Journal of Korean Society of Transportation (대한교통학회지)

Korean Society of Transportation (대한교통학회)
권호 표지

Alignment Optimization Considering Characteristics of Intersections

교차로의 특성을 고려한 도로선형최적화

  • KIM, Eungcheol (Advanced Highway Research Center, Hanyang University) ;
  • SON, Bongsoo (Advanced Highway Research Center, Hanyang University) ;
  • CHANG, Myungsoon (Department of Transportation Engineering, Hanyang University)
  • Published : 2002.08.01
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Abstract

본 연구에서는 교차로의 비용 및 특성을 고려한 도로선형최적화 모형을 유전자 알고리즘(Genetic Algorithms)을 이용하여 개발하였다. 기존의 도로선형최적화 모형은 교차로 특성을 고려하지 못해서 실제 적용에 심대한 문제점을 내재하고 있다. 본 논문에서는 특정 도로선형에 교차로 건설의 필요가 있을 경우, 민감(Sensitive)하고 지배적인(Dominating) 교차로 비용 항목들 즉, 토공비용, 보상비, 포장비, 사고비용, 지체 및 연료소모비용 등의 산정이 시도되었다. 또한 비교적 우수한 도로선형 대안을 유전자 알고리즘을 이용한 탐색과정 중에서 비효율적으로 강제 퇴화시키는 단점 보완을 위한 교차로 국소 최적화 방법(Local Optimization of Intersections)이 개발되어 기존 모형을 보완하였다. 공간상의 도로선형은 매개변수적 묘사(Parametric Representation)를 통하여 구현하였으며 벡터운영(Vector Manipulation)을 통해 교차로비용 산정의 근간인 교차점과 다른 중요점들의 좌표를 찾을 수 있었다. 개발된 교차로 비용산정 모형이 보다 정밀하게 교차로 비용을 산정함이 증명되었으며 궁극적으로는 기존의 최적화 모형의 단점을 보완할 수 있음이 제시되었다. 또한, 새로이 제시된 교차로 국소 최적화 방법이 최적대안 탐색과정의 유연성을 증대하였으며, 결과적으로 효율적인 교차로의 유지에 기여함을 알 수 있었다. 제시된 교차로 국소 최적화 방법은 추후 단일노선이 아닌 도로망 최적화시의 기초를 제시함은 주목할 만 하다. 두개의 예제에서 도출된 최적노선 및 교차로 비용 등의 검토 결과, 도로상의 교차로 건설비용은 도로선형 최적화에 큰 영향을 미치는 실질적이며 민감한 비용 항목임이 검증되었으며 이는 도로선형최적화 모형이 교차로 비용을 반드시 검토 및 평가할 수 있어야 함을 반증한다.

Keywords

References

  1. American Association of State Highway and Transportation Offcials A Policy on Geometric Design of Highways and Streets AASHTO
  2. Traffic Engineering and Control v.24 no.10 A Hierarchy of Vehicle Fuel Consumption Models Akcelik,R.;Bayley,C.;Bowyer,D.P.;Biggs,D.C.
  3. Traffic Engineering v.45 no.2 Some Energy Considerations in Traffic Signal Timing Bauer,C.S.
  4. Research Report ARR 152 ARFCOM-Models for Estimating Light to Heavy Vehicle Fuel Consumption Biggs,D.C.
  5. ITE Journal v.56 no.12 Fuel Consumption Analyses for Urban Traffic Management Bowyer,D.P.;Akcelik,R.;Biggs,D.C.
  6. Journal of Korean Society of Transportation v.16 no.4 Development of a Highway Geometric Design Consistency Evaluation Model Choi,J.
  7. Traffic Engineering v.45 no.11 Delay and Fuel Consumption at Traffic Signals Courage,K.G.;Parapar,S.M.
  8. Transportation Science v.10 no.2 Multivariate Analysis of Traffic Factors Related to Fuel Consumption in Urban Driving Evans,L.;Herman,R.;Lam,T.
  9. Manual on Uniform Traffic Control Devices(MUTCD) 2000 FHWA
  10. TRANSYT-7F Student Workbook FHWA
  11. Transportation Research Record 1239 Highway Vertical Alignment Analysis by Dynamic Programming Fwa,T.F.
  12. Genetic Algorithms and Engineering Design Gen,M.;Cheng,R.
  13. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning Goldberg,D.E.
  14. Transportation Science v.19 no.1 The Influence of Stops on Vehicle Fuel Consumption in Urban Traffic Herman,R.;Ardekani,S.
  15. Route Location and Design(5th Edition) Hickerson,T.F.
  16. Manual of Traffic Signal Design(Second Edition) Institute of Transportation Engineers
  17. Ph. D. Dissertation, University of Maryland, College Park A Geographic Information Systems-Based Model for Highway Design Optimization Jha, Manoj K.
  18. Ph. D. Dissertation, University of Maryland, College Park Optimizing Highway Alignments with Genetic Algorithms Jong,J.C.
  19. Transportation Research Record 1665 Injury, Fatal, and Property Damage Accident Models for Highway Corridors Khan,S.;Shanmugam,R.;Hoeschen,B.
  20. Transportation Research Record 1772 Estimating Highway Earthwork Cross Sections Using Vector and Parametric Representation Kim,E.;Schonfeld,P.M.
  21. Transportation Research Record 1172 Injury Accident Prediction Models for Signalized Intersections Lau,M.Y.K.;May,Jr.A.
  22. Transportation Research Record 1641 Development of an Aggergate Fuel Consumption Model for Signalized Intersections Liao,T.Y.;Machemehl,R.B.
  23. Journal of Transportation Engineering v.125 no.4 Automated Calculation of Sight Distance from Horizontal Geometry Lovell,D.J.
  24. ITE Journal v.71 no.1 Traffic Signal Warrants: Two Agencies' Preferences McDonald,Jr.D.R.
  25. Traffic Engineering(Second Edition) McShane,W.R.;Roess,R.P.;Prassas,E.S.
  26. Genetic Algorithms + Data Structures=Evolution Programs(Third Edition) Michalewicz,Z.
  27. Geometric Modeling(2nd Edition) Mortenson,M.E.
  28. Optimisation of Road Alignment by the Use of Computers OECD
  29. Road Research Laboratory Report 253 TRANSYT: A Traffic Network Study Tool Robertson,D.I.
  30. Transportation Research Record 1665 Accident Prediction Models for Urban Unsignalized Intersections in British Columbia Sayed,T.;Rodriguez,F.
  31. Transportation Engineering Journal of ASCE, Proceedings of the American Society of Civil Engineers v.108 no.TE3 Expressway Route Optimization by OCP Shaw,J.F.B.;Howard,B.E.
  32. Calculus with analytic Geometry(2nd Edition) Swokowski,E.W.
  33. Highway Capacity Manual: Special Report 209 TRB
  34. Report FHWA-RD-98-133 Accident Models for Two-Lane Rural Roads: Segments and Intersections Vogt,A.;Bared,J.G.
  35. TRANSYT-7F User's Guide Wallace,C.E.;Courage,K.G.;Hadi,M.A.
  36. Road Research Technical Paper No. 39 Traffic Signal Settings Webster,F.V.
  37. Report FHWA-RD-86-125 Safety Effects of Cross-Section Design for Two-Lane Roads Zegeer,C.V.;Hummer,J.;Herf,L.;Reinfurt,D.;Hunter,W.