원형교차로 중 회전교차로는 기존에 존재하였던 로터리의 형태와 유사한 형태의 교차로로서 최근 세계적으로 많이 설치되고 있으며 우리나라에서도 회전교차로에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 도시부의 경우 회전교차로 운영 효율에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나인 보행량에 대한 영향 분석은 미미하다. 따라서 본 연구에서는 보행량에 따른 회전교차로의 효율 분석 및 보행신호를 제시하였다. 첫째, 도시부 1차로 회전교차로의 용량을 분석하기 위해 VISSIM시뮬레이션을 구성하였다. 둘째, VISSIM 시뮬레이션을 통해 보행량에 따라 신호가 없는 회전교차로와 신호가 있는 원형교차로로 구분하여 교차로의 평균차량 지체를 산정하였다. 끝으로, 이 연구에서 나타난 분석결과 도시부 회전교차로 설치시 보행량이 200명/시 이하인 경우 회전교차로가 적합하며 보행량이 200명/시 이상인 경우는 펠리컨 신호가 있는 원형교차로, 보행량이 600명/시가 높으면서 교통량이 1,500대/시 이상인 경우는 정주기식 신호가 있는 신호교차로가 적합한 것으로 나타났다.
원형교차로 중 회전교차로는 기존에 존재하였던 로터리의 형태와 유사한 형태의 교차로로서 최근 세계적으로 많이 설치되고 있으며 우리나라에서도 회전교차로에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 도시부의 경우 회전교차로 운영 효율에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나인 보행량에 대한 영향 분석은 미미하다. 따라서 본 연구에서는 보행량에 따른 회전교차로의 효율 분석 및 보행신호를 제시하였다. 첫째, 도시부 1차로 회전교차로의 용량을 분석하기 위해 VISSIM 시뮬레이션을 구성하였다. 둘째, VISSIM 시뮬레이션을 통해 보행량에 따라 신호가 없는 회전교차로와 신호가 있는 원형교차로로 구분하여 교차로의 평균차량 지체를 산정하였다. 끝으로, 이 연구에서 나타난 분석결과 도시부 회전교차로 설치시 보행량이 200명/시 이하인 경우 회전교차로가 적합하며 보행량이 200명/시 이상인 경우는 펠리컨 신호가 있는 원형교차로, 보행량이 600명/시가 높으면서 교통량이 1,500대/시 이상인 경우는 정주기식 신호가 있는 신호교차로가 적합한 것으로 나타났다.
Roundabouts, which belong to traffic circles, are intersections which are similar to the existing rotary form. Roundabouts recently have been constructed all around the world. And interests in roundabouts are increasing in Korea. However, there are lacks of research on pedestrian volume which has a ...
Roundabouts, which belong to traffic circles, are intersections which are similar to the existing rotary form. Roundabouts recently have been constructed all around the world. And interests in roundabouts are increasing in Korea. However, there are lacks of research on pedestrian volume which has a great influence on operation efficiency of roundabouts in urban area. Therefore, this study suggests efficiency analysis and pedestrian signals in roundabouts according to the pedestrian volume. First, VISSIM simulation was organized to analyse volume of one lane roundabouts in urban area. Second, average delay of intersections was calibrated by VISSIM simulation dividing signalized intersections and non-signalized intersections depending on pedestrian volume. Finally, this study showed that roundabouts are suitable when pedestrian volume was under 200person/hr and traffic circles with a pelican signal are suitable when pedestrian volume was over 200person/hr. And when pedestrian volume and traffic volume are over 600person/hr and 1,500vph respectively, fixed signalized intersections fit well.
