[국내논문]상류부 선형특성을 반영한 지방부 왕복 4차로 연속류 도로의 주행속도 예측모형 개발 Development of Operating Speed Prediction Models Reflecting Alignment Characteristics of the Upstream Road Sections at Four-Lane Rural Uninterrupted Flow Facility원문보기
본 연구는 주행속도 프로파일 모형의 구성요소 중 주행속도 예측모형과 관련한 것으로서 지방부 왕복 4차로 도로를 대상으로 하고 있으며, 기존 연구들과는 대상도로, 속도 조사방법론 및 선형유형 구분에서 그 차별점이 있다. 기존의 대다수 연구들은 평면곡선부 및 평면직선부 중앙의 지점속도를 측정하고 이 자료를 활용하여 각각의 주행속도 예측모형을 개발하였다. 이러한 방법은 감가속이 평면직선부에서만 발생하고 평면곡선부에서는 일정한 속도를 유지한다는 주행행태에 대한 전통적인 가정에 기반한 것으로서, 구축된 모형에 의해 예측된 주행속도가 과대 과소추정 되거나 또는 실제 운전자의 주행행태를 제대로 묘사하지 못할 가능성이 높다는 한계가 있다. 이와 비교하여 본 연구는 현장에서 약100m 간격으로 연속 조사된 속도자료를 활용하여 실제 도로상에서 관측되는 주행속도 프로파일을 작성하였으며, 연속적인 속도변화를 분석한 결과를 토대로 모형구축에 활용될 자료를 추출하였다. 주행속도 예측모형은 평면선형과 종단선형의 조합에 따라 6가지 선형유형으로 구분되어 개발되었다. 본 연구에서 활용한 주행속도 조사방법 및 선형유형 구분은 주행속도 예측모형에 활용되는 자료 및 이를 기반으로 개발된 모형의 신뢰도를 제고함과 더불어, 연속적인 속도 변화 흐름을 상세하게 분석 평가할 수 있도록 하여 가감속 행태 분석 등 향후 주행행태 관련 분석에 효과적으로 활용될 수 있으며, 더 나아가 설계속도 기반의 현 도로설계기준을 주행속도 기반의 기준으로 보완하는데 활용되어 도로설계자 또는 정책결정자가 아닌 실제 도로를 이용하는 운전자의 관점에서 도로가 설계될 수 있도록 하는데 기여할 것으로 기대된다.
본 연구는 주행속도 프로파일 모형의 구성요소 중 주행속도 예측모형과 관련한 것으로서 지방부 왕복 4차로 도로를 대상으로 하고 있으며, 기존 연구들과는 대상도로, 속도 조사방법론 및 선형유형 구분에서 그 차별점이 있다. 기존의 대다수 연구들은 평면곡선부 및 평면직선부 중앙의 지점속도를 측정하고 이 자료를 활용하여 각각의 주행속도 예측모형을 개발하였다. 이러한 방법은 감가속이 평면직선부에서만 발생하고 평면곡선부에서는 일정한 속도를 유지한다는 주행행태에 대한 전통적인 가정에 기반한 것으로서, 구축된 모형에 의해 예측된 주행속도가 과대 과소추정 되거나 또는 실제 운전자의 주행행태를 제대로 묘사하지 못할 가능성이 높다는 한계가 있다. 이와 비교하여 본 연구는 현장에서 약100m 간격으로 연속 조사된 속도자료를 활용하여 실제 도로상에서 관측되는 주행속도 프로파일을 작성하였으며, 연속적인 속도변화를 분석한 결과를 토대로 모형구축에 활용될 자료를 추출하였다. 주행속도 예측모형은 평면선형과 종단선형의 조합에 따라 6가지 선형유형으로 구분되어 개발되었다. 본 연구에서 활용한 주행속도 조사방법 및 선형유형 구분은 주행속도 예측모형에 활용되는 자료 및 이를 기반으로 개발된 모형의 신뢰도를 제고함과 더불어, 연속적인 속도 변화 흐름을 상세하게 분석 평가할 수 있도록 하여 가감속 행태 분석 등 향후 주행행태 관련 분석에 효과적으로 활용될 수 있으며, 더 나아가 설계속도 기반의 현 도로설계기준을 주행속도 기반의 기준으로 보완하는데 활용되어 도로설계자 또는 정책결정자가 아닌 실제 도로를 이용하는 운전자의 관점에서 도로가 설계될 수 있도록 하는데 기여할 것으로 기대된다.
