고속도로 톨게이트의 NTCS 도입에 따른 톨프라자 통행시간 산정 모형개발에 관한 연구

Abstract

ETCS(Electronic Toll Collection System)의 일종인 NTCS(Non-stop Toll Collection System : Hi-pass System)의 전국 적용에 따라 톨게이트의 이용 형태가 변화하고 있고 하이패스 이용율에 따라 영업소 서비스 수준(통행시간, 대기행렬 수)이 향상 또는 감소되고 있으나, 이를 정량적으로 평가할 수 있는 방법이 제시되지 못하고 있는 실정 이다. 본 연구는 NTCS(하이패스시스템) 도입에 따른 영업소 서비스수준의 변화를 분석하고 사전, 사후 영업소 광장부 구간 평균통행시간을 산정하는 모형식을 개발하여, 효율적이고 탄력적인 영업소 개방 차로수 운영과 향후 이용율 증가에 따른 하이패스 톨부스 증설시 기초자료를 제공하고자 시행하였다. 본 논문에서는 NTCS 방식을 포함한 영업소 톨 프라자의 통행시간(영업소 광장부 시점~종점까지의 거리 주행시간)을 산정하는 회귀모형식을 영업방식별로 개방식, 폐쇄식 입구, 출구에 대하여 개발하였다. 본 연구에서 제시된 NTCS 방식의 톨게이트를 포함하고 있는 톨프라자 평균 통행시간 산정모형에는 교통량, 하이패스 이용율, 개방된 톨부스수, 중차량 혼입율, 하이패스 차로 운영방법(전용 또는 혼용) 등의 주요 영향요인을 독립변수로 적용 하였다. 현재 하이패스 이용율이 다소 빠르게 증가하고는 있지만 시스템의 안정적인 운영을 위하여는 이용율의 증가가 우선적으로 필요하고 특히 폐쇄식 출구측의 하이패스 부스 혼용사용은 오히려 톨프라자 구간의 평균통행시간을 증가 시켜 서비스 수준을 감소시키는 요인으로 작용하고 있는 것으로 분석되었다. 따라서, 현재 첨두시간시의 하이패스차로의 TCS 혼용은 조기에 하이패스 전용으로 전환하는 것이 타당하다고 판단된다. 하이패스 이용율은 대규모 영업소에서는 20~25% 수준에서, 중소규모 영업소에서는 25~35% 수준에서 도입의 효과가 나타나는 것으로 분석되었다. 톨게이트 차로운영은 관리자의 경험적 판단과 현장에서의 교통상황을 시각적으로 확인하여 대처하고 있는 경향이 있으며, 특히 하이패스시스템 도입에 따른 정량적 효과분석을 위해서는 현장조사원에 의한 조사가 시행되어야 하고 향후 하이패스 이용율 증가에 따른 점진적인 효과 분석이 필요할 것으로 판단되므로 본 연구에서 제시된 통행시간 산정모형의 활용으로 영업소 운영의 효율성 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.; According to the nationwide adoption of NTCS(Non-stop Toll Collection System : Hi-pass System in Korea Expressway Corporation), a sort of ETCS(Electronic Toll Collection System), tollgate type is changing and service level of a tollgate goes up or down depending on a usage rate of Hi-Pass System. Up to now, however, the quantitative valuation method of this system has not been provided. The purpose of this study is to analyze the change of tollgate service level with the introduction of NTCS, develop the regression equations for estimating Vehicle Travel Time at the toll plaza, and ultimately provide the basic data for extending the Hi-Pass System's toll booth by the increase of the usage rate of Hi-Pass System, which is required for the efficient and elastic operation of tollgate. Therefore, in this study, Vehicle Travel Time Estimating Models for the NTCS Tollgates on Expressway using a regression equation are developed by toll fee collection types : opened, closed (IN & OUT section). Vehicle Travel Time Estimating Models for the NTCS Tollgates on Expressway have several independent variables such as traffic volume, a usage rate of Hi-Pass System, the number of operating toll booths, a rate of heavy traffic volume, and operating method of Hi-Pass System : NTCS-only mode for a car which an OBU(On Board Unit) installed at or dual mode(NTCS & TCS). The usage rate of Hi-Pass System has increased rapidly since the end of 2007, but much higher usage rate than current one (app. 20%) needs primarily for the stable operation of a tollgate with Hi-Pass System. By the analysis of this study, setting up both NTCS and TCS at an OUT-section booth of a closed toll collection type causes the decrease of a service level by increasing an average traffic time within the section of toll plaza. For that reason, it is advisable to transfer NTCS & TCS mode to NTCS-only mode. The result suggests that Hi-Pass System' effectiveness occurs at minimum usage rate of 20~25% for large size tollgates (20 thousands cars/a day over) and at app. 30% over for the others. Currently, the tollgate operation tends to rely on an operator’s experiential judgment or direct confirmation of the traffic condition on the site. Also in order to analyze the quantitative effectiveness by the introduction of Hi-Pass System, a site investigator’s in-depth inspection is demanded. Therefore, it is expected that the equations for estimating the vehicle travel time at the NTCS Tollgates section would promote the operating efficiency of the tollgate booth through supporting the quantitative effectiveness analysis by the increase of a usage rate of Hi-Pass System.