[논문]도시고속도로에 있어서 차두시간의 분석에 의한 승용차환산계수 산정

윤항묵

doi:10.5394/kinpr.2007.31.1.107

문제 정의

각 차량배열에 따른 차두시간의 값은 고속도로 현장에서 수집된 많은 자료들을 평균한 값과는 별도로 연행하는 3대의 차량(Triplet)을 차두시간 분석모형으로 설정하였다. 그리고 현장에서 개별적으로 당시의 교통상황을 실측한 후 선행 차량의 차종 및 속도, 통행교통량 등의 독립변수에 의해 결정되어 지는 차두시간의 추정에 관한 회귀식을 개발코자 하였다. 또한 도로용량편람에서 제시하는 서비스 수준별 교통조건을 적용하여 교통량의 변화에 따른 PCE 값의 변화추이를 고찰토록 하였다.
이러한 실정에서 본 연구에서는 도로 형태별로 외국의 유수한 교통학자들에 의해 고안된 PCE 산정을 위한 각종 모델들의 기본가정 및 접근방법에 대한 분석을 통해 모든 도로형태에 공히 적용될 수 있는 PCE 산정에 관한 개념적 기초를 정립하였다. 여기에서 고안된 이론적 토대를 가지고 우리나라의 교통상황에 잘 적용될 수 있는 모형을 개발한 후 도로현장에서 실측한 교통자료들을 대입하여 우리나라의 여건에 부합되는 적정 PCE 치를 제시하였다.
여기에서 고안된 이론적 토대를 가지고 우리나라의 교통상황에 잘 적용될 수 있는 모형을 개발한 후 도로현장에서 실측한 교통자료들을 대입하여 우리나라의 여건에 부합되는 적정 PCE 치를 제시하였다. 이를 통해 대형차의 혼입에 의한 도로용량의 정확한 산출을 위한 교통실무 작업에 일조함은 물론 추후 관련연구의 활성화에 기여코자 하였다. 본 연구에서는 PCE 산정을 위한 척도로서 운전자가 느끼기에 동일한 밀도를 택하고 구체적인 접근방법으로 승용차만으로구성된 기본교통류와 대형차량이 혼입된 혼합교통류의 흐름-저항의 관계를 나타내는 일반식을 확대하여 차두시간의 항으로써 적정 PCE 값을 산정코자 하였다.

가설 설정

. 대형차는 가속능력이 떨어진다.
. 대형차는 더 큰 정지거리가 필요하다.
. 대형차는 등판능력이 떨어진다.
. 대형차는 소형차보다 차량길이가 길다.
. 대형차의 속도가 소형차보다 느리다.
. 소형차는 대형차를 기피하려 한다.

