차량 거동부터 보행자 행동 시뮬레이션 전개까지 시야에
― 산학연의 공동 프로젝트를 통해 독자적인 알고리즘을 발표
가시화 툴로써 UC-win/Road의 가능성에 주목
이번에도 계속해서 한국의 유저를 소개합니다.
작년 당사가 개최한 [제3회 국제 VR심포지엄]([FORUM8 디자인 페스티벌 2009－3 Days](2009년11월18~20일)의 Day 2)에서 [World 16]의 멤버가 각각 연구 발표. 그 중에서 하버드대학 대학원 디자인 스쿨 박사 과정의 나라하라 타로씨는 에이전트 베이스의 군집 시뮬레이션과 UC-win/Road를 리얼타임으로 접속해 그 상호작용을 시도해 본 연구에 대해서 강연했었습니다.
한편, 지금부터 소개하는 한국 유저는 서울대학 환경대학원(GSES：Graduate School of Environmental Studies, Seoul National University)에서 교통에 관한 연구를 하는 교통 관리 연구실(Transportation Management LAB.)입니다.
이 연구실에서는 다방면에 걸친 교통분야의 문제, 주로 ITS나 교통 운영, 교통 안전 등의 면에서 어프로치. 그러한 일환으로써 서울 시내의 환승 센터(transfer center)를 예로 교통 관리의 관점에서 다양한 보행자의 행동을 모델화하여 그것을 토대로 한 시뮬레이터의 개발을 진행해 왔습니다.
계속해서 그 아웃풋을 어떻게 가시화 할 것인가를 모색하고 있을 때, 이 연구실의 이 영인(Lee Young-Ihn)교수가 출석한 2009년 가을 한국 ITS학회에서 UC-win/Road를 접하고 그 이용 가능성에 주목. 그 후 상당히 단기간에 도입을 결정하고 실제로 그 가시화 툴로써 이용하고 있습니다.
이 보행자 시뮬레이터의 개발 프로젝트에 일관하여 종사함과 동시에 이 교수분들과 함께 UC-win/Road의 도입 검토, 그 후의 이용에도 중심적으로 관련되어 있는 이 연구실 연구원(Researcher) 한 명주(Han Myung-Joo)씨와 교통 관리 전공의 김 형범(Kim Hyung-Bum)씨에게 말씀을 들었습니다.
| ■ GSES와 교통 관리 연구실의 역할 |
서울대학교는 1946년 전후의 새로운 교육의 틀속에서 한국 최초의 국립대학으로써 설립되었습니다. 한국 국내 고등교육의 리더는 물론 세계적으로도 높은 평가를 자랑합니다.
Web사이트에 의하면 서울에서 가장 넓은 캠퍼스에는 16단과대학(이하 대학 관련의 숫자는 2009년10월1일 시점), 1대학원, 9프로페셔널 스쿨(전문직계 대학원)을 설치. 16단과대학에는 84학과, 대학원에는 98전공이 있습니다.
또한 상근 교직원 3,165명, 학부생 15,976명, 대학원생 10,054명이 재적. 그 중, 학부생 1,982명, 대학원생 979명, 합계 2,961명은 해외로부터의 유학생이 차지하고 있습니다.
이것에 대해 GSES(환경대학원)가 창설된 것은 1973년. 한국의 급격한 경제발전에 따라 공업화나 도시화에 의한 문제가 표면화. 환경 연구 분야의 전문가 양성이 당시 매우 중요한 과제였습니다. 그 때문에, GSES는 환경에 관한 논리 합성이 가능한 전문가를 트레이닝하는 장소로써 위치가 부여되었습니다.
GSES전공은 환경 계획 및 랜드스케이프 아키텍처로 구성. 전자는 도시・지역 계획, 교통 관리, 환경 관리로, 후자는 랜드스케이프 아키텍처 및 도시 디자인으로, 각각 세분화되어 있습니다. 이것과는 별도로 도시나 지역, 환경에 관한 정책용 특별 프로그램도 준비되어 있습니다.
이번에 초점을 맞춰 소개하는 교통 관리 전공은, 교통 계획이나 교통 정책, 교통 경제, 공공 교통, 교통 공학, ITS 등에 관한 이론 체계 혹은 분석을 위한 방법론을 연구. 그리고 교통 문제 해결을 위한 사례 분석 및 실습을 실시하고 있습니다.
