www.police.go.kr_ 155

본 장은 교통신호 운영실무자를 위해 현행 신호기 관련 규정 및 기준을 해

설한 참고자료로써 신호운영에 필요한 일반적인 사항을 설명한 참고자료이다.

실무자가 이해하기 쉽도록 신호제어의 기초부터 신호시간계획 절차 등에 관하

여 가능한 상세히 설명하였으나, 실제 도로현장에서 기하구조 및 교통상황에

따라 달리 적용하여야 할 경우도 많으리라 본다. 따라서, 본 장에서 신호기 운

영에 관한 기초지식을 습득한 후, 도로현장에서는 상황에 맞도록 적절하게 적

용하여야 할 것이다.

본 장에서 취급하지 못한 일부 기술적으로 어려운 사항은 전문가의 도움도

필요할 것이며, 본 장의 내용과 일치하지 않는 경우도 있으리라 본다. 하지만

본 장에서 설명하는 내용이 현장에서 교통신호 실무자의 이해를 증진시키고,

신호운영의 질적 개선을 위해 좋은 참고자료가 될 것으로 본다. 본 장에서 취

급하는 세부내용과 관련된 규정 및 기준은 도로교통법 및 본 매뉴얼의 신호

기부문 제1장～4장 을 참고하여야 하며, 본 장의 내용과 도로교통법 또는 앞

장의 기준이 차이가 있는 경우, 도로교통법 및 앞 장의 내용이 우선한다.

부록2 교통신호기 설치․관리 매뉴얼 신호기의 운영

156 _경 찰 청

제 1 절 | 신호제어의 기초

1. 신호제어변수 종류와 역할

가. 신호현시와 포화도

(1) 신호현시

신호현시는 어떤 교차로에서 어떤 교통류에 대하여 동시에 부여할 수 있는

통행권 또는 그 통행권이 할당하고 있는 시간대를 말하는 것이다. 예를 들면

[그림 2-1]과 같이 4지 교차로의 경우 표준적인 현시 1과 현시3이 반복하여

표시되면 2현시가 된다. 만약 좌회전 차량이 많아 좌회전 전용현시가 필요한

경우 현시 2가 추가되어 3현시가 된다. 여기서 그림상 실선 화살표는 보호 이

동류를, 점선 화살표는 비보호 이동류를, 점선 양쪽 화살표는 보행자 이동류를

표시한다 (이하 같음).

현시 1 현시 2 현시 3

[그림 2-1] 신호현시체계

또, 신호현시 설정에 대한 유의사항은 다음과 같다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 157

◦교통안전상의 배려

교차로 내 교통사고는 좌․우회전 차량이 개입되는 경우가 많기 때문에 각

교차로 현시결정 시 교통상황, 특히 횡단보행자의 수, 연령층, 교통행동 및

좌․우회전 교통량 횡단거리, 대향차로와 분리거리, 시야 정도 등을 고려하여

좌․우회전 차량과 횡단보행자 및 직진차량을 분리하여 현시를 설계하는 것

이 검토하여야 한다.

◦교통효율상의 배려

일반적으로 현시수가 많아지면 하나의 조합되는 이동류가 적어져 안전성은

높아지나, 교통처리능력은 저하되어 효율은 악화된다. 이것은 여러 이동류에

할당하는 현시시간이 줄어들고, 현시변경에 따른 출발손실시간이나 황색시간

등의 소거손실시간등 전체적 손실시간이 증가하기 때문이다. 따라서 교통운영

상의 효율성을 높이기 위해서는 현시수가 적은 것이 좋다.

(2) 포화도

교차로에서 1개의 접근로 j에 대해 현시 i에 진행할 수 있는 이동류의 유입

교통량을 qij(수요교통량)이라 하고, 그 이동류의 포화교통류율 sj (교차로 상

류부에 충분한 수요가 있는 경우 신호가 지속적으로 녹색시간이 제공될 때 단

위시간당 유출하는 교통량을 말한다)라 하면, 유입교통량을 포화교통류율로 나

눈 값을 포화도 λij란 한다.

교차로 전체에서 보면 각 현시 i에 있어, 그 현시에 제어되는 이동류의 포화

도 가운데 가장 큰 포화도를 그 현시의 임계 포화도 λi라 부른다. 그리고 각

현시의 포화도 λi를 전체 신호현시로 더한 값이 교차로 포화도 λ라 한다.

[그림 2-2]에서와 같이 단순한 2현시 제어의 4지 교차로를 보면 현시의 포

화도 λ와 교차로 포화도 λ는 다음과 같다.

