대전광역시 교통신호체계 개선방안연구

(1)

기본연구보고서 2009-09

대전광역시 교통신호체계 개선방안 연구

A Study on Traffic Signal Control Strategy in Daejeon City

이 정 범

연구진

(2)

서 문

꾸준히 증가하는 차량으로 인한 교통문제가 계속적으로 제기되고 있으나 도로 건설 등과 같이 양적으로 용량을 늘리는 정책은 한계가 있다. 적절한 신호운영 전략은 교통흐름을 효율적으로 배분하고 교통군의 흐름을 향상시키며, 많은 재원을 수반하지 않으면서 교통상황에 능동적으로 대처할 수 있는 점에서 중요성이 부각 되고 있다.

대전을 비롯한 전국의 신호체계는 일관성을 가지지 못하고 있으며 아직까지는 보행자 보다는 차량 중심의 교통정책이 이루어지고 있다. 최근 국가경쟁력 강화 위원회는「교통운영체계 선진화 방안」을 발표하여 한국의 신호운영체계를 Global Standard에 맞게 변경하기 위하여 노력중이다.

금번 연구는 우리나라에서 많이 쓰이고 있는 선행 좌회전을 선진국의 신호체계인 선행 직진으로 바꾸었을시의 효과분석과 비보호 좌회전의 도입에 따른 지체 감소 효과를 분석한 것으로써 대전시 교통 문제를 최대한 해결할 수 있는 매우 가치 있는 연구라 할 수 있다.

본 연구가 장·단기적인 대전시 신호체계 개편 및 보완시 중요한 근거자료가 될 수 있기를 바라며, 나아가 합리적인 신호체계 연구를 통해 교통소통에 이바지함으로써 대전시 교통문제를 해결하는데 일조할 수 있기를 기대한다.

2009. 11.

대전발전연구원장

유 병 로

- I -

요약 및 정책제언

■ 연구의 배경 및 목적

○ 국가경쟁력 강화위원회에서는 「교통운영체계 선진화 방안」에서 6가지의 항목에 대하여 Global Standard에 맞는 합리적 교통운영을 위한 방안을 발표하였음

○ 「교통운영체계 선진화 방안」은 앞으로 대전시의 신호체계 및 교통운영에 전반적으로 영향을 미칠 예정이나 대전은 교통흐름의 연속성에만 초점을 맞추어 신호선진화에 대한 연구가 아직 체계적으로 되어 있지 않음

○ 향후 국가경쟁력 강화위원회에서 제시하고 있는 기준에 맞춘 신호체계 개편시 대전시에 적절한 신호운영에 관한 연구가 사전에 수행되어 정책에 능동적으로 반영하는데 목적이 있음

■ 주요 연구결과

□ 신호체계 개편에 따른 효과 분석

○ 선행 직진 신호는 공학적인 측면에서 지체감소 효과는 크지 않고 오히려 좌회전 비율이 비대칭인 교차로의 경우 선행 직진 신호가 overlap 현시에 비하여 지체가 약 91% 크게 나왔음

○ 남선공원네거리부터 도마네거리까지의 신호 개선 효과시 최적주기는 기존의 150초보다 100초일 때 더 나은 결과가 나왔고 이는 차량의 대기시간을 줄여 지체를 크게 줄였으며 특히 용문역네거리와 변동오거리는 서비스 수준이 E와 F에서 모두 D로 향상되었음

○ 변동오거리 좌회전교통량을 하류부로 이동시켜 U턴을 주고 현시수를 줄인 결과 지체는 54.2초에서 22.7초로 크게 향상되었으며 줄어든 현시로 인하여 특히 남쪽 방향은 지체가 122.2초(F)에서 16.9초(B)로 크게 향상되었음

(3)

○ 변동오거리에 보호/비보호 좌회전을 도입한 결과 지체가 27.0초에서 12.1초로 크게 감소하였음

■ 정책건의

○ 선행 직진의 신호운영은 일관된 신호체계 적립이라는 측면에서 긍정적인 측면이 있으나 신호체계는 운전자가 새로운 운전습관에 익숙해질 때까지 홍보, 여론수렴, 안전시설 설치와 같은 다양한 노력이 필요함

○ 좌회전 금지는 일부 운전자에게는 불편이 있으나 교통소통 측면에서 상당한 효과를 볼 수 있고 특히 과포화 된 교차로에 직진 신호를 늘려 줌으로써 지체를 분산시키는 효과가 있음

○ 보호/비보호 좌회전은 조심스럽게 접근을 해야 할 문제이며 공학적인 분석은 개선효과가 크게 나왔으나 우리나라 운전자에게는 아직까지 생소한 신호체계 이기 때문에 보조간선급인 양방 4차로와 6차로에서 선별적으로 지점을 선정하여 시험 운행 후 점차 확대한다면 상당한 효과가 기대됨

○ 그러나 좌회전 베이 유무 및 대향 교통량의 비율에 따른 비보호좌회전 허용에 대한 기준 마련을 위한 다양한 연구가 수반되어야 함

○ 전방향 교차로, RTOR 제한 등 보행자 우선의 교통정책이 다각적으로 필요하고 점멸신호 확대, 무신호 교차로 등 다양한 교통운영체계에 대한 연구가 향후 과제로 수행되어야 하며 대전시 교통의 소통원활과 교통사고 감소에 필요한 운영정책이 필요함

- 목 차 -

제 1 장 서론 ··· 3

제1절 연구의 배경 및 목적 ··· 3

1. 연구의 배경 ··· 3

2. 연구의 목적 ··· 4

제2절 연구의 범위 ··· 4

1. 시간 및 공간적 범위 ··· 4

2. 내용적 범위 ··· 5

제3절 연구의 방법 ··· 5

1. 대전시 교통 신호운영 현황에 대한 검토 ··· 5

2. 서비스 수준 분석 ··· 5

3. 신호교차로 운영 개선방안 연구 ··· 6

제 2 장 일반현황 ··· 9

제1절 일반현황 ··· 9

1. 등록대수 ··· 9

2. 혼잡비용 ··· 12

제 3 장 교통신호 관련 문헌 및 동향 검토 ··· 15

제1절 사례분석 ··· 15

1. 국내사례 ··· 15

2. 해외사례 ··· 15

제2절 비엔나 협약 및 신호선진화 방안 ··· 19

1. 비엔나 협약 ··· 19

(4)

- ii -

2. 신호선진화 방안 ··· 20

제3절 대전시 신호운영 개선과제 ··· 25

제 4 장 선행 직진 신호체계의 효과분석 ··· 31

제1절 분석개요 ··· 31

1. 분석목적 ··· 31

2. 분석내용 ··· 31

3. 분석방법 ··· 33

제2절 현황조사 ··· 36

1. 교통량 현황 ··· 36

2. 기하구조 및 신호현황 ··· 36

제3절 분석결과 ··· 40

제 5 장 회전교통량 처리 방법에 따른 효과분석 ··· 47

제1절 분석개요 ··· 47

1. 분석목적 ··· 47

2. 분석내용 ··· 47

3. 분석방법 ··· 48

제2절 현황조사 ··· 49

1. 교통량 현황 ··· 49

2. 기하구조 및 신호현황 ··· 51

제3절 분석결과 ··· 53

1. 현황분석 ··· 53

2. 신호최적화 ··· 55

3. 좌회전 금지 ··· 57

4. 비보호 좌회전 ··· 60

- iii - 제 6 장 연구결과 종합 및 정책제언 ··· 65

제1절 결과종합 ··· 65

제2절 정책제언 ··· 66

참 고 문 헌 ··· 67

부 록

부록 1. 갑천대교네거리 ~ 한밭대교네거리 교통량 ··· 71

부록 2. 남선공원네거리 ~ 도마네거리 교통량 ··· 76

(5)

