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문제 정의
- 결과적으로, 본 연구는 교차로 구간에서 차량 당 온실 가스 배출량의 영향요인을 찾아 교차로에서 차량당 온실가스 배출량을 저감할 수 있는 운행방법을 제시하고자 한다.
- 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량의 영향요인을 찾기 위해 교차로 구간의 차량당 온실가스 발생정도를 파악하고자 한다. 또한, 가속구간과 감속구간에서 영향요인과의 상관성을 파악하고자 한다.
- 본 연구에서는 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량의 영향요인을 다루고 있다. 국내 교통연구기관의 교육생 자료를 활용하여 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량에 영향을 주는 구체적인 요인을 찾아냄으로써 교차로에서 차량 당 온실가스 배출량을 줄이는데 기여하고자 한다.
- 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량의 영향요인을 찾기 위해 교차로 구간의 차량당 온실가스 발생정도를 파악하고자 한다. 또한, 가속구간과 감속구간에서 영향요인과의 상관성을 파악하고자 한다.
- 본 연구는 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량에 영향을 주는 구체적인 요인을 찾아냄으로써 교차로에서 차량 당 온실가스 배출량을 줄이고자 하였다. 하지만 교차로 온실가스 배출량의 원인을 평균감가속도, 통행속도 등 속도에 한정되어 그 외 변수들은 고려하지 않은 한계점이 있다.
- 본 연구에서는 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량의 영향요인을 다루고 있다. 국내 교통연구기관의 교육생 자료를 활용하여 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량에 영향을 주는 구체적인 요인을 찾아냄으로써 교차로에서 차량 당 온실가스 배출량을 줄이는데 기여하고자 한다.
제안 방법
- 연구의 방법론은 첫째, 교차로 구간(가속구간, 감속구간)과 신호의 방해 없이 주행하는 구간을 구분하여 차량 당 온실가스 배출량을 분석하였다. 가속구간과 감속구간, 신호의 방해 없이 주행(통과)하는 구간을 40m씩 동일하게 구분하여 차량 당 온실가스 배출량 및 연료 소비량을 비교하였다. 둘째, 교차로 구간을 가속구간과 감속 구간을 구분하여 교차로에서 자동차가 가·감속 시 온실 가스 배출에 영향을 주는 요인을 분석하였다.
- 연구의 방법론은 첫째, 교차로 구간(가속구간, 감속구간)과 신호의 방해 없이 주행하는 구간을 구분하여 차량 당 온실가스 배출량을 분석하였다. 가속구간과 감속구간, 신호의 방해 없이 주행(통과)하는 구간을 40m씩 동일하게 구분하여 차량 당 온실가스 배출량 및 연료 소비량을 비교하였다. 둘째, 교차로 구간을 가속구간과 감속 구간을 구분하여 교차로에서 자동차가 가·감속 시 온실 가스 배출에 영향을 주는 요인을 분석하였다.
- 가속구간에서 발생되는 차량 당 온실가스 배출량과 평균가속도, 최고속도, 평균통행속도와의 상관성을 분석하였다.
- 감속구간에서 발생되는 차량 당 온실가스 배출량과 평균감속도, 최고속도, 평균통행속도와의 상관성을 분석하였다.
- 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량, 연료소비량, 평균통행속도, 평균가·감속도, 최고속도 등을 산출하였다.
- 교차로에서 가속구간(40m)와 감속구간(40m)를 선정하고 이와 유사한 조건(평균속도 약 16km/h)의 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간(40m)를 선정하여 비교하였다. 교차로 구간과 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간의 데이터는 아래의 Table 3과 같다.
- 교육트랙 내의 교차로 8개(총 거리 440m)를 대상으로 기하구조를 조사하였다. 교차로에서 정지 후 다음 교차로에 정지할 때까지를 한 개의 교차로로 지정하여 가속구간과 감속구간, 신호 방해없이 통과하는 구간을 구분하였다. 총 40명의 운행 데이터를 수집하여 분석하였다.
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1. 가속구간과 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간 비교
교차로의 가속구간과 유사한 수준의 평균통행속도(약 16km/h)로 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간을 비교하였다
. 교차로의 가속구간은 신호의 방해없이 주행 (통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량이 311% 증가한 것으로 나타났다. -
2. 감속구간과 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간 비교
교차로의 감속구간과 유사한 수준의 평균통행속도(약 16km/h)로 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간을 비교하였다
. 교차로의 감속구간은 신호의 방해없이 주행 (통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량이 18% 증가한 것으로 나타났다. - 둘째, 교차로 구간을 가속구간과 감속 구간을 구분하여 교차로에서 자동차가 가·감속 시 온실 가스 배출에 영향을 주는 요인을 분석하였다.
