교통의 이해 - 수레바퀴 혁명에서 AI와 UAM까지

이 책은 교통이라는 학문을 처음 접하는 학생들을 위해 이론과 예제를 중심으로 알기 쉽게 서술한 개론서이다. 대학에서 전공 선택을 고민하는 신입생은 물론, 교통 분야 전반을 이해하고자 하는 공무원과 엔지니어도 쉽게 읽을 수 있도록 내용을 구성하였다.

도시의 성장은 사람들 간의 교류를 용이하게 하려는 열망의 과정이며, 교통은 이러한 인적 교류를 촉진하여 도시의 규모와 구조를 결정짓는 핵심 동력이다. 인류 최초의 도시인 우루크와 우르의 도보 중심 구조에서 시작된 도시교통은 수레바퀴의 발명이라는 최초의 운송 혁명을 거쳐 마차, 철도, 자동차로 이어지는 모빌리티의 혁신과 함께 경계를 확장하며 진화해 왔다. 이러한 역사적 흐름 속에서 교통은 경부고속도로와 고속철도(KTX) 사례에서 보듯 시공간을 수렴시키고 지역 경제를 활성화하는 순기능을 수행해 왔으나, 다른 한편으로는 만성적인 교통 혼잡과 대기오염, 온실가스 배출, 자원 낭비라는 심각한 역기능과 도시 문제를 야기하기도 했다.

이 책은 이러한 교통의 명과 암을 공학적·수리적 모델을 통해 체계적으로 진단한다. 운전자의 인지반응과정(PIEV)과 시야각을 고려한 도로설계의 기초부터 시작하여, 그린실즈(Greenshields) 직선모형에 기반한 교통량·속도·밀도의 상관관계를 명쾌하게 규명한다. 나아가 도심 병목 현상을 설명하는 깔때기 효과와 개별 운전자의 미세한 속도 변화가 연쇄적인 제동을 유발하는 유령교통체증(jamiton) 현상을 수리역학적으로 해석하며, 새로운 도로 건설이 오히려 시스템 전체의 총 통행시간을 증가시킬 수 있다는 ‘브라에스의 역설(Braess′ paradox)’을 통해 전통적인 공급 중심 교통정책의 한계를 날카롭게 지적한다.

원고를 준비하며 ‘미래의 교통 전문가에게 가장 필요한 핵심 역량은 무엇인가’를 끊임없이 자문하였다. 그 고민의 결과로 불확실한 미래 도시를 선도할 다섯 가지 필수 지표를 제시한다. 첫째, 도시의 흐름을 읽는 교통계획 및 4단계 수요예측 이론, 둘째, 효율적인 소통을 위한 교통공학·운용 기술 및 연속류·단속류 이론, 셋째, 안전과 내구성의 기초가 되는 도로 기하구조 및 아스팔트·콘크리트 포장 설계, 넷째, 첨단 시대를 주도할 빅데이터 분석 및 인공지능(AI) 활용 능력, 다섯째, 사회적 합의를 이끄는 교통정책과 대중교통중심개발(TOD), 완전도로(complete streets), 플렉스 존(flex zone) 등의 스마트 모빌리티 제도에 대한 이해가 그것이다. 아울러 공공기관, 엔지니어링사, 스마트 모빌리티 기업, 학계 등 졸업 후 마주하게 될 구체적인 진로 스펙트럼과 각 분야에서 요구하는 필수 실무 역량까지 충실히 담아내어 학습자의 막연함을 해소하고자 노력하였다.

인공지능(AI), 자율주행, 도심항공교통(UAM), 이상기후 등 새로운 기술과 환경 변화로 인해 불확실성이 높아진 미래 도시교통 분야에서, 이 학문에 첫발을 내딛는 모든 이들에게 이 책이 거대한 공간적 제약을 극복하고 사람 중심의 지속가능한 미래 도시를 구축하는 데 작지만 견고한 지침서가 되기를 희망한다.