(Traffic Analysis and Simulation System for Korea …kiise.or.kr/e_journal/2016/9/KTCP/pdf/03.pdf집장치를 설치하고, 택시, 고속버스 등의 차량에 설치된 정보수집을

ISSN 2383-6318(Print) / ISSN 2383-6326(Online)

KIISE Transactions on Computing Practices, Vol. 22, No. 9, pp. 426-440, 2016. 9

http://dx.doi.org/10.5626/KTCP.2016.22.9.426

․이 논문은 2016년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을

받아 수행된 연구임(NRF-2016R1A2B4010018)

논문 수 : 2016년 5월 4일

(Received 4 May 2016)

논문수정 : 2016년 6월 30일†

††

†††

학생회원

종신회원

종신회원

:

:

:

강원 학교 컴퓨터정보통신공학과

[email protected]

[email protected]

[email protected]

구가톨릭 학교 IT공학부 교수

[email protected]

강원 학교 컴퓨터정보통신공학과 교수

(Kangwon National Univ.)

[email protected]

(Corresponding author임)

(Revised 30 June 2016)

심사완료 : 2016년 7월 1일

(Accepted 1 July 2016)

CopyrightⒸ2016 한국정보과학회ː개인 목 이나 교육 목 인 경우, 이 작물

의 체 는 일부에 한 복사본 혹은 디지털 사본의 제작을 허가합니다. 이 때,

사본은 상업 수단으로 사용할 수 없으며 첫 페이지에 본 문구와 출처를 반드시

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를 하는 경우에 하여는 사 에 허가를 얻고 비용을 지불해야 합니다.

정보과학회 컴퓨 의 실제 논문지 제22권 제9호(2016. 9)

한민국 고속도로를 한 교통 분석 시뮬 이션 시스템

(Traffic Analysis and Simulation System

for Korea Highway)

한 탁† 수 빈

† 신 세 정

† 서 동 만

†† 정 인 범

†††

(Young Tak Han) (Soo Bin Jeon) (Se Jeong Shin) (Dong Mahn Seo) (In Bum Jung)

요 약 선진국에서는 이미 다양한 지능형 교통 시스템(ITS) 기술을 실제 도로에 용하여 교통 문제

를 해결하고 있고 국내에서도 이를 도입하여 많은 교통문제를 완화시킬 수 있을 것으로 망된다. 하지만

국외 교통 환경에 용된 기존 ITS 솔루션들을 실제 국내 도로에 용하 을 때 기치 못한 문제의 발

생으로 많은 비용을 낭비할 수 있다. 본 논문에서는 의 문제를 해결하기 해 한민국 고속도로 분석

시뮬 이션 시스템인 KHTA를 제안한다. KHTA는 국내 모든 고속도로의 정보를 분석할 수 있을 뿐

만 아니라 재 된 국내 교통 환경에서 직 구 한 ITS 알고리즘을 시뮬 이션하고 결과를 분석할 수 있

다. 사용자는 KHTA를 이용하여 실제 도로에 ITS 장비와 시스템을 설치하는 비용을 들이지 않고도 ITS

알고리즘을 국내 도로에 용했을 때의 기 효과와 부작용을 측하고 이를 수정 보완할 수 있다.

KHTA의 기능과 한민국 도로에 ITS 알고리즘을 용한 시뮬 이션의 효과를 검증하기 해 국내 고속

도로 용 Ramp Metering 알고리즘을 구 하고 시뮬 이션을 진행하 다. 실험 결과 약 5분가량의

Total Travel Time이 감소하 고, 기존 정체구간의 일부분이 해소된 것이 확인되었고, 이를 통해 KHTA

는 국내 교통 환경에서 ITS 시스템의 시뮬 이션 교통 분석을 할 수 있다는 것을 확인 하 다. 그러므

로 국내 ITS 시스템 개발 분석에 많은 도움이 될 수 있을 것으로 상한다.

키워드: 지능형교통시스템, 교통시뮬 이터, 한국도로교통 데이터베이스, 교통 분석, ITS 시뮬 이션

Abstract Developed countries have already applied variable Intelligent Transportation System

(ITS) technologies and have solved many transportation problems. Researchers also expect that ITS

solutions can solve the transportation problems of Korean roads, when they are applied to Korean

roads. However, since the existing ITS solutions applied in other countries are used for Korean roads

without calibration, they will incur unexpected problems and high cost maintenance costs. In this

paper, to solve the above problem, we propose the Korean Highway Traffic Analysis tool (KHTA).

It not only analyzes all highway information in Korea, but also simulates the ITS algorithm imple-

mented by traffic developers for the Korean highway environment. To test the stability, applicability

한민국 고속도로를 한 교통 분석 시뮬 이션 시스템 427

and efficiency of the KHTA, we developed and analyzed the result of the ramp metering algorithm. The

results show that the total travel time was reduced by 5 minutes compared to that without ramp

metering, and traffic congestion was decreased. Thus, we confirmed that the KHTA can simulate ITS

systems and can analyze the traffic environment in Korean highway. We expect that this tool would

be very helpful to develop and analyze ITS systems in Korea.

Keywords: intelligent transportation system, traffic simulator, Korean road traffic database, traffic

analysis, ITS simulation

1. 서 론

사회의 산업과 기술의 발 으로 수많은 차량이

생산되어지고 있지만 사람에 의한 교통 리의 한계와

제한 인 도로 시설로 인해 교통정체, 교통사고, 환

경오염 등 다양한 문제가 심화되고 있다. 이러한 문제를

완화시키기 해 IT 기술을 기존의 교통 체계에 목시킨

지능형 교통 시스템(Intelligent Transportation System,

ITS)의 연구가 지속 으로 이루어지고 있다. 지능형 교

통 시스템은 도로, 차량, 신호시스템 등 기존 교통 인

라에 컴퓨 장치, 네트워크와 차량을 감지하기 한 다

양한 센서를 이용하여 교통 정보 서비스를 생산하고

활용할 수 있다. 한 교통 체계 리를 자동화 시키며

교통 환경의 편의성, 안 성, 쾌 성을 향상시키는 차세

교통 시스템이다[1].

