자연친화적인 급내리막 직선부에서 GHG 배출지표에 근거한 속도유지표준화 형태의 교통정온화 Effect of Traffic Calming Using Speed-Maintained Standardization on Environment-Friendliness of Downward Slope Location based on GHG Emission Indicators원문보기
PURPOSES: In this paper, the effectiveness of speed-maintained standardization in road geometry on environmental impact at a downward slope location, based on greenhouse gas (GHG) emission indicators, was studied. Specifically, the aim of this study was to ascertain whether speed-maintained standard...
PURPOSES: In this paper, the effectiveness of speed-maintained standardization in road geometry on environmental impact at a downward slope location, based on greenhouse gas (GHG) emission indicators, was studied. Specifically, the aim of this study was to ascertain whether speed-maintained standardization resulted in decreased $CO_2$ emissions as well as noise pollution, due to reduced vehicle speeds. METHODS : In this study, speed-maintained standardization in road geometry was proposed as a means to reduce vehicle speeds, with a view to reducing $CO_2$ emissions and noise pollution. This technique was applied at a downward slope location. The vehicle speeds, $CO_2$ emissions, and noise levels before and after application of speed-maintained standardization were compared. RESULTS: It was found that speed-maintained standardization was effective as a means to reduce speed, as well as $CO_2$ emissions and noise pollution. By applying speed-maintained standardization, it was confirmed that vehicle speeds were reduced consistently. As a result, $CO_2$ emissions and noise levels were decreased by 9% and 11%, respectively. CONCLUSIONS : This study confirmed that speed-maintained standardization in road geometry is effective in reducing vehicle speeds, $CO_2$ emissions, and noise levels. Moreover, there is further scope for the application of this method in the design of roads in urban and rural areas, as well as in the design of highways.
PURPOSES: In this paper, the effectiveness of speed-maintained standardization in road geometry on environmental impact at a downward slope location, based on greenhouse gas (GHG) emission indicators, was studied. Specifically, the aim of this study was to ascertain whether speed-maintained standardization resulted in decreased $CO_2$ emissions as well as noise pollution, due to reduced vehicle speeds. METHODS : In this study, speed-maintained standardization in road geometry was proposed as a means to reduce vehicle speeds, with a view to reducing $CO_2$ emissions and noise pollution. This technique was applied at a downward slope location. The vehicle speeds, $CO_2$ emissions, and noise levels before and after application of speed-maintained standardization were compared. RESULTS: It was found that speed-maintained standardization was effective as a means to reduce speed, as well as $CO_2$ emissions and noise pollution. By applying speed-maintained standardization, it was confirmed that vehicle speeds were reduced consistently. As a result, $CO_2$ emissions and noise levels were decreased by 9% and 11%, respectively. CONCLUSIONS : This study confirmed that speed-maintained standardization in road geometry is effective in reducing vehicle speeds, $CO_2$ emissions, and noise levels. Moreover, there is further scope for the application of this method in the design of roads in urban and rural areas, as well as in the design of highways.
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문제 정의
또한 속도유지표준화 적용 전과 적용 후의 분석결과를 비교하여 개선효과를 검증하고자 한다. 결과적으로 속도유지표준화를 통해 차량 주행속도를 일정하게 유도하고, 이산화탄소(CO2)배출량, 소음발생량을 감소시킴으로써 자연친화적인 급내리막 직선부도로의 친환경적이고 효과적인 개선방법으로 속도유지표준화를 제안하고자 한다.
)배출량, 소음발생량을 분석하고자 한다. 또한 속도유지표준화 적용 전과 적용 후의 분석결과를 비교하여 개선효과를 검증하고자 한다. 결과적으로 속도유지표준화를 통해 차량 주행속도를 일정하게 유도하고, 이산화탄소(CO2)배출량, 소음발생량을 감소시킴으로써 자연친화적인 급내리막 직선부도로의 친환경적이고 효과적인 개선방법으로 속도유지표준화를 제안하고자 한다.
