교차로란 2개 이상의 도로가 교차 접속되는 공간 및 그 내부의 교통시설물을 말하는 것으로 교차로의 기하구조 운영방법 등에 따라 운전자가 경로를 선정하는 의사결정 지점이다. 운전자에게 의사결정을 요구하는 것은 그들에게 부담을 주어 사고 발생확률을 높인다는 것을 의미한다. 따라서 운전자에게 의사결정 부담을 경감시켜주고 상충수를 현저하게 줄여주는 교차로의 형태로 회전형교차로(Roundabout)가 유럽 등에서는 성공적으로 많은 지점에서 시행되고 있다. 우리나라의 경우는 도입기에 있으며 도입에 많은 어려움이 있는 실정이다. 그리고 Roundabout을 적용하는데 있어 정량적인 기준이 없이 무차별적으로 도입되고 있다. 따라서 본 연구는 일반 평면교차로 유형적용의 우선순위를 위해 교통소통(지체)과 교통안전(사고)을 동시에 고려하여 교차로의 유형을 평가 결정하는 과정을 제시하였다. 첫째, 교통사고는 기존의 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 사고예측모형을 고찰하고 이를 토대로 회전교통량에 따라 사고건수를 예측하여 각 교차로별로 그 건수를 제시하였다. 둘째, 지체는 TSIS-NETSIM 프로그램을 이용하여 각 교차로별, 회전교통량별로 구분하여 이를 계산 분석하였다. 셋째, 앞서 예측된 교통사고와 지체도를 통해서 얻어진 결과를 바탕으로 사고비용, 지체비용을 산정하고 이를 바탕으로 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 회전교통량별로 우선순위를 선정하고 가장 적정한 교차로 유형을 결정하였다.
교차로란 2개 이상의 도로가 교차 접속되는 공간 및 그 내부의 교통시설물을 말하는 것으로 교차로의 기하구조 운영방법 등에 따라 운전자가 경로를 선정하는 의사결정 지점이다. 운전자에게 의사결정을 요구하는 것은 그들에게 부담을 주어 사고 발생확률을 높인다는 것을 의미한다. 따라서 운전자에게 의사결정 부담을 경감시켜주고 상충수를 현저하게 줄여주는 교차로의 형태로 회전형교차로(Roundabout)가 유럽 등에서는 성공적으로 많은 지점에서 시행되고 있다. 우리나라의 경우는 도입기에 있으며 도입에 많은 어려움이 있는 실정이다. 그리고 Roundabout을 적용하는데 있어 정량적인 기준이 없이 무차별적으로 도입되고 있다. 따라서 본 연구는 일반 평면교차로 유형적용의 우선순위를 위해 교통소통(지체)과 교통안전(사고)을 동시에 고려하여 교차로의 유형을 평가 결정하는 과정을 제시하였다. 첫째, 교통사고는 기존의 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 사고예측모형을 고찰하고 이를 토대로 회전교통량에 따라 사고건수를 예측하여 각 교차로별로 그 건수를 제시하였다. 둘째, 지체는 TSIS-NETSIM 프로그램을 이용하여 각 교차로별, 회전교통량별로 구분하여 이를 계산 분석하였다. 셋째, 앞서 예측된 교통사고와 지체도를 통해서 얻어진 결과를 바탕으로 사고비용, 지체비용을 산정하고 이를 바탕으로 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 회전교통량별로 우선순위를 선정하고 가장 적정한 교차로 유형을 결정하였다.
The Intersection is inner traffic facilities and the space where the roads are intersected and connected. And also, the Intersection is the decision-making section for drivers to select the route according to the geometric structure and operation method. However decision-making section cause to rais...
The Intersection is inner traffic facilities and the space where the roads are intersected and connected. And also, the Intersection is the decision-making section for drivers to select the route according to the geometric structure and operation method. However decision-making section cause to raise car accidents rate because it imposes a heavy burden on drivers. In that reason, many countries such as Europe use the Roundabouts to reduce the numbers of decision making and collision. In Korea, the kinds of method are just introduced and it is using now but there are no exact standards. Hence, this study suggests the process to evaluate and determine the types of Intersection which are based on the traffic flow (congestion) and traffic safety (accidents). Firstly, this study presents the number of accident at each Intersection which is depended on the traffic volume. Secondly, this study calculates and analysis the accident at signalized Intersection, non-signalized Intersection and Roundabout by TSIS-NETSIM program. Thirdly, this study concludes the best suitable Intersection type through the materials which are mentioned before.