The study is about the development of operating speed prediction models aimed for an evaluation of design consistency of four lane rural roads. The main differences of this study relative to previous research are the method of data collection and classification of road alignments. The previous studi...
The study is about the development of operating speed prediction models aimed for an evaluation of design consistency of four lane rural roads. The main differences of this study relative to previous research are the method of data collection and classification of road alignments. The previous studies collected speed data at several points in the horizontal curve and approaching tangent. This method of collection is based on the assumption that acceleration and deceleration only occurs at horizontal tangents and the speed is kept constant at horizontal curves. However, this assumption leads to an unreliable speed estimation, so drivers' behavior is not well represented. Contrary to the previous approach, speed data were collected with one and data analysis using a speed profile is made for data selection before building final models. A total of six speed prediction models were made according to the combination of horizontal and vertical alignments. The study predicts that the speed data analysis and selection for model building employed in this study can improve the prediction accuracy of models and be useful to analyze drivers' speed behavior in a more detailed way. Furthermore, it is expected that the operating speed prediction models can help complement the current design-speed-based guidelines, so more benefits to drivers as real road users, rather than engineers or decision makers, can be achieved.
The study is about the development of operating speed prediction models aimed for an evaluation of design consistency of four lane rural roads. The main differences of this study relative to previous research are the method of data collection and classification of road alignments. The previous studies collected speed data at several points in the horizontal curve and approaching tangent. This method of collection is based on the assumption that acceleration and deceleration only occurs at horizontal tangents and the speed is kept constant at horizontal curves. However, this assumption leads to an unreliable speed estimation, so drivers' behavior is not well represented. Contrary to the previous approach, speed data were collected with one and data analysis using a speed profile is made for data selection before building final models. A total of six speed prediction models were made according to the combination of horizontal and vertical alignments. The study predicts that the speed data analysis and selection for model building employed in this study can improve the prediction accuracy of models and be useful to analyze drivers' speed behavior in a more detailed way. Furthermore, it is expected that the operating speed prediction models can help complement the current design-speed-based guidelines, so more benefits to drivers as real road users, rather than engineers or decision makers, can be achieved.
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문제 정의
본 연구는 왕복 4차로 연속류를 공간적 범위로 한 주행속도 예측모형을 개발하고자 기존의 연구들과는 차별적인 자료수집 및 추출 방법으로 연구를 수행하였으며, 평면선형과 종단선형이 조합된 조건에 따라 모 형식을 구분하여 개발하고자 하였다. 더불어, 운전자가 해당구간을 주행하며 적응한 전반적인 해당도로의 선형구성을 반영할 수 있도록 선형지수(alignment index)를 개발하여 모형의 독립변수로 적용하였다.
이와 비교하여 본 연구는 연속류인 일반국도 왕복 4차로 도로에서 약 100m 간격(일부구간 제외)으로 연속 조사( 참조)된 주행속도 자료를 활용하여 주행 속도 프로파일을 작성하고 연속적인 속도변화를 분석하였으며, 이를 근거로 모형구축에 활용될 자료를 추출하는 과정을 수행하여 자료의 적정성 및 신뢰도를 높이고자 하였다.
<그림 5>～<그림 9>은 주행속도 예측모형 개발을 위해 추출된 선형제원 분포를 나타낸 것으로서, 추출된 자료를 이용한 주행속도 예측모형이 다양한 선형조건을 가진 도로에 적용 가능한지를 살펴보기 위하여 분석되었다.
본 연구는 주행행태 예측모형 구성요소 중 주행속도 예측모형과 관련한 것으로서 지방부 왕복 4차로 도로를 대상으로 하고 있으며, 평면선형과 종단선형의 조합에 따른 6가지 선형유형에 대한 주행속도 예측모형을 개발하였다.
본 연구는 기존의 연구들과는 차별화 된 자료수집 방법 및 자료선별 방법을 개발하여 자료의 신뢰성을 제고하였다는데 그 의의가 있다. 또한, 주행속도에 영향을 주는 선형설계요소로서 해당선형뿐만 아니라 상류부 선형의 영향을 반영할 수 있는 선형지수(alignment index)를 개발, 적용하여 기존에 연구가 활발하지 못했던 왕복 4차로 도로를 대상으로 한 주행속도 예측모형식을 개발하고 모형의 실무활용범위를 확장하였다는데 또 다른 의의가 있다고 판단된다.