- 표 목 차 -

<표 2-1> 2009년 전국자동차 등록현황 ··· 9

<표 2-2> 2009년 5월말 자동차 등록현황 ··· 11

<표 2-3> 통행 혼잡 기준속도 ··· 12

<표 4-1> 대전광역시 주간선도로 시설현황 ··· 32

<표 4-2> 신호교차로 서비스 수준 기준 비교 ··· 35

<표 4-3> 교차로 진입 총 교통량 ··· 36

<표 4-4> 교차로 별 신호체계 현황 ··· 37

<표 4-5> 교차로별 지체비교 ··· 41

<표 5-1> 교차로 진입 총 교통량 ··· 49

<표 5-2> 구간 교통량 현황 ··· 50

<표 5-3> 방향별 직진교통류 서비스 수준 ··· 54

- 그 림 목 차 -

[그림 1-1] 연구수행 과정도 ··· 6

[그림 2-1] 대전시 연도별 자동차 등록대수 및 장래 자동차 대수 예측 ··· 10

[그림 2-2] 자동차 등록대수 및 증가율 ··· 11

[그림 2-3] 광역시별 혼잡비용 ··· 12

[그림 3-1] 일본의 비보호 우회전 ··· 16

[그림 3-2] 영국의 magic roundabout ··· 17

[그림 3-3] 보호/비보호 혼용 좌회전 ··· 18

[그림 3-4] 혼재된 신호 순서 표지 설치현황 ··· 26

[그림 3-5] U턴 전용 신호기 ··· 27

[그림 3-6] RTOR 시 유발가능한 보행사고 ··· 28

[그림 4-1] 주간선도로 교통시설도 ··· 33

[그림 4-2] 분석에 이용된 교통축 ··· 37

[그림 4-3] 교차로별 현황 및 최적화 지체 비교 ··· 40

[그림 4-4] 교차로별 선행직진 및 최적화 지체 비교 ··· 41

[그림 4-5] 양방 좌회전 교통량이 비슷한 경우 현시순서에 따른 지체비교 ··· 42

[그림 4-6] 양방 좌회전 교통량이 다른 경우 현시순서에 따른 지체비교 ··· 42

[그림 5-1] 분석에 이용된 교통축 ··· 51

[그림 5-2] 주요 교차로 기하구조 ··· 52

[그림 5-3] 교차로별 서비스 수준 ··· 53

[그림 5-4] 방향별 신호현시 ··· 54

[그림 5-6] 방향별 신호현시 ··· 57

[그림 5-7] 좌회전 금지 후 교차로별 서비스 수준 ··· 58

[그림 5-8] 방향별 신호현시 ··· 59

[그림 5-10] 방향별 신호현시 ··· 62

(6)

제 1 장

서 론

제1절 연구의 배경 및 목적

제2절 연구의 범위

제3절 연구의 방법

(7)

제 1 장 서론

제1절 연구의 배경 및 목적

1. 연구의 배경

증가하는 교통수요에 맞추어 양적으로 도로 용량을 늘리는 교통정책은 한계가 있다.

따라서 교통량이 증가하여 지체가 발생하게 되면 기하구조 개선과 적절한 신호운영 전략을 세워 교통상황에 능동적으로 대처할 수 있는 방안이 연구되어야 한다.

적절한 신호운영은 교통흐름을 효율적으로 배분하고 교통군의 흐름을 향상시키며, 보행자의 무사횡단 및 용량증대의 역할을 수행한다. 그러나 부적절한 신호운영은 교통 흐름의 연속성을 떨어뜨려 지체의 원인이 될 수도 있으므로 교통 상황에 맞는 적절한 신호운영체계에 대한 연구가 필요하다.

최근 국가경쟁력 강화위원회에서는 「교통운영체계 선진화 방안」을 발표하여 한국 교통운영 체계를 Global Standard에 맞게 수정하는 안을 제시하였다. 서울 등에 서는 이에 맞추어 타당성에 대한 연구가 진행되고 있으나 대전의 경우 신호연동화 외에는 신호선진화에 대한 연구가 아직 미진한 상태이다.

향후 국가경쟁력 강화위원회에서 제시하고 있는 기준에 맞추어 신호체계를 개편할 경우에 대비하여 대전시 주요도로의 교통상황에 맞는 운영 방안을 사전에 연구할 필요가 있다.

2. 연구의 목적

비엔나 협약에 맞추어 정부에서 추진 중인 「교통운영체계 선진화 방안」은 앞으로 대전시의 신호체계 및 교통운영에 전반적으로 영향을 미칠 전망이다. 따라서 포괄적 이고 방대한 교통정책을 하나하나 연구하여 대전시에 맞는 체계를 구축해 나가는 것이 필요하며 본 연구는 그 첫 단계로 선행 좌회전을 선행 직진신호로 바꿀시 지체 변화를 살펴보고 비보호 좌회전 및 좌회전 금지에 대한 여러 가지 시나리오를 분석하여 그 효과를 살펴보는 것에 초점을 맞추었다.

선행 직진 신호체계는 앞으로 전 시도로 확대될 예정이며 대전시에서도 이에 대한 연구가 선행되어야 할 시급한 문제이다. 또한 비보호좌회전의 설치여부, 설치 지역의 타당성 조사 및 설치후의 효과 분석도 필요하다. 선행 직진 신호체계가 대전시에 맞는 신호운영체계인지 또는 비보호좌회전이 타당한지 여부 등 여러 가지를 다양한 각도에서 연구함으로써 신호 선진화 방안에 능동적으로 대처하는데 그 목적이 있다.

제2절 연구의 범위

1. 시간 및 공간적 범위 1) 시간적 범위

교통량 자료는 2008년 12월 도로교통공단에서 조사한 교통량과 2009년 연구원 자체적으로 조사한 2009년 9월 자료를 이용하였다.

2) 공간적 범위

대전광역시 주요도로 중 혼잡 발생이 자주 일어나고 운영상의 문제가 있는 도로 축을 선정하였다.

본 고에서는 주요 간선도로중 하나인 한밭대교 네거리부터 갑천대교 네거리의 축과 보조간선도로중 하나인 용문역 근처의 남선공원 네거리에서 농도원 네거리 축을 분석하였다.

(8)

- 5 -

2. 내용적 범위

❙ 신호체계에 대한 고찰 및 문제점분석

(국내 신호운영에 관한 사례 및 해외 사례 분석) ❙ 신호주기 변경에 따른 효과 분석

❙ 신호운영 방법 개선에 따른 효과 분석 ❙ 좌회전 교통량 처리에 관한 효과 분석

제3절 연구의 방법

1. 대전시 교통 신호운영 현황에 대한 검토

대전광역시에서 운영 중인 현시순서(좌회전 후 직진, 직·좌 동시, 직진후 좌회전 신호)를 파악하여 현황을 검토한다.

현재 운영 중인 신호주기, 연동화에 대한 조사 후 지체를 계산하여 대전시의 신호 운영 상태를 객관적으로 검토할 수 있다.

2. 서비스 수준 분석

신호교차로 분석에 있어 교차로 기하구조, 교통조건, 신호운영조건, 그리고 서비스 수준의 4가지가 필요하며 이중 조합의 구성에 따라 운영분석, 설계분석, 계획분석을 할 수 있다.

본 고에서는 교통조건, 교차로 기하구조, 신호운영조건 3가지의 자료를 수집하여 이를 토대로 서비스 수준을 구하여 교차로의 운영분석을 한다.

- 6 -

3. 신호교차로 운영 개선방안 연구

신호최적화가 가능한 시뮬레이션을 이용하여 적정 신호체계 및 현시시간을 연구한다.

신호관련 프로그램은 PASSER-Ⅱ, TRANSYT-7F, Synchro, SIGRID, SIGOP-Ⅲ, UTCS control techniques 등이 있으나 본 연구에서는 신호 최적화 기능이 있는 TRANSYT-7F와 Synchro 두 가지의 프로그램을 사용하였으며 전체적인 연구수행 과정은 [그림 1-1]과 같다.

[그림 1-1] 연구수행 과정도

(9)

제 2 장 일반현황

제1절 일반현황

(10)

- 9 -

제 2 장 일반현황

제1절 일반현황

1. 등록대수

자동차 등록대수는 2009년 4월말 현재 전국적으로 16,972,008대로 서울과 경기가 약 40.45%를 차지하고 있으며 대전은 543,116대로 약 3.2%(관용 0.3%, 자가용 95%, 영업용 4.7%)를 차지하고 있다. 대전시 자동차 등록대수는 1997년 324,576대에 비하여 218,540대가 증가한 것으로, 2021년에는 779,990 대에 이를 것으로 추정된다.¹⁾

시 계 관용 자가용 영업용

계 16,972,008 65,139 15,990,493 916,376

서울 2,949,104 10,718 2,723,785 214,601

부산 1,082,613 3,649 1,002,272 76,692

대구 894,354 2,286 847,255 44,813

인천 876,563 2,766 821,446 52,351

광주 480,746 1,479 452,585 26,682

대전 543,116 1,586 516,061 25,469

울산 420,748 1,212 401,244 18,292

경기 3,915,489 11,650 3,721,192 182,647

강원 575,043 3,997 545,410 25,636

충북 576,987 2,721 547,995 26,271

충남 774,965 3,641 739,567 31,757

전북 666,017 3,546 628,812 33,659

전남 669,841 4,371 630,591 34,879

경북 1,045,715 5,153 998,705 41,857

경남 1,264,176 4,921 1,199,431 59,824

제주 236,531 1,443 214,142 20,946

<표 2-1> 2009년 전국자동차 등록현황

1) 대전광역시, 지속가능한 교통체계를 위한대전광역시 교통정비 중기계획 수립연구, 2009

- 10 -

0

100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000

1997 20072009.42011 2016 2021

대전시 연도별 자동차 등록대수 추이

[그림 2-1] 대전시 연도별 자동차 등록대수 및 장래 자동차 대수 예측

대전시 자동차 1대당 인구는 2008년 기준 0.98명으로 울산(0.93명/대) 다음으로 적었다.

