과학연구

단계별예측알고리듬을 리용하여 대중교통수단들의 통과시간을 줄이기 위한 교통신호우선권조종

 2025.7.23.

최근년간 도시에서 교통수단들에 의한 대기오염과 교통소음문제가 심각히 제기되는것으로 하여 대중교통수단들의 리용률을 높이는 문제가 중요하게 제기된다.

우리는 네거리에서 교통수단들의 대기렬길이를 평가한데 기초하여 대중교통수단들에 우선권을 부여하는 방식으로 기다림시간을 줄이고 그 리용률을 높이기 위한 알고리듬에 대하여 연구하였다.

그림과 같이 일반적인 네거리교차점에는 12개의 가능한 로선쌍이 존재하는데 우리는 교통수단들의 입출구흐름에 기초한 대기렬길이의 수식화에 기초하여 해당한 로선쌍에 통과신호를 주는 시점에서 다음단계의 대기렬길이들을 예측하기 위한 단계별예측알고리듬을 제안한다.

제안된 알고리듬에서는 네거리에서 해당한 대기렬에 통과신호를 주는 시점에서 다음단계의 대기렬길이를 예측한데 기초하여 대중교통수단들에 적당한 무게곁수를 적용하는 방식으로 대중교통수단들의 통과에 우선권을 부여하고 그 기다림시간을 줄인다.

제안된 알고리듬의 우월성은 교통모의도구인 SUMO를 리용하여 검증하였다.

교차점구조와 가능한 로선쌍들
그림. 교차점구조와 가능한 로선쌍들

모의결과에 의하면 이 연구에서 제안된 알고리듬은 다른 운수수단들의 기다림시간에 주는 영향을 고려하는 경우에도 대중교통수단들의 평균기다림시간을 최대 30%까지 줄일수 있다는것이 확증되였다.

이 연구결과는 잡지《Public Transport》에 《Traffic signal priority control for public transport rapid transit based on a step-by-step prediction algorithm》(https://doi.org/10.1007/s12469-024-00364-w9)의 제목으로 출판되였다.