교통 관리 연구실에서는 교통 관리 전공 4명의 담당 교관중의 한명, ITS나 교통 운영, 교통 안전 등을 전문으로 하는 이 영인 교수가 지도. 이번 보행자 시뮬레이터의 개발에 앞서 차량의 가감속이 영향을 주는 대기 오염의 모니터링 시스템의 개발 (2006년)등에도 임하고 있습니다.
| ■ 첨단 교통 운영 연구 센터, 최근의 연구 과제 |
[(교통 관리 연구실에서는) 지금까지 앞 차량과의 차간거리나 차선 변경 등, 차량의 거동에 관한 연구를 중심으로 실시해 왔습니다]. 원래 보행자의 행동 시뮬레이션은 특정한 규칙에 따르는 차량의 거동 패턴과 비교해 진행방향의 선택지가 많으며, 많은 요소에 따라서 행동 패턴이 복잡하게 변화하므로 분석 대상으로 하기 어려운 면이 있었다고 한 명주씨는 말합니다.
한편 잠재적인 테러로의 불안 등도 있어 보행자의 안전에 대한 사회적인 관심이 최근 특히 높아지고 있습니다.
또한 대도시에서의 교통 혼잡 등의 문제를 완화하는 솔루션으로써 마이카 이용의 수요를 공공 교통이 흡수할 수 있는 효과적인 환승을 위한 시스템 구축은 큰 열쇠가 될 거라고 생각했습니다. 그 반면 환승 센터에 관한 기존의 설계 기준은 결코 충분하지 못했습니다. 그러므로 환승 센터를 신설할 때에도 소요 시간이 단축되도록 설계하고 또한 그 효과를 적정하게 평가하는 것은 어려운 실정이었습니다.
거기서 새로운 환승 센터의 건설이 계획된 것을 계기로, 그 업무 계획의 설계 및 그것에 대한 평가 기능을 향상시키기 위해 우선 보행자 행동의 특징을 분석하는 것이 요구되었습니다. 그러한 배경에서 올해 4차년도를 맞이한 산학연 공동 프로젝트는 시작되었다고 합니다.
그 타겟으로써 개개의 보행자 행동을 모델화하여 그것을 토대로 미시적인 분석을 하는 보행자 시뮬레이터의 개발이 요구되었습니다.
모델화에 있어서 우선 보행자의 속성에 관해서는 성별, 연령(몇단계의 연령층), 성격(급한 정도), 짐(대중소, 혹은 없음), 신체적인 장애(교통 약자인가 아닌가, 그 경우의 정도) 등을 설정. 계속해서 보행자가 환승 센터에 들어 갔을 때 어떠한 활동을 하는가, 어떠한 경로로 가는가, 앞에 사람이 있는 경우에 어떻게 움직이는가, 등도 고려하고 있습니다.
예를 들어, 보행자의 시야속에서 어떠한 장애물이 나타났을 때, 앞에 가는 사람과의 관계도 생각하면서 그것을 어떻게 회피하는가, 라는 점도 포함되었습니다. 그 때는 앞 또는 주위의 사람이 걷는 속도를 계산하고 부딪히지 않도록 움직이는 방향을 바꾼다는 알고리즘도 작성하고 있습니다.
즉 이러한 알고리즘의 개발을 통해 그 사람이 목적지로 갈 때까지 몇명을 회피했는가, 그 때에 걷고 있던 속도는 얼마인가, 라는 등 보행자의 시점은 물론 시설의 평균 이용 시간이나 평균 대기 시간, 발생하는 행렬의 길이 등 시설에 관한 정보를 리얼타임으로 취득. 시뮬레이션에 의한 결과도, 시뮬레이션 시간, 발생한 보행자수, 보행자의 이동 거리・시간・경로・평균 속도 등 여러가지 정보가 파악 가능하게 되었습니다.