- 가속구간과 감속구간, 신호의 방해없이 통과하는 구간을 40m씩 동일하게 구분하여 차량 당 온실가스 배출량 및 연료 소비량을 비교하였다. 둘째, 교차로에서 가감속 시 온실가스 배출에 영향을 주는 요인을 분석하였다. 차량 당 온실가스 배출량, 연료소비량, 평균통행속도, 평균가 속도, 최고속도 등을 가속구간과 감속구간으로 나누어 산출하였다.
- 연구의 방법론으로 첫째, 교차로 구간과 신호 방해없이 주행하는 구간의 차량 당 온실가스 배출량 및 연료 소비량을 비교하였다. 둘째, 상관분석, 회귀분석, 주성분 분석을 실시하여 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량에 영향을 주는 요인에 대해 분석하였다.
- 연구의 방법론은 첫째, 교차로 구간(가속구간, 감속구간)과 신호의 방해 없이 주행하는 구간을 구분하여 차량 당 온실가스 배출량을 분석하였다. 가속구간과 감속구간, 신호의 방해 없이 주행(통과)하는 구간을 40m씩 동일하게 구분하여 차량 당 온실가스 배출량 및 연료 소비량을 비교하였다.
- 운전자별로 교차로의 감속구간에서 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량을 추출하여 주성분분석을 실시하였다.
- 이에 따라, 본 연구는 차량의 속도, 가·감속도를 차량 당 온실가스 배출량의 영향요인으로 선정하여 교차로 구간의 차량 당 온실가스 배출량을 분석하였다.
- 이에 따라, 차량의 속도, 가·감속도를 차량 당 온실가스 배출량의 영향요인으로 선정하여 교차로 구간의 차량 당 온실가스 배출량을 분석하였다.
- 둘째, 교차로에서 가감속 시 온실가스 배출에 영향을 주는 요인을 분석하였다. 차량 당 온실가스 배출량, 연료소비량, 평균통행속도, 평균가 속도, 최고속도 등을 가속구간과 감속구간으로 나누어 산출하였다. 이를 통해 상관분석, 회귀분석(단계선택:Step-wise), 주성분 분석을 실시하여 차량 당 온실 가스 배출량에 영향을 주는 요인에 대해 분석하였다.
- 연구의 방법론은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째, 교차로 구간(가속구간, 감속구간)과 신호 방해없이 통과하는 구간의 차량 당 온실가스 배출량을 분석하였다. 가속구간과 감속구간, 신호의 방해없이 통과하는 구간을 40m씩 동일하게 구분하여 차량 당 온실가스 배출량 및 연료 소비량을 비교하였다.
대상 데이터
- 국내 교통연구기관에서 2012년 8월에 관찰된 총 40명의 교육 전·후 운행 데이터를 이용하였다. 교육트랙 내의 교차로 8개(총 거리 440m)를 대상으로 기하구조를 조사하였다. 교차로에서 정지 후 다음 교차로에 정지할 때까지를 한 개의 교차로로 지정하여 가속구간과 감속구간, 신호 방해없이 통과하는 구간을 구분하였다.
- 교차로에서 정지 후 다음 교차로에 도착하여 정지할 때까지를 한 개의 교차로로 지정하였다. 교통연구기관 교육트랙의 8개의 교차로를 대상으로 비교하였다.
- 국내 교통연구기관에서 2012년 8월에 관찰된 총 40명에 대한 교육 전·후의 운행데이터를 이용하여 분석하였다.
- 국내 교통연구기관에서 2012년 8월에 관찰된 총 40명의 교육 전·후 운행 데이터를 이용하였다.
- 교차로에서 정지 후 다음 교차로에 정지할 때까지를 한 개의 교차로로 지정하여 가속구간과 감속구간, 신호 방해없이 통과하는 구간을 구분하였다. 총 40명의 운행 데이터를 수집하여 분석하였다.
데이터처리
- 가속구간에서 발생되는 차량 당 온실가스 배출량을 종속변수로 설정하고 평균가속도, 최고속도, 평균통행속도를 독립변수로 설정하여 회귀분석(단계선택 : Step-wise)을 실시하였다.
