[Docs] 대안추천 계획 및 근거 정리 추가

docs/alternative-recommendation-evidence.md

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+## 0. 이 문서는 근거 정리를 위한 문서다.
+포함 범위는 다음 네 가지다.
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+| 위험상황          | 시뮬레이터에서 볼 지표                 | 추천 대안                                       |
+| ------------- | ---------------------------- | ------------------------------------------- |
+| 출구 병목         | 출구 앞 밀도, 대기 지속 시간, 저속/정체     | 출구 추가 개방, 출구 유입 분산, 출구 앞 유입폭 제한, 장애물/가이드 배치 |
+| 복도 병목         | 실제 통과 시간, 기준 대비 지연, 평균속도 저하  | 일방통행 전환, 우회 동선 유도, 혼잡 구간 분산                 |
+| 양방향 흐름 충돌     | 반대 방향 흐름 각도, 양측 흐름 비율, 속도 저하 | 동선 분리, 시간차 진입, 선 하차 후 승차 규칙                 |
+| 제한시간 초과 / 미대피 | 제한시간 내 미대피 인원 존재, 출구별 부하 불균형 | 출발 구역 분산, 출구 부하 균등화, 단계적 대피                 |
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+## 1. 위험상황 판단기준을 뒷받침하는 근거
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+### 1.1 출구 병목
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+계획서 기준:
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+- 출구 앞 2m 측정 구역의 밀도가 2명/㎡ 이상
+- 대기 또는 저속 상태가 10초 이상 지속
+- 해당 조건을 만족하면 출구 병목으로 분류
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+근거:
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+- Daamen & Hoogendoorn(2010)은 출구 폭, 문 개방 상태, 군중 구성 등이 출구 용량에 직접적인 영향을 준다고 정리한다. 이는 출구를 단순 위치가 아니라 “용량을 가진 병목 요소”로 보아야 한다는 근거가 된다.
+- Seyfried et al.(2009)은 병목 폭과 보행자 흐름 사이의 관계를 실험적으로 분석하며, 병목에서는 유입 인원과 통과 용량의 차이로 대기열과 정체가 생긴다는 점을 보인다. 따라서 출구 앞 밀도와 대기 지속시간을 함께 보는 방식이 타당하다.
+- Cepolina(2009)는 대피 흐름에서 capacity drop 현상을 고려한 단계적 대피 모델을 다룬다. 이는 출구 앞에 인원이 한꺼번에 몰리는 상황을 줄이는 전략, 즉 유입 제한이나 단계적 대피 추천의 근거가 된다.
+- Li et al.(2021)의 병목 실험 연구는 병목 전방에서 고밀도 분포, 저속 이동, 대기열이 함께 나타난다는 점을 보여준다. 일시적인 혼잡이 아니라 10초 이상 지속되는 상태를 병목으로 보는 기준을 보강한다.
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+### 1.2 복도 병목
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+계획서 기준:
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+- 실제 통과 시간이 정상 예상 통과 시간의 2배 이상
+- 평균속도 0.5m/s 이하가 10초 이상 지속
+- 해당 조건을 만족하면 복도 병목으로 분류
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+근거:
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+- Vanumu et al.(2017)은 보행자 흐름의 fundamental diagram 연구를 정리하며, 보행 시설의 성능을 밀도, 속도, 흐름량 관계로 설명한다. 복도 병목 판단에 평균속도와 통과시간을 쓰는 근거가 된다.
+- Seyfried et al.(2005)은 보행자의 fundamental diagram을 통해 밀도가 증가하면 평균속도가 저하되는 관계를 다룬다. 복도에서 속도 저하가 지속되면 혼잡 상태로 볼 수 있다.
+- Feliciani & Nishinari(2018)는 군중의 혼잡도와 위험도를 속도장 기반으로 측정하는 접근을 제안한다. 이는 특정 구간에서 지속적으로 낮은 속도와 불규칙한 움직임이 관측될 때 병목/핫스팟으로 판단할 수 있음을 뒷받침한다.