158 _경 찰 청

현시 1 현시 2 현시 3 현시 4

[그림 2-2] 현시별 포화도 예

현시 1의 포화도 λ 1= max ( q 1

s 1

,

q 3

s 3 )

현시 1의 포화도 λ 2= max ( q 2

s 2

,

q 4

s 4 )

현시 1의 포화도 λ 3= max ( q 5

s 5

,

q 7

s 7 )

현시 1의 포화도 λ 4= max ( q 6

s 6

,

q 8

s 8 )

교차로 전체 포화도 λ= λ 1+ λ 2+ λ 3+ λ 4

나. 제어변수

신호제어에는 시간적 요소로서 주기길이(Cycle Length), 현시율(Split), 옵셋

(Offset)이 있으며, 이것을 총칭하여 신호제어변수 또는 신호제어 파라메터

(Parameter)라 부른다.

(1) 주기길이 (Cycle Length)

하나의 신호등 표시가 1회전하는데 소요되는 시간을 주기 길이라 하고, 보

통 [초, sec]로 표시한다. 일반적으로 주기길이는 교차로의 포화도가 높아지면

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 159

길어지고, 포화도가 낮아지면 짧아진다. 그러나 차량의 평균대기시간이 60초를

초과할 정도로 과대해서는 안되고, 보행자의 최대 대기시간이 가능한 60초 이

내가 유지되도록 하는 것이 좋다.

(2) 현시율(Split)

현시 i의 유효녹색시간(실제 사용된 녹색시간 길이)을 주기길이 C로 나눈

값을 현시율 gi라 한다.

(3) 주기길이 ․ 현시율 ․ 포화도와의 관계

주기길이 C, 현시율 gi, 손실시간 L사이에는 다음의 관계가 성립된다.

Σi

g i+ LC

=1

또한 각 현시에서 교통수요를 처리하기 위해서는 g i≥ λ i 가 되어야

한다. 위의 식을 이 조건에 대입하면,

Σi

g i=1- LC

≥λ

가 얻어진다. 교통수요를 처리하기 위한 최소 주기길이 C min 을 구해

진다.

C≥ L

1-λ

= C min

(4) 옵셋 (Offset)

주기길이, 현시율은 각 교차로에 대한 제어변수이지만 옵셋은 복수의 신호

160 _경 찰 청

등에 대한 제어변수이다. 예를 들어 도로상의 연속된 여러개의 신호등군을 고

려할 경우에 어떤 한 접근로에서 볼 때 차량이 교차로에 정지하지 않고 원활

히 통과할 수 있도록 하기 위해서는 신호표시 (녹색신호 시작시점)를 다소간

의 차이를 두는 것이 필요하다. 이 신호시간의 차이를 옵셋(Offset)라 부른다.

옵셋에는 절대 옵셋과 상대 옵셋의 2종류가 있으며, 해당 신호등이 속한 신

호등군의 공통의 기준 신호로부터 녹색시간 시작시점의 차이를 절대 옵셋이라

하고 인접한 신호등와의 차이를 상대 옵셋이라 한다. 이것은 보통 [초]나 주기

길이에 대한 백분율 [%]로 표시한다.

2. 신호제어 방법 결정

신호등 설치할 필요가 있다고 판단되면 어떤 신호제어가 필요한지를 검토하

여야 한다. 즉, 인접교차로와의 연계가 필요한가, 또는 신호등을 어떤 방법으

로 운영할 것인가, 신호시간은 어떻게 제공할 것인가 등에 대한 세부적인 검

토작업이 필요하다. 이러한 신호제어 방법을 결정하기 위해 어떤 신호제어방

법들이 있는가를 소개한다.

