본 연구에서는 좌회전베이가 있는 신호교차로에서 비보호좌회전 신호체계운영에 따른 적정 좌회전 대기차로 길이를 산정하였다. 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 좌회전 대기차로 길이를 산정하였다. 교통량은 교통안전시설실무편람의 비보호좌회전 시행기준에 준거하였으며, 각각의 좌회전 도착률, 서비스율, 좌회전 평균 대기시간, 녹색시간동안 평균대기차량대수, 적색시간동안 평균대기차량대수, 주기당 평균대기차량대수를 구하였다. 본 연구의 결과로 좌회전베이가 있는 신호교차로에서 비보호좌회전으로 운영될 경우 얼마나 충분한 좌회전 대기공간이 확보되어야 하는지 알아보고, 비보호좌회전 신호체계운영에 따른 좌회전 대기차로 길이 산정에 대한 방법론을 대기행렬이론을 이용하여 제시하고자 하였다.
본 연구에서는 좌회전베이가 있는 신호교차로에서 비보호좌회전 신호체계운영에 따른 적정 좌회전 대기차로 길이를 산정하였다. 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 좌회전 대기차로 길이를 산정하였다. 교통량은 교통안전시설실무편람의 비보호좌회전 시행기준에 준거하였으며, 각각의 좌회전 도착률, 서비스율, 좌회전 평균 대기시간, 녹색시간동안 평균대기차량대수, 적색시간동안 평균대기차량대수, 주기당 평균대기차량대수를 구하였다. 본 연구의 결과로 좌회전베이가 있는 신호교차로에서 비보호좌회전으로 운영될 경우 얼마나 충분한 좌회전 대기공간이 확보되어야 하는지 알아보고, 비보호좌회전 신호체계운영에 따른 좌회전 대기차로 길이 산정에 대한 방법론을 대기행렬이론을 이용하여 제시하고자 하였다.
In this study, the optimal length of left-turn lane in permissive left-turn signal system at the signalized intersection which has a left-turn bay is estimated. It is a simulation analysis using the queueing theory that estimate the length of left-turn lane. Traffic density conform to the standards ...
In this study, the optimal length of left-turn lane in permissive left-turn signal system at the signalized intersection which has a left-turn bay is estimated. It is a simulation analysis using the queueing theory that estimate the length of left-turn lane. Traffic density conform to the standards of operating a permissive left-turn system of the Practical Manual Traffic Safety Facilities. And each of a left-turn arrival rate, a left-turn service rate, left-turn average queueing time, for green time average queueing vehicle, for red time average queueing vehicle and average queueing vehicle cycle is calculated. As a result of this study, we would learn how much the space should be secured at the signalized intersection which has a left-turn bay. The methodology using the queueing theory to work out the optimal length of waiting lane in the permissive left-turn signal system was presented.
In this study, the optimal length of left-turn lane in permissive left-turn signal system at the signalized intersection which has a left-turn bay is estimated. It is a simulation analysis using the queueing theory that estimate the length of left-turn lane. Traffic density conform to the standards of operating a permissive left-turn system of the Practical Manual Traffic Safety Facilities. And each of a left-turn arrival rate, a left-turn service rate, left-turn average queueing time, for green time average queueing vehicle, for red time average queueing vehicle and average queueing vehicle cycle is calculated. As a result of this study, we would learn how much the space should be secured at the signalized intersection which has a left-turn bay. The methodology using the queueing theory to work out the optimal length of waiting lane in the permissive left-turn signal system was presented.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 좌회전베이가 있는 신호교차로에서 비보호좌회전으로 운영될 경우, 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 적정 좌회전 대기차로 길이를 구하고자 하였다. 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 좌회전 도착률, 좌회전 서비스율, 좌회전 평균대기시간, 주기 당 평균대기차량대수를 구하고 좌회전베이가 있는 신호교차로 상에서 비보호좌회전을 하기 위해 얼마나 충분한 좌회전 대기공간이 확보되어야 하는 지를 알아보고자 하는 데 목적을 두고 연구를 진행하였다.
따라서 본 연구에서는 좌회전베이 형태의 신호교차로 상에서 교통안전시설실무편람에 나와 있는 비보호좌회전에 준거하여 비보호좌회전 신호운영시 나타나는 주도로의 교통량 도착률, 좌회전 평균대기시간, 좌회전 서비스율, 좌회전 도착률, 녹색시간, 적색시간 동안의 평균 대기차량대수를 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 알아보고 이를 통하여 적정 좌회전 대기차로 길이를 산정하고자 하였다.
