교통계획 및 드론연구실

본 연구에서는 레벨4 이상의 완전자율주행자동차(autonomous vehicle)의 혼입률과 교통량의 변화에 따른 도로 네트워크의 성능 분석을 목적으로 하였다. 먼저, 자율주행자동차의 차량제어변수 관련 선행연구 검토와 전문가 설문 조사를 통해 자율주행 시장점유율 50 %로 예측되는 시점인 2040년의 장래 교통 수요를 예측해 이를 시뮬레이션 분석에 반영하였다. 또한, 승용차, 화물차, 버스의 자율주행 혼입률 및 교통량을0~100 %까지 단계별 25 %씩 증가시켜가면서 연속류와 단속류의 교통흐름의 변화를 분석하였다. 분석 결과 교통량이 많아짐에 따라 통행시간이 증가함을 확인하였으며, 자율주행자동차 점유율이 증가 즉, 기술의 발전에 따른 통행시간 감소 패턴도 확인할 수 있다. 나아가, 자율주행자동차 점유율이 증가함에 따라 통행속도는 증가하는 추세를 보임도 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 자율주행자동차 혼입률을 증가시키면서 교통량과 속도의 조합에 따른 한계대체율 산정을 통해 한계대체율 체감(law of diminishing MRS)의 법칙이 성립함을 확인하였다. 나아가 무차별곡선의 볼록성도 단속류와 연속류 환경에서 모두 성립함을 확인하였다.
 

본 연구에서는 실제 BRT를 운행 중인 도로 구간을 대상으로 자율주행자동차(AV)의 혼입률에 따른 교통류 특성을 분석하는 것을 목적으로 한 다. 나아가 미래 교통수요의 추정을 통해 최대 교통량 수준을 설정하였으며, BRT 도입 여부와 자율주행자동차 혼입률의 조합으로 구성된 시나 리오별로 교통 시뮬레이션을 통해 교통류 특성 분석을 실시하였다. 통계적 유의성을 검정하기 위해 Kruskal-Wallis test와 Jonckheere- Terpstra test를 통해, 자율주행자동차 혼입률이 통행시간과 지체시간에 미치는 영향을 살펴보았으며, 동시에 혼입률에 따른 통행시간 데이터의 서열관계가 존재하는 지를 분석하였다. 분석 결과, 단속류와 연속류 환경에서 모두 AV 혼입률이 증가할수록 구간 통행시간이 유의미하게 감소 함을 밝혔으며, 특히 연속류의 경우에 혼입률의 증가에 따라 통행속도의 증가와 통행시간의 감소 효과에서 수확 체증의 법칙(law of increasing returns)이 성립함을 확인하였다. 향후 본 연구의 결과를 기반으로 자율주행자동차 시대에서 도로의 재구조화 방안 및 공간 활용에 대한 추가적 연구가 필요하다고 판단된다.

본 연구는 도로관리를 위해 3D 공간 데이터 구축이 가능한 Mobile Mapping System(MMS)를 활용하여 도로 포장 모니터링 데이터를 취득하였다. 또한, MMS으로부터 획득된 사진 데이터를 인공지능을 활용해 도로노면에 있는 균열을 검지하였다. 검지된 균열률 파손모델을 개발하고자 연평균 파손량 기반의 공용성 모델과 계층적 베이지안 마르코프 혼합 해저드(Bayesian Markov Mixture Hazard) 모델을 활용한 공용성 모델을 개발하였다. 균열상태등급에 대한 기대수명 추정결과 7.810년으로 도출되었고, 연평균 파손량을 도출할 경우 연간 약 3.8%의 파손량으로 변환이 가능하였다. 또한, 유지보수 공법 선정 및 유지관리 비용 등 생애주기비용분석을 진행하였다. 분석 결과 예방적 유지보수 공법인 마이크로서페이싱 공법의 적용이 가장 유리한 것으로 도출되었다. 향후 본 연구의 도로 유지보수 모니터링 및 경제성 분석을 활용한다면 관련 계획 수립 시 과학적 근거로 활용될 것으로 기대된다.

