Today freeway is experiencing a severe congestion with incoming or outgoing traffic through freeway ramps during the peak periods. Thus, the objectives of this study is to identify the traffic characteristics, analyze the relationships between the traffic characteristics and finally construct the delay predictive models on the ramp junctions of freeway with 70mph speed limit. From the traffic analyses, and model constructions and verifications for delay prediction on the ramp junctions of freeway, the following results were obtained: ⅰ) Traffic flow showed a big difference depending on the time periods. Especially, more traffic flows were concentrated on the freeway junctions in the morning peak period when compared with the afternoon peak period. ⅱ) The occupancy also showed a big difference depending on the time periods, and the downstream occupancy(Od) was especially shown to have a higher explanatory power for the delay predictive model construction on the ramp junction of freeway. ⅲ) The speed-occupancy curve showed a remarkable shift based on the occupancies observed ; Od < 9% and Od$\geq$9%. Especially, volume and occupancy were shown to be highly explanatory for delay prediction on the ramp junctions of freeway under Od$\geq$9%, but lowly for delay predicion on the ramp junctions of freeway under Od<9%. Rather, the driver characteristics or transportation conditions around the freeway were through to be a little higher explanatory for the delay perdiction under Od<9%. ⅳ) Integrated delay predictive models showed a higher explanatory power in the morning peak period, but a lower explanatory power in the non-peak periods.
Today travel demand continues to increase with spread of economic zones. Also, urban freeway plays an important role in intra-zone transportations as a major corridor in a big city. However, most of urban freeways experience a severe congestion with the excess of inflowing or outflowing traffic through freeway ramps. The purpose of this study is to identify the traffic characteristics, analyze the relationships between the traffic characteristics and finally construct the speed predictive models on the ramp junctions of urban freeway under the intelligent transportation system(ITS) settings. From the analyses of traffic characteristics following results were obtained: ⅰ) 24 hours average traffic characteristics flow, occupancy, speed under the ITS settings showed about 40%, 38%, 8.8% increase each on urban freeway junctions period when compared with that under the non-ITS settings each other. Free flow speed and traffic flow on the mainline sections of urban freeway under the ITS settings also showed about 20% and 17% increase when compared with that under the non-ITS, respectively. ⅱ) The upstream when compared speed( $S_{u}$)and downstream occupancy( $O_{d}$) were especially shown to have higher explanatory powers on the stable flow ramp junctions, but the upstream speed( $S_{u}$) and downstream flow( $V_{d}$) were especially shown on the unstable flow ramp junctions of urban freeway under the ITS settings.ngs.ngs.
Today freeway is experiencing a severe congestion with incoming or outgoing traffic through freeway ramps during the peak periods. Thus, the purpose of this study is to identify the traffic characteristics, analyze the relationships between the traffic characteristics and finally construct the delay predictive models on the rap junctions of freeway with 70mph speed limit. From the traffic analyses, and model construction and verification for delay prediction on the ramp junctions of freeway, the following results were obtained : ⅰ) Traffic flow showed a big difference depending on the time periods. Especially, more traffic flows were concentrated on the freeway junctions in the morning peak period. ⅱ) The occupancy also showed a big difference depending on the time periods, and the downstream occupancy(Od) was especially shown to have a higher explanatory power for the delay predictive model construction on the ramp junctions of freeway. ⅲ) The delay-occupancy curve showed a remarkable shift based on the occupancies observed : O$\_$d/〈9% and O$\_$d/$\geq$9%. Especially, volume and occupancy were shown to be highly explanatory for delay prediction on the ramp junctions of freeway under O$\_$d/$\geq$9%, but lowly for delay prediction on the ramp junctions of freeway under O$\_$d/〈9%. Rather, the driver characteristics or transportation conditions around the freeway were thought to be a little higher explanatory for the delay prediction under O$\_$d/〈9%. ⅳ) Integrated delay predictive models showed a higher explanatory power in the morning peak period, but a lower explanatory power in the non-peak periods.
본 논문은 고속도로의 오르막차로 구간을 대상으로 종점부의 설계기준을 제시하고자 하는 목적으로 미시적 관점에서 교통행태를 규명할 수 있는 임계간격 모형과 합류확률 모형식을 개발하였다. 오르막차로 종점부 최저허용속도의 분석결과는 2차로 고속도로에서는 60km/hr, 4차로 고속도로에서는 75km/hr로 나타나 2차로에서는 현행기준과 동일하고 4차로의 경우는 현행기준 보다 약 15km/hr정도 높게 적용하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 또한 오르막차로 종점부 부가길이 산출결과는 오르막차로 종점부 최저허용속도 기준과 비교해볼 때 4차로 고속도로의 경우, 부가길이가 약 200m 정도 필요한 것으로 나타나 오르막차로 종점부 최저허용속도를 상향시킬 필요가 있는 것으로 분석되었다.