본 연구는 좌회전베이 형태의 교차로 상에서 비보호좌회전으로 운영될 경우, 비보호좌회전을 하기 위한 충분한 좌회전 대기차로 공간이 필 요하다는 판단하에, 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통해 적정 좌회전 대기차로 길이를 구하는 데 목적을 두고 연구를 진행하였다.
신호교차로와 비신호교차로에서의 대기행렬분석방법론을 토대로 본 연구에서는 좌회전베이 형태의 도시부 신호교차로에서 비보호좌회전으로 운영될 경우, 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 적정 좌회전 대기차로 길이를 산정하고자 하였다. 먼저 대기행렬이론을 교통상황에 적용시킬 때, 신호교차로와 비신호교차로는 해석방법에서 큰 차이가 있다.
이에 본 연구에서는 좌회전베이가 있는 신호교차로에서 비보호좌회전으로 운영될 경우, 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 적정 좌회전 대기차로 길이를 구하고자 하였다. 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 좌회전 도착률, 좌회전 서비스율, 좌회전 평균대기시간, 주기 당 평균대기차량대수를 구하고 좌회전베이가 있는 신호교차로 상에서 비보호좌회전을 하기 위해 얼마나 충분한 좌회전 대기공간이 확보되어야 하는 지를 알아보고자 하는 데 목적을 두고 연구를 진행하였다.
가설 설정
본 연구에서는 비보호좌회전으로 운영되는 경우의 4지 교차로로 모두 가정하였다.
제안 방법
Kentucky주에서 실시된 좌회전 시행기준안의 설정을 위해 Nikiforos Stamatiadis는 주에 있는 408개 접근로에서 발생한 사고 자료와 교통량을 바탕으로 여러 개소의 교차로를 시뮬레이션 하여 좌회전 시행기준을 제시하였다.
그 결과로 차로당 교통량의 곱이 200,000대/시 이상이면 보호좌회전 현시를 사용할 것을 제안하였고, 50,000대/시 이하이면 비보호좌회전 현시의 사용을 제안하였다.
녹색시간과 적색시간은 신호교차로 효율성의 최대화를 위해서 KHCS 프로그램을 이용하여 최적화 된 신호주기를 적용하였다.
본 연구에서는 대기행렬이론을 이용한 시뮬레 이션을 통해 주기당 도착하는 좌회전 평균차량대수를 구하여 도로 구조 시설기준 규칙지침(2009)에 제시된 평균차량길이(6.0m)를 적용하여 테이퍼 길이를 제외한 적정 좌회전 대기차로길이를 구하였다.
본 연구에서는 비신호교차로에서 대향 직진 교통량의 수락 간격을 이용한 대기행렬분석방법론을 신호교차로에서 녹색시간동안 비보호좌회전 할 경우와 같은 맥락으로 보고 적용하였다.
본 연구에서는 비신호교차로에서 수락간격을 이용한 비보호좌회전 운영방식을 신호교차로에서 녹색시간동안 비보호좌회전을 하는 경우에 적용시켜 분석하고 여기에서 수락간격은 도로용량편람에 준거한 4.9초로 수용하고 적용하여 분석하였다.
본 연구에서는 비신호교차로에서의 대기행렬분석방법론을 이용하여 좌회전 평균대기시간을 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 산정하였다. 비보호좌회전을 하기 위한 좌회전 평균대기시간의 산정 경과 2차로 도로일 경우 대향 직진 교통량이 적고 좌회전 교통량이 많을수록 좌회전 평균대기시간은 작게 나타났다.
본 연구에서는 신호교차로에서 비보호좌회전으로 운영될 경우 녹색시간동안 대향 직진 교통량의 수락간격을 이용하여 비보호좌회전할 경우와 적색시간동안 정지선에서부터 대기행렬이 발생될 경우를 고려하여 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 비보호좌회전을 하기위한 적정 좌회전 대기차로길이를 산정하였다.
비신호교차로에서의 대기행렬분석방법론을 이용하여 좌회전 평균대기시간을 산정하고, 각 교통량에 따른 좌회전 서비스율, 도착률, 녹색시간과 적색시간동안의 평균대기차량대수를 구하였다. 이를 통해 도로구조시설기준에 나와 있는 평균차량길이를 이용하여 적정 좌회전 대기차로 길이를 산정하였다.