재 미국, 일본, 유럽 등 ITS 선진국들에서는 활발

한 정부의 투자와 민간의 시장참여로 빠른 속도로 성장

하고 있고, ITS를 자국의 도로에 용시켜 교통량 악

분석, Ramp Metering, Variable Speed Limits(VSL)

등의 기술을 이용해 평균 통행량 증가, 정체에 의한 온

실가스 배출 감소, 교통사고 감소 등의 효과를 보고 있

다. 국내에서도 도로에 차량감지기, 카메라 등에 정보수

집장치를 설치하고, 택시, 고속버스 등의 차량에 설치된

정보수집을 한 단말기로 교통정보를 직 수집하는

로 카 등을 용하 고. 이를 이용하여 다양한 ITS

기술의 발 이 이루어지고 있다. 특히 유럽방송연맹

(European Broadcasting Union, EBU)에서 만든 교통

여행정보를 송하는 국제표 인 TPEG(Transport

Protocol Expert Group)은 국내 DMB 기술에 용되

어 이를 이용한 실시간 교통정보 서비스가 리 사용되고

있고, 그 외에도 하이패스, 교통카드, BIS(Bus Infor-

mation System) 등 각종 ITS 기술을 실제 환경에

용하여 편리한 교통 환경을 이루어내고 있다. 하지만

의 기술들과 달리 해외에서 리 사용되고 있는 Ramp

Metering, VSL 등과 같이 도로 체의 교통흐름을 원

활하게 유지시키기 해 직 으로 도로를 통제하는

기술은 확실한 검증 없이 도로에 용했을 때 치명 인

문제로 이어질 수 있다. 이런 어려움 때문에 국내 ITS

기술들은 도로의 흐름을 직 제어하는 기술보다는 편

의성을 제공하는 기술들이 부분이다. 이러한 ITS 기

술을 국내에 용하기 해서는 테스트를 통한 확실한

검증이 이루어져야 한다[2].

만일 검증이 이루어지지 않은 채 시스템을 도입했을

시에 발생하는 문제는 크게 두 가지가 있다. 첫 번째로

는 ITS 기술을 용하기 해서는 도로에 수많은

Detector, 신호시스템 등의 시설들에 설치 유지 보수

를 해야 하기 때문에 많은 비용이 발생하게 된다. 두 번

째로 실제 도로에 검증되지 않은 ITS 기술을 테스트

없이 바로 도입한다면 상치 못한 문제가 발생할 수

있고 심각한 교통 문제를 래할 수 있다.

해외에서는 ITS 알고리즘을 도로에 용하기 에 시

뮬 이션을 통한 검증이 가능하도록 IRIS, TICAS,

FreeSim, MITSIM 등 다양한 교통 리 시스템 시

뮬 이터들을 개발하 다. 하지만 이들은 자국 도로환경

만을 고려하거나 사용자가 직 도로, 교통량, 정체구간

등을 설정해야하기 때문에 국내 교통 환경을 고려하거나

기존 교통데이터를 활용한 시뮬 이션 환경은 부족한 상

태이다. 국내에서는 기존 교통정보수집 인 라가 부족하

거나 공개된 데이터가 없었기 때문에 연구자가 한국 고

속도로 교통량 데이터를 수집하여 분석하기에는 어려움

이 있었다. 따라서 교통정보 수집업체들이 버스, 택시,

물류차량, GPS 등을 이용해 도로 상황을 단하고 한국

도로공사에서 제공하는 고속도로, 국도 정보와 합쳐

DMB 사업자에게 달하여 단말기에 정보를 제공하는

유료 서비스가 리 사용되어왔다. 하지만 최근 한국도

로교통공사에서 고속도로 교통량 정보를 공개하 다. 아

직 이를 분석할 수 있는 툴이 존재하지 않지만 이를 사

용한 다양한 연구가 이루어질 수 있게 되었다[2-4].

본 논문에서는 에서 지 한 문제 들을 해결하고

국내 ITS 도입을 활성화시키기 해 한국 고속도로 환

경을 고려한 교통 분석 시뮬 이션 시스템인 KHTA

(Korea Highway Traffic Analysis Tool)를 제안한다.

KHTA는 크게 두 가지 기능을 지원한다. 첫 번째로

KHTA는 근래부터 한국도로공사에서 제공하는 교통량

데이터를 이용해 기존 고속도로 데이터의 추출 분석

(Analysis)이 가능하다. 두 번째로 연구자들이 직 구

한 알고리즘을 기존 교통데이터와 결합하여 시뮬 이

션 실험이 가능하고 이를 통한 기 효과와 문제를

428 정보과학회 컴퓨 의 실제 논문지 제 22 권 제 9 호(2016. 9)

측할 수 있다. 본 논문에서는 KHTA의 성능 평가와

한국 도로에 ITS 알고리즘의 용 가능성을 검증하기

해 기존에 개발된 Ramp Metering 알고리즘을 한국

도로에 맞게 교정한 후 실험 결과의 데이터를 추출

하고 분석한다. KHTA는 교통 시뮬 이션을 해 PTV

사의 VISSIM과 연동된다.

본 논문의 구성은 다음과 같다. 2장에서는 기존 교통

리 시뮬 이션 시스템에 한 분석을 통해 문제

과 국내 교통환경에 용하기 해 필요한 을 악한

다. 3장에서는 본 논문에서 제안하는 KHTA의 구성과

각 요소의 구조 기능에 해 설명한다. 4장에서는 제

안하는 KHTA의 기능을 검증하기 해 도시 고속도로

에서 가장 많이 사용되는 램 미터링을 이용하여 시뮬

이션을 진행하고 결과를 분석한다. 마지막 장에서는

본 논문의 결론 향후 계획을 언 하며 마친다.

2. 기존 교통 리 시뮬 이션 시스템

재 국내에서는 국내 도로 환경에 특화된 시뮬 이

션 시스템이 존재하지 않는다. 이는 기존에 연구자들을

해 고속도로 교통량 데이터가 공유되지 않아 교통 분

석에 어려움이 있었기 때문이었다. 신 국내에서는

TPEG 기술을 이용한 실시간 교통분석 서비스가 리

사용되고 있다. TPEG은 EBU에서 만든 교통정보를

송하는 국제표 으로 국내에서는 DMB 방송 주 수를

이용해 자동차 단말기 등에 실시간 교통 정보, 여행 정

보 등을 보여주는 기술로 굳어졌다. 하지만 기존에는 국

내 교통량 정보를 한국도로공사에서 제공하지 않았기

때문에 교통 정보수집업체에서 수만 의 택시, 버스,

물류차량 등 장비에 교통정보수집장치를 설치해 실시간

으로 수집한 정보를 받아 데이터를 계산하여 DMB 방

송 주 수를 이용해 단말기, 인터넷, 어 리 이션에 제

공하 다. 이러한 실시간 교통정보 서비스는 정보자체가

자지도와 연동되어 3-4가지 단계(원활, 서행, 정체

등)로 략의 교통량이 제공되기 때문에 자세한 교통정

보를 얻을 수 없고, 측정되지 못한 장소는 데이터가

락된다는 문제 이 있다. 이와 같은 서비스는 사용자들

이 실시간으로 교통량을 악하고 스스로 운행 시간이

나 경로를 분산하도록 유도하는 것이 목 이기 때문에

서비스에는 문제가 없지만 연구에 사용될 수는 없다. 하

지만 최근 연구자들의 데이터 수집 문제를 해결하기

해 한국도로공사에서는 지난 고속도로 교통량 데이터를

제공하게 되었고 이를 통해 향후에는 교통량 분석뿐만

아니라 ITS 연구자들을 한 다양한 시뮬 이션 시스템

이 나올 수 있을 것으로 망된다.

