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김동규 연구실
서울대학교 건설환경도시공학부 김동규 교수
교통 안전 분석
교통 갈등
강화학습 교통제어
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
구성원

김동규 연구실

서울대학교 건설환경도시공학부 김동규 교수

김동규 연구실은 교통 운영과 안전을 동시에 다루기 위해 실측 주행 데이터와 시뮬레이션 기반 정보를 결합한 모델링을 수행합니다. 차량 궤적에서 위험장·갈등장을 구성하여 안전평가 지표의 오차 전파와 신뢰성을 분석하고, 회전교차로에서 추종행동 모델을 자연주의 데이터로 보정하되 주행 기동 이질성을 반영하는 방법을 확보합니다. 또한 강화학습과 최적화 기법으로 네트워크 경로 안내, DRT 운영, 공유 모빌리티 인센티브, 실시간 링크 비용 학습 및 디지털 트윈 기반 평가 플랫폼을 개발합니다.

교통 안전 분석교통 갈등강화학습 교통제어디지털 트윈교통 네트워크 운영
대표 연구 분야
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교통 갈등 기반 위험도 추정 및 측정오차 영향 평가 연구 thumbnail
교통 갈등 기반 위험도 추정 및 측정오차 영향 평가 연구
Traffic conflict-based risk estimation and measurement error impact assessment
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

