본 연구의 목적은 예비타당성조사에서 수행한 도시부 간선도로 확장공사로 인한 부(-)의 편익을 산정하고 이것이 경제성 평가에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 북부간선도로 태릉-구리 간 확장사업의 실제 예비타당성조사 단계에서 통상적인 편익 산출 방법론을 적용하였으며, 공사로 인한 차량운행비용, 통행시간, 교통사고, 환경비용의 부(-)의 편익을 산출하였다. 분석 결과, 부(-)의 편익의 적용여부는 사업의 경제적 타당성 평가에 많은 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만 공사기간, 공사의 종류, 공사구간 및 교통량 등에 따라 부(-)의 편익에 많은 영향을 주는 감소되는 용량 및 자유속도가 현저하게 다를 수 있으며, 향후에는 이러한 요소와 용량 및 자유속도에 대한 상세한 연구가 필요할 것이다.
교통안전과 효율적인 교통관리의 도로교통정책이 간선도로 등 일정규모 이상의 도로에서 주로 이루어지고 있어 상대적으로 생활도로의 안전성은 열악한 상황이다. 특히, 보행자의 안전이 주가 되어야 할 주거지역의 생활권 도로까지 차량이 우선시 되는 경우가 발생하는 등 상대적으로 생활도로에 대한 개선은 이루지 못한 실정이다. 이에 본 연구는 생활도로 내 교차로 알림이 설치기준을 제시하기 위하여 광주광역시를 중심으로 현장조사를 실시하였고, 생활도로내 교차로에 영향을 미치는 영향인자와의 관계를 다중회귀분석을 통한 예측모형으로 도출하였다. 나아가 생활도로내 사고예측 모형을 통한 실측값을 제시 한 후 교차로 알림이가 설치된 지점의 값과 비교 검증하여 생활도로내 교차로 알림이 설치기준을 제시하였다. 이를 통해 생활도로 내 잦은 교통사고를 예방하고 생활도로를 이용하는 이용자들의 편의성 및 안전을 고려한 교차로 알림이 설치가 이루어 질 수 있을 것으로 기대된다.
교통혼잡을 완화하기 위한 방안 중 하나로 도로 이용자에게 교통상황 예측정보를 제공함으로써 교통량을 분산 시켜 도로 이용 효율을 증대시키는 방법이 있다. 이를 위해서는 신뢰성이 보장되고 정량적인 실시간 교통 속도 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 상황별 교통속도 분석을 기반으로 이력 속도 데이터와 이력 속도 외의 교통류에 상관관계가 있는 데이터를 LSTM 입력 데이터로 활용하였다. 정상 교통류 상황에 대응하여 속도를 예측하는 LSTM 모델과 유고상황에 대응하여 속도를 예측하는 CNN-LSTM 모델을 개발하여 유고발생 후 1시간까지 5분 단위로 교통속도 예측을 시도하였다. 모델의 검증은 테스트 데이터를 통하여 교통상황별 예측성능을 분석하였다. 그 결과 정상 교통류에서는 평균 7.43km/h, 유고상황에서는 7.66km/h의 오차율로 각각 예측되었다.
본 논문에서는 지방부 간선도로 단속류 구간(국도 42호선 양지$\~$용인구간 6km)의 통행시간정보에 관한 체계적인 수집 $\cdot$ 분석을 위해 현재 국도교통관리시스템(RTMS : Rural Trafc Management System)상에서 운영중인 차량 번호판 매칭방식 AVI 수집자료에 대한 신뢰성 검증 및 단속류 구간 통행시간 자료의 적정집락간격에 관한 연구가 수행되었다. 우선 AVI수집자료 신뢰성 검증을 위하여 번호판 매칭방식 AVI표본수집자료와 전수조사자료를 Kolmogorov-Smirnov 검증기법을 이용하여 분석한 결과 AVI 자료는 통과위주의 대표차로상에서 수집되는 관계로 전차로에 대한 수집자료와 교통특성에 차이가 있어 현재의 번호판 매칭방식 AW 표본수집자료를 통해 산출된 구간통행시간을 구간의 대표값으로 적용하는 문제는 추가 검토가 필요하다. 그리고 적정집락간격을 산출하기 위하여 통계적 추정 개념인 점추정과 구간추정을 적용하여 모형을 개발하여 적용한 결과 점추정기법이 구간추정기법보다 집락간격결정에 민감하고, 보다 정확한 적정집락간격 선정이 가능한 것으로 밝혀졌으며, 적정집락간격은 5분으로 산정되어 현재 적용되고 있는 5분 집락간격은 적정한 것으로 판단된다.