최근 코로나19를 겪으면서 시내버스 업계의 경영애로는 더욱 가중되었다. 특히 준공영제로 운영중인 지역 보다 민영제로 운영중인 지역의 어려움이 더욱 커진 것으로 나타나, 시내버스 운영체제가 시내버스 운송업에 미치는 영향력 등에 대한 적절한 평가가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 시내버스 운영체제가 시내버스 운송업에 미치는 영향력을 살펴보기 위해 국내 16개 지자체를 대상으로 자료포락분석과 맘퀴스트 생산성지수 분석을 수행하였다. 먼저, 분석을 위해 국내 지자체를 시내버스 운영체제를 고려하여 준공영제와 민영제 지역의 2개 그룹으로 구분하였다. 분석을 위한 투입변수로는 운전자수, 종사자수, 운영비용, 재정지원금 4개 변수를, 산출요소로는 승객수와 운송수익 2개 변수를 고려하였다. 다음으로 DEA의 대표적인 분석 방법인 CCR/BCC 모형과 맘퀴스트 생산성지수 모델을 활용하여 시내버스 운송업의 운영효율성을 분석하였다. 그 결과로는 첫째, 코로나19에 상관없이 민영제 지역 대비 준공영제 지역의 운영효율성이 높게 나타났으며, 민영제 지역임에도 울산, 경기 등 수송규모가 큰 지역은 운영효율성이 높게 나타났다. 둘째, 시내버스 운송업의 운영효율성을 확보하기 위해서는 버스 1대당 운전기사 11.8%, 종업원 13.1%, 운영비용 11.3%, 재정지원금 14.0%가 추가적으로 필요한 것으로 나타났다. 셋째, 코로나19로 인하여 준공영제 지역은 7%, 민영제 지역은 14% 생산성이 감소한 것으로 나타났으며 특히, 민영제 지역은 준공영제 지역 대비 생산성 감소율이 약 2배 정도 큰 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 시내버스 운송업의 운영효율성을 파악하고 운영효율성을 확보하기 위한 정책을 수립함으로써 현재 시내버스 운송업의 효율적인 운영 방안 수립에 본 연구가 도움을 줄 수 있을 것이라 기대된다.
 

개인 이동교통수단(PM, Personal Mobility) 및 공유교통(자전거, 전동킥보드) 등 신교통수단의 등장으로 One-Stop 교통서비스에 대한 요구가 높아지고 있으며, 이런 이용자들의 수요에 발맞추어 보다 효율적인 통합교통서비스(MaaS, Mobility as a Service)의 도입을 위해 국내외에서 많은 노력을 기울이고 있다. 또한, 승용차 증가로 인한 도로혼잡 감소를 위한 대안으로 대중교통 활성화를 위해 통합교통서비스를 해외 많은 도시에서 도입하고 있다. 현재 대전광역시는 수도권 및 5대 광역권의 대중교통분담률과 비교해 매우 낮은 비율을 보이고 있으며, 이를 개선하기 위해 트램 및 충청권광역철도가 계획 중에 있다. MaaS는 도입 지역에 따라 인구밀도, ICT 환경, 운영중인 대중교통 수단이 모두 상이하기 때문에 도입하는 각 도시마다 실현 형태가 다르다. 따라서, 본 연구는 대전광역시의 MaaS 도입 시 효과적 정착을 위해 전문가와 시민을 대상으로 설문을 진행하였으며, 이를 통한 객관적인 MaaS에 대한 가치평가 분석을 목적으로 한다. 이를 위해 조건부가치측정방법(CVM, Contingent Valuation Method)의 이중양분선택형 설문으로 데이터를 수집하였고, 응답 데이터 중 절단데이터를 반영할 수 있는 토빗모형 및 생존분석모형의 각 모형별 지불의사금액 차이를 비교분석하였다. 분석 결과, 향후 요금 산정에 영향을 미치는 요인을 세부적으로 파악할 수 있었으며, 토빗모형을 통해 분석된 지불의사액은 63,586.5원이었으며, 생존분석모형을 통해 산정된 지불의사액은 69,181원으로 도출되었다. 본 분석을 통해 산정된 대전광역시 시민들이 MaaS서비스에 지불하고자 하는 화폐적 가치를 대전광역시의 MaaS 도입을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것이다.

