[연구의 필요성 및 목적]

○ 인천시 버스정보시스템은 2006년부터 3차 구축사업을 통해 정보매체 [시내버스 전 차량과 1035개소 버스정류소 BIT, 인터넷, SMS, 스마트폰앱서비스 등]을 통해 다양한 버스관련 정보가 제공되고 있음. 이러나 정보제공 매체의 다양성에서 불구하고 정보

이용자의 욕구증대로 인하여 제공하는 정보의 질적수준은 이용자의 기대에 미치지 못하고 있는 실정임.

○ 버스 이용자에게 있어 주요한 정보는 “①[버스 도착정보] 이용하고자하는 노선버스가 자신이 대기하고 있는 해당 정류장에 언제 도착하는가?”와 “②[목적지 도착정보] 출발지 버스정류장[또는 차내]에서 도착지 버스정류장까지 얼마나 소요되는가?”임.

○ 인천시의 버스정보시스템은 실시간으로 수집되는 인천시내버스 전 차량의 실시간으로 수집되는 BMS 버스운행정보를 이용하여 “버스 도착정보 즉, 정류소 도착안내시간” 정보를 제공하고 있음.

○ 그러나 이용자의 출발지 정류소[또는 차내]에서 목적지 정류소까지의 소요시간정보는 제공하고 있지 않은 실정이며, 이는 가용할만한 방법론이 부재하기 때문임.

※국내에서 목적지 도착정보를 가공하기위한 모형은 아직까지 개발되어 있지 않은 실정 이므로 가용한 모형은 없는 실정임. 이는 BIMS 구축시 Hardware에 치중하고 실질적인 정보의 질적 향상을 고려하지 않았기 때문임.

○ 한편 수집된 BIMS정보는 DB로 저장되어 있을 뿐 그 활용되는 매우 낮은 수준임. 이는 기존의 ITS 정보시스템은 실시간 정보를 이용할 뿐 다양한 정보를 포함하고 있는 이력 DB를 이용하지 않기 때문임. 그러나 최근의 DB 관리기술 및 최신의 Searching Engine은 이력자료 활용의 기회를 제공하고 있으며, 이에 따라 Big Data에 대한 관심이 증가되고 있음.

○ 과거 이력자료에 포함된 버스운행정보는 “목적지 도착정보”예측에 있어 다양하고 풍부한 정보를 포함하고 있음. 따라서 본 과업에서는 현재 BMS에 저장된 버스운행 자료의 효율적인 활용을 도모함과 더불어 인천시 시내버스 이용편의 제고를 위하여 BIMS에서 구축된 Big Data를 기반으로 목적지 도착정보를 예측하기 위한 방법론을 개발하고 그 적용방안을 검토함으로써 버스운행정보의 고도화를 달성하고자 함.

[주요 연구내용]

○ 버스정보제공 기술현황 검토

○ 기존연구 고찰

○ 이용자 중요도/만족도 분석

- 이용자의 요구정보 분석

- 정보별 중요도/만족도 분석

○ 버스 경로통행시간 특성 분석

- 배차 및 운영시간 분석

- 요일별 주요 정류장간 소요시간 특성 분석

○ 방법론 개발

- 개발모형의 요구조건 분석 : 운영자, 이용자, 시스템 성능, DB활용조건 등

- 기존 모형의 활용방안 검토

・ Parametric 기법: 회귀식, ARIMA, Kalman Filter 등

・ Non-Parametric 기법: 인공신경망, KNN(k-nearest neighbor) 등

- 버스통행시간 정보의 개념 정립

- Big Data기반 목적지 도착정보예측 방법론 개발

・ Data-mining기반 방법론 개발

・ 개발방법론의 적용가능성 검토

○ 버스운행정보 고도화 방안 검토 및 정책적 제언

- 개발방법론의 적용방안 검토

- 정보 고도화를 위한 정책적 제언

제2장 인천시 BIMS정보제공 현황 및 시민 만족도

제1절 인천시 BIMS에 대한 현황 분석

1. 버스운영현황

2. BIMS운영현황

제2절 인천 BIS에 대한 시민 만족도

1. 조사 개요

2. 만족도 조사 결과

3. BIS 시민 만족도의 시사점

제3장 버스 경로통행시간 예측 방법론 개발

제1절 기존 통행시간 예측 방법론

1. 통행시간 예측 방법론의 변화

2. 기존 ITS정보 예측방법론

3. 기존 연구의 한계

제2절 Big Data기반 정보시대의 예측기법

1. Big Data의 이용현황 추이

2. Data-Mining기반 비모수기법

제3절 동적 버스통행시간 예측 방법론 개발

1. 모형개발의 최종목표 정립

2. 버스 경로통행시간 특성분석

3. 모형 개발시 고려사항

4. 개발모형의 사전 성능진단

5. 개발모형의 예측영역

6. 개발모형의 구조

7. 개발모형의 세부 구성요소

8. 개발모형의 구현을 위한 알고리즘

제4장 개발 방법론의 적용 및 검증

제1절 개발방법론의 검증방안 설정

1. 적용대상 버스노선 선정

2. 이력 버스통행시간자료 구축

3. 평가지표 설정

4. Benchmark 모형 선정

5. 분석 시나리오 설정

제2절 개발방법론의 평가 결과

1. 입력 파라미터 최적화

2. 버스정류장 BIT 버스통행시간정보 평가 결과

3. 차내 BIT 버스통행시간정보 평가 결과

4. 시사점 및 기여도

제5장 동적 BIS정보 고도화 방안

제1절 BIMS시스템 고도화 방안

1. Hardware측면 고도화

2. Software측면 고도화

제2절 개발모형의 고도화 방안

1. 개발모형의 기능 고도화

2. 개발모형의 활용 고도화

제6장 결론 및 정책건의

제1절 결론

제2절 정책적 제언

[부록1] 버스정류장 BIT 적용을 위한 버스통행시간 예측 결과

[부록2] 차내 BIT 적용을 위한 버스통행시간 예측 결과