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문제 정의
- 오르막차로는 저속차량과 고속차량을 공간적으로 분리시켜 저속차량으로 인한 교통용량 감소를 예방한다. 또한 고속주행 차량과 저속주행 차량간 속도차이 때문에 발생하는 앞지르기를 줄여서 교통안전을 개선한다.
- 본 연구에서는 먼저 오르막구간에서 교통상황에 맞추어 오르막차로를 탄력적으로 개방/폐쇄할 수 있는 동적차로운영의 필요성을 탐색하고 기준을 제시하고자 한다. 그리고 구체적인 오르막구간 동적차로운영 프로세스를 제시하고 이의 효과를 평가하기 위해, 교통조건별 시나리오를 작성하여 VISSIM 분석을 시행하였다.
- 본 연구에서는 오르막차로의 동적차로관리를 위한 교통특성에 맞는 동적 운영기준을 수립하고 이에 대한 효과를 분석하고자 하였다. 낙동분기점 마산방향의 오르막구간을 선정하여 교통량(v/c), 종단경사, 중차량 구성비 등을 교통운영변수로 미시적 교통시뮬레이션인 VISSIM 분석 결과를 바탕으로, 오르막구간의 평균통행속도가 50km/h일 때 오르막차로의 개방과 폐쇄를 결정하는 운영기준(임계 통행속도)으로 선정하였다.
- 따라서, 오르막구간에서 혼잡이 발생할 경우 이를 빠르게 해소시키기 위한 동적 운영방안의 수립이 필요하다. 본 연구에서는 평상시에는 오르막차로를 개방하다가, 오르막구간의 평균통행속도가 임계통행속도(동적 운영기준)를 유지하지 못할 경우에는 오르막차로를 폐쇄하도록 하는 동적 운영방안을 수립하고자 한다.
- 오르막구간 본선에 설치된 검지기에서 평균통행속도, 통행시간절감편익과 차량운행비 절감 편익, 대기오염 및 온실가스 배출 절감 편익을 각각 산출하였다. 오르막차로 동적운영 시의 운영성과와 비교하여 교통소통과 환경 측면에서 어느 정도 개선효과가 발생하는지를 비교해 보았다.
- 본 연구는 최윤혁 등(2010)의 후속연구로, 효율적인 동적차로관리에 요구되는 교통류 및 도로 기하구조의 공간적 특성을 분석한다. 이를 기반으로 오르막차로가 설치된 구간의 소통능력을 높일 수 있는 오르막차로 동적 운영방안을 제시하고 그 효과를 평가하고자 한다.
가설 설정
- - 그러나, 실시간 교통상황을 수집하여야 하기 때문에 검지기에서 교통자료 수집은 5분 단위로 하되, 오르막차로의 동적운영은 15분 단위로 시행하기로 한다. 따라서, 설치된 검지기에서 5분 주기의 구간 통행시간을 산출하며, 교통상황 판단은 이전 3주기인 15분 값을 이용(운영방법 변경 시의 gap time은 생략하는 것으로 가정)한다.
- 오르막차로 동적 운영방안을 평가하기 위해 [Table 4]와 같이 네트워크에서 1시간 간격으로 v/c가 1.0, 1,2, 0.9, 0.8로 변하는 상황을 가정하기로 한다. 이는 실제 현장에서 교통혼잡의 발생과 해소를 반영하기 위한 것이다.
제안 방법
- VISSIM 시뮬레이션을 수행하기에 앞서, 구성된 시뮬레이션 네트워크 및 입력변수들이 실제 대상구간의 교통상황을 얼마나 정확히 모사하는지 확인하기 위하여 대상구간의 통행속도와의 비교를 통한 시뮬레이션 정확도를 검증(Calibration)하였다.
- 그리고 구체적인 오르막구간 동적차로운영 프로세스를 제시하고 이의 효과를 평가하기 위해, 교통조건별 시나리오를 작성하여 VISSIM 분석을 시행하였다. VISSIM에서 도출된 미시적 데이터를 기반으로 교통소통, 환경 등의 편익을 산출하였다. 오르막구간 본선에 설치된 검지기에서 평균통행속도, 통행시간절감편익과 차량운행비 절감 편익, 대기오염 및 온실가스 배출 절감 편익을 각각 산출하였다.
