도심부 자율주행환경에서 신호운영체계변화에 따른 효과 평가

Abstract

최근 자율주행차량과 관련된 다양한 기술이 개발됨에 따라 교통 시스템에 큰 변화가 있을 것으로 예상되며 이에 대한 다양한 연구가 진행 중에 있다. 특히, 향후 자율주행차량이 교통 네트워크에 도래하게 된다면 점차적으로 증가할 것이며 이에 따라 자율주행차량과 비자율주행차량이 혼재하는 상황이 발생하여 도심부에 자율/비자율 차량이 혼재하는 상황에서의 다양한 관점에서의 효과 분석이 필요할 것으로 보인다. 이중 도심부의 경우 고속도로와 다르게 다양한 교통수단 및 보행자가 혼재하는 지역으로써 자율주행차량의 도입에 따른 기존의 교통시설측면에서 많은 변화가 필요할 것으로 보이며 도심부의 가장 특징적인 시설은 신호이다. 하지만, 실제 네트워크에서 자율주행차량이 존재하지 않는 현 시점에서는 시뮬레이션을 통한 분석을 통해 향후 자율주행차량의 보급에 따라 네트워크를 보다 효과적으로 운영하기 위한 효과 평가가 필요할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 교통류 시뮬레이션 프로그램 중 하나인 VISSIM을 활용하여 도심부 네트워크를 분석 대상 지역의 자율주행차량의 단계 및 보급률, 교통량에 따른 각 요소(안전성, 운영효율성, 환경성)별 효과분석을 신호운영체계 변화(고정식 → 감응식)에 따라 평가하였다. 본 연구에서 활용한 분석 지표는 자율주행차량의 보급 및 인프라 개선에 따라 발생할 수 있는 효과를 종합적으로 분석 및 평가하기 위해 총 11개의 효과척도를 통해 각 요소별 비교 분석을 수행하였다. 분석 결과 자율/비자율 주행 차량 환경에서 신호운영체계 변화 시 자율주행차량 4단계 보급에 따라 설정한 안전성 효과척도 측면에서는 기존의 상황과 큰 변화가 없었지만, 운영효율성 및 환경성 효과척도 모두 기존의 네트워크를 운영할 때 보다 개선된 결과가 도출되었다. 본 연구의 결과를 토대로 향후 자율주행차량과 비자율주행차량이 도심부 네트워크에서 혼재할 때 인프라 개선방안을 마련하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. | With the recent development of various technologies related to autonmomous vehicles, there are expected to be major changes in the transportation system, and various studies are underway. In particular, it will gradually increase if autonomous vehicles arrive in the transportation network in the future, and it will be necessary to analyze the effects from various perspectives in the situation where autonomous and non-autonomous vehicles are mixed in the network. Among them, the urban network is a mixed area with various means of transportation and pedestrians, which is expected to require many changes in terms of existing transportation facilities due to the introduction of Autonomous vehicles, the most characteristic facilities are signals. However, at this time when autonomous vehicles do not exist in real-world networks, analysis through simulation seems to require an effectiveness assessment to operate the network more effectively in the future depending on the distribution of autonomous vehicles. Therefore, in this work, we evaluate the urban network by each element (safety, operational efficiency, and environmentality) of autonomous vehicles in the area under analysis using VISSIM, one of the traffic simulation programs, according to signal operating system changes (fixed → adaptive). The analytical metrics utilized in this study are performed comparative analysis by each element through a total 11 measures of effectiveness to comprehensively analyze and evaluate the effects that may arise from the distribution and infrastructure improvement of autonomous vehicles. The analysis showed no significant change in the safety effectiveness scale set by the dissemination of autonomous vehicles in signal operating systems in autonomous/non-autonomous vehicle environments, but both operational efficiency and environmental effect scales were improved when operating existing networks. Based on the results of this study, it is expected that autonomous vehicles and non-autonomous vehicles will be used as basic data to come up with measures to improve infrastructure when mixed in urban networks in the future.