(서울 1.39명/대, 부산 1.21명/대, 대구 1.00명/대, 인천 1.16명/대, 광주 1.07명/대, 울산 0.93명/대)

대전시 교통상황은 현재 주요 교차로에서 오전/오후 첨두시 서비스수준이 D이하 이며 많은 교차로에서 서비스수준 F의 심각한 상황을 맞이하고 있다. 2007년도 주요 간선도로별 평균통행속도는 2003년에 비하여 -11.89~3.71%의 감소세를 보였다. 반면 대전시 연간 1인당 주행거리는 7대 특·광역시 중 가장 놓은 6528km로 1인당 교통비용은 698,481원으로 가장 높은 수준으로 나타났다. 대전시 도로 증가율이 자동차 증가율을 따라오지 못하는 현실에서 향후 교통 혼잡은 자동차 증가추세에 따라 지속적으로 증가할 것으로 예상된다.

대전시의 경우 차종별 자동차 등록현황을 살펴보면 승용차가 427,672대로 전체의 약 78.8%이며 화물차(15.2%), 승합차(5.8%), 특수차량(0.2%) 순으로 나타났다. 각 구별 교통량은 서구가 180,075대로 자동차 등록대수가 가장 많은 것으로 조사되었으며 유성구, 중구, 대덕구, 동구 순이었다.

(11)

　 차종별

총 계 승용차 승 합 화 물 특 수

구 별 　

총 계 543,116 427,672 31,654 82,618 1,172

동 구 81,507 60,595 5,245 15,536 131

중 구 92,418 71,688 5,937 14,678 115 서 구 180,075 147,123 9,847 22,760 345 유성구 106,052 88,047 5,420 12,305 280 대덕구 83,064 60,219 5,205 17,339 301

<표 2-2> 2009년 5월말 자동차 등록현황

자료: 대전광역시 운송주차과

연도별 자동차 증가율을 살펴보면 2007년까지는 약 3%대의 높은 증가율을 보였으나 2008년 0.7%로 크게 떨어진 이후로 현재까지 큰 변동 없이 0.7%대의 증가율을 기록하고 있다.

507 521

536 539 540 541 541 542 543

3.1

2.8 2.8

0.7 0.6 0.6 0.6

0.5 0.7

- 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

480 490 500 510 520 530 540 550

2005 2006 2007 2008 2009.1 2월 3월 4월 5월

총 계(천대) 증 가율(%)

[그림 2-2] 자동차 등록대수 및 증가율 자료: 통계청, http://kostat.go.kr/

2. 혼잡비용

혼잡은 교통량이 용량을 초과했을 때뿐만 아니라 돌발상황으로 인한 속도의 감소 또는 정지로 정상속도보다 느려지는 것을 말한다. 혼잡비용은 1992년 “교통혼잡비용 예측연구”가 시작된 이후 매년 실시하고 있으며 정상속도와 지체에 따른 속도감소의 차이를 계량화하여 비용을 계산한 것을 말한다. 이때 정상속도를 기준속도라 하는데 교통혼잡 기준속도는 다음과 같다.

4차로 이상 4차로 미만

고속국도 90km/h 75km/h

일반국도 70km/h 60km/h

지방도 65km/h 55km/h

<표 2-3> 통행 혼잡 기준속도

혼잡비용은 전국적으로 꾸준한 증가세를 보이고 있다. 2006년 서울의 혼잡비용은 두 번째인 부산에 비하여 두 배 이상으로 혼잡에 의한 비용이 상당히 큰 것으로 나타났다. 증가율은 서울 부산 인천 대구 대전 광주 울산 순으로 대전의 경우 타 시도에 비하면 크지 않다고 할 수 있다. 그러나 1995년과 1996년 사이에 521십억 원에서 957십억원으로 크게 증가하였고 2006년에는 974십억원의 혼잡비용이 발생 하고 있으며 꾸준한 증가세를 보이고 있다.

[그림 2-3] 광역시별 혼잡비용

(12)

제 3 장

교통신호 관련 문헌 및 동향 검토

제1절 사례분석

제2절 비엔나 협약 및 신호선진화 방안

제3절 대전시 신호운영 개선과제

(13)

제 3 장 교통신호 관련 문헌 및 동향 검토

제1절 사례분석

1. 국내사례

지체를 최소화 하고 불필요한 정지를 줄임으로써 교통흐름을 원활히 하는 교통 신호 선진화 정책에 부합되는 내용들이 이미 예전부터 연구 되어왔으나 본 연구에서 제시하고자 하는 신호선진화 방안에 대한 체계적 연구는 현재까지 많이 되어있지 않다.

이광훈 (2007), 김원호 (2007)는 비보호 좌회전 확대에 따른 효과 분석을 하였으며 신호주기 축소에 따른 직진 교통량의 지체가 약 46% 감소하였음을 나타내었다.

최병국 (2007)은 인천광역시의 운영 실태를 연구하여 인천시 주요 교차로의 교통량 및 서비스 수준을 신호개선시 2004년을 기준으로 2006년 지체감소 효과를 분석하였다.

또한 연동화개선 및 비보호 좌회전과 같은 전문적인 운영의 중요성에 대해서도 검토하였다.

임용택 (2005)은 기존 제어시스템의 문제점을 분석하고 교통신호제어시스템의 새로운 접근방법과 재정립의 기회 제공을 목적으로 진행대 길이를 최대화하는 고정식 제어기법을 소개하였다.

2. 해외사례

Hummer et al.(1991)은 leading left-turn(선행 좌회전)과 lagging left-turn (선행 직진)을 안전과 지체 측면에서 비교 연구하였고 그 기준을 제시하였다. 결과에 따르면 lagging left-turn의 좌회전 사고가 44건으로 leading left-turn 69건에 비하여 25건이 줄어들어 사고율이 떨어지는 것으로 나타났다. 차량 백만대당 사고도 0.06건으로 leading left-turn 0.09건보다 약 0.03건이 적게 나타났다.

지체는 비보호좌회전 도입시 평균지체가 10.9초로 가장 적게 나왔으며 보호좌회전은 지체값이 leading 19.9초와 lagging left-turn 19.4초로 비보호에 비하여 크게 나타났으며 leading과 lagging sequence간의 지체 차이는 크지 않음을 알 수 있다. 따라서 Hummer et al.(1991)은 lagging left-turn이 안전측면에서 큰 효과가 있고 비보호좌 회전이 보호 좌회전에 비하여 운영측면에서 효율적임을 증명하였다.

1) 일본

일본은 간선도로급 이하의 위계에서 비보호 좌회전을 시행하여 2~3현시의 짧은 주기로 신호운영을 하고 있다. 일본에서 흔히 쓰이는 좌회전(일본: 우회전)은 교차로 내에 회전 차량이 기다릴 수 있는 Extended-bay가 그려져 있어 all-red 신호시 1~2 대정도가 회전을 할 수 있도록 되어 있다.

[그림 3-1] 일본의 비보호 우회전

(14)

- 17 -

2) 영국

영국의 경우 회전교통량 보다 직진 차량을 우선적으로 처리하고 있다. 또한 안전 도가 높은 roundabout을 일반화하여 차대 차 또는 보행자대 차의 사고를 줄이는데 힘쓰고 있다. 이러한 보행우선 교통전략은 현재 우리나라에서 하고 있는 교통선진화 방안의 한 방법이기도 하다.

[그림 3-2] 영국의 magic roundabout

3) 미국

미국은 교통량이 많거나 간선도로를 제외하고 일반적으로 비보호좌회전을 사용 하고 있다. 또한 좌회전차량이 많은 곳에서는 보호/비보호 혼용 좌회전을 쓰고 있어 좌회전 신호에 완전히 통과하지 못한 차량들이 직진 신호시 대향차량이 없을 때 교차로를 통과하도록 하고 있다.