최근, 자전거도로 관련 시설 등의 모니터링과 관리 방안에 대한 중요성이 증가하고 있다. 그러나 자전거도로를 포함한 보행공간에 대한 이용자의 안전 및 편의성에 대한 모니터링과 평가에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 모바일매핑시스템(Mobile Mapping System, MMS)을 활용하여 자전거보행자겸용도로의 상태 모니터링 데이터를 구축하고, 인공지능 기반객체인식 기법을 이용하여 보행자와 자전거 이용자들의 관점에서 겸용도로의 서비스 수준 산정방안을 제시하고자 한다. 본 연구를 통해 제시한 자전거보행자겸용도로의 모니터링과 서비스 수준 산정 방안은 향후 전기자전거와 개인형 이동수단(personal mobility, PM)의 증가에 대비한 보행공간의 정비와 재구조화(reconstruction) 등 계획과 관리에 기초 자료로 활용될 수 있을것으로 기대된다.

본 논문의 목적은 복잡한 사회현상을 구조화하고 분석하는데 활용되고 있는 시스템 다이내믹스(System Dynamics) 분석기법을 이용해 교통문화 확산모형을 개발하고, 교통문화지수(Traffic Culture Index) 변화에 대한 시나리오 분석 수행하는 것이다. 확산모형은 이론적 근거를 갖고 있는 배스의 확산모형(Bass Diffusion Model)에 기초해 구축하였으며, 혁신에 의한 확산과 모방에 의한 확산, 2가지를 모형에 반영하여 혁신계수와 모방계수를 도출하는데 주안점을 두었다. 혁신에 의한 확산 요인으로는 차량기술수준 변수를, 모방에 의한 확산 요인으로는 교통안전투자 변수를 고려하였다. 이 2가지 변수를 고려해 향후 교통문화지수가 어떻게 변화하는지 시나리오 분석을 수행하였다. 확산모형에서 혁신계수는 0.0005, 모방계수는 0.03625로 산정되었다. 시나리오 분석에서는 차량기술수준 변화에 따른 교통문화 확산수준의 경우, 차량기술수준 ±10% 변화시 교통문화지수가 ±0.058% 범위에서 증감하는 것으로 분석되었다. 교통안전투자 변화에 따른 교통문화 확산수준은 교통안전투자 ±10% 변화시 교통문화지수가 약 ±0.26% 범위에서 증감하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 향후 교통문화 확산요인에 관한 추가 연구를 통해 지자체 등에서 교통문화지수의 변화를 예측하고, 대응하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 세종시의 도로포장 구간을 대상으로 도로포장의 균열률 파손모델을 개발하였다. 파손모델개발에 필요한 모니터링 데이터는 딥러닝 기반의 도로자산 모니터링 시스템을활용하여 취득하였다. 모니터링 조사는 동일 구간을 대상으로 2021년도와 2022년도에 수행하였다. 도로포장 파손모델은 연평균 파손량을 추정하기 위한 방법론과 계층적 베이지안 마르코프 혼합 해저드 (Bayesian Markov Mixture Hazard) 모델을 활용한 방법론으로 구분하여 분석을수행하였다. 분석결과, 기존 전문조사장비에서 취득된 데이터를 기반으로 개발된 균열률 파손모델과 유사한 분석 값을 도출할 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 지자체의 도로관리계획수립을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구는 시스템 사고에 기초한 시스템 다이내믹스 분석 방법론을 이용해 전세버스의 교통사고위험을 예측하기 위한 모델을 개발하는데 목적이 있다. 