본 연구에서는 다양한 선형지수를 개발하고 모형식에 반영하고자 하였으나 동일한 개념의 기초변수와 다중공선성이 발생하는 등 통계적인 문제점들로 인해 그 적용이 매우 제한적이었다. 향후 연구에서는 본 연구를 통해 개발된 선형지수를 적용할 수 있는 방안을 마련하여 선형유형별 주행속도 예측모형을 보완하고, 추가로 지역보정계수 등을 개발하여 모형의 공간적 적용성을 확장할 필요가 있다.
가설 설정
주행속도 프로파일은 도로 선형 변화에 따른 운전자 주행속도 변화를 연속적으로 표현하기 위한 방법 중 하나로서, 속도가 변화하는 특성을 이해하기 쉽도록 표현해주는데 그 장점이 있다. 주행속도 프로파일은 주행속도 예측모형과 감가속도, 운전자 주행행태에 대한 기본 가정을 토대로 구성된다.
제안 방법
본 연구는 왕복 4차로 연속류를 공간적 범위로 한 주행속도 예측모형을 개발하고자 기존의 연구들과는 차별적인 자료수집 및 추출 방법으로 연구를 수행하였으며, 평면선형과 종단선형이 조합된 조건에 따라 모 형식을 구분하여 개발하고자 하였다. 더불어, 운전자가 해당구간을 주행하며 적응한 전반적인 해당도로의 선형구성을 반영할 수 있도록 선형지수(alignment index)를 개발하여 모형의 독립변수로 적용하였다.
본 연구는 모형 개발 시 가장 중요한 항목인 자료의 적정성 및 신뢰성을 확보하기 위해 기존 연구들과 자료 수집·추출 방법에 차별성을 두고 있다.
<표 1>은 미국 IHSDM의 주행속도 예측 알고리즘에 포함된 주행속도 예측모형으로서 평면선형과 종단선형의 조합 및 시거제약 정도에 따라 총 10가지의 모형으로 구분하여 제시하였다.
현장에서 조사된 각 개별차량 속도 자료는 85백분위 속도(이하 ‘주행속도’)로 변환되어 주행속도 프로파일 작성에 활용되었으며, 주행속도 프로파일을 활용하여 선형 유형별로 연속적인 속도변화를 분석하였다.
을 이용하여 차량의 진행방향을 따라 일정간격(약 100m 간격, 일부구간제외)으로 속도자료를 수집하였다. 자료수집은 맑은 날, 노면상태가 건조한 날에 수행되었으며, 다량의 자료확보를 위해 현장 및 기상상황에 따라 3시간부터 24시간 사이에서 연속 조사되었다. 평면곡선부 107개 구간, 평면 직선부 107개 구간을 대상으로 각각 311지점 및 444지점의 주행속도 자료가 수집되었다.
검지기를 이용해 수집된 속도 자료는 조사구간의 특성, 차두시간, 조사시간대 등을 고려하여 모형개발의 목적에 맞게 재정리 되었다.
본 연구에서는 모형개발 시 평면곡선반경과 더불어 위의 2가지 평면곡선 관련 선형설계요소를 고려하였으며, 평면선형 및 종단선형 관련 독립변수는 상류부 및 하류부 2개 구간을 포함하여 구축되었다. 또한 운전자가 경험한 상류부의 선형특성을 반영하기 위해 평면 및 종단선형의 특징을 표현할 수 있는 선형지수(alignment index)를 개발하여 적용하였다.
본 연구에서는 모형개발 시 평면곡선반경과 더불어 위의 2가지 평면곡선 관련 선형설계요소를 고려하였으며, 평면선형 및 종단선형 관련 독립변수는 상류부 및 하류부 2개 구간을 포함하여 구축되었다. 또한 운전자가 경험한 상류부의 선형특성을 반영하기 위해 평면 및 종단선형의 특징을 표현할 수 있는 선형지수(alignment index)를 개발하여 적용하였다. 선형지수는 해당선형 바로 이전에 위치한 평면 및 종단선형 설계 제원 또는 일정 길이 및 일정 개소의 특징을 반영한 선형요소로 정의 할 수 있다.