제안 방법

1) PCE 산정을 위한 기존 연구의 분석을 통하여 다음과 같이 합리적인 모델 개발을 위한 개념적기초를 정립하였다. 첫째, 승용차 통행만으로 구성된 기본교통류 钮에 상응하는 혼합교통류 g』/은 동일한 운행수준을 가져야 한다.
이를 위해 연구자는 혼합교통류의 평 균차두시 간은 차량배 열 에 따른 평 균차두시간에 다 그러한 배열이 조합될 확률을 곱한 값으로 정의하였다. 각 차량배열에 따른 차두시간의 값은 고속도로 현장에서 수집된 많은 자료들을 평균한 값과는 별도로 연행하는 3대의 차량(Triplet)을 차두시간 분석모형으로 설정하였다. 그리고 현장에서 개별적으로 당시의 교통상황을 실측한 후 선행 차량의 차종 및 속도, 통행교통량 등의 독립변수에 의해 결정되어 지는 차두시간의 추정에 관한 회귀식을 개발코자 하였다.
그리고 혼합교통류에 대한 평균차두시간을 의미하는 의 값은 차량배열에 따른 추정 차두시간에다 그러한 배열이 조합될 확률을 곱한 값으로 나타내도록 하였다.
둘째, Huber에 의해 제시된 기본교통류와 혼합교통류의 흐름-저항의 관계를 확장하여 대형차의 환산계수를 다음과 같이 차두시간의 항으로 표시하였다.
그리고 현장에서 개별적으로 당시의 교통상황을 실측한 후 선행 차량의 차종 및 속도, 통행교통량 등의 독립변수에 의해 결정되어 지는 차두시간의 추정에 관한 회귀식을 개발코자 하였다. 또한 도로용량편람에서 제시하는 서비스 수준별 교통조건을 적용하여 교통량의 변화에 따른 PCE 값의 변화추이를 고찰토록 하였다.
이를 통해 대형차의 혼입에 의한 도로용량의 정확한 산출을 위한 교통실무 작업에 일조함은 물론 추후 관련연구의 활성화에 기여코자 하였다. 본 연구에서는 PCE 산정을 위한 척도로서 운전자가 느끼기에 동일한 밀도를 택하고 구체적인 접근방법으로 승용차만으로구성된 기본교통류와 대형차량이 혼입된 혼합교통류의 흐름-저항의 관계를 나타내는 일반식을 확대하여 차두시간의 항으로써 적정 PCE 값을 산정코자 하였다. 결국 본 연구에서의 최대 관심사는 혼합교통류의 평균차두시간 값을 어떻게 설정하느냐 하는 문제로 귀착될 수가 있다.
이러한 실정에서 본 연구에서는 도로 형태별로 외국의 유수한 교통학자들에 의해 고안된 PCE 산정을 위한 각종 모델들의 기본가정 및 접근방법에 대한 분석을 통해 모든 도로형태에 공히 적용될 수 있는 PCE 산정에 관한 개념적 기초를 정립하였다. 여기에서 고안된 이론적 토대를 가지고 우리나라의 교통상황에 잘 적용될 수 있는 모형을 개발한 후 도로현장에서 실측한 교통자료들을 대입하여 우리나라의 여건에 부합되는 적정 PCE 치를 제시하였다. 이를 통해 대형차의 혼입에 의한 도로용량의 정확한 산출을 위한 교통실무 작업에 일조함은 물론 추후 관련연구의 활성화에 기여코자 하였다.
결국 본 연구에서의 최대 관심사는 혼합교통류의 평균차두시간 값을 어떻게 설정하느냐 하는 문제로 귀착될 수가 있다. 이를 위해 연구자는 혼합교통류의 평 균차두시 간은 차량배 열 에 따른 평 균차두시간에 다 그러한 배열이 조합될 확률을 곱한 값으로 정의하였다. 각 차량배열에 따른 차두시간의 값은 고속도로 현장에서 수집된 많은 자료들을 평균한 값과는 별도로 연행하는 3대의 차량(Triplet)을 차두시간 분석모형으로 설정하였다.
차두시간의 측정은 도로상에 기준선을 설정하고 선행차량 및 분석대상차량의 앞 범퍼가 이 곳을 통과할 때의 시각 측정을 통해 구했으며 이 때의 차량 접근 속도는 속도측정기(Speed Gun)를 사용하여 측정하였다.
한편 본 연구에서는 차량배열 형태에 따른 평균 차두시간에 관한 일반식을 작성하기 위해 차종을 크게 대형과 승용으로 구분하고 차두시간의 결정에 관련이 되는 차량으로 연행하는 3대의 차량(Triplet)을 고려하여 다음과 같은 회귀모형을 구축하였다.
한편, LOS의 변화에 대한 PCE 치의 변동추이를 고찰하기 위해 HCM에 제시되어 있는 각 LOS 별 상한속도와 교통량 데이터를 적용하여 서비스 수준별로 PCE를 계산한 결과 다음과 같았다.
과제가 된다. 혼합교통류의 흐름특성을 분석하기 위해서는 우선적으로 분석대상 혼합교통류의 통행차종의 구성이 정의되어야 하는 바 본 연구에서는 차종을 크게 승용차와 대형차(트럭)로 구분하고 혼합교통류의 밀도를 다음과 같이 정의하였다.

대상 데이터

있었다. 여기서 차두시간 등 현장 조사 자료 수집을 위한 조사지점은 통행차량의 차종이 크게 승용차와 대형차로 구성되어 있으며 관측이 용이한 부산시 도시고속도로의 망미 주공아파트 옆 직선구간을 택하였다.