신호운영은 반감응 신호체계가 잘 운영되고 있어 차량유무에 따라 신호현시를 탄력적 으로 운영함으로써 차량이 많지 않은 곳에서는 교차로에서 정지하는 경우가 거의 없다.

- 18 -

[그림 3-3] 보호/비보호 혼용 좌회전

(15)

제2절 비엔나 협약 및 신호선진화 방안

1. 비엔나 협약

교통량에 따른 적절한 신호운영전략은 많은 재원을 수반하지 않으면서 교통흐름을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서 적절한 교통신호 운영 전략을 세워 신호운영체계 합리화에 대한 연구가 필요한 상황이다.

1968년 11월 8일 비엔나에서 열린 도로교통협약(Vienna Convention on Road Traffic)은 국제적으로 교통신호를 통일함으로써 도로의 안전성을 높이기 위하여 결의된 국제협약이다. 주로 국가간 통행이 많은 유럽이 자동차의 통행을 용이하게 하기 위하여 많이 가입되어 있다.

비엔나 협약은 직진 신호를 우선 배분하는 것을 원칙으로 하며 비보호 좌회전을 원칙적으로 채택하고 있다. 또한 적색시 우회전(Right Turn On Red: RTOR)을 원칙 적으로 금지하고 있다. 하지만, 한국의 경우 일반적으로 RTOR을 허용하고 있어 우회전시 횡단보도 보행자와 상충을 유발하여 보행사고의 원인이 되기도 한다.

미국의 경우 사고위험이나 보행자 이동이 많은 도로에서는 좌회전 신호를 따로 주거나 적색시 우회전 금지(No Turn On Red: NTOR)하는 것을 병행하여 시행하고 있으며 일반적으로 간선급이 아닌 하위도로에서 비보호 좌회전과 RTOR을 허용하고 있다. 하지만 이는 일반적인 사항으로 뉴욕의 경우 원칙적으로 NTOR을 하고 있다.

2. 신호선진화 방안

신호선진화 방안 (국가경쟁력 강화위원회, 2009.4.29)

국가경쟁력 강화위원회에서는 2009년 4월 29일 「기초 법질서 확립을 위한 교통 운영체계 선진화 방안」을 발표하여 교통사고, 혼잡비용, 온실가스, 법규위반 등의 문제점을 해결하기 위하여 비엔나 협약 등의 국제표준에 맞는 신호체계로 개편하는 것을 추진하고 있다. 국가경쟁력 강화위원회에서 추진하고 있는 세부사항은 다음과 같다.

1) 직진우선 신호원칙 확립

좌회전 후 직진, 직좌 동시, 신호보조표지 등을 2011년 까지 일제히 정비하는 것을 목적으로 하고 있으며 상세한 내용은 다음과 같다.

❙“선행 좌회전” 신호현시 비율을 단계적으로 축소하여 ‘11년 까지 원칙적 으로 모든 교차로를 “선행 직진”으로 전환

❙“좌회전 후 직진” 신호를 “직진 후 좌회전”으로 우선 전환

- 좌회전 전용․대기차로가 설치되어 신호순서 조정이 용이한 점을 고려, 우선적 으로 “직진 후 좌회전”으로 전환(‘09.9~)

❙직좌 동시신호는 단계적으로 “직진 후 좌회전”으로 개선

- 좌회전 교통량이 적은 교차로를 대상으로 차로數 조정 등을 통해 좌회전 별도 차로 설치를 단계적으로 전환(‘10~)

❙운전자에게 혼란을 초래하는 신호보조표지도 일제 정비

- 직전우선 신호원칙 확립에 따라 복잡한 신호순서가 간명해지면 신호기 위에 부착된 각종 보조표지 일제 정비(‘09.9~)

(16)

- 21 -

2) 좌회전 처리방식 개선을 통한 소통제고

비보호 좌회전 및 U턴, P턴 확대방안을 목적으로 상세한 내용은 다음과 같다.

❙시행중인 비보호 좌회전을 단계적으로 확대

- 직진우선의 신호원칙 확립추이를 보아가며 비보호 좌회전을 단계적으로 확대(‘10) - 사고방지를 위해 철저한 안전대책마련 ․ 시행(‘09.10~)

❙비보호 좌회전 정착추이를 보아가며 녹색신호 좌회전 허용

- 공감대가 형성되면 국제기준에 맞게 현행 4색 신호등을 3색 신호등으로 대체, 녹색신호시 좌회전을 원칙적으로 허용

- 녹색신호에 좌회전을 허용할 경우 교통사고시 비보호 좌회전 차량의 책임을 무겁게 규정한 관련 법규도 합리적으로 정비

❙좌회전 신호 보완대책 별도 강구

- 교통량이 많은 광폭교차로 등 좌회전 전용신호 운영이 불가피한 경우「좌회전 차량 자동인식 시스템」구축(‘09.7~)

- 직좌 동시신호 지양 등 좌회전 신호시간을 줄여 나가면서 U턴, P턴 구간을 확대하여 좌회전 교통량을 분산처리(‘09.7~)

3) 적색 신호시 우회전 허용(RTOR) 선별제한

우회전을 선별적으로 제한하거나 우회전 신호등을 따로 설치하는 방안으로 상세한 내용은 다음과 같다.

❙RTOR 선별제한 방안 마련

- 광폭 교차로가 많은 도로 현실을 고려하여 현행 RTOR 허용원칙은 그대로 유지 - 다만, 교차방향 직진차량과 엉킴 현상 방지나 보행자 안전 등을 위해 필요한

경우에는 RTOR 선별 제한(‘10)

- 22 -

❙우회전 차량 통행편의 제고

- RTOR 선별제한에 따라 우회전 소통장애가 발생되지 않도록 “우회전 신호등”을 설치(‘10), 신호에 따라 우회전 허용

- 교차로 개량사업 등을 통한 우회전 전용차로 설치를 확대하여 안전과 소통에 방해를 주지 않고 RTOR 허용

4) 신호운영 탄력화 및 교통안전시설 정비·확충

점멸신호, 무신호 교차로, 안전표지 확충·정비 등 탄력적인 신호운영과 교통안전 시설의 정비를 목적으로 상세한 내용은 다음과 같다.

❙과도한 신호기 의존에서 탈피하여 탄력적 신호운영을 강화하면서 안전표지 등 교통안전시설도 정비 ․ 확충

❙신호운영 탄력화

- (점멸신호) 심야(23~05시) ․ 휴일에 교통량이 크게 줄어드는 도시외곽도로 및 중소도시 지방도에 대해 운영확대(‘09.12)

- (신호연동) 지방 국도 및 도시부 간선도로의 경우 교차로 간 신호가 연계되는 신호연동시스템 구축(‘09.9~)

❙無신호 교차로 이용 활성화

- 교통량, 보행편의, 도로폭 등을 고려하여 신호통제 필요성이 낮은 교차로는 無신호 교차로로 단계적으로 전환(‘10~)

- 교차로 신설 ․ 개량시 소통에 유리하고 공해저감 및 전력 등 에너지 절감효과가 높은 회전교차로 설치를 대폭 확대(‘10~)

❙통행우선권 정립을 위한 안전표지 확충·정비

- 사고가 잦고 도로폭, 통행량 등이 유사하여 主 ․ 副도로 구별이 곤란한 無신호 교차로부터 안전표지 설치 확대(‘09.9~)

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- 주 ․ 부도로 구별이 곤란한 경우는 교차로 4방향 모두에 정지 표지를 설치하여 정지의무를 부과한 후 先入先出 원칙을 적용

- 안전표지 대폭 확충과 연계하여 잘못 설치된 교통안전표지도 실태조사를 거쳐 일제정비(‘09.7)

❙신호기 위치조정

- 현재 일반적으로 교차로 건너편에 위치한 신호기를 교차로 진입 전 정지선 부근으로 이동 설치(‘09.7~)

5) 도로운영 합리화

합리적 도로운영을 위한 지정차로제 개선 및 일방통행 운영 확대 등에 관한 세부적 내용은 다음과 같다.

❙지정차로제 개선 및 준수 강화

- 현재 승용차와 동일차로(고속도로 2차로)를 주행토록 하고 있는 1.5톤 이하의 화물차에 대한 지정차로제 개선(‘09.12)

- 사업용 차량 운전자 교육과 주요도로 안내표지판 설치 등 교육 ․ 홍보를 강화 하면서 지속적인 계도 ․ 단속 실시

❙일방통행 확대운영 및 불법 주 ․ 정차 집중단속

- 편도 1차로로 도로 폭이 좁고 보도가 설치되지 않은 양방향 생활도로는 일방 통행으로 전환하여 여유 공간 확보(‘10~)

- 정체가 심한 도심지 주요도로에도 일방통행 운영 확대(‘10~)

6) 보행자·자전거 안전강화

우측통행 방식, 보행자 친과적 교통신호 운영, 자전거 전용 신호등 도입 등에 관한 세부적 내용은 다음과 같다.