신호교차로에서의 효과척도인 평균제어지체는 신호시간 및 현시시간에 의해서도 크게 영향을 받으므로 신호현시는 항상 최적인 상황에서 시뮬레이션을 실시하였다.
비보호좌회전현시는 2현시로 모두 동일하게 주었고, 그림 3과 같다. 신호주기는 50초에서 교차로 효율성의 최대화를 위해서 최적화 하였으며, 신호교차로에서 최적주기 산정을 위하여 KHCS 프로그램을 이용하여 나온 최적주기 90초를 본 연구에 적용하였다.
에서의 비보호좌회전의 대기행렬을 시뮬레이션을 통해 분석하고, 좌회전베이가 있는 교차로에서의 적정 좌회전 대기 차로 길이를 산정하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
비신호교차로에서의 대기행렬분석방법론을 이용하여 좌회전 평균대기시간을 산정하고, 각 교통량에 따른 좌회전 서비스율, 도착률, 녹색시간과 적색시간동안의 평균대기차량대수를 구하였다. 이를 통해 도로구조시설기준에 나와 있는 평균차량길이를 이용하여 적정 좌회전 대기차로 길이를 산정하였다. 설계기준 자동차의 소형자동차 6.
이에 본 연구에서는 비신호교차로에서 수락간격을 이용하여 비보호좌회전을 할 경우와 신호교차로에서 녹색시간동안 비보호좌회전을 할 경우를 같은 맥락으로 보고 비신호교차로에서 수락간격을 이용한 대기행렬분석방법론을 신호교차로에서의 녹색시간동안 비보호좌회전 할 경우에 접목시켜 적색시간까지 함께 고려하여 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 하였다.
첫째, 본 연구는 교통안전시설실무편람의 비보호좌회전 준거를 통한 제한된 범위 안에서 연구를 진행하였다. 또한 시뮬레이션 분석에 한정되어 다양한 교통상황을 모두 분석대상으로 삼아 시뮬레이션을 수행하는 데에 어려움이 있으므로 이상적인 조건을 전제로 삼아 보편적인 교통상황을 구축하여 시뮬레이션 분석을 하였으므로 좀 더 다양한 전제조건으로 시뮬레이션 분석이 이루어져야 한다.
표 1에서 나와 있는 교통안전시설실무편람의 비보호좌회전기준표에 준거하여 본 연구에서는 대향 직진 교통량 400~1,800대/시, 좌회전 교통량 40~320대/시를 적용하였다.
대상 데이터
각 방향의 접근로가 2차로도로일 경우, 1차로는 좌회전 전용차로로, 2차로는 직진과 우회전의 공용차로로, 접근로가 3차로도로일 경우, 1차로는 좌회전 전용차로로, 2차로는 직진차로, 3차로는 직진과 우회전의 공용차로로, 접근로가 4차로도로일 경우는 1차로는 좌회전 전용차로, 23차로는 직진, 4차로는 직진과 우회전의 공용차로로 지정하였다. 또한 좌회전베이가 있는 전용차로 교차로를 대상으로 하였다.
성능/효과
첫째, 교통안전시설실무편람의 기준을 바탕으로 대향 직진 교통량과 좌회전 교통량에 대한 비보호좌회전 평균대기차량 대수 산정 분석 결과, 2차로 도로일 경우는 대향 직진 교통량이 적고 좌회전 교통량이 많을수록 좌회전 평균대기시간이 가장 작게 나타났고, 이에 따른 좌회전 서비스율과 도착률도 가장 높게 나타났다. 3차로 도로일 경우 또한 대향 직진 교통량이 적고 좌회전 교통량이 많을수록 좌회전 평균대기시간이 가장 작게 나타났고, 4차로 도로일 경우도 2,3차로도로와 같이 동일하게 나타났다. 이는 대향 직진 교통량이 적을수록 좌회전교통류가 gap을 찾기가 용이해지기 때문에 그만큼 교차로에 대기행렬이 줄어들어 좌회전 평균대기시간이 작게 나타나는 것으로 판단된다.
대향 직진 교통량과 좌회전 교통량에 대한 비보호좌회전을 하기 위한 주기당 평균대기차량대수 산정 결과, 2차로 도로일 경우 대향 직진 교통량이 적고 좌회전 교통량이 많을 경우가 주기당 평균대기차량대수도 가장 많은 것으로 나타났다.
