Comparative Analysis on the Delay of Rotary and Roundabout by Operational Type

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요지

이 연구는 회전교차로의 운영효율을 다루고 있다. 회전교차로는 일반적으로 높은 용량, 지체감소, 안전개선 등의 장점을 가 지고 있다. 원형교차로는 통행우선권에 따라 로터리와 회전교차로로 나눌 수 있다. 이 연구의 목적은 시나리오에 따른 로터리 와 회전교차로의 운영효율을 비교₩분석하는데 있다. 이를 위해 이 연구는 진입교통량과 방향별 교통량에 따른 256개의 시나리 오를 설정하고, VISSIM을 사용하여 지체를 분석하는데 중점을 두고 있다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 로터리의 평균지체 가 회전교차로의 차량지체보다 1.56-8.74배 높은 것으로 분석되었다. 둘째, 주도로와 부도로의 교통량 비율의 차이가 클수록 운영효율이 더 좋은 것으로 분석되었다. 셋째, 4지 교차로의 평균지체가 3지 교차로보다 1.77-11.70배 높은 것으로 평가되었 다. 마지막으로 2차로(3지와 4지) 교차로가 1차로(3지와 4지) 교차로에 비해 2.02-2.23배 많은 교통량을 수용할 수 있는 것으 로 분석되었다.

핵심용어

로터리, 운영효율, 평균지체, 통행우선권, 회전교차로

로터리와 회전교차로 운영방식별 지체 비교분석

Comparative Analysis on the Delay of Rotary and Roundabout by Operational Type

박 병 호 Park, Byung Ho 정회원·충북대학교 공과대학 도시공학과 교수·주저자 (E-mail : [email protected]) 김 경 환 Kim, Kyung Hwan 정회원·충북대학교 도시공학과 박사과정·공동저자 (E-mail : [email protected])

ABSTRACT

This study deals with the operational efficiency of roundabout. The roundabouts generally have such the merits as high capacity, delay reduction, safety improvement, and others. Circular intersection can be divided into the rotary and roundabout according to travelling priority.

The objective of this study is to comparatively analyze the operational efficiency of rotary and roundabout by scenario. In pursuing the above, this study gives the particular attentions to developing 256 scenarios according to the directional and entering traffic volume and analyzing the delay using VISSIM. The main results are as follows. First, the average delay of rotary was analyzed to be 1.56-8.74 times of roundabout.

Second, the operational efficiencies of rotary and roundabout were analyzed to be better in the case of bigger differences in the traffic volumes between the main and minor roads. Third, the average delay of the 4-legged was evaluated to be 1.77-11.70 times of 3-legged intersection.

Finally, 2-lane intersection (3-legged & 4-legged) was analyzed to be 2.02-2.23 times of 1-lane intersection.

KEYWORDS

rotary, operational efficiency, average delay, travelling priority, roundabout 한국도로학회 논문집

제14권 제2호 2012년 4월 pp. 83 ~ 91

1. 서론

1.1. 연구 배경 및 목적

원 형 교 차 로 는 로 터 리 (rotary)와 회 전 교 차 로 (roundabout)로 구분할 수 있다. 회전교차로는 로터리 의 설계 및 운영방식을 개량한 형식으로서 다른 교차로

에 비해 상충 수가 적고, 운전자의 운전행위를 단순화시 킬 수 있기 때문에 용량 및 안정성 증가, 지체감소 등과 같은 운영효과를 가지고 있다.

회전교차로와 로터리의 근본적인 차이점은 교차로 안 으로 차량이 진입할 경우, 통행우선권을 누가 갖는가에

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달려 있다. 즉, 로터리는 진입을 시도하는 차량이 교차 로 내에서 회전하고 있는 차량보다 우선하여 진행하는 것에 비하여, 회전교차로에서는 진입을 하고자 하는 차 량이 교차로에서 운행하고 있는 차량에게 통행의 우선 권을 양보한다(박병호 외, 2003).

