PURPOSES : This study aims to investigate the factors that affect the practical condition of the convergence and convergence behaviors of the asymmetric transportation equilibrium problem (ATEP). METHODS : To achieve this objective, a real network experiment is critical because the crux of the problem associated with the ATEP is the difficulty of verifying the unique condition in real networks owing to asymmetric modeling. The study employed a numerical approach to deal with this problem because analytical derivation based on small networks has a limitation in extending its findings to practical applications. The study addressed the problems using large real networks and different types of interactions, including links and modes. An investigation of the factors that have the potential to affect the convergence of the problem was conducted with the solution algorithm, which is the double projection method. RESULTS : The study presented a partial answer to the question of whether the ATEP's convergence condition is too strong. In link interactions, demand intensities and symmetric features within the cost function along with the network configuration were determined to relax the convergence condition. In mode interactions, the degree of overlap of the route composition and the controlled asymmetric interactions in the cost function were determined to affect the convergence condition. CONCLUSIONS : The results suggested that the modeling of link interactions for a more complicated transportation system design enabled the modeling of complex asymmetric interactions as long as the demand intensity of the network was not strong. In the case of mode interactions, whereas it was not possible to control the route composition, it was considered possible to a degree where the use of a distinct route was observed for each class (for example, designated truck lanes).

도로통행비용함수(Volume-Delay Function)는 교통수요분석 과정에서 통행자의 도로통행에 따른 통행비용(통행시간)을 산정하기 위해 사용되는 링크 교통량과 통행시간과의 관계함수라 할 수 있다. 도로통행비용함수에서 산출된 통행비용으로 도로수단의 선택 및 경로선택이 결정되고 각 통행자들의 통행비용으로 도로교통망 비용이 결정되므로 수요분석 및 교통망효과분석에서 도로통행비용함수가 대단히 중요한 역할을 수행한다고 할 수 있다. 결국, 보다 정확한 교통수요분석과 교통망효과평가를 위해서는 보다 합리적이고 최적화된 도로통행비용함수를 설정할 필요가 있다. 현재 국가교통DB(KTDB)에서는 가능한 현실적 묘사를 위해 도로운영(신호), 기하구조 및 지역특성을 고려하여 현장조사와 최적화 기법을 통하여 도로통행비용함수를 32개 등급으로 세분화하여 제공하고 있다. 하지만 여전히 현재 등급체계에서 제공되는 자유통행속도와 현실의 자유통행속도간의 차이가 존재하고 이러한 차이로 인한 수요예측의 오차가 발생한다고 지적되고 있어 개선을 위한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 최근 다양한 첨단교통자료의 활용이 가능해 짐에 따라 내비게이션 실제 차량통행자료를 활용하여 전국 도로교통망을 대상으로 도로등급별로 자유통행속도를 산정하였다. 분석결과 기존에 현장 표본조사를 기반으로 산정되었던 KTDB와의 차이가 있음을 확인하였고 비교‧분석을 통하여 본 연구에서 산정된 자유통행속도의 합리성을 검토하였다.

일반적으로 도로정책평가 시, 이상적인 도로 교통조건에서 수집한 교통류 자료에 근거하여 BPR식 형태로 개발한 통행비용함수식을 일반화하여 적용한다. 하지만, BPR 형태로 개발된 모형은 장래교통량예측이나 통행행태분석에 있어서 적용이 도로 교통환경을 묘사하는데 적합하지 않은 것으로 보고되고 있다.(Spiess, 1989 ; Singh, 1999) 따라서 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 분석대상지의 도로 교통조건에 적합하도록 미시적 교통류시뮬레이터기반(Micro traffic Simulator Based : MSB)으로 생성된 자료로 통행비용함수를 개발, 검증하는 분석방법론을 제시하였으며, 주요 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 이상적인 도로교통조건 이외의 상황에 대한 도로교통정책 평가에 적용이 용이하도록, 단시간에 다량의 교통류 자료생성이 가능한 미시적 교통류시뮬레이터(VISSIM)를 이용하여 분석대상지에 적합한 통행비용함수를 개발하는 방법론을 제시하였다. 둘째, VISSIM을 이용하여 생성한 분석자료를 기반으로 하여 BPR 함수식과 MSB 함수식을 각각 개발하고, 통계값 및 산포도를 이용한 모형들의 비교분석을 통하여 MSB 함수식의 활용가능성을 검증하였다.