본 연구는 일련의 과정을 통해 추출된 주행속도 자료및 개발된 변수들을 이용하여 선형유형별 주행속도 예측모형을 개발하였으며, 평면곡선반경(R)과 평면곡선변화 비율(CCR), 편각(DA)을 적용한 각각의 모형을 선형유형별로 개발하였다.
모형개발 시 고려된 평면곡선부 선형설계제원 중 평면곡선변화비율(CCR)을 적용하여 개발된 모형의 설명력이 대부분의 선형유형에서 비교적 높은 것으로 분석되었으며, 모형의 일관성을 유지하기 위해 평면곡선변화비율(CCR)을 적용한 모형을 각 선형유형별 최종모형으로 결정하였다.
본 연구는 주행속도 예측모형 개발을 위하여 평면선 형의 설계요소와 더불어 종단선형 및 횡단구성, 운전자가 경험한 상류부 선형특성 등을 독립변수로 활용하였으며, 평면선형과 종단선형이 조합된 조건에 따라 와 같이 선형유형을 6가지로 구분하여 모형식을 개발하였다.
대상 데이터
• 교통량이 비교적 적은 구간 최종적으로 선정된 구간은 경기도 포천 및 양평, 경상 북도 문경에 소재한 3개 노선 7개 구간(상하행 구분 포함)이며, 총 구간 길이는 134.7km이다.
본 연구는 NC-97(이하 ‘검지기’)1)을 이용하여 차량의 진행방향을 따라 일정간격(약 100m 간격, 일부구간제외)으로 속도자료를 수집하였다.
자료수집은 맑은 날, 노면상태가 건조한 날에 수행되었으며, 다량의 자료확보를 위해 현장 및 기상상황에 따라 3시간부터 24시간 사이에서 연속 조사되었다. 평면곡선부 107개 구간, 평면 직선부 107개 구간을 대상으로 각각 311지점 및 444지점의 주행속도 자료가 수집되었다.
성능/효과
위의 기준을 이용하여 속도자료를 추출한 결과, 수집된 755개 지점의 속도자료 중 최종적으로 182개 지점의 속도자료가 선택되었으며, 평면곡선부 77개소, 평면직선부 105개소가 포함되었다( 참조).
종합하면, 평면곡선반경 및 평면직선길이의 경우 비교적 다양한 범위에 분포되어 있으며, 종단경사 및 종단 곡선변화비율의 경우 비교적 특정 범위에 국한된 경향이 있기는 하지만 국내 도로설계의 현황을 반영하는데는 큰 무리가 없을 것으로 판단된다.
각 선형유형별 주행속도 예측모형은 제거기준(F=0.01)에 의해 탈락된 독립변수들을 하나씩 제거하는 방법으로 개발되었으며, 독립변수 부호의 적정성, 독립변수간 상관관계, 모형 및 독립변수의 유의성(F, t 검정결과), 오차항간 자기상관, 다중공선성 등이 검토되었다. 회귀식의 설명력을 나타내는 결정계수의 경우, 독립변수 개수의 증가로 인해 결정계수가 커지는 영향을 고려하기 위해 수정된 결정계수(#)를 적용하였다.
평면선형 및 종단선형의 조합에 따라 구분된 6가지선형유형의 주행속도 예측모형이 개발되었다. 개발된 모형의 p값(p-value)을 분석한 결과, 각 모형들은 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다. 또한 평면직선과 종단 경사가 중첩된 경우의 주행속도 예측모형(V85TG)을 제외한 나머지 모형의 설명력(#)이 비교적 양호하며, 개발된 모든 모형의 독립변수 부호 또한 적정한 것으로 판단된다.
해당 평면곡선부의 선형설계제원 및 상류부의 평면직선길이, 종단곡선변화비율, 종단경사, 횡단면폭 등이 평면곡선부의 주행속도에 영향을 미치는 선형요소인 것으로 분석되었다.