이에 이 연구는 진입 교통량에 따라 회전교차로와 로 터리의 운영효과가 어떻게 변화되는지를 비교₩분석하는 데 그 목적을 두고 있다. 이 연구의 결과는 로터리 및 회 전교차로의 설치기준을 마련하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

1.2. 연구 내용 및 방법

이 연구에서는 미시적 교통시뮬레이션인 VISSIM을 이용하여 로터리와 회전교차로의 네트워크를 구축하고, 차량당 평균지체를 통해 운영효율을 비교₩분석하였다.

로터리와 회전교차로의 네트워크는 국토해양부의「평 면교차로 설계지침(2004)」에서 제시하고 있는 3지 및 4지 회전교차로를 대상으로 구축하였다.

연구의 진행은 그림 1과 같이 이루어진다. 첫째, 회전 교차로에 대한 기존문헌을 고찰하여 기하구조, 일반적 특성 및 도입효과를 살펴보고, 분석에 사용되는 시뮬레 이션에 대하여 검토한다. 둘째, 분석교차로에 대한 네트 워크를 구축하고, 통행우선권 및 진입 교통량을 고려한 분석 시나리오를 설정한다. 셋째, VISSIM을 이용하여 구축된 교차로와 시나리오를 분석하고, 이를 비교₩평가 한다. 넷째, 진입 교통량과 방향별 비율이 회전교차로와

로터리의 운영효율에 미치는 영향을 분석한다. 마지막 으로 연구의 내용을 요약하고 향후 과제를 제시한다.

2. 기존연구 고찰 2.1. 기존연구 검토 2.1.1. 국내연구 검토

박병호 등(2003)은 현대식 회전교차로가 재래식 회전 교차로(로터리)에 비해 지체, 용량, 안전성, 심미성 등에 서 장점을 가지는 것으로 평가하였으며, 현대식 회전교 차로를 6가지 형태로 구분하여 진입속도, 차로 수, 내접 원직경, 용량 등의 특성을 비교₩분석하여 정리하였다.

심관보 등(2007)은 VISSIM을 활용하여 지방부 비신 호 Y형 교차로에 대해 회전교차로로의 변환 가능성을 검토하였다. 그들은 로터리를 회전교차로로 변환하였을 경우 교차로의 전체교통량이 증가하고 안전성이 개선되 는 것으로 평가하였다.

지길용 등(2007)은 우리나라에서 운영 중인 재래식 회전교차로(로터리) 5개소를 대상으로 운영상황과 기하 구조의 적정성을 분석하였다. 그들은 교통시설이나 기 하구조적인 면에서 부족한 부분이 있는 것을 지적하고, 그 개선대안과 향후 설계방향을 제시하였다.

김응철 등(2009)은 시뮬레이션 분석을 통하여 회전교 차로의 서비스수준 기준을 정립하였다. 지방지역 1차로 회전교차로는 서비스수준 F의 진입교통량은 1,700pcph 이며, 평균차량지체는 18초로 분석되었다. 지방지역 2차 로 회전교차로는 서비스수준 F의 진입교통량은 2,900pcph이며, 평균차량지체는 31초로 분석되었다.

한수산 등(2010)은 청주시의 다지교차로를 대상으로 회전교차로의 도입가능성을 VISSIM을 통해 검토하였 다. 그들은 다지회전교차로 및 입체교차로를 병행하였을 경우에 지체가 가장 많이 감소하는 것으로 평가하였다.

임진강 등(2011)은 국내 로터리 20개 지점을 조사하 고, VISSIM을 이용하여 회전교차로로의 개선 효과를 비교₩분석하였다. 그들은 교통량이 적을 경우에는 로터 리와 회전교차로의 운영효과 차이가 거의 없으나, 안전 성 측면에서 회전교차로의 전환이 필요한 것으로 평가 하였다.

2.1.2. 국외연구 검토

Taekratok(1998)은 로터리와 회전교차로의 차이점 을 비교하였으며, 회전교차로의 안전성, 기하구조, 용량 그림 1. 연구의 수행과정

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및 지체 등에 대해 설명하였다.

Bhagwant(2001)는 정지신호제어 교차로를 회전교 차로로 변환했을 때의 교통사고 변화를 EB방법으로 분 석하였다. 그 결과 회전교차로 전환시 사고감소비율이 상당히 높아지는 것으로 분석되었다.