성능/효과

2) 추종이론을 차두시간의 결정이라는 측면에서 고찰하고 차두시간의 크기에 지대한 영향을 끼칠 것이라고 판단되는 몇 가지의 요인을 선정한 후 회귀분석을 수행한 결과 후행차량의 차종은 차두시간의 결정에 큰 영향을 끼치지 않고 선행차량의 차종 및 차량속도, 통행교통량 등은 차두시간의 결정에 중요한 요인이 됨을 확인할 수 있었다.
3) 차두시간의 추정을 위한 회귀식에 부산시 도시고속도로에서의 정상 상태의 교통조건을 적용하여 대형차의 PCE 치를 산정한 결과 1.94의 값으로 나타났다.
T-statistics(prob> 丨 T 丨 )의 결과 선행차량의 차종(Ltype)과 속도(Speed), 교통량(Flow Rate)은 차두시간의 결정에 중요한 영향을 끼치지만 후행차량의 차종(Ftype) 및 교호요소(LFt肯pe)는 그렇게 큰 영향을 끼치지 않음을 알 수 있었다. 여기서 차두시간 등 현장 조사 자료 수집을 위한 조사지점은 통행차량의 차종이 크게 승용차와 대형차로 구성되어 있으며 관측이 용이한 부산시 도시고속도로의 망미 주공아파트 옆 직선구간을 택하였다.
셋째, PCE 산정을 위한 일반식은 논리적으로 합당하여야한다.
작성이 가능하게 되었다. 즉, 교통흐름 특성 곡선의 X, Y축 절편에 해당하는 정체밀도와 자유속도에 관한 근사수치를 파악할 수 있게 되었다. 예를 들어 기본 교통류 如와 혼합교통류 <3所에 대한 속도-밀도 관계곡선은 다음 Fig.
정립하였다. 첫째, 승용차 통행만으로 구성된 기본교통류 钮에 상응하는 혼합교통류 g』/은 동일한 운행수준을 가져야 한다. 단, 이때의 동일 운행수준에 대한 판단기준은 동일밀도를 택하되 절대적 수치의 개념에서의 동일한 밀도가 아니라 운전자가 느끼기에 동일한 밀도(Driver's Perception of Same Density)가 되어야한다.

후속연구

본 연구에서는 PCE 산정을 위한 척도로서 운전자가 느끼기에 동일한 밀도를 택하고 구체적인 접근방법으로 승용차만으로구성된 기본교통류와 대형차량이 혼입된 혼합교통류의 흐름-저항의 관계를 나타내는 일반식을 확대하여 차두시간의 항으로써 적정 PCE 값을 산정코자 하였다. 결국 본 연구에서의 최대 관심사는 혼합교통류의 평균차두시간 값을 어떻게 설정하느냐 하는 문제로 귀착될 수가 있다. 이를 위해 연구자는 혼합교통류의 평 균차두시 간은 차량배 열 에 따른 평 균차두시간에 다 그러한 배열이 조합될 확률을 곱한 값으로 정의하였다.
둘째, 주어진 형태의 도로조건하에서 대형차량이 인근의 다른 차량에게 주는 악영향이 정확하게 조사 연구되어야 한다. 보편적으로 대형차의 영향은 차량의 크기, 운행거동, 심리적영 향 등으로 나누어서 고찰할 수가 있는데 이들 .
우리나라에서도 최근 들어 한국건설기술연구원(1992) 등의 연구기관이 주축이 되어 이 분야에 관한 많은 연구를 수행하고 있으나 아직 초기적 단계로서 앞으로 전국에 걸친 방대한 교통현장 자료의 수집을 통해 연구가 확대되어야 할 것으로 판단된다. 이러한 실정에서 본 연구에서는 도로 형태별로 외국의 유수한 교통학자들에 의해 고안된 PCE 산정을 위한 각종 모델들의 기본가정 및 접근방법에 대한 분석을 통해 모든 도로형태에 공히 적용될 수 있는 PCE 산정에 관한 개념적 기초를 정립하였다.
하지만 동 곡선은 극히 제한된 자료의 분석에 의한 국소적인 연구의 결과로써 추후 본 연구는 우리나라의 각종 도로형태에 있어서의 보다 광범위한 자료의 수집을 통해 더욱 일반화된 자료가 도출될 수 있도록 확대가 되어야 할 것이다.
한편 본 연구에서는 PCE 산정을 위한 개념적 근거의 정립과 함께 도로상을 운행하는 차량 상호간에는 반응이 존재한다는 전제하에 이상적인 조건에 가까운 도로상태에서의 대형차 환산계수에 관한 기준적 수치를 제시하였는데 이러한 토대 위에서 향후 동 연구는 보다 광범위하고도 체계적인 자료의 수집을 통해 각종 형태의 도로 기하구조 및 교통조건에 대한 PCE 산정에 관한 연구로 확대 되어야 할 것이다.

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