[논문]도로전광표지를 이용한 국도우회정보 제공이 고속도로 운영에 미치는 효과 분석 -영동고속도로를 중심으로-

양선필; 최윤택; 이강훈; 한음; 윤일수

doi:10.7855/ijhe.2015.17.6.097

문제 정의

본 연구는 한국도로공사가 운영 중인 영동고속도로 및 서해안고속도로에 설치된 VMS를 이용하여 국도우회정보를 표출하였을 때 고속도로 병목구간을 회피하기 위하여 국도를 통해 우회하는 고속도로 교통량의 우회율을 분석하고자 한다. 본 연구의 시간적 범위로는 2013년 11월 30일부터 2014년 3월 30일까지이며, 공간적 범위로는 영동고속도로 용인IC~문막IC와 42번국도 용인~문막 구간과 서해안고속도로 매송IC~서평택IC와 39번국도 양촌~서평택 구간을 대상구간으로 한다(Yang, 2014).
본 연구에서는 2014년 1월 18일 영동고속도로 여주IC~문막IC의 우회교통량을 이용하여 고속도로 본선에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 본선의 정체길이는 7.
본 연구에서는 한국도로공사에서 운영 중인 영동고속도로와 서해안고속도로의 반복되는 지정체를 해소하고자 국토교통부와 협력하여 고속도로 본선에 설치된 VMS에 국도우회정보를 제공하고자 하였다. 2013년 11월 30일부터 2014년 3월 30일 까지 4개월의 시범운영을 실시하였으며 대상구간은 영동고속도로의 용인IC~ 문막IC와 서해안고속도로 매송IC~서평택IC로 선정되었다.
이러한 배경에서 VMS를 국도우회정보 제공 시 차량이 얼마나 우회하는지 산정하고 그에 따른 고속도로 본선의 지·정체 변화에 대한 효과분석을 하는 것이 본 연구의 목적이다.

가설 설정

여기서 교통량은 exTMS에서 제공하는 구간교통량이며, 차로 수는 여주IC~문막IC 구간의 3차로, 차두거리는 고속도로 평균 10m를 가정하였다. 속도의 경우는 분석대상 구간의 거리와 평균 정체길이 2.