Evbokia(2008)는 전방향 정지제어 교차로를 회전교 차로 및 신호교차로로 전환하였을 경우, 운영효율의 변 화를 SIDRA를 이용하여 비교₩분석하였다. 그는 전방 향 정지제어 교차로에 비해 회전 및 신호교차로가 더 좋 은 운영효율을 보이는 것으로 평가하였다.

Sadek(2008)은 현대식 회전교차로를 대상으로 일반 분석과 마이크로 시뮬레이션 분석을 비교₩평가하였다.

교차로 분석에 있어서 변수를 가장 많이 고려할 수 있는 것은 VISSIM이며, PARAMICS는 비교변수를 적용하 였음에도 불구하고 결과적으로는 차이가 없는 것으로 나타났다.

2.2. 연구의 차별성

연구의 차별성은 다음과 같다.

첫째, 기존 연구에서는 회전교차로의 도입 및 운영효 과만을 분석하여 로터리에 대한 검토가 이루어지지 못 하였으나, 이 연구에서는 로터리와 회전교차로의 운영 효율을 차량의 평균지체를 통해 비교₩분석하였다.

둘째, 회전교차로의 차량지체에 따른 서비스수준 기 준을 신호교차로 서비스수준으로 분석한 기존의 연구와 는 달리, 이 연구에서는 김응철 등(2009)이 제시한 지 방지역 1₩2차로의 회전교차로 서비스수준을 기준으로 분석하였다.

로터리와 회전교차로는 일정 수준의 진입교통량을 초 과하게 되면 지체가 급격히 증가하여 교통혼잡에 의해 서비스수준이 낮아진다. 미국의 HCM과 김응철 등이 제시한 서비스수준 기준은 표 1과 같으며, 이 연구에서 는 VISSIM을 이용하여 서비스수준을 제시한 김응철

등의 서비스수준을 적용하였다.

3. 분석 틀의 설정 3.1. 개요

이 연구에서는 교통 운영이나 교차로에서의 교통류 통행방향 제어가 용이하며, 차로별 특성을 고려한 차로 제어가 가능한 미시적 교통시뮬레이션 프로그램인 VISSIM을 사용하였다. VISSIM은 운전자 행태를 기초 로 만들어진 프로그램으로서 도시부 및 지방부 도로의 다양한 형태의 교통특성을 사실적으로 분석할 수 있다 는 장점을 가지고 있다.

3.2. 네트워크 구축 및 정산

로터리와 회전교차로의 네트워크는 전술한「평면교차 로 설계지침(2004)」에서 제시된 지방지역 1₩2차로 회 전교차로 설계기준을 활용하였다. 교차로별 설계기준은 표 2와 같으며, 중차량비는 0.05를 적용하였다.

로터리와 회전교차로의 차량운행특성으로 차간시간 은 3초, 차간간격은 5m로 설정하였으며, 진입로 및 회 전차로 설계속도는 동일한 값을 적용하였다. 또한 로터 리와 회전교차로의 통행특성을 반영하기 위해서 그림 2 와 같이, 회전교차로는 회전차량, 로터리는 진입차량에 우선규칙(priority rule)을 설정하였다. 이 연구에서는 표 1. 차량지체에 따른 회전교차로 서비스수준

서비스 수준 미국 HCM 김응철 등

1차로 2차로

A 10초 이하 3초 이하 8초 이하

B 15초 이하 5초 이하 12초 이하

C 25초 이하 8초 이하 18초 이하

D 35초 이하 11초 이하 24초 이하

E 50초 이하 18초 이하 31초 이하

F 50초 초과 18초 초과 31초 초과

표 2. 교차로별 설계기준

구 분 1차로 2차로

로터리 회전교차로 로터리 회전교차로

내접원 직경 40 60

회전차로 폭 6 9

진입로 속도 40 50

회전차로 설계속도 25 25

Priority Rule 진입차량 회전차량 진입차량 회전차량 (단위 : m, km/h)

(로터리 예시) (회전교차로 예시)

그림 2. 교차로별 Priority Rule 설정

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시나리오별로 시뮬레이션을 30번씩 반복하였으며, 평 균값을 도출하여 분석자료로 사용하였다.