The Intersection is inner traffic facilities and the space where the roads are intersected and connected. And also, the Intersection is the decision-making section for drivers to select the route according to the geometric structure and operation method. However decision-making section cause to raise car accidents rate because it imposes a heavy burden on drivers. In that reason, many countries such as Europe use the Roundabouts to reduce the numbers of decision making and collision. In Korea, the kinds of method are just introduced and it is using now but there are no exact standards. Hence, this study suggests the process to evaluate and determine the types of Intersection which are based on the traffic flow (congestion) and traffic safety (accidents). Firstly, this study presents the number of accident at each Intersection which is depended on the traffic volume. Secondly, this study calculates and analysis the accident at signalized Intersection, non-signalized Intersection and Roundabout by TSIS-NETSIM program. Thirdly, this study concludes the best suitable Intersection type through the materials which are mentioned before.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 1)기존의 교통사고예측모형을 통해 교차로별 사고를 예측하고, 2)컴퓨터 시뮬레이션을 통해 지체길이를 산정하며, 3)교통소통(지체)과 교통안전(사고)을 동시에 고려한 교차로별 비용을 계산한 후, 4) 교차로 적용기준을 제시하는데 목적이 있다.
가설 설정
신호현시 등의 요건을 고려하여 사고발생유형을 선정하였으나 공간적·시간적 한계로 인하여 횡단보도가 없다는 가정, 즉 보행자사고는 없는 것으로 가정하고 연구를 진행하였다. 그리고 Roundabout 내에서 회전하는 차량은 차로변경을 하지 않는다고 가정하였다.
신호현시 등의 요건을 고려하여 사고발생유형을 선정하였으나 공간적·시간적 한계로 인하여 횡단보도가 없다는 가정, 즉 보행자사고는 없는 것으로 가정하고 연구를 진행하였다.
제안 방법
‘나’와 ‘다’에서 분석된 결과를 토대로 새로운 효과척도(교차로운영비용)로 교차로 유형별 적용기준을 제시하였다.
다. Computer Simulation Program (NETSIM)을 이용하여 교통소통(지체)을 예측하고 이를 토대로 유형별로 분석하였다.
가. HCM(Highway Capacity Manual)에서 교차로 지점에 대한 평가를 할 때, 교통안전(사고)을 고려하고 있지 못하다는 것을 보완하여 안전을 고려한 교차로 평가 방법을 제시하는데 초점을 맞추어 분석하였다.
기존 연구에서 제시된 교통사고예측모형을 통해 도로·교통조건별 신호운영방법(신호, 비신호, 회전형)에 따른 사고를 예측하고, 이를 토대로 유형별로 분석하였다.
김효종(1995)은 3지교차로와 4지교차로를 교통량에 따라 신호교차로, 비신호교차로로 나누어서 각각 사고모형을 제시한 것을 시작으로, 남궁헌(2001)은 교차로에 진입하는 전체교통량 보다는 교통류에 따른 사고유형으로 교차로의 안전성을 판단해야 한다는 Hauer의 주장을 수용하여 교통사고 자료와 교통량 자료를 이용하여 교통사고 예측 모형을 개발하였다. 남궁헌은 Hauer가 제시한 교통류에 따른 교차로 교통사고 유형 15가지를 좀 더 세분화하여 18가지 유형으로 구분한 후, 다중선형회귀분석을 실시하여 예측모형을 제시하였다.
따라서 본 연구에서는 위의 교통연구원 분류를 기초로 정량화가 가능한 유일한 변수인 변동비의 연료소모비를 이용하여 지체비용을 계량화하였다.
본 연구는 지체(Delay)와 사고(Accident)를 동시에 고려하여 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout 중에서 교차로의 타입(Type)을 결정하는데 초점을 두고 있으며 연구의 수행과정은 그림 2와 같다.
본 연구에서는 교차로 적용시 효율성측면을 다른 교차로 유형과 비교하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
본 연구에서는 비용을 심각도별로 분류하여 보여줄 수 있는 EPDO(Equivalent Property Damage Only)를 이용하여 비용을 산정하였다. 즉, 사고비용은 식 (1)과 같이 사고심각 도별 단위비용을 평균하여 적용하였다.
본 장의 분석항목은 교차로를 통과하는 차량 운전자들에게 심리적 불편을 서비스수준으로 판단할 수 있는 지체시간을 기준으로 하였다. 분석 Tool은 Microscopic Simulation을 위하여 널리 사용되고 있는 TSIS를 이용하여 분석하였다.
즉, 좌·우회전교통량은 서로 같고 회전 교통량의 크기만 서로 다른 경우(Case 1, Case 4)와 우회적 교통량이 특히 많은 경우(Case 2), 좌회전교통량이 특히 많은 경우(Case 3)로 나누어 결과를 정리하였다.
지체시간은 실제 교차로에서 있을 수 있는 가·감속지체, 정지지체 그리고 분석기간 이전에 남아있는 대기차량에 의한 추가지체까지 TSIS-NETSIM을 통해 모두 고려되었으므로 연료소모비 산출시 차량의 공회전에 따른 연료소모율과 유류가격(세전가격, 2006)을 이용하여 추정하였다.