시스템 다이내믹스(System Dynamics)는 시스템적 사고(System Thinking)를 모델화하는 도구이자, 시간의 변화에 따라 변화하는 시스템을 수학적으로 모델링하는 컴퓨터 프로그램 기반의 분석 방법론이다. 본 연구에서는 이러한 기업의 교통안전관리 차원에서 교통사고에 영향을 미치는 다양한 변수들에 대한 고려와 함께 각 변수들간의 상호관련성에 기초한 인과관계를 분석하고 이를 구조화하고자 시스템 다이내믹스 방법론을 활용하였다. 본 연구에서는 과거 10년간(2008-2017년) 데이터를 활용해 목표연도를 2028년으로 설정하고, 12개 외생변수와 13개 내생변수 및 5개 정책변수로 구분하여 교통사고위험지수(사고빈도와 심각도 고려)를 목적변수를 하는 예측모델을 개발하였다. 예측모델 개발 측면에서 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 전세버스 교통사고위험에 직접적 그리고 간접적 영향을 미치는 30개의 변수를 인적요인, 조직요인, 정책요인, 차량요인, 도로환경요인 등으로 구분하고 각 변수들간의 상호 인과관계, 상관관계를 기초로 하는 시스템 다이내믹스 예측모델을 개발하였다. 둘째, 각 변수의 예측 서브모델을 개발하고 각각의 서브모델을 연결하는 통합모델을 개발한 결과, 장래 목표연도인 2028년 교통사고위험지수는 연평균증가율 -3.6%로 감소하여, 2008년 대비 절반 수준에 이를 것으로 예측되었다. 셋째, 전세버스 교통사고위험에는 운전자 피로도, 교통안전투자, 운전자 운전시간, 휴게시간, 운전자 안전의식, 운전자 휴게시간, 위험행동, 첨단차량대수 등이 큰 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. 모델의 검증은 연구모델의 단위점검, 타임스텝 변화에 따른 민감도분석, 모델 적합도 체크(결정계수 검토), 계수값에 대한 민감도 분석, 단일년도 예측모델 검증 등을 통해 모델의 타당성 분석을 실시하고, 예측모델의 객관성을 검증하였다. 본 연구결과는 기존 선행연구에서처럼 예측식 위주의 모델 개발이 아니라, 정책적 ‧ 사회적 ‧ 산업적 미래환경 변화에 대응하기 위한 실증적 예측모델로서, 의사결정자의 결정, 판단에 기여할 것으로 판단되며, 운수업체 뿐만 아니라 교통안전정책 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다.

본 연구에서는 세종시 포장도로 구간을 대상으로 모바일매핑시스템(MMS)과 딥러닝 균열감지시스템을 활용한 도로포장 모니터링 방안을 제시하고 경제성 분석을 통한 최적 유지보수공법을 제시하였다. 나아가, 기존 대부분의 연구에서는 도로포장 조사 차량에 의해 취득된 데이터를 활용한 사례가 대부분이었으나 본 연구에서는 직접 모니터링 조사를 통해 취득한 도로포장 상태등급을 기준으로 경제성 분석을 실시하였다. 도로포장 상태 모니터링 결과 일반국도, 시도, 지방도의 순서대로 도로포장 상태가 양호한 것을 확인하였다. 또한 포장파손모델을 활용한 경제성 분석 결과, 예방적 유지보수공법인 마이크로서페이싱 공법을 적용하는 것이 유지보수비용과 이용자 편익 측면에서 가장 경제적인 것으로 나타났다. 본 연구의 성과는 지자체의기반시설 관리계획 수립을 위한 기초적 자료로 활용될 것으로 기대된다.