3.3. 분석지표의 선정

VISSIM에서는 평균통행속도, 평균지체 및 연료소 비량 등의 분석지표를 제공하고 있으나, 이 연구에서 는 기존 연구에서 일반적으로 사용되고 있는 평균지체 를 분석지표로 선정하여 비교₩분석하였다. 또한 회전 교차로의 서비스수준은 도로용량편람(2005)에 아직 제시되어 있지 않은 바, 김응철 등(2009)이 제시한 지 방지역 1차로 회전교차로(LOS F : 18초/대)와 2차로 회전교차로(LOS F : 31초/대)의 서비스수준을 적용하 였다.

3.4. 분석 시나리오 설정

로터리와 회전교차로의 비교분석을 단순화하기 위하 여 내접원 직경과 회전차로 폭은 동일한 것으로 가정하 였다. 따라서 이 연구는 진입교통량과 방향별 비율에 따 른 분석 시나리오를 설정하여 로터리와 회전교차로의 평균지체를 비교₩분석하였다.

교차로 총 진입교통량을 사용하였을 경우, 3지와 4지 교차로에 동일하게 적용하는데 어려움이 발생하기 때문 에 이 연구에서는 방향별 진입교통량을 사용하였다. 또 한 진입교통량이 너무 많거나 적을 경우에는 로터리와 회전교차로의 비교분석에 의미가 없다고 판단하여, 기 존 문헌을 검토하여 교차로별 진입교통량의 범위를 설 정하였다.

기존 문헌 검토를 통해 설정된 교차로별 범위는 3지 1 차로는 300∼1,000대/시, 3지 2차로는 800∼1,500대 /시, 4지 1차로는 100∼800대/시, 그리고 4지 2차로는 600∼1,300대/시이며, 방향별 진입교통량은 100대/시 간격으로 증가하는 시나리오를 작성하였다.

교통류의 특성으로는 주도로와 부도로의 교통량이 균등한 경우와 불균등한 경우, 진입교통량의 방향비가 균등한 경우와 불균등한 경우로 설정하였으며, 진입교 통량이 불균등한 경우와 방향비가 불균등한 경우는 기 존 문헌을 검토하여 선정하였다. 기존 문헌의 진입교통 량 비율과 방향비 비율은 표 3과 같다. 이를 반영한 교 통류의 특성은 그림 3, 그리고 시나리오별 유형은 표 4 와 같다.

표 3. 기존 문헌의 진입교통량과 방향비 비율

구 분 교차로

유형

진입교통량 비율 (주도로 : 부도로)

회전차량 비율 (좌회전 : 직진 : 우회전)

정용일 4지 -

1 : 8 : 1 1 : 6 : 3 3 : 6 : 1

인병철 4지 6 : 4 2 : 6 : 2

김경환 3지 2 : 4

4 : 1

6 : 4 8 : 2

심관보 3지 2 : 1 9 : 1

7 : 3 주 : 3지 교차로의 방향비 비율은 직진 : 좌(우)회전 비율임

(단위 : %)

3지 회전 교차로

(진입교통량 균등) (진입교통량 불균등)

(방향비 균등) (방향비 균등)

4지 회전 교차로

(진입교통량 균등) (진입교통량 불균등)

(방향비 균등) (방향비 불균등)

그림 3. 교통류 특성

표 4. 시나리오 유형별 기초

구 분 진입교통량 균등 진입교통량 불균등

방향비 균등 방향비 불균등 방향비 균등 방향비 불균등 3지 1차로 Type 31bb Type 31bu Type 31ub Type 31uu

2차로 Type 32bb Type 32bu Type 32ub Type 32uu

4지 1차로 Type 41bb Type 41bu Type 41ub Type 41uu 2차로 Type 42bb Type 42bu Type 42ub Type 42uu

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작성된 시나리오는 방향별 진입교통량 8개, 진입교통 량 비율 2개, 방향별 비율 2개, 교차로 유형 4개, 그리 고 로터리와 회전교차로 2개로 구성되어, 총 분석 시나 리오 수는 256개(8×2×2×4×2)이다.

