연속류도로 합류영향구간에서의 시공간적 교통특성 변화 연구

Abstract

연속류도로 합류영향구간에서는 본선과 다른 교통특성을 가진 연결로교통류의 합류로 차로변경 및 가감속과 같은 차량간의 불규칙한 상호작용이 발생하여 교통류의 변화가 야기된다. 교통류의 변화란 속도, 밀도의 변화뿐만 아니라 이들 간의 상관관계를 나타내는 모형식도 달라짐을 말한다. 이로 인하여 합류영향구간은 연속류도로에서 소통능력이 낮고, 사고위험이 높은 구간을 형성한다. 따라서 본 연구는 합류영향구간에서 연속된 시․ 공간 자료에 근거하여, 본선과 연결로의 교통특성에 따른 합류영향을 시간적, 공간적으로 분석하였으며, 이 결과를 이용하여 합류교통류 운영 및 관리방안에 적용할 수 있는 이론적 또는 실질적 방안을 제시하였다. 합류영향에 의한 교통류 난류현상 분석결과, 운행상태에 따라 상류100m∼하류400m 범위 내에서 난류발생 구간 및 심각도가 변화하였으며, 상류구간, 합류구간, 하류구간 별로 자유속도(상수)와 혼잡밀도가 서로 다른 속도-밀도 모형을 나타내었다. 또한, 합류구간 시점부의 시계열 교통특성 자료를 이용하여 종점부의 속도, 밀도 변화를 단기예측 한 결과, 60초의 분석 단위로 속도변화를 예측하는 오차수정모형이 시계열 변수의 안정성 및 설명력 측면에서 가장 우수한 것으로 분석되었다. 본 연구는 연속류도로 합류구간에서 합류의 영향으로 교통류가 변화하는 형태를 실증적이고, 구체적으로 분석한 연구로서, 합류영향구간에서의 교통류 모형과 이론을 심화 발전시키는데 기초로 활용될 수 있다. 또한, 합류교통류의 공간적, 시간적 변화특성을 세밀하게 연구한 결과를 토대로 향후 보다 정밀한 교통관리기법을 도출하고 적용할 수 있을 것으로 기대된다.; Sections having the influence of merging in an uninterrupted facility create irregular interaction between vehicles, such as lane change, acceleration and deceleration, since merging traffic from on-ramp has different characteristics from those of the main lane. Here, the change of traffic flow means not only speed and density change but also the change of corresponding flow model equation. Thus, the merging influence section on the uninterrupted facility has low capacity and is accident-prone. This study focuses on analyzing the merging influence by main-lane and on-ramp traffic characteristics in time and space domain of the study site. Using the results, suggested are some theoretical and practical alternatives to improve the operation and management of merging flow. The study results reveal that the turbulence zone and the level of turbulency vary within the section of 100m of upstream to 400m of downstream according to traffic conditions. The upstream, merging, and downstream section have different values of free flow speed and jam density, so that the speed-density models for each section differ. Using a given time series data about traffic characteristics at the entry point of the merging section, the change of speed and density at the end point was analyzed by short-term prediction model. The analysis reveals that error correction model, which predicts speed change at the end point based on the analyzing period of 60 seconds, is the most outstanding model in terms of stability and ability to explain the time series variables. In conclusion, this study positively and concretely analyzes the change of traffic characteristics due to the merging influence on an uninterrupted facility. The study can be used as basic background knowledge to further develop a traffic flow model and theory that may be applied to the merging section. It is expected that the study results or methodology can be used to produce a more precise traffic management techniques based on the microscopic research related to the merging characteristics of traffic flow.