고속도로 인터체인지 운전자의 속도특성을 고려한 유출 연결로 평행식 감속차로 적정화 방안 연구 Analysis of drivers' speed characteristics in freeway interchanges and parallel-type exit ramp design원문보기
본 연구는 우리나라 고속도로 인터체인지 대부분을 차지하고 있는 트럼펫형 인터체인지의 평행식 감속차로에서 운전자의 속도특성과 주행속도를 반영한 새로운 감속차로 구간과 길이에 대한 설계기준 연구이다. 현행 우리나라 설계기준인 도로의 구조·시설기준에 관한 규칙을 살펴보면 감속차로 길이는 미국기준을, 감속차로 구간은 일본기준을 차용하고 있어서 우리나라 현실과 맞지 않는 한계를 가지고 있다. 특히 감속차로 길이는 계산 값보다 훨씬 상향 적용된 길이를 적용하고 있어, 현장조사 시 감속차로 내 일부 지점에서 가속이 관측되기까지 하였다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 운전자의 속도특성을 반영하여 감속차로 구간을 재설정하고, 다음으로는 감속차로 길이 산정 시 ...
본 연구는 우리나라 고속도로 인터체인지 대부분을 차지하고 있는 트럼펫형 인터체인지의 평행식 감속차로에서 운전자의 속도특성과 주행속도를 반영한 새로운 감속차로 구간과 길이에 대한 설계기준 연구이다. 현행 우리나라 설계기준인 도로의 구조·시설기준에 관한 규칙을 살펴보면 감속차로 길이는 미국기준을, 감속차로 구간은 일본기준을 차용하고 있어서 우리나라 현실과 맞지 않는 한계를 가지고 있다. 특히 감속차로 길이는 계산 값보다 훨씬 상향 적용된 길이를 적용하고 있어, 현장조사 시 감속차로 내 일부 지점에서 가속이 관측되기까지 하였다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 운전자의 속도특성을 반영하여 감속차로 구간을 재설정하고, 다음으로는 감속차로 길이 산정 시 설계변수가 되는 각 지점별 주행속도와 감속도를 현장에서 수집하여 조사·분석하고 그 값을 반영하여, 유출 연결로 유형별로 감속차로 길이를 노즈 이전과 노즈 이후로 구분하여 구간별 길이를 제시하였다. 현장조사를 위하여 트럼펫형 인터체인지를 지역별로 12개소를 선정하고, 이동식 검지기를 일정 간격으로 설치하여 자료를 수집하였다. 자료수집 결과 대부분의 유출 연결로에서 제한속도보다 약 13~20km/h 상향된 주행속도를 나타내었다. 이런 현상은 유출 연결로에서 과속에 기인한 교통사고 위험성이 잠재되어 있으며, 동시에 설계기준에 부합한 시설물을 제공했음에도 불구하고 운전자들의 속도특성과 주행행태를 만족시키지 못하는 현실을 보여준다. 감속차로 길이 산정을 위한 설계변수인 지점별 주행속도는 85백분위 속도()를, 감속구간의 감속도는 85백분위 감속도()를 적용하였으며, 선행연구 자료와 현장에서 재확인한 결과를 토대로 85백분위 속도()를 안전속도로 정의하였다. 여기서 안전속도는 운전자가 고속주행으로 인한 불안감이나 저속주행으로 인한 답답함이 없는, 주어진 도로조건에서 쾌적하게 주행할 수 있는 최대속도를 의미한다. 또한 유출 연결로 유형별로 분석된 85백분위 감속도()의 산술평균 값을 g-g diagram 등 국외문헌에서 제시한 정상 감속도 값을 고려하여, 쾌적하고 안전한 감속주행이 가능한 안전감속도로 정의하였다. 본 연구에서는 현행 설계기준에서 설계속도로만 구분되어 있는 감속차로 기준을 연결로 유형별(루프형, 준직결형, 직결형)로 세분화하여 제시하였으며, 설계속도와 연결로 유형에 관계없이 연결로의 일반화된 기준을 제시하기 위해 지점별 안전속도와 감속구간의 안전감속도 대표값을 적용한 감속차로 길이를 별도로 제시하였다. 또한 감속차로 구간에 대한 정의를 변이구간 종점부터 완화곡선 종점까지로 새롭게 제시하였으며, 노즈 이전의 감속차로 구간 길이를 특정하여 설계 적용을 용이하게 하였다. 결과적으로 현행 설계기준과 비교하여 노즈 이전의 감속차로 길이는 축소되고, 노즈 전후의 완화곡선 길이는 증가되었다. 효과검증을 위해 새로운 설계기준이 적용된 유출 연결로를 유형별로 드라이빙 시뮬레이터를 활용하여 검증하였다. 검증결과 속도특성 측면에서는 감속차로 내에서 일관성 있는 감속주행만이 관측되었고, 주행속도 측면에서는 상대적으로 낮은 주행속도를 유지하여 실제로 현장에 적용할 경우, 주행안전성을 확보할 수 있을 것으로 판단하였다. 본 연구에서 제시한 새로운 감속차로의 설계기준이 트럼펫형 인터체인지뿐만 아니라 다양한 형식의 인터체인지와 분기점에서 폭넓게 적용되기 위해서 더욱 많은 사례를 중심으로 후속 연구가 진행되어야 하는 과제가 남아있다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서 제시한 운전자의 속도특성과 주행속도를 기반으로 한 유출 연결로 평행식 감속차로 설계기준 활용은 트럼펫형 인터체인지의 주행안전성 확보에 큰 기여를 할 것이다.
본 연구는 우리나라 고속도로 인터체인지 대부분을 차지하고 있는 트럼펫형 인터체인지의 평행식 감속차로에서 운전자의 속도특성과 주행속도를 반영한 새로운 감속차로 구간과 길이에 대한 설계기준 연구이다. 현행 우리나라 설계기준인 도로의 구조·시설기준에 관한 규칙을 살펴보면 감속차로 길이는 미국기준을, 감속차로 구간은 일본기준을 차용하고 있어서 우리나라 현실과 맞지 않는 한계를 가지고 있다. 특히 감속차로 길이는 계산 값보다 훨씬 상향 적용된 길이를 적용하고 있어, 현장조사 시 감속차로 내 일부 지점에서 가속이 관측되기까지 하였다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 운전자의 속도특성을 반영하여 감속차로 구간을 재설정하고, 다음으로는 감속차로 길이 산정 시 설계변수가 되는 각 지점별 주행속도와 감속도를 현장에서 수집하여 조사·분석하고 그 값을 반영하여, 유출 연결로 유형별로 감속차로 길이를 노즈 이전과 노즈 이후로 구분하여 구간별 길이를 제시하였다. 현장조사를 위하여 트럼펫형 인터체인지를 지역별로 12개소를 선정하고, 이동식 검지기를 일정 간격으로 설치하여 자료를 수집하였다. 