4. 시나리오별 분석 및 평가 4.1. 3지 1차로 교차로 분석

분석결과 표 5에서 보는 바와 같이, Type 31bb는 500대/시, Type 31bu, Type 31ub 및 Type 31uu는 600대/시 이하의 진입교통량에서 로터리의 지체가 회 전교차로에 비해 낮게 분석되었다. 즉, 진입교통량이 적 을수록 로터리가 회전교차로에 비해서 다소 좋은 운영 효율을 가지는 것으로 평가되었다.

로터리와 회전교차로의 지체 모두 방향별 비율에 상 관없이 진입교통량이 균등한 경우가 불균등한 경우에 비해 1.2배 정도 높게 분석되었다. 또한 진입교통량의 비율이 동일할 경우엔 로터리와 회전교차로의 지체 모 두 방향별 비율이 균등한 경우가 불균등한 경우에 비해 1.3배 높게 평가되었다. 즉, 두 교차로의 운영효율은 진 입교통량 비율과 방향별 비율에 영향을 받는 것으로 판 단되며, 특히 방향별 비율이 더 많은 영향을 미치는 것 으로 분석되었다.

그림 4에서 보는 바와 같이, 로터리의 경우엔 Type 31bb는 500대/시, Type 31bu, Type 31ub 및 Type 31uu는 600대/시 이상의 진입교통량에서 지체가 급 격히 증가하여 운영효율이 크게 떨어지는 것으로 분석 되었다. 이는 로터리의 운영특성상 진입차량에 통행우

선권이 부여되어 일정 진입교통량 이상이 되면 회전부 의 용량을 초과하게 되는 것으로 판단되며, 이로 인해

‘잠금(lock) 현상’이 발생하는 것으로 평가되었다. 반 면 회전교차로는‘잠금(lock) 현상’이 발생하지 않는 것으로 나타났다. 즉 진입교통량이 증가할수록 지체도 증가하나, 지체증가의 폭이 로터리에 비해 매우 낮은 것으로 나타났다. 이는 교통량이 증가할수록 회전교차 로의 운영효율이 로터리에 비해 더 좋다고 평가할 수 있다.

유형별 비교 결과, 로터리의 경우에는 Type 31bb의 지체가 가장 높으며, 그 다음으로는 Type 31ub, Type 31bu, 그리고 Type 31uu의 순으로 분석되었 다. 특히 Type 31uu는 다른 Type에 비해 지체가 매 우 낮은 것으로 나타났으며, 이는 진입교통량 비율과 방향별 비율이 불균등할수록 더 많은 교통량을 처리할 수 있는 것으로 평가되었다. 반면 회전교차로의 유형 별 지체 순서는 동일하나, 지체의 차이는 미미한 것으 로 분석되었다.

표 5. 3지 1차로 교차로의 지체결과

(단위 : 대/시, 초/대) 주도로

진입 교통량

Type 31bb Type 31bu Type 31ub Type 31uu 로터리 회전

교차로로터리 회전

교차로로터리 회전 교차로 300 2.0 3.7 1.7 3.7 1.8 3.7 1.7 3.6 400 3.2 6.8 3.0 5.9 3.1 6.4 2.8 5.9 500 6.6 11.0 4.8 9.7 6.6 9.9 4.4 8.3 600 92.6 18.8 8.2 16.4 8.8 16.9 7.4 15.7 700 221.1 38.1 157.4 29.7 159.9 31.8 147.8 26.2 800 321.2 59.1 280.9 52.9 315.2 55.8 271.7 50.0 900 373.6 78.2 338.7 76.0 370.8 76.9 327.7 67.9 1,000 414.1 100.5 366.0 89.6 397.2 90.4 357.1 86.5 주 : 음영표시는 지체시간 18초/대(서비스수준 F)를 초과하여 교통혼잡이

발생되는 진입교통량을 표시한 것임

그림 4. 3지 1차로 교차로의 지체 비교

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4.2. 3지 2차로 교차로 분석

3지 2차로 교차로 분석결과는 표 6과 같다. 방향별 비율이 균등한 경우엔 1,000대/시 이하의 진입교통량 에서 로터리의 운영효율이 회전교차로에 비해 좋은 것 으로 평가되었으며, 1,100대/시 이상의 진입교통량에서 는 로터리의 지체가 급격히 증가하여 운영효율이 크게 감소하는 것으로 분석되었다. 반면에 회전교차로는 로 터리에 비해 지체의 증가폭이 작아 1,300대/시까지의 교통량을 수용할 수 있는 것으로 평가되었다.

