특허 개요
본 특허는 도로 혼잡과 이용 수요 변화를 함께 반영해 버스 등 대중교통 노선망의 후보안을 만들고, 여러 이해관계의 목표를 균형 있게 평가하는 방법입니다. 도로 네트워크·기존 정류장·통행수요를 입력해 후보 노선과 배차 빈도를 생성한 뒤, 출발지와 목적지별 통행시간 및 이용비용으로 교통수단별 효용을 계산합니다. 이어 수요를 갱신하고 통행 배정으로 혼잡 상태를 반영하며, 비지배 정렬 기반 유전자 알고리즘으로 운영수익, 환승 비만족 수요, 지역 간 대중교통 경쟁력 편차의 세 목적식을 반복 평가해 파레토 최적 노선망을 선택합니다.
- 핵심 기능
도로 통행시간과 기존 정류장 정보를 바탕으로 정류장·경로 중복 및 노선 연장 제약을 확인하며 후보 노선망과 배차 빈도를 생성합니다. 각 출발지-목적지별 통행시간과 이용비용으로 승용차·대중교통의 효용 및 수요를 갱신하고, 통행 배정 결과를 세 가지 목적식으로 평가해 복수의 최적안을 도출합니다.
- 차별 강점
기존 방식은 도로 혼잡이나 교통수단 선택에 따른 수요 변동을 충분히 반영하지 못하거나, 운영비용 또는 총 통행시간처럼 단일 목표에 치우칠 수 있었습니다. 이 방법은 혼잡 통행배정과 효용 기반 수요 재산출을 노선망 평가에 결합하고, 설계자 주관의 가중치 설정 없이 세 목표의 상충 관계를 파레토 최적으로 제시하는 점이 차별점입니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 스마트시티 교통계획·교통관제, 버스 노선 개편, 신도시 대중교통망 설계, MaaS 기반 수요관리, 공공교통 서비스 형평성 평가에 활용 가능하며, 도시별 도로·정류장·수요 데이터 기반 분석 체계로 확장할 수 있습니다. 사업 측면에서는 교통운영기관의 노선 개편 시스템, 지자체 교통계획 플랫폼, 모빌리티 서비스의 수단분담 분석, 교통 데이터 분석 솔루션으로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
경기도 고양시 버스 노선망을 대상으로 기존 노선망 및 운영자 수익 극대화 방식과 비교하여, 비지배 정렬 기반 유전자 알고리즘으로 세 목적식을 평가한 노선망 산출예를 제시했습니다. 실시간 데이터 연계 환경, 다양한 도시 조건에서의 재현성, 장기 운영 성과와 현장 시스템 실증은 문서에 구체적으로 제시되지 않았습니다.
- 대상 도시: 경기도 고양시 버스 노선망
- 비교 방식: 기존 노선망 및 운영자 수익 극대화 기존 노선망 구축 방법
- 평가 조건: 비지배 정렬 기반 유전자 알고리즘으로 운영자·이용자·공공의 3개 목적식 평가
현재 성과
경기도 고양시 대상 산출예에서 1회 이내 환승 조건을 만족하지 못하는 수요를 비만족 수요로 평가했습니다. 해당 산출예는 운영수익, 비만족 수요, 지역 간 대중교통 경쟁력 편차를 함께 고려한 다목적 최적화 결과입니다.
도로 정보, 기존 정류장 정보 및 통행수요를 입력으로 사용하고, 교통수단별 효용 산출과 통행 배정을 거쳐 후보 노선망을 평가했습니다. 기존 노선망 및 운영자 수익 극대화 방식과 비교하는 산출예가 제시되었으나, 실제 운영 환경의 실시간 연계 검증은 제시되지 않았습니다.
기존의 단일 목표 중심 노선망 설계와 달리, 승용차와 대중교통의 통행시간·이용비용에 따른 수요 변화를 후보안 평가에 반영합니다. 운영자 수익, 환승 비만족 수요, 지역 간 대중교통 경쟁력 편차를 동시에 다루고 복수의 파레토 최적안을 제공하는 구성이 핵심 차별점입니다.
상용화까지 남은 부분
실제 운영 환경에서 실시간 교통량·수요 데이터와 연계한 노선망 산출 및 갱신 성능 검증
도시 규모, 도로망 구조, 수요 분포가 다른 지역을 대상으로 한 재현성 및 적용 조건 검증
장기 운영 과정에서의 이용자 수요 변화, 운영성과, 지역 간 서비스 형평성에 대한 실증
교통운영 시스템 및 MaaS·교통관제 플랫폼과의 연동을 포함한 현장 적용성 검증
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
도로혼잡과 수요변화를 고려한 대중교통의 노선망 구축 방법
10-2021-0177297 (2021.12.13)
1020230088997 (2023.06.20)
1027060640000 (2024.09.09)
박수진, 강승모, 우성종
고려대학교 산학협력단
고려대학교 산학협력단