이에 따라 본 연구에서는 에코드라이빙(친환경운전)의 방법으로 기하구조를 평면적으로 개선하는 속도유지표준화의 적용을 기준으로 하여 차량 주행속도와 이산화탄소(CO2)배출량, 소음발생량을 분석하고자 한다. 또한 속도유지표준화 적용 전과 적용 후의 분석결과를 비교하여 개선효과를 검증하고자 한다.
제안 방법
)배출량 분석방법이다. 개선전주행방식의 분석방법과 마찬가지로 이산화탄소(CO2)배출량 분석의 적용식과 이산화탄소 (CO2)배출량 할증계수를 이용하여 개선후주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량을 분석한다.
3은 곡선반경과 직선부 구간 길이를 나타냈다. 곡선부 구간에서 적정속도를 유지하기 위하여 설계속도(허용속도)와 곡선반경의 관계식에 따른 곡선반경의 최대값의 적용을 제안한다. 직선부 구간에서 속도 증가 허용률(%) 이상의 가속을 억제하기 위하여 차량 가•감속 거리 산출식에 따라 산출된 직선부 길이의 최대값의 적용을 제안한다.
본 연구에서는 자연친화적인 급내리막 직선부에서 급 곡선부와 직전의 직선부에서 속도유지표준화의 적용을 기준으로 개선전주행방식과 개선후주행방식으로 나누어 분석하고 비교하였다. 개선 전•후 주행방식의 주행 속도, GHG 배출지표인 이산화탄소(CO2)배출량, 소음 발생량을 분석한 결과, 개선전주행방식에 비하여 개선후주행방식에서 주행속도는 일정하게 유지되었고, 이산화탄소(CO2)배출량은 9%, 소음발생량은 11%가 감소한 것을 알 수 있었다.
다음은 소음발생량 분석방법의 개요이다. 소음발생량 분석방법은 속도유지표준화의 적용을 기준으로 개선전주행방식과 개선후주행방식으로 나누어 분석한다. 이는 Steven, Heinz(2005)의 식을 이용하여 분석한다.
다음은 주행속도 분석방법의 개요이다. 주행속도분석 방법은 속도유지표준화의 적용을 기준으로 개선전주행 방식과 개선후주행방식으로 나누어 분석한다.
직선부 구간에서 속도 증가 허용률(%) 이상의 가속을 억제하기 위하여 차량 가•감속 거리 산출식에 따라 산출된 직선부 길이의 최대값의 적용을 제안한다.
대상 데이터
GHG 배출지표란 단위 주행거리 및 운행시간당 연료소비량을 기반으로 한 GHG 배출량을 의미한다. 본 연구는 이산화탄소(CO2) 중심으로 한다(교통안전공단).
이론/모형
다음은 개선후주행방식의 주행속도 분석방법이다. U.S. Department Of Transportation(2000)의 곡선반경에 의한 설계속도 식을 이용하여 분석한다. 이때, 편경사는 +2%가 적용된다.
이산화탄소(CO2)배출량 분석방법은 속도유지표준화의 적용을 기준으로 개선전주행방식과 개선후주행방식으로 나누어 분석한다. 이는 국립환경과학원(2011)의 식을 이용한다.
성능/효과
개선 전•후 주행방식의 주행 속도, GHG 배출지표인 이산화탄소(CO2)배출량, 소음 발생량을 분석한 결과, 개선전주행방식에 비하여 개선후주행방식에서 주행속도는 일정하게 유지되었고, 이산화탄소(CO2)배출량은 9%, 소음발생량은 11%가 감소한 것을 알 수 있었다.
7은 속도유지표준화의 적용을 기준으로 개선 전•후 주행방식의 소음발생량을 주행거리에 따라 비교한 그래프이다. 개선전주행방식의 소음발생량은 시점에서 부터 증가하여 종점 곡선부 인지시점인 260m지점에서 최대소음발생량 78.4dB이 발생하는 것으로 나타났으며, 개선후주행방식의 속도유지표준화 적용으로 속도가 40km/h로 유지되는 정속주행방식이므로 소음발생량이 69.5dB로 일정한 것으로 나타났다.