방향별 비율이 불균등한 경우에는 진입교통량 1,100 대/시 이하에서 로터리의 운영효율이 더 좋은 것으로 분석되었다. 진입교통량이 균등한 경우와 유사한 경향 을 띄고 있으며, 1,200대/시 이상의 교통량이 진입하게 되면 회전교차로의 운영효율이 좋아지는 것으로 평가되 었다. 또한 진입교통량이 균등한 경우엔 1,300대/시, 진입교통량이 불균등한 경우엔 1,400대/시까지의 교통 량을 수용할 수 있는 것으로 분석되었다.

로터리와 회전교차로의 지체 모두 방향별 비율에 상 관없이 진입교통량이 균등한 경우가 불균등한 경우에 비해 1.1배 정도 높게 분석되었다. 또한 진입교통량의 비율이 동일할 경우엔 로터리와 회전교차로의 지체 모 두 방향별 비율이 균등한 경우가 불균등한 경우에 비해 1.4배 높게 평가되었다. 두 교차로의 운영효율은 진입 교통량 비율과 방향별 비율에 영향을 받는 것으로 판단 되며, 3지 1차로 교차로 비해 진입교통량 비율의 영향 은 작지만, 방향별 비율의 영향은 더 큰 것으로 평가되 었다.

유형별 비교 결과는 그림 5와 같다. 로터리와 회전교

차로 모두 진입교통량 1,000대/시와 1,100대/시를 기 준으로 지체가 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 또한 3지 1차로 교차로의 결과와 마찬가지로 Type 32bb의 지체가 가장 높은 것으로 분석되었으며, Type 32uu의 지체를 기준으로 Type 32bb는 1.6배, Type 32ub는 1.3배, 그리고 Type 32bu는 1.1배 높은 것으로 평가되 었다.

4지 1차로 교차로 분석결과는 표 7과 같다. 진입교통 량이 적을수록 로터리가 회전교차로에 비해서 좋은 운 영효율을 가지는 것으로 분석되었다. 3지 교차로 분석 결과와 비슷한 경향을 나타내며, 유형별 모두 300대/시 이상에서 회전교차로의 운영효율이 로터리에 비해서 좋 아지는 것으로 평가되었다.

유형에 상관없이 로터리는 300대/시, 회전교차로는 400대/시까지의 진입교통량에서 효율적으로 운영될 수 표 6. 3지 2차로 교차로의 지체 결과

진입 교통량

교차로로터리 회전 교차로 800 4.8 7.0 4.6 6.7 4.7 7.0 4.1 6.0 900 5.6 8.2 5.5 8.1 5.6 8.2 5.2 8.1 1,000 7.0 10.4 6.8 9.2 6.8 10.2 6.3 8.7 1,100 85.6 12.9 10.8 11.4 46.2 11.7 9.8 11.1 1,200 181.7 19.7 112.9 17.4 115.7 18.1 73.2 15.3 1,300 208.0 25.6 185.6 20.2 188.2 24.4 171.8 19.0 1,400 254.1 34.7 237.4 31.4 240.6 34.6 234.2 28.8 1,500 281.0 44.8 258.8 37.7 275.7 37.9 254.4 34.8 주 : 음영표시는 지체시간 31초/대(서비스수준 F)를 초과하여 교통혼잡이

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있는 것으로 분석되었다. 그 이상의 교통량이 진입할 경 우에는 차량의 지체가 급격히 증가하여 서비스수준이 F 를 초과하여 교통혼잡이 발생되는 것으로 분석되었다.

특히 로터리의 경우에는 앞서 언급한 바와 같이, 일정 진 입교통량 이상이 되면 회전부의 용량을 초과하여, 이로 인해‘잠금(lock) 현상’이 발생하는 것으로 평가되었다.

진입교통량 비율이 균등한 경우에는 교차로와 회전교 차로 모두 진입교통량 비율이 불균등한 경우에 비해 1.1 배 높게 분석되었다. 또한 방향별 비율이 균등한 경우는 불균등한 경우에 비해 1.2배 높게 나타나, 두 교차로의 운영효율은 진입교통량 비율과 방향별 비율에 영향을 받는 것으로 평가되었다.