둘째, 반면에 대향 직진 교통량은 적고 좌회전 교통량이 많을수록 주기당 평균대기차량대수는 가장 많이 나타났다. 이는 좌회전 교통량이 많을수록 교차로에 도착하는 차량대수도 많아지기 때문에 녹색시간동안 비보호좌회전 하는 차량 대수와 적색시간동안 대기하는 차량들이 많아지는 것으로 판단된다.
분석결과, 2차로 도로에서 좌회전 교통량이 260 대, 3차로 도로 250~300대 4차로 도로 230~270대일 경우는 좌회전 대기차로가 36m, 좌회전 교통량이 2차로 도로 100~210대, 3차로 도로 150~210대, 4차로 도로 170~200대일 경우는 좌회전 대기차로 길이가 20~30m, 좌회전 교통량이 2차로 도로 90~120대일 경우, 3차로 도로 70~120대 4차로 도로 70~140대일 경우는 좌회전 대기차로 길이가 18m가 적정한 것으로 나타났으며, 4차로 도로 좌회전 교통량이 40~60대/시일 경우는 좌회전 대기차로 길이가 9m가 적정한 것으로 나타났다.
셋째, 비보호좌회전 대기행렬 시뮬레이션을 이용한 분석 결과, 좌회전 대기차로길이를 구한 결과를 살펴보면, 2차로 도로에서 좌회전 교통량이 260대, 3차로 도로 250~300대일 경우는 좌회전 대기차로가 36m, 좌회전 교통량이 2차로도로 100~210대, 3차로 도로 150~210대, 4차로 도로 170~200대일 경우는 좌회전 대기차로가 20~30m, 좌회전 교통량이 2차로 도로 90~120대일 경우, 3차로 도로 70~120대, 4차로 도로 70~140대일 경우는 좌회전 대기차로가 18m가 적정한 것으로 나타났으며, 4차로 도로 좌회전교통량이 40~60대/시일 경우는 좌회전 대기차로길이가 9m가 적정한 것으로 나타났다. 분석결과, 교통안전시설실무편람에 준거한 적정 좌회전 대기차로 길이를 알아볼 수 있었으며, 좌회전 교통량이 많아질수록 차로수에 관계없이 좌회전 대기차로 길이도 길어져야 한다는 사실을 알 수 있다.
본 연구에서는 비신호교차로에서의 대기행렬분석방법론을 이용하여 좌회전 평균대기시간을 대기행렬이론을 이용한 시뮬레이션 분석을 통하여 산정하였다. 비보호좌회전을 하기 위한 좌회전 평균대기시간의 산정 경과 2차로 도로일 경우 대향 직진 교통량이 적고 좌회전 교통량이 많을수록 좌회전 평균대기시간은 작게 나타났다. 3차로, 4차로 도로인 경우도 2차로 도로와 동일하게 나타났다.
셋째, 비보호좌회전 대기행렬 시뮬레이션을 이용한 분석 결과, 좌회전 대기차로길이를 구한 결과를 살펴보면, 2차로 도로에서 좌회전 교통량이 260대, 3차로 도로 250~300대일 경우는 좌회전 대기차로가 36m, 좌회전 교통량이 2차로도로 100~210대, 3차로 도로 150~210대, 4차로 도로 170~200대일 경우는 좌회전 대기차로가 20~30m, 좌회전 교통량이 2차로 도로 90~120대일 경우, 3차로 도로 70~120대, 4차로 도로 70~140대일 경우는 좌회전 대기차로가 18m가 적정한 것으로 나타났으며, 4차로 도로 좌회전교통량이 40~60대/시일 경우는 좌회전 대기차로길이가 9m가 적정한 것으로 나타났다. 분석결과, 교통안전시설실무편람에 준거한 적정 좌회전 대기차로 길이를 알아볼 수 있었으며, 좌회전 교통량이 많아질수록 차로수에 관계없이 좌회전 대기차로 길이도 길어져야 한다는 사실을 알 수 있다.
첫째, 교통안전시설실무편람의 기준을 바탕으로 대향 직진 교통량과 좌회전 교통량에 대한 비보호좌회전 평균대기차량 대수 산정 분석 결과, 2차로 도로일 경우는 대향 직진 교통량이 적고 좌회전 교통량이 많을수록 좌회전 평균대기시간이 가장 작게 나타났고, 이에 따른 좌회전 서비스율과 도착률도 가장 높게 나타났다. 3차로 도로일 경우 또한 대향 직진 교통량이 적고 좌회전 교통량이 많을수록 좌회전 평균대기시간이 가장 작게 나타났고, 4차로 도로일 경우도 2,3차로도로와 같이 동일하게 나타났다.