제안 방법

VMS를 통한 국도우회정보 제공 시 본선통과교통량과 국도우회교통량에 대하여 차량운행비용과 시간가치비용을 산정하였으며, 국도우회정보를 제공하지 않는다고 가정하였을 때, 본선교통량에 대하여 비용을 산정하였다.
본 연구에서는 고속도로 VMS에서 국도우회정보를 제공 시 차량의 우회율을 하이패스 데이터 매칭방식으로 실측한 뒤 전체 교통량으로 추정하였다. 이러한 방식은 SP 조사와 달리 실제 적용된 데이터를 가지고 분석하였다는 점에 큰 차이가 있다.
본 연구에서는 한국도로공사의 DSRC데이터와 국도 VDS 데이터를 이용하여 2014년 1월 18일 영동고속도로 여주IC~문막IC 구간의 VMS 국도우회정보 표출로 2,338대의 차량의 국도우회로 인한 효과분석을 하였다. 우회도로를 이용함으로써 출구지점인 여주IC와 입구지점인 문막IC의 교통량을 전년도(국도우회정보 미시행) 교통량과 비교하여 살펴보면 다음 그림과 같다.
이는 시간적 범위가 겨울로 한정되었기 때문에 스키장이 밀집한 영동고속도로의 교통량의 집중현상으로 기인한 것으로 판단되었다. 분석 방법은 기존연구에서는 설문을 통한 SP 조사로 모형을 산출하여 우회율을 산정하였지만, 본 연구에서는 진출IC의 하이패스 데이터와 진입IC의 하이패스 데이터를 매칭하여 우회교통량을 추정하였다. 설 명절인 2014년 1월 29일 영동고속도로의 경우 여주IC~문막IC 구간에서 203분간 VMS를 통한 국도우회정보 제공 시 1,171대의 교통량이 우회하였으며 우회율은 14.
(2010)의 연구에서는 고속도로에 설치된 VMS의 교통정보제공으로 인한 운전자들의 우회율에 미치는 영향을 분석하였다. 분석은 고속도로 운전자를 대상으로 설문조사를 수행하고 우회여부를 결정짓는 중요요소인 통행시간을 적용하여 우회율을 산출하였다. 산출한 우회율을 가지고 폐쇄식 영업소 3개소에서 실제 교통량을 적용한 결과 서평택IC 6%, 서이천IC 6.
우회율 산정 방식은 VMS에 국도우회정보가 표출된 시점부터 exTMS의 구간교통량을 이용하여 고속도로 본선 교통량을 산정하고, 대상구간 내 진출가능한 IC의 하이패스 이용 차량 자료와 진입가능한 IC의 하이패스 이용 차량 자료를 매칭하였다. 이를 통해 대상구간 내에서 고속도로를 빠져나가 우회도로를 통해 고속도로 병목구간을 우회한 후 다시 고속도로로 진입한 차량인 우회차량을 확인한 후 우회율을 산정하였다.
하이패스 자료를 가지고 여주IC의 하이패스 이용 진출 차량과 문막IC의 하이패스 이용 진입 차량을 매칭하여 우회차량 수를 계산하였다. 우회차량 수와 여주IC의 진출방향 하이패스 이용률 55%를 적용하여 우회교통량을 추정하였다. Table 2와 같이 국도우회정보를 303분 동안 표출하였을 때 하이패스 기준 우회차량은 1,286대로 나타났으며 하이패스 이용률을 적용하였을 때 총 2,338대의 차량이 국도로 우회한 것으로 추정되었다.
이를 통해 대상구간 내에서 고속도로를 빠져나가 우회도로를 통해 고속도로 병목구간을 우회한 후 다시 고속도로로 진입한 차량인 우회차량을 확인한 후 우회율을 산정하였다. 이렇게 산정된 우회율을 출구IC TCS 이용 차량에도 동일하게 적용하여 전체 우회차량 대수를 추정하였다.
국도우회정보를 VMS를 통해 제공함으로써 고속도로 교통량이 줄어듦에 따라 고속도로 본선의 교통상황이 어떻게 변하는지 확인할 필요가 있다. 이를 위하여 차량 우회로 인하여 변화된 고속도로의 정체길이와 통행속도를 구하였다.
우회율 산정 방식은 VMS에 국도우회정보가 표출된 시점부터 exTMS의 구간교통량을 이용하여 고속도로 본선 교통량을 산정하고, 대상구간 내 진출가능한 IC의 하이패스 이용 차량 자료와 진입가능한 IC의 하이패스 이용 차량 자료를 매칭하였다. 이를 통해 대상구간 내에서 고속도로를 빠져나가 우회도로를 통해 고속도로 병목구간을 우회한 후 다시 고속도로로 진입한 차량인 우회차량을 확인한 후 우회율을 산정하였다. 이렇게 산정된 우회율을 출구IC TCS 이용 차량에도 동일하게 적용하여 전체 우회차량 대수를 추정하였다.
하이패스 자료를 가지고 여주IC의 하이패스 이용 진출 차량과 문막IC의 하이패스 이용 진입 차량을 매칭하여 우회차량 수를 계산하였다. 우회차량 수와 여주IC의 진출방향 하이패스 이용률 55%를 적용하여 우회교통량을 추정하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 한국도로공사에서 운영 중인 영동고속도로와 서해안고속도로의 반복되는 지정체를 해소하고자 국토교통부와 협력하여 고속도로 본선에 설치된 VMS에 국도우회정보를 제공하고자 하였다. 2013년 11월 30일부터 2014년 3월 30일 까지 4개월의 시범운영을 실시하였으며 대상구간은 영동고속도로의 용인IC~ 문막IC와 서해안고속도로 매송IC~서평택IC로 선정되었다. 정보제공방식은 대상구간의 통행시간이 대안구간(국도)보다 10분 늦은 시점부터 진출가능 IC 전방 VMS 2개소에서 국도우회정보를 표출하였다.
2013년 11월 30일부터 2014년 3월 30일까지 4개월간 설 명절과 주말 동안 고속도로의 소요시간이 국도 소요시간보다 10분 길 때 VMS 국도우회정보를 표출하였다. 특히, 극심한 교통혼잡이 발생하는 설 명절 기간 동안 VMS 국도우회정보는 3일 동안 13회 제공되었다.
하지만 설 명절의 경우 운전자는 고속도로의 정체에 대해서는 VMS에서 제공하는 교통정보에 대하여 주말보다 신뢰성있게 반응하기 때문에 10%에 가까운 우회율을 보이고 있다. 본 연구의 세부분석에서는 특송기간과 주말기간에 우회율이 높은 지역인 영동선을 대상으로 분석하였으며, 서해안선의 경우 주말우회율이 낮아 제외하였다.
본 연구는 한국도로공사가 운영 중인 영동고속도로 및 서해안고속도로에 설치된 VMS를 이용하여 국도우회정보를 표출하였을 때 고속도로 병목구간을 회피하기 위하여 국도를 통해 우회하는 고속도로 교통량의 우회율을 분석하고자 한다. 본 연구의 시간적 범위로는 2013년 11월 30일부터 2014년 3월 30일까지이며, 공간적 범위로는 영동고속도로 용인IC~문막IC와 42번국도 용인~문막 구간과 서해안고속도로 매송IC~서평택IC와 39번국도 양촌~서평택 구간을 대상구간으로 한다(Yang, 2014).
2013년 11월 30일부터 2014년 3월 30일 까지 4개월의 시범운영을 실시하였으며 대상구간은 영동고속도로의 용인IC~ 문막IC와 서해안고속도로 매송IC~서평택IC로 선정되었다. 정보제공방식은 대상구간의 통행시간이 대안구간(국도)보다 10분 늦은 시점부터 진출가능 IC 전방 VMS 2개소에서 국도우회정보를 표출하였다. 영동고속도로의 경우 설 명절 3일과 주말 6일 동안 VMS 국도우회정보가 표출되었다.