해외에서 개발된 교통 리 시뮬 이션 시스템들

은 ITS 알고리즘을 실제 교통환경에 용하기 에 이

를 검증하기 해 사용하거나 새로운 도로의 증축, 교통

제어 략을 설정하기 해 사용하고 있다. 그 표

으로 IRIS, TICAS, FreeSIM, MITSIM 등이 있다.

Intelligent Roadway Information System(IRIS)는 미

국 미네소타주의 Department of Transportation(MnDoT)

에서 개발한 오 소스 교통 리 시스템으로 다양한 교

통 데이터의 수집 추출, 정체구간 검출, CCTV 제어,

Ramp Metering, Variable Speed Limits(VSL) 등의

기능을 제공하고 있다. 구조는 서버-클라이언트 구조로

이루어져 있으며 장치들의 정보를 가진 데이터베이스를

가진다. 한, IRIS에 의해 제어되는 Detector들이 수집

한 유율(Occupancy), 교통량(Volume)을 활용하여 교

통정보 분석 시스템인 TICAS(Traffic Information and

Condition Analysis System)와의 연동을 통해 기본

인 교통 정보들을 계산하고, 교통의 흐름을 분석 시

각화하여 사용자들에게 보여 수 있다. TICAS는 와

같은 과정을 통해 IRIS에서 제공하는 정보를 재가공하

여 문가들이 교통 흐름의 제어, 도로의 유지보수, 설

계에 참고할 수 있는 고 정보로 변환할 수 있다. 한

VISSIM과 연동한 시뮬 이션을 지원하여 ITS 알고리

즘 용 효과를 확인할 수 있다. IRIS는 TICAS와의 연

동으로 본 논문에서 제안하는 KHTA와 유사한 분석과

사용자가 작성한 알고리즘을 용한 확장성 있는 시뮬

이션을 지원하지만 임의 인 입력을 통해 재 된 교

통상황을 사용하기 때문에 기존 발생한 교통데이터를

시뮬 이션에 용하는 KHTA 보다 실제 상황과 유사

한 결과를 나타내지 못한다. 한, 국내 도로교통 상황

을 고려하지 않았기 때문에 이를 도입하기에는 많은 문

제 이 있다[2].

FreeSim(Freeway Traffic Simulator)은 마이크로스

코픽 고속도로 교통 시뮬 이터로 사용자가 모니터링하

고 싶은 도로를 엣지로, 도로의 연결 을 노드로 설정한

그래 에 따라 동작한다. 고속도로 시스템에서 운행되는

각 개인 자가용들로부터 데이터를 수집하고자하는 아이

디어를 기반으로 구 되어 시뮬 이터 상의 모든 차량

들은 분리된 쓰 드로 운행되며 일정 시간마다 재속

도와 치를 서버에 송한다. 각 차량은 거리가 가장

짧은 경로를 선택하거나 재속도에 따라 가장 빠른 길

을 계산할 수 있다. 한, 로그래머가 만든 알고리즘

을 구동할 수 있어 확장성을 가지며 두 개의 메소드를

구 하여 쉽게 시뮬 이션을 진행할 수 있다. FreeSim

은 웹 라우 상에서 GUI로 제어가 가능하며 이를 통

해 시뮬 이션의 결과인 travel time, congestion의 변

화를 분석할 수 있다. 한, 자바 기반의 서버 어 리

이션과 연결되어 동작하기 때문에 어느 랫폼에서나

사용할 수 있다는 장 이 있다. FreeSim은 쉽고 간단하


게 시뮬 이션을 진행하고, 결과를 분석할 수 있지만 차

량마다 분리된 쓰 드를 용하므로 차량의 수가 많을

수록 연산에 많은 시간이 걸리게 되고, 수집 분석할

수 있는 데이터가 매우 한정 인데다가 어느 시 에 운

자의 행동을 변화시키기 해서는 명령어집합으로 이

루어진 일을 따로 제작해야 한다는 단 이 있다[3].

MITSIM(MIcroscopic Traffic SIMulator)은 미국 메

사추세츠 공과 학에서 ITS 알고리즘의 평가 분석,

새로운 기술 설계 등을 목 으로 개발된 마이크로스코

픽 교통 시뮬 이터로 차로변경, 합류 등 차량의 이동결

정과 운 자의 반응 등 다양한 실제 교통 상을 고려하

고, ATIS(Advanced Traveler Information Systems),

ATMS(Advanced Traffic Management Systems) 등

의 분석이 가능하여 오래되었지만 리 사용되고 있는

시뮬 이터이다. MITSIM은 batch mode가 있어 연속

된 작업을 처리하는데 유용하지만 버스노선, 보행자 등

의 세부정보가 부족하여 국내 교통상황에 용하기 어

렵다. 한 교통데이터 분석이 한정되어 있고 많은 매개

변수와 특히 Car Following 모형의 매개변수 변화에

크게 반응하기 때문에 실제 교통환경과 유사하도록 조

정하기 해 많은 시간이 소모된다는 단 이 있다[4].

3. KHTA(Korea Highway Traffic Analysis Tool)

ITS 알고리즘은 실제 도로에 용되었을 때 운 자

들의 운 시간, 환경오염, 교통사고 등 교통 흐름의 크

고 작은 변화를 발생시킨다. 한 도로의 크기에 따라

설치비용이 증가하고, 한번 설치하면 변경하기 어려운

ITS 장비의 특성 때문에 실제 도로에 도입하기 면

한 검증이 필요하다. ITS 알고리즘의 도입을 한 검

증에는 미리 결과를 측할 수 있는 교통 시뮬 이션

시스템이 사용될 수 있다. 하지만 재 개발된 시뮬 이

터들은 연구자들이 알고리즘의 성능을 검증하기 해

필요한 분석도구가 부족하거나 국가별 고유 교통 환경

을 고려하지 않았다는 문제 이 있다. 분석도구의 부족

은 ITS 알고리즘이 가져오는 기 효과와 부작용에 해

정확히 악할 수 없고, 해외에서 개발된 시뮬 이터를

사용한 국내 교통 시뮬 이션은 국가 간의 교통 환경

차이로 인해 실제 결과와 차이가 있을 수밖에 없다. 그

러므로 교통 시뮬 이션 시스템은 사용자가 교통상황을

악할 수 있도록 다양하고 효율성 있는 데이터를 추출

할 수 있도록 하여야하고, 국가별 교통 환경을 고려하여

신뢰성 있는 검증이 이루어질 수 있도록 해야 한다[5].