❙국제적으로 통용중인 “우측통행” 방식을 원칙으로 하면서 신호체계를 차량 중심에서 보행자 ․ 자전거 친화적 중심으로 전환

❙보행자 “좌측통행” 원칙을 “우측통행” 원칙으로 개선

- (보행자와 보행자) 보행의 편의, 심리적 안정성, 국제관행을 고려하여 우측 통행으로 전환

- (차량과 보행자 통행) 현행 좌측통행 방식을 도로의 여건에 맞도록 “차량을 마주보고 통행하는 방식(대면통행)”으로 전환

❙보행자 친화적 교통신호 운영

- 횡단보도 녹색점멸 시점 조정, 보행자의 불안심리 해소(‘09.12)

- 광폭 교차로에 대해서는 보행신호가 끊겨 횡단보도 중간에 보행자가 고립되지 않도록 교통섬 설치확대(‘10～)

- 차량 통행량이 많고 보행자가 적은 단일로, 점멸신호로 운영되는 교차로에 우선적으로 보행자 작동신호기 설치

❙자전거 전용 신호등 도입

- 자전거 전용도로, 자전거 횡단도 등에 차량 ․ 보행신호등과 구별되는 자전거 전용신호등 설치(‘10～)

- 자전거 전용차로 도입, 자전거 안전표지 확충 등 안전하고 쾌적한 자전거 이용 기반도 조성(도로교통법 하위법령 개정, ’09.6)

(18)

- 25 -

제3절 대전시 신호운영 개선과제

대전시의 경우 교통량은 타 시도에 비하여 크게 심각하지 않으나 적절치 못한 신호운영으로 불필요한 지체가 증가하고 있다. 교통량이 용량에 도달하지 않았고 도로의 기하구조 또한 크게 나쁘지 않은 현실을 감안한다면 적절한 신호운영만으 로도 정지시간을 줄이거나 혼잡비용 및 대기 오염도를 줄여 저탄소 녹색성장에 맞는 운영이 가능한 현실이다. 따라서 신호주기(Cycle), 과포화 전략, 시설물 등 신호운영의 전반적인 문제점에 대한 연구가 필요하다.

1) 신호주기

다른 지역에 비하여 긴 주기는 지체를 증가시키며 신호위반 및 과속의 원인이 된 다. 특히 야간의 경우, 차량이 없음에도 불구하고 긴 주기로 인해 서비스수준이 F로 떨어지는 곳이 있다. 대전지방경찰청 통계자료에 따르면 전체 교통법규위반자 중 신호 위반자는 2007년 6,842건에서 2008년에는 10,703건으로 크게 증가하였으며, 속 도위반은 2007년 179,190건에서 2008년 220,729건으로 증가하였다. 이는 전체 교통 법규 위반 중 68.5%로 3분의 2 이상을 차지하고 있으며 교통사고의 원인이 될 수 있다.

대전시의 주간선도로 교차로는 overlap을 이용한 5현시를 많이 이용하고 있어 신호 주기가 길어지는 원인이 된다. 신호주기가 길어지는 다른 원인중 하나는 대전시의 주도로가 10차선 이상의 광로로 최소보행시간을 맞추다 보면 긴 주기가 나오게 된다.

2) 신호체계 및 표지판 정비

신호체계는 선행 직진과 선행 좌회전이 혼재 되어 있어 운전자로 하여금 혼란을 일으키고 있다. 선행 좌회전에 익숙한 운전자는 적색에서 녹색등이 켜지면 본능적으로 좌회전을 하는 경우가 있어 대향 직진 차량과의 사고가 빈번하게 일어나고 있다. 따라서 일정한 현시 순서를 확립하여 홍보함으로써 이러한 사고를 방지할 필요가 있다.

- 26 -

[그림 3-4] 혼재된 신호 순서 표지 설치현황

신호체계의 확립은 불필요한 설치비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 대전시는 일률적 이지 못한 현시순서 때문에 대부분의 교차로에 신호현시 순서를 나타내는 표지판이 부착 되어 있어 표지판 설치에 드는 비용이 불필요하게 지출되고 있다. 따라서 신호체계를 확립한 후 현시순서가 다른 특정지역에 한해서 표지판을 설치할 필요가 있다.

신호현시를 나타내는 표지판은 신호기 옆에 주로 설치되어 있다. 그러나 야간의 경우 신호등 불빛으로 인하여 표지판의 시인성이 떨어져 신호 현시순서를 알기 힘든 문제점이 있다. 따라서 야간에도 잘 보일 수 있는 야광과 같은 시인성이 좋은 표지판을 도입할 필요가 있다.

또한, 연동화의 결여로 교통의 연속성을 떨어뜨려 지체가 증가하고 있다. 대전시는 통행속도가 일주일에 3회 이상 10㎞/h 미만인 상습정체지역 19개 구간을 선정하여 2009년 말까지 신호교차로 연동화를 맞출 계획에 있다.

(19)

U턴은 좌회전 또는 보행자 신호시 가능하도록 되어있다. 그러나 대부분의 운전자는 좌회전 신호를 기다리기 전에 적색신호에서 U턴을 시도하는 경향이 있다. 하지만 overlap 현시에서는 적색인 경우 대향차로는 녹색인 경우가 있어 사고가 빈번하게 일어나고 있다. 또한 보행신호가 보이지 않아 보행자가 건너지 않는 밤에는 보행신호가 켜져 있는지 알 수가 없다. 이러한 경우 해외에서는 U턴 신호를 따로 만들어 줌으로써 U턴을 안전하게 유도하고 있다.

[그림 3-5] U턴 전용 신호기

3) 보행자 안전

대부분의 도로에서 적색시 우회전을 허용하는 RTOR을 사용하고 있으나, 이는 우회전시 교차로에서 보행사고를 유발 할 수 있는 위험이 있다.

[그림 3-6] RTOR 시 유발가능한 보행사고

4) 과포화 전략

교통량이 용량을 초과하지 않는 경우 신호연동화나 비보호 좌회전과 같은 운영 전략으로 도로 상황을 개선할 수 있다. 하지만 교통량이 용량을 초과하여 과포화에 이르면 이러한 신호운영전략은 오히려 지체를 증가 시킬 수 있으며 교차로내의 대기 행렬이 상류부의 교차로 뒤로 spillback 현상이 일어날 수 있다. 이러한 경우 지체를 전체적으로 고르게 분산시킴으로써 한 교차로에 집중되는 지체를 어느 정도 완화시켜 줄 수 있는 대책이 필요하다. 대전시의 경우 이러한 과포화 전략이 수립되어 있지 않으며 이에 대한 연구 또한 추후 계속되어야 할 것이다.

(20)

제 4 장

선행 직진 신호체계의 효과분석

제1절 분석개요

제2절 현황조사

제3절 분석결과

(21)

제 4 장 선행 직진 신호체계의 효과분석

제1절 분석개요

1. 분석목적

선행 직진 신호체계는 차대 보행자와의 사고율이 감소한다는 선행연구가 있듯이 안전측면에서는 검증이 되었으나 지체 감소 효과는 아직 검증되지 않았다. 본 장에 서는 선행 좌회전과 선행 직진신호의 지체 변화를 살펴보고 좌회전 교통량 변화에 따른 overlap 현시와 선행 직진 신호체계의 지체 값 비교를 목적으로 한다.

2. 분석내용

대전광역시는 14개의 동서축과 14개의 남북축으로 이루어진 28개의 주간선도로가 있다. 이중 혼잡도가 큰 한밭대로부터 갑천대교 네거리까지의 동서축을 사례지역으로 선정하여 선행 직진신호로의 변경시 지체도의 변화를 살펴보았다. 도로교통공단의

「한밭대로 신호체계 개선 계획 보고」에서 갑천대교 네거리에서 동부네거리까지 총 22개 교차로, 7.7km 길이에 대한 연동화 작업은 이미 수행되었으며 개선효과로 연 32억원의 경제적 편익이 발생한다고 연구한 바 있다. 이는 단순히 연동을 맞추 는데 초점을 맞추었기 때문에 신호현시 연구가 동반되면 그 효과는 더 커지리라 예상된다.

연구내용은 크게 세 단계로 구분하여 볼 수 있다.

