고속도로 영업소의 경우 하이패스차량과 일반TCS이용차량간의 혼용 및 차로변경으로 인한 상충이 발생하는 구간으로 안전성에 대한 검토가 필요한 구간이다. 본 연구에서는 영업소 진출부에 설치된 중앙하이패스 이용차량과 일반차로 이용차량간의 상충 및 사고위험성을 현장비디오촬영 및 상충분석을 통해 알아보았다. 차량속도와 상대속도 및 상충으로 인한 차량 감속시간 등을 분석한 결과 하이패스이용차량과 일반TCS이용차량간의 상대속도가 클수록 상충으로 인한 차량 급감속이 발생한다는 문제점을 파악하였으며, 중앙 하이패스 설치시 상충 발생 위치 및 차로 운영형태에 따라 상충빈도 및 상대속도가 다름을 확인할 수 있었다. TA(Time to Accident)분석 결과, 고속도로 영업소 중앙 하이패스 설치시 차량간 상대속도, 상충위치 및 빈도에 따른 상충시 하이패스 차량의 급감속 및 감속시간이 큼에 따라 사고위험이 높은 것으로 분석되었다. 또한 합류 시점부가 영업소 진출부와 가까울수록 TA분석값이 낮은 것으로 분석되어 전반적으로 속도차이를 줄여 안전성을 증대시켜야 함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 영업소 진출부 중앙 하이패스 설치로 발생하는 상대속도차에 의한 상충으로 급감속 및 사고를 억제함으로서 영업소 중앙 하이패스 차로 설치시 안전성을 높여줄 수 있을 것으로 기대된다.
고속도로 영업소의 경우 하이패스차량과 일반TCS이용차량간의 혼용 및 차로변경으로 인한 상충이 발생하는 구간으로 안전성에 대한 검토가 필요한 구간이다. 본 연구에서는 영업소 진출부에 설치된 중앙하이패스 이용차량과 일반차로 이용차량간의 상충 및 사고위험성을 현장비디오촬영 및 상충분석을 통해 알아보았다. 차량속도와 상대속도 및 상충으로 인한 차량 감속시간 등을 분석한 결과 하이패스이용차량과 일반TCS이용차량간의 상대속도가 클수록 상충으로 인한 차량 급감속이 발생한다는 문제점을 파악하였으며, 중앙 하이패스 설치시 상충 발생 위치 및 차로 운영형태에 따라 상충빈도 및 상대속도가 다름을 확인할 수 있었다. TA(Time to Accident)분석 결과, 고속도로 영업소 중앙 하이패스 설치시 차량간 상대속도, 상충위치 및 빈도에 따른 상충시 하이패스 차량의 급감속 및 감속시간이 큼에 따라 사고위험이 높은 것으로 분석되었다. 또한 합류 시점부가 영업소 진출부와 가까울수록 TA분석값이 낮은 것으로 분석되어 전반적으로 속도차이를 줄여 안전성을 증대시켜야 함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 영업소 진출부 중앙 하이패스 설치로 발생하는 상대속도차에 의한 상충으로 급감속 및 사고를 억제함으로서 영업소 중앙 하이패스 차로 설치시 안전성을 높여줄 수 있을 것으로 기대된다.
Safety improvement has been a continuous challenge, especially at toll gate of express highway where traffic conflict often occurs due to frequent lane change by drivers of "Hi-pass" lane and regular "TCS" lane. As a part of research on safety at toll gate, this study videotaped traffic conflict dat...