Roundabouts, which belong to traffic circles, are intersections which are similar to the existing rotary form. Roundabouts recently have been constructed all around the world. And interests in roundabouts are increasing in Korea. However, there are lacks of research on pedestrian volume which has a great influence on operation efficiency of roundabouts in urban area. Therefore, this study suggests efficiency analysis and pedestrian signals in roundabouts according to the pedestrian volume. First, VISSIM simulation was organized to analyse volume of one lane roundabouts in urban area. Second, average delay of intersections was calibrated by VISSIM simulation dividing signalized intersections and non-signalized intersections depending on pedestrian volume. Finally, this study showed that roundabouts are suitable when pedestrian volume was under 200person/hr and traffic circles with a pelican signal are suitable when pedestrian volume was over 200person/hr. And when pedestrian volume and traffic volume are over 600person/hr and 1,500vph respectively, fixed signalized intersections fit well.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 도시부 1차로 원형교차로 설치 시 보행량에 따른 교차로의 용량을 살펴보고 보행신호가 필요하다고 판단되는 경우 최적 보행신호 구성을 제시함으로써 원형교차로 중 회전교차로와 교통서클의 효율적인 교차로 운영방안을 제시하고자 한다.
그러나 도시지역의 경우 차량 및 보행의 수요가 지방부에 비하여 상대적으로 매우 높아 보행자로 인하여 교차로의 효율성을 달성하기는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 도시부 1차로 회전교차로를 대상으로 보행량이 회전교차로의 지체에 미치는 영향에 대하여 보행 신호 대안별로 분석을 수행하였다. 본 연구에서 VISSIM 을 이용하여 분석을 수행한 결과 보행량에 따른 차량통행량별 신호운영방안은 표 6과 같이 나타났다.
그리고 보행량과 교통량이 증가함에 따라 본 연구에서 제시하고 있는 횡단신호의 3가지 형태를 시나리오로 구분하여 분석을 수행한다. 본 연구에서는 기존의 차량 중심의 회전교차로 용량분석과는 달리 교통량과 보행량을 모두 변수로 가정하여 분석을 수행하여 교통량과 보행량에 따라 효율적인 원형교차로 설치 방안을 제시한다.
일반적으로 회전교차로의 용량에 영향을 주는 요인들은 크게 물리적인 설계요소, 교통량의 구성, 보행량으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 도시부에 설치되는 1차로 회전교차로를 대상으로 보행량이 회전교차로의 용량에 미치는 영향에 대하여 분석을 수행한다. 또한 본 연구에서는 보행량에 따른 회전교차로의 최적 보행신호 분석을 수행하기 위해서 보행자 신호의 감응식 제어를 적용할 수 있는 VISSIM을 사용하여 분석하였다.
시뮬레이션의 수행을 통하여 나타난 결과는 현장의 데이터를 구성하여 분석한 가설일 뿐 실제로 현장에서 나타나는 결과와 얼마나 차이가 있는가에 대하여 알아보기 위하여 통계적인 분석을 수행하였다. 본 연구에서는 현재까지 국내의 회전교차로의 자료수집의 한계로 인하여 자료의 수집은 1차로 회전교차로의 진입로의 성격과 유사한 지역을 대상으로 비신호 횡단보도 운영에 따른 차량 지체를 조사하였다. 조사지점 선정 기준은 다음과 같다.
본 연구에서는 회전교차로를 통행하는 차량 중심의 관점에서 최대 효율을 얻을 수 있는 보행자 신호방안에 대하여 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 보행자의 통행에 있어 교통량과 신호 운영에 따른 보행자의 서비스 수준에 대한 부분을 포함하지 못하는 한계가 있다.
가설 설정
보행자가 횡단보도에 진입할 때 통행의 우선권은 보행자 우선권으로 설정하였으며 차량은 보행자의 횡단이 시작될 경우 횡단보도에 정지하도록 하였다. 무통제 횡단보도의 경우 보행자가 횡단하는 반대방향의 차량은 통행이 가능하도록 설정하였다.
