- 날씨는 도로의 운영 관리 및 도로공사와 이동자들에게 상당한 영향을 끼침.

- 기상 악화는 비반복적인 고속도로 체증에 2번째로 큰 원인이 되고 있고 전국적으로는 교통체증을 일으키는 원인의 15% 가량을 차지하고 있음.

- 또한 나쁜 기상 조건은 차량 충돌 사고 23%의 원인이 되고 있고, 교통사고 사망에 17%를 차지하고 있음.

- 이는 연간 일어나는 150만 건의 차량 사고로 인해 발생하는 673,000건의 부상사고와 7,400건의 사망사고가 날씨와 관련이 있음을 보여줌. 

- 겨울 도로의 유지보수는 도로교통부(Department of Transportation: DOT)의 유지비용의 20퍼센트를 차지고 있음.

- 주와 지역 교통부서는 매해 23억 달러 이상을 도로의 눈과 얼음을 제거하는 비용으로 지출하고 있으며, 50억 달러 이상의 예산을 날씨로 인해 망가진 도로를 보수하는 지출하고 있음(FHWA, 2011).

- 도로 기상 정보 시스템(road weather information system: RWIS) 네트워크는 환경 센서 스테이션을 통해 정보를 수집함. 환경 센서 스테이션 (ESS)은 도로 교통부에 자세하고, 정확한 도로 관련한 기상 정보를 제공함.

- 도로 교통부는 이러한 제공된 정보를 이용해 도로의 안정성과 이동성, 그리고 날씨와 관련한 어려움을 극복하는데 효율적으로 적용하고 있음.

- 환경 센서 스테이션은 미국 전역에 걸쳐 설치되었으며 미 교통부에 도로 기상 데이터를 제공하고 있음.

- 이러한 데이터는 동절기 유지보수 결정 지원 시스템(Maintenance Decision Support Systems: MDSS)으로 통합하여 염지(salting), 제설, 또는 염지와 제설을 결합한 형태의 도로 처리 결정을 하는 유지보수 관리를 도움. 

- RWIS 정보로부터 안정성과 운영적 이점을 통해 지역화된 운영(예를 들어, 강풍에 따른 교량)과 지역적 통합(유지보수 결정 지원 시스템(MDSS)과 동절기 유지보수 운영의 지원) 모두를 조정할 수 있음.

- 다시 말해, 환경 센서 스테이션의 위치를 위한 필수 사항으로 의도된 애플리케이션과 이용자의 요구를 추적할 필요가 있음.

- 몇몇의 주 교통부는 환경 센서 스테이션의 위치 선정에 대한 가이드라인을 가지고 있음.

- 그러나 대부분의 경우는 비공식적으로 선정되고 있고 지역 기반의 고려사항들을 이용하여 선정함(예를 들어, 센서의 높이를 기반으로 하거나 도로로부터 접근 가능한 거리, 또는 구조 및 전력의 요구 사항 등을 기초로 함).

- 현재, 뉴욕 교통부는 43,000 마일의 차선에 대한 책임을 가지고 있고 그 중, 35,380 마일의 차선은 주의 행정으로 관리되고 있고 7,620마일은 지방자치 하청업체가 관리하고 있음.

- 뉴욕 주는 겨울철 40 인치(일부 해안 지역은 제외) 이상의 평균 강설량을 가지고 있음.

- 뉴욕 주의 60퍼센트 지역에서는 70인치 이상의 강설량을 보여주고 있음(NYS 기상청).

- 뉴욕 교통부는 매우 제한적인 RWIS 스테이션의 네트워크를 보유하고 있음.

종합적인 계획을 통해 기존의 네트워크를 가능한 경우 업그레이드 하고 확장시킬 필요가 있음.

- 현재 운영의 필요에 부합하고 미래에 더 나은  MDSS 적용을 지원함.
 

