시민과 환경을 위한 교통 프로젝트를 개선하는 분석 기능

교량을 건설하고 수원 오염을 막는 더 나은 방법을 발견한 NCDOT

도로를 어떻게 하면 더 빨리 더 적은 비용으로 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 건설할 수 있을까요? 노스캐롤라이나주에서는 사전에 고급 데이터 소스를 사용해 값비싼 토지 조사에 의존하지 않고도 가능한 도로 건설 후보지들을 줄이는 데 도움이 되는 컴퓨터 모델을 생성함으로써 이 문제를 해결합니다. 이러한 프로세스는 도로 프로젝트별로 최대 500,000달러의 비용을 절감하고 도로 부지를 선택하고 이를 기획하는 데 걸리는 시간을 최대 20%나 단축합니다. SAS® Analytics는 국민적 관심을 불러일으키고 있으며 Federal Highway Administration으로부터 Environmental Excellence Award를 수상한 이 혁신적인 프로젝트에 필요한 엔진을 제공하고 있습니다.

수원 오염을 막기 위해 교통 계획자들은 교통 프로젝트가 주변 환경에 미칠 영향을 주의 깊게 평가하고 이러한 영향을 피하거나 최소화 또는 완화할 수 있는 방법을 찾아내야 합니다. 도로 건설업자들은 대개 지리적 설문조사 내용에 의존하고 현장에 감정인 및 수질 전문가를 파견하여 모든 하천과 습지에 관한 내용을 문서화하는 방식으로 해당 정보를 확인합니다.

습지에 영향을 미치면 습지를 복원해야 합니다. 하천에 영향을 미치면 하천을 복원해야 합니다. 따라서 올바른 데이터를 갖추는 것은 환경을 위해서 뿐만 아니라 비용 절감이라는 이유에서도 중요합니다.

Morgan Weatherford
환경 프로그램 컨설턴트

그러나 이러한 방식은 교통 부서에서 신규 도로 “부지”를 2~3개로 압축하기 전에 환경 문제를 확인해야 하기 때문에 비용이 많이 듭니다. 그리고 우회 도로 같은 대규모 건설 프로젝트의 경우에는 주에서 수백만 평의 토지를 조사해야 할 수도 있습니다. NCDOT(노스캐롤라이나주 교통국), 자연 환경부의 환경 프로그램 컨설턴트인 Morgan Weatherford는 “(대규모 프로젝트의 경우에는) 도로 하나에 대한 가능 조합만 수백 개가 될 수도 있습니다. NCDOT가 현재 직면하고 있는 가장 큰 문제 중 하나는 모든 연방 정부 및 주 정부의 환경 규제를 준수하고, 환경뿐 아니라 납세자에게도 유익한 방식으로 이를 수행해야 한다는 것입니다.”라고 말합니다.

 

LIDAR 활용

지난 15년 동안 많은 비용이 드는 현장 업무를 배제할 가능성이 있는 새로운 데이터 소스가 등장했지만, 도로 건설업자와 수질 전문가들은 이의 활용 방법에 대해 확신하지 않았습니다. 해당 데이터는 Light Detection And Ranging을 뜻하는 LIDAR에서 제공되는 데, LIDAR는 레이저 펄스를 사용해 두 지점 간의 거리를 측정하여 기록하고 특히 습지와 하천의 존재 여부를 파악하는 데 중요한 단서인 토지의 높이를 측정하는 데 유용합니다. LIDAR 데이터는 홍수 지도를 업데이트하는 데도 널리 사용되며, 기존의 지질 조사 정보보다 더욱 상세한 것으로 여겨지고 있습니다. 그러나 LIDAR는 많은 양의 데이터를 생성합니다. 제안된 교통 프로젝트의 해당 분야에서만 3,000만 개가 넘는 기록이 생성되고, 기록당 20~30개의 속성이 존재할 수도 있습니다. 게다가 당시까지는 해당 데이터가 아직 건설 계획을 목적으로 하천과 습지를 기술하는 데 구체적으로 사용된 적이 없었습니다.

