교통학은 경제 · 사회 활동을 영위하는 데 장애가 되는 공간적인 저항을 효과적으로 극복하기 위해 과학적인 제반 방법론을 동원하는 학문이다. 도시라는 제한된 공간에 통행수요가 집중하고 자동차가 범람하여 교통문제가 악화된 것이 교통학의 필요성을 낳았다. 이런 교통현상을 보다 일반성 있게 설명할 수 있는 논리의 구성, 보다 더 일반적인 이론으로 교통류 현상을 설명할 수 있는 새로운 이론과 모형기법 등이 지속적으로 발전한 결과 교통계획의 논리는 한층 정교해지고 있다. 그중에도 통행자의 행태를 분석하는 교통망에 대한 이론과 통행배정모형은 최적화기법의 응용과 컴퓨터의 발달에 힘입어 획기적으로 발전되고 있다.
이 책은 이런 교통망분석에 대한 기초적인 이론과 활용 분야에 관한 현재까지의 연구 성과를 정리한 것으로, 표준적 도시교통계획에 관한 기본교재로서는 물론 나아가 ITS시대의 도래로 인한 도시공학, 도시 및 지역계획, 건축, 토목 그리고 경영과학 분야의 전문가들이 일반목적의 교통학 지식수준에 더해 첨단교통 정보체계의 기본을 이해하는 데 필요한 전문교재로 활용할 목적으로 발간하였다.
이 책은 크게 두 부문으로 이루어지는데, 제1장부터 제5장까지의 전반부는 교통망분석을 위한 기본적인 이론과 모형에 대하여 다루며, 제6장부터 마지막 제10장까지의 후반부는 기본모형을 확장하여 실제에 적용하는 분야를 기술하였다. 또한 시간의 흐름에 따른 체계변화를 쉽게 표현할 수 있다는 장점으로 활발하게 연구되고 있는 동적 체계(dynamic system)와 통행자의 선택행태를 해석하기 위한 도구로 새롭게 연구되고 있는 게임이론(game theory) 등 최근 연구들에 대한 내용도 추가하여 향후 관련 연구에 도움이 되도록 하였다.

개정판 머리말　v
머리말　ix

제1장 도시교통분석(Urban Transportation Analysis)　　1

제1절 네트워크 균형분석(network equilibrium analysis)　2

제2절 네트워크 표현(network representation)　3
1. 존 센트로이드와 연결로 / 4
2. 도시가로망의 표현 / 5
3. 대중교통망의 표현 / 5

제3절 통행수요함수와 통행비용함수(travel demand and cost function)　6
1. 통행수요함수 / 6
2. 통행비용함수 / 7

제4절 네트워크 균형(equilibrium over transportation network)　12
1. 균형에 대한 정의 / 13
2. 사용자 균형의 예제 / 14

요약 및 관련 연구　16
참고문헌　17

제2장 최적화기법(Optimization Techniques)　　19

제1절 최적화이론(optimization theory)　19
1. 최적화문제 / 19
2. 비제약 최적화문제 / 28
3. 제약 최적화문제 / 30

제2절 최적화기법(optimization techniques)　39
1. 1차원 최적화문제 / 39
2. 다차원 최적화문제 / 45

요약 및 관련 연구　62
참고문헌　63

제3장 교통망 균형이론(Network Equilibrium Theory)　　65

제1절 교통망 균형(network equilibrium)　65
1. 균형정의 / 65
2. 사용자 균형과 사용자 최적 / 68

제2절 균형배정모형(formulation of equilibrium problem)　74
1. 동등 최소화모형 / 74
2. 변동부등식문제 / 86
3. 비선형 상보문제 / 97
4. 고정점문제 / 99

제3절 통행배정모형의 안정성(good behavior)　100

제4절 통행배정모형의 풀이 알고리듬(solution algorithms)　103
1. 분리인 경우의 알고리듬 / 103
2. 비분리인 경우의 알고리듬 / 107

