교통수요 추정

• 집계모형: 교통분석존(traffic analysis zone, TAZ)을 기반으로 한 모형
• 비집계모형: 개별 통행자를 기반으로 한 모형

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4단계 교통수요 추정법

 

1. 통행발생

• Growth Factor modeling

T: 미래통행량, t: 현재통행량

P: population, I: 소득, C: 자차소유여부

• • 장래의 통행량이 현재의 통행량에 비례할 것이라고 봄 
  • 현재 통행행태가 장래에도 유지될 것이라고 가정하는 것은 곧 zone의 성장과 통행량 증가가 비례할 것이라고 보는 것이기에, 안정적인 성장 추세에 있는 도시에 적합함
  • 자차가 있는 250개의 zone과 자차가 없는 250개의 zone이 있다고 하자. 두 집단의 average trip generation rate는 자차가 있는 경우 6.0 trips/day, 2.5 trips/day 이다. 미래에는 모든 가구가 자차를 소유한다고 할 때, 미래 통행량을 구하여라.
    

    

• Regression modeling
  

  

  

  • multiple linear regression model의 경우, 변수 간 상관관계 분석을 진행하여 심각한 다중공선성을 유발하는 변수 제외할 것!
  • 종속변수와의 관계가 비선형적인 독립변수의 경우, 다음과 같은 가공을 거친 후 모형에 포함할 것!
    • 로그 변환하여 변수의 영향력을 선형화
    • 더미변수화

2. 통행분포

O: 통행유출량, D: 통행유입량, i: 출발 zone, j: 도착 zone, T: 총 통행량

• 성장인자법
  • 무제약 성장인자법
    조사한 총 통행량 t와 비교했을 때 미래 총 통행량 T가 몇배 성장했는지 확인한 후, 그 배수만큼 tij에 곱해 Tij를 구함
    

    

  • 단편제약 성장인자법
    조사한 유출량 Oi와 비교했을 때 미래 유출량 Oi가 몇배 성장했는지 확인한 후, 그 배수만큼 tij에 곱해 Tij를 구함
    

    

  • 평균 성장인자법
    조사한 유출량 Oi/유입량 Dj와 비교했을 때 미래 유출량 Oi/유입량 Dj가 몇배 성장했는지 확인한 후, 둘의 평균값만큼 tij에 곱해 Tij를 구함
    

    

  • 평형 성장인자법
    유출량과 유입량에 같은 가중치를 둔 평균 성장인자법에서 더 나아가, 상황에 맞게 다른 가중치를 부여함
• 중력모형 Gravity model
  성장인자법에서는 통행수요 추정에 교차통행 패턴을 직접적으로 이용했다면,
  중력모형은 통행수요 추정에 교차통행 패턴으로부터 도출한 통행비용에 대한 저항함수를 활용함
  • 저항함수 deterrence function

    

  • 무제약 중력모형

    

  • 단편제약 중력모형

    

  • 양편제약 중력모형

    

3. 수단선택

• 선택을 구성하는 요소
  • 의사결정자: 개인이 될 수도, 단체가 될 수도 있음
  • 대안: choice set ⊂ universal set
    • universal set: 모든 대안 집합
    • choice set: 고민의 대상이 되는 대안 집합, universal set 중 금전적, 시간적으로 실현 가능한 대안 집합
  • 대안의 매력도를 측정하는 척도
    • ordinal e.g. 승용차가 가장 빠른 수단
    • cardinal e.g. 비용은 500원
  • 의사결정 규칙
    • dominance: 대부분의 경우 한 선택지로 귀결되지 않음
      e.g. 시간 측면에서는 자동차가 지배적이지만, 통행 요금 측면에서는 대중교통이 지배적
      
    • satisfaction: 조건을 만족하지 못하면 대안에서 삭제
    • lexicographic rules: 각 속성의 우선순위를 정함
      e.g. 통행시간 > 대기시간 > 통행요금
    • utility: 각 속성을 반영하여 하나의 scalar 값으로 환산할 수 있는 generalized objective function 구성함
• 확률 선택 모형 discrete choice model
  • 교통수단 선택이 일반 경제 재화 선택과 다른 점은, 하나만 선택 가능하다는 점
    

    

  • 다음 3가지 조건을 동시에 만족할 경우 활용 가능함
    • choice set에 포함된 대안들의 수는 한정적
    • choice set에 포함된 대안들은 상호 배타적
    • 의사결정자는 choice set에서 하나의 대안만을 선택
  • 가정
    • 의사결정자는 합리적임: 항상 효용을 극대화하는 선택을 함
    • 효용함수는 확률함수: 대안들의 실제 효용은 분석자에게 알려지지 않기 때문
• 효용함수 utility function
  각 대안의 효용을 해당 대안의 속성들의 함수로 표현
  

  

  • 사람들은 대안을 '비교'하여 선택함
    = 선택할 확률에 영향을 미치는 것은 효용의 절대적인 값이 아니라 효용의 차이임
    

    

    
    
    • 결정적 효용 부분: 선형 다항식 형태
      

      

    • 확률적 효용 부분: 확률변수로 가정
      확률선택모형의 종류는 확률적 효용 부분의 확률 분포 종류에 따라 달라짐
      

      

      만약 Gumbel distribution을 따른다고 한다면,
      

      

4. 통행배정