Safety improvement has been a continuous challenge, especially at toll gate of express highway where traffic conflict often occurs due to frequent lane change by drivers of "Hi-pass" lane and regular "TCS" lane. As a part of research on safety at toll gate, this study videotaped traffic conflict data between vehicles using centrally located "Hi-pass" lane and regular "TCS" lane and analyzed accident risk. According to the correlation analysis of vehicle speed, relative vehicle speed, and sudden vehicle deceleration rate due to traffic conflict, when the relative vehicle speed between centrally located "Hi-pass" lane and regular "TCS" lane increases, sudden vehicle deceleration rate also increases. One of the findings is that centrally located "Hi-pass" lane at toll gate shows different location for traffic conflict, and frequency of traffic conflict and the relative vehicle speed was also different based on vehicle lane use. TA (Time to Accident) analysis shows that accident rate is high at toll gate where Hipass lane is installed in center lane, when the occurrence of sudden vehicle deceleration and deceleration time of vehicles rise for vehicles on "Hi-pass" lane. Furthermore, if the expressway entrance/exit point is closely located to toll gate, TA showed a low value. Thus, it is necessary to reduce the relative vehicle speed in order to improve safety. The Study presents reduction of the relevant vehicular speed and prevention of accidents at the centrally installed "Hi-pass" lane as an important strategy for safety improvement at toll gate.
Safety improvement has been a continuous challenge, especially at toll gate of express highway where traffic conflict often occurs due to frequent lane change by drivers of "Hi-pass" lane and regular "TCS" lane. As a part of research on safety at toll gate, this study videotaped traffic conflict data between vehicles using centrally located "Hi-pass" lane and regular "TCS" lane and analyzed accident risk. According to the correlation analysis of vehicle speed, relative vehicle speed, and sudden vehicle deceleration rate due to traffic conflict, when the relative vehicle speed between centrally located "Hi-pass" lane and regular "TCS" lane increases, sudden vehicle deceleration rate also increases. One of the findings is that centrally located "Hi-pass" lane at toll gate shows different location for traffic conflict, and frequency of traffic conflict and the relative vehicle speed was also different based on vehicle lane use. TA (Time to Accident) analysis shows that accident rate is high at toll gate where Hipass lane is installed in center lane, when the occurrence of sudden vehicle deceleration and deceleration time of vehicles rise for vehicles on "Hi-pass" lane. Furthermore, if the expressway entrance/exit point is closely located to toll gate, TA showed a low value. Thus, it is necessary to reduce the relative vehicle speed in order to improve safety. The Study presents reduction of the relevant vehicular speed and prevention of accidents at the centrally installed "Hi-pass" lane as an important strategy for safety improvement at toll gate.
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문제 정의
기존 국내연구에서 교통상충기법은 단속류의 교차로에 주로 적용하였지만 본 연구의 대상지인 고속도로 영업소 내 하이패스 차로와 일반차로간의 상충에 대한 연구가 없었다. 따라서 본 연구에서는 영업소 광장 내 연속류와 단속류간 상대속도에 따른 상충유형 및 TA분석을 정립하였다.
따라서 본 연구에서는 영업소내 중앙 하이패스차로 설치로 인한 영업소 진출부에서 하이패스 이용차량과 일반부스 이용차량간 속도분포 및 두 차량간 상대속도, 상충분석을 통한 영업소 진출부 안전성에 관한 연구를 수행하였다.
서울외곽순환고속도로 본선영업소의 경우 측면뿐만 아니라 영업소 중간에도 하이패스 차로를 설치하였다. 따라서 본 연구에서는 현재 고속도로 영업소에 설치되어 있는 중앙 하이패스 톨프라자에 대한 상대속도 및 교통상충을 근거로 중앙 하이패스 차로가 설치된 톨프라자 광장 진출부에 대한 안전성 및 개선대안을 제시하고자 한다.
본 연구의 공간적 범위는 서울외곽순환고속도로(민자고속도로 구간 제외) 본선상의 성남, 김포영업소로 한정하였다. 또한 본 연구는 하이패스 차로 이용차량과 일반 부스 이용 차량의 속도 및 운행행태를 관찰, 이를 토대로 영업소 내에서 발생하는 차량간 속도 및 상충을 바탕으로 상대속도 및 교통상충을 통하여 중앙 하이패스차로가 설치된 영업소에 대한 안전성을 개선할 수 있는 개선대안과 적정 기준을 정립하는 연구를 수행하였다.