- 연구의 방법론으로 첫째, 교차로 구간과 신호 방해없이 주행하는 구간의 차량 당 온실가스 배출량 및 연료 소비량을 비교하였다. 둘째, 상관분석, 회귀분석, 주성분 분석을 실시하여 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량에 영향을 주는 요인에 대해 분석하였다.
- 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량, 연료소비량, 평균통행속도, 평균가·감속도, 최고속도 등을 산출하였다. 상관분석, 회귀분석(단계선택:Step-wise), 주 성분 분석을 실시하여 차량 당 온실가스 배출량에 영향을 주는 요인에 대해 분석하였다.
- 차량 당 온실가스 배출량, 연료소비량, 평균통행속도, 평균가 속도, 최고속도 등을 가속구간과 감속구간으로 나누어 산출하였다. 이를 통해 상관분석, 회귀분석(단계선택:Step-wise), 주성분 분석을 실시하여 차량 당 온실 가스 배출량에 영향을 주는 요인에 대해 분석하였다.
성능/효과
- 결론적으로, 교차로 구간의 가속구간에서는 급격한 가속을 삼가하고 평균통행속도와 최고속도를 일정수준 유지하여 운행해야 한다. 감속구간에서는 교차로 진입 후반 20~0m구간에서 급감속을 하지 않는 것이 온실가스 저감에 효과적인 운행방법으로 나타났다.
- 결론적으로 교차로 구간(가속구간, 감속구간)은 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실 가스 배출량과 연료소비량이 증가한 것을 알 수 있다. 이를 통해, 교차로에서 신호 연동화의 필요성과 교차로를 가급적 줄이고 연속류 도로를 확대해야 한다는 것을 알 수 있다.
- 결론적으로, 교차로 구간의 가속구간에서는 급격한 가속을 삼가하고 평균통행속도와 최고속도를 일정수준 유지하여 운행해야 한다. 감속구간에서는 교차로 진입 후반 20~0m구간에서 급감속을 하지 않는 것이 온실가스 저감에 효과적인 운행방법으로 나타났다.
- 교차로의 가속구간과 유사한 수준의 평균통행속도(약 16km/h)로 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간을 비교하였다. 교차로의 가속구간은 신호의 방해없이 주행 (통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량이 311% 증가한 것으로 나타났다. 또한, 통행 속도는 7% 감소한 것으로 나타났다.
- 교차로의 감속구간과 유사한 수준의 평균통행속도(약 16km/h)로 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간을 비교하였다. 교차로의 감속구간은 신호의 방해없이 주행 (통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량이 18% 증가한 것으로 나타났다. 또한, 통행속도는 12% 증가한 것으로 나타났다.
- 교차로 진입 40~20m까지는 1그룹과 2그룹의 운전특성 차이가 거의 없는 반면 20m~정지선까지(후기)는 차이를 보이는 것으로 나타났다. 그룹화된 운전자들의 배출특성을 확인한 결과, 교차로 진입 후반부 20m에서 정지선까지의 운전특성이 차량 당 온실가스 배출량에 영향을 주는 것을 알 수 있다. Fig.
- 둘째, 교차로의 가속구간에서 온실가스 배출에 영향을 주는 요인을 분석한 결과 온실가스 배출은 평균가속도와 최고속도, 평균통행속도와 양의 상관성이 있는 것으로 나타났다. 이는 급가속을 할수록 과속을 할수록 통행속도가 높을수록 차량 당 온실가스 배출량이 증가한다는 것을 의미한다.
- 이는 급가속을 할수록 과속을 할수록 통행속도가 높을수록 차량 당 온실가스 배출량이 증가한다는 것을 의미한다. 따라서, 급가속과 가속을 줄이는 것이 교차로 구간에서 차량 당 온실가스 배출량을 저감 할 수 있다는 결론을 도출할 수 있다.
- 또한, 가·감속도에 따라 CO2와 CO의 절감이 가능한 것으로 나타났다.
- 이는 급감속을 하면 온실가스가 증가한다는 것을 의미한다. 또한, 주성분 분석 결과 감속구간에서는 교차로 진입 후반 20~0m구간에서 급감속 여부가 온실가스 배출량에 영향을 미치며 해당 구간에서 완감속을 할 경우 온실가스 배출량이 적은 것으로 나타났다.
