램프미터링은 이미 미국, 유럽 등에서 실효성을 인정받았고 가장 효율적인 교통관리기법의 하나로 사용되고 있음에도 불구하고 국내에서는 시설물의 기준 미달 및 홍보 부족 등으로 아직 제대로 시행되지 못하였다. 그러나 1990년 이후 ITS의 도입으로 진입제어에 대한 인식이 증대되어 국내 램프미터링 도입 여건이 조성되었다고 판단되어 본 연구에서는 국내 고속도로에 램프미터링을 원활하게 도입하기 위해 도입 기준을 수립하고 대상지점을 선정하였다. 도입 기준은 미국의 램프미터링 도입 기준을 기반을 국내 여건을 반영하여 제시하였다. 주요 기준은 서비스수준, 우회도로 존재, 대기 공간 길이, 개방식 운영구간 등이며, 이러한 기준을 만족하는 15개 지점을 도입 대상지점으로 선정하였다. 또한 대상지점의 우선순위를 계층화분석과정(AHP)을 통해 선정한 결과 교통량이 많고, 혼잡이 심할수록 우선순위가 높게 나타났다. 본 연구의 결과를 활용하면 국내에 램프미터링 도입함에 있어 실효성을 확보하여 보다 원활하게 도입할 수 있을 것으로 기대된다.
램프미터링은 이미 미국, 유럽 등에서 실효성을 인정받았고 가장 효율적인 교통관리기법의 하나로 사용되고 있음에도 불구하고 국내에서는 시설물의 기준 미달 및 홍보 부족 등으로 아직 제대로 시행되지 못하였다. 그러나 1990년 이후 ITS의 도입으로 진입제어에 대한 인식이 증대되어 국내 램프미터링 도입 여건이 조성되었다고 판단되어 본 연구에서는 국내 고속도로에 램프미터링을 원활하게 도입하기 위해 도입 기준을 수립하고 대상지점을 선정하였다. 도입 기준은 미국의 램프미터링 도입 기준을 기반을 국내 여건을 반영하여 제시하였다. 주요 기준은 서비스수준, 우회도로 존재, 대기 공간 길이, 개방식 운영구간 등이며, 이러한 기준을 만족하는 15개 지점을 도입 대상지점으로 선정하였다. 또한 대상지점의 우선순위를 계층화분석과정(AHP)을 통해 선정한 결과 교통량이 많고, 혼잡이 심할수록 우선순위가 높게 나타났다. 본 연구의 결과를 활용하면 국내에 램프미터링 도입함에 있어 실효성을 확보하여 보다 원활하게 도입할 수 있을 것으로 기대된다.
In spite of the proven effectiveness of ramp metering system, it has not been successfully implemented in Korean setting. The purpose of this paper is to select target locations to introduce ramp metering into the Korean expressway system. For this, domestic standards to introduce ramp metering have...
In spite of the proven effectiveness of ramp metering system, it has not been successfully implemented in Korean setting. The purpose of this paper is to select target locations to introduce ramp metering into the Korean expressway system. For this, domestic standards to introduce ramp metering have been presented after reviewing those of the US. The major criteria are level of service (LOS), the existence of detour route, space for queue build-up and opened ramp. 15 different locations were selected and AHP has been used to make priority among them. Intuitively, the result of priority was in accordance with the congestion and traffic volume. The core results identified in this paper is expected to be used in different cities and expressway networks elsewhere.
In spite of the proven effectiveness of ramp metering system, it has not been successfully implemented in Korean setting. The purpose of this paper is to select target locations to introduce ramp metering into the Korean expressway system. For this, domestic standards to introduce ramp metering have been presented after reviewing those of the US. The major criteria are level of service (LOS), the existence of detour route, space for queue build-up and opened ramp. 15 different locations were selected and AHP has been used to make priority among them. Intuitively, the result of priority was in accordance with the congestion and traffic volume. The core results identified in this paper is expected to be used in different cities and expressway networks elsewhere.
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문제 정의
따라서 본 연구는 국내 고속도로에 램프미터링을 도입하기 위한 기준 수립 및 대상 지점 선정을 목적으로 한다. 이를 위해 램프미터링시스템의 선진국인 미국의 도입 기준에 대하여 검토하였으며, 램프 길이 및 이용교통량, 본선 서비스 수준 등을 조사 분석하였다.
본 연구는 국내 고속도로에 램프미터링을 원활하게 도입하기 위해 미국의 도입 기준을 기반으로 국내 도입 기준을 제시하고 대상지점을 선정하였다. 미국의 램프미터링 도입 기준에 국내 여건을 반영하여 국내 도입 기준을 제시하였다.