후속연구
넷째, 좌회전 대기공간이 부족한 교차로에서 직진 차량의 방해를 줄여 소통에 도움을 주는 좌회전 유도차로가 현재 대구에서도 시범적으로 운영되고 있는데 기존의 비보호좌회전 운영방식과 비교분석하는 것 또한 의미 있는 연구가 될 것으로 판단된다.
둘째, 본 연구의 결과를 통해 교통안전시설실무편람에서 제시한 기준에 한해서만 적정 좌회전 대기차로 길이를 구할 수 있으므로 대구시 전체 교차로를 대상으로 하여 현장 조사를 통한 연구가 이루어진다면 향후 도시부 신호교차로에 적용할 때 좀 더 효율적인 신호교차로를 운영할 수 있을 것으로 판단된다.
첫째, 본 연구는 교통안전시설실무편람의 비보호좌회전 준거를 통한 제한된 범위 안에서 연구를 진행하였다. 또한 시뮬레이션 분석에 한정되어 다양한 교통상황을 모두 분석대상으로 삼아 시뮬레이션을 수행하는 데에 어려움이 있으므로 이상적인 조건을 전제로 삼아 보편적인 교통상황을 구축하여 시뮬레이션 분석을 하였으므로 좀 더 다양한 전제조건으로 시뮬레이션 분석이 이루어져야 한다.
셋째, 비보호좌회전에 대한 다양한 접근 방법으로 보호좌회전으로 했을 경우와 보호/비보호로 운영되었을 경우를 모두 접목시켜 연구가 이루어져야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비보호좌회전은 어떻게 운영되는가?
비보호좌회전은 대향 직진 교통량과 좌회전 교통량이 적어 별도의 좌회전 신호 없이도 좌회전 교통류가 대향 직진 차량들의 차두간격을 이용해 좌회전이 가능하여 일정시간 동안에 좌회전 수요를 처리할 수 있을 경우 운영되는 데, 우리나라에서는 일부 지역에 한정적으로 사용하고 있다. 또한 우리나라 신호교차로 중 일부는 비보호좌회전 형태로 처리하면 교통소통 능력을 상당히 향상시킬 수 있는데도 불구하고 안전상의 문제와 관계자의 인식부족으로 신호교차로를 효율적으로 운영하지 못하는 곳이 많은 실정이다.
교통운영체계 선진화방안 중 비보호좌회전 단계적 확대 시행은 어떤 내용인가?
이에 국가경쟁력강화위원회에서는 ‘교통운영체계 선진화방안’의 추진방안으로, 그 중 하나인 좌회전 처리방식 개선을 통한 소통제고의 방안으로 비보호좌회전을 단계적으로 확대 시행한다는 내용이 있다. 직진우선의 신호원칙 확립 추이를 보아가며 비보호좌회전을 단계적으로 확대하고, 비보호좌회전 정착 추이를 보아가며 녹색 신호시에 좌회전을 원칙적으로 허용한다는 내용이다.
비보호좌회전의 효율성을 높이기 위해서 무엇이 필요한가?
비보호좌회전의 효율성을 높이기 위해서는 좌회전 전용차로나 베이와 같은 좌회전 대기공간의 확보가 필요하다. 이는 좌회전 교통류가 대향 직진 차량들의 적정한 차두간격을 발견해 좌회전을 원활히 수행하기까지 동일 방향 직진 교통류에게 방해를 주지 않고 대기할 수 있는 공간을 확보하여 교차로의 교통처리용량을 증가시킬 수 있기 때문이다.
참고문헌 (16)
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경찰청(2005) 교통신호기 설치.관리 매뉴얼.
교통안전시설실무편람 2000.
대한토목학회(2009) 도로의 구조.시설 기준에 관한 규칙 해설 및 지침, p. 410.
도철웅(1995) 교통공학원론(上) 개정판, 청문각.
박준(2007) 신호교차로에서의 비보호좌회전 효율성 평가, 석사학위논문, 아주대학교.
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이동훈(2004) 보호/비보호 좌회전(PPLT) 설치기준에 관한 연구, 석사학위논문, 명지대학교.
조원범(2002) 도로용량편람에 근거한 비보호좌회전 준거에 관한 연구, 대한교통학회지, 대한교통학회, 제20권 제7호.
천승훈, 이영인(2006) 대기행렬이론을 이용한 중앙버스 정류소 접근구간 보행환경 평가에 관한 연구, 대한교통학회지, 대한교통학회, pp. 721-729.
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