군집분석을 이용한 도시고속도로 교통류 특성 도출방안

Abstract

서울시에는 올림픽대로, 강변북로, 내부순환도로의 동서축과 동부간선도로, 서부간선도로, 북부간선도로의 남북축으로 전체적으로 순환형 도로가 구축되어 있으며 서울시 전체 도로연장 8,011km중 131km에 불과하나, 전체 교통량 15%와 화물수송량의 45%에 해당하는 통행을 담당하고 있다. 그 중 내부순환도로에서는 기하구조 및 교통량, 돌발 상황으로 인한 정체로 본연의 역할에 미흡한 실정이다. 또한 과거 교통류관리 차원의 램프미터링은 램프 진입 시민들의 민원으로 실시하지 못하였고, 선형기하구조 및 터널 부근에서의 사고발생과 진출입램프 구간의 혼잡이 가중되어 인접 도로에까지 영향을 주어 시급한 교통류 관리 대책이 필요하다.

모든 도로는 도로용량편람 및 설계지침에 준거하여 도로설계 및 운영 중에 있으나 도로유형별 특히 도시 고속도로의 교통류 특성을 반영하고 있지 못하여 현재 구축되어 있는 실시간 제어 및 돌발 상황 관리 등의 FTMS는 관리자에 의해 자동이 아닌 수동으로 이루어지고 있고, 현재 교통류의 유형분류가 도로상에 설치된 검지기의 수집된 데이터로부터 자동 분류가 되고 있지 않으므로 네트워크 제어를 하는 데는 문제가 있다. 그러므로 도시고속도로의 교통류의 유형을 세분화하여 도시고속도로 교통류 실시간 제어중 가변속도제어를 위한 도시고속도로상의 교통류 유형분류 세분화 및 교통류 상태간 전이점을 파악하여, 도시고속도로 교통류 유형분류를 수행하기 위한 근거를 제시하였다.

그 결과 내부순환도로의 교통류 특성 분석을 위한 패턴 분석을 통해 제한 속도별로 다양한 중심값과 임계 속도 및 밀도를 산출하여 그 효과를 시뮬레이션을 통해 검증해보았다. 특히 패턴 분석을 통해 산출된 교통류 특성의 중심값은 연속류 도로의 교통류 특성을 대표하고, 실시간 제어를 위한 기초 자료로 활용하여 적용하였다.

본 연구의 기대효과로는 도시고속도로와 같은 연속 교통류의 군집분석을 통한 이력 데이터를 교통운영 및 동적 제어를 위한 기초 자료로 활용하고, 이를 가변속도제어를 통한 안정된 교통류 운영 자료로 제공하여, 사고 감소를 통한 안전을 증진시키고 더불어 적정 속도 제공을 통한 혼잡도로 구간의 정체를 완화할 수 있을 것으로 기대된다.