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표제지 2

국문 초록 5

목차 6

제1장 서론 10

제2장 이론적 고찰 및 기존 연구 검토 13

제1절 이론적 고찰 13

1. 복합 환승 허브 및 보행 특성 13

2. 도시 네트워크 및 공간구조 분석 16

3. 보행 행태 및 시뮬레이션 18

제2절 선행연구 검토 20

1. 환승 시설의 보행 혼잡 20

2. 도시 네트워크 분석 22

3. 보행자 역학 및 시뮬레이션 23

제3절 시사점 25

제3장 연구 방법 27

제1절 분석의 틀 27

제2절 연구 범위 및 데이터 28

1. 연구 범위 설정 28

2. 데이터 수집 29

제3절 시뮬레이션 모델 30

1. 네트워크 분석 모델 설계 30

2. 디지털 트윈 시스템 구축 31

3. 시나리오 실험 설계 33

제4장 연구 결과 37

제1절 네트워크 구조 진단 및 모델 검증 37

제2절 혼잡 영향요인 도출 41

제3절 구조 유형별 혼잡 반응성 평가 42

제5장 논의 47

제6장 결론 50

제1절 연구 의의 및 중요성 50

제2절 한계 및 향후 과제 51

참고문헌 53

ABSTRACT 60

표목차 8

〈표 2-1〉 국토통합교통체계효율화법상 환승센터의 분류 13

〈표 2-2〉 보행자 서비스 수준 14

〈표 3-1〉 연구 데이터 수집 29

〈표 3-2〉 디지털 트윈 S/W 모듈별 기능 정의 32

〈표 3-3〉 보행자 서비스 수준 정의 33

〈표 3-4〉 연계 구조 유형별 특성 36

〈표 4-1〉 대표 관측 지점의 보행량 관측값 38

그림목차 9

〈그림 2-1〉 보행자 유형 및 필요 면적 15

〈그림 2-2〉 역사 요소별 LOS 기준 15

〈그림 3-1〉 연구 프레임워크 27

〈그림 3-2〉 3차원 보행 네트워크 모델 구축 30

〈그림 3-3〉 디지털 트윈 S/W Architecture 31

〈그림 3-4〉 환승 허브 연계 구조 유형 36

〈그림 4-1〉 통신 데이터 기반 출입구별 유동 인구 37

〈그림 4-2〉 대표 관측 지점 38

〈그림 4-3〉 보행 네트워크 중심성 분석도 39

〈그림 4-4〉 관측 보행량과 시뮬레이션 결과의 비교 분석 40

〈그림 4-5〉 혼잡 발생에 대한 변수별 기여도 41

〈그림 4-6〉 혼잡 분석 시나리오 구성 42

〈그림 4-7〉 수요 증가에 따른 혼잡 민감도 분석 43

〈그림 4-8〉 최대 혼잡 포화도 및 회복성 분석 44

〈그림 4-9〉 최대 포화도와 균형성에 따른 혼잡 유형화 45

초록보기

 환승 허브는 다수단 교통체계와 도시 활동이 결합된 입체적 모빌리티 결절점으로 네트워크의 연결 특성에 따라 복잡한 혼잡 패턴이 형성된다. 그러나 기존 연구는 이를 평면적 대기행렬이나 정적인 서비스 수준 관점에서 접근하여 수직적으로 통합된 네트워크의 혼잡 메커니즘을 설명하는 데 한계가 있었다. 이에 본 연구는 디지털 트윈 기반의 3차원 보행 시뮬레이션 프레임워크를 구축하여 시설 내·외부 네트워크의 상호작용이 보행 흐름의 안정성에 미치는 영향을 규명하였다. 연구 방법으로는 Urban Network Analysis를 활용해 네트워크 위상을 진단하고, 실측 데이터로 보정된 에이전트 기반 모델을 통해 시나리오 실험을 수행하였다. 분석 결과 대상지는 물리적으로 준 방사형 구조임에도 불구하고 통행 유발 시설의 분포가 편중됨에 따라 선형 구조의 보행 패턴이 작동하고 있음을 확인하였다.

이를 기반으로 Unreal Engine 환경에서 디지털 트윈 시스템을 개발하여 혼잡 발생의 임계점과 전이 패턴을 비교 분석한 결과, 수요 증가율이 약 60%를 초과하는 구간 이후 포화도의 증가 속도와 회복 시간의 변화가 가속되는 비선형적 반응이 관찰되었다. 또한 LOS F를 초과하는 시점에서 흐름 균형도가 0.7 이하로 급격히 저하되었으며, 동일한 포화 상태에서도 구조 유형에 따라 회복 시간이 상이하게 나타나 구조적 취약 영역과 단기적으로 회복 가능한 영역이 구분됨을 확인하였다. 본 연구는 기존 체계가 간과했던 시스템의 동적 안정성 개념을 재정립하고, 물리적 구조를 넘어 연계 축을 통합적으로 고려한 환승 허브의 운영 효율화와 보행 환경 설계를 지원하는 보행영향평가 관점의 실증적 평가 모델을 제시하였다는 점에서 학술적 의의를 지닌다.

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