① 평면곡선과 종단경사가 중첩된 선형유형에서의 주행속도(V85CG)는 상류부의 직선길이(Up.LT)와 평면곡선변화비율(CCR)에 의한 영향을 받는 것으로 분석되었으며, 종단경사(G)는 주행속도와의 상관계수가 -0.151로 낮고 유의확률도 0.312로서 90%신뢰수준에서 유의하지 않아 모형 구축과정에서 탈락되었다. 평면곡선부에서는 상류부 직선길이 및 평면곡선변화비율의 영향이 종단경사에 비해 상대적으로 크기 때문에 종단경사가 모형에 포함 되지 않은 것으로 판단된다.
② 평면곡선과 볼록종단곡선이 중첩된 선형유형에서의 주행속도(V85CC)는 상류부의 직선길이(Up.LT), 평면곡선변화비율(CCR), 볼록종단곡선변화비율(KC),해당구간의 횡단면폭과 표준횡단면폭의 차이(WDS) 에 의한 영향을 받는 것으로 분석되었다. 종단경사부가 중첩된 경우와 비교할 경우, 평면직선길이와 평면곡선변화비율이 주행속도에 미치는 영향은 감소하였으며, 이는 볼록종단곡선 및 횡단면폭에 의한 영향이 반영되었기 때문인 것으로 판단된다.
③ 평면곡선과 오목종단곡선이 중첩된 선형유형에서의 주행속도(V85CS)는 상류부 종단경사(Up.G), 해당구간의 횡단면폭과 표준횡단면폭의 차이(WDS)와 더불어 상류부 선형조건을 포함한 선형지수인 상류부 평면직선 2개소의 평균직선길이(Avg.Up.2LT),해당선형 평면곡선부와 상류부 평면곡선부의 평균 CCR(Avg.2CCR)에 의한 영향을 받는 것으로 분석되었다. 오목종단곡선변화비율 관련 변수(1/KS)의 경우 주행속도와의 상관계수가 -0.
상류부에 위치한 평면곡선부의 선형설계제원 및 종단 곡선변화비율, 종단경사, 횡단면폭 등이 평면직선부의 주행속도에 영향을 미치는 선형요소인 것으로 분석되었 으며, 해당 평면직선부의 길이는 평면직선과 오목종단곡선이 조합된 선형유형을 제외한 나머지 2가지 선형유형에서 모형에 반영되지 않았다.
① 평면직선과 종단경사가 중첩된 선형유형에서의 주행속도(V85TG)는 상류부의 평면곡선변화비율(Up.CCR) 및 종단곡선변화비율(Up.K), 종단경사(G)에 의한 영향을 받는 것으로 분석되었으며, 평면직선길이(LT)는 주행속도와의 상관계수가 0.115로 낮고 유의확률도 0.386으로서 90% 신뢰수준에서 유의하지 않아 모형 구축과정에서 탈락되었다. 동일한 종단선형 조건의 평면곡선부 주행속도 예측모형(V85CG)과 비교하면 종단경사와 상류부의 종단곡선변화비율이 주행속도 영향요소로 추가된 것을 알 수 있으며, 평면곡선부에 비해 평면직선부에서 종단선형의 영향이 더 크게 나타나는 것으로 판단할 수 있다.
386으로서 90% 신뢰수준에서 유의하지 않아 모형 구축과정에서 탈락되었다. 동일한 종단선형 조건의 평면곡선부 주행속도 예측모형(V85CG)과 비교하면 종단경사와 상류부의 종단곡선변화비율이 주행속도 영향요소로 추가된 것을 알 수 있으며, 평면곡선부에 비해 평면직선부에서 종단선형의 영향이 더 크게 나타나는 것으로 판단할 수 있다.
② 평면직선과 볼록종단경사가 중첩된 선형유형에서의 주행속도(V85TC)는 상류부 평면곡선 2개소의 평균 평면곡선반경변화비율(Avg.Up.2CCR), 블록종단곡선변화비율(KC), 해당구간의 횡단면폭과 표준횡단면폭의 차이(WDS)에 의한 영향을 받는 것으로 분석되었으며, 평면직선길이(LT)는 주행속도와의 상관계수가 0.101로 낮고 유의확률도 0.611로서 90% 신뢰수준에서 유의하지 않아 모형 구축과정에서 탈락되었다. 동일한 종단선형 조건의 평면곡선부의 주행속도 예측모형(V85CC)과 비교하면 선형지수가 적용되었다는 점에서 차이가 있다.