속도는 교통안전에 있어서 중요한 요소이며 교통사고와 밀접한 연관성이 있다. 국외의 속도변화와 사고위험 간 관계 관련 연구에서는 평균속도와 속도 표준편차가 증가하면 사고율도 증가한다고 제시하고 있지만, 국내 연구에서는 속도와 사고위험간의 관계 수립이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 루프검지기 속도자료와 고속도로 사고자료를 이용하여 속도를 이용한 고속도로 구간 사고율 예측모형을 개발하였다. 경부고속도로 2005~2009년의 5년 간 천안~양재 양방향 총 22구간에서 발생한 486건의 사고자료와 구간별 루프검지기 자료를 기초로 분석을 수행하였다. 종속변수를 사고율로 설정하고, 중앙 집중화경향을 나타내는 값과, 변동성을 나타내는 값, 연평균 일 교통량, 구간길이 등을 통해 산출한 구간정보 변수를 독립변수 후보로 설정하였다. 통계적 분석을 통해 사고율에 직접적으로 영향을 미치는 변수를 설정한 결과 중앙값, 최소값, 표준편차를 독립변수로 설정하였다. 모형수립 결과 실제 사고율과 예측 사고율간의 높은 상관도를 보였다. 본 연구에서 개발한 모형은 속도변화에 의한 교통안전 위험도 분석에 효과적으로 사용되어 다양한 교통정책 및 운영관리전략 시행에 따른 교통안전 효과분석시 유용한 도구로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
일반적으로 통행지체란 어느 도로구간을 정상속도로 이동하는 차량의 평균주행시간과 차량 정체로 인해 감속되는 차량의 평균통행시간 사이의 시간차이를 의미하고, 도로의 접속지점이나 병목지점을 통과하는데 발생하는 지체시간으로 사용되고 있다. 외국의 도시고속도로는 제한속도 80Km/h 이상의 고속화도로로서 흔히 출퇴근시간대에 유출입연결로의 접속영향권역내에서 출퇴근통행수요의 집중으로 교통정체를 겪고 있으나, 국내 도시고속도로는 제한속도 80Km/h이하의 고속화도로로서 출근시간대에 관계없이 유출입연결로 접속영향권역내 뿐만 아니라 본선구간에서도 극심한 교통체증을 겪고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 고속도로와는 다른 지리적 특성을 가진 도시고속도로의 유출입연결로 접속영향권역내에서 통행지체를 추정할 수 있는 모델을 개발하고 그 타당성을 검토하는데 있다.
우리나라에서도 도로이용자 중심의 패러다임의 전환과 요구수준에 부합할 수 있는 고기능, 초고속환경의 도로건설의 필요성이 대두되고 있으며, 차세대 도로시장에 대한 수요도 급격히 증가할 것으로 예상되고 있다. 따라서 이러한 요구에 부응하기 위한 초고속주행환경의 고속도로 설계기준에 대한 검토 및 연구가 필요하게 되었다. 이에 본 연구에서는 최근 널리 사용되고 있는 미시적 시뮬레이터 중의 하나인 VISSIM을 이용하여 초고속 주행환경에 부합하는 고속도로 진 출입시설 적정 배치간격 설정을 위한 시뮬레이션 평가방법론을 정립하였다. 진출입시설 최소설치 간격에 대한 평가를 위하여 교통량, 설계속도, 차종비율, 진출입시설 이용 교통량 등을 고려하였다. 이에 따른 설치간격에 대한 평가를 위하여 교통상충, 안전성에 영향을 미치는 가속소음을 평가지표로 하여 각각의 설계기준에 따른 시나리오를 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. 분석결과 160kph 수준의 초고속 주행환경에서 교통안전을 고려한 진출입시설 최소설치간격 적정 값은 5km수준으로 평가되었다.
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.
본 연구에서는 고속도로에서 GPS(Global Positioning System)수신기를 장착한 프로브차량을 이용하여 수집한 속도자료를 이용하여 사고 위험구간을 추출하는 방법론을 제시하였다. 위험구간 추출을 사고발생 유 무를 판단하는 분류문제(Classification)로 정형화하고 베이지안 신경망을 적용하였다. 개별차량의 속도자료를 이용하여 다양한 잠재적 독립변수를 설정하고 이항 로지스틱 회귀분석을 이용하여 통계적으로 유의미한 변수만을 추출하여 베이지안 신경망의 입력자료로 사용하였다. 제안된 방법론의 성능 평가를 위해 사고 발생 경험이 있는 위험구간을 정확히 추출하는 분류정확도를 효과척도로 활용하였다. 본 연구에서 제안한 방법론의 타당성을 60%의 분류정확도를 통해 확인할 수 있었다. 고속도로 신설노선의 교통안전성을 평가하고 사고예방을 위한 대응책 개발 및 적용에 본 연구의 결과가 효과적으로 활용될 것으로 기대된다.
산악지역이나 해안지역을 통과하는 도로의 경우 강한 바람이 부는 지점이 있고, 이러한 지점에서 차량이 바람에 의해 전도하거나 옆으로 방향이 바뀔 수 있다. 현행 도로 설계 기준에서 강한 바람의 영향은 무시하고 있지만, 향후 고속도로 설계속도가 높아지게 되면 강한 바람의 영향은 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 초고속 주행 상태로 주행하는 차량에 강한 바람이 부는 경우 차량의 전도와 이탈의 관계식을 통해 그 가능성에 대해 분석했다. 이 분석에서 차량의 종류, 곡선반경, 운전자들의 강한 바람에 대응하는 소요 시간, 차량 주행속도 그리고 풍속을 달리하면서 수식적으로 전도와 이탈량을 산출했다. 그 분석 결과 차량의 전도 측면에서는 풍속 50m/s 이내에서 곡선반경이 600m 이상이면 전도 위험은 없는 것으로 나타났다. 차량의 이탈 측면에서는 풍속이 15.0m/s 이상일 경우 차량의 속도를 제한 할 필요가 있으며 풍속이 25.0m/s 이상일 경우 통행제한을 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 도로 설계 기준을 조정하는 경우 참고할 만하며, 특히 강한 바람이 자주 부는 지역을 통과하는 고규격 고속도로를 건설하는 경우 매우 유용한 결과가 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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