다차로 톨링시스템(SMART Tolling)의 용량추정 방법에 대한 연구 = A Simple Methodology for Estimating the Capacity of Multi-lane Smart Tolling

국문 초록 (Abstract)

단차로 무인 자동통행료 징수시스템(하이패스) 이용률증가와 함께 차단차로 운영, 차단기 작동 등에 따라 단차로 무인 자동통행료 징수시스템 차로 정체는 필연적이다. 이를 개선하기 위해 단차로 무인 자동통행료 징수시스템 차로 용량을 개선하기 위한 많은 연구가 진행 중이며, 대표적으로 스마트하이웨이사업에서 다차로 기반의 무정차 영업시스템(스마트톨링)을 들 수 있다. 본 고는 이러한 시스템의 효율성 개선으로써 스마트톨링의 용량증대 정도를 판단하고자 하였다. 이를 위해 기존 단차로 무인 자동통행료 징수시스템 자료를 바탕으로 스마트톨링시스템의 용량을 추정하는 방법을 제시하였다. 먼저, 단차로 무인 자동통행료 징수시스템 자료를 이용하여 포화차두시간을 산출한다. 그 다음으로 단차로 무인 자동통행료 징수시스템 차로의 용량을 산출한 다음, 단차로에서 다차로로 변경됨에 따라 바뀌는 주변도로환경을 계수화(양측장애물단측장애물 차로폭 및 측방여유폭 보정계수 증가분, 차단기 운영미운영 함에 따라 증가하는 용량 증가분, 차로폭 증가에 따른 용량 증가분)하고 이를 적용하여 다차로 용량을 추정하였다. 그 결과 각각의 경우 용량은 2172~2187대/시로 나타났으며, 기존 문헌에서 제시하는 최대값보다 약 370대/시 정도 많으며, 포화차두시간은 기존 단차로 무인 자동통행료 징수시스템의 차두시간에서 0.5초 정도 단축되어 용량개선 효과가 있는 것으로 판단되었다. 일부 한계와 향후연구사항이 같이 논의되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the rapid deployment of hipass®, the congestion is inevitable due to the operation of the hipass lane system. Recently, SMART Highway project have developed a multi-lane mainline tolling system, called SMART Tolling system. To analyze the effectiveness of the system in terms of capacity, this study tries to estimate the capacity and its improvement of multi-lane tolling system based on current hipass® data. The methodology uses the saturation time headway. This follows three steps; 1) estimate the saturation time headway, using hipass® data, and capacity. 2) estimate two factors (the first one is dividing the one side lane width and lateral clearance factor (fw) into two side one, the second one is dividing the capacity of hipass lane operating a circuit breaker into the capacity of hipass lane not operating, the last one is increasing factor of lane width). 3) calculate the capacity of multi-lane mainline tolling system. The results of method produced 2172~2187 veh/hour as smart tolling capacities, respectively. Those are higher about 370 veh/hour than the values from existing literature reviews. Additionally, saturation time headways were identified as lower by 0.5 seconds/veh than existing headways based on hi-pass® based one, which naturally implies the improvement in capacity. Some limitations and future research agenda have also been discussed.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 요지
• 1. 서론
• 2. 이론적 고찰
• 3. 스마트톨링 시스템 용량 산정 방법
• 4. 결론
• 감사의 글
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 한국도로공사, "하이패스 사업백서" 2009

2 박창수, "톨게이트의 용량, 서비스수준평가 및 설계교통량산정" 대한교통학회 26 (26): 25-36, 1998

3 ITS Korea, "자동요금징수시스템(ETCS) 성능시험방법에 관한 표준"

4 국토해양부, "도로용량편람"

5 김덕곤, "대기행렬 모형을 이용한 고속도로 요금소의 적정 차선수 산정" 延世大學校 産業大學院 1993

6 김태연, "고속도로 톨게이트의 서비스 시간 단축을 위한 전자지불결제시스템의 통합모델 구축에 관한 연구" 건국대학교 대학원 2004

7 배영석, "고속도로 ETCS 이용률에 따른 톨프라자 최적설계 및 운영기준 개발" 아주대학교 대학원 2010

8 金裕連, "高速道路의 料金所(閉鎖式)設置 基準에 관한 연구 : 京釜高速道路 서울 Toll-Gate를 중심으로" 漢陽大學校 環境科學大學院 1992

9 Zarrillo, M. L., "Toll network capacity calculator: Operations management and assessment tool for toll network operators" Transportation Research Board of the National Academies (1781) : 49-55, 2002

10 Murat F. Aycin, "Simple methodology for evaluating toll plaza operations" Transportation Research Board of the National Academies (1988) : 92-101, 2006

11 스마트하이웨이 사업단, "SMART 도로-IT 기반 교통운영기술 개발 1단계 보고서" 2009

12 Olson, "Parameters affecting stopping sight distance" TRB 1984

13 Zarrillo, M. L., "Modeling Traffic at Toll Collection Facilities Applying Vehicle Properties, Driver Perception. Reaction Time, and Stop Time to Basic Equations of Motion from Car-Following Theory" 2004