6은 속도유지표준화의 적용을 기준으로 개선 전•후 주행방식의 주행속도를 주행거리에 따라 비교한 그래프이다. 개선전주행방식의 주행속도에서 시점에서부터 가속하여 종점 곡선부 인지시점인 260m지점에서 최대속도 72km/h까지 도달하며, 이후부터 종점까지 감속하는 것으로 나타났다. 개선후주행방식의 주행속도는 40km/h로 정속주행하는 것으로 나타났다.
개선후주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량은 본 연구의 속도유지표준화의 적용으로 속도가 40km/h로 유지되는 정속주행방식이므로 143.6g/km로 일정하게 나타난다.
5dB으로 일정하게 발생했다. 결과적으로 개선전주행방식의 소음발생량을 기준으로 11%의 감소효과가 나타났다. 따라서 속도유지표준화는 속도를 일정하게 유도하여 속도가 감소하기 때문에 소음발생량 또한 일정하게 개선되어 감소시킬 수 있다.
6g/km로 일정 하게 배출되었다. 결과적으로 개선전주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량을 기준으로 9%의 감소효과가 나타났다. 따라서 속도유지표준화를 적용하면 가속주행하는 것을 막을 수 있기 때문에 이산화탄소(CO2)배출량을 감소시킬 수 있다.
그에 비해 개선후주행방식은 속도유지표준화를 이용하여 도로 기하구조에 의해 물리적으로 속도제어를 할 수 있다. 결과적으로 개선전주행방식의 주행속도는 최고속도지점에서 72km/h까지 가속한 것에 반해 개선후주행방식의 주행속도에서 40km/h로 유도할 수 있었다. 따라서 속도 유지표준화를 이용하여 도로제한속도를 준수하도록 할 수 있다는 것을 알 수 있다.
그러므로 개선 전•후 주행방식의 누적이산화탄소(CO2)배출량을 주행거리에 따라 비교함으로써 개선전주행방식의 누적이산화탄소(CO2)배출량보다 개선후주행방식의 누적이산화탄소(CO2)배출량이 더 적음을 알 수 있다.
6g/393m이 감소하였다. 이 사례구간을 1km로 환산하였을 때 개선전주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량이 157.7g/km에서 개선후주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량이 143.6g/km으로 14.1g/km이 감소하였다. 이는 속도유지표준화를 적용해 개선함으로써 9%의 이산화탄소(CO2)배출량 감소효과가 있음을 알 수 있다.
해당 사례구간인 393m로 환산해 분석하였을 때 개선 전주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량이 62.0g/393m에서 개선후주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량이 56.4g/393m으로 5.6g/393m이 감소하였다. 이 사례구간을 1km로 환산하였을 때 개선전주행방식의 이산화탄소(CO2)배출량이 157.
후속연구
결과적으로 자연친화적인 급내리막 직선부도로를 주행하는 차량의 주행속도와 이산화탄소(CO2)배출량, 소음발생량이 보행자와 도로인근거주자 및 관광지 내부의 자연환경과 야생 동식물에게 피해를 야기할 수 있으므로 이를 위한 개선방안이 필요하다. 하지만 현재 자연친화적인 급내리막 직선부도로를 주행하는 차량의 가속주행과 그로 인해 발생하는 자동차 이산화탄소 (CO2)와 소음을 개선하는 효과적인 대안은 없는 실태이다.
속도유지표준화는 도로선형을 ‘S’자 형태가 되도록 하여 속도를 감소시키는 시케인 기법(정경옥 외, 2011)에서 더 나아가 기존 시케인 기법에서 고려하지 못한 차량이 주행할 수 있는 최대속도까지 고려하였다. 결론적으로, 자연친화적인 도로에서 차량의 적정속도 유지와 이산화탄소(CO2)발생량의 감소와 소음발생량의 감소효과를 유도할 수 있도록 속도유지표준화의 적용을 제안한다.
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