자율주행 혼재 교통류에서의 고속도로 자율주행 버스전용차로 운영전략 수립

Abstract

고속도로의 버스전용차로는 1개 차로를 버스 및 기준에 부합하는 승합차만의 통행을 허가하여 일반 승용차 및 화물차의 통행을 배제함으로써 교통류에 큰 영향을 끼치는 만큼 운영전략을 신중하게 판단할 필요가 있다. 하지만 현재 국내에서 운영 중인 고속도로 버스전용차로의 경우 객관적인 설치 및 운영기준이 미비하여 정책적인 판단 및 필요성에 따라 설치 및 운영되어 오고 있다. 그리고, 자율주행 기술의 발전에 따라 자율주행차량의 보급이 확대되고 있으며, 교통 환경의 변화에 따른 자율주행 전용차로 등 신규 교통류 관리기법에 대한 연구 및 보급이 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 과학적이고 공학적인 접근을 통하여 자율주행 및 비 자율주행 환경에서의 고속도로 버스전용차로 운영을 위한 정량적인 기준을 제시하고, 다양한 환경에서의 운영전략을 개발하는 것을 목적으로 한다. 연구 수행을 위하여 미시적 교통류 시뮬레이션을 활용하여 고속도로 네트워크를 구축하였으며, 현실 조건 및 대중교통 활성화, 자율주행차량 보급 확대에 따른 장래 교통 조건을 고려한 시나리오를 설정하였다. 각 시나리오의 평가를 위하여 이동성 및 안전성 평가지표를 전문가 설문조사를 통해 선정하였으며, 다기준 의사결정방법 중 하나인 가치함수를 적용하여 각 평가지표에 대한 정량화 및 통합평가지표 개발을 통하여 버스전용차로의 운영전략을 개발하였다. 그리고 실제 고속도로 교통량을 통하여 운영전략의 타당성에 대한 검증을 수행하였다. 연구 결과, 비 자율주행 환경에서는 속도 및 속도편차를 이용하여 편도 4차로 및 5차로 고속도로에 대한 버스전용차로 운영전략이 개발되었으며, 자율주행 환경에서는 밀도 및 TTC(Time to Collision)를 이용한 편도 5차로 고속도로에 대한 자율주행 버스전용차로 운영전략이 개발되었다. 또한, 개발된 운영전략을 통하여 차세대 버스전용차로 운영전략인 ABC(Adaptive Bus lane Control)에 대한 초안을 제시하였다. 본 연구 결과를 통하여 현재 고속도로에서 운영 중인 버스전용차로에 대한 정량적 평가를 위한 초석이 다져졌으며, 장래 자율주행차량 보급에 따른 자율주행 환경에서의 버스전용차로제 운영 시의 선제적 대응을 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.