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트윈시티 대도시 지역에서 화물운송 성능의 분석을 위한 트럭 GPS 데이터 사용
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등록일2016-03-19
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| 리포트구분 | 기술리포트 | 콘텐츠구분 | 물류 |
|---|---|---|---|
| 출처 | Minnesota Department of Transportation | ||
| 원문제목 | Using Truck GPS Data for Freight Performance Analysis in the Twin Cities Metro Area원문보기 | ||
| 언어 | 영어 | 국가 | 미국 |
| 등록일 | 2016-03-19 | 발행일 | 2014-03-00 |
| 첨부파일 | 등록된 첨부파일이 없습니다. | ||
□ 소개
21세기의 진전을 위한 전진에 관한 법(Moving Ahead for Progress in the 21st Century Act, MAP-21)은 2012년 7월 6일에 오바마 대통령에 의해 승인되었음. MAP-21에서 언급되어 있는 것처럼, 모든 주는 미국 교통부(U.S. Department of Transportation, USDOT)에 의해 구축된 성과 측정기준을 반영하는 성과 목표를 구축하도록 요구받았음. 화물 운송의 효율성을 개선하는 것은 성과 관리를 위한 핵심적인 국가적 목표 중 하나로 파악되었음. 화물운송의 성과 관리 목표는 화물운송 네트워크를 향상시키고, 시골지역의 사회가 국가 및 국제적 무역 시장에 대한 접근성을 강화시키며, 지역 및 국가적 경제 개발을 지원하는 것임.
이 프로젝트는 미국 미네소타 주의 트윈 시티 대도시 지역(Twin Cities metro area, TCMA)의 38개 핵심적인 화물운송 회랑과, 트윈 시티와 세 곳의 지역 화물운송 센터 - 세인트 클라우드(St. Cloud), 맨카토(Mankato), 로체스터(Rochester) - 를 연결하는 4곳의 화물운송 회랑을 따라 화물운송 성과의 측정기준을 생성하고 분석하는 이전의 노력을 확대하였음. TCMA에서 화물운송 성과 분석의 결과는 화물운송의 관리 및 계획에서의 향상을 지원하고, 기존의 화물운송/트럭 모델을 보완하며, 인프라 개발 및 투자에 대한 지역 및 주 전체의 교통 의사결정을 안내할 것임.
⊙ 배경
2005년에 미네소타 교통부(Minnesota Department of Transportation, MnDOT)는 주 전반의 화물운송 계획을 채택하였음. 이 다중 운송수단 계획은 화물운송 시스템의 추세, 니즈 및 이슈를 파악함. 화물운송 계획은 미래의 투자에 대한 의사결정을 안내하기 위해 제안된 화물운송 정책, 전략 및 성과 측정기준을 포함하는 프레임워크를 제공함.
2009년에 연구진은 트윈 시티와 시카고(Chicago) 사이에 I-94/90을 따라 화물운송 성과 연구를 수행하였음. 주간 고속도로 94/90 회랑은 상당한 화물량을 시카고에서 미네소타로 운반함. 주간 고속도로 94/90은 미네소타에서 생산하여 시카고로 향하는 화물을 운반함. 미네소타에서의 항공 화물은 국제 시장에 대한 접근로로써 시카고를 거쳐서 감. 위스콘신(Wisconsin) 주에서 회랑을 따라 있는 주요 지역 분배센터도 양방향으로 트럭 운송을 지원함.
연방고속도로청(FHWA)의 보고서에 따르면, I-94/90을 따라 움직이는 중량의 상업용 차량(적어도 2개의 축과 6개의 타이어를 가진 차량)의 양이 지속적으로 증가함. 트윈 시티와 시카고 사이의 I-94 부분을 따라 이동하는 중량의 상업용 차량에 대한 일일 연간 평균 트럭 교통량(annual average daily truck traffic, AADTT)는 1998년에 1일 당 거의 1만대에 도달했음. 2020년까지 AADTT 추정치는 1일 당 거의 2만대로 증가할 것임.
연구진은 I-94/90을 따라 화물운송 활동을 연구하기 위해 미국 교통연구소(American Transportation Research Institute, ATRI)에서 얻은 트럭의 GPS 데이타(2008년 5월 - 2009년 4월)를 활용하였음. 이 회랑을 따라 이동하는 일반적인 교통량 데이타는 데이타 검증을 위해 미네소타, 위스콘신 및 일리노이 교통부에서도 얻어졌음. 지속기간, 신뢰성 및 계절별 변동성에 대하여 트럭의 이동시간을 비교하기 위해 화물운송 성과가 평가되고 분석되었음. 이러한 타입의 분석 결과는 적시에 화물운송 계획과 의사결정을 지원할 수 있음. 성과 측정 분석의 잠재적 활용은 I-94/90 화물운송 보고서에서 파악되었음: (1) 트럭의 이동시간 신뢰성과, 혼잡이 화물운송 비용에 미치는 영향을 측정함; (2) 트럭의 정지/주차 시설의 니즈를 파악함; 그리고 (3) 차량과 트럭 사이에 속도 차이에 대하여 교통량의 영향을 연구함.