본 논문에서는 에서 언 한 사항들을 포함하여 국

내 ITS 도입의 활성화를 목표로 국내 고속도로환경에

ITS 시뮬 이션이 가능하고 결과로부터 다양한 데이터

를 분석할 수 있는 KHTA를 제안한다. KHTA는 사용

그림 1 KHTA 시스템 구성도

Fig. 1 System Configuration of the KHTA

자가 직 ITS 알고리즘을 작성할 수 있도록 확장성을

갖게 설계되었고, 국내 고속도로환경을 기반으로 하여

실제와 유사한 국내 교통 시뮬 이션 결과 분석이 가능

하다. 이를 통해 ITS 연구자들은 알고리즘을 국내 도로

에 용시켰을 때의 효과나 부작용을 미리 측하여 알

고리즘의 수정 보완할 수 있을 뿐만 아니라 시뮬

이션의 응용이 가능하게 되어 국내 ITS 산업 발 에

크게 기여할 수 있을 것으로 상된다.

그림 1에서 보는 것과 같이 KHTA는 크게 Korea

Highway Traffic Database, Road Structure Manage-

ment, Data Management, Traffic Simulator, Evalua-

tion로 구성되어 있다.

(1) Korea Highway Traffic Database(KHTD)는 한

국도로교통공사에서 제공하는 고속도로 구조 데이터와

Detector가 수집한 구간 별 교통량 데이터를 장

리하는 통합 데이터베이스이다. KHTD를 기반으로

KHTA의 각 기능들은 필요한 정보를 가공하여 도로 분

석 시뮬 이션에 활용한다.

(2) Road Structure Management(RSM)는 실제 도

로 시뮬 이션 도로 구조의 설계와 리를 담당하고,

사용자가 분석하고자 하는 구간(Section)을 설정하고

리한다. 사용자가 설정한 Section은 해당 구간을 분석하

거나 시뮬 이션 결과를 추출할 때 사용한다.

(3) Data Management(DM)는 Section 설정, 평가,

시뮬 이션 등에 필요한 교통량 데이터와 교통인 라

데이터를 데이터베이스에서 로드하고 시뮬 이션에 사

용한 각종 매개변수나 시뮬 이션 결과를 장한다.


(4) Traffic Simulator는 Ramp Metering, VSL 등과

같이 시뮬 이션에 용할 ITS 알고리즘과 Section,

Detector의 데이터 수집 주기 등 시뮬 이션 매개변수

를 설정한다. 한 VISSIM과의 연동을 통해 설정한

ITS 알고리즘과 매개변수를 이용해 시뮬 이션을 진행

하고 결과를 수집한다.

(5) Evaluation은 사용자가 지정한 실제 교통 구간의

기존 데이터 시뮬 이션 결과를 분석할 수 있는 다

양한 교통데이터를 처리한다. 사용자는 분석된 데이터를

토 로 알고리즘의 성능을 평가할 수 있다.

3.1 한국 도로 교통 데이터베이스와 도로 구조 리

(KHTD: Korea Highway Traffic Database

and RSM: Road Structure Management)

한국 도로공사에서 제공하는 데이터베이스의 구조는

그림 2와 같이 각 도로를 구분하는 노선, 노선 구간별

구역을 설정하는 콘존, 1km～3km 간격마다 차량 데이

터를 수집하는 Vehicle Detection System(VDS)로 구

성된다. 한 VDS는 각 차선별로 교통량을 제공하고

있다. 본 논문에서는 기존 인 라를 기반으로 하여

KHTA 운 에 필요한 기능을 추가한 교통 인 라를 구

성한다. 그림 2와 같이 본 논문의 데이터베이스는 고속

도로를 구분하는 Corridor(노선), 각종 센서 카메라

로 차량을 감지하는 Detector가 설치된 Station(VDS

존), 램 에서 차량의 흐름을 제어하기 한 Ramp

Meter가 설치되어 있는 입구(Entrance), 출구(Exit),

으로 교통 련 메시지를 하는 DMS(Dynamic

Message Sign)로 구성되어 상 의 RNode를 상속한다.

한, 도로공사에서 제공하는 공통코드와 해당 존들이

가진 고유코드를 연결하여 치, 길이, 기 종 방향구

분, 정체속도기 , 원활속도기 , 차로 수, 노선 구성 등

의 세부교통 련 데이터들을 이용한다.

KHTD는 차량의 속도(Speed), 교통량(Volume) 데이

터를 각 차선별 5분 간격으로 장한다. 차량의 데이터

는 차선 별로 나눠진 Detector모듈에서 리하고 있고

Station은 자신이 소유하고 있는 Detector를 통해 차량

의 정보를 가공한다. Station을 통해 가공된 데이터는

그림 2 한국교통인 라 구성도

Fig. 2 Configuration of Korean Traffic Infra

그림 3 Section 생성 GUI

Fig. 3 GUI of Section Creation

사용자의 목 에 따라 추후 Traffic Simulator 는

Evaluation에서 사용된다.

교통 시뮬 이션을 진행하기 해서는 시뮬 이션의

주요 요소인 도로에 이상이 없어야하고 실제 결과와 시

뮬 이션 결과가 유사할 수 있도록 도로의 생성

리가 가능해야한다. KHTA의 도로의 생성 리를

담당하는 RSM은 그림 1과 같이 3가지 부품으로 나뉜

다. 첫 번째인 Road Design은 시뮬 이션의 차량이 정

상 으로 운행될 수 있도록 도로에 결함이 없는지 확인

하고 실제 도로와 유사하도록 시뮬 이션 도로를 설계

한다. 두 번째로 Simulation Road Management는 시

뮬 이션에 배치된 Detector와 DMS 등의 인 라가 실제

도로와 일치할 수 있도록 리한다. 세 번째로 Section

Management는 사용자가 평가 혹은 시뮬 이션하고 싶

은 도로의 구간인 Section을 그림 3과 같은 GUI를 이

용해 노선이름, VDS 이름과 번호를 통해 설정하도록

하고 이를 리하는 기능을 가지고 있다. KHTA는

RSM의 세 가지 기능을 통해 시뮬 이션의 도로를 생

성하고 리할 수 있다.

3.2 데이터 리(DM: Data Management)

KHTA의 계층들이 서로 연동하여 각 기능을 수행하

기 해서는 각 요소에서 사용하는 수많은 양의 데이터

들의 효과 인 장 재와 교환이 가능해야 한다.

KHTA에서 사용하는 데이터는 KHTD에 장되어 있

는 수많은 양의 교통인 라 데이터, 각 Detector가 수집

한 교통량 데이터, 시뮬 이션 진행에 사용되는 가상인

라 매개변수와 시뮬 이션 결과 등으로 구성되어

있다. 이러한 많은 양의 데이터들을 필요한 계층에서 효

율 으로 활용하기 해서는 데이터들의 장 재

와 교환을 담당하는 데이터 리 계층이 필요하다.


