실시간 신호제어 시스템의 포화도 산정 개선 방안 연구

Abstract

본 논문은 실시간 신호제어시스템에서 현재 루프검지기를 기반으로 사용되고 있는 포화도 DS를 개선하기 위해, 영상검지기를 활용하여 포화도 X를 적용할 경우 그 효과를 연구하는데 있다.

현재 운영되고 있는 실시간 신호제어시스템에서 사용되고 있는 포화도 DS는 동일한 교통상황 하에서 일정한 값을 나타내어야 함에도, 불안정한 산포를 나타내는 등의 단점을 가지고 있고, 또한 루프검지기를 기반으로 한 시스템이므로, 알고리즘 및 모든 제어전략이 루프검지기에 근거를 둔 것으로서, 지점정보를 토대로 교통수요를 예측함으로 인한 예측의 한계성을 가지고 있다.

본 논문에서는 포화도 X와 DS의 실시간 신호제어 적용시 효과를 비교하기 위하여 시뮬레이션은 CORSIM 모형을 이용, 포화도 X와 DS에 대한 V/C=1.0, 교통량, 기하구조는 동일상황 및 조건을 주고, 포화도 X에 따른 신호현시값 과 포화도 DS에 따른 신호 현시 값을 변수로 주어 시뮬레이션을 수행하였다.

연구범위 및 방법은 시간적 범위로서 신호주기 10회를 대상으로 하였고, 공간적 범위는 4지 독립교차로로 한정하였다. 초기셋팅값으로 X와 DS 값을 산출하고 이를 이용하여 적정주기, 배리어폭, 이동류의 녹색시간을 구하여, 다시 시뮬레이션의 입력값으로 하여 10회 반복 시행하였다.

시뮬레이션 상에서 설치된 검지기에서 올라오는 자료는 1초 간격으로 데이터를 수집하였고, 수집된 데이터는 포화도 X와 DS를 이용하여 산출된 적정주기 길이로 묶어 포화도별로 가공 하였다. 효과척도는 평균속도와 평균지체를 채택하여 X와 DS의 효율성을 비교하였다. 실험결과 포화도 X와 DS를 이용한 주기 및 현시 산정시, 주기는 같은 길이로 변화되었으나 ,현시배분에서는 차이를 보였으며, 포화도 X에 의해 계산된 현시는 동서남북 방향의 현시가 골고루 배분되는데 반하여, 포화도 DS에 의해 계산된 현시는 동서방향으로 현시가 점점 치우치는 경향을 나타남을 알 수 있었다.

결론적으로. X의 지체와 DS의 지체 비교시 X의 지체가 27% 적었으며, X의 평균속도와 DS의 평균속도 비교시 X의 평균속도가 42% 더 높았고, X의 통과교통량과 DS의 통과교통량 비교시 X의 통과교통량이 26% 더 많았으며, 전체적으로 공간기반의 포화도 X를 신호제어 시스템에 적용할 때 약 32%의 개선효과를 나타냈다. 따라서 향후 영상검지기를 기반으로 실시간 신호제어시스템의 신호시간 계획을 위한 포화도 산정시 DS보다 X의 활용이 더 나은 것으로 판단된다.