신호제어 방법은 분류기준에 따라 다양하게 나누어진다. 교차로 단독으로

운영되는 독립교차로 제어와 인접한 신호등과 연계되어 운영하는 연동제어가

있는가 하면, 신호시간 결정방법에 따라 고정시간 신호제어, 교통감응 신호제

어, 실시간 교통대응제어로 나누어지기도 하고, 중앙컴퓨터와 연결 유무에 따

라 일반 신호제어와 전자 신호제어로 구분되기도 한다. 교차로에서 어떤 신호

제어방법을 채택할 것인가는 매우 중요한 문제이므로 초기 설치단계에서부터

신중히 고려되어야 할 사항이다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 161

<표 2-1> 신호제어 방식

구 분 고정식 제어 교통대응제어

독립교차로 신호제어 단일 고정신호제어

복수 고정신호제어

신호시간 선택방식

신호시간 계산방식

간선도로 연동신호제어 단일 고정신호제어

복수 고정신호제어

신호시간 선택방식

신호시간 계산방식

지역 연동 신호제어 단일 고정신호제어

복수 고정신호제어

신호시간 선택방식

신호시간 계산방식

가. 독립교차로 신호제어와 연동 신호제어

독립교차로 신호제어는 각 교차로에 설치된 신호등이 주변의 제어기와 연계

되지 않고 해당 교차로마다 독립적으로 제어하는 방법이며, 연동신호제어는 도

로상에 연속적으로 설치되어 있는 제어기를 동시에 연계하여 제어하는 방법이

다. 이 연동제어방법은 간선도로를 따라 몇 개의 교차로를 제어하는 방법이 있

는가 하면, 격자형 가로에서는 어떤 지역을 단위로 하여 제어하는 방법도 있다.

독립교차로 신호제어

간선도로 신호연동제어

격자형 가로 신호연동 제어

[그림 2-3] 신호제어 방식

162 _경 찰 청

(1) 독립교차로 신호제어

인접한 교차로를 고려하지 않고 해당교차로의 교통상황을 고려하여 제어하는

방식이다. 이 제어는 일반적으로 인접 신호등과 멀리 떨어져 있어 연동효과를

기대할 수 없는 경우에 주로 채택하나, 비록 인접교차로간의 거리는 짧다고 하

더라도 교통량이 집중되고, 각 현시의 교통수요 변동이 심하여 연동제어보다는

특정 교차로만 독립적으로 제어하는 것이 보다 효과적일 때 사용하기도 한다.

(2) 연동신호제어

연동 신호제어란 일반적으로 어떤 도로에서 교차로가 연속적으로 설치되어

있는 경우 어떤 교차로에서 녹색신호를 받고 출발한 차량이 다음 교차로에서

도 계속 녹색신호를 받고 진행할 수 있도록 인접한 2개 이상의 신호등을 연계

시켜 운영하는 신호제어방법이다. 이러한 신호연동은 제어기 자체에서 수행하

느냐 또는 중앙컴퓨터와의 연결되어 신호시간이 중앙의 통제를 받느냐에 따라

지역 연동방식과 중앙 연동방식으로 나누어진다.

◦지역 연동방식 : 중앙의 컴퓨터에 의존하지 않고 인접한 지역제어기만을 연계

시키는 방안으로 각 제어기를 직접 케이블로 연결시키는 방법과 라디오 시보를

수신하여 각 제어기 시간을 일치시켜 연동시키는 방법이 있다. 이 지역 연동방

식은 교통정보센터가 설립되어 있지 않는 지역의 간선도로에 주로 적용된다.

◦중앙 연동방식 : 중앙의 컴퓨터와 현장의 각 제어기와 정보를 교환하면서

연계시키는 방안으로 모든 제어기는 연동이 되는 교통류의 녹색시간 시

점을 컴퓨터에 의해 통제를 받음으로써 이루어진다. 중앙컴퓨터에 의한

연동방법은 시간대별 (TOD: Time of Day) 제어에서는 해당시간에 정해

진 옵셋값에 따라 연동화를 유지하고, 교통대응 (Traffic Responsive)제어

에서는 검지기로부터 계측된 자료를 통해 파악된 교통상황에 따라 사전

에 준비된 옵셋값을 선택 또는 계산함으로써 구현된다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 163

제어기1 연동케이블 제어기2 연동케이블 제어기3

케이블 연결방식에 의한 지역연동

시보 시보 시보

제어기1 제어기2 제어기3

라디오 시보에 의한 지역연동

[그림 2-4] 지역 신호 연동 방식

공중전화망

중앙센터

현 장

: 연동교차로군

중앙컴퓨터

운영자

[그림 2-5] 센터 컴퓨터에 의한 중앙연동방식

164 _경 찰 청

교차로를 제어하는 데 있어 독립제어방법을 채택할 것인가, 또는 연동제어

방법을 채택할 것인가에 대한 결정에 대한 명확한 기준은 없으나 일반적으로

다음과 같은 사항을 종합적으로 검토하여 판단하여야 한다.

◦인접교차로와의 간격이 짧을수록, 연동제어의 필요성이 높아진다.

◦주 교통류의 교통량이 많으면, 연동제어의 필요성이 높아진다.