첫째 현황을 분석하고 leading과 lagging left-turn을 고정했을 때와 고정하지 않았을 경우 최적화를 각각 수행하였다.

둘째, 신호체계를 선행 직진 신호로 바꾼 후 지체 값을 분석하고 leading과 lagging left-turn을 고정했을 때와 고정하지 않았을 경우 최적화를 각각 수행하였다.

셋째, 좌회전 교통량 비율을 여러 시나리오로 가정하여 overlap 현시와 선행 직진 신호와의 지체값을 비교 분석하였다.

순번 도 로 명 기 종 점 차로수

(왕복) 개설연장

(km) 도로 위계 비 고

1 계 룡 로 서대전 4~공주시계 2~10 16.1 국도 32호선

동서축

2 중 앙 로 서대전 4~대전역 3 6 2.1 -

3 계 백 로 서대전 4~송정교[논산시계] 4~10 19.4

국도 4호선

4 대 사 로 서대전 4~보문산 5 4~7 1.1

5 충 무 로 보문산 5~제2치수교 4~8 2.3

6 옥 천 길 제2치수교~세천동[시계] 4 7.8

7 금 산 길 대성3가~추부터널[시계] 2~8 9.2

국도 17호선 남북축

8 옥 계 로 효동4가~대성3가 6~7 3.7

9 인 효 로 대전역3~효동4가 4~6 2.4

10 삼 성 로 대전역 3~동구구계[철도] 6 1.9

11 신 탄 진 로 동구구계[철도]~현도교[시계] 4~6 9.4

12 한 밭 대 로 동부 4~계룡로 6~10 14.2 -

동서축

13 동 서 로 대전 I.C~서부초교 4~10 17.5 -

14 한밭도서관길 대사 4~불티 구름다리 4~6 4.1 -

15 배 재 로 불티 구름다리~안골4 4 2.9 -

16 대 덕 대 로 안골 4~신탄진 4 4~8 17.0 국지도 57호선 남북축 국지도 32호선

17 대 흥 로 시민회관3~대흥교[동구구계] 6 1.4 - 동서축

18 자 양 로 대흥교[동구구계]~동부4가 4~8 3.6 - 남북축

19 가 정 로 인삼연 3가 ~ 연구단지 4가 6~8 3.0 - 동서축

20 조 치 원 길 한밭대로 ~ 안산동 시계 4~8 12.5 -

21 금 병 로 구암교 3 ~ 화암동 4 4~8 7.2 국지도 32호선 남북축

22 대 종 로 부사동 4 ~ 용문교 [구계] 4~6 4.7 -

23 가 장 로 도마교[구계]~용문교[구계] 6 5.0 -

24 문 화 로 대사동 4 ~ 도마교[구계] 4 1.1 - 동서축

25 계 족 로 신흥동 3가 ~ 읍내동 3가 5~8 7.1 -

26 버 드 내 길 도마교 ~ 둔산대교 2~8 4.6 - 남북축

27 둔 산 대 로 갑천3가 ~ 평송수련원 3가 8 2.1 -

28 문 지 로 호동 3 ~ 문지동 3 4 2.4 - 동서축

<표 4-1> 대전광역시 주간선도로 시설현황

(22)

- 33 -

[그림 4-1] 주간선도로 교통시설도

자료: 대전광역시, 지속가능한 교통체계를 위한대전광역시 교통정비 중기계획 수립연구, 2009

3. 분석방법

본 연구에서는 오전 8:00~9:00의 1시간 교통량을 첨두시간계수(PHF)로 나누어 첨두 시간교통류율로 환산된 교통량을 이용하였으며 노면표시 및 운영상황은 현장 및 인터넷의 위성사진을 이용하여 본 연구에 적용하였다.

- 34 -

Vp = VH

PHF 여기서,

Vp : 첨두시간 교통류율(vph)

_ : 시간 교통량(vph)

 : 첨두시간계수

축 분석은 Synchro 프로그램을 이용하였다. Synchro는 Transyt-7F와 함께 신호주기 및 현시 최적화(optimization)가 가능한 프로그램으로 많이 쓰이고 있는 simulation tool 중 하나이다. Transyt-7F와 CORSIM 등과 연계하여 바로 분석이 가능하여 기존의 Transyt-7F에서 얻어진 신호자료를 다른 프로그램에 이용했을 때 생기는 문제점을 보완할 수 있는 장점이 있다. 또한, 감음식, 반감응식 등 여러 형태의 신호체계를 분석 할 수 있는 기능이 있어 다양한 시나리오의 분석이 가능하며, animation 기능 은 simulation 결과를 시각적으로 분석할 수 있도록 도와준다.

미국 HCM2000은 평균정지지체에서 가·감속을 고려한 제어지체(control delay)를 사용하고 있으며 한국은 2001년 한국교통용량편람(KHCM)에서부터 제어지체를 사용 하고 있다. 제어지체는 균일지체(uniform control delay:

^

)에 연동보정계수(PF)를 곱한 값과, 증분지체(incremental delay: d2), 그리고 추가지체(initial queue delay: d3) 의 세 가지 지체를 합한 값으로 이루어져 있으며 그 값은 평균정지지체의 약 1.3배 정도 된다.

d

=

d1

(

PF

) +

d2

+

d3

여기서,

d = 차량 당 평균제어지체(초/대) d₁ = 균일 제어지체(초/대)

(23)



 =_

  



_{m in }

_

_{ }



 







 

^{  }







^

PF = 신호연동에 의한 연동보정계수

d₂ = 임의도착과 과포화를 나타내는 증분지체

d2 = 



^





_

_

_{  }



^^

^

^{ }^^{ }













d3 = 추가지체(분석기간 이전에 잔류한 과포화 대기행렬로 인한 지체)

d3 =_





 









_^

한국은 미국과는 약간 다른 한국의 상황에 맞는 서비스 수준을 사용하고 있다.

미국은 A~F까지 6단계의 서비스 수준을 사용하고 있으나 교통 혼잡이 잦은 한국은 F단계를 좀서 세분화 하여 FF, FFF로 총 8단계의 서비스 수준을 사용하고 있다.

미국과 한국의 지체값에 따른 서비스수준 기준은 <표4-2>에 나타내었다.

Level of Service

Control Delay per Vehicle (s/veh)

미국 한국

A ≤ 10 ≤ 15 초

B 〉10-20 ≤ 30 초

C 〉20-35 ≤ 50 초

D 〉35-55 ≤ 70 초

E 〉55-80 ≤ 100 초

F 〉80 ≤ 220 초

FF - ≤ 340

FFF - 〉340

<표 4-2> 신호교차로 서비스 수준 기준 비교

제2절 현황조사 (한밭대로~갑천대교네거리)

1. 교통량 현황

교통량은 대전광역시 도로교통공단에서 조사한 2008년 12월 10일 수요일 자료를 이용하였다. 교통량은 오전, 오후, 저녁 peak time에 각각 1시간씩 조사되었다.

<표4-3>은 교차로 진입 총 교통량을 나타낸 것으로 자세한 차종별 방향별 교통량 은 부록에 수록하였다.

교차로명 갑천대교네거리 누리네거리 모정네거리

소형 대형 계 소형 대형 계 소형 대형 계

08∼09 시 8,293 350 8,643 6,531 264 6,795 5,726 257 5,983 13:30∼14:30 6,719 433 7,152 5,807 220 6,027 5,089 190 5,279 18∼19 시 8,549 378 8,927 7,003 271 7,274 5,932 233 6,165

교차로명 재뜰네거리 한밭대교네거리 -

소형 대형 계 소형 대형 계 - - -

08∼09 시 5,780 255 6,035 6,376 298 6,674 - - - 13:30∼14:30 5,249 205 5,454 5,439 230 5,669 - - - 18∼19 시 5,896 261 6,157 6,538 268 6,806 - - -

<표 4-3> 교차로 진입 총 교통량

단위: 대/시간

2. 기하구조 및 신호현황

조사대상 지역은 한밭대로네거리부터 갑천대교네거리 사이 총 3.7km의 교통축으로 130~180초 사이의 TOD로 운영되고 있다. 본 연구에서는 오전 8:00~9:00 사이의 교통 량과 신호주기를 이용하여 신호체계 개편(선행 직진)에 따른 효과 분석을 하였다.

분석에 이용된 시간의 주기는 160초로 분석축 전체가 동일하게 운영되고 있으며 주요 교차로의 형태 및 신호현황은 [그림4-2]와 <표4-4>와 같다.