③ 평면직선과 오목종단곡선이 중첩된 선형유형에서의 주행속도(V85TS)에 영향을 미치는 선형요인은 평면곡선과 오목종단곡선이 중첩된 선형유형과 매우 유사한 것으로 분석되었다. V85TS는 상류부 종단경사(Up.
)에 영향을 미치는 선형요인은 평면곡선과 오목종단곡선이 중첩된 선형유형과 매우 유사한 것으로 분석되었다. V85TS는 상류부 종단경사(Up.G), 해당구간의 횡단면폭과 표준횡단면 폭의 차이(WDS)와 더불어 상류부 선형조건을 포함한 선형지수인 상류부 1km 이내에 포함된 평면곡선의 평균 CCR(Avg.Up1km.CCR), 상류부 평면직선 2개소의 평균직선길이(Avg.Up.2LT)에 의한 영향을 받는 것으로 분석되었다. 오목종단곡선변화 비율 관련 변수(1/KS)의 경우 주행속도와의 상관계수가 -0.
평면곡선변화비율(CCR)은 평면곡선반경의 역수(1/R)와 개념은 유사하나 완화곡선 설치의 영향을 고려할 수 있는 변수라는 점에서 큰 차이점이 있으며, 일반적으로 평면곡선변화비율이 커질수록 주행속도는 감소하는 경향을 보인다. 본 연구에서 개발된 모형의 평면곡선변화비율의 계수는 -0.001～-0.002로서 기존의 왕복 2차로 평면곡선부 주행속도 예측모형의 평면곡선변화비율 관련계수가 -0.04～-0.07 범위인 것에 비해 주행속도에 미치는 영향이 매우 미비한 것으로 나타났다. 이는 왕복 4차로 도로의 경우 왕복 2차로도로에 비해 평면곡선반경의 분포범위가 크며, 일반적으로 평면곡선반경이 커질수록, 즉 평면곡선변화비율이 작아질수록 주행속도에 미치는 영향이 감소하기 때문3)에 발생되는 차이라고 판단된다.
후속연구
첫째, 주행속도 조사를 위해 설치된 장비 및 조사방법은 운전자 속도선택에 영향을 주지 않아야 하며 모집 단의 특성을 대표할 수 있는 다량의 자료확보가 용이하여야 한다. 비디오 캠코더, 스피드 건 등은 조사장소 선정 등이 어렵고 다량의 자료수집이 어렵다는 단점이 있어 국내 다수의 연구에서는 노면부착형이며 다량의 자료수집이 용이한 NC-97 등의 장비를 사용하고 있다.
둘째, 해당구간 및 상류부의 전반적인 선형특징이 아닌 상류부와 하류부의 속도에 의해 결정된 속도가 관측 되는 구간의 자료는 모형개발 시 제외되어야 한다. 예로 <그림 2>에서 평면직선부의 속도는 상류부 및 하류 부의 속도로 인해 선형조건에 의한 평면직선부의 속도에 도달하지 못하고 있으며 평면곡선부에서도 평면곡선부의 선형조건에 의한 속도에 도달하지 못하고 있다.
그러나 기존의 주행속도 조사방법들은 전술한 사항을 모두 충족하기 어려우며, 따라서 새로운 주행속도 조사 방법론이 개발될 필요가 있다. 특히, 본 연구는 선형유형을 평면 및 종단선형의 조합에 따라 6가지로 구분하고 있으며, 감가속의 시점과 종점, 감속도 등의 감속행태는 평면직선의 길이 및 속도, 평면곡선반경, 완화곡선의 유무, 종단선형의 형태, 평면선형과 종단선형의 조합 등 도로선형 조건의 다양성과 비례하여 그 행태가 다양하게 나타날 것이 예상되기 때문에 정밀한 조사가 요구된다.
또한 본 연구에서 조사된 자료는 연속적인 속도 변화 흐름을 상세하게 분석·평가하고 다양한 선형조건에서의 감가속 행태 분석 등이 가능할 것으로 판단되며, 따라서 향후 주행행태 관련 분석에 효과적으로 활용될 것으로 판단된다.