◦인접한 2개의 신호등간의 영향이 클수록 연동제어 필요성이 높아진다.

일반적으로 교차로간의 거리가 0.8km이하이면 연동을 적극적으로 고려하고,

1.6km이상이면 차량이 진행을 하면서 신호를 받고 출발한 차량군이 점차 흩어

져 사실상 신호연동효과를 기대할 수 없으므로 무리한 신호연동을 하지 않는

편이 좋다. 따라서 도시부 가로는 가능하면 연동제어를 하는 것이 효율적이며,

국도나 지방도의 경우도 신호등 간격이 짧은 구간은 연동제어가 필요하다.

나. 신호시간 결정방법에 따른 분류

신호현시 및 신호시간은 교차로 신호제어 효율에 결정적인 영향을 미친다.

잘못된 현시체계나 신호시간은 차량이나 보행자에게 불필요한 신호대기를 강

요함으로써 교차로 교통처리 효율을 감소시키고, 교통사고를 발생시키는 등

부작용을 야기시킬 수 있기 때문이다.

신호현시체계는 각 방향별 교통량, 교차로 기하구조 등에 따라 신호등 설치

초기에 결정되면 현시체계 변화가 필요한 특별한 사안이 발생되지 않을 시는

상당기간 동안 계속 유지된다. 그러나 주어진 현시체계에서의 주기, 녹색시간,

옵셋 등은 교통상황의 변화에 따라 적합한 신호시간이 제공되지 못하면 신호

운영 효율이 저하되는 경우가 발생한다.

신호시간은 제공되는 방법에 따라 고정시간 제어, 교통감응 제어, 교통대응

제어로 나누어진다. 여기서 교통감응 제어는 고정시간 제어나 교통대응 제어

와 함께 사용할 수도 있다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 165

(1) 고정시간 (Pretimmed 또는 Fixed-Time) 제어

고정시간제어라는 것은 1일 시간대별로 운영자가 사전에 입력한 몇 개의 신

호시간에 따라 매일 반복하여 신호를 제어하는 방식이다. 이 방식은 독립교차

로제어나 연동제어에서도 사용된다.

그러나 교통량은 시간대별로 그리고 요일별로 변화될 수 있으므로 교통상황

에 적합한 신호시간을 제공하는 데는 한계가 있다. 따라서 1일 시간대별 교통

변동이나 요일별 변동이 적은 안정된 가로에서는 효과적일 수 있으나, 교통변

동이 심한 교차로에서는 효율을 저하시키기도 한다.

특히 1개의 신호시간으로 계속 반복하여 운영할 경우 시간대별 교통변동이

나 요일별 교통변동 등 교통상황에 전혀 대처하지 못하는 문제가 발생하므로

시간대별로 몇 개의 신호시간을 제공하는 방안의 강구가 필요하다. 전자신호

체계에서의 1일 시간대별(Time of Day : TOD) 제어는 고정시간제어이다.

일반적으로 1일 시간대별 (Time of Day : TOD) 제어는 [그림 2-6]의 예와

같이 요일별로 각 시간대 교통량 변화를 파악하여 유사한 교통상황이 전개되

는 몇 개의 시간대로 나누어 각 시간대에 적합한 주기, 녹색시간, 옵셋값을 사

전에 준비하고서 해당시간이 되면 설정된 신호시간으로 운영시킨다.

신호제어 효율은 신호시간이 현장의 교통상황에 얼마나 적합한가에 달려 있

으므로 1년에 각 계절별로 신호시간을 조정해 주는 것이 좋으며, 중요 교차로

인 경우는 분기당 2회이상 교통상황을 살펴 지속적으로 신호시간 조정작업을

행해야 한다.

그러나 교통량을 조사하여 신호시간을 계산하여 입력시킨다 하더라도 조사

된 교통량은 특정 일에 한정한 자료이므로 장래에도 조사된 교통상황이 똑같

이 전개된다는 보장이 없기 때문에 신호운영요원의 현장 모니터링은 대단히

166 _경 찰 청

중요하며, 도로의 신설, 대형 건물의 완공 등 교통패턴에 변화가 있을 시는 필

히 기존 신호시간의 적합성을 검토하여야 한다.

시간

일요일 교통패

턴

시간

토요일 교통패

턴

교차로포화도

시간 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

야간한산 오전첨두 주간비첨두 오후첨두 심야한산

평일 교통패턴

[그림 2-6] 1일 시간대별 교통량 변화 예

(2) 실시간 교통대응제어

고정시간제어는 시간대별 또는 주기별 교통변동에 적합한 신호시간을 제공

하기에는 한계가 있다. 1980년대에 들어 전자․통신기술의 급속한 발전에 힘

입어 매주기마다 교통상황을 판단하고 이에 적합한 신호시간을 변경하는 방법

이 개발되었다.