- Mithilesh Jha 등(1999)은 LCS 구간길이 및 순응도에 따른 통행시간 및 지체 변화율을 산출하였다. 고속도로 엇갈림구간과 램프상류부에 사고가 발생하였을 경우에 대해 LCS 구간길이 및 순응도에 따른 3개의 대안에 대해 평가하였다. 엇갈림구간에서 사고가 발생할 경우 제어 구간길이가 길 경우에는 제어 구간길이가 짧을 경우보다 제어효과가 약 10∼20% 감소하였으며, 순응도에 따라 제어 효과는 가변적임을 관측하였다.
- 2까지 변동시켰으며, 중차량 구성비3)의 경우 일반적인 중차량 구성비를 감안하여 10%에서 50%까지 변동시켰다. 교통량비(5)과 중차량 구성비(5)의 조합에 의해 총 25가지 경우에 대한 분석을 수행하였다.
- Schaefer 등(1998)은 운전자의 LCS 순응도에 따른 운영효과를 분석하였다. 교통량이 적음(300vphpl), 보통(900vphpl), 많음(1,550vphpl) 상태에서 순응도(30%, 70%)를 조합하여 시나리오를 구성하였다. LCS 제어 효과는 1,300vphpl 이상에서 나타났으며, 사고 지속시간, 순응도에 따른 지체는 사고 지속시간에 상관없이 순응도가 높을수록 지체가 감소하였다.
- Muñoz와 Daganzo(2000)은 HOV차로와 일반차로로 구성된 병목구간에서 HOV 차로의 교통량이 용량 이하로 적고, 일반차로에서 대기행렬이 생성되는 상황에 대한 동적차로제어방안을 제시하였다. 기본적으로 HOV 차량이 우선권을 갖되, HOV 차로의 용량과 HOV 차량수의 여유만큼 일반차량의 진입을 허용하는 방식으로 VMS를 통해 동적으로 제어하도록 하였다.
- 본 연구에서는 오르막차로의 동적차로관리를 위한 교통특성에 맞는 동적 운영기준을 수립하고 이에 대한 효과를 분석하고자 하였다. 낙동분기점 마산방향의 오르막구간을 선정하여 교통량(v/c), 종단경사, 중차량 구성비 등을 교통운영변수로 미시적 교통시뮬레이션인 VISSIM 분석 결과를 바탕으로, 오르막구간의 평균통행속도가 50km/h일 때 오르막차로의 개방과 폐쇄를 결정하는 운영기준(임계 통행속도)으로 선정하였다.
- 통행속도는 현재 한국도로공사의 FTMS에서 정체 판정지표로 사용되고 있으며, 생산 및 가공이 용이하고, 이해 및 인식이 쉬운 평가지표이다. 대상지점이 고속도로임을 감안하여 15분의 time interval을 적용하였으며, 오르막구간의 본선차로의 공간평균속도를 산출하였다.
- 동적 운영방안의 효과분석과 관련하여 본 연구에서는 세부 차종비율(승용차, 승합차, 화물차)에 대해 일부 가정을 하여 분석을 수행하였다. 또한 동적 운영방안에 대한 평가로써 편익만을 분석하였고 이를 위해 필요한 장비인 VMS, LCS 등의 설치 및 운영ㆍ유지비용은 고려하지 않았다.
- 오르막구간 내 본선 2개 차로 및 오르막차로에 1km 간격(오르막 시점부로부터 각각 1km, 2km, 3km 지점)으로 각각 설치하였으며, 오르막구간의 교통량 및 통행속도를 산출하여 동적운영의 판단 및 효과평가 자료로 활용하였다. 동적운영 여부를 판단하기 위한 검지기의 경우 오르막 구간의 본선 구간 1, 2차로의 검지기를 이용하였다.
- 따라서 본 연구에서는 도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙(국토해양부, 2009)에서 제시하고 있는 오르막차로 설치기준을 준용하여 시뮬레이션 교통운영변수로 교통량비와 중차량 구성비를 선정하였다.
- 교통량비와 중차량비를 이용하여 오르막차로 동적 운영기준을 수립할 경우, 실제 현장에서는 이를 정확히 알 수 없기 때문에 적용성에 한계가 있다. 따라서 실시간으로 수집이 가능한 교통운영변수인 통행속도를 이용한 운영기준을 검토하였다.
