교차로 접근로의 세부 구간별 차량 배출가스 및 에너지소모량 분석 연구

Abstract

도시 지역의 신호교차로는 보행자 통행이 많고 차량의 잦은 정지로 인해 배출가스가 다량 발생하여 대기오염 관리가 요구되는 구간이다. 대기오염 관리전략 마련을 위해서는 도로 구간에서 발생하는 배출량의 상세한 추정이 우선되어야 하며 이에 따라 차량 배출가스 추정모형을 통해 배출량을 산정하고 모니터링하는 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 차량 배출가스 추정모형은 거시적 모형과 미시적 모형으로 구분되며 국내에서는 구간 평균 속도 기반의 거시적 추정모형을 주로 활용하고 있다. 그러나 거시적 추정모형은 개별차량의 가·감속을 반영하지 못해 주행행태 변화가 잦은 구간의 상세한 배출량 추정에는 한계가 있다. 이와 같은 한계를 극복하기 위해 활용되는 차량 주행궤적 기반의 미시배출량 추정방식은 개별차량 배출량을 전체 구간 단위로 집계하여 배출가스 총량을 산정하는 연구가 주로 수행되었으며 교차로 내 차량 주행행태 변화에 따른 배출량 변화 및 배출가스 발생 패턴을 도출하는데 활용되지 않은 경향이 있다. 이에 본 연구에서는 교차로 접근로를 소구간 단위로 분할하고 주행행태 변화를 반영하여 에너지소모 및 배출가스 발생량을 분석하였다. 본 연구의 목적은 세 가지로, 첫 번째는 소구간 별 에너지소모 및 배출가스 발생량을 도출하고 각 소구간 별 편차에 대한 요인을 분석하는 것이다. 다음으로 대기오염 심각도 수준을 도출하고 이에 따른 교차로 내 에너지소모 및 배출가스 발생 패턴을 분석하고자 한다. 마지막으로 소구간 단위 배출량을 각각 거시 산정방식과 미시 산정방식으로 추정하여 산정방식에 따른 결과를 비교하고 이를 통해 소구간 단위 미시배출량 추정방식의 시사점을 도출하고자 한다. 본 연구는 단속류 구간의 배출량을 세부 구간 단위로 추정하는 방법론을 제시함으로써 향후 도로 부근의 대기오염 관리전략 수립 시, 보다 상세하고 정량적인 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.|At signalized intersections where vehicles stop frequently, air pollution management is required because a large amount of exhaust gas is generated. In order to manage air pollution, detailed estimation of emissions from road sections should be prioritized. Therefore, studies are being conducted to calculate and monitor emissions through vehicle emission estimation models. The vehicle emission estimation model is divided into a macro model and a micro model. In Korea, a macroscopic estimation model based on section average speed is mainly used. However, the macroscopic estimation model does not reflect the behavior of individual vehicles, so there are limitations in estimating detailed emissions in sections with frequent changes in driving behavior. In order to overcome these limitations, a vehicle driving trajectory-based microemission estimation method is being used, and a study was conducted to calculate the total amount of exhaust gas in the entire section. However, it tends not to be used to derive emission changes and emission patterns according to vehicle driving behavior changes in intersections. Therefore, in this study, the intersection access road was divided into sub-sections, and energy consumption and emission were analyzed by reflecting changes in driving behavior. The purpose of this study is as follows. The first is to derive the energy consumption and emissions by subsection and analyze the factors for the deviation of each subsection. The following is to derive energy consumption and emission patterns according to the level of air pollution severity. Finally, the results of estimation by the macro- and micro-calculation methods are compared in sub-sections, and through this, the implications of the micro-emission estimation method in sub-sections are suggested. This study presented a methodology for estimating the emissions of interrupted flows in units of subsections. Through this, it can be used as more detailed and quantitative basic data when establishing road air pollution management strategies.