도시고속도로 진출부 교통특성과 실시간 교통신호시스템을 위한 교통신호 제어전략 연구

Abstract

대부분의 도심지주변 도시고속도로가 지속적으로 확대되면서 발생되는 도심지 정체에 대하여 아직까지 어떠한 대책도 반영하지 못한채 도심지 내부 신호운영에 중점을 두고 신호운영을 하고 있다. 이는 도시고속도로와 일반간선도로 진출입 램프 주변 교차로에서 발생되는 상습적인 정체에 대한 연계성을 고려하여 신호운영을 하지 못한 결과로 볼 수 있는 바 본 연구에서는 현재 도시고속도로 진출램프 주변 교차로를 고려하여 신호운영기법을 적용하고자 한다. 본 연구는 현재 신호제어로써 운영되고 있는 염곡사거리(염곡동)를 중심으로 도시고속도로 진출부의 행태 분석과 인접 교차로의 TOD 및 옵셋을 실시간 제어방식으로 운영하도록 하기 위함이 본 연구의 핵심 목표이다. 또한 진출부의 대기행렬과 인접교차로 하류부의 대기행렬을 파악하여 간선도로 및 진출램프, 교차로의 통합교통제어전략을 마련하고 더 나아가 교통축 전반에 실시간 교통정보를 공유함으로써 도시부도로의 기능을 활성화하고자 하였다. 또한 실시간검지기를 이용 한 교통량 및 포화도를 실시간으로 제공받아 도시고속도로 램프교차로 주변 교차로의 주기변화를 주어 첨두시간 교통량을 좀더 빠르게 소거시켜 주는데 연구의 중점을 두었다. 본 연구는 기존의 연구되어졌던 도시고속도로 진출제어의 개념에서 도시고속도로 진출부 인접교차로 제어의 개념으로 접근하여 도시고속도로가 포화상태가 된 경우 인접교차로의 주기를 변화시켜 발생되는 교통량 변화에 따른 효과를 연구하였다. 그 결과 차량당 평균지체와 교통량에 따른 개선효과가 발생된 것으로 분석되었다. 또한 기존 실시간 검지기를 이용하였을 당시 CI교차로인 염곡동 교차로의 실시간 신호운영 자료를 분석하여 평가 하였으며 현재 염곡동교차로에는 검지기가 없어 현장에서 조사한 교통량 및 현시를 적용하여 VISSIM시뮬레이션으로 주기변화에 따른 차량당 지체도와 교통량에 대한 비교분석을 실시하였다. 그 결과 주기변화에 따른 차량당 제어지체 감소율이 감소하는 것으로 나타났으며 가장 긴 200주기 적용 시 소폭 증가하는 것으로 나타났다. 현재 염곡동교차로에서 운영되고 있는 170주기의 제어지체는 조사일 당시 차량당 평균 제어지체 값이 103 으로 나타났다. 이결과를 토대로 분석한 결과 차량당 평균지체는 190주기일 때 86으로 16.5%가 감소되어 가장 효율적으로 분석되었으며 교통량은 교차로 통과교통량과 램프 통과교통량을 비교 분석하였는데 190주기일 때 교차로 통과 교통량은 3745대/시, 진출램프 통과 교통량은 1310대/시로 분석 결과가 도출되어 첨두시간일 때 염곡동교차로 최적주기는 190으로 분석되어졌다. 본 연구는 교차로 인접램프와 교통량 특성을 비교하여 실절적인 합류부 구간의 영향권을 알아보는 것에 대해 그 중점을 두었고 램프의 통과 교통량은 VISSIM을 이용하여 램프구간내 시▪ 종점을 설정하여 보다 세밀한 분석을 하였다. 분석을 통한 결과는 교차로 내부의 통과교통량이 하류부 램프구간에 영향을 미치는 것으로 나타났으며 통과교통량에 차이는 190주기에 램프구간의 통과교통량 또한 최적화됨을 알 수 있다. 연구의 한계로는 고정된 링크길이를 적용함으로써 다양한 기하조건과 교통상황을 반영하는 시나리오를 구축하지 못 한 점이다. 또한 실시간검지기가 없어 분석자료는 현장에서 조사한 정확한 데이터를 적용하였지만 가변적인 상황을 배제한 후 VISSIM을 통한 시뮬레이션 분석을 하다 보니 보다 심도 있는 연구에 접근하지 못하였다. 향후 비균일지체를 고려하면서 교통상황에 능동적으로 대응할 수 있는 통합된 동적제어 알고리즘의 개발, 진출램프 제어의 극대화를 위해 인접 교차로를 진출램프의 영향권 범위내로 확장하여 통합 제어할 수 있는 통합 모형개발이 필요할 것으로 본다.