- 먼저, 오르막차로 개방, 폐쇄, 동적운영 등 운영방식에 따른 효과를 살펴보기 위해서 통행속도를 효과척도로 선정하였다. 통행속도는 현재 한국도로공사의 FTMS에서 정체 판정지표로 사용되고 있으며, 생산 및 가공이 용이하고, 이해 및 인식이 쉬운 평가지표이다.
- 본 연구에서는 고속도로의 일반적인 중차량비인 30%를 적용하였으며, 오르막차로 개방과 폐쇄, 동적운영 등을 조합한 오르막차로 운영방식에 대한 효과를 각각 분석하였다.
- 또한 오르막차로 동적운영을 위한 임계기준에 대한 보다 세부적이고 심도 깊은 연구가 요구된다. 본 연구에서는 시뮬레이션 분석을 통해 오르막차로 개방과 폐쇄의 통행속도가 변하는 변곡점을 임계통행속도로 선정하여 이를 운영기준으로 삼았다. 그러나, 도로 및 교통상황 등에 따라 동적운영으로 인한 효과가 최대가 될 수 있는 변곡점을 선정하는 방법과 추가적인 고려사항 등과 관련한 연구가 필요하다.
- 오르막구간 내 본선 2개 차로 및 오르막차로에 1km 간격(오르막 시점부로부터 각각 1km, 2km, 3km 지점)으로 각각 설치하였으며, 오르막구간의 교통량 및 통행속도를 산출하여 동적운영의 판단 및 효과평가 자료로 활용하였다. 동적운영 여부를 판단하기 위한 검지기의 경우 오르막 구간의 본선 구간 1, 2차로의 검지기를 이용하였다.
- 오르막구간 내 본선차로에서의 15분 동안의 차로별ㆍ차종별 평균통행속도 및 교통량을 수집하여, 정(+)의 개념인 통행시간 절감 편익과 부(-)의 개념인 대기오염 및 온실가스 배출비용 절감, 차량운행비 절감 편익을 각각 산출한다. 이렇게 산출된 편익을 합산하여 오르막차로 운영방식별 효과를 비교하도록 한다([Figure 10] 참조).
- 오르막차로 동적운영에 따른 효과를 종합적으로 살펴보기 위해 앞서 분석한 통행시간 절감과 대기오염 및 오염물질 절감, 차량운행비 절감 편익의 합을 계산해 보았다.
- 오르막차로 운영방식별 소통능력을 평가하기 위하여 오르막구간의 본선차로에 설치된 검지기로부터 수집되는 차종별 공간평균속도를 비교분석하였다.
- 오르막차로 동적 운영기준을 수립하기 위해서는 오르막차로 길이, 구배, 교통량, 중차량비 등 다양한 교통변수에 따른 교통류 변화를 사실적으로 묘사할 수 있는 시뮬레이션이 필요하다. 오르막차로 종점부 변이구간에서의 상충발생으로 인한 정체를 시뮬레이션 할 수 있고, 실제 고속도로 기하구조와 차량의 성능 등을 개별적으로 구현할 수 있는 VISSIM(ver. 5.10)을 시뮬레이션 툴로 선정하였다.
- 오르막차로의 개방 또는 폐쇄 여부가 오르막구간 교통운영에 미치는 영향을 파악하기 위해서 시뮬레이션 분석을 수행하였다. [Table 1]과 같이 오르막구간에서의 통행속도를 비교한 결과, 혼잡이 발생하지 않는 일반적인 교통상황에서는 오르막차로 개방 효과가 더 큰 것으로 분석되었으나, 교통량비가 증가하고 중차량 구성비가 증가할 경우 오르막차로의 폐쇄가 소통상황에 효과적인 것으로 나타났다.
- 우선적으로, 오르막차로 운영방식별로 차종에 따른 CO2 발생량을 산출하였다. 「교통시설 투자평가지침 제 4차 개정(2011), 국토해양부」에서 제시하고 있는 차종별․속도별 CO2 배출계수를 이용하여 오르막차로 운영방식별로 시간당 CO2 발생량을 산출한 결과, 오르막차로 개방 시가 가장 많았으며, 다음으로 동적운영과 폐쇄 시의 순으로 분석되었다([Table 12], [Figure 12] 참조).