최근 5년간 중앙정부의 전체 예산은 매년 4.9%의 비율로 증가하고 있으나, 도로부문의 유지관리 예산은 매년 줄고 있다. 또한 도로법의 개정 및 지속가능한 기반시설 관리 기본법의 신설에 따라 모든 지자체에서 유지관리와 성능개선을 위해 5년 단위의 기본계획을 수립해야 한다. 하지만 상대적으로 예산이 적은 지자체에서 도로관리를 위한 고가의 장비를 도입하기는 현실적으로 어려운 실정이다. 이에 본 연구는 인공지능을 활용하여 상대적으로 가격이 저렴한 Mobile Mapping System(MMS)와 드론을 활용한 도로균열 검출 방법을 제시하는 것을 연구의 목적으로 한다. MMS와 드론을 활용하여 얻은 해상도 높은 도로 노면 사진데이터를 취득하고 데이터의 특성에 따라 인공지능을 학습시키기 위하여 전처리를 수행하였다. 딥러닝 학습을 위해 도로 파손 유형에 따라 균열이 있는 곳과 없는 곳, 또는 도로가 아닌 곳으로 라벨링을 진행하였고 Basic CNN모델과 Mobilenetv2신경망을 수정하여 학습을 진행하였다. Mobilenetv2의 알고리즘의 분류정확도는 MMS데이터 95%, 드론데이터 78%를 얻었다. 이는 MMS와 드론을 활용하여 정도 높은 균열 분류가 가능하다는 결론을 도출할 수 있었다. 향후 본 연구에서 개발된 알고리즘을 기반으로 지자체와 시설물 관리 기관에서 도로균열을 체계적으로 관리될 것이다. 또한 사용자 중심의 소프트웨어를 활용하여 도로를 이용하는 시민들에게도 도움이 될 것으로 기대된다.
 

사회기반시설의 장래유지 관리비용 추정은 불확실한 미래를 다루기 때문에 신뢰성 높은 파손예측모델의 구축이 매우 중요하다. 하지만, 지자체에서는 예산, 인력, 파손예측모델의 필요성 등에 대한 인식부족으로 인해 기반시설의 정확한 파손예측모델 개발이 어려운 실정이다. 따라서 본연구에서는 베이지안 마르코프 혼합해저드 모델을 활용하여 일반국도 아스팔트 도로포장의 균열률에 대한 지역별 기대수명을 추정하였다. 또한 정확한 기대수명 추정을 위하여 교통량, 축하중, 포장강도, 기후, 제설제사용량 등의 환경변수를 적용하여 추정결과에 대한 신뢰성을 확보하고자 하였다. 분석결과, 지역별로 최소 13.09년에서 최대 19.61년의 기대수명이 추정되었다. 본 연구결과를 활용할 경우, 지역적 파손특성이 고려된 신뢰성 높은 장래 유지관리비용의 추정이 가능할 것으로 기대된다.

1988년 부산에서 처음 발병된 소나무재선충병(Pine Wilt Disease, PWD)은 우리나라 소나무에 막대한 피해를 주고 있는 심각한 질병이다. 정부에서는 2005년 소나무재선충병 방제특별법을 제정하고 피해지역의 소나무 이동 금지와 방제를 시행하고 있다. 하지만, 기존의 예찰 및 방제 방법은 산악지형에서 동시다발적이고 급진적으로 발생하는 소나무재선충병을 줄이기에는 물리적, 경제적 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 소나무재선충병 감염의심목을 효율적으로 탐지하기 위해 무인항공기를 이용한 영상자료를 바탕으로 딥러닝 객체인식 예찰 방법의 활용가능성을 제시하고자 한다. 소나무재선충병 피해목을 관측하기 위해서 항공촬영을 통해 영상 데이터를 획득하고 정사영상을 제작하였다. 그 결과 198개의 피해목이 확인되었으며, 이를 검증하기 위해서 접근이 불가한 급경사지나 절벽과 같은 곳을 제외하고 현장 조사를 진행하여 84개의 피해목을 확인할 수 있었다. 검증된 데이터를 가지고 분할방법인 SegNet과 검출방법인 YOLOv2를 이용하여 분석한 결과 성능은 각각 0.57, 0.77로 나타났다.