자료수집 결과 대부분의 유출 연결로에서 제한속도보다 약 13~20km/h 상향된 주행속도를 나타내었다. 이런 현상은 유출 연결로에서 과속에 기인한 교통사고 위험성이 잠재되어 있으며, 동시에 설계기준에 부합한 시설물을 제공했음에도 불구하고 운전자들의 속도특성과 주행행태를 만족시키지 못하는 현실을 보여준다. 감속차로 길이 산정을 위한 설계변수인 지점별 주행속도는 85백분위 속도()를, 감속구간의 감속도는 85백분위 감속도()를 적용하였으며, 선행연구 자료와 현장에서 재확인한 결과를 토대로 85백분위 속도()를 안전속도로 정의하였다. 여기서 안전속도는 운전자가 고속주행으로 인한 불안감이나 저속주행으로 인한 답답함이 없는, 주어진 도로조건에서 쾌적하게 주행할 수 있는 최대속도를 의미한다. 또한 유출 연결로 유형별로 분석된 85백분위 감속도()의 산술평균 값을 g-g diagram 등 국외문헌에서 제시한 정상 감속도 값을 고려하여, 쾌적하고 안전한 감속주행이 가능한 안전감속도로 정의하였다. 본 연구에서는 현행 설계기준에서 설계속도로만 구분되어 있는 감속차로 기준을 연결로 유형별(루프형, 준직결형, 직결형)로 세분화하여 제시하였으며, 설계속도와 연결로 유형에 관계없이 연결로의 일반화된 기준을 제시하기 위해 지점별 안전속도와 감속구간의 안전감속도 대표값을 적용한 감속차로 길이를 별도로 제시하였다. 또한 감속차로 구간에 대한 정의를 변이구간 종점부터 완화곡선 종점까지로 새롭게 제시하였으며, 노즈 이전의 감속차로 구간 길이를 특정하여 설계 적용을 용이하게 하였다. 결과적으로 현행 설계기준과 비교하여 노즈 이전의 감속차로 길이는 축소되고, 노즈 전후의 완화곡선 길이는 증가되었다. 효과검증을 위해 새로운 설계기준이 적용된 유출 연결로를 유형별로 드라이빙 시뮬레이터를 활용하여 검증하였다. 검증결과 속도특성 측면에서는 감속차로 내에서 일관성 있는 감속주행만이 관측되었고, 주행속도 측면에서는 상대적으로 낮은 주행속도를 유지하여 실제로 현장에 적용할 경우, 주행안전성을 확보할 수 있을 것으로 판단하였다. 본 연구에서 제시한 새로운 감속차로의 설계기준이 트럼펫형 인터체인지뿐만 아니라 다양한 형식의 인터체인지와 분기점에서 폭넓게 적용되기 위해서 더욱 많은 사례를 중심으로 후속 연구가 진행되어야 하는 과제가 남아있다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서 제시한 운전자의 속도특성과 주행속도를 기반으로 한 유출 연결로 평행식 감속차로 설계기준 활용은 트럼펫형 인터체인지의 주행안전성 확보에 큰 기여를 할 것이다.
This study aims at suggesting new design standards that reflect the driver's speed characteristics and running speed for the proper section and the proper length of parallel deceleration lane of the trumpet interchange exit ramp which constitute most of the freeway interchanges in Korea. Review ...
This study aims at suggesting new design standards that reflect the driver's speed characteristics and running speed for the proper section and the proper length of parallel deceleration lane of the trumpet interchange exit ramp which constitute most of the freeway interchanges in Korea. Review of the existing guideline on structural and facility standards of roads, which is Korea's Roadway Geometric Design Standard shows that the design standards for the length of deceleration lane was adopted from a Policy on Geometric Design of Roads and Streets (Greenbook) while the deceleration lane section is based on Japanese Road Manual, meaning it has limitations that do not correspond to Korea's reality. More particularly, since the length of the deceleration lane is applied much higher than the calculated value, on-site surveys show that acceleration occurs at some points within the deceleration lane. Therefore, in this study, the deceleration lane section was reset by investigating the drivers' speed characteristics, the running speed, and the deceleration rate of each point. These input variables in determining the length of the deceleration lane were analyzed based on on-site survey, and the values were reflected. Furthermore, the deceleration lane length was divided into the length of each section before and after the nose point, and the type of exit ramp was presented. Twelve Trumpet