(24)

- 37 -

[그림 4-2] 분석에 이용된 교통축

교차로명 요약도

신호체계(초) 비고

(교차로 1현시 1현시 3현시 4현시 5현시 NO)

갑천대교

4가 37 78 20 25 289

특이사항

신호주기 : 130-160초 현시시간 기준 : 오전 출근시간

월평4가 28 48 20 24 40 290

특이사항

누리4가 25 79 23 33 291

특이사항

<표 4-4> 교차로 별 신호체계 현황

- 38 -

<표 4-4> 계속

교차로명 요약도 신호체계(초) (교차로

1현시 1현시 3현시 4현시 5현시 NO)

누리3가 292

33 127

특이사항

갈마공원

4가 28 74 30 28 293

특이사항

보라매4가 18 109 33 294

특이사항

샘머리4가 33 70 24 33 295

특이사항

모정4가 296

27 58 20 28 27

특이사항

(25)

<표 4-4> 계속

교차로명 요약도 신호체계(초) (교차로

1현시 1현시 3현시 4현시 5현시 NO)

재뜰4가 297

30 68 27 35

특이사항

한밭대교

4가 298

43 72 45

특이사항

신호주기 : 140-160초 현시시간 기준 : 오전 출근시간 자료: 도로교통공단, 한밭대로 신호체계 개선 계획 보고, 2009

신호현시는 주로 직·좌 동시신호를 이용하고 있으며 샘머리네거리와 같이 좌회전 우선 신호를 주는 곳도 있다. 현 신호체계는 2009년 도로교통공단의 「한밭대로 신호 체계 개선 계획 보고」에서 제시된 최적신호로 어느 정도 지체가 완화된 상태라 볼 수 있다.

차로수는 왕복 6~10차로 도로로 구간 전체에 좌회전 전용차로가 설치되어 있으며 둔산대로는 underpass교차로로 이루어져 있다.

제3절 분석결과

분석은 10가지의 시나리오에 대하여 분석되었으며 크게 선행 직진 유무와 좌회전 교통량의 비율에 따른 선행 직진의 효과를 분석하였다.

첫 번째, 현황 분석으로 현재 운영되고 있는 교통상황을 simulation 분석하였다.

분석결과 대부분의 교차로에서 서비스 수준이 F(미국 LOS 기준)로 나타났으며 전체 교차로 평균지체는 96.14초로 상당히 높게 나타났다.

두 번째, 현 신호현시 순서를 그대로 둔 채로 신호 최적화를 한 경우와 세 번째 현시순서를 고정하지 않은 상태에서 최적화를 각각 비교하였다. 주기는 160초에서 130초와 150초로 각각 나타났으며 전체 교차로 평균지체는 78.27초와 77.28초로 지체의 변화가 크게 없음을 알 수 있다.

네 번째, 현황에서 신호를 선행 직진으로 바꾼 후 분석을 하였다. 최적화를 수행 하지 않고 현재의 신호체계에서 현시 순서만을 바꾼 것으로써 주기는 160초를 똑같이 사용하였고 지체 값은 95.63초로 현황과 비슷하게 나타났다.

다섯 번째, 직진우선의 현시순서를 고정한 채 최적화를 시켰고 여섯 번째, 네 번째 상황 에서 현시순서 고정 없이 최적화를 각각 시켜 보았다. 주기는 모두 130초로 동일하게 나왔으며 지체값은 75.74초와 73.30초로 각각 나타났다.

다섯 번째와 여섯 번째는 두 번째와 세 번째의 지체값과 비교해서 크게 차이가 나지 않지만 지체가 약간 낮게 나타났다.

[그림 4-3] 교차로별 현황 및 최적화 지체 비교

(26)

- 41 -

[그림 4-4] 교차로별 선행직진 및 최적화 지체 비교

구분 교차로

(좌측부터) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 평균

Current 주기160

LOS E E A F F F F E E -

Delay 66.3 72.1 5.5 197.6 184.9 125.6 83.8 65.9 64 96.14

Current-opt (fixed lead&lag)

주기130

LOS C F A F E F E E E -

Delay 28.4 134.7 7.8 176.5 66.7 106.3 66.4 55.1 63 78.27

Current-opt (nonfixed lead&lag)

주기150

LOS C F B F E F E D D -

Delay 26.1 161 12.3 173.4 66.4 105.3 56.6 45.6 49 77.28

Current Lead Through

주기160

LOS E E A F F F F E E -

Delay 60.8 78.9 4.8 198.3 193.2 107.5 91.6 61.9 64 95.63

Current Lead Through-opt

(fixed lead&lag) 주기130

LOS D F A F E F E E D -

Delay 36.1 118.4 7.2 176.7 65.7 103.9 66.5 62.1 45 75.74

Current LeadThroug-opt (nonfixed lead&lag)

주기130

LOS C F A F E F D E D -

Delay 27.6 117.1 8.5 176.3 66.8 108.9 52.8 56.5 45 73.30

<표 4-5> 교차로별 지체비교

- 42 -

선행 직진 신호가 좌회전 교통류의 비율에 따라 적합한지에 대한 지체 비교를 수행하였다. 갑천대교네거리부터 갈마공원네거리까지 좌회전 교통량을 양쪽이 비슷하 도록 조정한 후 선행좌회전과 선행직진신호 두 가지를 분석하였다.

회전교통량을 200, 400, 600대로 늘려가며 양방 좌회전 교통량이 동일하도록 놓고 분석한 결과 회전교통량이 대칭을 이루는 곳에서는 현시 순서가 지체 값에 크게 영향을 주지 못하였음이 나타났다. [그림4-5]

[그림 4-5] 양방 좌회전 교통량이 비슷한 경우 현시순서에 따른 지체비교

교통량이 [그림4-6]과 같이 첨두시 일정방향에 교통량이 더 많은 곳에서는 오히려 선행직진이 교통소통에 더 나쁜 영향을 줄 수 있다고 나타났다. 한쪽 좌회전 교통량이 400대이고 반대쪽 좌회전이 200대인 경우, 지체는 26.11초에서 49.90초로 약 91% 증가 하였다.

[그림 4-6] 양방 좌회전 교통량이 다른 경우 현시순서에 따른 지체비교

(27)

그러나 신호원칙 확립의 측면에서 볼 때 일관된 신호운영은 사고를 줄일 수 있는 중요한 부분이므로 전국적으로 선행 직진 신호가 점차적으로 확대된다면 대전시 또한 현시순서의 변경은 불가피하다. 우리나라 운전자는 선행 좌회전 현시에 익숙한 상황 이다. 이에 예측출발에 의한 대향 직진차량과의 추돌 사고가 점차 늘어나고 있다.

따라서 현시 순서 변경은 시행 전에 충분한 홍보 및 여론수렴과 안전시설물 설치 등 여러 가지 대책이 수반되어야 할 것이다.

(28)

제 5 장

회전교통량 처리 방법에 따른 효과분석

제1절 분석개요

제2절 현황조사

제3절 분석결과

(29)

제 5 장 회전교통량 처리 방법에 따른 효과분석

제1절 분석개요

1. 분석목적

본 장에서는 좌회전 처리방식의 개선을 통한 지체변화를 Synchro simulation tool을 이용하여 분석하였다. 비보호 좌회전은 법률 개정, 홍보, 공감대 형성 등의 많은 어려움이 있으나 공학적인 측면에서 지체의 감소 효과를 분석하였다. 본 장에서 이용된 교통축은 주기의 적절성과 비보호 좌회전 및 좌회전 금지를 통한 교통흐름의 변화를 신호교차로 효과척도(Measures of Effectiveness: MOE)인 지체를 기준으로 분석하는데 그 목적이 있다.

2. 분석내용

조사대상 지역은 용문역 주변 탄방주공네거리부터 도마네거리까지로 계룡로와 계백로를 남북으로 잇는 3.6km, 왕복 6차로 도로를 선정하였다.

연구내용은 크게 세 단계로 구분하여 불 수 있다.

첫째 현황조사 및 최적화에 따른 적정 주기 산정

둘째 좌회전 금지에 따른 2현시 또는 3현시 운영에 따른 지체감소 효과 셋째 보호/비보호 혼용 좌회전에 따른 지체감소 효과이다.

3. 분석방법

본 연구에서는 오전 7:00~8:00의 1시간 교통량을 이용하였으며 첨두 15분 교통량을 모두 승용차 환산계수로 환산한 후 첨두시간계수(PHF)로 나누어 총 교통량으로 환산된 PCU 값을 이용하였다.

교통량 자료는 2009년 9월 3일 목요일에 조사되었으며 신호자료는 현장에서 직접 조사된 것과 경찰청의 교통정보센터에서 받아온 자료를 비교하여 이용하였다.