56총합

5개년 연도별 피인용 수

825총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
·
인용수 1
·
2025
Scalable link cost learning for real-time route guidance systems
Pooreumoe Kim, Hyunsoo Yun, Jungmin Kim, Dong‐Kyu Kim
IF 7.9 (2025)
Transportation Research Part C Emerging Technologies
https://doi.org/10.1016/j.trc.2025.105244
Scalability
Computer science
Link (geometry)
Real-time computing
Distributed computing
Computer network
Operating system
2
article
|
인용수 8
·
2024
Navigating the non-compliance effects on system optimal route guidance using reinforcement learning
Hyunsoo Yun, Eui-Jin Kim, Seung Woo Ham, Dong‐Kyu Kim
IF 7.9 (2024)
Transportation Research Part C Emerging Technologies
본 연구에서는 교통관리센터(TMC)가 미래의 자율주행차(AV)들을 최적 경로로 유도하여 네트워크를 시스템 최적(SO) 원리에 부합시키고자 하는 상황을 고려한다. 그러나 이를 달성하기 위해서는 공동 의사결정 과정이 필요하며, 이용자들은 개인적 이익을 위해 TMC의 경로 안내에 비순응적일 수 있다. 본 논문은 혼합 균형(mixed equilibrium)의 새로운 개념을 도입하기 위해 미시적 시뮬레이션을 활용한 미래 교통 네트워크를 모델링한다. 이와 같은 틀에서 AV는 TMC의 SO 경로 안내를 따르며, 이용자들은 자신의 판단에 따라 이 자율성에 순응하거나 수동으로 재정의(override)하는 선택을 동적으로 할 수 있다. 우리는 먼저 모든 이용자가 완전 순응하는 시나리오를 초기 모형으로 설정하고, TMC에 해당하는 중앙집중형 Q-network를 강화학습(RL)으로 학습하여 전체 시스템 통행시간(TSTT)을 최소화하고 이용자에게 최적 경로를 제공한다. 이후 문제 설정을 다중 에이전트 강화학습(MARL) 시나리오로 확장하여, 이용자들이 자신의 의사결정에 따라 TMC의 안내를 준수하거나 벗어날 수 있도록 한다. 신경 가상 자가대국(neural fictitious self-play, NFSP)을 통해 비순응의 정도가 전체 시스템에 미치는 영향을 조사하기 위해 조절(modulating) 하이퍼파라미터를 적용한다. 그 결과, 본 연구의 RL 접근법은 동적 시스템 최적 배정(dynamic system optimal assignment) 문제를 해결하는 데 상당한 잠재력이 있음을 시사한다. 특히 TMC의 경로 안내는 일정 수준의 비순응을 통합하면서도 SO의 본질을 유지한다. 그러나 지배적인 이용자 중심 의사결정은 시스템 비효율을 초래하는 동시에 이용자 간의 격차를 만들 수 있음을 또한 보여준다. 본 연구의 틀은 AV가 우세한 미래를 위한 혁신적인 도구로서, 네트워크 성능에 대한 현실적인 관점을 제공함으로써 효과적인 교통관리 전략의 수립을 돕는다.
https://doi.org/10.1016/j.trc.2024.104721
Reinforcement learning
Computer science
Hyperparameter
Markov decision process
Guidance system
Process (computing)
Operations research
Artificial intelligence
Human–computer interaction
Simulation
3
article
|
인용수 3
·
2024
Multi-objective optimization of demand responsive transit operations based on dynamic passenger requests using maximum time delay rate
Sang-Wook Han, Sedong Moon, Dong‐Kyu Kim
IF 3.7 (2024)
Journal of Public Transportation
수요응답형 교통(Demand-responsive transit, DRT)은 쾌적하고 편리한 이동을 위해 수요에 따라 서비스를 제공한다. 이러한 이점에도 불구하고, 효율적인 DRT 운영을 위해서는 여러 고려사항을 해결할 필요가 있다. 본 연구는 신속한 이동을 원하는 승객과 최대의 수익을 추구하는 운영자 간의 상충 관계를 해소하기 위해, 수익을 극대화하고 총 통행시간을 최소화하는 다목적 혼합정수 비선형계획 모형(MINLP)을 정식화하여 이를 해결한다. 또한 DRT 운영자는 새 승객으로 인해 통행시간이 증가할 수 있다는 우려를 가진 승객과, DRT를 이용하고자 하는 요청 승객이 제공하는 이점 사이에서 균형을 도모해야 한다. 이를 위해 본 연구는 고정된 시간창을 사용한 선행연구들과 달리, 각 수락된 승객의 통행시간에 대해 예정 통행시간에 비례하는 허용 임계치를 설정하는 최대 시간 지연률(MTR: maximum time delay rate)을 도입하며, 행동경제학 원리를 반영한다. 이 관점에서 통행시간의 증가 또는 감소에 대한 효용은 예정 통행시간에 따라 달라지며, 예정 통행시간은 매몰비용으로 간주된다. 새 요청으로 인해 발생한 통행시간 증가가 허용 범위 내에 있으면 해당 요청을 수락하고, 이후 승객은 DRT를 다른 교통수단과 비교해 선택할지 여부를 결정한다. 우리는 본 연구의 방법론을 대한민국 인천에서 택시 데이터로부터 생성된 동적 승객 요청에 적용한다. DRT의 운영 파라미터 각 조합에 대해 수익과 총 통행시간의 파레토 최적 집합을 도식화한다. 그 결과, MTR 및 최소 운임거리(minimum fare distance)가 DRT 운영에서의 승객 수와 통행시간에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구의 방법론과 결과는 DRT 운영자와 대중이 바람직한 운영 전략을 찾는 데 도움을 줄 것이다.