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+### 1.3 양방향 흐름 충돌
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+계획서 기준:
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+- 120도 이상 반대 방향 흐름
+- 양쪽 흐름의 인원 비중이 각각 30% 이상
+- 평균속도 0.7m/s 이하가 10초 이상 지속
+- 해당 조건을 만족하면 양방향 흐름 충돌로 분류
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+근거:
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+- Feliciani & Nishinari(2016)는 양방향 보행 흐름에서 lane formation이 형성되는 과정을 실험적으로 분석한다. 반대 방향 흐름이 같은 공간을 공유할 때 방향 비율과 상호작용이 흐름 안정성에 중요하다는 근거가 된다.
+- Liao et al.(2014)은 병목을 통과하는 보행자 흐름에서 밀도, 속도, 병목 폭이 흐름 상태를 설명하는 핵심 변수임을 보인다. 양방향 흐름이 병목과 결합될 때 통과 효율이 악화될 수 있다.
+- Aghabayk et al.(2020)은 교차 각도가 큰 보행 흐름일수록 충돌과 지연이 커진다는 점을 실험적으로 다룬다. 계획서의 “120도 이상” 기준은 정면 또는 정면에 가까운 충돌 흐름을 잡기 위한 실용적 기준으로 볼 수 있다.
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+### 1.4 제한시간 초과 / 미대피
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+계획서 기준:
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+- 제한시간 동안 모든 인원이 대피하지 못함
+- 남은 인원이 특정 구역 또는 특정 출구에 몰려 있음
+- 해당 조건을 만족하면 제한시간 초과 또는 미대피 위험으로 분류
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+근거:
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+- Han et al.(2021)의 time equalization 기반 단계적 실내 대피 알고리즘은 단순 최단거리 배정이 특정 출구를 과부하시킬 수 있음을 지적한다. 출구별 점유시간과 용량을 고려해 부하를 균등화해야 전체 대피시간을 줄일 수 있다는 근거가 된다.
+- Cepolina(2009)는 단계적 대피를 통해 보행자 흐름의 capacity drop을 줄이는 접근을 다룬다. 이는 모든 인원이 동시에 출발하는 방식보다 출발 시점과 출구 부하를 조절하는 대안을 추천할 수 있음을 뒷받침한다.
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+## 2. 대안추천별 근거 정리
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+### 2.1 출구 병목 대안
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+| 추천 대안 | 근거 | 구현 시 메시지 방향 |
+|---|---|---|
+| 출구 추가 개방 | 출구는 용량을 가진 병목 요소이며, 가용 출구 수가 늘면 출구별 부하를 분산할 수 있다. | “현재 출구에 대기 인원이 집중되어 있으므로, 추가 출구를 개방하거나 대체 출구를 안내하는 것이 좋습니다.” |
+| 출구 유입 분산 | 병목 전방의 과도한 유입은 대기열과 capacity drop을 만든다. | “가장 가까운 출구만 사용하지 말고, 여유 출구로 일부 인원을 분산하는 대안이 필요합니다.” |
+| 출구 전방 유입폭 제한 | 출구 앞 충돌을 줄이면 통과 흐름이 안정될 수 있다. 다만 잘못된 제한은 우회와 지연을 만든다. | “출구 앞 접근 방향을 줄여 충돌을 완화할 수 있으나, 배치 검증이 필요합니다.” |
+| 장애물/가이드 배치 | Shi et al.(2019)은 출구 위치와 장애물 크기/거리 조정이 유출률을 높일 수 있지만, 너무 가까운 장애물은 오히려 악화될 수 있음을 보인다. | “출구 앞 장애물은 효과가 조건 의존적이므로, 추천 후보로 제시하되 시뮬레이션 재검증이 필요합니다.” |
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+### 2.2 복도 병목 대안
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+| 추천 대안 | 근거 | 구현 시 메시지 방향 |
+|---|---|---|
+| 일방통행 전환 | 양방향 마찰을 제거하면 복도 통과 효율이 좋아질 수 있다. | “복도에서 양방향 흐름이 섞이며 속도가 크게 낮아졌으므로, 한 방향 통행 또는 시간대별 방향 분리가 필요합니다.” |
+| 우회 동선 유도 | 혼잡 구간을 우회하거나 여유 출구로 분산하면 특정 복도의 부하를 줄일 수 있다. | “현재 복도 통과 시간이 기준보다 크게 증가했으므로, 대체 복도/대체 출구로 분산하는 경로를 추천합니다.” |
+| 통로폭 확장 후보 | 구조 변경 가능성이 있는 설계 단계라면 병목 구간 폭 확장이 대안이 될 수 있다. | “설계 대안으로 병목 복도 폭 확장을 검토할 수 있습니다.” |
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+### 2.3 양방향 흐름 충돌 대안
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+| 추천 대안     | 근거                                                               | 구현 시 메시지 방향                                          |
+| --------- | ---------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------- |