요약 및 관련 연구　115
참고문헌　115

제4장 최단경로탐색 알고리듬(Shortest Path Algorithm)　　117

제1절 Bellman의 최적조건(Bellman? optimality condition)　118

제2절 최단경로탐색기법의 분류(classification of shortest path algorithms)　119
1. 분할탐색법 / 119
2. 전역탐색법 / 122

제3절 노드기반기법(node-based shortest path algorithm)　123
1. 수형망 알고리듬 / 124
2. 덩굴망 알고리듬 / 128
3. K-최단경로 알고리듬 / 129

제4절 링크기반기법(link-based shortest path algorithm)　142
1. Bellman 최적조건의 한계 / 142
2. 링크기반 최단경로 알고리듬 / 144
3. 탐색시간비교 / 147
4. 최단경로탐색 알고리듬 비교 / 148

제5절 전역탐색 알고리듬(global searching shortest path algorithm)　153
1. 통합교통망의 최단경로탐색문제 / 153
2. 전역탐색 최단경로 알고리듬 / 158

요약 및 관련 연구　163
참고문헌　164

제5장 통행배정모형(Traffic Assignment Model)　　167

제1절 결정적 통행배정모형(deterministic traffic assignment model)　169
1. 용량제약배정법 / 169
2. 점진적 배정법 / 170
3. 사용자 균형통행배정모형 / 173

제2절 가변수요모형(variable demand traffic model)　181
1. 동등 최소화문제 / 182
2. 초과수요모형 / 184
3. 균형수단선택모형 / 186

제3절 출발시간선택모형(departure time choice model)　187
1. 출발시간선택 / 188
2. 출발시간 동등 최소화문제 / 189

제4절 다중사용자 통행배정모형(multiple user class traffic assignment model)　194
1. 다중사용자 통행배정모형 / 195
2. 복수수단 통행배정모형 / 199

제5절 확률적 통행배정모형(stochastic user equilibrium model)　205
1. 선택모형과 확률통행배정 / 205
2. 확률적 교통망부하모형 / 211
3. 확률적 사용자 균형모형 / 223
4. Bell의 확률적 사용자 균형모형 / 240

제6절 모형의 추정(model estimation)　244
1. 수요함수의 파라미터 추정 / 244
2. 통행배정모형의 검증 / 250

요약 및 관련 연구　251
참고문헌　252

제6장 대중교통 통합모형(Integrated Transit Assignment Model)　　255

제1절 대중교통모형(public transit model)　256
1. 대중교통망의 표현 / 256
2. 최적전략에 의한 통행배정모형 / 258
3. 차량용량을 고려한 대중교통 통행배정모형 / 261

제2절 결합모형(combined model)　269
1. 수단선택과 통행배정 결합모형의 개념 / 269
2. 수단간 영향을 고려하지 않는 결합모형 / 270
3. 수단간 영향을 고려한 결합모형 / 274

제3절 대중교통 통합모형(integrated transit assignment model)　274
1. 결합모형의 한계 / 275
2. 균형통행배정기법을 이용한 통합모형 / 276
3. 통합모형과 결합모형의 비교 / 282

제4절 교통시스템 관리전략의 평가(evaluation of transport management schemes)　286
1. 교통시스템의 사용자 균형과 시스템 최적 상태 / 286
2. 교통시스템 관리전략의 평가 / 289

요약 및 관련 연구　294
참고문헌　294

제7장 동적 과정모형(Dynamic Process Model)　　297

제1절 동적 과정의 구분(classification of dynamic process)　298

제2절 동적 과정의 안정성(stability of dynamic process)　301
1. 확정적 과정과 확률적 균형의 안정성 / 301
2. 확정적 과정과 Wardrop 균형의 안정성 / 304
3. 확률적 과정의 안정성 / 306

제3절 안정성과 다중해(stability and equilibria)　307
1. 안정상태 교통량 / 307
2. 동적 과정 Wardrop 균형 / 310