그림 4 KHTA Data Load 흐름도

Fig. 4 Flow Chart of the KHTA Data Load

KHTA의 데이터 리 계층은 KHTD에 장되어 있

는 국내 교통인 라 정보와 교통정보를 읽어와 KHTA

에 재하고, RSM에서 정의된 Section과 하 객체를

생성한다. 한, 기존의 기본교통량 데이터를 분석하여

Evaluation 계층에 제공하거나 Traffic Simulator 계층

에서 완료된 시뮬 이션의 결과와 시뮬 이션에 사용되는

각종 매개변수를 리한다. 데이터베이스에서 KHTA로

데이터를 재하는 과정은 그림 4와 같다. 데이터는 총

2개의 부분으로 리된다.

첫 번째로, 고속도로의 실제 교통데이터를 수집하는

방법이다. 사용자는 RSM의 Section Management를 통

해 분석하고 싶은 도로구간과 데이터를 수집할 기간, 시

간 간격을 설정하고 최종 으로 Section 객체를 생성한

다. 다음으로 Real Data Load(RDL)을 이용하여 생성

된 Section의 데이터베이스로부터 선택된 구간의 데이

터를 읽고 KHTA 시스템에 재할 수 있다. RDL은

Section구간 내에 존재하는 복수의 RNode들의 객체를

생성한다. RNode는 소유하고 있는 Detector 객체를 이

용하여 데이터베이스의 정보를 불러올 수 있다.

두 번째로, 교통 시뮬 이션 과정의 데이터를 얻는 방

법이다. KHTA는 Traffic Simulator 계층의 VISSIM

Controller를 통해 VISSIM과 연결한다. 시뮬 이션이

진행되는 동안 시뮬 이터의 Detector는 사용자가 설정

한 시간 간격마다 데이터를 수집하고 Data Collector에

데이터를 임시 장한다. Simulation Data Load에서는

KHTA에 데이터를 재하기 해 사용자가 설정한 시간

간격마다 Data Collector로부터 데이터를 읽어 Storage

에 장한다.

Traffic Data Provider는 해당 Section이 가지고 있는

기존 교통데이터 혹은 시뮬 이션 결과데이터를 Evaluation

계층에 제공하여 교통상황 악과 알고리즘의 검증을

가능하도록 한다.

3.3 교통 시뮬 이터

기존에 다른 국가에서 이용하고 있거나 새로 개발한

ITS 기술들의 철 한 실험과 평가를 하지 않은 채 국

내 교통 환경에 바로 용하는 것은 큰 험 부담이 발

생한다. 일본 미국 등 해외에서는 자국 도로를 한 교

통 실험 평가를 한 개발 도구들이 개발되고 있지

만 국내 고속도로를 한 실험 환경은 부족한 상태이다.

재 기존의 VISSIM과 같은 시뮬 이터를 통해 국내

도로환경을 디자인하고 실험할 수는 있다. 하지만

Ramp Metering, VSL등과 같은 다양한 알고리즘을 개

발, 용하여 실시간으로 국내 교통 환경과 비교 분석

실험할 수 있는 시스템은 존재하지 않는다.

본 논문에서 제안하는 교통 시뮬 이션 시스템의 장

은 다음과 같다. 첫 번째로 세계 으로 유명한 ITS

기술들뿐만 아니라 사용자가 개발한 ITS 기술들을 직

구 하고 실험 평가가 가능하다. 두 번째로 PTV사

에서 개발한 마이크로스코픽 멀티모달 교통 흐름 소

트웨어인 VISSIM과 연동하여 시뮬 이션을 진행할 수

있다. 세 번째로 실제 교통 데이터와 시뮬 이션 결과

간의 실시간 비교 분석이 가능하다. 시뮬 이터를 통해

실험이 완료된 후 3.4의 분석 과정을 통해 다양한 교통

분석이 가능해 진다.

그림 5는 사용자가 구 한 ITS 기술을 VISSIM 연동

시뮬 이터에 용하여 결과를 추출하는 과정을 보여

다. 시뮬 이션을 한 Road Structure Management

계층은 시뮬 이션 는 데이터를 추출하기 한 도로


그림 5 KHTA Traffic Simulation 흐름도

Fig. 5 Flow Chart of the KHTA Traffic Simulation

를 설계하고 구역(Section)을 설정한다. Section Manage-

ment에서는 해당 노선(Corridor)과 지역명 도로구간

(IC, JC, TG)의 조합으로 이루어져 있는 Station 리스

트를 리한다. 이를 통해 사용자는 고속도로 인 라에

한 사 지식 없이도 원하는 구간을 선택하고 간단하

게 Section을 설정할 수 있다. Road Design은 VISSIM

시뮬 이터 상의 도로 시설을 설계하고 각종 시뮬

이션 변수의 설정을 통해 Case File을 생성한다. Simu-

lation Road Management는 Case File에 장되어 있

는 Desired Speed Detector, Simulation Duration,

DMS(Dynamic Message System) 설정 데이터를 불러

온다. 불러온 데이터를 이용하여 KHTA는 자신의 도로

인 라와 비교를 통해 시뮬 이션에 용할 SimObjects

를 생성한다. SimObject는 시뮬 이션에서 동작하는 Station,

Detector, DMS 등의 인 라들을 포함하는 객체로 앞서

생성한 Section과 실제 교통 데이터와 함께 Traffic

Simulator 계층의 Configurator에 해진다.

RSM으로부터 시뮬 이션에 필요한 데이터들을 받은

Traffic Simulator 계층은 VISSIM과 연동하여 사용자

가 지정한 알고리즘의 시뮬 이션을 진행한다. Traffic

Simulator 계층은 Traffic Algorithm Management

(TAM)와 VISSIM Controller로 구성되어 있다.

TAM은 기존 는 사용자가 개발한 ITS 기술들을

직 리할 수 있는 계층이다. KHTA는 사용자가 국

내 도로 인 라 환경을 그 로 이용하여 알고리즘을 개

발 할 수 있도록 사용자 API를 제공한다. 사용자는

TAM에서 제공하는 API를 이용하여 자신이 원하는 알

고리즘을 KHTA 기반으로 개발할 수 있다.

VISSIM Controller는 Configurator, Controller, Data

Collector로 구성되어있다. Configurator는 시뮬 이션

에 필요한 데이터들을 설정하고 리하는 계층으로

RSM 계층에서 받은 Section, SimObjects와 DM 계층

에서 받은 기존 교통량 데이터와 함께 사용자가 용할

알고리즘을 선택하여 설정을 완료한다. Controller는

VISSIM Interface를 통해 KHTA와 VISSIM의 상호작

용이 가능하게 해 다. VISSIM Interface는 COM(Compo-

nent Object Model) 인터페이스로 설계되어 VISSIM의

제어가 가능하다[6]. 이를 통해 Controller는 VISSIM

Configuration에 기반하여 시뮬 이션을 진행한다. 시뮬

이션이 진행되는 동안 VISSIM은 설정한 주기로 교

통데이터를 발생시키는데 Data Collector는 시뮬 이션

이 종료될 때까지 같은 주기로 이를 읽고, 종합하여 시

뮬 이션의 결과로 Simulation Result를 생성하는 역할

을 수행한다. Simulation Result는 최종 으로 DM 계

층의 Simulation Data Load에 의해서 시스템에 재되

고 Storage에 장된다.