대상 데이터
교통혼잡비용 구성요소의 구분에 있어 한국교통연구원에 수록된 혼잡비용 구성요소를 적용하여 설정하였다.
이론/모형
본 연구에서는 비신호교차로의 경우 김효종(1995)의 모형을 이용하고, 신호교차로와 Roundabout은 이형무(2004)의 모형을 이용하여 사고건수를 예측하였다.
성능/효과
둘째, 비신호교차로는 교통량변화에 따라 운영비용 측면에서 매우 유동적이므로 일부 교통량이 아주 적은 지역에 도입하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
둘째, 우회전 교통량이 특히 많은 경우이다. 이 경우 교통량이 적을 때부터 포화교통량에 이르기까지 Roundabout이 신호교차로의 효율을 앞서는 것으로 나타났다.
본 연구의 결과를 살펴보면 Roundabout의 경우가 타 교차로에 비하여 비용적인 측면이 우수하게 분석됨을 확인할 수 있다. 그런데 우리나라의 경우 회전형교차로에 진입교통량이 조금만 많아도 막혀버린다는 인식 등으로 인하여 도입 및 설치·운영이 어려운 실정이다.
본 장에서 제시한 것처럼 안전만을 강조하여 교차로의 형태를 결정한다면 대부분의 경우(Case 1, Case 2, Case 4) 비신호교차로가 가장 부적절하고, Roundabout이 가장 안전한 것으로 나타났다. 특히 Case 2의 경우(좌회전교통량 10%, 우회전교통량 30%)는 우회전의 교통량이 많아 Roundabout에서 교통섬을 회전하고 있는 차량의 수가 적게 되므로 다른 Case보다 안전측면에서 효율적인 것으로 나타났다.
셋째, Roundabout은 교통량 변화에 따라 운영비용 곡선이 비교적 안정적이나, 좌회전비율에 민감하게 나타났다. 따라서 운영비용측면에서 우수하므로 일반적으로 도입하되, 도입 초기 장래 교통량 산정 등 세심한 주의를 요할 것으로 판단된다.
전체적인 그래프의 형상을 보면, Case 1과 Case 4가 유사한 결과를 보이고 Case 2와 Case 3은 Case 1과 Case 4와 달리 비교적 상반된 결과가 도출됨을 알 수 있다. 지체도만을 통한 교차로 분석에서는 결과가 크게 세 가지 유형으로 나타났다.
후속연구
그리고 사고추정시 보행자 사고가 고려되어야 할 것이며 Roundabout 중앙의 회전차로를 주행하는 차량의 차로변경까지 고려한 모형을 개발하여 분석되어야 할 것으로 판단된다.
따라서 향후 연구에서는 다양한 유형의 Roundabout에 대한 검토가 필요하고, 사고와 지체이외의 요소 즉 운전자 인건비 손실, 주변상권에의 영향, 제 3자의 비용 등을 고려할 필요가 있다. 덧붙여 Roundabout에 대한 신뢰 있는 사고예측 모형 구축도 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
교차로란?
교차로란 2개 이상의 도로가 교차 접속되는 공간 및 그 내부의 교통시설물을 말하는 것으로 교차로의 기하구조 운영방법 등에 따라 운전자가 경로를 선정하는 의사결정 지점이다. 운전자에게 의사결정을 요구하는 것은 그들에게 부담을 주어 사고 발생확률을 높인다는 것을 의미한다.
비신호교차로는 운영방식에 따라 어떻게 나누어지는가?
비신호교차로는 운영방식에 따라 무통제 교차로, 양방향정지 교차로, 전방향정지 교차로, 로터리식 교차로로 네 가지 종류로 나누어진다.
차량운행비용의 고정비와 변동비는 어떤 비용으로 구성되어 있는가?
그리고 차량운행비용은 고정비와 변동비로 구분된다. 고정비에는 운전자의 인건비, 차량의 감가상각비, 보험료, 각종 제세공과금 등이 있고, 변동비에는 연료소모비와 차량의 유지정비비, 엔진오일비, 타이어마모비 등이 있으나, 실제로 연료소모비를 제외한 나머지 항목들은 계산하기가 곤란하므로 혼잡비용의 산출에 있어 변동비의 대부분은 제외된다.
이형무(2004) 지체와 사고를 고려한 신호교차로 서비스수준 산정에 관한 연구, 석사학위논문, 전남대학교
최재성(1998), 도로선형에 대한 설계일관성 평가모형의 개발, 대한교통학회지, 대한교통학회, 제16권, 제4호
하태준, 박제진(2004) 도로설계공학, 전남대학교 출판부
Fitzfatrick, K. and Collins, J.M. (2000), Speed-Profile Model for Two-Lane Rural Highways, Transportation Research Record 1737
Ha, T.J. and Berg, W.D. (1995) Development Of Safety-Based Level-Of-Service Criteria for Isolated Signalized Intersections, Transportation Research Record 1484
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