유정훈, 윤일수 유호인 2021-02 30463 https://aurora.ajou.ac.kr/handle/2018.oak/20300 학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :건설교통공학과,2021. 2 최근 우리나라 기후는 이상기후로 인하여 설계기준을 초과하는 집중호우가 사례가 매우 빈번하게 일어나고 있다. 기상청의 한반도 기후변화 전망 보고서에 의하면 지난 30년(1980∼2010)간 한반도의 연평균 강우량은 78mm 정도 증가하고 있으며, 온실가스 저감 대책이 상당히 실현될 경우에도 평균기온 및 강우량은 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 그러한 기후변화에 대하여 우리나라의 도로용량편람(국토해양부, 2013)에서는 강우 시 용량산정 보정계수를 제시하고 있다. 하지만 제시된 값들은 평균 강우량에 대한 기본적인 보정계수 이상이며 10mm 이상인 경우에 대하여 단일 보정계수를 제시하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도로용량편람에서 제시하고 있는 않은 빈번하게 발생하고 있는 집중호우 시에 고속도로 기본구간에서 최대교통류율의 변화와 강우량의 관계를 기반으로 새로운 용량산정 보정계수를 제시하기 위하여 연구를 수행하였다. 본 연구는 도로용량편람에서 제시된 고속도로 기본구간의 기본조건과 유사한 고속도로 구간을 대상으로 기상청에서 제공하는 시간당 강우량과 VDS 데이터와 상관관계를 분석한 결과를 토대로 포화교통류와 강우량의 연간관계를 도출할 수 있었으며, 강우량에 따라 교통류의 용량이 5.67∼27.37% 감소하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 도로용량편람에서 제시하고 있는 않은 강우 10mm 이상 상황에서 용량산정 보정계수 제시하였다. 10mm 이상의 강우그룹을 10mm/h 이상 ∼ 15mm/h미만, 15mm/h이상 ∼ 20mm/h미만, 20mm/h이상 ∼ 30mm/h 미만, 30mm/h이상 구간으로 추가 산정하고 강우 시 그룹별 용량의 적정성을 Greenshield 모형을 통해 검증하고 새로운 보정계수를 제안하였다. 이러한 용량산정 보정계수를 활용하여 집중호우와 같은 기상악화 상황에서 보다 효율적으로 고속국도를 관리할 수 있을 것으로 기대된다. 제1장 서론 1 제1절 연구의 배경 및 목적 1 1. 연구의 배경 1 2. 연구의 목적 2 제2절 연구의 범위 및 수행절차 3 1. 연구의 범위 3 2. 연구의 방법 및 수행절차 3 제2장 관련 이론 및 연구 고찰 5 제1절 교통류 모형 5 제2절 국내 연구 고찰 12 1. 도로용량편람 12 2. 국내 용량산정 방법 관련 연구 16 제3절 국외 연구 고찰 21 1. Highway Capacity Manual 21 2. 기타 국가 25 3. 국외 용량산정 방법 관련 연구 26 제4절 강우시 용량산정 관련 연구 고찰 29 제5절 시사점 42 제3장 고속도로 기본구간 특수상황의 용량산정 방법론 개발 43 제1절 고속도로 기본구간 특수상황 용량산정 현황 43 1. 개요 43 2. 악천후를 고려한 용량산정 44 3. 기존 방법의 한계 및 시사점 46 제2절 용량산정을 위한 강우 강도의 재설정 47 1. 강우 강도의 재산정 필요성 47 2. 강우 강도의 재산정 50 제3절 용량산정을 위한 방법론 선정 54 1. 기존 용량산정 방법 비교 54 2. 악천후를 고려한 용량산정 방법 선정 58 제4장 강우강도 확대에 따른 용량 및 보정계수 산정 59 제1절 데이터 수집 59 1. 데이터 수집의 기본 방향 및 절차 59 2. 강우량 데이터 60 3. 교통량 데이터 62 제2절 수집 데이터의 전처리 및 보정 66 1. 데이터 전처리 및 보정의 필요성 66 2. 데이터 전처리 67 3. 중차량 보정계수 산정 68 제3절 강우강도 확대에 따른 용량산정 73 1. 용량산정 방법 73 2. 교통량-속도 관계 분석 75 3. 속도-밀도 회귀식 도출 81 4. 교통량-밀도함수 산정 85 5. 최대 교통량, 임계 속도, 임계 밀도 추정 88 제4절 강우량에 따른 용량 분석 및 보정계수 추정 97 1. 전체노선 선형회귀분석 결과 97 2. 경부고속도로 서울TG∼신갈JC 선형회귀분석 결과 98 3. 중부고속도로 동서울TG∼산곡JC 선형회귀분석 결과 99 4. 제2중부고속도로 경기광주JC∼곤지암IC 선형회귀분석 결과 99 5. 종합결과 100 6. 강우량에 따른 용량 분석 및 보정계수 산정 101 제5장 결론 및 향후 연구과제 103 제1절 결론 103 제2절 연구의 한계 105 제3절 향후 연구과제 106 참고문헌 108 제2언어초록 112 kor The Graduate School, Ajou University 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. 강우강도 확대에 따른 고속도로 기본구간의 용량산정 연구 Study on the Capacity Estimation of the Basic Freeway Section by the Expansion of Rainfall Strength Thesis 아주대학교 일반대학원 일반대학원 건설교통공학과 2021. 2 Doctoral I804:41038-000000030463 http://dcoll.ajou.ac.kr:9080/dcollection/common/orgView/000000030463 강우시 도로용량감소율 용량산정 보정계수 In recent years, severe heavy rains exceeding the design standards are very frequent in Korea's climate due to abnormal climate. According to the Meteorological Administration's Report on the Forecast of Climate Change on the Korean Peninsula, the average annual rainfall on the Korean Peninsula for the past 30 years (1980-2010) has increased by 78mm, and even when measures to reduce greenhouse gas are implemented considerably, the average temperature and rainfall are expected to increase continuously. For such climate change, the Korean Highway Capacity Manual (2013) presents a correction factor for calculating the capacity during rainfall. However, the suggested values are more than the basic adjustment factor for the average rainfall, and a single adjustment factor is suggested for the case of 10mm or more. Therefore, in this study, a study was conducted to suggest a new capacity calculation adjustment factor based on the relationship between the change in the maximum traffic flow rate and rainfall in the basic section of the expressway during concentrated heavy rains that occur frequently, which are not suggested in the manual. This study can derive the annual relationship between saturated traffic flow and rainfall based on the results of analyzing the correlation with the hourly rainfall and VDS data provided by the Meteorological Agency for expressway sections similar to the basic conditions of the expressway basic section suggested in KHCM. It was analyzed that the volume of traffic flow decreased by 5.67~27.37% depending on the rainfall. Therefore, in this study, the correction factor for capacity calculation is presented in the situation of rainfall over 10mm, which is not suggested in the road capacity manual. Rainfall groups of 10 mm or more are additionally calculated in sections 10 mm/h or more and less than 15 mm/h, 15 mm/h or more and less than 20 mm/h, 20 mm/h or more and less than 30 mm/h, and 30 mm/h or more. It is expected that highways can be managed more efficiently in bad weather conditions such as torrential rains by utilizing these capacity calculation correction factors.