Travel Time Forecasting in an Interrupted Traffic Flow by adopting Historical Profile and Time-Space Data Fusion

히스토리컬 프로파일 구축과 시.공간 자료합성에 의한 단속류 통행시간 예측

  • 여태동 (부경대학교 위성정보과학과) ;
  • 한경수 (부경대학교 위성정보과학과) ;
  • 배상훈 (부경대학교 위성정보과학과)
  • Published : 2009.04.30

Abstract

In Korea, the ITS project has been progressed to improve traffic mobility and safety. Further, it is to relieve traffic jam by supply real time travel information for drivers and to promote traffic convenience and safety. It is important that the traffic information is provided accurately. This study was conducted outlier elimination and missing data adjustment to improve accuracy of raw data. A method for raise reliability of travel time prediction information was presented. We developed Historical Profile model and adjustment formula to reflect quality of interrupted flow. We predicted travel time by developed Historical Profile model and adjustment formula and verified by comparison between developed model and existing model such as Neural Network model and Kalman Filter model. The results of comparative analysis clarified that developed model and Karlman Filter model similarity predicted in general situation but developed model was more accurate than other models in incident situation.

현재 국내에서는 지역간 교통의 이동성 및 안전성을 향상시키기 위해 국도를 대상으로 ITS사업을 추진중에 있다. 이러한 ITS 사업을 통해 교통정보를 이용자에게 실시간으로 제공해 줌으로써 기존의 교통시설의 이용을 극대화 하는데 목적을 두고 있다. 이러한 정보 제공시 운전자에게 보다 정확한 통행시간정보를 제공해 주는것이 가장 중요하므로 본 연구에서는 자료의 전처리를 통해 원시데이터의 이상치 제거 및 결측처리를 실시하였다. 이를 통해 통행시간 예측의 기본이 되는 원시데이터의 정확성을 향상시켜 정보의 신뢰도를 높일 수 있는 방안을 모색하였다. 그리고 통행시간 예측을 위해 단속류 도로의 특성을 보다 정확히 반영할 수 있는 히스토리컬 프로파일 모형을 구축하였으며 실제 교통류의 특성을 적극적으로 반영하기 위해 보정식을 개발하였다. 따라서 제안된 모형과 히스토리컬 프로파일 모형과 보정식을 통해 통행시간을 예측한 후 기존의 방식인 신경망 모형, 칼만필터 모형과의 비교검증을 실시하였다. 결과적으로 일반적인 상황에서는 칼만필터 모형과 비슷한 예측력을 보였으나, 첨두시나 유고상황에서는 개발모형이 실제 교통흐름을 상대적으로 정확히 반영하여 예측을 수행함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 박은미 외 5인(2006), '2005년도 국도 ITS인프라 구축사업 알고리즘 검토/시스템 조정 및 튜닝 보고서'
  2. 삼성 SDS(2005), '2005년도 국도 ITS기반 인프라구축사업 기술제안서'
  3. 이의은. 김정현(2002), '시간처짐현상을 고려한 장거리구간 통행시간 예측 모형 개발', 대한교통학회지, 대한교통학회, 제20권 제4호, pp.51-61
  4. 강태구(2003), '신호교차로를 감안한 실시간 버스도착시간 예측기법 개발에 관한 연구', 경기대학교 대학원, 석사학위논문
  5. 장진환. 백남철. 김성현. 변상철(2004), 'AVI 자료를 이용한 동적 통행시간 예측', 대한교통학회지, 제 22권 제7호, 대한교통학회, pp.169-175
  6. 김종룡(2004), '고속도로 통행시간 예측을 위한 Historical Profile 구축에 관한 연구' 공주대학교 대학원, 석사학위논문
  7. 이영인. 김성현. 윤지현(2005), '데이터융합기술을 활용한 다주기 통행시간예측에 관한 연구', 대한교통학회지, 제23권 제4호, 대한교통학회, pp.71-79
  8. 변상철(2006), '통행특성을 반영한 일반국도 단기 통해시간 추정기법 연구', 서울시립대학교 대학원, 박사학위논문
  9. 이승재. 김범일. 권혁(2004), '단기 통행시간예측 모형 개발에 관한 연구', 한국ITS학회논문지, 제3권 제1호
  10. 이희종(2005), '첨단 버스 도착안내 시스템 기능 고도화 연구', 부경대학교 대학원, 석사학위논문
  11. 여태동. 배상훈 (2008), 'VDS 검지데이터 결측처리 기법에 관한 연구', 대한교통학회 부산.울산경남지회 춘계학술대회 발표집, 대한교통학회
  12. Bekir Bartin, Kaan Ozbay and Cem Iyigun(2006), 'A Clustering Based Methodology for Determining the Optimal Roadway Configuration of Detectors for Travel Time Estimation', IEEE Intelligent Transportation Systems Conference, 17-20, 2006
  13. Stephane Hess, Michel Bierlaire, John W.Polak(2005), 'Estimation of value of travel-time savings using mixed logit models', Transportation Research Part A 39
  14. Li Weigang, Marlon W(2002), 'Algorithm for Estimating Bus Arrival Times using GPS Data', IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems
  15. N. Messai, P. Thomas, D. Lefebvre, A. El Moudni(2002), 'A Neural Network Approach for Freeway Traffic Flow Prediction', IEEE International Conference on Control Applications
  16. Hongbin. Yin, S.C. Wong, Jianmin Xu, C.K. Wong(2002), 'Urban traffic flow prediction using a fuzzy-neural approach', Transportation Research Part C 10