제안 방법
1보다 작을 경우에 일관성 있는 응답이라고 볼 수 있는데 총 25명의 응답자 중 17명의 자료는 응답의 일관성이 없게 나타나 분석의 정확성을 높이기 위해 해당 자료를 분석 대상에서 제외하였다. AHP 분석 은 평가자들이 평가기준에 대하여 얼마나 일관적으로 응답하느냐가 중요하며, 그 수는 중요하지 않으므로 일관성 비율을 만족하는 8명의 자료를 통해 가중치를 산출하였고 그 결과는 표 11과 같다. 다수의 설문결과가 일관성 비율을 만족하지 못하는 것으로 나타났는데 이는 AHP 설문 시에 비교 기준에 대하여 충분히 설명한 후 조사를 실시하여야 하나 E-mail을 통해 조사를 수행하여 발생한 것으로 판단된다.
AHP를 통해 산정된 가중치를 규준화된 평가자료에 적용한 수치를 합계하여 램프미터링 도입 우선순위를 도출하였으며, 그 결과는 표 12와 같다. 램프미터링 도입 우선순위 선정 결과 혼잡 구간인 장수 IC~계양 IC 구간이 가장 우선 순위가 높게 나타났으며, 경인선 구간이 그 다음으로 나타났 으며, 남해선 및 일산, 문학 IC과 같이 혼잡이 심하지 않은 지점은 우선순위가 낮게 나타났다.
개방식으로 운영되는 구간에 대하여 2008년 5월의 본선 VDS 자료 및 진입교통량을 조사 분석하였다. 그 결과 서울 외곽순환선 7개 IC(일산, 중동, 장수, 송내, 산본, 송파, 서하 남 IC), 경인선 4개 IC(도화, 가좌, 서인천, 부평 IC), 제2경 인선 2개 IC(문학, 남동 IC), 남해선 2개 IC(서마산, 동마산 IC)가 도입 대상지점으로 선정되었다.
국내의 경우 대기공간 길이에 대한 기준이 없기 때문에 미국 Minnesota주 Minneapolis의 기준을 적용하여, 첨두시 진입교통량의 10% 이상을 확보하는 것을 기조로 MUTCD 의 램프미터링 설계지침에 의거하여 대기공간 길이를 산정하였다. 즉, 녹색 신호당 차량 한 대씩을 통과시킬 경우 램프 차로수가 1차로일 때는 미터링율이 240~900, 2차로일 때는 미터링율이 400~1,500인 것을 적용하여 첨두교통량에 따른 대기공간 길이 산정식을 추정하였다.
국내 연결로 횡단구성은 도로등급별로 다르게 적용하는데 그 내용은 표 5와 같다. 그러나 램프미터링 도입 목적이 고속도로의 혼잡을 완화시키는 것이므로 지방지역보다는 혼잡이 주로 발생하는 도시지역을 대상으로 하기 때문에 국내 연결로 폭은 B 또는 C 기준을 적용하였다.
또한 램프미터링의 효과가 크며, 혼잡이 심하고 이용 교통 량이 많은 지점을 우선적으로 도입할 필요가 있으므로 경제성, 혼잡도, 이용교통량을 정량적 평가기준으로 설정하였다. 이러한 각각의 평가항목을 기반으로 한 고속도로 램프미터링 도입 우선순위를 평가하기 위한 AHP 계층 구조는 그림 4와 같다.
또한 선정된 지점들의 도입 우선순위를 결정하는데 효과분석 결과 외에 추가적으로 정성적인 항목을 검토하기 위해 AHP를 적용하였으며, 평가기준은 대국민 서비스 향상, 사업 추진 가능성, 기술적 시행 가능성, 경제성, 혼잡도, 이용교통량으로 하였다. 그 결과 정량적인 측면보다는 정성적인 측면이 더 중요하게 나타났으며, 우선순위는 혼잡이 심한 장수~ 계양 IC 구간의 우선순위가 높게 나타났다.
램프미터링 도입을 위해 미국과 동일하게 연결로 폭과 대기 공간 길이에 대하여 검토하였다. 국내 연결로 폭은 길어깨에 차량이 정차한 경우 세미트레일러가 통과할 수 있는 기준을 제시하고 있으며, 그 기준은 표 4와 같으며, 미국과 비교해 볼 때 다소 작게 나타났다(한국도로공사 도로연구소, 1997).
미국의 램프미터링 도입 기준인 도로 및 교통 조건에 대하여 국내 여건을 반영하여 국내 도입 기준을 검토하였으며, 표 7과 같이 국내 램프미터링 도입 기준을 제시하였다.