또한 노면표시 및 운영상황은 현장 및 인터넷의 위성사진을 이용하여 본 연구에 적용하였다.

본 장에서는 Synchro simulation tool을 이용하여 다음의 세 가지 분석을 하였다.

첫 번째, 기존의 신호주기 및 현시를 바탕으로 현황을 분석한 후 다양한 주기를 분석하여 최적주기를 산출하였다. 주기는 60초부터 200초까지 10초단위로 증가시켜 지체 변화를 살펴보았으며 최적주기를 찾아 지체를 분석하였다. 이때 연동값을 동시에 조정하여 지체를 최소화하였다.

두 번째, 좌회전 차량이 많지 않은 곳의 교차로에 좌회전을 금지하고 하류부로 이동시켜 유턴을 유도함으로써 변화하는 지체를 분석하였다. 이는 한 교차로에 집중되는 지체를 하류부로 분산 이동시켜 전체 교차로의 서비스 수준을 균등히 배분할 수 있는 방법 중 하나이다.

세 번째, 대부분의 교차로에서 4현시로 운영되고 있는 신호체계를 대향 직진 차량이 많지 않은 곳에 보호/비보호 혼용 좌회전을 줌으로써 운영형태를 바꿨을 때 효과를 비교 분석하였다.

(30)

- 49 -

제2절 현황조사

1. 교통량 현황

도로의 교통실태를 파악하기 위하여 분석축 주요교차로의 각 방향별, 차종별 교통량을 조사하였다. 오전피크(07:00~09:00)와 오후피크(18:00~20:00)로 나누어 각각 2시간씩 모두 4시간 동안 조사하였으며 원칙적으로 주중과 주말 교통량을 모두 조사하여야 하나 본 연구에서는 주중 교통량만을 조사하였고 가장 일반적인 주중 교통량을 나타낼 수 있는 목요일에 조사를 실시하였다.

교통량 조사 결과 교차로별 교통량이 가장 많은 지점은 용문네거리로 피크시 최대 5,620대/hr 이며 피크시간은 08:00~09:00사이로 나타났다. 전체적인 교통량 자료는

<표 5-1>와 같으며 시간대별 방향별 차종별 상세교통량은 부록에 수록하였다.

교차로명 용문역네거리 성원주유소네거리 가장네거리

소형 대형 계 소형 대형 계 소형 대형 계

07∼08시 3,784 489 4,273 1,529 276 1,805 1,890 289 2,179 08∼09시 5,053 567 5,620 2,187 323 2,510 2,939 432 3,371 18∼19시 4,876 494 5,370 2,210 309 2,519 3,039 375 3,414 19∼10시 4,762 450 5,212 2,137 286 2,423 2,734 326 3,060

교차로명 변동오거리 변동네거리 농도원네거리

소형 대형 계 소형 대형 계 소형 대형 계

07∼08시 3,130 242 3,372 1,650 382 2,032 1,542 340 1,882 08∼09시 3,965 335 4,300 2,909 600 3,509 1,997 405 2,402 18∼19시 4,515 439 4,954 2,568 596 3,164 2,587 334 2,921 19∼10시 3,579 295 3,874 2,502 621 3,123 1,981 355 2,336

<표 5-1> 교차로 진입 총 교통량

단위: 대/시간

- 50 -

구분 용문역 - 성원주유소 성원주유소 - 가장 가장 - 변동오거리

남→북 북→남 계 남→북 북→남 계 남→북 북→남 계

07∼08시

소형 836 397 1233 607 283 890 511 371 882

대형 136 85 221 101 83 184 46 76 122

계 972 482 1454 708 366 1074 557 447 1004 08∼09시

소형 1004 536 1540 1043 430 1473 694 560 1254

대형 137 102 239 155 99 254 92 116 208

계 1141 638 1779 1198 529 1727 786 676 1462 18∼19시

소형 679 753 1432 664 899 1563 760 968 1728

대형 104 102 206 91 122 213 116 125 241

계 783 855 1638 755 1,021 1776 876 1,093 1969 19∼20시

소형 651 756 1407 608 866 1474 691 825 1516

대형 96 97 193 109 104 213 65 105 170

계 747 853 1600 717 970 1687 756 930 1686

구분 변동오 - 변동네거리 변동네거리 - 농도원 농도원 - 도마네거리

남→북 북→남 계 남→북 북→남 계 남→북 북→남 계

07∼08시

소형 617 1126 1743 762 620 1382 643 671 1314

대형 118 95 213 172 169 341 117 146 263

계 735 1,221 1956 934 789 1723 760 817 1577 08∼09시

소형 1032 1,180 2212 906 1135 2041 916 865 1781

대형 195 107 302 189 250 439 153 168 321

계 1227 1287 2514 1095 1385 2480 1,069 1,033 2102 18∼19시

소형 979 1365 2344 853 945 1798 968 1,296 2264

대형 172 158 330 152 238 390 143 104 247

계 1151 1523 2674 1005 1183 2188 1,111 1,400 2511 19∼20시

소형 918 1219 2137 613 970 1583 932 1,019 1951

대형 202 114 316 135 268 403 204 139 343

계 1120 1333 2453 748 1238 1986 1,136 1,158 2294

<표 5-2> 구간 교통량 현황

단위: 대/시간

(31)

2. 기하구조 및 신호현황

신호주기는 140~180초로 TOD로 운영되고 있으며 교차로에 따라 6개에서 7개의 서로 다른 현시와 주기가 이용되고 있다.

본 연구에서는 오전 7:00~8:00 사이의 교통량과 신호주기를 이용하였으며 탄방주공 네거리에서 가장초교네거리까지는 170초의 주기로 운영되고 가장네거리에서부터 도마네거리까지는 150초의 주기로 운영되고 있다.

따라서, 경찰청의 자료에는 연동축으로 묶여있으나 축의 주기가 서로 다르다는 것은 실제적으로는 연동이 되지 않는다고 봐도 무방하다. 이는 잦은 정지와 가·감속을 야기하여 지체 및 통행시간을 증가시키는 결과를 가져오고 있다.

[그림 5-1] 분석에 이용된 교통축

분석에 이용된 주요 교차로의 형태는 [그림 5-2]와 같으며 주로 양방향 6차로로 되어있고 직·좌 동시(split phase) 신호가 대부분이다. 특이사항으로는 대부분의 교차로에 U턴을 허용하고 있고, 가장네거리 주변에 삼성나르매 1차 아파트 쪽으로 비보호 좌회전이 있다.

U턴차량은 가장네거리를 제외하고는 교통량에 비하여 크게 많지 않아 좌회전 신호시 모든 차량이 U턴을 할 수 있는 충분한 시간이 주어지고 있다.

[그림 5-2] 주요 교차로 기하구조

(32)

- 53 -

제3절 분석결과

1. 현황분석

신호분석을 하기 위하여 현장에서 얻어진 기하구조, 교통량과 경찰청으로부터 구한 신호자료를 바탕으로 simulation 분석을 하였다. 시간은 오전 7:00~8:00시 사이로 1시간을 분석하였고 그 결과 용문역 사거리와 변동오거리 지체가 상대적으로 크게 나타 났다. 각 교차로별 서비스 수준은 [그림 5-3]과 같고 지체는 <표 5-3>에 정리하였다.

[그림 5-3] 교차로별 서비스 수준

- 54 -

지점 주기 → ← ↑ ↓ 교차로

용문역 170 D (47.2) D (38.1) F (83.6) D (59.2) E (62.1) 접근지체 D (48.4) D (46.2) F (95.4) E (59.2)

성원주유소 100 E (60.1) D (39.6) D (49.4) B (16.6) D (41.9) 접근지체 E (60.1) D (39.6) D (48.6) B (16.6)

가장네거리 100 D (52.3) D (54.2) C (31.9) D (48.7) D (48.1) 접근지체 D (52.3) D (54.2) C (31.8) E (62.6)

변동오거리 100 E (57.7) E (58.5) C (29.3) F (276.1) F (120.2) 접근지체 D (46.3) E (56.8) C (28.3) F (209.8)

변동네거리 100 E (55.1) D (54.6) D (43.9) B (11.3) C (31.0) 접근지체 E (55.2) E (55.4) D (42.9) B (11.1)

농도원네거리 100 B (14.8) B (19.3) D (47.4) D (51.9) D (46.4) 접근지체 D (38.4) C (32.9) D (47.0) D (51.5)

<표 5-3> 방향별 직진교통류 서비스 수준

[그림 5-4] 방향별 신호현시