실시간 교통대응제어는 차량검지기로부터 획득된 자료를 토대로 교통상황에

대응하는 신호시간을 제공하는 제어방법이다. 교차로 접근로에 설치된 차량

검지기에서 계측된 자료는 중앙컴퓨터로 보내지고, 중앙컴퓨터에서는 이들 자

료를 토대로 교통상황에 알맞은 신호시간을 지역제어기로 보내 신호를 운영한

다. 중앙컴퓨터에서 신호시간을 어떻게 결정하느냐에 따라 신호시간 선택방식

과 신호시간 계산방식으로 구분된다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 167

◦신호시간 선택방식

운영자가 사전에 신호시간을 다양하게 입력하여 검지기 자료에 따라 가장

적합한 신호시간을 컴퓨터가 자동으로 선택한다. 이 방식은 사전에 신호시간

을 준비해야 하므로 현장조사나 신호계획 등에 상당한 비용과 노력이 요구되

며, 경우에 따라서는 준비된 신호시간계획이 현장상황에 맞지 않는 경우도 발

생할 수 있다.

◦신호시간 계산방식

이 방식은 차량 검지기에서 얻어진 자료를 토대로 중앙컴퓨터가 직접 신호

시간을 계산하여 제공하는 방식이다. 이 방식은 매주기 마다 새로운 신호시간

을 제공할 수 있어 주기별 교통변동이 심한 교차로에 매우 적합하다. 그러나

잦은 주기의 변화는 신호 연동화를 위한 옵셋값도 변경됨으로써 신호운영 효

율을 저하시킬 수도 있다.

실시간 교통대응제어는 전적으로 차량 검지기에서 계측되는 자료에 의존하기

때문에 차량 검지기의 신뢰도가 유지될 수 있도록 차량 검지기가 관리되어야

한다. 따라서 주기적으로 차량검지기의 신뢰성을 확인하는 작업이 필요하다.

168 _경 찰 청

공중전화망

(자가통신망)

차량검지기

②펄스 차량존재 또

는 통과 검지

지역제어기

③검지정보 처

리

중앙컴퓨터

④검지 정보 분석

⑤최적 신호시간 선택

(⑤최적 신호시간 계산)

운영자

①교통량 분석에 의

한 각 교통상황별

신호시간 입력

신호등

⑥선택된 신호시간에

의해 구동

[그림 2-7] 실시간 교통대응 신호제어시스템의 구성체계

(3) 교통감응제어

교통감응제어는 이미 결정된 주기 범위 내에서 교통상황 변동에 따라 신호

제어변수를 미세하게 조정하여 교차로 안전성과 효율을 높이는 제어방식이다.

교통감응제어는 고정시간제어방식에서나 교통대응제어방식에서 각각 적용이

가능할 뿐 아니라, 독립교차로제어나 연동제어에서도 적용 가능하다.

이 제어를 행하기 위해서는 교차로 접근로에 목적에 맞는 검지기 종류와 위

치를 결정한 후, 검지기를 설치해야 한다. 검지기는 차량뿐만 아니라 보행자도

검지하여 신호시간을 조정할 수도 있다. 가장 기초적인 교통감응제어로 반감

응제어와 완전감응제어로 나누어진다.

◦반감응 제어: 주도로에 녹색신호를 표시하다가 부도로에 설치된 검지기로

부터 검지된 교통량이 일정 이상일 경우에 한해 부도로에 녹색신호를 제

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 169

공하여 부도로 교통수요를 처리한다. 이러한 제어 방법은 주도로 교통량이

부도로 교통량이 비해 많고, 부도로 교통은 상대적으로 적어 고정시간 제

어로 운영할 경우 주도로에서 불필요하게 발생되는 지체를 줄이면서 수요

가 있을 시에만 교통신호로 부도로의 통행권을 할당해 주는 방법이다.

◦완전감응 제어: 교차로의 모든 접근로에 하나 이상의 검지기를 설치하여

사전에 정의된 한계치에 따라 녹색시간을 할당한다. 이 제어는 교통량이

비교적 적고 각 접근로간 교통량의 변동이 심한 독립교차로에 적절한 제

어방법이다.