⊙ 연구 목적
이 연구의 목적은 화물운송의 이동성과 신뢰성 측정기준을 생성하기 위해 민간 및 공공의 화물운송 데이타를 통합하고, TCMA에서 중요한 화물운송 노드(freight node)와 지체를 파악함. 그 결과는 화물운송 유관기관들로 하여금: (1) 교통 혼잡 또는 트럭의 병목현상과 같은 시스템 장애물을 더 잘 파악하도록 하고; (2) 교통 혼잡과 지체에 기여하는 트럭의 양을 연구하며; (3) 화물운송과 관련된 인프라 투자, 화물운송 예측 및 계획에 대한 의사결정을 지원하는 안내서로써 파생된 측정기준을 사용하도록 함.
⊙ 문헌 검토
미국의 주 고속도로와 교통 관리자 협회(American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO)는 주 교통부와 다른 이해당사자들에게 필요한 전문지식과 자원을 제공함으로써 성능 기반의 관리와 성과 기반의 환경을 지원하기 위해 성과 관리에 관한 상임위원회(Standing Committee on Performance Management, SCOPM)를 구축하였음. NCHRP 20-24(37)G 보고서(2011)는 중요한 성과 측정기준, 데이타 수집과 관련된 방법론 및 기준, 배치와 관련된 잠재적 이슈, 성과 측정기준의 사용성을 파악하고 제안사항을 제공하였음. 그러나, 제안된 측정기준(예를 들어, 신뢰성 측정기준의 선정, 데이타의 일관성, 가용성 및 적합성, 그리고 연방정부와 주 정부의 역할과 책임)에 대해 여전히 논의가 진행 중임.
NCHRP(2003)의 종합보고서 311은 주 교통부와 대도시 계획기구(Metropolitan Planning Organizations, MPOs)를 대상으로 한 설문조사를 포함한 고속도로의 부분 및 시스템 성과의 측정기준을 연구하였음. 그 보고서는 데이타 질과 수집, 시스템 포함범위, 결과의 종합을 고려하는 국가 차원의 핵심적인 성과 측정기준의 필요성을 언급하였음. 그 보고서로부터의 핵심적인 결과는 다음의 내용을 포함함:
- 신뢰성 측정기준의 여러 다양한 정의는 여러 주와 MPOs에서 사용됨.
- 계산하는데 필요한 데이타와 측정기준에 대해 완전한 설명을 제공할 필요가 있음.
- 운영 환경에서 정보를 평가하고 수집하는 표준화된 방법이 없어서, 운영 시나리오의 비교를 어렵게 만듦.
- 성과 측정기준의 결과를 제시하는 효과적인 방법을 개발할 필요가 있음.
- 성과 측정기준을 예측하고 정책 및 이동행동에서의 변화에 대한 민감도를 평가하는 것에 대한 연구가 상대적으로 적음.
⊙ 데이타 출처
이 연구를 위해 교통 데이타는 FHWA, MnDOT 그리고 ATRI에서 얻어졌음.
- ATRI 트럭 GPS 데이타: 2002년 이후로 ATRI는 FHWA 및 트럭운송 업체들과 파트너십을 체결하여 국가적으로 중요한 회랑에서의 GPS 데이타를 지속적으로 수집하고 있음. 여기에는 북미에서만 거의 50만대의 상업용 트럭이 포함됨. 이렇게 막대한 양의 트럭 GPS 데이타는, 화물운송 활동에 대한 이해를 증가시키고 화물운송 네트워크를 따라 장애물을 파악하며 거의 실시간의 운영 의사결정을 제공할 수 있는 도구를 연방정부 및 지역정부 차원에서 공공기관들에게 제공할 수 있음.
- 국가 회랑 분석 및 속도 도구(National Corridors Analysis & Speed Tool, N-CAST): ATRI는 FHWA와 협력하여 화물운송 성과 측정기준(Freight Performance Measures, FPM) 도구를 발표하였는데, 이 도구는 기존에 FHWA가 지원한 FPMWeb 애플리케이션의 범위 및 기능성을 확장함. N-CAST는 핵심적인 도로 성과와 미국의 주간 고속도로 시스템에 대한 트럭의 이동성 정보를 제공함. N-CAST 도구는 중요한 성과 측정기준(예를 들어, 지체 및 신뢰성)을 생성하기 위해 기존의 트럭 데이타 출처와 결합될 수 있음.