AHP 분석을 하기 위해서는 평가기준을 선정하여하며, 평가기준은 해당 문제의 목적을 최대한 반영하고 정량화될 수 있는 자료를 활용하여야 한다. 본 연구에서는 램프미터링 도입 우선순위 선정을 위해 크게 정성적 측면과 정량적 측면을 구분하였으며, 평가 기준은 대국민 서비스 강화, 사업 추 진 가능성, 기술적 시행 가능성, 경제성, 혼잡도, 이용교통량을 설정하였다.
따라서 본 연구는 국내 고속도로에 램프미터링을 도입하기 위한 기준 수립 및 대상 지점 선정을 목적으로 한다. 이를 위해 램프미터링시스템의 선진국인 미국의 도입 기준에 대하여 검토하였으며, 램프 길이 및 이용교통량, 본선 서비스 수준 등을 조사 분석하였다.
그러나 보다 원활하게 국내에 램프미터링을 도입하여 운영하기 위해서는 도입 기준을 만족하는 대상지점을 선정한 후 효과 분석 결과 등을 기반으로 도입 우선순위를 선정할 필요가 있다. 이를 위해 본 장에서는 국내 램프미터링 도입 대상지점을 선정하고 그에 따른 우선순위를 제시하였다.
이를 위해 정성적 측면의 평가 기준은 10점 만점으로 환산하여 정량화(10점 만점)하였다. 정량적 측면의 평가 기준 중 교통량 및 V/C 비는 현장조사 결과 중 첨두시간의 수치를 적용하였으며, 경제성(B/C 비)은 시뮬레이션 결과를 기반으로 산정하였다.
국내의 경우 대기공간 길이에 대한 기준이 없기 때문에 미국 Minnesota주 Minneapolis의 기준을 적용하여, 첨두시 진입교통량의 10% 이상을 확보하는 것을 기조로 MUTCD 의 램프미터링 설계지침에 의거하여 대기공간 길이를 산정하였다. 즉, 녹색 신호당 차량 한 대씩을 통과시킬 경우 램프 차로수가 1차로일 때는 미터링율이 240~900, 2차로일 때는 미터링율이 400~1,500인 것을 적용하여 첨두교통량에 따른 대기공간 길이 산정식을 추정하였다.
대상 데이터
미국의 램프미터링 도입 기준에 국내 여건을 반영하여 국내 도입 기준을 제시하였다. 그 결과 서비스수준 D 이상, 우회도로 및 충분한 대기공간 길이 등을 만족하며, 개방식으로 운영되는 지점을 도입 대상 지점으로 선정하였으며, 본 연구에서는 이를 만족하는 15개 지점을 도입 대상지점으로 선정하였다.
램프미터링을 도입하기 위해 검토하는 도로조건은 연결로 차로폭과 대기차량 저장공간이다.
현재 국내에서 개방식으로 운영되고 있는 고속도로 노선은 서울외곽순환선, 경인선, 제2경인선이며, 폐쇄식 중 남해선의 서마산~동마산 구간이 개방식으로 운영되고 있다.이들을 대상으로 램프미터링 도입 대상지점은 표 7에서 제시한 기준을 만족하면서 개방식으로 운영되는 IC를 대상으로 선정하였다.
이와 같이 다수의 평가 기준을 이용하여 우선순위를 선정하는 방법은 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 최적노선 선정(이형석 등(2001), 양현석 등(2001)), 국도 교통관리시스템 구축 순위 선정(이욱재 등, 2001), 상시 교통량 조사지점 선정(오주삼 등, 2005)과 같이 2000년 이후 국내에서 많이 이용되고 있는 계층화분석과정(AHP: Analytic Hierarchy Process)을 이용하여 선정하였다. 합리적 인 우선순위 선정 모형을 추정하기 위해 교통공학 전문가 25명을 대상으로 직접 방문 및 E-mail을 통해 설문조사를 실시하였으며, 이 중 일관성지수를 만족하는 8명의 자료를 기반으로 우선순위를 선정하였다.
데이터처리
램프미터링 도입 우선순위를 선정하는데 AHP 평가기준을 적용하기 위해서는 평가기준의 정량화 과정이 필요하다. 이를 위해 정성적 측면의 평가 기준은 10점 만점으로 환산하여 정량화(10점 만점)하였다. 정량적 측면의 평가 기준 중 교통량 및 V/C 비는 현장조사 결과 중 첨두시간의 수치를 적용하였으며, 경제성(B/C 비)은 시뮬레이션 결과를 기반으로 산정하였다.
