퍼지 전문가 시스템에 기초한 실시간 교통 소통상황 예측

Abstract

현재 비약적으로 발전하고 있는 정보통신기술을 활용한 지능형교통체계(ITS; Intelligent Transportation Systems)는 지점검지체계와 구간검지체계에 첨단 검지장비가 도입되면서 교통정보의 신뢰성이 중요하게 대두되고 있다. 실시간 교통 소통상황 정보는 이용자의 정보 습득에 따라서 경로변경 및 선택에 큰 영향을 미치므로 정보의 신뢰도 향상은 매우 중요한 문제이다. 본 연구에서는 지능형교통체계하에서 수집된 속도자료의 시계열 패턴을 이용하여 실시간 교통 소통상황이 악화, 완화, 유지되는지 판단하였다. 본 연구에서는 교통 소통상황을 실시간 속도값 하나로 원활(G), 서행(Y), 정체(R)로 분류하는 기존방식과 다르게, 이를 속도의 패턴으로 상승(U), 진동(V), 하락(D)의 개념을 적용하여 실시간 이후의 교통 소통상황을 단기 예측하는 것을 목적으로 한다. 그리하여 최종적으로 총 아홉 가지 정보제공언어(GU, GV, GD, YU, YV, YD, RU, RV, RD)로써 예측된 교통 소통상황을 상황판에 표현한다. 본 연구에서는 현재 일관적이지 않고 명확한 근거가 없이 사용되고 있는 소통상황 분류기준을 재정립하였고, 실시간 교통류의 안정성을 파악할 수 있는 소통상황 판단지표를 개발하였다. 그리고 이를 퍼지 전문가 시스템에 적용하여 통행속도와 교통 소통상황이 예측 가능한 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 시스템의 신뢰성을 평가하기 위해 다양한 예측시점과, 여러 통행특성의 실제 검지 자료를 시스템에 적용하여 성능 검증을 수행하였다. 모든 성능 검증을 수행한 결과 평균 오차율(MAPE)이 5% 미만으로 분석되어 매우 신뢰도 높은 결과를 도출하였다. 본 연구에서 개발한 시스템은 교통정보센터 운영자 측면에서 도로망 교통류 안정성 모니터링과 첨두시, 비첨두시의 일반 상황은 물론, 돌발 상황의 교통류 안정성 평가 및 운영전략 수립에 활용 가능할 것으로 기대된다. 그리고 이렇게 생성된 교통 소통상황 예측 정보는 교통정보가공 및 제공체계, 상황판 운영모니터링, 과거이력자료 활용 등의 발전에 기여할 수 있으며, 전산처리 및 통신기술의 적시성 문제를 보완할 수 있다, 또한 정보 이용자대신 앞으로의 교통 소통상황을 인공 지능적으로 예측하여 고품질의 정보를 제공하므로 향후 첨단 교통시스템의 발전에 크게 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다.