신호주기는 120 초로 설정하고 20초의 횡단시간을 적용하였고 100초의 차량통행시간을 확보하였다. 본 연구에서 신호주기를 120초로 설정한 것은 최적 신호주기가 아니라 보행량과 교통량에 따른 무통제, 펠리컨, 정주기 신호의 차이를 보이기 위해 정주기 신호의 신호주기를 120초로 가정하였다.
한편 대응표본 t-test를 수행하기 위해 사용한 귀무가설(Η0)과 대립가설(Η1)이다.
제안 방법
보행량에 따른 회전교차로 최적 보행신호 구성을 도출하기 위하여 『국내 회전교차로 설계지침(안), 2004, 국토해양부』에서 제시하고 있는 도시부 회전교차로 설계기준에 부합하는 회전교차로를 대상으로 용량분석 및 보행량에 따른 회전교차로의 용량변화를 우선적으로 수행한다. 그리고 보행량과 교통량이 증가함에 따라 본 연구에서 제시하고 있는 횡단신호의 3가지 형태를 시나리오로 구분하여 분석을 수행한다. 본 연구에서는 기존의 차량 중심의 회전교차로 용량분석과는 달리 교통량과 보행량을 모두 변수로 가정하여 분석을 수행하여 교통량과 보행량에 따라 효율적인 원형교차로 설치 방안을 제시한다.
본 연구에서는 도시부에 설치되는 1차로 회전교차로를 대상으로 보행량이 회전교차로의 용량에 미치는 영향에 대하여 분석을 수행한다. 또한 본 연구에서는 보행량에 따른 회전교차로의 최적 보행신호 분석을 수행하기 위해서 보행자 신호의 감응식 제어를 적용할 수 있는 VISSIM을 사용하여 분석하였다.
본 연구의 회전교차로 시뮬레이션의 변수는 횡단신호 구성(무통제, 펠리컨, 정주기식), 교통량(100대/시 /4lane~4,000대/시/4lane)으로 구성하여 교차로 평균 차량지체를 도출하였다. 무통제의 경우 통행의 우선권은 보행자에게 있도록 설정하였으며, 펠리컨 횡단보도는 VISSIM의 VisVap을 사용하여 구성하였다. 정주기식 횡단보도의 신호운영은 총 신호주기를 120초로 정의하였다.
보행량에 따른 회전교차로 최적 보행신호 구성을 도출하기 위하여 『국내 회전교차로 설계지침(안), 2004, 국토해양부』에서 제시하고 있는 도시부 회전교차로 설계기준에 부합하는 회전교차로를 대상으로 용량분석 및 보행량에 따른 회전교차로의 용량변화를 우선적으로 수행한다. 그리고 보행량과 교통량이 증가함에 따라 본 연구에서 제시하고 있는 횡단신호의 3가지 형태를 시나리오로 구분하여 분석을 수행한다.
또한 접근차로의 교통섬에 위치하여 신호를 대기하는 보행량은 고려하지 않았으며 진입한 보행량은 진입 현시에 횡단을 완료하는 것으로 정의하였다. 보행속도를 고려한 횡단보도의 최소녹색시간은 10.8초로 나타났으나, 보행의 효율성, 어린이 및 노약자와 같은 보행수요의 다양한 구성 및 녹색시간 중 진입 보행량을 감안하여 20초의 유효녹색시간을 적용하였다.
본 연구에서는 2현시 신호체계를 이용하여 회전교차로를 횡단하는 횡단보도를 구성하였다. 신호주기는 120 초로 설정하고 20초의 횡단시간을 적용하였고 100초의 차량통행시간을 확보하였다.
본 연구에서는 무통제 횡단보도 분석은 양보 기능을 적용하여 분석을 수행하였다. 보행자가 횡단보도에 진입할 때 통행의 우선권은 보행자 우선권으로 설정하였으며 차량은 보행자의 횡단이 시작될 경우 횡단보도에 정지하도록 하였다.
