Space syntax를 고려한 교통수요예측의 중력모형 개선방안 연구 :A study on improvement of gravity model of transporting demand forecasting considering space syntax

장진영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 장진영 (홍익대학교, 홍익대학교 대학원)

지도교수: 추상호

발행연도: 2018

저작권: 홍익대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

Space Syntax를 이용한 교통수요예측의 중력모형 저항함수의 개선방안

장진영 한국산학기술학회 논문지 2019.03 학술저널

2018

Space syntax를 고려한 교통수요예측의 중력모형 개선방안 연구

장진영 2018.01 학위논문

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4단계 교통수요예측 모형에서 통행분포단계에서 교통존 간 존간 통행량 및 통행특성 변수를 활용하는 중력모형이 가장 일반적으로 활용되고 있다. 그러나, 국내 수요예측시 활용되는 KTDB는 지역간의 경우 네트워크 효과를 반영하지 않는 Fratar 모형을 활용하고 있다. 이로 인해, 교통시설 개통으로 인한 영향이 장래에 적절히 반영되지 못한 것으로 판단된다.
이에 본 연구에서는 기존 중력모형의 한계를 보완하기 위하여, 국내에서 현실적으로 활용이 어려운 통행시간을 대체하되 가변적인 한계를 보완할 수 있고, 독립변수의 추가투입 보다는 접근성의 속성을 단일 마찰인자로서 표현할 수 있으며, 대중교통 속성까지 감안하여 보다 현실적이고 장래 활용이 용이한 신규 마찰인자를 개발하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 내용을 포함하기 위하여 본 연구는 다음과 같이 3가지로 구분하였다.
첫 번째, 신규 마찰인자 도출을 위해 도시공간구조 및 교통네트워크가 상호유기적인 관계임을 감안하여 도시공간구조의 특성을 정량화 할 수 있는 공간구문론(Space Syntax)을 활용하고자 하였다. Space Syntax 분석을 통해 정량적 접근성으로 도출된 Link 단위 통합도(integration) 지표를 이용하여 통행시간, 통행거리와의 관계를 분석하여 신규 마찰인자를 도출하였다. 도출된 마찰인자의 정산(Calibration)결과, 기존 마찰인자와 유사한 수준의 설명력을 보이는 것으로 나타났다. 다양한 지표로의 검증결과, 신규 마찰인자는 단거리 구간 및 장거리 구간에서 설명력이 가장 뛰어난 것으로 분석되었다.
두 번째, 대중교통(Transit) 네트워크를 고려한 저항함수 정산을 고려하여, 기존 공로(Highway) 위주의 저항함수 정산을 보완하고자 하였다. 국내의 경우 대부분 대중교통을 제외하고 있으나, 해외의 경우에는 대중교통 소외지역이 아닌 경우에 대부분 대중교통 통합 네트워크를 활용하고 있다. 따라서, 신규 마찰인자를 도출하여 대중교통(Transit) 통합 네트워크 기반 정산을 수행하였다. 정산결과, 모든 통행목적 및 마찰인자에서 대중교통 통합 네트워크 활용시의 설명력이 더욱 증진되는 것으로 분석되었다.
세 번째, 대부분의 선행연구에서 현황 통행량을 이용하여 저항함수의 정산(Calibration)을 수행하였으나, 장래 활용가능성에 대하여 별도 분석한 사례는 많지 않은 것으로 검토되었다. 따라서, 본 연구에서는 과거 자료를 기반으로 신규마찰인자 도출 후, 현황 네트워크 및 통행량 변화에 적용하여 관측 O/D와의 차이를 검증하고자 하였다. 검토결과, 신규마찰인자의 설명력 수준은 다른 마찰인자와 유사한 것으로 분석되었으며, 신규 마찰인자의 장래 적용성이 좀 더 높은 것으로 검토되었다.
이러한 결과는 기존 최단거리의 한계에서 벗어나 접근성을 보완할 수 있는 통합도 지표를 이용하여 신규 마찰인자 도출이 가능하며, 철도 네트워크 이용의 당위성을 나타낸다.