유형별 비교 결과는 그림 6과 같으며, 로터리와 회전 교차로의 지체는 진입교통량 300대/시와 400대/시를 기준으로 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 또한 유형 별 지체는 3지 교차로와 동일한 순으로 분석되었으며, Type 41uu의 지체를 기준으로 Type 41bb는 1.3배, Type 41ub는 1.2배, 그리고 Type 41bu는 1.1배 높은 것으로 평가되었다.

앞서 언급한 바와 같이, 두 교차로의 지체는 진입교통 량 및 방향별 비율에 영향을 받는 것으로 판단되나, 3지 교차로에 비해 영향력이 적은 것으로 평가되었다.

4지 2차로 교차로의 분석결과는 표 8과 같다. Type 42bb는 600대/시, Type 42bu, Type 42ub 및 Type 42uu는 500대/시 이하의 진입교통량에서 로터리의 지 체가 회전교차로에 비해 낮게 분석되어 운영효율이 더 좋은 것으로 평가되었다. 반면에 그 이상의 진입교통량 에서는 로터리의 경우‘잠금(lock) 현상’이 발생하여 회 전교차로에 비해 운영효율이 급격히 감소하는 것으로 분석되었다.

표 7. 4지 1차로 교차로의 지체 결과

진입 교통량

교차로로터리 회전 교차로 100 0.8 1.1 0.4 0.7 0.5 1.1 0.2 0.7 200 2.7 3.6 2.1 3.1 2.4 3.5 1.8 2.6 300 5.0 8.4 4.6 7.0 4.7 7.5 4.5 6.7 400 73.3 14.6 39.0 12.7 66.8 13.4 34.3 12.2 500 301.8 37.1 258.8 31.7 258.9 35.2 209.5 25.7 600 350.5 63.1 320.4 56.5 326.5 60.7 320.0 52.7 700 383.9 95.8 365.8 83.2 368.1 86.8 364.8 79.7 800 416.2 117.2 403.9 108.5 414.1 110.9 389.3 106.0 주 : 음영표시는 지체시간 18초/대(서비스수준 F)를 초과하여 교통혼잡이

표 8. 4지 2차로 교차로의 지체 결과

진입 교통량

교차로로터리 회전 교차로 600 6.9 7.7 6.8 6.2 6.8 6.4 6.4 5.9 700 13.6 9.4 9.5 8.5 12.6 9.3 9.0 8.2 800 177.6 12.9 135.3 12.3 159.8 12.5 102.4 11.1 900 252.5 21.3 243.9 18.2 248.6 18.8 233.2 15.6 1,000 296.9 34.3 277.2 30.0 294.9 31.7 263.3 23.3 1,100 331.0 49.0 309.3 45.4 325.7 46.2 268.9 35.7 1,200 361.4 62.4 349.5 55.3 357.6 58.7 347.9 51.2 1,300 382.5 80.8 373.8 75.5 375.2 80.5 367.5 68.5 주 : 음영표시는 지체시간 31초/대(서비스수준 F)를 초과하여 교통혼잡이

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4지 1차로 교차로의 분석결과와 마찬가지로 로터리와 회전교차로의 지체는 진입교통량이 균등한 경우가 불균 등한 경우에 비해 1.1배 높게 평가되었다. 또한 방향별 비율이 균등한 경우가 불균등한 경우에 비해 1.2배 높 게 분석되었다. 두 교차로의 운영효율은 진입교통량 비 율과 방향별 비율에 영향을 받는 것으로 판단되며, 특히 진입교통량 비율에 비해 방향별 비율의 영향이 더 큰 것 으로 평가되었다.

유형별 비교 결과는 그림 7과 같다. 로터리와 회전교 차로 모두 진입교통량 700대/시를 기준으로 지체가 급 격히 증가하는 것으로 나타났다. 특히 로터리의 경우에 는‘잠금(lock) 현상’에 의해 700대/시 이상에서는 운 영효율이 크게 감소하는 것으로 평가되었다.

