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Freeway Design Capacity Estimation through the Analysis of Time Headway Distribution

차두시간분포 분석을 통한 고속도로 설계용량 산정모형의 개발

  • 김점산 (경기개발연구원 교통정책연구부) ;
  • 박창호 (서울대학교 지구환경시스템공학부)
  • Received : 2005.10.13
  • Accepted : 2006.02.20
  • Published : 2006.03.30

Abstract

This study is to develop an estimation method of freeway design capacity through the analysis of time headway distribution in continuum flow. Traffic flow-speed diagram and time headway distribution plotted from individual vehicle data shows: a) a road capacity is not deterministic but stochastic, b) time headway distribution for each vehicle speed group follows pearson type V distribution. The freeway design capacity estimation model is developed by determining a minimum time headway for capacity with stochastic method. The estimated capacity values for each design speed are lower when design speed ${\leq}80km/h$, and higher when design speed ${\geq}106km/h$ in comparison with HCM(2000)'s values. In addition, The distinguish difference is that this model leads flexible application in planning level by defining the capacity as stochastic distribution. In detail, this model could prevent a disutility to add a lane for only one excess demand in a road planning level.

본 연구에서는 개별차량의 차두시간분포 분석을 통해 고속도로 설계용량 산정모형을 개발하였으며 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 교통류 기본관계와 차두시간 분포특성을 분석한 결과, 1) 개별차량 자료로부터 작성한 속도-교통량 관계는 선형을 이루지 않고 상당한 편차가 있는 분포를 이루고 있었으며, 2) 속도별 차두시간의 통계적 분포는 Pearson type V 분포의 형태로 추정하였을 경우 통계적 검정값이 가장 우수하였다. 새로운 고속도로 설계용량 산정모형은 기존 미국 도로용량편람의 용량의 정의에 본 연구의 결과인 속도별 최소차두시간의 통계적 정의를 포함시킴으로써 개발하였다. 새로운 고속도로 설계용량 산정모형에 의해 설계속도별로 산정한 용량수준을 기존의 용량편람에서 제시한 용량과 비교한 결과, 본 연구에서 제시한 도로설계 시 기준용량은 설계속도 80km/h 이하에서는 기존 용량편람보다 낮게, 설계속도 106km/h 이상에서는 기존 용량편람보다 높게 평가되었다. 더불어 본 연구 결과와 기존 용량편람의 큰 차이점은 용량을 확률분포로 정의함으로써 도로 설계 시 용량수준을 유연하게 적용할 수 있다는 사실이다. 다시 말해 본 연구는 도로설계 시 차로수 산정에 있어 기존의 단 한대의 추가 수요가 발생하더라도 한 차로를 추가하여야 하는 비효용에 대한 이론적 반론을 제시하고 있다.

Keywords

References

  1. 김점산, 황준환, 이성모, 박창호 (2003) 실시간 동적용량산정 기법에 관한 연구, 대한국토 . 도시계획학회지, 국토계획, 제38권 제2호(통권127호), pp. 145-155
  2. 김점산, 고승영 (2005) 교통제어를 위한 고속도로 용량 산정에 관한 연구, 대한교통학회지, 대한교통학회, 제23권 제3호(통권 81호), pp. 137-147
  3. Averill, M. Law, and W. David Jelton (1991) Simulation Modeling & Analysis, McGraw-Hill Book Co., Singapore, pp. 339
  4. Chang, M. S., and Kim, Y. G. (2000) Development of Capacity Estimation Method from Statistical Distribution of Observed Traffic Flow, Transportation Research Circular, E-C018, pp. 299-309
  5. Hall, F. L., and K. Agyemang-Duah (1991) Freeway Capacity Drop and the Definition of Capacity, Transportation Research Record 1320, pp. 91-98
  6. Hyde, T. and Wright, C. C. (1986) Extreme value methods for estimating road traffic capacity, Transportation Research, Part B, Vol. 20, No.2, pp. 125-138 https://doi.org/10.1016/0191-2615(86)90003-2
  7. May, A. D. (1990) Traffic Flow Fundamentals, Prentice-Hall, Inc. A Division of Simon & Svhuster Englewood Cliffs, New Jersey, pp. 11-34, 160-187
  8. Reilly, W. R., Harwood, D. W, Schoen, J. M., Kuehl, R. O., Bauer, K., and St. John, A. D. (1988) Capacity and Level of Service Procedure for Multilane and Suburban Highways, Preliminary Draft Final Report. NCHRP, TRB, National Research Council, Washington, D. C
  9. Transportation Research Board (2000) Highway Capacity Manual, NCHRP, TRB, National Research Council, Washington, D. C, pp. 2.1-2.6, 13.1-13.30, 23.1-23.30
  10. U.S. DOT Federal Highway Administration (1985) Freeway Data Collection for Studying Vehicle Interactions Technical Report, FHWA, Washington, D. C
  11. Wayne, K. Kittelson, and Roger, P. Roess (2001) Highway Capacity Analysis after the HCM 2000, 80th TRB Annual Meeting