와 같은 과정으로 KHTA는 SimObjects, Traffic

Algorithm과 시뮬 이션 설정에 따라 기존 교통량과

ITS 알고리즘의 융합으로 신뢰성 있는 시뮬 이션을 진

행할 수 있다.

3.4 교통 정보 평가

ITS는 Station의 Detector가 수집한 데이터를 기반으

로 모든 교통 상황을 악할 수 있어야한다. 부분의

시뮬 이터들은 Detector가 수집한 수많은 양의 기본

데이터만을 제공하 기 때문에 문가가 아니면 교통상

황을 해석하고 악하는데 어려운 이 있었다. 하지만

기본 데이터들을 히 가공하면 문가가 아니어도

당시 교통 상황을 효율 으로 악할 수 있을 뿐만 아


그림 6 KHTA Evaluation 흐름도

Fig. 6 Flow Chart of the KHTA Evaluation

니라 ITS 알고리즘이 용된 시뮬 이션의 결과를 효과

으로 분석하여 이를 검증하는데 사용될 수 있다.

KHTA는 교통상황을 효과 으로 악할 수 있도록 5가

지 기본데이터를 포함한 13가지의 데이터를 제공하여

더 정확한 알고리즘 검증이 가능하다. 한, 교통 정보

평가는 실제 도로 시뮬 이션 결과 데이터를 이용하

여 각 옵션별로 데이터를 가공하고 분석한다.

교통데이터의 추출 분석을 담당하는 Evaluation은

그림 6과 같은 과정으로 동작한다. Evaluation은 실제

혹은 시뮬 이션 상의 Detector가 수집한 데이터를 이

용하여 교통상황을 악할 수 있도록 데이터를 가공하

고 추출하는 계층으로 Data Extract, Basic Traffic

Data, Traffic Measurement로 구성되어 있다. Data

Extract는 사용자가 추출 분석하기 원하는 Section,

기간, 교통데이터의 종류 등의 매개변수 입력과 추출을

수행하는 기능으로 사용자가 Extraction Button을 르

게 되면 EvaluationOption에서 사용자가 지정한 Evalu-

ation 매개변수들을 읽어 장한다. 한, 사용자가 선택

한 매개변수에 따라 해당 데이터를 추출해야 하는데 이

는 DM 계층의 Traffic Data Provider와 연동하여 이

루어진다. Traffic Data Provider는 실제 도로 혹은 시

뮬 이션 결과에 장된 Speed, Density, Volume, Flow

데이터와 측정시간, Section 내 Station 간 거리 정보

등을 Storage로부터 읽어와 Evaluation 계층의 Basic

Traffic Data, Traffic Measurement와 연동하여 사용

자가 원하는 13가지 데이터로 가공할 수 있다. Evalua-

tion은 EvaluationOption에 장된 Section과 데이터의

종류에 기반하여 추출하려는 데이터들을 읽어 Timeline,

거리 치, 도로이름을 추가하고 이를 효과 으로 분

석할 수 있도록 배치한다. 한, Evaluation은 Detector

의 고장, 미설치 등의 문제로 발생한 결측치의 보정기능

도 포함하고 있다. Extractor에서는 평가된 데이터를

Excel, CSV 형태로 추출하거나 직 으로 교통상황을

인식할 수 있는 Contour 그래 로 추출할 수 있다.

교통 정보 평가는 표 1과 같이 Station의 Detector가

측정한 데이터를 기 으로 5가지 Basic Traffic Data를

추출 가능하고, 이들을 이용해 아래 7가지 Traffic

Measurement Data를 계산할 수 있다.

Basic Traffic Data에서 Speed는 차량의 속도(km/h),

Density는 일정거리 안의 차량 수(veh/km), Total Flow

는 일정시간 안에 해당 구간을 지나간 차량의 총 수(veh/km),

Average of Lane Flow는 Total Flow의 Lane당 평균,

Acceleration은 이 스테이션과의 가속도를 의미한다.

Traffic Flow Measurement Data에서 VKT는 일정

시간 동안 Section에 존재하는 모든 차량이 이동한 거

리, LVKT는 도로의 최 VKT와 측정된 VKT와의 차

표 1 Evaluation 데이터

Table 1 Evaluation Data

Basic Traffic

Data

Speed

Density

Total Flow

Average of Lane Flow

Acceleration

Traffic

Measurement

Data

VKT(Vehicle Kilometers Traveled)

LVKT(Lost VKT for Congestion)

TT(Time Travel)

DVH(Delayed Vehicle Hours)

VHT(Vehicle Hour Traveled)

MRFR(Mainlane and Ramp Flow Rates)

SV(Speed Variation)

CK(Congested Kilometers)


그림 7 테스트 구간(서울외곽순환고속도로)

Fig. 7 Tested Boundary (Seoul Outer Ring Road)

이, TT는 차량의 출발 지 에서 도착지 까지 필요로

하는 총 여행시간, VHT는 Section에 존재하는 모든 차

량이 특정 구간에서 보낸 시간, DVH는 일반 인 TT에

비해 지연된 시간, MRFR은 주도로와 램 의 교통량,

SV는 도로 차량들의 속도 분산, CK는 정체구간의 비율

(%)이다.

4. KHTA 시뮬 이션 실험 성능 평가

KHTA는 실제 한국 고속도로의 데이터를 분석 평

가할 수 있을 뿐만 아니라 ITS 기술들을 KHTA를 통

해 직 개발하고 시뮬 이션 할 수 있는 시뮬 이션

평가 시스템이다. KHTA는 기본 으로 VISSIM을

이용한 도로 시뮬 이션이 가능하기 때문에 실제 교통

상황과 시뮬 이션 환경을 비슷하게 구 할 수 있는 교

정 작업이 가능하다. 한 사용자들은 제공되는 KHTA

API를 이용해 알고리즘을 구 하고 실험할 수 있다.

본 논문에서는 임의의 ITS 알고리즘이 실제 국내도

로에 용되었을 때의 기 효과와 부작용을 측하기

해 국내 교통량을 이용한 한국 고속도로 시뮬 이션

분석 시스템인 KHTA를 구 하 다. KHTA는

VISSIM에서 제공하는 기본 시뮬 이션 환경보다 실제

국내 교통 환경과 유사한 시뮬 이션 환경을 만들기

해 교정 작업이 수행되었다. 따라서 본 논문에서는 교정

작업의 여부에 따라 시뮬 이션에 어떠한 향을 끼치

는지 실험하기 해 교정 후의 VISSIM 시뮬 이션

분석 결과와 실제 교통데이터 분석 결과를 비교한다.