+| 동선 분리     | 양방향 흐름은 자연스럽게 lane formation을 만들 수 있지만, 고밀도/큰 교차각에서는 불안정해질 수 있다. | “반대 방향 흐름이 같은 구간에서 충돌하므로, 중앙 가이드나 방향별 분리 동선이 필요합니다.” |
+| 시간차 진입    | 양쪽 흐름이 동시에 진입하면 충돌과 정체가 커진다.                                     | “양쪽 인원이 동시에 진입하지 않도록 시간차 진입을 적용하는 것이 좋습니다.”          |
+| 선 하차 후 승차 | 승하차/입출입이 맞물린 상황에서는 먼저 빠져나오는 흐름을 확보해야 한다.                         | “나오는 흐름을 먼저 처리한 뒤 들어가는 흐름을 허용하는 규칙이 필요합니다.”          |
+| 강성 분리대    | 물리적 분리대는 방향 충돌을 줄일 수 있지만, 폭을 줄이거나 장애물이 되면 악화될 수 있다.              | “분리대는 흐름 분리 후보로 추천하되, 설치 후 병목 악화 여부를 재시뮬레이션해야 합니다.”  |
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+### 2.4 제한시간 초과 / 미대피 대안
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+| 추천 대안 | 근거 | 구현 시 메시지 방향 |
+|---|---|---|
+| 출발 구역 분산 | 특정 구역 인원이 동시에 같은 출구로 향하면 출구 부하가 커진다. | “특정 출구에 인원이 집중되어 제한시간 내 대피가 어려우므로 출발 구역별 출구 배정을 조정해야 합니다.” |
+| 출구 부하 균등화 | time equalization 연구는 출구별 점유시간을 균등화해 전체 대피시간을 줄이는 방향을 제시한다. | “가장 가까운 출구 기준 배정보다 출구별 예상 처리시간을 균등화하는 배정이 필요합니다.” |
+| 단계적 대피 | 한꺼번에 유입되는 인원을 줄이면 병목 전방 정체를 완화할 수 있다. | “일부 구역은 즉시 출발, 일부 구역은 지연 출발하도록 단계적 대피를 적용하는 것이 좋습니다.” |
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+## 3. 구현에 바로 연결되는 추천 규칙 초안
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+| 감지된 위험상황      | 추천 우선순위                                  | 추천 문구 예시                            |
+| ------------- | ---------------------------------------- | ----------------------------------- |
+| 출구 병목         | 1. 출구 유입 분산 2. 추가 출구 개방 3. 유입폭 제한/가이드 배치 | “출구 앞 밀도와 대기 시간이 높습니다.”             |
+| 복도 병목         | 1. 우회 동선 유도 2. 일방통행 전환 3. 통로폭 확장 후보      | “복도 통과 시간이 정상 예상보다 크게 증가했습니다.”      |
+| 양방향 흐름 충돌     | 1. 동선 분리 2. 시간차 진입 3. 선 하차 후 승차          | “반대 방향 흐름이 같은 구간에서 충돌하며 속도가 저하됩니다.” |
+| 제한시간 초과 / 미대피 | 1. 출구 부하 균등화 2. 출발 구역 분산 3. 단계적 대피       | “제한시간 내 대피가 완료되지 않았습니다. ”           |
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+## 4. 추가 근거로 쓰일만한 논문
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+| 근거                                                                                                                                                                                                       | 이 문서에서 쓰는 이유                           |
+| -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | -------------------------------------- |
+| Daamen & Hoogendoorn, “Capacity of Doors during Evacuation Conditions”, Procedia Engineering, 2010. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2010.07.007                                                         | 출구가 용량을 가진 병목 요소임을 설명한다.               |
+| Seyfried et al., “New Insights into Pedestrian Flow Through Bottlenecks”, Transportation Science, 2009. https://doi.org/10.1287/trsc.1090.0263                                                           | 병목 폭, 흐름량, 대기열 판단의 근거다.                |
+| Cepolina, “Phased evacuation: An optimisation model which takes into account the capacity drop phenomenon in pedestrian flows”, Fire Safety Journal, 2009. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2008.11.002 | 단계적 대피와 capacity drop 완화 근거다.          |