성능/효과

4개월 동안 용인IC~문막IC 구간과 매송IC~서평택IC 구간에서 우회도로가 고속도로보다 10분 빠른 통행시간을 가진 횟수는 영동고속도로 6일, 서해안고속도로 1일로 나타났다. 영동고속도로의 경우 토요일은 하행방향에 국도우회정보가 제공되었으며, 일요일은 상행방향에 정보가 제공되었다.
VMS 국도우회정보 표출로 인한 2,338대 교통량의 국도우회로 인해 고속도로 본선 정체길이는 7.8km 감소하였으며, 속도는 5.1km/h 증가한 것으로 분석된다.
국도우회정보를 제공하지 않았다고 가정하고 우회교통량을 본선에 적용하여 차량운행비용과 시간가치비용을 산정한 결과 총 통행비용은 250.5백만 원으로 산출되었다. 이러한 결과는 VMS 국도우회정보 제공 시 45.
(2005)의 연구는 국도와 고속도로의 도로망에 FTMS와 RTMS의 실시로 인한 효과를 SP 기법으로 우회율에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 우회국도의 정보를 알지 못할 경우 우회율은 4.7%였으며, 국도정보에 대하여 인지할 경우 19%~35%까지 우회율이 크게 상승한 것으로 나타났다.
3km/h 증가하는 것으로 나타났다. 또한 정보제공 전후의 통행비용을 산출한 결과 VMS 국도우회정보 제공 시 45.9백만원의 통행비용이 절감하여 영동고속도로 및 서해안고속도로의 일부구간에서 VMS를 통한 국도우회정보 제공이 고속도로 정체 감소에 효과가 있음을 나타내고 있다. 하지만 다양한 우회도로로 인해 교통정보 수집 및 시간대별 분석과 및 국도우회정보 미제공 시의 우회교통량 산정방법에 한계가 존재한다.
본 연구에서는 2014년 1월 18일 영동고속도로 여주IC~문막IC의 우회교통량을 이용하여 고속도로 본선에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, 본선의 정체길이는 7.8km 감소하였으며 평균통행속도는 5.3km/h 증가하는 것으로 나타났다. 또한 정보제공 전후의 통행비용을 산출한 결과 VMS 국도우회정보 제공 시 45.
분석결과를 보면, VMS 국도우회정보 제공 시 영동고속도로가 우회도로 우회율이 높게 나타나는 반면 서해안고속도로는 효과가 미비한 것으로 나타났다. 그 이유 중 하나는 영동고속도로와 대안노선인 국도의 노선길이의 차이가 3km에 불과하지만 서해안고속로의 경우 20.
분석은 고속도로 운전자를 대상으로 설문조사를 수행하고 우회여부를 결정짓는 중요요소인 통행시간을 적용하여 우회율을 산출하였다. 산출한 우회율을 가지고 폐쇄식 영업소 3개소에서 실제 교통량을 적용한 결과 서평택IC 6%, 서이천IC 6.3%, 용인IC 9.8%의 우회율을 나타내었다.
(2008)의 연구에서는 명절 연휴기간동안 고속도로 영업소 출구차량에 대하여 우회 설문조사를 실시하여 조사된 우회교통량을 exTMS 교통량과 비교하는 방법으로 본선 우회율을 추정하였다. 영업소 출구 차량 조사에 따른 고속도로 본선 우회율 추정 결과, 전체적으로 약 7%의 교통량이 고속도로에서 우회한 것으로 조사되었다.
(2004a)의 연구에서는 인터넷을 기반으로 하는 운전자 행태 분석용 시뮬레이터를 구축하였다. 우회도로 인지에 따라 우회율이 다른 것으로 분석하였으며, 단순유고 정보, 지체정도 정보, 우회지시 정보 순으로 우회율이 증가하는 것으로 나타냈었다.
5백만 원으로 산출되었다. 이러한 결과는 VMS 국도우회정보 제공 시 45.9백만 원의 통행비용이 절감되는 것으로 나타났다.
(2004b)는 국도변 VMS 우회정보에 대한 우회율 분석을 목적으로 국도 3호선 관련 우회도로인 신군도 2호선, 지방도 389호선, 308호선 대상으로 SP(stated preference) 설문조사를 실시함으로 운전자 행태 모형을 구축하였다. 혼잡원인, 우회의 적극성, 양적/질적 정보를 제공하였을 때의 우회율을 비교하였는데, 사고 정보, 적극적 우회유도, 질적 정보를 제공하였을 때 우회율이 가장 높은 것으로 나타났다.

