시뮬레이션의 개념, 필요성
시뮬레이션은 실제로 실험하거나 테스트하기 어려운 환경이나 상황에서 모델을 사용해 미래 결과를 예측하거나 시스템의 동작을 모사하는 중요한 도구이다.
유사한 환경에서 시뮬레이션을 통해 데이터를 수집하고 분석한다.
- 안전성: ex) 우주 탐사, 핵 실험
- 비용 절감: ex) 항공기, 자동차 충돌실험
- 효율성: ex) 도시 교통 흐름 시뮬레이션, 자연재해 대응 시나리오 등
결론적으로 시뮬레이션은 실험이 불가능하거나 어려운 환경에서 안전하게 테스트할 수 있는 방법을 제공하며 이를 통해 우리는 보다 정확한 예측과 문제 해결을 도모할 수 있다.
- 실제 현상/시스템을 재현하고 모사하는 방법론
- 실제로 실행하기 힘든 실험을 수행
- 물리적 또는 추상적인 시스템을 모델로 표현하고, 그 모델을 사용하는 모의 실험
- 개념 상 구분
- 실제로 모델을 만들어 진행하는 물리적 시뮬레이션
- 수학적 모델을 만들어 컴퓨터 상에서 다루는 "가상의" 논리적 시뮬레이션
시뮬레이션의 목적
- 미래 예측 가능
- 실시간 제어/운영에 활용
- 시스템 최적화
시뮬레이션 절차
- 문제 정의와 형상화
- 데이터 수집, 가설수립
- 모델 검증
- 모델 구현
- 시나리오 디자인, 시뮬레이션 구동
- 결과 분석 및 결론 도출
시뮬레이션 한계점
- 모델링이 정확하지 않으면 결과 예측할 수 없음
- 복잡한 현상을 수반하는 도시교통의 경우
- 심류레이션 범위가 커지게 될 수 있도록
- 시뮬레이션 목적에 맞는 적용 방법을 찾는 게 중요
주요 용어(1) - 수요
- 행위자들은 각자의 역할을 부여받고 그에 따른 행태를 갖게 되며, 서로 상호작용을 수행
- 여행자, 운영자, 규제자, 인프라
- 수요
- 시공간에 따라 발생하는 통행 요구량
- 여행자의 이동 행태로 설명 가능
- Formulation: OD flow, Trip Chain, Activity schedule
주요 용어(2) - 공급
- 공급: 운영자가 교통 수요 발생에 따라 교통재화를 제공하거나 제한
- 네트워크
- 도로망, 대중교통망
- 교통수단
- 가격
주요 용어(3) - 시뮬레이션
시나리오: 평가 대상이 되는 모빌리티 정책이나 계획의 형상화
거시적 시뮬레이션: 대상의 범위나 측정규모가 거시적인 경우이며 교통량 속도 밀도를 기반으로 한 교통류 모델을 활용하여 시뮬레이션 수행
미시적 시뮬레이션: 개별 차량의 운전행태와 차량 간 상호작용을 모사
- 차량추종, 차로변경, 양보행태, 합류 등을 반영
- 세부적인 차량의 크기와 운전자의 반응을 통해 행태 변화를 확인할 수 있음
중시적 시뮬레이션: 거시적/미시적 정보를 기반으로 현재 교통흐름을 판단
- 개별 차량 간 상호작용은 고려하지 않으나, 차량의 경로, 차로 선택 등은 시뮬레이션에 반영하여 거시적으로 교통 상태 판단
Hi im 재환