https://doi.org/10.1016/j.jpubtr.2024.100108
Transit (satellite)
Computer science
Transit time
Real-time computing
Operations research
Transport engineering
Engineering
Public transport
최신 정부 과제
33
과제 전체보기
1
2022년 2월-2026년 2월
|200,336,000
네트워크 수준 교통제어전략의 실시간 평가를 위한 강화학습과 데이터생성 기반의 디지털 트윈 플랫폼 개발
본 연구는 도로의 센서와 시뮬레이션 데이터를 융합하여 미시 교통 정보를 생성하고, 생성 정보를 기반으로 실시간 디지털 트윈을 구축하여 각종 교통 제어전략을 시행 및 평가하는 플랫폼을 구축하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 연구는 크게 세 가지 모듈로 구성된다. 첫 모듈에서는 도로의 다양한 센서와 시뮬레이션 데이터를 딥 멀티모달 모델로 융합하고, 적대적 생성...
디지털 트윈
딥 멀티모달 학습
동적 통행 배정
교통 제어 전략
강화학습
2
2022년 2월-2026년 2월
|180,303,000
네트워크 수준 교통제어전략의 실시간 평가를 위한 강화학습과 데이터생성 기반의 디지털 트윈 플랫폼 개발
본 연구는 도로의 센서와 시뮬레이션 데이터를 융합하여 미시 교통 정보를 생성하고, 생성 정보를 기반으로 실시간 디지털 트윈을 구축하여 각종 교통 제어전략을 시행 및 평가하는 플랫폼을 구축하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 연구는 크게 세 가지 모듈로 구성된다. 첫 모듈에서는 도로의 다양한 센서와 시뮬레이션 데이터를 딥 멀티모달 모델로 융합하고, 적대적 생성...
디지털 트윈
딥 멀티모달 학습
동적 통행 배정
교통 제어 전략
강화학습
생성 모델
3
주관|
2022년 2월-2026년 2월
|200,336,000
네트워크 수준 교통제어전략의 실시간 평가를 위한 강화학습과 데이터생성 기반의 디지털 트윈 플랫폼 개발
1. 딥 멀티모달 학습을 활용한 네트워크 범위의 미시교통 정보 수집 및 생성 교차로와 교차로 사이의 음영 구간 데이터에 시뮬레이션 데이터를 삽입하여 높은 해상도의 정보 취득함. 다양한 센서를 통해 수집한 교통 정보와 SUMO 시뮬레이션을 이용하여 딥 멀티모달 모델을 통해 데이터 수집이 이루어지지 않는 구간에 대하여 미시교통정보를 생성함. 2. 강화학습 기반 동적 통행 배정 모델 개발 강화학습 기반 동적 통행 배정 프레임워크를 개발하여 행동 결정자가 교통량 통행 배정을 수행하도록 학습함. 오프라인(비실시간) 상태인 시뮬레이션에서 생성된 교통량의 통행 경로를 현실에 가깝게 배정할 수 있는 강화학습 기반의 동적 통행 배정 모형 개발 후, 시뮬레이션 데이터를 활용해 개발한 강화학습 기반의 동적 통행 배정 모델을 전이학습하여 추후 테스트 베드에서 수집된 데이터를 학습할 수 있도록 함. 최종적으로 테스트 베드 데이터를 실시간으로 입력받아 학습하고, 시뮬레이션 데이터를 기반으로 구축된 동적 통행 배정 모델을 실시간으로 갱신(update)하도록 함. 3. 테스트 베드의 디지털 트윈 고도화를 통한 교통 제어전략 평가 플랫폼 구축. 테스트 베드 지역에 대한 기하구조 및 교통공학적 분석을 통한 교통제어 전략 후보군 선정함. 교통 제어 전략 후보군에 따라 수집해야 할 미시교통정보의 해상도 수준이 달라질 수 있으므로, 이에 따라 디지털 트윈의 효율적인 운영 및 동기화를 위해 예상되는 미시교통정보의 해상도 기준 도출함. 최종적으로 온라인 디지털 트윈 상 교통 제어 전략을 적용하고 실시간 연동 프레임워크를 도출함.
디지털 트윈
딥 멀티모달 학습
동적 통행 배정
교통 제어 전략
강화학습
생성 모델
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2023장이론을 이용한 주행위험성 평가 방법1020230070636
공개2023퍼스널 모빌리티를 위한 네비게이션 시스템 및 동작 방법1020230024427
등록2022개인형 이동장치 공유 서비스를 위한 스테이션 선정 방법1020220185209
전체 특허

장이론을 이용한 주행위험성 평가 방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230070636

퍼스널 모빌리티를 위한 네비게이션 시스템 및 동작 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230024427

개인형 이동장치 공유 서비스를 위한 스테이션 선정 방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220185209

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