본 연구는 서울외곽순환고속도로 상에 운영 중인 성남 및 김포영업소 진출부 중앙 하이패스차로 설치시 하이패스 차량과 일반차량 합류시 문제점을 개선하는 방안으로 차로운영과 적정 진로변경제한구간을 검토하는 방안을 고려해 보았다.
본 연구에서는 고속도로의 상충유형을 결정하는 데 있어 하이패스 차량과 일반차량 사이에 발생할 수 있는 측면충돌을 분석하였다.
이 연구에서는 지방부 2차로 도로와 고속도로, 도시부 고속도로 등 여러 종류의 도로의 지표를 종합하여 속도편차와 교통사고와의 관계를 제시하였다.
현재 영업소의 경우 하이패스라는 연속류와 일반TCS 이용의 단속류적 성격을 지니고 있어 연속류와 단속류 이용차량의 합류시 상대속도 및 상충발생으로 사고위험이 높아질 수 있다. 이에 본 연구에서는 서울외곽순환고속도로 성남 및 김포영업소 중앙에 설치된 하이패스 차로 진출부에 대한 안전성을 개선하기 위한 연구를 수행하였다.
제안 방법
② 하이패스차량과 일반차량 합류시 상대속도 및 상충발생에 따른 사고위험성을 비교한다.
③ 중앙 하이패스 설치 위치 및 일반차량 차로별 상충에 따른 위험성을 비교 분석한다.
도철웅 등은 신호교차로의 안전도를 측정하기 위해 교통사고 자료를 이용하는 기존의 방식은 사고자료를 수집하는데 많은 기간이 소요되고 자료의 정확도 측면에서 문제점이 있다는 단점이 있었던 것을 보안하는 방법으로 “교통상충 기법”을 이용하였다. 교통공학의 이론을 배경으로 하여 객관적이고 비교적 정확한 교통상충의 기준을 정립하기 위해 사고 자료와 교통상충 가능성이 있는 자료를 순위상관분석 기법을 도입하여 분석하였고 이를 이용하여 여러 교차로의 위험도를 구하는 방법을 제안하였다.
또한 영업소 진출부 하이패스 차량 및 일반차량에 대한 주행 가속도 산정은 「도로의 구조시설 기준에 관한 규칙」에서 제시된 가속차로 소요길이 산정 식을 이용주행가속도 (a)를 산출하였다.
본 연구는 이러한 관찰을 통하여 하이패스 차량과 일반차량간 속도 및 상충에 의한 사고 위험성을 현장조사 및 상충분석을 통해 정량적으로 비교 분석하였다.
본 연구에서는 주행속도(85%속도)를 산정하여 분석 및 연구하였다.
심각한 상충이 발생할 가능성이 높아지게 되면 도로 운전자들은 브레이크를 이용하여 속도를 줄이거나 핸들을 조작하여 위험에서 벗어나려는 회피행동을 취할 것으로 가정하여 캠코더를 영업소 캐노피에 배치하여 운전자의 운전행태를 녹화하였으며, 스피드건을 이용하여 주행 차량별 속도를 측정하였다.
위의 네 가지 조건이 만족시키기 위해 영업소 본선 진입부에서 스피드건을 이용한 속도측정 및 영업소 캐노피에서 영업소 중앙차로 진출부가 화면에 잘 잡힐 수 있도록 촬영 위치 및 각도를 조절하고 촬영하는 시간동안에 지속적으로 화면을 모니터링 하였다.
하이패스 차량과 일반차량의 합류에 따른 상대속도는 교통류상태에서 실제 운영속도를 알아보고 제한속도를 설정하는데 사용되는 주행속도(85% 속도)를 사용 분석하였다.