제4절 확률과정모형(stochastic process model)　316
1. Markov 체인 / 316
2. 확률과정모형 / 320

요약 및 관련 연구　325
참고문헌　326

제8장 동적 통행배정모형(Dynamic Traffic Assignment Model)　 329

제1절 동적 균형상태(dynamic network equilibrium)　331
1. 동적 사용자 균형정의 / 331
2. 동적 사용자 균형조건 / 332

제2절 동적 최단경로탐색기법(dynamic shortest path)　337
1. 동적 최단경로 최적조건 / 337
2. 동적 최단경로 알고리듬 / 338

제3절 동적 통행배정모형의 구성요소(constraints and travel cost function)　342
1. 제약조건 / 342
2. 동적 통행비용함수 / 347

제4절 동적 통행배정모형(dynamic traffic assignment)　350
1. 동적 통행부하모형 / 350
2. 동적 사용자 균형모형 / 352
3. 확률적 동적 사용자 균형모형 / 372
4. 동적 출발시간 확률적 사용자 균형모형 / 374

제5절 동적 시뮬레이션 통행배정모형(dynamic simulation model)　385
1. 시뮬레이션 교통망부하모형 / 386
2. 경로기반 시뮬레이션 통행배정모형 / 393

요약 및 관련 연구　395
참고문헌　396

제9장 교통운영관리(Traffic Operation and Management)　　399

제1절 교통망설계(network design problem)　400
1. Nash 게임과 Stackelberg 게임 / 401
2. 교통망설계문제 / 405

제2절 교통신호제어(traffic signal control)　423
1. 신호제어전략 / 424
2. 신호제어전략의 비교 / 430
3. 통행배정/신호제어 결합모형 / 437

제3절 고속도로 진입제어(ramp metering)　441
1. 고속도로 진입제어모형 / 442
2. 네트워크 균형 고속도로 제어모형 / 447

제4절 교통정보제공(traffic information provision)　453
1. 교통정보의 효과 / 454
2. 교통정보제공전략 / 458
3. 통행배정/교통정보 결합모형 / 459

제5절 혼잡통행료(congestion pricing)　466
1. 혼잡통행료 이론 / 467
2. 혼잡통행료 모형 / 468
3. 형평성문제 / 473

요약 및 관련 연구　477
참고문헌　478

제10장 기종점 통행행렬 추정(O-D Matrix Estimation)　　483

제1절 통행배정과 O-D 추정(traffic assignment and O-D matrix estimation)　484
1. 관측교통량으로부터 O-D 추정의 개념 / 484
2. 경로선택과 O-D 추정 / 485

제2절 O-D 행렬 추정시의 문제들(considerations of O-D matrix estimation)　486
1. 과소식별과 과대식별 / 486
2. 관측링크교통량의 종속성과 불일치 / 487
3. 링크교통량 관측위치 / 488

제3절 정적 기종점 통행행렬 추정모형(static O-D matrix estimation models)　489
1. O-D 행렬 추정기법의 분류 / 489
2. 비혼잡시 기종점 추정모형 / 491
3. 혼잡시 O-D 행렬 추정모형 / 502
4. 바이레벨(bi-level) O-D 행렬 추정기법 / 509
5. 추정된 기종점 통행량의 신뢰성 검정 / 516

제4절 동적 기종점 통행행렬 추정(dynamic O-D matrix estimation models)　518
1. 동적 O-D 추정의 기본개념 / 518
2. 동적 O-D 추정기법 / 520
3. 추정모형의 확장 / 523

요약 및 관련 연구　524
참고문헌　525

[부록 I] 통행비용함수(Travel Cost Function)　531
[부록 II] 동적 체계와 교통망문제(Dynamic System and Transportation Model)　540
[부록 III] 전역최적화기법(Global Solution Searching Methods)　552
[부록 IV] 행렬과 벡터(Matrix and Vector)　566

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