interchanges were selected by region for on-site survey, and mobile detectors were installed at regular intervals to collect the data. Data collection indicated a driving speed of approximately 13-20 km/h above the speed limit on most exit ramps. This shows that the hazard of traffic accidents due to over-speeding in the exit ramp are latent, and at the same time, the drivers' speed characteristics is not reflected even though facilities that meet the design standards are provided. The running speed of each point which is an input variable for calculating the length of the deceleration lane was applied and reaffirmed with 85-percentile speed defined as the maximum safe speed for travelling in previous studies and 85-percentile deceleration of the deceleration section. The safety-based speed means the maximum speed at which a driver can comfortably drive under a given road condition, without anxiety caused by high-speed driving or frustration caused by low-speed driving. Also, the arithmetic average of 85th-percentile deceleration rate analyzed by type of exit ramp are defined as the safety speed at which a pleasant and safe deceleration driving can be driven, taking into account the normal deceleration rate provided by the international literature such as g-g diagrams. In this study, the criteria for deceleration lanes, which were categorized by design speed, were calculated by segmenting them into types of connections (loop type, semi-direct type, direct type), and the length of the deceleration lane with safety speed by point safety speed and safety deceleration rate within the deceleration lane was presented separately. In addition, the deceleration lane section spans from the end of the taper to the end of the spiral. The length of the section of the deceleration lane before the nose point was specified to facilitate the application of the design. As a result, the length of the deceleration lane prior to the nose point is reduced and the length of the spiral in the nose section is increased. To verify the effects, exit ramp of each type with new design criteria were verified using a driving-simulator. The results from the simulation show that only consistent deceleration can take place in the deceleration lane in terms of driving behaviour being observed, and in terms of speed as simulation participants maintained relatively low driving speed. This ensures that safe driving can be carried out if applied to the site in practice. The task of follow-up studies on more cases of the design criteria suggested in this study for deceleration lanes is needed for broad application to not only trumpet interchanges but also to various types of interchanges and junctions. Nevertheless, the use of the design criteria suggested in this study for parallel deceleration lanes with exit ramp based on the drivers' speed characteristics and the running speed of the driver will contribute greatly to enhancing the safety of the trumpet interchanges.
