오르막구간 교통류제어를 위한 동적차로제어모형 개발 - 고한검 (The Graduate School, Ajou University, 2015)
오르막차로는 오르막구간에서 속도 감소가 큰 대형차의 혼입률이 증가하여 교통용량의 감소가 크게 예상되는 경우나, 대형 화물차가 허용된 최저속도 이상으로 주행할 수 있도록 하기 위하여 고속 교통류에서 저속 교통류를 분리하기 위해서 설치된다. 오르막구간 종점부는 고속도로 본선과 오르막차로 접속부가 만나는 합류부로서 1개 차로가 감소하면서 저속 자동차의 무리한 차로변경에 의한 본선합류로 인해 중차량 구성비가 증가하거나 주말이나 휴일 등 교통량(V/c)이 증가할 경우 급격한 통행속도 감소로 이어지게 된다. 이렇게 발생한 혼잡은 긴 시간동안 이어져 쉽게 해소되지 않으며 본선 상류부 방향으로 대기행렬이 형성되어 인근 고속도로 소통에 중대한 영향을 미친다. 또한, 오르막구간 종점부에서의 차로변경으로 인한 상충 및 급감속으로 인한 추돌 위험 등의 사고 위험성이 증가하기에 이에 대한 개선이 필요한 상황이다. 한국도로공사에서는 이와 같은 이동성과 안전성 측면에서 해결책을 찾고자 특송기간(명절, 연휴, 휴가철 등)동안 오르막차로를 폐쇄하는 조치를 취하고 있으나 이에 대한 세부적인 운영기준은 없는 실정이다. 오로막차로의 폐쇄 효과를 높이기 위해서는 혼잡 발생 시점부터 해소 시점까지 오르막차로를 폐쇄하고, 소통상황이 회복되었을 경우 폐쇄 조치를 해제하여 전차로 운영을 하게 하는 등 탄력적으로 오르막차로를 운영 또는 폐쇄하는 동적차로제어 방안이 효율적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 교통상황의 변동에 따라 능동적으로 대처할 수 있는 오르막구간 동적차로제어모형을 개발하여 교통상황에 기반한 동적차로제어 의사결정 및 운영방안을 제시하였다. 본 모형을 통해 오르막구간 소통상태 변화 경향 및 혼잡지속주기 등을 고려한 교통상태진단 및 이에 대응하는 오르막차로 운영 여부 결정, 오르막차로 동적 차로제어 적용과 같은 세부실행방안을 제시하였다. 소통상황에 따라 임계기준속도를 전략적으로 변동시키는 방안을 적용하여 오르막구간에서 혼잡 발생 억제 및 확산 방지, 그리고 조기 회복이 가능하도록 하였다. 위와 같이 개발된 오르막구간의 동적차로운영의 효과를 미시교통 시뮬레이션 모형인 VISSIM을 통해 분석한 결과 A형과 C형 모두 오르막구간 동적차로제어 시행 시 상시 운영이나 폐쇄 시에 비해 혼잡복구 시간 감소 및 혼잡 심각도 감소 효과가 있는 것으로 분석되었다. SSAM을 이용한 안전성 평가 결과 역시 A형과 C형 모두 추돌형 상충, 차로변경형 상충이 동적차로 운영 시 낮아진 것으로 조사되어 안전성 측면에서도 유리한 것으로 판단할 수 있다. 본 연구를 통해 오르막차로라는 교통시설을 교통상황에 따라 탄력적으로 운영하여 고속도로 오르막구간의 교통류를 동적으로 관리함으로서 이동성을 향상(혼잡 발생 억제 및 확산 방지, 조기 회복 유도)시키고 교통 안전성을 증대(사고 위험성 감소) 할 수 있도록 하는 체계화된 운영방안을 제시한데 큰 의의가 있다고 할 수 있다.
학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :건설교통공학과,2015. 8
Keywords: 고속도로; 오르막구간; 동적차로제어; 임계기준속도