본 논문에서는 기개발된 간선도로 연동화 신호최적화 모형인 KS-SIGNAL의 최적화 수행속도를 향상시키기 위한 새로운 모형식을 개발하였다. 이를 위하여 기존 모형식의 수정, MILP 최적화 루틴의 탑재, 좌회전 현시순서와 관련한 제약식의 추가 등 3단계에 걸친 모형 개선 작업이 이루어졌으며, 그 결과 기존 모형식과 비교 99%이상의 최적화 수행시간 단축 효과를 창출하였다. 개발된 KS-SIGNAL 모형식은 여러 다양한 경우에 대해 모의실험을 실시한 결과 교통량보다는 교차로간 거리에 더욱 민감하게 반응함으로써 지체최소화모형 (TRANSYT-7F)보다는 통과폭최대화모형(PASSER-II)에 더 가까운 신호시간계획을 산출하였다. 더불어 본 모형식이 좌회전 현시순서를 최적화시키지 못하는 TRANSYT-7F 모형식과 통과폭을 최대화하나 통과폭 밖의 직진교통류를 고려하지 못하는 PASSER-II 모형식, 그리고 이들의 단점을 상호보완한 결합모형과 비교하여 더 적은 지체를 유발시키는 보다 더 효율적인 신호시간계획을 창출하는 것으로 분석되었다.
도시고속도로의 확대와 더불어 일반 간선도로에 접속되는 도시고속도로 진출램프 또한 증가하고 있으며, 진출램프가 혼잡한 간선도로 상에 접속시 간선도로에서의 차량 혼입으로 인한 혼잡 가중 및 이로 인한 진출램프에서의 대기행렬이 역류하여 도시고속도로 본선에 혼잡의 영향이 미치는 현상이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구에서는 도시고속도로 진출부 교차로 제어의 개념으로 접근하여 도시고속도로 진출차량을 포함한 간선도로에서의 교통상황(하류부 링크 포함)까지도 고려하여 간선도로가 포화된 경우, 진출램프가 포화된 경우, 간선도로와 진출램프 모두 포화된 경우로 나누어 각 교통상황별 제어전략의 효과를 분석하였으며, 제어전략의 효과에 영향을 미치는 기하조건을 반영하기 위하여 COSMOS에서 제시한 하류부 링크저장공간 200m를 기준으로 이상일 때와 이하일 때로 구분하여 전체 6가지 CASE에 대한 감응식 신호제어전략 적용 전 후의 효과를 평가하였다. 그 결과, 전체 네트워크 차원에서 하류부링크 저장공간 200m 이하일 때 CASE I${\sim}$III에서는 4.4%${\sim}$6.2%, 200m 이상일 때 CASE Ⅳ${\sim}$Ⅵ에서는 6.1%${\sim}$16.2%의 지체 감소 효과가 발생하였으며, 상대적으로 하류부 링크저장공간이 큰 네트워크에서 효과가 더욱 크게 발생한 것으로 분석되었다.
$CO_2$ 배출량은 차량의 속도와 관련이 있으며. 속도는 도로의 종류에 따라 다르게 나타난다. 그러므로 단속류 간선 도로의 차량 당 $CO_2$ 배출량은 교차로 특성과 지정체의 영향을 받을 가능성이 많다. 따라서 교차로의 존재, 지정체의 영향과 차량 당 $CO_2$ 배출량의 분석이 필요하다. 연구 방법은 첫째, 국도를 대상으로 차량의 교차로 통과방법에 따른 차량 당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 둘째, 전체 대상구간에서 자유속도와 지정체 속도에 따른 차량 당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 셋째, 구간별 차량당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 차량 당 $CO_2$ 배출의 정량화를 위하여 속도에 따른 배출량 곡선을 사용하였다. 연구 결과는 첫째, 교차로에서 감가속 방법에 따라 최대 12%까지 차량 당 $CO_2$ 배출량의 차이가 나타났다. 둘째, 대상 구간 전체에서 지정체로 인해 30%이상 차량 당 $CO_2$를 배출하는 것으로 나타났다. 셋째, 구간별 비교 결과 교차로 특성 등에 따라 최대 차량 당 40%까지 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 교차로 통과방법, 통행속도, 교차로 특성을 개선하면 차량 당 $CO_2$ 배출량을 감소할 수 있다는 추론이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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