본 연구에서는 다양한 선형지수를 개발하고 모형식에 반영하고자 하였으나 동일한 개념의 기초변수와 다중공선성이 발생하는 등 통계적인 문제점들로 인해 그 적용이 매우 제한적이었다. 향후 연구에서는 본 연구를 통해 개발된 선형지수를 적용할 수 있는 방안을 마련하여 선형유형별 주행속도 예측모형을 보완하고, 추가로 지역보정계수 등을 개발하여 모형의 공간적 적용성을 확장할 필요가 있다. 또한 종단경사 등 차량의 성능한계와 관련한 선형요소의 경우 차종별로 상이한 주행특성을 보일 가능성이 높으므로 향후 이를 구분하여 차종별 주행속도 예측모형을 개발하고, 추가로 개발된 모형의 신뢰성을 검증하는 과정이 수행될 필요가 있다.
향후 연구에서는 본 연구를 통해 개발된 선형지수를 적용할 수 있는 방안을 마련하여 선형유형별 주행속도 예측모형을 보완하고, 추가로 지역보정계수 등을 개발하여 모형의 공간적 적용성을 확장할 필요가 있다. 또한 종단경사 등 차량의 성능한계와 관련한 선형요소의 경우 차종별로 상이한 주행특성을 보일 가능성이 높으므로 향후 이를 구분하여 차종별 주행속도 예측모형을 개발하고, 추가로 개발된 모형의 신뢰성을 검증하는 과정이 수행될 필요가 있다.
주행속도 예측모형은 그 활용범위가 매우 광범위하며, 특히 설계일관성 평가에 적용할 경우 현 도로설계기준의 한계를 보완하고 도로의 전반적인 안전성 평가할 수 있는 합리적인 대안으로서 평가되고 있다. 궁극적으로 현 도로설계기준은 설계속도가 아닌 주행속도 기반의 기준으로 보완될 필요가 있으나, 이러한 공감대가 형성되어 기준이 보완되기 전까지는 주행속도 기반의 선형설계 일관성 평가가 현 도로설계기준의 한계를 보완하기 위한 도로의 안전성 평가수단으로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.4)
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기존의 도로설계기준의 한계를 보완하기 위한 대안으로 어떤 평가 방법이 합리적인가?
이러한 기존의 도로설계기준의 한계를 보완하기 위한 도로 기하구조 안전성 평가 방법으로서 주행속도 기반의 설계일관성(design consistency) 평가가 합리적 대안으로서 평가되고 있다. 주행속도 기반의 설계일관성은 현 도로설계기준의 이론적 근거인 개별선형의 주행역학적 안전성뿐만 아니라 연속된 개별선형의 조합 및 전반적 도로설계가 운전자의 기대(expectancy)와 얼마나 일치하는가를 정량적으로 평가할 수 있는 개념이며, 본 연구에서 개발된 주행속도 예측모형을 활용하는 대표적인 도로 기하구조 안전성 평가방법이다.
도로의 선형설계요소가 차량의 성능한계 및 운전자 속도선택에 큰 영향을 미치는 경우 주행속도 예측이 용이한데 이러한 예로는?
따라서 주행속도는 도로의 선형설계요소가 차량의 성능한계 및 운전자 속도선택에큰 영향을 미치는 경우 예측이 용이하다. 예로 평면곡선부에서 평면곡선반경이 일정범위 이하(예로 300m 이하)로 작은 경우 운전자는 평면곡선반경의 크기에 따라 속도를 조절하게 되며 따라서 현장에서 관측되는 개별차량들의 속도가 평면곡선반경의 크기 변화에 대응하여 일정 패턴을 보이는 경향이 나타난다. 반면, 평면곡선반경이 일정범위 이상(예로 800m 이상)일 경우는 평면곡선반경의 크기가 운전자의 속도선택에 미치는 영향이 감소하게 되며, 기타 선형설계요소 및 도로 운영요소, 전반적인 해당도로의 선형구성 등 다수의 요인이 운전자의 속도선택에 영향을 주게 된다. 왕복 2차로 도로의 평면곡선부 주행속도 예측모형 개발 분야 연구가 활발하게 진행(Leisch 등(1977), Lamm 등(1987, 1999), Krammes 등(1995), 정준화 (2001), 한국건설기술연구원(2007) 등)된 반면, 평면직선부와 왕복 4차로 도로를 대상으로 한 주행속도 예측모형 개발까지 확장되지 못한 것도 같은 맥락에서 이다.