본 연구에서는 보행량에 따른 회전교차로의 운영방법에 대하여 VISSIM 시뮬레이션을 통하여 분석을 수행하였다. VISSIM을 이용한 회전교차로의 분석은 양보를 이용한 분석으로 HCM에서 제시하는 용량모형과 밀접한 관련이 있다.
본 연구에서는 보행자 신호현시 요청 이후 60초의 대기시간을 설정하였고, 이는 본 연구에서 시나리오로 설정하여 분석을 수행한 정주기식 보행자 횡단 신호구성 (C=120초)의 1/2로 설정하였다.
본 연구에서는 회전교차로의 운영 효율성 분석을 위하여 효과척도는 차량별평균지체(초/대)로 설정하였다. 본 연구에서는 회전교차로의 효율성 분석을 위하여 도로용량편람(국토해양부, 2001)에서 제시하고 있는‘신호교차로 서비스 수준 기준’을 이용하였다.
본 연구의 회전교차로 시뮬레이션의 변수는 횡단신호 구성(무통제, 펠리컨, 정주기식), 교통량(100대/시 /4lane~4,000대/시/4lane)으로 구성하여 교차로 평균 차량지체를 도출하였다. 무통제의 경우 통행의 우선권은 보행자에게 있도록 설정하였으며, 펠리컨 횡단보도는 VISSIM의 VisVap을 사용하여 구성하였다.
선정기준을 만족한 서울시 동대문구 회기동을 비롯하여 서울시내 2차로 도로 총 3개의 지역을 대상으로 교통량, 보행량, 통행시간, 대기행렬을 조사하였다. 조사 자료는 표 4와 같다.
무통제의 경우 통행의 우선권은 보행자에게 있도록 설정하였으며, 펠리컨 횡단보도는 VISSIM의 VisVap을 사용하여 구성하였다. 정주기식 횡단보도의 신호운영은 총 신호주기를 120초로 정의하였다. 시나리오의 구성은 표 2와 같다.
펠리컨 횡단보도는 보행자가 차도 횡단을 위하여 대기공간에 진입하여 버튼을 누름으로 인하여 보행자의 신호현시가 요청되는 방식으로 시뮬레이션에서 구현하기 위해서 본 연구에서는 VisVap을 이용하여 펠리컨 횡단보도의 알고리즘을 감응식 횡단보도로 구성하였다. 펠리컨과 같은 보행자에 의한 횡단보도의 경우 신호현 시에 대한 요청 이후 대기시간에 따라 교차로의 용량이 변화된다.
연구는 도시부 1차로 회전교차로를 대상으로 분석을 수행하였다. 회전교차로에 진입하는 교통량은 좌회전, 직진, 우회전의 비율을 1:8:1로 일괄적으로 적용하여 분석을 수행하였다. 보행자의 횡단 속도는 1.
대상 데이터
연구는 도시부 1차로 회전교차로를 대상으로 분석을 수행하였다. 회전교차로에 진입하는 교통량은 좌회전, 직진, 우회전의 비율을 1:8:1로 일괄적으로 적용하여 분석을 수행하였다.
데이터처리
시뮬레이션의 수행을 통하여 나타난 결과는 현장의 데이터를 구성하여 분석한 가설일 뿐 실제로 현장에서 나타나는 결과와 얼마나 차이가 있는가에 대하여 알아보기 위하여 통계적인 분석을 수행하였다. 본 연구에서는 현재까지 국내의 회전교차로의 자료수집의 한계로 인하여 자료의 수집은 1차로 회전교차로의 진입로의 성격과 유사한 지역을 대상으로 비신호 횡단보도 운영에 따른 차량 지체를 조사하였다.
이론/모형
본 연구에서는 회전교차로의 효율성 분석을 위하여 도로용량편람(국토해양부, 2001)에서 제시하고 있는‘신호교차로 서비스 수준 기준’을 이용하였다.