대상 데이터
본 연구의 공간적 범위는 서울외곽순환고속도로(민자고속도로 구간 제외) 본선상의 성남, 김포영업소로 한정하였다. 또한 본 연구는 하이패스 차로 이용차량과 일반 부스 이용 차량의 속도 및 운행행태를 관찰, 이를 토대로 영업소 내에서 발생하는 차량간 속도 및 상충을 바탕으로 상대속도 및 교통상충을 통하여 중앙 하이패스차로가 설치된 영업소에 대한 안전성을 개선할 수 있는 개선대안과 적정 기준을 정립하는 연구를 수행하였다.
본 연구의 분석 대상지점은 하이패스차로를 운영중인 서울외곽순환고속도로(민자구간제외)내 성남 및 김포영업소를 조사지점으로 선정하였으며, 2008년 8월7일부터 하이패스 차로에 대한 안전바(제한속도 30km/h)를 설치 운영 중이며, 중앙 하이패스 차로는 2008년 9월 설치 운영 중에 있다.
성능/효과
1) 교통상충은 어떤 운전자가 다른 차량과의 충돌을 피하기 위해 제동이나 엇갈림에 의한 회피행동을 할 때 발생되는 현상으로 보며 1977년 Norway의 Oslo에서 열린 국제학술대회에서 “둘 또는 그 이상의 도로 이용자들이 현 상태를 유지할 때 충돌의 위험을 갖는 공간과 시간의 범위로 서로 접근하는 모습이 관찰 가능한 상황” 으로 제시되었다.
TA분석결과 사고위험성은 상충지점까지 거리가 짧을수록, 상대속도차가 클수록 TA값이 낮게 분석되어 차량간 상대속도가 클 수록 사고위험성이 높은 것으로 분석되었다.
그 결과 중앙 하이패스 이용차량과 일반차로 이용차량간 합류시 차량간 상대속도차가 클수록 급감속 및 감속시간이 크게 나타났다. 또한 하이패스차로를 중심으로 좌·우 일반 차로 위치에 따라 상충의 빈도가 다르며 특히 하이패스 우측차로에서 하이패스차로로 진입시 상충에 따른 TA분석 값이 낮아 사고위험이 높은 것으로 분석되었다.
둘째 영업소 광장 진출부 하이패스 차량과 일반차량간 상충발생시 나타날 수 있는 상충 유형은 측면추돌과 후미추돌의 2가지 상충이 있으며 비디오촬영 분석결과 전반적으로 측면상충이 발생함이 나타났으며 후미추돌은 나타나지 않았다. 또한 상대속도차가 클수록 차량 브레이크에 의한 차량 감속시간이 더 긴 것으로 나타났다.
이 연구에서는 사망 확률이 속도 자체와는 통계적 유의성이 없었으나, 속도편차와 깊은 관계가 있었다고 연구결과를 발표하였다. 따라서 사망률을 감소시키기 위해서는 속도의 편차를 최대한 감소시킬 수 있는 제한속도를 설정해야 한다고 결론지었다.
이 연구에서는 속도와 사고율의 관계를 광범위하게 조사하여 차량속도와 사고율의 관계를 U형태로 나타남을 보였는데, 차량의 속도가 평균 주행속도와 가까울 때 사고율이 가장 적고, 평균속도 보다 크거나 낮아져도 사고율이 증가함을 보였으며, 주행속도 증가에 따라 반드시 교통사고의 발생률이 증가하지 않음을 입증하였다. 또한 교통사고 기록을 통해 각 사고 차량들의 속도와 사고 시 유사한 상태에서 측정한 평균속도를 비교해 본 결과, 전반적으로 사고와 관련된 차량들이 유사한 상태에서 측정한 속도분포범위보다 높거나 낮았다고 평가하였다.
또한 일반차량과의 합류는 일반차량간 합류후 하이패스 차량과 합류할 수 있도록 단계적 진입을 유도할 수 있도록 차선운영을 개선하였다.
또한 하이패스차로를 중심으로 좌·우 일반 차로 위치에 따라 상충의 빈도가 다르며 특히 하이패스 우측차로에서 하이패스차로로 진입시 상충에 따른 TA분석 값이 낮아 사고위험이 높은 것으로 분석되었다.
