고속도로 분,합류부 설계기준 수립에 관한 연구 : (A Study on Design Criteria of Freeway in Diverging and Merging Area)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The present design criteria of freeway in diverging and merging areas are used for planning and designing level based on traffic flow "LOS C". However, there exist a lot of sections where experiencing traffic delay at every peak time in operating freeway Regarding trends up to now, the sections that experience traffic delay at every peak period expected to increase continuously, These phenomena were not considered in planning and designing level therefore the diverging and merging areas where occurred traffic delay, are not proper to traffic situation. In addition, due to these sections, there exist high possibility that freeway may lose their function of maintaining high speed and delivering large traffic flow and finally face to system failure. This research aims at development of design criteria that regard the effect of congested traffic flow. For this purpose, the lacks of present criteria in diverging and merging areas were closely examined and the directions of improvement were suggested. In addition, through investigation on present models that analyze traffic effect in diverging and merging areas, the model that enables understanding of effect caused by congested traffic flow was constructed.

국문 초록 (Abstract)

현재까지 개발된 고속도로 연결로 분석모형 관련 연구들은 크게 확률론적 방법론인 간격수락모형과 실증적 연구의 HCM모형으로 대표되는데, 이러한 연구들은 대부분 연결로 자체에만 관심이 있거나 독립된 연결로의 운영상태를 파악하는 데만 치중하였으며, 연결로가 본선에 미치는 영향 또는 연결로 교통류와 본선교통류 사이에서 발생되는 차량상충이 고속도로 교통흐름에 끼치는 영향 등에 대해서는 연구가 미흡한 실정이다. 기존 분·합류부 설계기준은 고속도로 계획 및 설계 단계에 적용되는 기준으로서 정상교통류(LOS C 또는 D)를 대상으로 수립된다. 그러나, 실제 운영중인 고속도로 현장에서는 첨두시 지정체 현상이 발생하는 구간이 상당수 존재하며, 현재까지의 추세로 볼 때, 지정체현상은 지속적으로 증가할 것으로 판단된다. 이러한 현상은 계획 및 설계단계에서는 고려되지 않은 사항으로, 지정체가 발생하는 분·합류부는 실제 교통상황에 맞지 않는 도로기하구조를 지니게 되며, 이로 인해 고속도로는 당초 의도된 바와는 다르게 본연의 고속주행 및 원활한 교통처리 기능을 감당하지 못하고 system failure 현상에 처하게 될 가능성이 매우 높다. 즉, 현재 준용하고 있는 분·합류부 설계기준은 분·합류부에서 발생되는 교통특성, 안전 및 소통측면의 고려사항을 충분히 반영하지 못하고 있으며, 이로 인해 많은 고속도로 분·합류부 현장에서 안전 및 소통상의 문제점이 야기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 분·합류부에서의 실측 현장조사 데이터를 바탕으로 분·합류부 분석모형의 개발, 분·합류부 서비스수준 평가 기법 수립 및 사고예측모형의 개발을 통해 다양한 교통조건 및 기하구조 조건을 고려한 분·합류부 설계기준 개선안을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론
• 1.1 연구의 배경 및 목적
• 1.2 연구내용 및 필요성
• 1.3 연구의 범위
• 제2장 문헌 고찰
• 2.1 이론적 고찰
• 2.1.1 분·합류부 분석 모형 개괄
• 2.1.2 주요 분·합류부 분석 모형 고찰
• 2.1.3 차량 주행행태 및 사고관련 모형고찰
• 2.2 설계기준 고찰
• 2.2.1 현행 분·합류부 설계기준 고찰
• 2.2.2 분·합류부 관련 국내외 설계기준 비교
• 제3장 현황조사
• 3.1 감속차로 기하구조 현황 및 분석
• 3.1.1 감속구간 길이
• 3.1.2 완화곡선 길이
• 3.1.3 완화곡선 길이 세부 분석
• 3.1.4 완화곡선 시작 위치
• 3.1.5 종합검토
• 3.2 사고현황
• 제4장 연구 방법론 수립
• 4.1 합류부 연구 방법론
• 4.1.1 합류부 분석모형 개발 방향
• 4.1.2 합류부 설계기준 정립 방향
• 4.2 분류부 연구 방법론
• 4.2.1 연구방향
• 제5장 합류부 현장조사 및 분석 결과
• 5.1 현장조사 개요
• 5.1.1 현장조사 방법
• 5.1.2 현장조사 및 자료수집
• 5.2 분석 및 결과
• 5.2.1 최대통과교통량 비교(지정체 강도 비교)
• 5.2.2 교통량 및 속도 분석
• 5.2.3 밀도 및 밀도의 변화량 비교
• 5.2.4 가속차로부 연결로 차량주행행태 분석
• 5.2.5 분석 결론
• 5.2.6 제언
• 제6장 합류부 분석모형 개발 및 검증
• 6.1 모형개발의 전제
• 6.1.1 합류부 분석 기초모형의 선정
• 6.1.2 합류부 분석 기초모형의 수정 및 정산(Model Calibration)
• 6.2 합류부 분석모형 개요 및 수정
• 6.2.1 임계차두간격 산출모형 개요
• 6.2.2 차두간격분포모형 개요
• 6.2.3 최대진입가능교통량 산정 모형 개요
• 6.2.4 최대통과가능교통량 산정 모형 개요(편도4차로 고속도로 기준)
• 6.2.5 최대통과교통량 산정 모형 수정(편도4차로 고속도로 기준)
• 6.3 합류부 분석모형 정산(Model Calibration) 및 검증
• 6.3.1 혼잡발생시점 확인
• 6.3.2 매개변수 정산(parameter calibration) 및 검증
• 6.4 합류부 운영상태 서비스수준 평가기법 수립
• 6.4.1 합류부 최대통과가능교통량 산출
• 6.4.2 합류부 서비스수준 구분
• 6.4.3 서비스수준에 미치는 가속차로길이의 영향(신갈JC 예)
• 6.5 합류 대기주행거리 산정 모형
• 6.5.1 합류 대기시간 산정
• 6.5.2 합류 대기주행거리 산정
• 제7장 분류부 현장조사 및 분석 결과
• 7.1 현장조사
• 7.1.1 현장조사
• 7.1.2 현장조사 계획
• 7.2 조사결과
• 제8장 분류부 사고 예측 모형 개발
• 8.1 62개 분류부 전체에 대한 회귀분석
• 8.1.1 선형회귀모형
• 8.1.2 포와송 회귀모형
• 8.1.3 음이항 회귀모형
• 8.2 직결형 또는 S형 연결로 분류부에 대한 회귀분석
• 8.3 사고가 발생한 루프형 연결로 분류부에 대한 회귀분석
• 8.4 종합 검토
• 제9장 분·합류부 설계기준 수립
• 9.1 분·합류부 설계기준 개선 방향
• 9.2 합류부 서비스수준 평가 개선안
• 9.3 합류부 설계기준 개선안
• 9.3.1 유입연결로 가속차로길이 산정
• 9.3.2 가속차로구간 시점부 합류금지구간길이 결정
• 9.4 분류부 설계기준 개선안
• 9.4.1 유출연결로 설계기준 개선 방향(정체류)
• 9.4.2 분류부 각 구간 본연의 목적에 부합되도록 설계원칙 정립
• 9.4.3 완화곡선의 시작 위치 범위 결정
• 9.4.4 운전자의 주행행태 및 안전율을 고려한 설계기준 보완
• 9.5 연결로 분·합류 최소 이격거리 기준 개선안
• 제10장 결론
• APPENDIX
• 참고문헌