한, KHTA의 시뮬 이션 정상 수행과 ITS 알고리즘의

시뮬 이션에 의한 분석이 가능한지 실험한다. KHTA

의 시뮬 이션 동작 실험을 해 도시고속도로에서 가

장 많이 사용하는 Ramp Metering 알고리즘 실험을 수

행한다. Ramp Metering은 고속도로의 상황에 따라 차

량의 입구인 램 로부터 도로에 진입하는 차량의 양을

히 통제하여 교통 상황을 향상시키는 알고리즘이다.

본 논문에서는 기존 미국도로를 해 개발한 Ramp

Metering 방법을 한국 도로에 맞게 수정하여 실험을 진

행한다[7].

KHTA 교통 시뮬 이션 실험을 해 선정된 Section

은 한민국의 서울 주변을 순환하는 서울외곽순환고속

도로의 남쪽 방향 구간으로 그림 7과 같이 서울외곽순

환고속도로의 별내IC에서 서하남IC까지 25km에 이르는

구간에 실험을 진행한다. 테스트 구간은 일반 도로와 연

결되어있는 9개의 인터체인지(IC)와 서울양양고속도로,

부고속도로와 연결되는 2개의 분기 이 존재한다. 실

험은 본 논문에서 제안하는 KHTA와 VISSIM 교통 시

뮬 이터에 의해 진행된다. VISSIM은 KHTA의 Traffic

Controller 계층에 의해 제어되며 실제 도로 환경과 유

사한 실험을 가능하게 한다. 시뮬 이션 실험은 알고리

즘이 교통 정체에 끼치는 향을 악하기 해 서울외

곽순환고속도로의 정체가 심한 시간 를 선택한다. 본

논문에서는 2015년 11월 25일의 출근 정체 시간인 오

5시부터 오후 1시까지로 설정하고 해당 시간의 기존 교

통량을 활용하여 시뮬 이션을 진행하 다. 실험을 통해

생성된 시뮬 이션 결과는 KHTA의 Evaluation을 통해

분석할 수 있다.

실제 국내 교통과 유사한 상황을 구 하기 해 한국

도로공사에서 제공하는 데이터를 이용하 고, 실제 도로

와 비슷한 시뮬 이션 환경을 구 하기 해 교정(Cali-

bration) 작업을 실시하 다. VISSIM에서는 차량의 운

행 방법 규칙에 필요한 기본 인 매개변수를 제공한

다. 이 매개변수의 교정에 따라 다른 시뮬 이션

결과가 나타나기 때문에 이를 히 국내 교통상황에

맞게 조정해주어야 실제 국내 교통 환경과 유사한 시뮬

이션을 진행할 수 있기 때문에 매우 요한 과정

하나이다. 본 논문에서는 교정을 해 UC Berkely에서

수행한 Vehicle-Following Behavior 값을 변경하는 방

법을 참조하 고[8], 한국형 ITS환경을 고려한 시뮬 이

터 매개변수 값을 변경하는 기법의 논문을 참고하여 진

행하 다[9].

그림 8은 KHTA의 시뮬 이션 진행이 이루어지는 각

과정의 화면을 나타낸다. 그림 8의 왼쪽 그림은 KHTA

어 리 이션의 기본 화면으로 Section의 생성 선택,

평가기간, 분석할 데이터, 추출할 데이터 형식 등의 옵

션을 선택할 수 있고, 옵션에 따라 시뮬 이션 평가

를 진행할 수 있다. 사용자가 사용할 알고리즘을 선택한

후에 시뮬 이션을 진행하면 그림 8의 오른쪽 그림

과 같이 해당 알고리즘의 시뮬 이션 수행을 한 체

인 매개변수를 설정할 수 있다. 그림 8의 왼쪽 아래

그림은 시뮬 이션의 진행사항과 오류상황을 모니터링


그림 8 KHTA Tool 어 리 이션 화면(왼쪽 ), Metering 시뮬 이션 환경 설정(오른쪽 ),

Metering 시뮬 이션 상태 디버그 화면(왼쪽 아래), 시뮬 이션 진행 인 VISSIM 화면(오른쪽 아래)

Fig. 8 KHTA Tool Application, Configuration Menu, Debug Screen of Metering Simulation, VISSIM Screen

할 수 있는 디버그 창이다. 그림 8의 오른쪽 아래 그림은

KHTA를 통해 시뮬 이션을 수행하고 있는 VISSIM의

화면이다.

그림 9는 본 논문의 실험 환경에서 실제로 발생한 교

통량의 Speed 데이터를 5분 간격으로 나 어 등고선 그

래 로 나타낸 것이다. 그림 9에서 알 수 있듯이 실제

도로는 상일IC와 서하남 IC로 인해 정체구간이 나타나

고 정체는 출근 시간인 약 6시부터 13시까지 유지되는

것을 볼 수 있다. 그림 10～11은 각각 기본 매개변수를

이용한 VISSIM 시뮬 이션 결과와 [8], [9]의 연구를

참조하여 교정된 매개변수를 이용한 VISSIM 시뮬 이

션의 결과이다. 그림 10에서는 정체 상이 거의 발생하

지 않는데 이는 기본 매개변수를 사용하게 되면 실제보

다 도로상의 차량 사이 유지 간격이 좁고, 정지 상태에

서 차량이 이동하게 되는 가속도가 높아 차량이 비정상

으로 빠르게 이동하기 때문에 실제 차량의 조심성, 고

속도로 상에서 이루어지는 차로 변경에 의한 정체 등으

로 발생하는 복잡한 국내 고속도로 환경을 묘사할 수

없다. 하지만 그림 11의 교정된 시뮬 이션 결과의 그래

는 그림 9와 정체가 시작되고 끝나는 스테이션과 정

체가 유지되는 시간이 크게 유사해진 것을 볼 수 있다.

이러한 결과를 통해 교정이 용된 KHTA의 시뮬 이

션 분석은 기존에 사용되는 기본 VISSIM 시뮬 이션

보다 매우 큰 차이의 유사성을 가지는 것을 확인할 수

있다. 그림 12～15는 KHTA를 통해 Ramp Metering을

수행하지 않은 기본 시뮬 이션과 Ramp Metering을

수행한 시뮬 이션 결과를 보여 다. 본 논문에서는 각

시뮬 이션 결과를 시간 별 TT, CK 그래 로 출력하

여 Ramp Metering 알고리즘을 도로에 용하 을 시

와 용하지 않았을 시의 교통상황을 비교 분석한다. 그

림 12는 시뮬 이션 결과의 Total Travel Time을 비교

한 그림이다. 도로의 정체가 발생하고 최 치까지 오르

는 시간인 6시 45분부터 8시까지에서 Ramp Metering

사용에 따른 최 Travel Time 차이는 약 5분 정도인

것을 확인할 수 있다. 고속도로에서 차량의 총 이동시간

(Total Travel Time)은 가장 핵심 인 요소 하나이다.