- 승용차는 오르막차로 동적운영과 관계없이 1, 2차로를 상시 이용하며, 화물차량은 오르막차로 개방 시에는 3차로(오르막차로)를, 폐쇄 시에는 2차로를 이용한다([Table 3] 참조). 이상의 차종별 주행 프로세스는 VISSIM의 VAP (Vehicle Actuated Programming)를 이용하여 시뮬레이션에서 각 차량이 차종과 오르막차로 개방/폐쇄 여부에 맞춰 자동적으로 주행로를 선택하도록 구현하였다.
- 이에 [Table 10]과 같이 ‘2011년 고속도로 교통량통계’에서의 분석대상구간의 조사교통량을 바탕으로 하여 승용차와 승합차, 화물차에 대한 비율을 이용하여 차종에 대한 교통량을 산출하였다.
- 또한 Kyeong-Pyo Kang 등(2006)은 DLM(Dynamic late merge)방안을 현장에 적용하여 미제어시와 비교하였다. 점유율이 5% 이하일 경우 PCMSs(Portable changeable message signs)가 작동하지 않도록 하고, 점유율 15% 이상일 경우 PCMSs에 두 차로 모두 사용하라는 메시지를 표출하는 제어방식을 평가하였다. 두 제어방식을 분석한 결과 DLM 수행시 통과교통량이 증가하고, 일반(오픈) 차로와 폐쇄차로간의 교통량 편차가 감소하며, 최대 대기행렬 길이가 감소하는 것으로 평가하였다.
- 집단 1(Node 1)은 오르막차로 개방 통행속도가 폐쇄 통행속도보다 높은 집단인 ‘오르막차로 개방 집단’으로, 집단 2(Node 2)는 오르막차로 개방 통행속도보다 폐쇄 통행속도보다 낮은 집단은 ‘오르막차로 폐쇄 집단’으로 정의하였다.
- 화물차량에 대하여 각기 다른 오르막성능을 가지는 차종을 구분(소형, 중형, 대형 화물차)하여 시뮬레이션 분석을 수행하고 정산을 수행하는 과정이 가장 타당하나 화물차종에 따른 오르막성능과 관련한 설계지침상의 세부적인 구분이 없고 정산상의 제약 등으로 인하여 표준트럭(중량/마력비 200lb/hp)으로 분석을 수행한 후 효과분석 시 차종을 구분하는 방법을 채택하였다. 버스의 경우 대부분의 차량이 승용차와 같은 통행특성(1~2차로 주행, 오르막차로 미이용)을 보이는 것으로 조사되었으며, 해당 구간에서의 평상시 통행속도 역시 승용차와 비슷한 경향을 보이고 있기에, 화물차에서 분석한 방법과 같이 승용차로 분석을 수행한 후 효과분석 시 승용차와 버스 차종을 구분하는 방법을 채택하였다.
- 화물차량의 주행성능에 대한 검증작업을 위해 시뮬레이션에서 적용한 화물차량의 주행성능이 표준트럭의 성능함수(중량/마력비 200lb/hp)와 동일한지를 검증하였다. 시뮬레이션과 표준트럭의 오르막성능에 대한 맨-휘트니 검정(Mann-Whitney Test)4) 결과, Z통계량에 대한 근사유의확률이 0.
대상 데이터
- [Figure 1]은 분석 대상구간을 VISSIM 시뮬레이션에서 구현한 네트워크 구성도로, 낙동분기점에서 오르막차로까지의 거리와 오르막 구간에서의 분류 변이구간, 오르막차로 구간, 오르막 구간에서의 합류 변이구간, 그리고 본선부의 약 11.5km를 시뮬레이션 네트워크로 선정하였다.
- 05km/h에서 집단간 분류되는 것으로 분석되었다. 위의 분석결과를 바탕으로 고속도로에서의 운용성 및 운전자 인지성 등을 고려하였을 때, 오르막구간의 평균통행속도가 50km/h일 때 오르막차로의 운영여부를 결정하는 임계통행속도로 선정하였다.
- 일반적인 상황에서는 교통량이 많지 않지만, 연휴 등 특별기간에는 교통량이 급증하여 오르막차로로 인한 병목현상이 발생하는 지점을 분석대상구간으로 선정하였다. 중부내륙선 낙동분기점(139.
- 일반적인 상황에서는 교통량이 많지 않지만, 연휴 등 특별기간에는 교통량이 급증하여 오르막차로로 인한 병목현상이 발생하는 지점을 분석대상구간으로 선정하였다. 중부내륙선 낙동분기점(139.2K) 부근의 오르막차로2)구간을 분석대상으로 선정하였는데 136.9K부터 마산방향의 133.3K까지 3.6km 구간에 종단경사 3.7%로 설치되어 있다.