성능/효과
따라서 이 값은 통계적 유의수준 0.05보다 큰 값을 가지기 때문에 본 연구에서 제시하는 보행자의 통행에 따른 회전교차로의 차량지체는 합리적이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 수행한 시뮬레이션의 결과를 근거로 회전교차로의 보행량에 따른 적정 신호운영 범위를 제시할 수 있다.
보행량이 100명/시일 경우 보행신호를 무통제로 회전교차로의 용량변화는 거의 나타나지 않았다. 보행량이 400명/시를 초과할 경우 보행수요와의 마찰로 인한 통행차량들의 지체는 급격히 증가하는 것으로 나타났다.
본 연구에서 t-test를 수행한 결과표 5를 얻었으며, 이때 95% 신뢰구간에서 유의확률이 0.237로 나타났다.
전우훈 등(2003)은 회전교차로와 신호교차로의 효율성을 비교하기 위하여 SIDRA를 이용하였으며, 시뮬레이션은 단지 1차로로 구성된 회전교차로에 대해서만 수행되었다. 분석 결과에 따르면, 각 방향의 접근로에서 교통량이 600대/시 이하일 때 신호교차로보다 회전교차로의 효율성이 우수한 것으로 분석하였다.
셋째, 횡단보도는 비신호 횡단보도로 운영되어야 한다.
회전교차로를 통행하는 보행량이 400명/시 이상일 경우에는 일반적으로 교차로의 효율성을 확보하기 위하여 회전교차로 보다 보행신호가 있는 원형교차로가 유리한 것으로 나타났다. 시뮬레이션을 통하여 도출된 결과로는 보행량이 400명 이상일 경우 펠리컨, 정주기식 보행운영을 적용하여야 하며, 이 두 가지 횡단방법의 적용은 보행량이 증가할수록 정주기식 보행운영의 적용범 위가 증가하는 방향으로 나타났다.
인병철 둥(2010)은 보행자가 횡단하며 발생하는 지체가 3지 회전교차로와 신호교차로의 운영효율에 미치는 영향을 비교분석함으로써 3지 회전교차로의 설치 기준을 연구하였다. 이를 위해 VISSIM을 이용하였으며, 시뮬레이션 분석결과 1차로 회전교차로는 보행교통량이 300~400명/시인 경우 회전교차로의 운영효과가 크게 감소한 것으로 분석하였다.
회전교차로의 진입교통량이 1,100대/시 /4lane까지는 무통제 횡단보도 운영이 회전교차로에 가장 효율적인 것으로 나타났다. 회전교차로의 시간당 진입교통량이 1,100대/시/4lane 이상 2,000대/시/4lane 미만일 경우에는 펠리컨 횡단보도 운영이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 따라서 일반적으로 회전교차로 운영시 회전교차로 횡단보행량이 200명/시 이상일 경우에는 보행자의 신호운영방법에 대하여 고려가 필요하다.
그림 5와 같이 회전교차로를 횡단하는 보행량이 200명/시일 경우 진입교통량에 따른 다양한 보행신호의 적용이 가능하다. 회전교차로의 진입교통량이 1,100대/시 /4lane까지는 무통제 횡단보도 운영이 회전교차로에 가장 효율적인 것으로 나타났다. 회전교차로의 시간당 진입교통량이 1,100대/시/4lane 이상 2,000대/시/4lane 미만일 경우에는 펠리컨 횡단보도 운영이 가장 효율적인 것으로 나타났다.
후속연구
05보다 큰 값을 가지기 때문에 본 연구에서 제시하는 보행자의 통행에 따른 회전교차로의 차량지체는 합리적이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 수행한 시뮬레이션의 결과를 근거로 회전교차로의 보행량에 따른 적정 신호운영 범위를 제시할 수 있다.