따라서, 노스캐롤라이나주의 DWQ(Division of Water Quality) 소속인 환경 전문가 Susan Gale과 수석 환경 전문가 Periann Russell은 상류 수원을 예측할 수 있는 여러 개의 로지스틱 회귀 모델 작성에 착수하였습니다. 그리고 현장 설문조사를 통해 모델의 정확성을 테스트하였습니다. Russell은 “모델의 정확도는 적용 지역에 따라 85%~95% 정도입니다.”라고 설명합니다. DWQ에서 로지스틱 회귀 분석을 개발함에 따라 이제 NCDOT에서도 습지 예측에 동일한 프로세스를 적용할 수 있게 되었습니다.

이 작업은 초반에 회의적이었던 Weatherford에게도 확신을 주었습니다. 그리고 이러한 확신이 깊어짐에 따라 이제 주에서는 노스캐롤라이나주 동쪽의 자치주 전체를 대상으로 LIDAR 데이터를 사용하여 하천 및 습지 위치를 예측하는 등의 더 큰 규모의 프로젝트에 이 프로세스를 활용하고 있습니다. 데이터는 교통 계획자들이 32km의 우회 도로 부지를 선택하는 데만 사용되는 것이 아니라 일부 교량 현대화 프로젝트에도 사용될 예정이며 개발 사업 추진을 위해 하천 및 습지 정보가 필요한 민간 개발업체에게도 제공될 것입니다.

SAS 기술 선택

Russell은 SAS로 프로그램을 작성했던 경험이 있었고, SAS가 대규모 데이터 파일을 처리하고 Esri 지질 정보 소프트웨어와도 잘 작동한다는 점에서 이 프로젝트에 가장 적합한 솔루션이라고 생각했습니다. 또한 Russell은 자신의 모델을 JMP® 프로그램으로도 내보낼 수 있는데, 이는 모델을 시각적으로 표시할 수 있게 해 줍니다. Russell은 파일럿 프로그램에 사용할 모델을 작성하는 데 약 1주일이 걸렸다고 말했습니다.

1주일이 걸렸다고 말했습니다. 파일럿 작업은 주와 연방 기관의 요구를 충족시켰습니다. Weatherford는 US Army Corps of Engineers 및 US Environmental Protection Agency 같은 곳에서 긍정적인 피드백을 받고 있으며, 교통 계획 프로젝트를 담당하고 있는 주나 지방 기관들로부터도 많은 문의를 받고 있습니다. Weatherford는 이 모델로 인해 현장 업무가 사라지는 것은 아니라고 강조합니다. 단지 모델이 후보지를 몇 개로 압축해 주기 때문에 현장 업무를 줄일 수 있게 도와 주는 것이라고 말합니다. Weatherford는 "습지에 영향을 미치면 습지를 복원해야 합니다. 하천에 영향을 미치면 하천을 복원해야 합니다. 따라서 올바른 데이터를 갖추는 것은 환경을 위해서 뿐만 아니라 비용 절감이라는 이유에서도 중요합니다.”라고 말합니다.

비즈니스 이슈

도로 및 교량 공사를 위한 부지를 결정하는 보다 효율적이고 효과적인 방법 모색

Solution

Benefits

프로젝트 비용 최대 500,000달러 절감, 계획 기간 20% 단축

본 문서에 나오는 결과는 본 문서에 설명된 특정 상황, 비즈니스 모델, 데이터 입력 및 컴퓨팅 환경에 적합하게 되어 있습니다. 각 SAS 고객의 경험은 고유한 것으로, 비즈니스 및 기술적 변수에 따라 달라집니다. 따라서 모든 서술은 비전형적인 것이라는 점을 고려해야 합니다. 실제 절약, 결과 및 성능 특성은 개별 고객의 구성 및 조건에 따라 달라질 수 있습니다. SAS는 모든 고객이 비슷한 결과를 달성할 수 있다고 보증하거나 진술하지 않습니다. SAS 제품과 서비스에 대한 유일한 보증은 해당 제품 및 서비스에 대한 서면 계약의 보증서에 명시되어 있습니다. 본 문서의 어떠한 내용도 추가 보증을 구성하는 것으로 해석될 수 없습니다. 고객은 SAS 소프트웨어의 성공적인 구현에 따라 합의된 계약적 교환 또는 프로젝트 성공 요약의 일환으로 성공 사례를 SAS와 공유했습니다. 브랜드 및 제품 명칭은 각 기업의 상표입니다.

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