최근 경주, 포항지진으로 지진에 대한 경각심이 높아진 가운 데, 서울도 더 이상 지진의 안전지대가 아니므로 이에 대한 철 저한 대비가 필요하다. 서울시는 2016년 5월 수립한 「지진 방재종합계획(2016~2020)」에 따라 주요 시설물의 내진성 능을 개선하고 시민 대피교육 및 훈련을 실시하는 등 도시의 대응력을 향상해 나가고 있다. 하지만, 서울의 지진방재력을 해외 지진방재선진도시 수준으로 향상시키기 위해서는 해외 피해사례를 반면교사로 삼아 구조․구급체계도 강화되어야 한 다. 일례로 1995년 고베지진 당시, 극심한 도로정체로 신속한 구조 구급 활동이 이루어지지 못해 지진발생 5시간 이후 사망 자는 477명에 달했다[NHK특별취재팀, 2018]. 이러한 경험 을 통해 방재선진도시에서는 긴급차량의 신속한 이동이나 원 활한 대피를 위한 비상도로망을 운영하고 있으나, 국내는 지정 그림 1. 서울 비상도로망(안)2) 사례조차 없는 실정이다. 이와 관련하여 채종길 외(2020)는 서울을 대상으로 지진으로 인한 광역적․복합적 피해 발생 상 황에서 방재력(구조․구급)의 원거리 신속지원을 위한 비상도 로망(안)을 제시한 바 있다(그림 1 참조). 비상도로망이 실제 현실에서 운영되기 위해서는 도로이용자 가 비상도로임을 충분히 인지할 수 있는 도로안전시설물(차선, 표지판, 차단기 등)의 설치가 필수적이나, 현재 국내에는 이와 관련하여 규격화된 것이 없는 실정이다. 이에 본 고에서는 해 외 방재선진국/도시의 비상도로 운영을 위한 도로안전시설물 사례와 우리나라의 도로안전시설물 규정을 반영한 도로안전시 설물 표시(안)에 대하여 검토한 결과를 소개하고자 한다.

도로관리에 충분한 재정투자가 현실적으로 어려 운 상황에서 도로의 기능유지, 생애주기비용 등을 고려한 효율적인 유지관리 방안 마련 필요성이 지 속적으로 제기되고 있다. 특히, 도로법 개정(14.1.14)으로 도로건설・관 리계획(5년)의 수립시 도로 자산의 활용·운용에 관한 사항을 포함토록 하고 있으며, 지속가능한 기반시설 관리 기본법 의 시행으로 체계적인 관리 를 위한 기반은 마련되었다. 따라서 국토교통부는 국가 기반시설의 체계적 관리를 위해 인프라 총조사 사업을 추진하고 있으 며, 도로 등 SOC 7종과 수도 등 지하시설물 8종 이 그 대상이다. 도로법에 따른 전국 도로상의 교량 및 터널에 대한 현황조서(2019년) 결과에 따르면, 교량은 35,902개소(3,667km)로 전체 도로연장의 3.3% 를 차지하며 평균 사용연수는 17.8년으로 30년 이상 사용된 노후화 비율은 12.5%로 노후화가 심각한 상태이다. 터널의 경우에도 평균 사용연수 는 11.6년으로 노후화 비율은 증가할 것으로 예 상된다. 한편, 도로의 경우를 예로 들면 선진국의 도로 유지 보수비용은 km당 3-4억원이나 우리나라의 경우 고속도로는 km당 7,000만원, 일반 국도는 5,100만원, 시군구는 1,300만원에 불과하여 도 로상태를 점검하기 위한 보다 저렴한 방식의 시스 템이 필요한 실정이다(도명식 외, 2019). 이에 현재 인력식으로 진행되고 있는 기반시설 의 상태 등급(서비스 수준) 조사는 최근 교량 등 기반시설물이 거대 중후해짐에 따라 첨단 조사장 비(MMS, Drone 등)의 활용에 대한 필요성이 높 아지고 있다. 기반시설의 설치 위치가 해상, 산악지역 등 조 사원이 접근하기 힘든 곳이 많아 Mobile Mapping System (MMS), Robot 혹은 Drone 등을 활용 한 조사 기법에 대한 기대가 커지고 있다. 본고에서는 3차원 공간정보의 취득과 활용을 이 용한 인프라 자산관리 시스템의 개요와 관련 기술 의 동향을 살펴보고 향후 국가 소관뿐만 아니라 지 자체 소관 시설물의 효율적인 관리방안에 대해 제 언하고자 한다.