교통감응제어는 독립교차로제어나 연동제어에서 좌회전 등 특정 이동류에

대해 감응제어를 실시할 수도 있으며, 역시 고정시간제어 또는 실시간 교통대

응제어가 이루어지는 교차로에 보완적으로 활용되기도 한다.

다. 교통신호제어기 종류

교통제어방법이 결정되면 어떤 신호제어기를 설치할 것인가를 결정해야 한

다. 신호제어기의 종류에는 중앙컴퓨터와의 연결 가능 유무에 따라 일반 교통

신호등과 전자 교통신호등으로 나누어진다.

◦일반 교통신호제어기 : 현장의 교통신호제어기 단독으로 또는 인접한 교

차로와의 연계하여 운영할 수는 있으나 기능적으로 중앙컴퓨터와 연결되

어 운영될 수 없는 교통신호제어기이다.

◦전자 교통신호제어기 : 현장의 교통신호제어기와 중앙컴퓨터와 필요한 정

보를 통신망을 통해 교환하여 신호등을 제어할 수 있는 교통신호제어기

이다. 전자교통신호제어기라도 중앙컴퓨터와 연결되지 않는 상태에서 독

립적으로 일반 교통신호제어기와 같이 운영될 수도 있다.

170 _경 찰 청

어떤 교차로에 처음으로 신호등을 설치할 경우 어떤 제어기를 설치할 것인

가는 장래의 신호제어 계획에 따라 달라진다. 만약 가까운 장래에 교통정보센

터를 설치하여 중앙컴퓨터에 의한 신호제어를 계획하고 있을 경우에는 전자제

어기를 설치하는 것이 보다 바람직하나, 이러한 계획이 없다면 일반제어기를

설치하는 것이 비용측면에서 유리하다. 간선도로상의 몇 개 교차로의 신호시

간을 연동화 시켜 운영할 경우 대부분의 일반제어기에서도 인접제어기를 직접

연결하는 케이블 연동이나 라디오 시보에 따른 시보연동이 가능하기 때문에

굳이 고가의 전자제어기를 설치할 필요는 없다.

따라서 국도나 지방도 교차로나 전자신호화 계획이 없는 도시의 교차로 제

어기는 일반제어기를 선택하고, 전자 신호화된 구간 내에 신호등을 증설할 경

우나 전자신호계획이 수립된 도시에서는 향후 센터와의 온라인을 고려해야 함

으로 전자신호제어기를 채택하여야 한다.

어떤 신호제어기를 선택하더라도 제어기의 기능을 사전에 확인할 필요가 있

으며, 당장은 사용하지 않더라도 향후 신호개선 시 요구되는 기능을 수용할

수 있는 기능을 보유한 신호제어기인지를 확인할 필요성이 있다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 171

주제어기

(Controller)

수동조작판

모순검지기

(Conflict Monitor)

점멸기

(Flasher)

신호등

(Signal)

통신제어부

(Local Adaptive Unit)

검지기3

검지기(Detector) 2

검지기(D1etector)

(Detector)

전용회선

루프

루프

루프

전자제어기

일반제어기

신호등 구동기

(Load Switch 또는

SSR Unit)

[그림 2-8] 교통신호제어기 구성체계

제 2 절 | 신호시간 계획

신호시간 계획이란 신호등 운영을 위한 현시체계, 주기길이, 녹색시간, 황색

시간 및 전적색시간을 결정하는 과정을 말한다. 신호시간은 신호제어 방법, 교

차로 형태 및 용량, 차량 및 보행자 교통량 등에 따라 달라진다. 그리고 고정

신호시간 제어와 교통감응 신호제어에서도 운영상 개념과 기능적 특성의 차이

점 때문에 신호제어 전략이 서로 다르게 설정되며, 제어되는 범위가 독립 교

172 _경 찰 청

차로인지 혹은 간선도로 상에 위치하는 교차로인지, 혹은 연동화된 시스템 내

위치하는 교차로인지에 따라 다르게 설정된다.

실제 교통현장의 작업과정에서 신호교차로를 신설하여 새로 운영하거나 혹

은 현재의 신호시간을 개선할 경우의 신호제어변수는 유사한 기하구조 형태

및 방향별 교통량 등 교통조건이 비슷한 교차로에서 효과적인 것으로 입증된

시간계획을 기초로 하여 적용할 수 있다. 이것은 대부분의 해당 지역 신호등

실무자들이 효율적인 운영을 위해서 요구되는 신호시간계획에 대한 경험을 가

지고 있는 경우에만 가능하게 된다. 이런 과정으로 신호시간계획이 수립되면

다음으로 대상 교차로의 교통류가 안정되기를 기다리면서 모니터링을 실시한

다. 만일 교통류가 안정된 후에도 해당 교차로 전체나 혹은 특정 접근로에 지

나친 정지나 지체가 발생한다면 주기나 현시 등 신호시간계획이 잘못 설정되

어 있는 것이므로 재조정을 통해 이를 보완하도록 해야한다.