영업소 진출부 안전시설물 끝단부터 본선 진입시까지 하이패스 차량과 일반차량의 합류시 상충에 따른 TA분석결과 성남영업소 진출부의 경우 우측 일반차로 합류시보다 좌측 일반차로와의 합류시 TA분석값이 높은 것으로 분석되었으며, 이는 하이패스차량과의 속도차가 우측 일반차량보다 좌측 일반차량의 상대속도차가 낮기 때문이며, 좌우측으로 하이패스 차량이 일반차량과 합류함에 따라 편측으로만 합류하는 김포영업소에 비하여 사고위험성이 더 높을 것으로 판단된다.
이 연구에서는 사망 확률이 속도 자체와는 통계적 유의성이 없었으나, 속도편차와 깊은 관계가 있었다고 연구결과를 발표하였다. 따라서 사망률을 감소시키기 위해서는 속도의 편차를 최대한 감소시킬 수 있는 제한속도를 설정해야 한다고 결론지었다.
이 연구에서는 세계 각국의 광범위한 자료를 수집하여 분석한 결과로서 평균속도의 변화 시 예측되는 사고발생 및 인명 피해를 평균 속도 함수로 나타내었는데, 경상사고의 발생 확률 및 피해정도는 사고 전ㆍ후의 평균속도 변화비의 제곱에 비례하고, 중상은 3제곱에, 치명사고는 4제곱에 비례한다는 결과를 제시한 바 있다.
이 연구에서는 속도와 사고율의 관계를 광범위하게 조사하여 차량속도와 사고율의 관계를 U형태로 나타남을 보였는데, 차량의 속도가 평균 주행속도와 가까울 때 사고율이 가장 적고, 평균속도 보다 크거나 낮아져도 사고율이 증가함을 보였으며, 주행속도 증가에 따라 반드시 교통사고의 발생률이 증가하지 않음을 입증하였다. 또한 교통사고 기록을 통해 각 사고 차량들의 속도와 사고 시 유사한 상태에서 측정한 평균속도를 비교해 본 결과, 전반적으로 사고와 관련된 차량들이 유사한 상태에서 측정한 속도분포범위보다 높거나 낮았다고 평가하였다.
차량속도 및 상충으로 인한 차량 감속시간 등을 분석한 결과 차량간 상대속도가 클수록, 하이패스 설치 위치에 따라서 상충의 빈도 및 차량 급감속이 발생한다는 문제점을 파악하였으며, 차로 운영 형태에 따라 차량간 상충으로 인한 사고위험성이 다름을 확인할 수 있었다.
첫째 영업소 광장 진출부 하이패스 차량과 일반차량간 합류시 차량간 상대속도 차이는 16km/h 이상으로 하이패스 차량간 합류시 상대속도차 보다 높은 것으로 판단된다.
현장조사에서 관측된 상대속도 및 상충에 의한 영향이 교통사고 위험성과 밀접한 관계가 있을 것으로 판단되며, 특히 차량간 상대속도차에 의한 영향이 상충발생 및 사고위험에 영향을 줄 것으로 판단된다.
후속연구
본 연구의 개선대안은 중앙 하이패스 차로 설치시 영업소 진출부에서 발생하는 차량간 상충으로 급감속 및 사고를 억제함으로서 영업소 내 중앙 하이패스 차로 설치시 안전성을 높여줄 수 있을 것으로 기대된다.
이러한 하이패스 차로 위치 및 진로변경구간 설정, 차로 운영 개선을 통하여 중앙 하이패스 설치시 차량간 상충에 따른 사고위험성이 낮아 중앙 하이패스 차로에 대한 안전성을 높일 수 있을 것이라고 판단된다.
이와 같은 분석결과를 종합해 볼 때 고소도로 영업소 중앙 하이패스 설치로 인한 안전성을 개선하기 위해서는 적정하이패스 차로 위치와 진출부 연결로 유무에 따른 차로운영 개선이 필요하며, 하이패스 차량과 일반차량간 상충이 최소화 될 수 있는 개선대안이 필요하다고 판단된다.
