S49. 고속도로 차량누적과 통행시간 간 타원형 이변량 관계에 대한 수식화 및 응용 / 가동주

위원회세션, Young Scholar Committee (YSC), Transport/Mobility Research: Issues, Challenges, and Opportunities, 26(목) 15:10-16:50, 샌드파인룸

고속도로 차량누적과 통행시간 간 타원형 이변량 관계에 대한 수식화 및 응용 / 가동주(한국도로공사)

본 연구는 고속도로 상의 차량누적과 통행시간 간 타원형 이변량 관계를 바탕으로 구간 교통상태를 모니터링하는 새로운 방법을 제안하며, 이를 활용한 고속도로 교통관리 전략을 개발한다. 제안된 방법은 전통적인 모니터링 방법들과의 비교를 통해 타당성이 입증되었고, 정체의 발생과 회복 과정을 설명할 수 있다. 타원형 이변량 관계의 수학적 특성을 활용하여 실시간 구간 교통상태를 진단하고, 복소 고유값 해석(Complex eigenvalue analysis)을 통해 두 가지 매개변수를 도출하였다. 매개변수 |λ|는 정체의 강도를, ϕ는 교통상태 변화 방향을 나타내며, Δϕ는 상태 변화 속도를 의미한다. 이 매개변수들은 가변속도제어(VSL)와 램프미터링(RM) 전략에 적용되어, 실시간 제어 변수로 활용된다. 또한, 강화학습을 통한 VSL-RM 통합전략도 개발되어 두 매개변수가 상태-보상 함수에 반영되었다. 시뮬레이션 결과, 이 전략은 정체 발생을 선제적으로 대응하고, 통행시간 및 지연을 개선하며, 개별 전략보다 통합 전략이 더 효과적임을 확인하였다.

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