데이터처리
- 본 연구에서는 먼저 오르막구간에서 교통상황에 맞추어 오르막차로를 탄력적으로 개방/폐쇄할 수 있는 동적차로운영의 필요성을 탐색하고 기준을 제시하고자 한다. 그리고 구체적인 오르막구간 동적차로운영 프로세스를 제시하고 이의 효과를 평가하기 위해, 교통조건별 시나리오를 작성하여 VISSIM 분석을 시행하였다. VISSIM에서 도출된 미시적 데이터를 기반으로 교통소통, 환경 등의 편익을 산출하였다.
- 보다 정확한 임계점(Critical Point)을 찾기 위하여 CART분석6)을 실시하였다. 집단간 분류기준이 되는 통행속도를 “임계 통행속도”로 정의하고, 이를 오르막차로 운영기준으로 삼고자 하였다.
- 시뮬레이션 결과의 신뢰도를 높이고, 오르막차로 운영방식별 효과에 대한 객관적인 평가를 위해 Random Seed 값을 6회에 걸쳐 다르게 발생시켜 각각 2회씩 총 12회에 걸쳐 분석을 실시하고, 결과의 평균값을 비교하였다.
성능/효과
- 교통량이 적음(300vphpl), 보통(900vphpl), 많음(1,550vphpl) 상태에서 순응도(30%, 70%)를 조합하여 시나리오를 구성하였다. LCS 제어 효과는 1,300vphpl 이상에서 나타났으며, 사고 지속시간, 순응도에 따른 지체는 사고 지속시간에 상관없이 순응도가 높을수록 지체가 감소하였다.
- 오르막차로의 개방 또는 폐쇄 여부가 오르막구간 교통운영에 미치는 영향을 파악하기 위해서 시뮬레이션 분석을 수행하였다. [Table 1]과 같이 오르막구간에서의 통행속도를 비교한 결과, 혼잡이 발생하지 않는 일반적인 교통상황에서는 오르막차로 개방 효과가 더 큰 것으로 분석되었으나, 교통량비가 증가하고 중차량 구성비가 증가할 경우 오르막차로의 폐쇄가 소통상황에 효과적인 것으로 나타났다.
- v/c가 1.0에서 0.8까지 변하는 4시간의 통행속도를 전체적으로 비교한 결과, 동적운영의 통행속도가 55km/h가 가장 높게 나타났으며, 폐쇄가 51.52km/h, 개방이 48.98km/h로 나타났다. 즉, v/c 0.
- [Table 11]과 [Figure 11]은 동적운영의 통행시간 대비 타 운영방식의 통행시간 및 통행시간비용의 증감에 대한 분석 결과이다. 개방과 폐쇄 시 모두 동적운영과 비교하여 증가하는 것으로 분석되었다. 특히 개방 시의 v/c 0.
- 다음으로, 운영방식별 대기오염별 온실가스 배출 비용을 산출해 본 결과 CO2 발생량과 마찬가지로, 오르막차로 개방 시가 가장 많았으며, 다음으로 동적운영과 폐쇄 시의 순으로 분석되었다([Table 13], [Figure 13] 참조). 이 역시도 통과교통량의 영향을 크게 받은 것으로 판단된다.
- 동적운영 시의 대기오염 및 온실가스 배출 비용 대비 타 운영방식별 배출 비용의 비교를 통해 대기오염 및 온실가스 배출 절감 편익을 산출해본 결과, 폐쇄 시에는 감소하는 것으로 분석된 반면 개방 시의 경우 오히려 증가하는 것으로 분석되었다.
- 점유율이 5% 이하일 경우 PCMSs(Portable changeable message signs)가 작동하지 않도록 하고, 점유율 15% 이상일 경우 PCMSs에 두 차로 모두 사용하라는 메시지를 표출하는 제어방식을 평가하였다. 두 제어방식을 분석한 결과 DLM 수행시 통과교통량이 증가하고, 일반(오픈) 차로와 폐쇄차로간의 교통량 편차가 감소하며, 최대 대기행렬 길이가 감소하는 것으로 평가하였다.