현재 TRANSYT-7F나 SOAP와 같은 컴퓨터 시뮬레이션을 비롯하여 정확하

게 신호시간계산을 할 수 있는 많은 기법들이 개발되어 있어 이런 프로그램을

활용하면 신호제어변수를 비교적 합리적으로 산출해 낼 수 있다. 하지만 어디

에서 사용하든지 혹은 어떤 산출기법을 활용하든지 신호시간계획은 항상 검증

된 기법을 통해 최적화한 후 적용되도록 하여야 한다.

1. 신호시간계획 절차

가. 기본용어

신호시간계획을 수립하기 위해서는 교통신호와 관련하여 보편적으로 사용되

는 용어에 대한 정의를 알고 있어야 한다. 교통신호운영에 활용되는 기본적인

관련용어는 다음과 같다.

◦주기(Cycle): 교차로의 하나의 신호현시조합이 순차적으로 완전히 회전하

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 173

는데 소요되는 시간

◦현시(Phase): 동시에 통행권을 부여받아 진행하는 하나 이상의 교통류 조

합에 할당되는 신호주기의 일부분

◦간격(Interval): 신호지시가 변하지 않는 구간으로 신호주기에서의 이산 비율

◦옵셋(Offset): 한 교차로에서 다른 교차로의 녹색시간 시작시점과 연계된

녹색시간시점의 시간차이 (초단위, 또는 주기길이의 백분율)

◦현시율(Split): 각 현시에 할당된 주기길이에 대한 백분율

나. 신호시간계획 목표 및 사전요구사항

신호시간의 설정은 다음의 운영적 요구목표를 만족시킬 수 있도록 합리적으

로 계획되고 적용되어야 한다.

◦차량과 보행자에 대한 평균지체의 최소화

◦교통사고를 유발할 수 있는 잠재적 상충의 감소

◦교차로 각 접근로 교통처리용량의 최대화

하지만 현실적으로 볼 때 위에서 제시된 모든 목적을 동시에 달성하는 신호

시간계획을 수립하는 것은 불가능하다. 예를 들어, 교차로의 평균지체는 가능

한 한 적은 수의 현시와 함께 주기길이를 최대한 짧게 함으로써 최소화 할 수

있을 것이다. 하지만 교통사고 잠재성을 줄이기 위해서는 상충지점 및 상충회

수를 최대한 적게 해야 하며 이를 위해서는 각 접근로별 이동류를 분리시킬

수 있는 4현시 이상의 다중 현시와 상대적으로 보다 긴 신호주기가 요구된다.

한편 접근로의 용량을 최대화하기 위해서는 수요에 부합하기 위해 현시 수를

최소화해야 하는 방향으로 신호시간을 설계해야한다. 따라서 이렇게 다양한

목적사이에서 최대한 절충점을 찾기 위해서는 전문가나 실무자의 공학적인 판

단을 필요하게 된다. 고정식 신호제어방식에서는 하나의 신호지시 순서와 시

174 _경 찰 청

간이 지속적으로 반복된다. 이 운영방식은 교통 패턴이 규칙적이고 안정적이

거나 접근로의 교통량 변화가 사전에 결정된 일정표에 따라 지원될 수 있을

정도로 예측가능한 곳에서 효과적으로 운영될 수 있다. 고정식 제어방식은 인

접 신호등의 연동목적도 쉽게 달성할 수가 있으며 주기에서 각 신호지시 간격

은 과거의 교통패턴에 기반을 두고 고정적으로 반복된다. 필요한 신호시간계

획을 수립하는데 필요한 정보를 입수하기 위해서는 다음과 같은 조사가 사전

에 필요하게 된다.

