄추정은 불필요하게 되었으며, 이러한 점이 궁극적으로 이 방법이 오로지 사고지점에 대한 교통량 측정치만으로 IID를 추정할 수 있도록 한다.

• 지연(lagged) 회귀분석 및 능형(Ridge) 회귀분석 등 2가지의 회귀분석 기법이 본 연구에서 하행 교통량 배열 추정을 위해 검토되었다. 이들 기법들의 추정 정확도를 분석하고 비교하여 가장 적합한 추정방법을 결정할 수 있도록 하였다. 능형회귀분석 기법을 알고리즘 실행에 적용하였는데, 그 이유는 이 기법의 결과가 교통량 조사 비디오 판독결과와 비교하였을 때 가장 일관성 있게 근접한 추정치를 제시하였기 때문이다. 일일 시간대 별, 차선 수 별 및 방향 별 각기 다른 상황에 대한 해석 결과의 적용을 위해 다수의 상행흐름 및 하행흐름 모델이 보정작업을 거쳤다. 능형 회귀분석 모델을 사용한 하행 교통량은 IID 추정을 위해 수정 대기 다이아그램의 하행 교통량 조사결과와 조합되게 된다.

• 이 알고리즘의 정확도를 검증하기 위해서 본 연구에서 제안된 방법으로 추정한 IID를 워싱턴 주교통국(WSDOT)에서 2개 지역에 대해 수행한 조사 비디오 카메라로 부터 추출한 실제 IID 값을 비교하였는데, 해당 지역은 I-5 도로에 위치한 지역이고 다른 한 곳은 SR 520 도로에 위치한 지역이다. 제안된 기법을 적용 시 발생하는 오차는 I-5 및 SR 520 지역에 대해 각각 1.4% 및 -5.6% 로 나타났으며, 이는 제안된 기법이 상당히 실제와 근접한 IID를 추정한다는 사실을 대변해 주고 있다고 할 수 있다.