- 0을 넘어 혼잡이 발생한 경우 곧바로 오르막차로를 폐쇄하여 통행속도를 증가시켰으며 이 효과로 임계속도를 넘어서자 오르막차로를 개방하였다. 또한 v/c가 1.2가 되어 임계속도보다 떨어지자 다시 오르막차로를 폐쇄하다가 통행속도가 회복할 경우 다시 오르막차로를 개방하는 등 오르막차로의 동적운영을 확인할 수 있었다.
- 오르막차로 개방과 폐쇄의 통행속도의 관계를 분석결과, 통행속도 50km/h가 동적 운영기준으로 나타났다. 보다 정확한 분류를 위하여 CART 분석을 시행한 결과 50.05km/h에서 집단간 분류되는 것으로 분석되었다. 위의 분석결과를 바탕으로 고속도로에서의 운용성 및 운전자 인지성 등을 고려하였을 때, 오르막구간의 평균통행속도가 50km/h일 때 오르막차로의 운영여부를 결정하는 임계통행속도로 선정하였다.
- 서해안고속도로 서산IC→당진Jct 구간에서 LCS차로 이용율, 도로용량증대, 평균통행속도 향상, 정체길이 감소, 평균통행시간 감소, Simulation분석, 경제성분석 등을 수행하여 갓길차로(LCS 차로) 도입의 타당성을 입증하였다.
- 승용차와 화물차를 각각 분리하여 효과를 비교해보아도, 역시 전체 차량과 마찬가지로 동적운영이 폐쇄와 개방보다 대체적으로 통행속도가 높은 것으로 분석되었다.
- 엇갈림구간에서 사고가 발생할 경우 제어 구간길이가 길 경우에는 제어 구간길이가 짧을 경우보다 제어효과가 약 10∼20% 감소하였으며, 순응도에 따라 제어 효과는 가변적임을 관측하였다.
- VISSIM에서 도출된 미시적 데이터를 기반으로 교통소통, 환경 등의 편익을 산출하였다. 오르막구간 본선에 설치된 검지기에서 평균통행속도, 통행시간절감편익과 차량운행비 절감 편익, 대기오염 및 온실가스 배출 절감 편익을 각각 산출하였다. 오르막차로 동적운영 시의 운영성과와 비교하여 교통소통과 환경 측면에서 어느 정도 개선효과가 발생하는지를 비교해 보았다.
- 오르막차로 개방과 폐쇄의 통행속도의 관계를 분석결과, 통행속도 50km/h가 동적 운영기준으로 나타났다. 보다 정확한 분류를 위하여 CART 분석을 시행한 결과 50.
- 오르막차로 운영방식별로 교통량비(v/c)에 따른 효과를 비교분석한 결과, 동적 운영대안이 단순한 개방과 폐쇄 대안보다 통행속도가 높은 것으로 나타나, 혼잡상황에서는 효과적인 대안인 것으로 판단된다. 특히 동적운영에 대한 사회경제적 편익을 알아보고자 통행시간절감, 대기오염 및 온실가스 저감, 차량운영비 절감 등을 종합적으로 분석한 결과, 동적 운영대안이 개방 및 폐쇄 대안보다 효과적인 것으로 나타났다.
- 98km/h로 나타났다. 즉, v/c 0.8이상의 준혼잡 상황에서는 오르막차로를 동적으로 운영하는 것이 효과적인 것으로 나타났다.
- 그 중간단계에서는 동적운영이 효과적인 것으로 나타났다. 즉, 교통량비에 따라 차이가 존재하기는 하였으나, 동적운영 시가 개방과 폐쇄에 비해 대체적으로 통행속도가 높은 것으로 나타났다.
- 운영방식별로 차량운행비를 산출 결과, 앞서 제시한 분석결과와 마찬가지로, 오르막차로 개방 시에 가장 많은 것으로 분석되었다([Table 14], [Figure 14] 참조). 차량운행비 절감 편익 산출 결과, 동적운영 대비 폐쇄 시에는 감소하는 것으로 분석된 반면 개방 시의 경우 오히려 증가하는 것으로 분석되었다.
- 차종별로 분석해 본 결과, 가장 많은 비율을 차지하고 있는 승용차의 CO2 발생량이 가장 많았고, 통과교통량은 적지만 배출계수의 값이 큰 화물차가 다음의 순인 것을 알 수 있었다.