3지 1₩2차로 및 4지 1차로 교차로의 결과와 마찬가지 로 Type 42bb의 지체가 가장 높은 것으로 분석되었으 며, Type 42uu의 지체를 기준으로 Type 42bb는 1.3 배, Type 42ub는 1.2배, 그리고 Type 42bu는 1.1배 높은 것으로 평가되었다. 또한 4지 1차로 교차로와 마

찬가지로, 3지 교차로에 비해 진입교통량 비율과 방향 별 비율에 받는 영향은 적은 것으로 나타났다.

5. 결론

이 연구에서는 진입교통량 비율과 방향별 비율을 고 려하여 진입교통량에 따른 회전교차로와 로터리의 지체 를 비교₩분석하였다. 이는 회전교차로의 진입교통량 기 준을 마련하는데 도움을 줄 것으로 기대된다. 연구의 주 요 결과는 다음과 같다.

첫째, 교통량이 증가할수록 회전교차로가 로터리에 비해 운영효율이 더 좋은 것으로 분석되었다. 3지 1차 로는 600대/시, 3지 2차로는 700대/시, 4지 1차로는 300대/시, 그리고 4지 2차로는 500대/시 이하일 경우 엔 로터리의 운영효율이 더 좋은 것으로 평가되었다. 그 러나 그 이상의 교통량이 진입하게 되면 로터리의 회전 부에‘잠금(lock) 현상’이 발생하여 운영효율이 급격히 감소하고, 이로 인해 회전교차로의 운영효율이 로터리 에 비해 상대적으로 좋은 것으로 판단되었다.

둘째, 3지와 4지 교차로 모두 진입교통량 비율이 균 등한 경우의 지체가 불균등한 경우보다 1.1~1.2배 높은 것으로 분석되었다. 이는 주도로와 부도로의 교통량이 불균등한 경우 균등한 경우에 비해 차량의 상충횟수가 줄어 지체가 감소하는 것으로 판단되어, 진입교통량 비 율이 불균등할 경우의 운영효율이 더 좋은 것으로 평가 되었다.

셋째, 방향별 진입교통량이 동일할 경우엔 3지 교차 로의 운영효율이 4지 교차로에 비해 좋은 것으로 분석 되었다. 이는 4지 교차로가 3지 교차로에 비해 상충지 점의 수가 많아 지체가 더 크게 나타나는 것으로 판단되 며, 1차로 교차로는 4지 교차로의 지체가 3지 교차로에 비해 1.0~53.5배 높은 것으로 분석되었다. 또한 2차로 교차로의 차량지체는 4지 교차로가 3지 교차로에 비해 1.21~44.87배 높은 것으로 나타났다.

마지막으로 서비스수준 F를 기준으로, 3지 2차로 교 차로의 경우 3지 1차로 교차로에 비해 2.1배 많은 교통 량, 그리고 4지 2차로 교차로는 4지 1차로 교차로에 비 해 2.4배 많은 교통량을 수용할 수 있는 것으로 분석되 었다.

이 연구는 차량지체만을 사용하여 로터리와 최전교차 로를 비교하였다는 점에서 한계를 지니고 있다. 이를 보 완하기 위해서는 통행시간, 통행속도, 연료소비 및 오염 물질 배출량 등 보다 다양한 지표를 이용한 비교₩분석 그림 7. 4지 2차로 교차로의 지체 비교

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이 이루어져야 하며, 조사 분석을 통한 운전자 행태의 반영도 필요할 것으로 판단된다. 또한 주도로와 부도로 의 다양한 연결유형을 고려하지 못하였다는 점에서 한 계를 지니고 있다. 향후 과제로는 주도로와 부도로의 다 양한 연결유형을 고려한 로터리와 회전교차로의 운영효 과를 비교₩분석하는 연구가 진행되어야 한다. 이 연구 에서는 사례지점을 통한 검증이 이루어지지 못하였으 나, 향후에는 실제 설치 운영되고 있는 로터리와 회전교 차로의 자료를 확보하여 이를 비교₩분석하는 연구가 필 요할 것으로 판단된다.

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(접수일 : 2011. 9. 9 / 심사일 : 2011. 9. 14 / 심사완료일 : 2011. 12. 7 )