[논문 리뷰] The Impact of Ridesharing in Mobility-on-Demand Systems: Simulation Case Study in Prague

Davide Fiedler, Michal Čertický외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 07. 05.

Transportation and Mobility Innovations참고 문헌 2인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 프라하의 모빌리티온디맨드(MoD) 시스템에서 에이전트기반 시뮬레이션을 사용하여 릭쉐어링의 영향을 평가한다. 10분 이내의 최대 이동 지연을 고려할 때, 릭쉐어링은 평균 차량 탑승률을 2.7명으로 높이고, MoD에서 릭쉐어링이 없는 경우 대비 차량 주행거리(VMT)를 35%로 줄이며, 현재 사적 차량 사용 대비 60%로 감소시켜 도로 네트워크의 효율성을 크게 향상시킨다.

ABSTRACT

In densely populated-cities, the use of private cars for personal transportation is unsustainable, due to high parking and road capacity requirements. The mobility-on-demand systems have been proposed as an alternative to a private car. Such systems consist of a fleet of vehicles that the user of the system can hail for one-way point-to-point trips. These systems employ large-scale vehicle sharing, i.e., one vehicle can be used by several people during one day and consequently the fleet size and the parking space requirements can be reduced, but, at the cost of a non-negligible increase in vehicles miles driven in the system. The miles driven in the system can be reduced by ridesharing, where several people traveling in a similar direction are matched and travel in one vehicle. We quantify the potential of ridesharing in a hypothetical mobility-on-demand system designed to serve all trips that are currently realized by private car in the city of Prague. Our results show that by employing a ridesharing strategy that guarantees travel time prolongation of no more than 10 minutes, the average occupancy of a vehicle will increase to 2.7 passengers. Consequently, the number of vehicle miles traveled will decrease to 35% of the amount in the MoD system without ridesharing and to 60% of the amount in the present state.

연구 동기 및 목표

• 모빌리티온디맨드(MoD) 시스템에서 대규모 릭쉐어링이 차량 교통량과 차량 주행거리(VMT)를 얼마나 줄일 수 있는지 평가하기 위해.
• 사적 차량과 릭쉐어링이 없는 MoD 시스템과 비교해 릭쉐어링이 도로 네트워크 활용도에 어떤 영향을 미치는지 평가하기 위해.
• 대규모 MoD 환경에서 이동 지연과 차량 탑승률 간의 상호 교환 관계를 정량화하기 위해.
• 실제 도시 환경(프라하)에서 릭쉐어링이 혼잡도 수준과 허브 효율성에 어떤 영향을 미치는지 분석하기 위해.

제안 방법

• 모든 사적 차량을 대체하는 가상의 MoD 시스템에 대한 에이전트기반 시뮬레이션.
• 세 가지 시나리오 비교: 현재 사적 차량 사용, 릭쉐어링이 없는 MoD, 릭쉐어링이 있는 MoD.
• 승객의 편안함을 확보하기 위해 이동 시간 연장 최대 10분 이내로 제한하는 릭쉐어링 전략.
• 유사한 경로를 가진 승객을 그룹화하는 동적 매칭 알고리즘을 사용해 차량 할당.
• 비상 밀도 임계값을 기준으로 도로 네트워크 전역에서 교통 밀도와 혼잡 수준 측정.
• 성능 지표로 총 VMT, 평균 차량 탑승률, 혼잡 또는 과도한 부하가 가해진 도로 세그먼트 수 포함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모 MoD 시스템에서 사적 차량과 릭쉐어링이 없는 MoD 시스템과 비교해 릭쉐어링이 차량 주행거리(VMT)를 얼마나 줄일 수 있는가?
• RQ2 최대 10분의 이동 지연이 차량 탑승률과 시스템 효율성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 실제 도시 환경(예: 프라하)에서 릭쉐어링이 도로 네트워크 혼잡도와 교통 밀도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 세 시나리오 간에 혼잡 및 과도한 부하가 가해진 도로 세그먼트의 인프라 활용도는 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 10분 이내의 최대 이동 지연 조건에서, 릭쉐어링은 차량 평균 탑승률을 릭쉐어링이 없는 MoD 시스템의 0.7명에서 2.7명으로 높인다.
• 릭쉐어링이 있는 MoD 시스템의 총 차량 주행거리(VMT)는 릭쉐어링이 없는 MoD 시스템의 VMT의 35%로 감소한다.
• 릭쉐어링이 가능한 MoD 시스템의 VMT는 현재 사적 차량 사용 시나리오의 VMT의 60%에 불과하다.
• 혼잡 도로 세그먼트 수(비상 밀도를 초과)는 사적 차량 시나리오의 14개에서 릭쉐어링이 있는 MoD 시나리오에서는 4개로 감소한다.
• 과도하게 부하가 가해진 세그먼트 수(비상 밀도의 50% 이상)는 사적 차량 시나리오의 208개에서 릭쉐어링이 있는 MoD 시스템에서는 35개로 감소한다.
• 릭쉐어링이 있는 MoD 시스템에서 차량 평균 이동 거리는 10.8km로 줄었으며, 릭쉐어링이 없는 MoD 시스템의 30.5km 대비 감소했다.