한 명주씨는 개발한 시뮬레이션 소프트를 사용해 지하철 2호선 및 4호선이 교차하는 서울 시내에 있는 사당(Sadang)역을 예시. 지상의 보도부터 지하 1층의 역사, 지하 3층의 2호선 폼, 지하 5층의 4호선 폼 등에서의 보행자의 움직임에 대해서 설명. 종래의 수법에서는 예를 들면 사람의 밀도 표현 자체가 평균치에 머물고 있었지만, 전철이 왔을 때와 오지 않았을 때 변하는 사람의 밀도가 리얼타임으로 평가할 수 있게 되었다고, 그 진화의 일단을 말합니다.
| ■ 보행자 시뮬레이터와 UC-win/Road를 링크 |
시뮬레이터로써 아웃풋의 가시화를 어떻게 할 것인가는 중요한 요소중 하나. 그렇다고 하지만 이 연구실에 있어서 스스로 거기까지 개발하는 것은 곤란했습니다. 바로 그 부분을 어떻게 할 것인가 모색하고 있던 작년 가을, 한국 ITS학회에 이 영인 교수가 출석. 회장에 전시되어 있던 UC-win/Road를 보고 그 가시화 툴로써의 이용에 착안. 바로 연구실의 멤버를 불러 모아 검토를 시작해 상당히 단기간에 도입 결정을 했습니다.
보행자가 행동하는 공간에 대해서는 CAD데이터를 3DS파일로 변환하여 UC-win/Road로 임포트. 또한 보행자의 움직임 등을 시뮬레이터의 계산부에서 마이크로・시뮬레이션・플레이어를 경유, UC-win/Road로 연결할 때에 데이터를 변환하는 기능을 연구실에서 개발하고 있습니다.
이 연구실에서는 현재, UC-win/Road를 앞에서 말한 환승 센터에서의 보행자 행동의 3차원(3D)표현 외에, 재해시의 피난 시뮬레이션의 연구에도 활용하고 있습니다.
그때까지 2D에 의한 보행자 행동의 표현에는 한계를 느끼고 있었으며, 3D에서 정확하게 재현 가능한 가시화 툴이 요구되고 있었습니다.
그 의미에서 3DS파일을 쉽게 취급할 수 있던 점이 컸었다고 한 명주씨는 말합니다.
또한 김 형범씨는 그 때 CAD의 레이어가 그대로 사용할 수 있었기 때문에 취급하기 쉽고 색 변경이나 각 플로어에 있는 보행자를 그룹핑하는 기능 등도 그대로 적용할 수 있었다는 점을 메리트로써 열거. 그리고 앞으로는 2012년에 개최 예정인 여수(Yeosu) EXPO와 같이 10만명을 넘는다는 대규모의 사람의 움직임에 대해서도 UC-win/Road를 사용하여 적용해 가고 싶다고 말합니다.
한층 더 한 명주씨는 연구실에서는 [도로와 철도를 비교해서 도로쪽이 어떻게 우수한가]라고 하는 평가, 혹은 신호 체계의 효과 등에 대한 연구도 진행하고 있다고 말합니다. [(그와 같은 케이스에서의 UC-win/Road의 이용을 시야에 넣어) 보행자 모델을 클릭하면 그 속성이 표시되는 보행자 시뮬레이터용 기능도 강화해서 탑재하면 좋을거라 생각하고 있습니다]
바쁘신 중, 취재에 대응 협력해 주신 관계자 여러분께 다시 한번 감사의 말씀드립니다.
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| ▲서울대학교 환경대학원 교통 관리 연구실 이 영인(Lee Young-Ihn)교수 |
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| ▲서울대학교 환경대학원 교통 관리 연구실 박사과정 한 명주(Han Myung-Joo) |
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| ▲서울대학교 환경대학원 교통 관리 연구실 석사과정 김 형범(Kim Hyung-Bum) |
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| ▲서울대학교 환경대학원 교사 |
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| ▲교통 관리 연구실 회의실 |
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| ▲역안에서의 보행 시뮬레이션 결과 |
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| ▲역 출입구 주변 도로에서의 보행 시뮬레이션 결과 |
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| ▲역 출입구 주변 상업 시설에서의 보행 시뮬레이션 결과 |
| 취재 담당 ： 포럼에이트 한국사무소 연락처 ： yuk@forum8.com |
| 공동 주최 세미나 한국 주요 교통 도로 연구 기관, 대학과 공동 주최로 “교통공학분야에 있어서의 VR기술 활용 세미나”를 개최합니다. 교통공학, 도로설계, 보행환경, 교통관리, 운전자형태 등의 각 전문분야의 연구자 분들로부터 발표와 제안, 포럼에이트로부터는 VR기술의 최신 정보와 UC-win/Road의 강연을 실시합니다.
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