과거이력자료를 활용한 요일별 패턴분류 알고리즘 개발

Abstract

이 연구는 시계열 과거 속도자료를 활용하여 유사한 패턴 변화를 보이는 요일을 그룹핑하는 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘에 적용할 이력자료 시간적 범위는 과거 2개월치 자료를 사용하였으며, 공간적 범위는 도시부도로를 대상으로 하였다. 이 연구에서 제안한 알고리즘은 크게 거시적인 관점과 미시적인 관점으로 나누어 요일별 패턴분류를 수행하였다. 먼저 거시적인 관점에서 요일별 첨두/비첨두 시간대와 요일별 속도변화가 크게 나타나는 중점시간대를 도출하였다. 미시적인 관점에서는 거시적인 관점에서 도출된 중점시간대를 대상으로 요일간 속도 차이를 개별(요일별) 혹은 그룹간의 유사성을 비교하여 단계적으로 분류하는 2단계 속도 군집 알고리즘(Two-step speed clustering algorithm, TSC)을 개발하였다. TSC 알고리즘은 중점시간대의 매 가공주기(또는 제공주기)마다 요일별(월~일) 속도차이를 토대로 그룹핑하는 1단계와 1단계에서 도출된 각 그룹의 평균과 요일간의 속도차이를 비교하여 재할당하는 2단계로 구성된다. TSC 알고리즘은 실제 지점검지기에서 수집된 시간대별 시계열 자료를 토대로 개발 및 성능평가가 수행되었다. 따라서, 교통정보센터에서 수집·가공·저장되는 과거이력자료를 이용하여 요일별 패턴분류 수행이 가능하고 알고리즘 구현도 실제 가공체계에 적용하기 용이하다. 이 연구에서 제안한 알고리즘은 통행패턴기반 정보가공 알고리즘 개발, 요일별 반복정체구간 운영관리, TOD에 근거한 신호운영 개선 등 교통운영 및 관리 전반에 적용이 가능하다.; The objective of this paper is to develop a daily pattern clustering algorithm using historical traffic data that can reliably detect under various traffic flow conditions in urban streets. The developed algorithm in this paper is categorized into two major parts, that is to say a macroscopic and a microscopic points of view. First of all, a macroscopic analysis process deduces a daily peak/non-peak hour and emphasis analysis time zones based on the speed time-series. A microscopic analysis process clusters a daily pattern compared with a similarity between individuals or between individual and group. The name of the developed algorithm in microscopic analysis process is called "Two-step speed clustering (TSC) algorithm". TSC algorithm improves the accuracy of a daily pattern clustering based on the time-series speed variation data. The experiments of the algorithm have been conducted with point detector data, installed at a Ansan city, and verified through comparison with a clustering techniques using SPSS. Our efforts in this study are expected to contribute to developing pattern-based information processing, operations management of daily recurrent congestion, improvement of daily signal optimization based on TOD plans.