본 연구에서는 실제 BRT를 운행 중인 도로 구간을 대상으로 자율주행자동차(AV)의 혼입률에 따른 교통류 특성을 분석하는 것을 목적으로 한 다. 나아가 미래 교통수요의 추정을 통해 최대 교통량 수준을 설정하였으며, BRT 도입 여부와 자율주행자동차 혼입률의 조합으로 구성된 시나 리오별로 교통 시뮬레이션을 통해 교통류 특성 분석을 실시하였다. 통계적 유의성을 검정하기 위해 Kruskal-Wallis test와 Jonckheere- Terpstra test를 통해, 자율주행자동차 혼입률이 통행시간과 지체시간에 미치는 영향을 살펴보았으며, 동시에 혼입률에 따른 통행시간 데이터의 서열관계가 존재하는 지를 분석하였다. 분석 결과, 단속류와 연속류 환경에서 모두 AV 혼입률이 증가할수록 구간 통행시간이 유의미하게 감소 함을 밝혔으며, 특히 연속류의 경우에 혼입률의 증가에 따라 통행속도의 증가와 통행시간의 감소 효과에서 수확 체증의 법칙(law of increasing returns)이 성립함을 확인하였다. 향후 본 연구의 결과를 기반으로 자율주행자동차 시대에서 도로의 재구조화 방안 및 공간 활용에 대한 추가적 연구가 필요하다고 판단된다.

본 연구에서는 레벨4 이상의 완전자율주행자동차(autonomous vehicle)의 혼입률과 교통량의 변화에 따른 도로 네트워크의 성능 분석을 목적으로 하였다. 먼저, 자율주행자동차의 차량제어변수 관련 선행연구 검토와 전문가 설문 조사를 통해 자율주행 시장점유율 50 %로 예측되는 시점인 2040년의 장래 교통 수요를 예측해 이를 시뮬레이션 분석에 반영하였다. 또한, 승용차, 화물차, 버스의 자율주행 혼입률 및 교통량을0~100 %까지 단계별 25 %씩 증가시켜가면서 연속류와 단속류의 교통흐름의 변화를 분석하였다. 분석 결과 교통량이 많아짐에 따라 통행시간이 증가함을 확인하였으며, 자율주행자동차 점유율이 증가 즉, 기술의 발전에 따른 통행시간 감소 패턴도 확인할 수 있다. 나아가, 자율주행자동차 점유율이 증가함에 따라 통행속도는 증가하는 추세를 보임도 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 자율주행자동차 혼입률을 증가시키면서 교통량과 속도의 조합에 따른 한계대체율 산정을 통해 한계대체율 체감(law of diminishing MRS)의 법칙이 성립함을 확인하였다. 나아가 무차별곡선의 볼록성도 단속류와 연속류 환경에서 모두 성립함을 확인하였다.