이 프로젝트의 목적은 현재 뉴욕 교통부 운영과 미래 MDSS 적용을 지원하기 위한 주 전체의 RWIS 네트워크를 배포하기 위한 구체적인 계획을 세우는 것에 있음. RWIS 수행 계획을 배포하기 위해, 현재 뉴욕 교통부의 RWIS 네트워크의 상태와 잠재적인 스테이션 위치,  주 전체의 MDSS 적용을 지원하는 필요 데이터, 그리고 NYS 기상 영역을 포함한 다양한 정보와 데이터 소스를 조사하였음. GIS의 바이레벨 모델은 RWIS 네트워크를 최적화하기 위해 개발되었음. 이 모델은 도로의 유지에 영향을 미치는  조건들(예를 들어, 기상, 교통량 등)을 결합하여 도로 유지 보수에 유사하게 필요로 하는 연속된 세그먼트를 고려하였음 . 최적화를 위해, 제안된 RWIS 네트워크는 정부기관으로 하여금 정확하고 신속한 기상정보를 바탕으로 하여 동절기 도로 유지관리를 가능하도록 함. RWIS 네트워크에서 제공하는 정보는 궁극적으로 더 높은 수준의 서비스가 가능하도록 하고, 날씨 관련 교통 정체와 사고를 줄이고, 환경에 미치는 영향에 의한 비용을 감소하고, 인력과 다른 자산관리의 이용도 더 효율적으로 이용할 수 있게 하며, 마지막으로 신중하고 효율적인 지출을 하도록 도움.  이 제안된 RWIS 네트워크를 이용함으로써 뉴욕 교통부의 MDSS는 동절기 도로 유지관리를 하는데 상당한 운영적 절약을 가져올 것으로 예상하고 있음.
 

이 프로젝트의 목적을 달성하기 위해, 연구 계획은 고속도로 운영 담당자들, 해당 지역의 기상학자들의 경험, 그리고 ESS 설치 경험이 있는 제 3자들과의 인터뷰를 통해 필요한 것이 무엇인가를 파악하는 것을 우선적으로 실시함.
p.82
제안
RWIS ESS 네트워크와 연계된 비용과 이점을 계산하기위해서 먼저 할 일은 이러한 시스템을 구축하기 위한 디자인, 준비, 설비, 그리고 운영에 대해서 뉴욕 교통부(NYSDOT)에서 무엇을 지원할 수 있는지에 대한 결정을 하는 것임. 4개의 주요 활동으로 이러한 이슈를 해결하고 비용분석을 제공함.
a)    기존의 ITS 영역과 지역에 대한 현장 조사 – 합의된 잠재적인 장소에 대한 설문조사를 통한 보충자료를 제공하고, 현장 준비, 설비, 그리고 유지보수 비용에 대한 측정값을 제공함.
b)    겨울철에 ITS 유지보수 전략을 주 단위로 설립 – 비용 구조(cost structuring)는 어떻게 이 시스템이 운영되고 유지되는지에 대한 구체적인 부분에 결정적임. 따라서 어떠한 비용이 부담이 될 것인지, 누가 그것을 수행할 것인지, 연계된 이점이 어디서 나타나게 될 것인인지에 대한 구체적인 정보를 제공
c)    지리 및 기능 단계 계획 – 어떤 지역의 특정 시점에서 초기 이점이 실현될수 있는지, 어떤지역이 다른지역에 비해 모든 장점이 실현될 수 있는지에 대한 배포와 비용 절약에 대한 유연성 정보를 제공함.
d)    겨울철 ITS의 차이와 절차에 대한 종합 – 단지 설비와 재료에 대한 비용뿐만 아니라 전체 시스템비용의 맥락에서의 운영 효율로 인한 절감을 계산함.

비용과 편익 정보에는 또한 뉴욕 교통부(NYSDOT)에서 이전에 동등한 수준의 ITS를 배포했을때의 자세한 정보를 반영하여야 함. 그러한 정보에는 지역 역사적으로 고려해야 할 점과 이전의 교훈으로 부터 얻은 현재의 비용을 포함하고 있어야 함. 이러한 정보들은 구체적인 장소에 대한 측정으로는 신뢰할 수 없을수 있으나, 안내서로서 지역에 배포 혹은 제품의 리뷰를 통한 윤곽을 제공한 다는 점에서 매력적이라 할 수 있음.

기존 필드 ITS와 장소에 대한 현장 조사
현재 운영되고 있는 기존의ITS 시스템은RWIS 센서와 네트워크, MDSS 파일럿, AVL 파일럿, Snowmat 보고 시스템, CCTV, WTA, NY511 그리고 전력과 통신과 같은 지원 시스템을 포함하는 겨울 도로 유지관리를 지원하고 있음. 그러나 위치, 구성, 기능, 조건, 목적 지향에 대한 정확한 정보, 또는 모든 시스템에 대하여 목적이 일치하는 정확한 정보를 제공하는 주 전체 단위의 단일 소스(source)는 존재하지 않음.

