AI 도시교통과 모빌리티

AI 도시교통과 모빌리티

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Description
본서는 이러한 시대적 흐름 속에서 미래의 도시교통 및 모빌리티 전문가를 꿈꾸는 대학생과 대학원생들에게 AI 도시교통 및 모빌리티 분야에 대한 깊이 있는 이해와 실질적인 지식을 제공하고자 계획되었다. 구성은 AI 기반 도시교통 및 모빌리티 분야를 체계적으로 학습할 수 있도록 총 4부로 구성되어 있다.
-1부에서는 AI 기반 교통계획의 개념과 역사, 그리고 교통분야에서 AI 기술이 어떻게 진화해 왔는지 살펴본다. 머신러닝, 딥러닝, 생성형 AI 등 핵심 AI 기술의 원리와 교통분야 활용 사례를 소개하고, 거대 언어 모델(LLM), 거대 멀티모달 모델(LMM), 거대 행동 모델(LAM) 등 AI 기술 동향을 다룬다. AI는 머신러닝, 딥러닝, 신경망과 같은 핵심 개념을 통해 데이터 분석, 의사결정, 언어처리 등의 작업을 수행할 수 있으며, 이는 교통과 모빌리티 분야의 다양한 문제 해결에 적용될 수 있다.
-2부에서는 AI 기반 도시교통계획에서 데이터의 역할과 중요성을 강조하고, 빅데이터 분석기술과 실시간 데이터 처리 방안을 소개한다. 시계열 예측모델, 회귀 예측모델, 딥러닝 예측모델 등 다양한 AI 기반 교통수요 예측모델의 원리와 활용 사례를 분석한다. 이어서 4단계 교통수요 추정 모델에 딥러닝 기술을 적용하는 방법을 구체적으로 제시한다. 2부에서 다루는 교통데이터 분석 및 교통수요 예측기술은 교통계획과 모빌리티의 핵심 요소이며, AI 기반 예측모델의 정확성 향상은 더욱 효과적인 교통정책 수립 및 자원 배분을 가능하게 하여 사회적 편익에 기여할 것이다.
-3부에서는 AI가 지능형 교통시스템(ITS) 구축 및 운영에 어떻게 활용되는지 살펴보고, 교통량 예측, 신호시간 조정, 혼잡 감소 등 다양한 적용 사례를 소개한다. AI 기반 교통안전기술, 교통사고 예측 및 방지 시스템, 대중교통시스템 최적화 방안 등을 심층적으로 분석하고, 국내외 AI 기반 ITS 구축 사례를 통해 성공 요인을 도출한다. AI는 실시간 데이터 분석을 통해 교통흐름을 최적화하고, 교통혼잡을 줄이며, 교통안전을 향상시키는 데 핵심적인 역할을 한다. 스마트 신호등, 실시간 교통정보 제공, 사고 예측 시스템 등이 대표적인 예시이다.
-4부에서는 AI 기반 MaaS(Mobility as a Service), 자율주행자동차, 도심항공교통(UAM), 커넥티드 카 등 미래 모빌리티 기술의 최신 동향과 발전 가능성을 탐색한다. 각 기술의 개념, 핵심 기술, 활용 사례, 장단점 등을 분석하고, AI가 이러한 미래 모빌리티 서비스의 발전과 상용화에 어떤 영향을 미치는지 분석하고 전망한다. AI는 MaaS 플랫폼 운영, 자율주행기술 개발, UAM 교통 관리, 커넥티드 카서비스 제공 등 미래 모빌리티의 핵심 동력으로 작용하며, 사용자 맞춤형 이동서비스 제공 및 교통시스템 효율성 극대화에 기여한다. 4부에서 논의되는 미래모빌리티 기술들은 AI 기술의 발전과 융합을 통해 개인의 이동 편의성을 극대화하고, 도시교통체계를 확신시키고 있다. 이는 미래 교통시스템과 모빌리티 서비스의 모습에 큰 변화를 견인할 것으로 전망된다.
본 교재는 단순한 이론적 지식 전달을 넘어, 실제 교통과 모빌리티 분야에서 AI 기술이 어떻게 적용되고, 문제를 해결하는지 다양한 사례와 함께 제시함으로써 독자들의 이해를 돕고자 노력하였다. AI 기술은 도시교통계획 및 모빌리티 분야에 혁신적인 변화를 가져오고 있으며, 앞으로 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 전망된다. 본 교재가 독자분들이 AI 기반의 스마트 교통시스템을 이해하고 미래 교통분야를 선도하는 인재로 성장하는 데 든든한 밑거름이 되기를 기대한다.
저자

원제무

한양대공대와서울대환경대학원을졸업하고미국UCLA도시건축대학원에서도시교통석사학위를받고,미국MIT에서교통계획박사학위를취득하였다.KAIST도시교통연구본부장,서울연구원도시교통연구실장,서울시립대도시공학과교수,한양대도시대학원장을거쳤다.현재한양대도시대학원명예교수로재직하면서연구와강의를하고있다.