도로설계 시 안전성 및 쾌적성 확보를 위해서 반드시 고려되어야 할 항목 중 하나는?
도로에서 관측되는 운전자의 주행행태(주행속도 및 가감속행태)는 도로선형 및 도로환경에 대한 운전자의 기대심리(expectancy) 및 자동차의 주행역학적 거동을 대표하는 주요요소로서, 도로설계 시 안전성 및 쾌적성을 확보하기 위해 반드시 고려되어야 하는 항목이다. 때문에 각종 도로 및 도로시설 설계기준은 속도를 기준으로 각 설계요소들의 규정값을 정하고 있다.
참고문헌 (22)
국토해양부(2009) "도로의 구조.시설기준에 관한 규칙 해설".
김용석.조원범(2004), "주행속도 기반 도로 평면선형 설계 안전성 평가연구" 대한교통학회지, 제22권 제7호, 대한교통학회, pp.25-32.
정준화(2001), "주행속도를 이용한 도로의 평면선형 안전성 평가 모형 개발", 박사학위논문, 서울대학교.
Figueroa, A., and Tarko, A.(2005), "Free-flow Speed Changes in the Vicinity of Horizontal Curves", 3rd International Symposium on Highway Geometric Design, Chicago, Illinois.
Figueroa, A., and Tarko, A.(2005), "Speed factors on four-lane highways in free-flow conditions", TRB 84th Annual Meeting, Transportation Research Board.
Fitzpatrick, K., Elefteriadou, L., Harwood, D., Collins, J., McFadden, J., Anderson, I., Krammes, R., Irizarry, N., Parma, K., Bauer, K. and Passetti, K.(1999), "Speed Prediction for Two-Lane Rural Highways", Report FHWA-RD-99-171, FHWA, U.S. Department of Transportation.
Fitzpatrick, K., Carlson, P., Brewer, M., Wooldridge, M. and Miaou, S. (2003), "Design Speed, Operating Speed and Posted Speed Practices", NCHRP Report 504, TRB, National Research Council.
Gibreel, G., Easa. S., Hassan, Y., and El-Dimeery, I. (1999), "State of the Art of Highway Geometric Design Consistency", Journal of Transportation Engineering, July/August, pp.305-313.
Gutierrez, I.(1997), "A Model for Estimating Operating Speeds on Combined Horizontal and Vertical Alignments on Rural Two-Lane Highways," Ph D Thesis, Texas A&M University.
Huafeng Gong, Nikiforos Stamatiadis(2008), "Operating Speed Prediciton Models for Horizontal Curves on Rural Four-Lane Highways", TRB 87th Annual Meeting, Transportation Research Board.
Krammes, R., and Garnham, M.(1995), "Worldwide Review of Alignment Design Policies", International Symposium on Highway Geometric Design Practices, Conference Proceedings, Boston, Massachusetts, Chapter 19, pp.1-17.
Krammes, R., Fitzpatrick., K,. Blaschke. J., and Fambro. D.(1996.), "Speed : Understanding Design, Operating, and Posted Speed", Texas Transportation Inst., College Station.
Lamm, R. and Choueiri, E.(1987), "Recommendations for Evaluating Horizontal Design Consistency Based on Investigations in the State of New York", Transportation Research Record 1122., Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., pp.68-78.
Lamm, R., Psarianos, B., & T. Mailaender.(1999), "Highway Design and Traffic Safety Engineering Handbook", McGraw-Hill, NewYork, USA.
Leisch, J.E., and Leisch, J.P.(1977), "New Concepts in Design Speed Application", Transportation Research Record 631, Transportation Research Board, Washington, D. C.
Ottesen, J. and R. Krammes. (2000) "Speed-profile model for a design-consistency evaluation procedure in the United States", Transportation Research Record 1701, pp.76-85.
Polus, A., Poe, C. and Mason Jr, J.(1995) "Review of international design speed practices in roadway geometric design" International Symposium on Highway Geometric Design Practices, Conference Proceedings, Boston, Massachusetts, Chapter 5, pp.1-8.
Zuriage, A., Garcia, A., Torregrosa, F., and D'Attoma, P.(2010), "Use of GPS Data to Model Operating Speed and Deceleration on Two-Lane Rural Roads", TRB 89th Annual Meeting, Transportation Research Board.
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