- 오르막차로 운영방식별로 교통량비(v/c)에 따른 효과를 비교분석한 결과, 동적 운영대안이 단순한 개방과 폐쇄 대안보다 통행속도가 높은 것으로 나타나, 혼잡상황에서는 효과적인 대안인 것으로 판단된다. 특히 동적운영에 대한 사회경제적 편익을 알아보고자 통행시간절감, 대기오염 및 온실가스 저감, 차량운영비 절감 등을 종합적으로 분석한 결과, 동적 운영대안이 개방 및 폐쇄 대안보다 효과적인 것으로 나타났다. 세부적으로는 교통량비에 따라 동적운영과 비교하여 v/c 0.
후속연구
- 본 연구에서는 시뮬레이션 분석을 통해 오르막차로 개방과 폐쇄의 통행속도가 변하는 변곡점을 임계통행속도로 선정하여 이를 운영기준으로 삼았다. 그러나, 도로 및 교통상황 등에 따라 동적운영으로 인한 효과가 최대가 될 수 있는 변곡점을 선정하는 방법과 추가적인 고려사항 등과 관련한 연구가 필요하다.
- 또한 오르막차로 동적운영을 위한 임계기준에 대한 보다 세부적이고 심도 깊은 연구가 요구된다. 본 연구에서는 시뮬레이션 분석을 통해 오르막차로 개방과 폐쇄의 통행속도가 변하는 변곡점을 임계통행속도로 선정하여 이를 운영기준으로 삼았다.
- 마지막으로, 지속적인 현장검증을 통해 오르막차로 동적운영의 효과를 정량화, 계량화시키는 노력 역시 중요하며, 오르막차로의 동적운영 실시에 따른 효과를 극대화하기 위한 최적제어 시행방안에 대한 연구가 필요하다. 본 연구를 계기로 도로시설의 탄력적 운영기준에 대한 연구가 활성화될 수 있을 것으로 기대된다.
- 마지막으로, 지속적인 현장검증을 통해 오르막차로 동적운영의 효과를 정량화, 계량화시키는 노력 역시 중요하며, 오르막차로의 동적운영 실시에 따른 효과를 극대화하기 위한 최적제어 시행방안에 대한 연구가 필요하다. 본 연구를 계기로 도로시설의 탄력적 운영기준에 대한 연구가 활성화될 수 있을 것으로 기대된다.
- 본 연구에서는 VISSIM의 차종구성을 승용차와 화물차만으로 구성하였으나 차종별 대기오염 및 온실가스 발생 비용과 차량운행비를 계산하기 위해서는 차종별ㆍ속도별 다른 원단위를 활용하야 하기 때문에 차종에 대한 세부적인 분류가 필요하다. 이에 [Table 10]과 같이 ‘2011년 고속도로 교통량통계’에서의 분석대상구간의 조사교통량을 바탕으로 하여 승용차와 승합차, 화물차에 대한 비율을 이용하여 차종에 대한 교통량을 산출하였다.
- 본 연구에서는 교통량비에 따른 통행속도 분석결과, 동적운영과 비교하여 v/c 0.8에서는 오르막차로 개방이, v/c 1.2에서는 오르막차로 폐쇄가 더 높은 효과를 보이는 것으로 나타났지만, 동적 운영방식의 효과를 보다 구체적으로 파악하기 위해 v/c 0.8 이하 상황에 대한 추가 분석이 필요할 것이다.
- 본 연구에서는 특정 대상구간을 선정하여 오르막차로의 동적 운영기준을 수립하였지만, 향후 범용적으로 사용가능한 교통운영기준의 수립이 필요하다. 이를 위해서는 다양한 대상구간을 기초로, 보다 세분화된 시뮬레이션 입력변수(중차량 가속성능, 교통량(v/c), 중차량 구성비, 종단경사)를 적용하여 분석할 필요가 있다.
- [Table 15]와 [Figure 15]에서 제시한 바와 같이 동적운영의 경우 개방 및 폐쇄 시와 비교하여 교통량비에 따라 차이가 존재하기는 하였으나, 대체적으로 편익이 높은 것으로 나타났다. 특히 교통량비에 따른 분석 결과, 동적운영과 비교하여 v/c 0.8에서는 개방 시에서, v/c 1.2에서는 폐쇄 시에서 더 높은 편익을 보이는 것으로 나타난 것을 고려하여, 교통량비에 따른 운영방식에 대해 보다 구체적인 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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