그림 9 실제 고속도로의 Speed 그래

Fig. 9 Speed Graph of the Actual Highway

그림 10 기본 매개변수를 이용한 시뮬 이션 결과 Speed 그래

Fig. 10 Speed Graph of Simulation Result with Default Parameters


그림 11 교정된 매개변수를 이용한 시뮬 이션 결과 Speed 그래

Fig. 11 Speed Graph of Simulation Result with Calibrated Parameters

그림 12 Total Travel Time 그래

Fig. 12 Graph of Total Travel Time

그러므로 체 구간에서 Ramp Metering을 통해 5분

이상의 total travel time을 감소시켰다는 것은 체 교

통량에 큰 효과가 있다는 것을 확인할 수 있다. 그림 13

은 CK 그래 로 체 구간에서 차량이 정체되는 구간

의 비율을 표 하는 그래 이다. 차량의 정체가 발생하

기 시작하는 6시 이후부터 정체비율이 격히 증가하는

것을 확인할 수 있다. 정체 구간이 격히 발생하는 6시

에서 8시 사이에 Ramp Metering 용했을 시에 큰 정

체비율에 감소에 기여하게 되고 체구간에서 비교

낮은 CK값을 유지하고 있다. 즉, Ramp Metering의 효

율 인 교통량 제어를 통해 정체의 증가폭을 이고 기

보다 느리게 움직이는 차량이 어들어 교통량 증가

에 기여한다는 것을 알 수 있다.

그림 14, 15는 시뮬 이션을 통해 각 Station의 Detector

가 측정한 Speed 데이터를 등고선 그래 로 나타낸 것

이다. 이 그림을 통해 Ramp Metering의 결과로 체


그림 13 Congestion Kilometers 그래

Fig. 13 Graph of Congestion Kilometers

그림 14 No Metering 시뮬 이션의 Speed 그래

Fig. 14 Speed Graph of No metering Simulation

인 도로의 정체가 었고, 특히 오 7시부터 오후 12시

동안 구리TG에서 퇴계원IC에 이르는 구간의 정체 구역

정체 시간이 크게 감소한 것을 볼 수 있다. 이 실험

을 통해 본 논문에서 제안하는 KHTA 교통 시뮬 이션

시스템으로 국내 고속도로 환경에서 ITS 알고리즘

하나인 Ramp Metering 시뮬 이션을 진행하여 해당

알고리즘의 효율성을 평가할 수 있음을 입증한다.

5. 결론 향후 계획

산업이 발 함에 따라 차량의 수가 증가하게 되었고,

그에 따라 교통정체, 교통사고, 환경오염 등 다양한 문

제가 심화되고 있다. 이러한 문제를 완화시키기 해 IT

기술과 기존 교통체계를 융합시킨 ITS의 연구가 지속

으로 이루어지고 있다. 재 몇몇 선진국들에서는 활발


그림 15 Metering 시뮬 이션의 Speed 그래

Fig. 15 Speed Graph of Metering Simulation

한 참여와 정부의 개입으로 이미 ITS를 실제 도로에

도입하여 교통문제를 완화시키고 있지만 국내에서는

리 사용되지 못하고 있다. 그 이유 하나는 ITS 연구

를 통해 알고리즘을 개발하여도 효율성이나 안정성을

검증하기 해 실험을 할 수 없기 때문이다. 이러한 문

제를 해결하기 해서는 가상으로 도로환경을 구 하여

이를 실험할 수 있는 시뮬 이터가 필요하다. 재 해외

에서는 IRIS & TICAS, FreeSim, MITSIM 등 다양한

교통 시뮬 이터들이 개발되었지만 이들은 국내 교통환

경을 고려하지 않아 시뮬 이션 결과가 실제와 다

를 수 있고, 국내 교통시뮬 이터는 존재하지 않는다.

따라서 국내 ITS 산업을 활성화 시키고 진입장벽을 낮

추기 해서는 국내 환경을 고려하여 ITS 알고리즘을

시뮬 이션 할 수 있는 시뮬 이션 시스템이 필요하다.

본 논문에서는 한국 고속도로 데이터베이스, 교통데이

터 분석기, 사용자가 직 작성한 알고리즘을 입 가능

한 VISSIM 연동 시뮬 이터로 구성된 KHTA를 설계

구 하 다. KHTA의 각 기능을 흐름도를 통해 설

명하 으며 KHTA의 검증을 해 Ramp Metering 알

고리즘을 구 하여 한민국 도로인 서울외곽순환고속

도로에서 시뮬 이션을 진행하 다. 실험의 결과로 본

논문에서는 시뮬 이션의 결과데이터를 분석하여 서울

외곽순환고속도로에 Ramp Metering 용 시 Travel

Time은 최 5분을 감소시켰고, 체 시간 에서 혼잡

발생 정도를 크게 여 교통량을 향상시켰음을 확인하

다. 이를 통해 ITS 알고리즘이 시뮬 이터 상 국내

교통 환경에서 정상 으로 작동하 고, 이를 통해 ITS

알고리즘을 국내에 용하 을 때의 기 효과를 측할

수 있음을 증명하 다.

한 가지 문제 은 재 도로교통 공사에서는 도로로

진입하는 램 의 교통량을 제공하고 있지 않는다는

이다. 램 의 교통량은 ITS 알고리즘을 구 하기 한

핵심 데이터 하나다. 재 본 논문에서는 메인 도로

의 데이터를 이용하여 램 의 교통량을 분석하고 설정

하 다. 하지만 이는 정확한 수치의 데이터가 될 수 없

기 때문에 향후 정확한 램 의 데이터가 필요할 것이다.

추가 으로 메인도로를 이용한 램 교통량 분석 방법

한 연구될 필요가 있다. 향후 KHTA는 재보다 다

양한 교통데이터를 추출 분석하도록 기능을 추가할

것이고, 상용 소 트웨어인 VISSIM을 사용하지 않고도

시뮬 이션이 가능하도록 자체 시뮬 이터를 제작하여

KHTA를 이용한 각종 ITS 기술을 연구할 계획이다.


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한 탁

정보과학회 컴퓨 의 실제 논문지

제 22 권 제 6 호 참조

수 빈



신 세 정

2013년～ 재 강원 학교 정보통신공학

과 학사과정. 심분야는 지능형 교통 시

스템, 센서네트워크, 사물인터넷

서 동 만



정 인 범



Documents

(Traffic Analysis and Simulation System for Korea …kiise.or.kr/e_journal/2016/9/KTCP/pdf/03.pdf집장치를 설치하고, 택시, 고속버스 등의 차량에 설치된 정보수집을