+| Vanumu, Rao & Tiwari, “Fundamental diagrams of pedestrian flow characteristics: A review”, European Transport Research Review, 2017. https://doi.org/10.1007/s12544-017-0264-6                           | 복도/보행 시설의 밀도-속도-흐름 관계 근거다.             |
+| Seyfried et al., “The fundamental diagram of pedestrian movement revisited”, Journal of Statistical Mechanics, 2005. https://doi.org/10.1088/1742-5468/2005/10/P10002                                    | 속도 저하와 혼잡 판단의 기초 근거다.                  |
+| Feliciani & Nishinari, “Measurement of congestion and intrinsic risk in pedestrian crowds”, Transportation Research Part C, 2018. https://doi.org/10.1016/j.trc.2018.03.027                              | 저속/불규칙 흐름 기반 혼잡도 판단 근거다.               |
+| Li et al., “A comparative study on the bottleneck pedestrian flow under different movement motivations”, Fire Safety Journal, 2021. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103014                        | 병목 전방 고밀도, 대기, 저속 상태 근거다.              |
+| Feliciani & Nishinari, “Empirical analysis of the lane formation process in bidirectional pedestrian flow”, Physical Review E, 2016. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.94.032304                          | 양방향 흐름과 lane formation 판단 근거다.         |
+| Liao et al., “Experimental Study on Pedestrian Flow through Wide Bottleneck”, Transportation Research Procedia, 2014. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2014.09.006                                        | 병목 폭, 밀도, 속도, 흐름량 관계 근거다.              |
+| Aghabayk et al., “Effect of Intersecting Angle on Pedestrian Crowd Flow under Normal and Evacuation Conditions”, Sustainability, 2020. https://doi.org/10.3390/su12041301                                | 큰 교차각에서 보행 흐름 충돌과 지연이 커질 수 있음을 보인다.    |
+| Shi et al., “Examining effect of architectural adjustment on pedestrian crowd flow at bottleneck”, Physica A, 2019. https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.01.086                                          | 출구 위치, 기둥/장애물 배치가 병목 유출률에 영향을 준다는 근거다. |
+| Adrian et al., “Crowds in front of bottlenecks at entrances from the perspective of physics and social psychology”, Journal of the Royal Society Interface, 2020. https://doi.org/10.1098/rsif.2019.0871 | 병목 전방 대기열과 군중 상호작용을 설명하는 보조 근거다.       |
+| Han et al., “A Multi-Zone Staged Indoor Emergency Evacuation Algorithm Based on Time Equalization”, ISPRS International Journal of Geo-Information, 2021. https://doi.org/10.3390/ijgi10080499           | 출구 부하 균등화와 단계적 대피 추천의 핵심 근거다.          |
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+## 5. 최종 결론
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+현재 대안추천 구현범위에서 가장 안전한 방향은 “정확한 최적 설계 자동 산출”이 아니라 “위험상황을 규칙 기반으로 분류하고, 해당 유형에 맞는 개선 후보를 추천한 뒤, 사용자가 재시뮬레이션으로 효과를 비교하게 하는 것”이다.
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+따라서 논문 수치는 UI나 보고서에서 다음처럼 표현하는 것이 안전하다.
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+- “문헌상 특정 조건에서 개선 사례가 보고됨”
+- “현재 시나리오에서도 효과가 있는지는 재시뮬레이션으로 검증 필요”
+- “장애물/분리대는 잘못 배치하면 오히려 악화될 수 있음”
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