교통 혼잡 지표 (속도 위주)

1. Measuring Urban Traffic Congestion – A Review (2012)

• Journal: International Journal for Traffic and Transport Engineering
• Authors: Amudapuram Mohan Rao, and Kalaga Ramachandra Rao
• Cited by 320 (2022-12-08)

혼잡에는 (a) micro-level factors (b) macro-level factors가 있다고 합니다. 혼잡은 micro-level에 의해 trigger 되고(e.g. on the road), and macro-level에서 driven 됩니다. 예를 들어, micro-level factors는 "many people want to move at the same time, too many vehicles for limited road space"같은 상황을 들 수 있습니다. Macro-level factors는 "land-use patterns, car ownership trends, regional economic dynamics"등이 있습니다.

 

다양한 congestion metric중에서 speed 기반 metric이 쓸만하다는 것을 알 수 있습니다. 2011년도에 생긴 저널에 실린 논문입니다. 지표를 정리한 논문이 없어서 그런지 citation이 꽤 많습니다.

 

2. A Survey of Road Traffic Congestion Measures towards a Sustainable and Resilient Transportation System

• Journal: Sustainability
• Authors: Tanzina Afrin, and Nita Yodo
• Cited by 136 (2022-12-08)

MDPI의 Sustainability에 실린 논문입니다. MDPI라서 조금 걱정되지만 인용수가 136회라서 이 논문 또한 congestion measure를 정리한 논문 중에서는 주요합니다.

 

Speed Reduction Index(SRI)

• $SRI= (1-v_{ac}/v_{ff}) \times 10$
• $v_{ac}$: actual travel speed
• $v_{ff}$: free-flow speed
• Congestion은 index value가 4, 5를 넘으면 발생한다고 정의
• Free-flow speed는 85th percentile of the off-peak period speed (FHWA’s Urban Congestion Report of 2019)
• The off-peak period is Mon-Fri, 9:00 a.m. to 4:00 p.m. and 7:00 p.m. to 10:00 p.m., and Sat-Sun 6:00 a.m. to 10:00 p.m.

Speed Performance Index(SPI)

• $SPI=(v_{avg}/v_{max}) \times 100$
• $v_{avg}$: average travel speed
• $v_{max}$: maximum permissible road speed
• 25, 50, 75 threshold values

 

속도 기반의 지표인 SRI와 SPI가 잘 작동한다는 것을 보였습니다.

 

3. A Traffic Congestion Assessment Method for Urban Road Networks Based on Speed Performance Index

• Journal: Procedia engineering
• Authors: Feifei He, Xuedong Yan, Yang Liu, and Lu Ma
• Cited by 164 (2022-12-08)

Speed performance index를 활용해서 계절/요일별 분석을 진행한 논문입니다.

 

Speed Performance Index: 우리가 이미 살펴본 일반적인 형태의 SPI입니다.

• $R_{v}=\frac{v}{V_{max}} \times 100$
• $R_{v}$: speed performance index
• $v$: average travel speed, km/h
• $V_{max}$: maximum permissible road speed, km/h

 

 

Road Segment Congestion Index: SPI에서 시간 요소가 들어갔습니다. 여러개의 segment로 구성된 road가 있을 때, 그 segment들의 평균 SPI를 적용하고, 그리고 거기에 non-congestion state에 속하는 시간도 곱했습니다. 혼잡에 이중으로 페널티를 주었다고도 볼 수 있겠습니다.

• $R_{i}=\frac{\bar{R_{v}}}{100} \times R_{NC}$
• $R_{NC}=\frac{t_{NC}}{T_{t}}$
• $R_{i}$: road segment congestion index
• $\bar{R_{v}}$: average of speed performance index
• $R_{NC}$: proportion of non-congestion state (smooth, very smooth)
• $t_{NC}$: duration of non-congestion state, minute
• $T_{t}$: length of the observation period, minute

Road Network Congestion Index: 위에서 구한 Road Segment Congestion Index의 평균치입니다.

• $R=\frac{\sum_{i}R_{i}L_{i}}{\sum_{i}L_{i}}$
• $R$: road network congestion index
• $L_{i}$: length of road segment, km

 

네트워크의 주말과 주중의 SPI 차이를 잘 보여주었습니다. 네트워크 전체의 평균치를 제시해준 것은 좋은데, 혼잡의 전파 인식과는 다른 형태의 문제입니다.