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온실가스 감축을 위한 대형 화물차 좌회전 우선신호 알고리즘 개발
An Algorithm for Heavy Duty Truck Priority on Left-turn to Reduce Greenhouse Gas Emissions 원문보기

大韓交通學會誌 = Journal of Korean Society of Transportation, v.31 no.5, 2013년, pp.60 - 70  

양세정 (서울대학교 건설환경공학부) ,  김수현 (한국건설기술연구원 도로교통연구실) ,  김효승 (서울대학교 건설환경종합연구소) ,  이청원 (서울대학교 건설환경공학부)

초록
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본 연구는 신호 교차로에서 대형 화물차의 정지로 인해 야기되는 온실가스 배출과 교차로 효율 저하를 완화하기 위해 좌회전 현시의 대형 화물차 대상 우선신호 알고리즘을 제안하고 효과를 분석한다. 대형 화물차의 진입 속도와 좌회전 속도를 고려한 녹색신호 연장 기법을 적용하며, 우선신호 제공으로 인해 발생할 수 있는 일반차량의 지체 증가를 완화하기 위해 두 가지 보상 전략을 수립하여 비교한다. 제안된 알고리즘의 효과를 분석하기 위해 PARAMICS를 이용한 시뮬레이션 분석을 수행하며 Comprehensive Modal Emissions Model (CMEM)을 이용하여 온실가스 배출량을 산정하였다. 실제 교통망의 3지 신호교차로를 대상으로 분석한 결과 비첨두시에는 대형 화물차에 능동적 보상 전략을 통해 지속적으로 우선권을 부여하는 것이 온실가스 및 연료소모량 감축에 효과가 있는 것으로 분석되었으며, 대형 화물차의 정지 감소로 인해 총통행시간도 개선되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 제안된 알고리즘은 교통량이 많지 않은 공단 입구의 좌회전 현시에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aims to develop a truck priority on left-turn algorithm that can reduce greenhouse gas emissions by reducing heavy duty truck's stops at signalized intersection. The signal priority is granted for a left-turn phase, because heavy duty trucks can deteriorate left-turn traffic flow due to t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이와 같이 CMEM은 차량 주행 상태를 고려한 정교한 배출량 산출이 가능하므로 교통류 운영 전략이 배출량에 미치는 효과를 평가하는데 이용되고 있어 본 연구의 목적에 부합한다. 따라서 본 연구에서는 CMEM을 이용하여 제안된 우선신호 제어가 온실가스 배출에 미치는 영향을 분석한다
  • 본 연구는 대형 화물차 검지 및 우선신호 제공 여건 판단을 통한 능동형 조건부 우선신호를 기반으로 한다. 즉, 대형 화물차의 접근이 검지되면 우선신호 제어를 통한 교차로 정지 회피 여부를 판단하여 우선신호 제공 여부를 결정한다.
  • 본 연구에서는 대형 화물차를 대상으로 우선신호를 제공하여 가·감속이나 정지 없이 신호교차로를 통과할 수 있도록 함으로써 교차로 전체의 온실가스 배출량 및 연료 소모량을 줄일 수 있는 알고리즘을 개발하였다.
  • 본 연구에서는 수동적 보상과 능동적 보상에 대해 각각 시나리오 분석을 수행하여 보다 효과적인 적용방안을 모색한다.
  • 본 연구에서는 신호교차로에서 온실가스 배출계수가 높은 대형 화물차에 우선권을 부여하는 우선신호 기법을 개발한다. 대형 화물차로 인한 악영향이 가중될 수 있는 단일 독립교차로의 좌회전 현시에 우선신호를 적용하며, 다양한 우선신호 기법 중 정지지체를 가장 효과적으로 감소시킬 수 있는 녹색시간 연장(Green Extension)기법을 이용한다.
  • 본 연구에서는 이와 같이 좌회전 대형 화물차로 인한 문제를 완화하기 위한 방안으로 화물차 우선신호 기법을 개발하고 효과 분석을 수행한다. 화물차 우선신호는 신호교차로에서 화물차에 우선권을 제공하여 화물차의 지체를 절감하는 신호 운영 기법으로서, 온실가스 배출계수가 높은 대형 화물차에 적용함으로써 온실가스 저감 효과를 기대할 수 있다.
  • 또한 우선신호로 인한 일반 차량의 지체 증가를 완화시키기 위해 우선신호 제어 후의 보상(recovery)전략을 수립한다. 이를 통해 온실가스 배출량 감축과 동시에 교차로의 효율성을 향상시키고자 한다.
  • (2011)에서는 교통량 수준에 따라 3지 고정 신호교차로와 회전교차로 운영시의 배출량 비교에 CMEM을 이용하였다. 이와 같이 CMEM은 차량 주행 상태를 고려한 정교한 배출량 산출이 가능하므로 교통류 운영 전략이 배출량에 미치는 효과를 평가하는데 이용되고 있어 본 연구의 목적에 부합한다. 따라서 본 연구에서는 CMEM을 이용하여 제안된 우선신호 제어가 온실가스 배출에 미치는 영향을 분석한다.

가설 설정

  • 차량의 길이를 기반으로 우선신호의 대상인 대형 화물차를 구분하며 15m를 기준으로 판별한다. 검지기는 정지선 상류부 60m에 설치하며, 차종 및 길이, 속도 정보를 정확히 수집할 수 있는 것으로 가정한다. 본 연구에서 사용한 가정은 Table 2에 제시되어 있다.
  • 교차로에 진입하는 차량은 좌회전시 교차로 내에서 일정 수준으로 속도를 낮추어 진행하며 90° 호와 같은 궤적을 따라 주행한다고 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대형 화물차가 교차로 효율 저하를 시키는 이유는? 대형 화물차1)는 가·감속 능력이 떨어지고 회전 반경이 큰 차량 특성으로 인해 교차로의 운영 효율을 저하시킨다. 대형 화물차의 가·감속도는 1.
미시적 배출모델 CMEM과 Virginia Tech Microscopic Energy and Emission Model의 차이점은? 대표적인 미시적 배출량 산정 모형으로는 CMEM과 Virginia Tech Microscopic Energy and Emission Model (VT-Micro)를 들 수 있다. VT-Micro는 속도와 가속도를 독립변수로 한 다항 회귀식을 이용하여 배출량을 추정하는데 비해, CMEM은 차종, 엔진 유형, 오염 저감 기술 등과 차량 주행 상태를 고려하여 배기가스가 배출되는 매커니즘을 반영하여 보다 정확한 배출량을 산정하고자 하였다(Scora and Barth, 2006). 또한 기개발된 플러그인을 이용하여 VISSIM, PARAMICS와 같은 시뮬레이션 프로그램에 적용할 수 있다는 장점이 있다.
화물차 우선신호란 무엇인가? 화물차 우선신호(Truck Priority)는 교차로에 접근하는 화물차가 정지하지 않고 교차로를 통과할 수 있도록 녹색시간을 연장하거나 적색시간을 조기에 종료하는 등으로 신호설정을 조정하는 제어 기법이다. 화물차 우선신호에 대한 연구는 1970년대 말부터 이루어졌으며, 대표적 사례로 미국 텍사스주(Sunkari et al.
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참고문헌 (21)

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  21. Zimmerman K. (2007), Additional Dilemma Zone Protection for Trucks at High-Speed Signalized Intersections, Transp. Res. Rec., 2009, 82-88. 

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