새로운RWIS, MDSS와  AVL의 배포는 지원의 불필요한 소모를 최소하 하는 방향을 기존의 자산과 인프라를 활용할 필요가 있음. 기존의 시스템에서 발생하게 될 자본과 반복되는 비용의 절감에 대한 인식은 앞으로의 배포에 필요한 펀딩에 있어서 아주 중요함. ITS현장의 지상 실측 정보(ground-truth)의 기준은 불필요한 자원과 노력의 소비를 최소화할 것이고, 따라서 기존 시스템의 잠재적인 재활용을 최대화 할 수 있게 될 것임.

기존의RWIS 네트워크는 다양한 상황에 있음. 최근 Lufft 시스템의 절반 이상이 불분명한 이유로 인해 부분적 혹은 전체적으로 시스템의 운영을 실패하였음. 운영자들은 경험을 통해 시스템의 불완전 혹은 정확하지 않음을 알 수 있다고 응답하였고 이러한 결과로 운영자들이 시스템에 대한 신뢰를 하지 않게 될 우려가 있음.  전력과 통신 네트워크를 갖추고 있는 더 이상 사용하지 않는RWIS에 대한 고려도 있어야 함. 유지 설비는 네트워킹 밴드위스(bandwidth)와 서비스의 품질 문제를 가질 수 있음. 어떻게 지리적 자원이 사용될 것이가 혹은 업그레이드 할것인가는 여전히 여러 질문을 남기고 있음.

현존하는 ITS 시스템의 주 전제 단위의 인벤토리를 실행하는 것은, 지역단위 기반으로 제안되어 질 수 있음. 각 테크놀로지의 상태, 이용 설명, 이용 목적이 평가 되어여함.

주 전체의 겨울철  ITS 유지보수 전략의 수립
뉴욕 교통부(NYSDOT)는 주 단위의 유지보수 투자를 위한 전략과 B/C의 명확한 구분이 필요함. 이러한 전략없이는, 겨울철 ITS 시스템의 이용자 신뢰는 감소하게 될 것임.

지속적인 시스템에 대한 금전적인 지원과 유지는 뉴욕 교통부에 있어서 즉면한 과제임. 지속가능한 전략과 B/C케이스가 가능하다면, 겨울철 도로 유지관리 기술 (RWIS, MDSS, AVL)의 책임에 대한 최적의 이해를 제공할 수 있을 것임. 현재의 도로 유지관리는 임시적이고, 보수가 필요한 경우, 그리고 국소적인 지역에 국한되어 이루어 지고 있음. 이는 비실용적이고, 지속가능한 모델이 아님. 따라서 이를 해결해야 할 과제가 주어져 있음.

뉴욕 교통부는 지속적인 유지관리의 중요성을 깨달았고, ITS 시스템이 비용절감을 실현 할 수 있다는 것을 알게 되었음. 뉴욕 교통부는 국가단위의 모범사례를 기반으로 하고 뉴욕의 지리적 특성에 적합하게 운영될 수 있는 맞춤형 전략이 필요함. 현장 방문 후 논의를 통해, 뉴욕 교통부는 다음과 같은 전략과 비지니스 케이스를 탐색하고 구체적인 질문을 하게 되었음:
-    겨울철 도로-날씨 ITS의 유지와 통제는 뉴욕 교통부의 다른 부서로 이송이 가능해야 하는가? 만약 그렇다면, 어느 부서로 그리고 그 이유는?
-    어떠한 책임을 아웃소싱해야 하는가? 그리고 어떻게 해야 하는가? 수행 타겟과 패널티를 제 3자에 계약에 넣을수 있는가? 그렇 수 있다면, 어떠한 책임을 물어야 하는가?
-    유지관리의 책임은 지역단위여야 하는가 아니면 주 단위여야 하는가?
-    초기 계획 단계에서 어떻게 유지 비용을 최소화 할 수 있는가?
-    어떻게 기존의 기술을 통해 지원할 수 있는가? 또는 미래의 RWIS, MDSS, 또는 AVL 배포 관리를 확장 할 수 있는가?