1. 수행배경

• 배달 서비스 수요 증가로 자율주행 배달로봇의 경로 효율성이 핵심 이슈로 부각됨
• 현재는 최단거리 경로로 탐색되어, 신호등에서의 잦은 정지로 병목 현상 발생
• 보행자 신호 주기를 반영한 경로 탐색이 필요하며, 이는 로봇이  멈춤 없이 이동함으로써 병목을 줄이는 데 기여 가능.
  → 궁극적으로 도심 내 자율배송 병목 현상을 해결할 수 있을 것으로 기대됨

2. 수행기간

• 2025.03.04 ~ 2025.06.04
• 1~3주차 : 문제 정의, 송도 지역 관찰, 목적 설정
• 4~6주차 : 인천광역시 보행자도로, 횡단보도, 신호등, 건물 GIS 데이터 수집 및 전처리
• 7~10주차 : 혼합정수선형계획법(MILP) 기반 수리모형 수립, Time-Expanded Network(TEN) 구조 설계
• 11~14주차 : 다양한 조건에서 시뮬레이션 수행, 성능 비교 및 정리, 보고서 작성

3. 개발작품 설명

• 목표 : 보행자 신호 주기를 반영하여, 배달로봇이 정지 없이 이동 가능한 최적 경로 탐색 시스템 개발 
• 인천광역시 GIS 데이터를 통해 네트워크 구현
• 시간별 노드 이동 여부를 변수로 정의한 혼합정수선형계획(MILP) 수립
• 2차원 보행자 네트워크를 시간축으로 확장 → 3차원 TEN(Time-Expanded Network) 구성
• Dijkstra 알고리즘을 TEN에 적용하여 다항 시간 내 최단 시간 경로 탐색
• Δt(시간 간격) 변화에 따른 정밀도 vs. 계산 시간 trade-off 분석
• 기존 거리 기반 경로(Baseline) 대비 시간 절감 효과 확인
• 신호등 수, 이동 거리별 성능 변화 분석
• 로봇 1대당 월 약 130건 추가 주문 처리 가능 → 시스템 전체 비용 절감 효과 분석
• 장애물(일시적 정체) 발생 시 경로 재설정 가능성 검증 → 시간 절감 유지 및 변동 폭 안정화 → 강건성 확보

4. 활용방안

• 자율주행 배달로봇의 실시간 경로 설정 시스템에 적용 가능

• 보행자 신호 정보가 확보된 도시 환경에서 로봇의 무정차 이동을 유도해 전체 배송 시간 단축

• 신호등 밀집 구간에서 성능이 특히 우수하여, 도심형 라스트마일 물류 효율화에 기여

• 향후 V2I 기술 기반의 교통 인프라와 연동하여 자율배송 시스템 자동화 가능