In the 4-step demand model, a gravity model that utilizes traffic volume and traffic characteristics among traffic zones(TAZ) is most commonly used at the trip distribution stage. However, KTDB, which is used in transportation demand analysis, utilizes the Fratar model. As a result, it is considered that the influence of the opening of the traffic facilities is not properly reflected in the future.
The purpose of this study is to overcome the limitation of existing gravity model. First, it replaces travel time which is hard to utilize realistically in Korea but compensates for variable limit. And we want to express the attribute of accessibility as a single impedance rather than the addition of independent variables. In addition, we will develop new impedance that are more realistic and easy to use in the future considering the transit characteristics. This study was divided into 3 kinds as follows.
First, we tried to use Space Syntax which can quantify the characteristics of urban spatial structure considering that the urban spatial structure and the transportation network are related to each other in order to derive the new impedance. Using the link unit integration index derived from the quantitative approach through the analysis of space syntax, new impedance were derived by analyzing the relationship with travel time and length. As a result of the calibrating of the derived impedance, it showed that the explanatory power is similar to that of the existing impedance. As a result of the verification with various indexes, the new impedance was analyzed to have the best explanatory power in the short distance range and the long distance range.
Secondly, considering the resistance function settlement considering the transit network, we tried to compensate the existing highway oriented deterrence function settlement. Most of the cases in Korea are excluded from transit, but there are a lot of regions that utilize the integrated transit network in foreign countries. Therefore, a new impedance was derived to perform settlement based on the integrated transit network. As a result of the settlement, it was analyzed that the explanatory power of the use of the integrated transit network in all traffic purposes and impedances was further improved.
Third, in most of the previous studies, the calibration of the resistance function was performed using the current traffic volume. However, there are not many cases that analyzed the possibility of future use. Therefore, in this study, we tried to verify the difference from observed O/D by applying new impedance to current network and traffic change based on past data. As a result of the study, the level of explanatory power of the new impedance was analyzed to be similar to other impedances, and the future applicability of the new impedance was considered to be higher.
This result shows that it is possible to derive a new impedance by using the integrated index which can complement the accessibility beyond the limit of the existing shortest distance, and it is considered that it is necessary to use the railway network.

제 1 장. 서론 1
1.1. 연구의 배경 및 목적 1
1.1.1. 연구의 배경 1
1.1.2. 연구의 목적 7
1.2. 연구의 범위 9
1.2.1. 내용적 범위 9
1.2.2. 시간적?공간적 범위 11
제 2 장. 이론 및 기존연구 고찰 13
2.1. 중력모형 관련 연구 13
2.1.1. 중력모형 관련 이론 13
2.1.2. 중력모형 적용 사례 검토 20
2.1.3. 중력모형 관련 연구 검토 26
2.2. Space Syntax 관련 연구 32
2.2.1. Space Syntax의 이론적 개념 32
2.2.2. Space Syntax의 적용 사례 검토 37
2.2.3. 교통부분에서의 Space Syntax 관련 연구 40
2.3. 시사점 도출 46
제 3 장. Space Syntax를 이용한 통행저항함수 개발 48
3.1. 통행저항함수 적용을 위한 변수 설정 48
3.1.1. 신규 마찰인자 도출방안 설정 48
3.1.2. 자료의 분석 50
3.1.3. 통합도를 고려한 신규 마찰인자의 개발 61
3.2. Space Syntax를 고려한 저항함수 정산 65
3.2.1. 마찰인자 및 통행목적별 통행거리 분포 65
3.2.2. 통행저항함수의 정산 67
3.3. 정산결과의 검증 76
3.3.1. 검증기법의 검토 76
3.3.2. 마찰인자별 검증결과 79
3.4. 소결 83
제 4 장. 철도통합네트워크를 고려한 통행저항함수 확장 84
4.1. 통행저항함수 적용을 위한 변수 설정 84
4.1.1. 자료의 분석 84
4.1.2. 통합도를 고려한 신규 마찰인자의 개발 91
4.2. Space Syntax를 고려한 저항함수 정산 94
4.3. 정산결과의 검증 102
4.4. 소결 108
제 5 장. 장래 네트워크로의 확장 가능성 검증 109
5.1. 방법론의 설정 109
5.1.1. 검증방법론의 설정 109
5.1.2. 통합도를 고려한 신규 마찰인자의 개발 114
5.2. 통행저항함수 정산 116
5.3. 장래 모형 적용 및 검증 124
5.4. 소결 128
제 6 장. 결론 및 향후 연구과제 129
6.1. 연구 요약 및 결론 129
6.2. 연구 활용방안 및 기대효과 132
6.3. 향후 연구과제 133

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