This study aims at suggesting new design standards that reflect the driver's speed characteristics and running speed for the proper section and the proper length of parallel deceleration lane of the trumpet interchange exit ramp which constitute most of the freeway interchanges in Korea. Review of the existing guideline on structural and facility standards of roads, which is Korea's Roadway Geometric Design Standard shows that the design standards for the length of deceleration lane was adopted from a Policy on Geometric Design of Roads and Streets (Greenbook) while the deceleration lane section is based on Japanese Road Manual, meaning it has limitations that do not correspond to Korea's reality. More particularly, since the length of the deceleration lane is applied much higher than the calculated value, on-site surveys show that acceleration occurs at some points within the deceleration lane. Therefore, in this study, the deceleration lane section was reset by investigating the drivers' speed characteristics, the running speed, and the deceleration rate of each point. These input variables in determining the length of the deceleration lane were analyzed based on on-site survey, and the values were reflected. Furthermore, the deceleration lane length was divided into the length of each section before and after the nose point, and the type of exit ramp was presented. Twelve Trumpet interchanges were selected by region for on-site survey, and mobile detectors were installed at regular intervals to collect the data. Data collection indicated a driving speed of approximately 13-20 km/h above the speed limit on most exit ramps. This shows that the hazard of traffic accidents due to over-speeding in the exit ramp are latent, and at the same time, the drivers' speed characteristics is not reflected even though facilities that meet the design standards are provided. The running speed of each point which is an input variable for calculating the length of the deceleration lane was applied and reaffirmed with 85-percentile speed defined as the maximum safe speed for travelling in previous studies and 85-percentile deceleration of the deceleration section. The safety-based speed means the maximum speed at which a driver can comfortably drive under a given road condition, without anxiety caused by high-speed driving or frustration caused by low-speed driving. Also, the arithmetic average of 85th-percentile deceleration rate analyzed by type of exit ramp are defined as the safety speed at which a pleasant and safe deceleration driving can be driven, taking into account the normal deceleration rate provided by the international literature such as g-g diagrams. In this study, the criteria for deceleration lanes, which were categorized by design speed, were calculated by segmenting them into types of connections (loop type, semi-direct type, direct type), and the length of the deceleration lane with safety speed by point safety speed and safety deceleration rate within the deceleration lane was presented separately. In addition, the deceleration lane section spans from the end of the taper to the end of the spiral. The length of the section of the deceleration lane before the nose point was specified to facilitate the application of the design. As a result, the length of the deceleration lane prior to the nose point is reduced and the length of the spiral in the nose section is increased. To verify the effects, exit ramp of each type with new design criteria were verified using a driving-simulator. The results from the simulation show that only consistent deceleration can take place in the deceleration lane in terms of driving behaviour being observed, and in terms of speed as simulation participants maintained relatively low driving speed. This ensures that safe driving can be carried out if applied to the site in practice. The task of follow-up studies on more cases of the design criteria suggested in this study for deceleration lanes is needed for broad application to not only trumpet interchanges but also to various types of interchanges and junctions. Nevertheless, the use of the design criteria suggested in this study for parallel deceleration lanes with exit ramp based on the drivers' speed characteristics and the running speed of the driver will contribute greatly to enhancing the safety of the trumpet interchanges.
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