자율주행차 도입이 교통 네트워크 균형에 미치는 역설적 영향

본 논문은 자율주행 차량(AV)과 기존 차량이 동시에 존재하는 ‘혼합 자율성’ 교통 네트워크에서, 비협조적 라우팅(자율적 경로 선택) 상황이 네트워크 전체 효율에 미치는 영향을 체계적으로 분석한다. 연구는 다음과 같은 흐름으로 전개된다. 1. **연구 배경 및 동기** - 자율주행 및 연결 기술은 차량 간 간격을 줄이고, 플래토닝을 통해 링크 용량을 최대 3배까지 증가시킬 수 있다. 하지만 실제 도입 단계에서는 일반 차량과 AV가 공존하는 과도기 상황이 필연적이며, 이때 네트워크 효율이 어떻게 변하는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 기존 연구는 시뮬레이션이나 특정 상황에 국한된 분석이 대부분이며, 일반적인 게임 이론적 프레임워크를 통한 정량적 결과는 부족했다. 2. **모델링** - 네트워크는 유향 그래프 G=(N,L,W) 로 표현하고, W 는 O/D 쌍 집합이다. 각 O/D w에 대해 고정 수요 r_w 와 자율주행 비율 α_w 가 주어진다. 두 종류의 흐름(regular f_r,p, autonomous f_a,p)으로 경로 흐름을 구분한다. - 링크 용량은 AV 비율에 따라 선형 보간식 C_l(α_l)=m_l M_l α_l / (m_l + (1‑α_l)M_l) 으로 정의한다. 여기서 m_l 은 전적으로 일반 차량일 때, M_l 은 전적으로 AV일 때의 최대 용량이다. 일반적으로 m_l M_l ≤ 1 이며, AV가 더 높은 용량을 제공한다는 가정이다. - BPR 지연 함수는 두 흐름을 동시에 고려하도록 확장되어 e_l(f_r,l,f_a,l)=a_l