이론/모형
계층별 가중치를 산정하기 위해 설문조사를 통해 얻은 쌍대비교 값들을 가지고 식 (3)과 같은 고유벡터 방법을 적용하였다. 고유벡터 방법은 쌍대비교를 통하여 쌍대비교 행렬을 구하고 이 행렬의 최대고유치를 구하여 그에 따른 고유 벡터를 가중치로 산출하는 방법이다.
시뮬레이션은 TransModeler를 이용하였으며, 서로 연결된 경우는 하나의 축 또는 구간으로, 독립된 경우는 단일 지점에서 운영되는 것으로 분석하였고 운영방식은 감응식과 고정식을 적용하였다. 이러한 정량화 과정의 결과는 표 9와 같다.
램프미터링 도입 우선순위는 도입 효과분석을 기반으로 선정할 수 있으나 국내 고속도로의 운영은 한국도로공사가, 고속도로의 관리 및 시설물 설치는 해당 지방자치단체에서 하고 있으므로 이러한 정성적 특성도 반영하여 우선순위를 선정할 필요가 있다. 이와 같이 다수의 평가 기준을 이용하여 우선순위를 선정하는 방법은 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 최적노선 선정(이형석 등(2001), 양현석 등(2001)), 국도 교통관리시스템 구축 순위 선정(이욱재 등, 2001), 상시 교통량 조사지점 선정(오주삼 등, 2005)과 같이 2000년 이후 국내에서 많이 이용되고 있는 계층화분석과정(AHP: Analytic Hierarchy Process)을 이용하여 선정하였다. 합리적 인 우선순위 선정 모형을 추정하기 위해 교통공학 전문가 25명을 대상으로 직접 방문 및 E-mail을 통해 설문조사를 실시하였으며, 이 중 일관성지수를 만족하는 8명의 자료를 기반으로 우선순위를 선정하였다.
성능/효과
가중치 산정 결과 전문가들의 대부분이 경제성 및 서비스 수준과 같은 정량적 지표(0.46)보다는 대국민 서비스 향상 및 사업 추진 가능성과 같은 정성적 측면(0.54)을 더 중요하게 평가하였다. 정성적 측면 내에서는 대국민 서비스 향상 (0.
1990년 이후 도로연장은 교통수요의 증가에 비해 상당히 작게 증가하여 공급이 부족한 현실이다. 게다가 고속도로의 경우 연장은 전체 도로연장의 3% 정도이나 대안도로의 부재 및 최상위 도로시설인 고속도로에 대한 도로 이용자들의 선호로 인하여 지역간통행의 수송분담율은 35%로 전체 도로연장의 15% 차지하는 국도의 지역간통행 수송분담율 (38%)과 유사하게 나타났다. 그 결과 고속도로는 본래의 고속성, 안정성, 쾌적성 등의 기능을 확보치 못하고 있으며, 이용자들은 자주 지, 정체를 경험하고 있다.
개방식으로 운영되는 구간에 대하여 2008년 5월의 본선 VDS 자료 및 진입교통량을 조사 분석하였다. 그 결과 서울 외곽순환선 7개 IC(일산, 중동, 장수, 송내, 산본, 송파, 서하 남 IC), 경인선 4개 IC(도화, 가좌, 서인천, 부평 IC), 제2경 인선 2개 IC(문학, 남동 IC), 남해선 2개 IC(서마산, 동마산 IC)가 도입 대상지점으로 선정되었다. 표 8은 도입 대상지점으로 선정된 지점의 2008년 5월 도로 및 교통현황이다.
또한 선정된 지점들의 도입 우선순위를 결정하는데 효과분석 결과 외에 추가적으로 정성적인 항목을 검토하기 위해 AHP를 적용하였으며, 평가기준은 대국민 서비스 향상, 사업 추진 가능성, 기술적 시행 가능성, 경제성, 혼잡도, 이용교통량으로 하였다. 그 결과 정량적인 측면보다는 정성적인 측면이 더 중요하게 나타났으며, 우선순위는 혼잡이 심한 장수~ 계양 IC 구간의 우선순위가 높게 나타났다. 이러한 결과는 국내 램프미터링 도입을 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 할 것으로 기대된다.
하지만 본 연구에서는 국내 램프미터링 도입 기준을 미국의 기준을 기반으로 제시하였으나 단순히 기하구조 및 서비스수준만을 고려하였기 때문에 다양한 조건을 검토하지 못한 상황이다. 또한 우선순위 선정 시 대국민 서비스 향상 및 혼잡도는 주변 교통량과 관련이 많기 때문에 주변 교통량이 많을수록 우선순위가 높게 나타나는 것으로 분석되었다.
