신호제어변수 종류와 역할

가. 신호현시와 포화도 (1) 신호현시

신호현시는 어떤 교차로에서 어떤 교통류에 대하여 동시에 부여할 수 있는 통행권 또는 그 통행권이 할당하고 있는 시간대를 말하는 것이다. 예를 들면 [그림 2-1]과 같이 4지 교차로의 경우 표준적인 현시 1과 현시3이 반복하여 표시되면 2현시가 된다. 만약 좌회전 차량이 많아 좌회전 전용현시가 필요한 경우 현시 2가 추가되어 3현시가 된다. 여기서 그림상 실선 화살표는 보호 이 동류를, 점선 화살표는 비보호 이동류를, 점선 양쪽 화살표는 보행자 이동류를 표시한다 (이하 같음).

현시 1 현시 2 현시 3

[그림 2-1] 신호현시체계

또, 신호현시 설정에 대한 유의사항은 다음과 같다.

◦ 교통안전상의 배려

교차로 내 교통사고는 좌․우회전 차량이 개입되는 경우가 많기 때문에 각 교차로 현시결정 시 교통상황, 특히 횡단보행자의 수, 연령층, 교통행동 및 좌․우회전 교통량 횡단거리, 대향차로와 분리거리, 시야 정도 등을 고려하여 좌․우회전 차량과 횡단보행자 및 직진차량을 분리하여 현시를 설계하는 것 이 검토하여야 한다.

◦ 교통효율상의 배려

일반적으로 현시수가 많아지면 하나의 조합되는 이동류가 적어져 안전성은 높아지나, 교통처리능력은 저하되어 효율은 악화된다. 이것은 여러 이동류에 할당하는 현시시간이 줄어들고, 현시변경에 따른 출발손실시간이나 황색시간 등의 소거손실시간등 전체적 손실시간이 증가하기 때문이다. 따라서 교통운영 상의 효율성을 높이기 위해서는 현시수가 적은 것이 좋다.

(2) 포화도

교차로에서 1개의 접근로 j에 대해 현시 i에 진행할 수 있는 이동류의 유입 교통량을 qij(수요교통량)이라 하고, 그 이동류의 포화교통류율 sj (교차로 상 류부에 충분한 수요가 있는 경우 신호가 지속적으로 녹색시간이 제공될 때 단 위시간당 유출하는 교통량을 말한다)라 하면, 유입교통량을 포화교통류율로 나 눈 값을 포화도 λij란 한다.

교차로 전체에서 보면 각 현시 i에 있어, 그 현시에 제어되는 이동류의 포화

현시 1 현시 2 현시 3 현시 4

[그림 2-2] 현시별 포화도 예

현시 1의 포화도 λ ₁= max

(

s₃

)

현시 1의 포화도 λ ₂= max

(

)

현시 1의 포화도 ^λ ₃= max

(

)

현시 1의 포화도 ^λ ₄= max

(

)

교차로 전체 포화도 ^λ= λ ₁+ λ ₂+ λ ₃+ λ ₄

나. 제어변수

신호제어에는 시간적 요소로서 주기길이(Cycle Length), 현시율(Split), 옵셋 (Offset)이 있으며, 이것을 총칭하여 신호제어변수 또는 신호제어 파라메터 (Parameter)라 부른다.

(1) 주기길이 (Cycle Length)

하나의 신호등 표시가 1회전하는데 소요되는 시간을 주기 길이라 하고, 보 통 [초, sec]로 표시한다. 일반적으로 주기길이는 교차로의 포화도가 높아지면

길어지고, 포화도가 낮아지면 짧아진다. 그러나 차량의 평균대기시간이 60초를 초과할 정도로 과대해서는 안되고, 보행자의 최대 대기시간이 가능한 60초 이 내가 유지되도록 하는 것이 좋다.

(2) 현시율(Split)

현시 i의 유효녹색시간(실제 사용된 녹색시간 길이)을 주기길이 C로 나눈 값을 현시율 gi라 한다.

(3) 주기길이 ․ 현시율 ․ 포화도와의 관계

주기길이 C, 현시율 gi, 손실시간 L사이에는 다음의 관계가 성립된다.

∑

또한 각 현시에서 교통수요를 처리하기 위해서는 g_i≥ λ_i 가 되어야 한다. 위의 식을 이 조건에 대입하면,

∑

가 얻어진다. 교통수요를 처리하기 위한 최소 주기길이 C _min을 구해 진다.

등에 대한 제어변수이다. 예를 들어 도로상의 연속된 여러개의 신호등군을 고 려할 경우에 어떤 한 접근로에서 볼 때 차량이 교차로에 정지하지 않고 원활 히 통과할 수 있도록 하기 위해서는 신호표시 (녹색신호 시작시점)를 다소간 의 차이를 두는 것이 필요하다. 이 신호시간의 차이를 옵셋(Offset)라 부른다.

옵셋에는 절대 옵셋과 상대 옵셋의 2종류가 있으며, 해당 신호등이 속한 신 호등군의 공통의 기준 신호로부터 녹색시간 시작시점의 차이를 절대 옵셋이라 하고 인접한 신호등와의 차이를 상대 옵셋이라 한다. 이것은 보통 [초]나 주기 길이에 대한 백분율 [%]로 표시한다.