- 국가 성과 관리 연구 데이타 셋(National Performance Management Research Data Set, NPMRDS): 2013년 7월에 FHWA는 FPM과 도시의 혼잡 보고서(Urban Congestion Report, UCR) 프로그램을 지원하기 위해서 NPMRDS를 발표하였음. NPMRDS에는 모든 국가 고속도로 시스템(National Highway System, NHS) 시설에 대한 이동시간 데이타가 포함됨.
- MnDOT WIM(weigh-in-motion) 데이타: WIM 데이타에는 개별 차량의 데이타(예를 들어, 축의 수, 속도, 차량 등급, 무게)를 포함함. WIM 센서로부터의 속도 데이타는 차량의 GPS 데이타에서 파생된 속도를 검증하기 위한 이상적인 벤치마킹 데이타임. TCMA의 8개 카운티에는 4개의 WIM 측정소 - WIM #36 레이크 엘모(Lake Elmo), WIM #37 앨버트빌(Albertville)/오체고(Otsego), WIM #40 웨스트 세인트폴(West St. Paul), WIM #42 카티지 그로브(Cottage Grove) - 가 있음.
- 자동 교통량 기록계(Automatic Traffic Recorder, ATR) 데이타: 지속적인 교통량 계수장치(WIM과 ATR)이 TCMA에 설치되어 있음. 이 지역의 7개 카운티에는 18개의 ATR(교통량, 속도 및 차량의 등급 정보를 수집)과 4개의 WIM이 있음.
⊙ 보고서의 구성
이 보고서의 나머지 부분은 다음과 같이 구성되어 있음. 데이타에 대한 요약과 처리 방법론은 제 2장에서 논의됨. 성과 측정기준과 분석 결과는 제 3장에 포함되어 있음. NPMRDS에 대한 간략한 논의와 미네소타에서 NPMRDS 데이타를 활용한 데이타 분석 사례는 제 4장에서 제시되어 있음. 마지막으로 결론 및 요약은 제 5장에 포함되어 있음.
□ 결론
화물운송 활동에 대한 정확하고 신뢰성 있는 데이타는 화물운송 계획, 예측 및 인프라 투자에 대한 의사결정에서 필수적임. 화물운송의 흐름, 수요 및 트럭의 이동시간 정보를 통합하는 것은 종합적인 화물운송 또는 트럭 모델을 지원하는데 필수적인 인자를 제공함. 공공기관에서 현재 수집되는 데이타에 더하여, 다양한 타입의 트럭 데이타가 민간 기업들에 의해 정기적으로 수집되어 물류 계획 및 운영에 사용됨. 민간 데이타는 일반적으로 얻기가 어렵고, 다양한 자료원으로부터 다양한 데이타 타입을 통일화하는데 상당한 노력을 필요로 함. ATRI와 데이타 제공자들 간의 파트너십은 고속도로에서 트럭의 성과와 관련된 측정기준을 개발하는데 기회를 제공함. 예를 들어, 트럭의 이동성 측정기준은 지상의 화물운송 혼잡과 고속도로 용량의 병목현상을 파악하는데 사용될 수 있음.
화물운송 이동성과 신뢰성을 분석하기 위한 이전의 노력에 근거하여, TCMA에 있는 38개의 화물운송 회랑을 따라 트럭의 화물운송 성능을 연구하기 위해 데이타 처리 및 분석 방법론이 개발되었음. 계산된 트럭의 이동 속도와 교통 흐름 데이타의 정확성을 확실히 하기 위해, 파생된 성능 측정기준과 주 교통부에 의해 수집된 일반적인 교통량 데이타와 비교하고 검증하는 것이 필요함. 특히, 도시 지역에서 위성의 수신은 제한적일 수 있고 교통 혼잡은 더 일반적임. 데이타의 질과 신뢰성 검증을 위해 GPS 데이타에서 계산된 트럭의 속도와 시간 당 교통량 비율은 WIM 측정소와 ATR 장치에서 얻어진 데이타와 비교되었음.
여러 성능 지표들이 경로, 도로 부분(1 마일), 시간대에 따라 계산되고 통계적으로 분석되었음. 추가로, 연구팀은 HCAADT가 7,500 이상인 마일 비율과 1,500 이상인 차선 당 HCAADT를 비교함으로써 핵심적인 화물운송 회랑을 파악하였음. 트럭의 병목현상도 파악되었고 지체 시간 및 목표 속도 이하인 시간 수에 근거하여 순위가 매겨졌음.
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초록(Abstract)
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[기획] 위성항법_2단계_기획보고서2015년2016-03-09
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