- 교차로의 가속구간은 신호의 방해없이 주행 (통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량이 311% 증가한 것으로 나타났다. 또한, 통행 속도는 7% 감소한 것으로 나타났다.
- 교차로의 감속구간은 신호의 방해없이 주행 (통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량이 18% 증가한 것으로 나타났다. 또한, 통행속도는 12% 증가한 것으로 나타났다.
- 분석결과, 운전특성에 따라 주성분이 두 개의 그룹으로 그룹화(1그룹:완감속, 2그룹:급감속)되는 것을 알 수 있다. 교차로 진입 40~20m까지는 1그룹과 2그룹의 운전특성 차이가 거의 없는 반면 20m~정지선까지(후기)는 차이를 보이는 것으로 나타났다.
- 분석결과, 차량 당 온실가스 배출량과 평균가속도는 교육 전·후 모두 양의 상관관계를 나타냈다.
- 분석결과, 차량 당 온실가스 배출량과 평균감속도는 교육 전·후 모두 음의 상관관계를 나타냈다.
- 분석결과, 차량 당 온실가스 배출량과의 설명력은 평균가속도와 최고속도, 평균통행속도 모두 유사한 수준으로 높게 나타났다. 따라서 교차로의 가속구간에서 평균가속도와 최고속도, 평균통행속도 모두 도로에서 발생되는 차량 당 온실가스 배출량에 중요한 요인으로 작용한다고 판단할 수 있다.
- 서울도로의 현재 혼잡상태에서 자동차의 속도 감소에 의해 배출량이 민감한 반응을 보이고, 서울에서 지체로 인한 CO와 HC의 배출량이 20% 이상 증가한 것으로 나타났다.
- 셋째, 교차로의 감속구간에서 온실가스 배출에 영향을 주는 요인을 분석한 결과 온실가스 배출은 평균 감속도와 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이는 급감속을 하면 온실가스가 증가한다는 것을 의미한다.
- 신호의 방해 없이 주행하는 구간이 가·감속구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량이 더 낮은 것으로 나타났다.
- 배출량의 관계를 연구하였다. 연구결과, 교차로 통과방법에 따라 관찰된 평균통행속도의 차량 당 CO2 배출량이 자유속도의 차량 당 CO2 배출량보다 최대 60%까지 더 배출하는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 교차로 통과방법, 통행속도 등을 개선하면 차량 당 CO2 배출량을 감소시킬 수 있을 것으로 나타났다.
- El-Shawarby 외(2005)는 차량의 주행속도와 가속 정도가 차량의 연료소비량 및 온실가스 배출량에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과, 급가속을 할 경우 CO 배출량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다.
- 연구결과, 교차로 통과방법에 따라 관찰된 평균통행속도의 차량 당 CO2 배출량이 자유속도의 차량 당 CO2 배출량보다 최대 60%까지 더 배출하는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 교차로 통과방법, 통행속도 등을 개선하면 차량 당 CO2 배출량을 감소시킬 수 있을 것으로 나타났다.
- 차량 당 온실가스 배출량과 최고속도는 교육 전·후 모두 양의 상관관계를 나타냈다.
- 차량 당 온실가스 배출량과 평균통행속도 또한, 교육 전·후 모두 양의 상관관계를 나타냈다.
- 배출량 관계를 분석하였다. 차량의 평균통행속도가 50km/h~80km/h에서 일정한 차량 당 CO2를 배출하는 것으로 나타났다.
- 첫째, 교차로 구간과 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간을 비교해본 결과 교차로의 가속구간은 신호의 방해없이 주행(통과)하는 구간에 비해 차량 당 온실가스 배출량과 연료소비량의 경우 76% 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 통행속도의 경우에는 7% 감소하는 것으로 나타났다.
- 회전교차로를 설치하였을 경우, 차량의 주행속도 증가와 급감속, 급가속이 줄어들어 연간 646.5 톤의 CO2를 저감할 수 있는 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 연구를 통해 교차로 구간에서 차량 당 온실가스를 저감할 수 있는 효과적인 운행방법을 제시할 수 있을 것이다.
- 교통연구기관의 정해진 트랙을 실험자가 주행하였기 때문에 실제 교차로 구간의 온실가스 배출량과 관계있는 다른 변수를 고려할 수 없었다. 향후 연구에서는 실제 교차로를 대상으로 속도, 교통량 등 온실가스 배출량에 영향을 주는 여러 가지 요인을 고려한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.
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