후속연구

향후, VMS 국도우회정보를 통한 우회율을 이용하여, 상습정체구간의 정체해소효과를 비교 분석하고 다양한 우회도로 정보 제공이 필요할 것이다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	VMS의 장점은 무엇인가?	이러한 배경 하에 한국도로공사는 교통량 분산을 통한 지·정체를 줄이고자 2013년 11월 국토교통부와의 협력을 통해고속도로 VMS을 통해 국도우회정보를 제공하기로 하였다. VMS는 특별한 수단이나 도구를 이용하지 않고 시설을 통과할 때 실시간 소통정보, 유고정보, 기상정보, 규제정보 등 전방의 상황을 표출하기 때문에 고속도로 이용자 모두가 정보를 습득할 수 있는 장점이 있다.
	고속도로 본연의 목적인 이동성을 확보하는 방법은 어떤 것들이 있는가?	고속도로의 지₩정체를 해소하여 고속도로 본연의 목적인 이동성을 확보하기 위해서는 물리적인 도로 확장공사를 통하여 본선의 용량을 증대시키는 방법, 교통수요 관리 측면에서 차량의 고속도로 진입을 억제하는 방식, 그리고 교통운영 측면으로는 교통수요의 시간적·공간적 분산을 통해 전체 네트워크의 효율성을 높이는 방법이 있을 수 있다. 하지만, 도로 확장공사는 많은 시간과 비용이 소요되고, 교통수요 관리를 위해서는 국민적 공감대가 형성되어야 하는 등 어려움이 따른다.
	고속도로 상의지·정체로 인한 문제점들을 줄이기 위한 정부 및 관련 기관의 노력은 어떤 것이 있는가?	이러한 고속도로 상의지·정체로 인한 통행시간과 혼잡비용의 증가는 심각한 사회적 문제로 인식되고 있으며, 정부 및 관련 기관들은 이러한 혼잡을 줄이기 위하여 다양한 노력을 기울이고 있다. 이러한 노력의 일환으로서, 한국도로공사는 고속도로와 고속도로 주변 우회 가능한 일반국도 등에 CCTV, 도로전광표지(variable message sign, 이하 VMS), 차량검지기 등 첨단교통관리시스템인 exTMS 를 구축하여 교통소통 상황관리를 수행하고 있다.

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