표제지

목차

요약 3

01. 연구 개요 14

1. 연구의 배경 및 목적 15

2. 연구의 내용 및 방법 17

02. 서울 도시고속도로 병목구간 도출 19

1. 서울 도시고속도로 운영 현황 20

2. 도시고속도로의 구간별 속도 변화 분석 23

1) 경부고속도로 23

2) 분당수서로 25

3) 올림픽대로, 강변북로 26

3. 도로별 병목구간 선정 28

03. 서울 도시고속도로 병목구간 특성 분석 29

1. 데이터 및 분석 방법 30

1) 연속웨이블변환(Continuous Wavelet Transform, CWT) 31

2) 생존분석(Kaplan-Meier Analysis) 32

2. 혼잡 발생 시점 교통량 및 속도 분포 33

1) 혼잡 발생 시점 도출 33

2) 혼잡 발생 시점의 교통량과 속도 분포 34

3. 교통량에 따른 교통혼잡 발생확률 37

4. 서울 도시고속도로 병목구간 유형 분류 39

04. 드론을 이용한 도시고속도로 데이터 수집 43

1. 서울 도시고속도로 드론 영상 촬영 44

1) 드론 촬영 구간 선정 44

2) 드론 촬영 및 분석 영상 선정 46

3) 분석 영상 가공 47

2. 수집 영상 분석 및 차량 주행궤적 도출 51

1) 영상 내 차량 검출 및 추적 51

2) 개별차량 주행궤적 데이터 도출 53

3. 영상 분석 결과 56

05. 드론 영상 기반의 자율협력주행시대 교통 데이터 활용방안 60

1. 차량 궤적 기반 도시고속도로 교통 상태 추정 61

1) 방법론 61

2) 도로별 교통상태 추정 및 변화 분석 62

3) 차량 궤적 데이터와 지점 검지기 데이터 비교 64

2. 도시고속도로 혼잡 발생 및 전이 과정 66

1) 교통류 기본도(Fundamental Diagram) 구축 66

2) 도시고속도로 혼잡 발생 과정 69

3. 도시고속도로 혼잡 발생 원인 분석 75

1) 혼잡 발생유형 75

2) 혼잡 해소유형 77

4. 도시고속도로 혼잡 유발지표 개발 78

1) 지표개발의 필요성 78

2) 기본 모형 및 혼잡의 정의 79

3) 혼잡 유발지표 '지체' 개발 81

4) 혼잡 유발지표 적용 86

5. 서울 운전자 특성과 도시고속도로 용량 91

06. 요약 및 정책 제언 94

참고문헌 98

Abstract 100

판권기 104

[표 1-1] 자율협력주행시대의 새로운 교통 데이터의 특징 17

[표 2-1] 서울 도시고속도로 현황 20

[표 2-2] 최저 통행속도 상위 20개 구간 현황(평일 기준) 22

[표 2-3] 경부고속도로(남향) 구간별 속도 및 기하구조 24

[표 2-4] 경부고속도로(북향) 구간별 속도 및 기하구조 24

[표 2-5] 분당수서로(남향) 구간별 속도 및 기하구조 25

[표 2-6] 분당수서로(북향) 구간별 속도 및 기하구조 26

[표 2-7] 올림픽대로 구간별 속도 변화 27

[표 2-8] 강변북로 구간별 속도 변화 27

[표 3-1] 기존의 생존분석(Lifetime)과 본 연구의 혼잡 유발교통량(Capacity) 개념 비교 32

[표 3-2] 혼잡 발생 시점의 교통량 속도 분포 그래프 35

[표 3-3] 혼잡 발생 시점의 교통량 분포 36

[표 3-4] 혼잡 발생 시점의 속도 분포 36

[표 3-5] 교통량에 따른 혼잡 발생확률 38

[표 3-6] 로그-순위 검정 결과 구간별 P-value 비교 39

[표 3-7] 동일한 특성의 집단 40

[표 3-8] 서로 다른 특징의 집단 41

[표 4-1] 드론 촬영 구간 선정을 위한 사전 검토 사항 45

[표 4-2] 드론 영상 분석 대상 선정 47

[표 4-3] 이음 영상 편집을 위한 위치 보정 48

[표 4-4] 이음 영상 작업 과정 49

[표 4-5] 완성된 경부고속도로 반포IC 이음 영상 화면 50

[표 4-6] 완성된 분당수서로 탄천 1교 이음 영상 화면 50

[표 4-7] 경부고속도로 반포IC 이음 영상 분석 결과 52

[표 4-8] 분당수서로 탄천1교 이음 영상 분석 결과 53

[표 4-9] 차량 궤적 데이터 55

[표 4-10] 수집영상 차량 궤적 결과 요약 57

[그림 1-1] 연구의 배경 및 목적 17

[그림 1-2] 연구의 내용 및 방법 18

[그림 2-1] 서울시 도시고속도로 노선별 교통량 및 속도(평일) 21

[그림 2-2] 2020년 서울 도시고속도로 시간대별 상습 정체 구간 22

[그림 2-3] 도시고속도로 구간의 속도 변화 분석 23

[그림 2-4] 선정한 주요 병목 지점 28

[그림 3-1] 병목구간 특징 도출을 위한 연구 방법 30

[그림 3-2] CWT를 활용한 혼잡 발생 시점 검지 예시 34

[그림 4-1] 드론 촬영 이음 영상 제작 프로세스 47

[그림 4-2] 자동 영상 검출 과정 51

[그림 4-3] 수동 보정 및 검증 작업 예시 52

[그림 4-4] 경부고속도로(남향) 반포IC 차량 궤적 그래프 58

[그림 4-5] 분당수서로(북향) 탄천1교 차량 궤적 그래프 59

[그림 5-1] 경부고속도로 교통 상태 추정 63

[그림 5-2] 분당수서로 교통 상태 추정 64

[그림 5-3] 차량 궤적 데이터와 검지기 데이터 비교 66

[그림 5-4] 경부고속도로 교통류 기본도 67

[그림 5-5] 분당수서로 교통류 기본도 68

[그림 5-6] 경부고속도로와 분당수서로 통합 교통류 기본도 68

[그림 5-7] Phase 1 70

[그림 5-8] Phase 2 71

[그림 5-9] 혼잡 발생에 따른 교통량 분포 비교 72

[그림 5-10] Phase 3 73

[그림 5-11] 혼잡의 심화 (분당수서로 사례) 73

[그림 5-12] 고속도로 혼잡 발생 과정 종합 75

[그림 5-13] 혼잡 발생의 유형별 사례 76

[그림 5-14] 혼잡 해소의 유형별 사례 78

[그림 5-15] Newell의 차량 추종 모형 79

[그림 5-16] 시ㆍ공간적 '지체'의 정의 개념도 81

[그림 5-17] 공간적 지체(Residual) 82

[그림 5-18] 시간적 지체 (Delay) 84

[그림 5-19] 차로변경으로 인해 발생 가능한 4가지 상황 85

[그림 5-20] 개별차량 혼잡 발생 사례 분석 87

[그림 5-21] 개별차량 혼잡 해소 사례 분석 88

[그림 5-22] 경부고속도로 1차로 혼잡지표 분석 89

[그림 5-23] 경부고속도로 1차로 혼잡지표와 속도의 관계 89

[그림 5-24] 분당수서로 2차로 혼잡지표 분석 90

[그림 5-25] 분당수서로 2차로 혼잡지표와 속도의 관계 91

[그림 5-26] 도로별 운전자 반응시간 분포 92