그러나 이러한 시스템들이 단기간에 보급 및 확대됨에 따라 운영 및 안전상에 문제점들이 발생하고 있다. 특히 기존 시스템에 하이패스 차로를 추가적으로 설치함으로서 이에 대한 최적의 톨프라자 설계 및 운영 지침이 마련되어야 할 것이다. 하이패스 차로가 설치된 톨프라자의 설계 및 운영은 고속도로의 교통류와 운전자의 심리에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 도로의 기하구조, 차량도착패턴 및 속도, 운전자 행태 등 다양한 분석을 통하여 운전자 안전에 대한 노력이 필요하며, 아울러 하이패스 요금징수시스템에 대한 톨프라자 설계 및 운영 방법에 대한 적극적인 검토가 필요하다고 판단된다.
하이패스 차량과 일반차량간 합류시 상대속도차가 클수록 또한 일반 차량간의 상충이 빈번하게 나타날수록 TA분석값이 낮아 사고위험성이 클 것으로 분석되었으며 이에 따라 하이패스 차량의 적정 위치 및 차로운영 개선이 필요하며, 하이패스 차량 및 일반차량간 상충방지를 위하여 진로변경 제한구간이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
ETCS는 크게 터치패스와 하이패스로 구분되는데, 각각의 특징은 무엇인가?
ETCS는 크게 터치패스와 하이패스로 구분된다. 터치패스는 지하철이나 버스에서 쓰이고 있는 것과 같이 가치가 저장되어 있는 전자카드를 요금소 단말기를 통하여 통행료를 징수하는 방식이고, 하이패스는 전자카드를 차량 내부의 앞 유리 중앙 하단에 부착된 차량탑재기(OBU : On Board Unit)에 삽입하여 요금소를 무정차 통과하면서 요금소 안테나간 무선통신(또는 적외선)을 통해 통행료를 징수하는 방식이다. 위반 차량에 대해서는 자동으로 촬영하여 통행료 및 과태료를 부과 할 수 있다.
2007년 12월 기준, 전자요금징수 시스템이 운영되는 영업소는 몇 군데인가?
이러한 톨프라자에서 발생하는 교통문제를 해결하고 교통효율성을 높이기 위해 요금징수에 요구되는 시간을 최소화하여야 하며, 이를 위해 기존 통행료 징수시스템(Toll Collection System : TCS)에 마그네틱 형태의 고속도로 카드와 출퇴근 예매권 등 다양한 요금징수방법을 도입해왔다. 특히 2000년 6월 30일부터 서울외곽순화고속도로의 청계, 판교, 성남 톨게이트에서 하이패스라는 전자요금징수 시스템(Electronic Toll Collection System : ETCS)의 시범사업을 진행하였으며, 최근(2007년 12월) 전국 144개소 영업소에서 운영 중에 있다.
통행료 징수시스템이 도입된 배경은 무엇인가?
또한 고속도로 이용률이 매년 17% 이상 지속적으로 증가되고 있어 이러한 현상이 계속됨으로써 개인의 이용불편, 사회 경제적 손실은 물론 국가 경쟁력에 악영향을 초래할 수밖에 없는 실정이다. 이러한 톨프라자에서 발생하는 교통문제를 해결하고 교통효율성을 높이기 위해 요금징수에 요구되는 시간을 최소화하여야 하며, 이를 위해 기존 통행료 징수시스템(Toll Collection System : TCS)에 마그네틱 형태의 고속도로 카드와 출퇴근 예매권 등 다양한 요금징수방법을 도입해왔다. 특히 2000년 6월 30일부터 서울외곽순화고속도로의 청계, 판교, 성남 톨게이트에서 하이패스라는 전자요금징수 시스템(Electronic Toll Collection System : ETCS)의 시범사업을 진행하였으며, 최근(2007년 12월) 전국 144개소 영업소에서 운영 중에 있다.
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