목차

『1부AI기반도시교통계획과머신러닝및딥러닝』
01AI기반교통계획이란무엇인가?
1.교통계획의개념및역사
2.AI기반도시교통계획등장배경,목표,과정
3.AI도시교통계획의정책목표별전략,교통정책별전략,주요교통수단별목표및전략
4.AI기반도시교통계획의중단기정책별특징과역할,활용예시
5.기존도시교통계획과AI기반도시교통계획의특징비교
6.기존도시교통계획의교통수요추정모델과AI도시교통계획의수요추정모델의특징비교
02도시교통분야에서AI는어떤진화과정을거쳐현재까지왔는가?
1.AI가도시교통과모빌리티의패러다임을바꾸고있다
2.도시교통분야에도생성형AI시대(2020년대∼미래)가열리다
3.도시교통분야의AI가자율주행차,MaaS,라스트마일모빌리티,DRT,스마트시티를탄생시키다
03도시교통분야에서AI의활용분야,역할,효과
1.도시교통분야에서AI의주요활용분야
2.도시교통분야에서AI가제공하는편익
3.도시교통분야에활용되는AI기술의목표와역할
4.도시교통분야에서AI의활용예시별주요기능
5.도시교통분야에서AI활용과관련된현안과제
6.미래도시교통분야의AI기반교통시스템트렌드예측
04머신러닝,딥러닝,생성형AI는어떻게탄생되었나?
1.머신러닝과딥러닝특징은무엇이며도시교통분야에서는어디에활용되나?
2.생성형AI(GenerativeAI)로오기까지:개요와특징
3.생성형AI와딥러닝발전과정과ANI,AGI,ASI와연결성
4.생성형AI는머신러닝과딥러닝,그리고ANI,AGI,ASI흐름속에서탄생
05LLM(거대언어모델)⇒LMM(거대멀티모달모델)⇒LAM(거대행동모델)
1.AI는거대언어모델(LLM),거대멀티모달모델(LMM),거대행동모델(LAM)로진화중이다
2.LLM,LMM,LAM:원리및이론
3.2012년구글고양이인식사건이후AI발전사
4.딥러닝은신경망과은닉층을중심축으로설계되었다
5.딥러닝심층탐구:숨겨진층,중간세포층이필요한이유
6.귀납적인공신경망과파라미터,그리고강화학습

『2부AI기반도시교통계획에서데이터와AI기반교통수요예측』
06AI기반도시교통계획에서빅데이터의역할
1.빅데이터의정의,특성,분석,기술
2.도시교통분야에활용되는주요빅데이터분석알고리즘의원리,특성,활용성
3.실시간AI기반데이터처리:원리,활용사례
4.빅데이터기반예측분석및데이터레이크기술개요및교통분야적용사례
5.도시교통분야에서빅데이터가활용되는정책및전략
07AI기반교통수요예측
1.교통수요예측의중요성및기존수요예측방법의한계
2.AI기반교통수요예측모델:시계열예측모델,회귀예측모델,딥러닝예측모델
3.실시간교통수요예측
08AI딥러닝기반4단계교통수요추정
1.4단계교통수요추정모형의개요
2.4단계교통수요분석기법의유형
3.딥러닝의RNN모델과LSTM을이용한4단계교통수요예측도구(플랫폼,앱)
4.AI기반4단계교통수요추정모델예제

『3부ITS,교통혼잡관리,안전,대중교통최적화』
09AI와지능형교통시스템(ITS)
1.AI기반지능형교통시스템서비스분야별역할,특징,활용성
2.AI기반ITS는빅데이터,IoT,클라우드컴퓨팅과융합을통해구축
3.AI와ITS기반교통흐름관리
4.AI기반대중교통시스템최적화
5.국내외AI기반ITS구축사례를분석및성공요인
6.AI기반ITS성공을위한전략및시사점
10AI기반교통안전
1.AI기반교통사고예측및방지기술
2.AI기반교통안전모니터링시스템
3.AI기반교통사고분석및대응
4.AI기반교통사고분석과정및모델

『4부AI기반MaaS,자율주행자동차,UAM,커넥티드카』
11AI기반MaaS(MobilityasaService)
1.MaaS의정의,요소,이점,등장배경
2.MaaS와교통계획및모빌리티간의관계
3.AI기반모빌리티플랫폼의역할과MaaS데이터분석과정
4.MaaS플랫폼구축및운영에필요한기술요소,운영전략,비즈니스모델분석
5.MaaS의세계도시활용사례및시사점
12AI기반자율주행자동차
1.자율주행차와핵심기술
2.자율주행차의기술동향및자율주행차의레벨
3.자율주행차량의선도기업의주요기술,개발현황,성과
4.자율주행차가가져오는편익
5.자율주행차의운전자보조장치(ADAS)
6.자율주행시스템의안전및보안분석
7.자율주행차관련윤리적쟁점및사회적영향
8.자율주행자동차의위치추정및주행예측,경로계획,동작결정,제어등의기술
13AI기반도심항공교통,자율주행로보택시,개인맞춤형모빌리티서비스
1.AI기반도심항공교통(UAM)
2.자율주행로보택시의목표,유형별기술특징,역할,장단점및활용예시분석
3.개인맞춤형모빌리티서비스의목표,유형별특징,역할,장단점및활용예시분석
14AI기반커넥티드카
1.스마트시티에서AI기반커넥티드카의역할,효과
2.AI기반모빌리티에서커넥티드카의목표,기술특징,역할,효과,장단점,활용예시

참고문헌