AHP를 통해 산정된 가중치를 규준화된 평가자료에 적용한 수치를 합계하여 램프미터링 도입 우선순위를 도출하였으며, 그 결과는 표 12와 같다. 램프미터링 도입 우선순위 선정 결과 혼잡 구간인 장수 IC~계양 IC 구간이 가장 우선 순위가 높게 나타났으며, 경인선 구간이 그 다음으로 나타났 으며, 남해선 및 일산, 문학 IC과 같이 혼잡이 심하지 않은 지점은 우선순위가 낮게 나타났다.
24)의 순으로 나타났는데 이는 정책적인 측면도 중요하지만 한국 도로공사가 고속도로 서비스 강화를 위한 노력이 매우 필요하다는 것을 의미한다. 정량적 측면 내에서는 혼잡도(0.44), 경제성(0.30), 이용교통량(0.26)의 순으로 나타나 경제성보다 혼잡도를 더 높게 평가하는 것으로 나타났다.
후속연구
따라서 본격적으로 도입하기 위해서는 세부적인 기준을 마련하여 지침화 할 필요가 있으며, 보다 정확한 결과를 도출하기 위해서는 다양한 항목에 대하여 분석하여야 하며, 사업 추진가능성의 경우 관련 지방자치단체의 공무원의 의견을 반영하여 분석해야 할 것이다.
그 결과 정량적인 측면보다는 정성적인 측면이 더 중요하게 나타났으며, 우선순위는 혼잡이 심한 장수~ 계양 IC 구간의 우선순위가 높게 나타났다. 이러한 결과는 국내 램프미터링 도입을 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 할 것으로 기대된다.
미국의 경우 본선 교통량을 기준으로, 서비스수준이 D~E 로 나타나는 구간일 경우에 도입하고 있다. 이를 기반으로 국내에서도 램프미터링 시행 효과가 있다고 판단되는 본선 서비스수준 D~E를 기준으로 하는 것이 적절하나 서비스수준 C~D가 반복으로 나타나는 구간의 경우 향후 서비스수준이 D~E로 악화될 가능성이 있으므로, 이러한 경우를 추가로 검토할 필요가 있다. 그러나 서비스수준이 D~E인 구간이라고 반드시 램프미터링을 실시해야 하는 것은 아니며, 설치 시 효과를 보일 수 있는 구간임을 의미하는 것으로 기하구조 및 주변여건을 동시에 고려하여야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
램프미터링은 무엇인가?
램프미터링은 이미 미국, 유럽 등에서 실효성을 인정받았고 가장 효율적인 교통관리기법의 하나로 사용되고 있음에도 불구하고 국내에서는 시설물의 기준 미달 및 홍보 부족 등으로 아직 제대로 시행되지 못하였다. 그러나 1990년 이후 ITS의 도입으로 진입제어에 대한 인식이 증대되어 국내 램프미터링 도입 여건이 조성되었다고 판단되어 본 연구에서는 국내 고속도로에 램프미터링을 원활하게 도입하기 위해 도입 기준을 수립하고 대상지점을 선정하였다.
램프미터링이 국내에서 시행되지 못한 이유는 무엇 때문인가?
램프미터링은 이미 미국, 유럽 등에서 실효성을 인정받았고 가장 효율적인 교통관리기법의 하나로 사용되고 있음에도 불구하고 국내에서는 시설물의 기준 미달 및 홍보 부족 등으로 아직 제대로 시행되지 못하였다. 그러나 1990년 이후 ITS의 도입으로 진입제어에 대한 인식이 증대되어 국내 램프미터링 도입 여건이 조성되었다고 판단되어 본 연구에서는 국내 고속도로에 램프미터링을 원활하게 도입하기 위해 도입 기준을 수립하고 대상지점을 선정하였다.
램프미터링 도입기준은 어떻게 되는가?
도입 기준은 미국의 램프미터링 도입 기준을 기반을 국내 여건을 반영하여 제시하였다. 주요 기준은 서비스수준, 우회도로 존재, 대기 공간 길이, 개방식 운영구간 등이며, 이러한 기준을 만족하는 15개 지점을 도입 대상지점으로 선정하였다. 또한 대상지점의 우선순위를 계층화분석과정(AHP)을 통해 선정한 결과 교통량이 많고, 혼잡이 심할수록 우선순위가 높게 나타났다.
참고문헌 (11)
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한국도로공사(2008) 고속도로 램프미터링 타당성조사 연구, 연구보고서.
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Manual on Uniform Traffic Control Devices (2008) Federal Highway Administration.
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