본 연구에서는 회전교차로를 통행하는 차량 중심의 관점에서 최대 효율을 얻을 수 있는 보행자 신호방안에 대하여 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 보행자의 통행에 있어 교통량과 신호 운영에 따른 보행자의 서비스 수준에 대한 부분을 포함하지 못하는 한계가 있다. 향후 추가적인 연구 및 데이터 수집을 통하여 회전교차로 통행 차량의 효율성과 보행자의 이동성 및 안전성을 확보할 수 있는 합리적인 운영방안 개발이 요구된다.
본 연구에서는 보행자의 통행에 있어 교통량과 신호 운영에 따른 보행자의 서비스 수준에 대한 부분을 포함하지 못하는 한계가 있다. 향후 추가적인 연구 및 데이터 수집을 통하여 회전교차로 통행 차량의 효율성과 보행자의 이동성 및 안전성을 확보할 수 있는 합리적인 운영방안 개발이 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
회전교차로란 무엇인가?
최근 한국을 비롯하여 세계적으로 사고감소 및 녹색 교통 활성화 차원에서 회전교차로(Roundabout)에 대한 관심이 높아지고 있다. 회전교차로는 미국, 영국, 호주 등 유럽 국가에서 효과적으로 사용되는 교차로 형태로서, 기존의 존재하였던 로터리의 형태와 유사하지만 운영방법은 상이하다. 우리나라에서는 회전교차로에 대한 인식이 신호교차로에 비하여 위험성이 높고, 차량의 통행에 있어 우선권 및 차량간의 마찰에 대한 우려로 인하여 적극적으로 국내에는 적용하지 못하고 있는 실정이다.
우리나라에서 회전교차로에 대한 인식은 어떠한가?
회전교차로는 미국, 영국, 호주 등 유럽 국가에서 효과적으로 사용되는 교차로 형태로서, 기존의 존재하였던 로터리의 형태와 유사하지만 운영방법은 상이하다. 우리나라에서는 회전교차로에 대한 인식이 신호교차로에 비하여 위험성이 높고, 차량의 통행에 있어 우선권 및 차량간의 마찰에 대한 우려로 인하여 적극적으로 국내에는 적용하지 못하고 있는 실정이다. 하지만 회전교차로에 대한 해외의 다양한 사례와 연구들에서 입증되었듯이 회전교차로의 효율성과 안전성 측면에 대한 객관적인 근거들이 충분히 제시되고 있다.
보행량에 따른 회전교차로의 효율 분석 및 보행신호에 대한 분석 결과는 어떠한가?
둘째, VISSIM 시뮬레이션을 통해 보행량에 따라 신호가 없는 회전교차로와 신호가 있는 원형교차로로 구분하여 교차로의 평균차량 지체를 산정하였다. 끝으로, 이 연구에서 나타난 분석결과 도시부 회전교차로 설치시 보행량이 200명/시 이하인 경우 회전교차로가 적합하며 보행량이 200명/시 이상인 경우는 펠리컨 신호가 있는 원형교차로, 보행량이 600명/시가 높으면서 교통량이 1,500대/시 이상인 경우는 정주기식 신호가 있는 신호교차로가 적합한 것으로 나타났다.
참고문헌 (12)
국가경쟁력강화위원회(2009), "녹색교통을 위한 회전차로(Roundabout)활성화 방안".
Transportation Research Board(2000), "Highway Capacity Manual" .
Vincenzo Gallelli, Rosolino Vaiana.(2008), "Roundabout Intersections : Evaluation of Geometric and Behavioral Features sith VISSIM", TRB National Roundabout Conference 2008.
FHWA(2000), "Roundabouts : An informational Guide" .
Joe G. Bared, Abbas Mohasel Afshar(2009), "Using Simulation to Plan Capacity Models by Lane for Two- and Three-Lane Roundabouts", TRB, Vol.2096, pp.8-15.
Bill Baranowski(2005), "Pedesrian Crosswalk Signals at Roundabouts : Where are they Applicable?", TRB Roundabout Conference 2005.
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