본 연구는 도로관리를 위해 3D 공간 데이터 구축이 가능한 Mobile Mapping System(MMS)를 활용하여 도로 포장 모니터링 데이터를 취득하였다. 또한, MMS으로부터 획득된 사진 데이터를 인공지능을 활용해 도로노면에 있는 균열을 검지하였다. 검지된 균열률 파손모델을 개발하고자 연평균 파손량 기반의 공용성 모델과 계층적 베이지안 마르코프 혼합 해저드(Bayesian Markov Mixture Hazard) 모델을 활용한 공용성 모델을 개발하였다. 균열상태등급에 대한 기대수명 추정결과 7.810년으로 도출되었고, 연평균 파손량을 도출할 경우 연간 약 3.8%의 파손량으로 변환이 가능하였다. 또한, 유지보수 공법 선정 및 유지관리 비용 등 생애주기비용분석을 진행하였다. 분석 결과 예방적 유지보수 공법인 마이크로서페이싱 공법의 적용이 가장 유리한 것으로 도출되었다. 향후 본 연구의 도로 유지보수 모니터링 및 경제성 분석을 활용한다면 관련 계획 수립 시 과학적 근거로 활용될 것으로 기대된다.

개인 이동교통수단(PM, Personal Mobility) 및 공유교통(자전거, 전동킥보드) 등 신교통수단의 등장으로 One-Stop 교통서비스에 대한 요구가 높아지고 있으며, 이런 이용자들의 수요에 발맞추어 보다 효율적인 통합교통서비스(MaaS, Mobility as a Service)의 도입을 위해 국내외에서 많은 노력을 기울이고 있다. 또한, 승용차 증가로 인한 도로혼잡 감소를 위한 대안으로 대중교통 활성화를 위해 통합교통서비스를 해외 많은 도시에서 도입하고 있다. 현재 대전광역시는 수도권 및 5대 광역권의 대중교통분담률과 비교해 매우 낮은 비율을 보이고 있으며, 이를 개선하기 위해 트램 및 충청권광역철도가 계획 중에 있다. MaaS는 도입 지역에 따라 인구밀도, ICT 환경, 운영중인 대중교통 수단이 모두 상이하기 때문에 도입하는 각 도시마다 실현 형태가 다르다. 따라서, 본 연구는 대전광역시의 MaaS 도입 시 효과적 정착을 위해 전문가와 시민을 대상으로 설문을 진행하였으며, 이를 통한 객관적인 MaaS에 대한 가치평가 분석을 목적으로 한다. 이를 위해 조건부가치측정방법(CVM, Contingent Valuation Method)의 이중양분선택형 설문으로 데이터를 수집하였고, 응답 데이터 중절단데이터를 반영할 수 있는 토빗모형 및 생존분석모형의 각 모형별 지불의사금액 차이를 비교분석하였다. 분석 결과, 향후 요금 산정에 영향을 미치는 요인을 세부적으로 파악할 수 있었으며, 토빗모형을 통해 분석된 지불의사액은 63,586.5원이었으며, 생존분석모형을 통해 산정된 지불의사액은 69,181원으로 도출되었다. 본 분석을 통해 산정된 대전광역시 시민들이 MaaS서비스에 지불하고자하는 화폐적 가치를 대전광역시의 MaaS 도입을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것이다.

최근, 자전거도로 관련 시설 등의 모니터링과 관리 방안에 대한 중요성이 증가하고 있다. 그러나 자전거도로를 포함한 보행공간에 대한 이용자의 안전 및 편의성에 대한 모니터링과 평가에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 모바일매핑시스템(Mobile Mapping System, MMS)을 활용하여 자전거보행자겸용도로의 상태 모니터링 데이터를 구축하고, 인공지능 기반객체인식 기법을 이용하여 보행자와 자전거 이용자들의 관점에서 겸용도로의 서비스 수준 산정방안을 제시하고자 한다. 본 연구를 통해 제시한 자전거보행자겸용도로의 모니터링과 서비스 수준 산정 방안은 향후 전기자전거와 개인형 이동수단(personal mobility, PM)의 증가에 대비한 보행공간의 정비와 재구조화(reconstruction) 등 계획과 관리에 기초 자료로 활용될 수 있을것으로 기대된다.