Auto-generation of Urban Traffic Digital Twins through Lane Connection and Traffic Light Mapping

Abstract

Traffic digital twins using microscopic traffic simulations are being used in several studies. In response, research is underway to automatically generate transportation digital twins based on data. The road network, traffic light logic, and traffic flow that comprise a traffic digital twin are difficult to generate because the information sources and their structure are not unified. In addition, the road network and traffic light logic are used as static elements unlike traffic flow, even though their change information is being collected, and there is a lack of research on their synchronization. To address these issues, this study (1) proposes a traffic information model that can integrate various information sources of traffic information to extend road networks and traffic light logic as digital twin synchronization targets; (2) proposes a method to automatically generate traffic digital twins based on the proposed traffic information model to quickly reflect traffic information changes in road networks and traffic light logic in the digital twins. It is described and demonstrated through a case study of automatically generating digital twins for full coverage, target coverage from a database at city scale built according to the proposed information model.

미시 교통 시뮬레이션을 이용한 교통 디지털 트윈은 여러 연구에 사용되고 있습니다. 이에 교통 디지털 트윈을 자동으로 빠르게 생성하려는 연구도 진행되고 있습니다. 교통 디지털 트윈을 구성하는 도로 네트워크, 교통 신호 로직, 교통 흐름은 정보 소스와 형태가 통일되지 않아 디지털 트윈 생성에 어려움이 있습니다. 또한, 도로 네트워크와 교통 신호 로직은 그 변경 정보가 수집되고 있음에도 교통 흐름과 달리 정적인 요소로 사용되어 동기화에 대한 연구가 부족합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 (1) 로 네트워크와 교통 신호 로직을 디지털 트윈 동기화 대상으로 확장하기 위해 교통 정보의 다양한 정보 소스를 통합 할 수 있는 교통 정보 모델을 제안합니다. (2) 제안한 교통 정보 모델을 바탕으로 도로 네트워크, 교통 신호 로직을 포함한 교통 정보의 변화를 디지털 트윈에 빠르게 반영하기 위해 교통 디지털 트윈을 자동으로 생성하는 방법을 제시합니다. 교차로 중심의 정보 모델에 따라 구축된 도시 규모로 데이터베이스에서 전체 범위, 대상 범위에 대해 디지털 트윈을 자동으로 생성하는 사례 연구를 통해 설명되고 입증됩니다.