◦각 접근로의 교통류에 대한 차량과 보행자 통행량 조사 등 교통조사

◦대상 교차로의 기하구조 조사

◦대상 지점에서 발생했던 사고유형 및 사고건수를 포함하는 사고기록

다. 신호시간계획 과정

신호시간계획은 신호현시체계 결정, 신호주기, 황색시간, 녹색시간 등을 결

정하는 일련의 절차를 말한다. 일반적으로 신호시간계획 절차는 [그림 2-9]와

같이 진행한다. 신호시간계획을 수립하는데 있어서 모든 가능한 상황을 고려

할 수 있는 보편적인 설계지침을 마련하는 것은 어렵다. 그러므로 효과적으로

신호운영을 하기 위해서는 설치초기에 설치된 신호운영을 모니터링하고 해당

교차로와 교통류의 특성을 반영할 수 있도록 정기적으로 신호시간을 개선하는

것이 바람직하다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 175

[그림 2-9] 일반적인 신호시간 결정과정

176 _경 찰 청

2. 현황조사

가. 교통량 조사

교차로에서의 교통수요의 변화는 필요한 신호시간계획의 수를 결정하는데

있어서 중요한 결정요소이다. 예를 들어, 2현시로 운영되는 교차로에서 A현시

는 아침 첨두시간에 과부하가 걸리고 B현시는 저녁 첨두시간에 과부하가 걸

리며, 그 이외의 시간에는 처리해야할 교통량이 많지 않다면 신호시간은 최소

3개이상의 사전 신호계획을 필요로 한다.

교차로의 신호시간계획을 수립하기 위해서는 그 대상 교차로의 교통수요를

측정해야 한다. 보통 교통량 측정은 일반적으로 오전 첨두시간, 오후 첨두시

간, 비첨두 시간대로 구분하여 실시하며, 각 접근로의 방향별 교통량과 보행자

교통량을 하루 12시간동안 15분 단위, 한시간 혹은 주기단위로 조사하며 차종

구성비도 조사하여 차종별 교통량을 정확히 파악할 수 있도록 해야 한다. 하

지만 교통특성이 평상시와 다르게 나타나는 시간대가 있을 경우 이에 대한 교

통수요 조사도 함께 이루어져야만 합리적인 신호시간계획을 수립이 가능하다.

그러므로 대부분 지역의 신호시간계획 수립을 위한 교통수요조사는 다음 시간

대에 반드시 이루어지도록 해야 한다.

◦오전 첨두시간대

◦하루중 평균시간대 (비첨두 시간대)

◦오후 첨두시간대

◦야간시간대

◦주말, 휴일, 혹은 특별히 교통량이 급격히 변동되는 시간대

교통량 조사시 각 접근로의 좌회전, 직진, 우회전 등 각 이동류별로 조사되

어야 하며, 차종구분은 다음의 차종으로 구분하여 조사하는 것이 바람직하나,

최소한 소형과 대형차량으로 구분하여 조사되어야 한다.

부록 2 신호기의 운영

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◦소형 승용 : 승용차, 지프

◦소형 승합 : 25인승 미만 승합

◦소형 화물 : 2.5톤 미만

◦대형 화물 : 2.5톤 이상

◦차량 : 트레일러, 건설기계 등

교통량을 소형과 대형으로 나누어 조사할 시는 소형과 대형차량의 기준은

다음과 같이 구분한다.

◦소형 : 승용차, 2.5톤 미만 화물, 25인승 미만 승합차

◦대형 : 2.5톤 이상 화물, 25인승 이상 승합차, 특수차량

나. 기하구조 조사

대상 교차로의 기하구조는 신호시간 설계 시 현시결정이나 황색시간, 보행

자 신호시간, 좌회전 신호운영방법에 영향을 미치는 요소이다. 그러므로 교차

로의 대상 접근로의 차로수와 차로폭, 공용차로의 여부, 교차로 횡단보도 횡단

거리 등이 조사되어야 하며, 특히 좌회전 차로의 경우 좌회전 베이의 설치여

부 및 길이 등도 조사되어야 한다. 그 외에도 교차로에 인접한 대중교통정류

장의 유무 및 정지선에서의 거리등이 고려하여야 한다. 기하구조 조사에서 수

집되어야 할 내용은 다음과 같다.

◦각 접근로의 폭, 차로수

◦좌회전 및 우회전 차로의 길이

◦교차로 폭원

◦차로의 이용형태

◦인접교차로간의 거리

178 _경 찰 청

◦기타 차량의 흐름을 방해하는 요인 등

∙교차로 정지선에서 75m 이내의 주차활동 또는 버스정류장

3. 교통수요 추정

교통량 조사시 차종별로 구분된 교통량은 승용차 교통량으로 환산한다. 이

때 조사된 교통량 자료가 차종별로 세부적으로 조사되었다면 다음 <표 2-2>

의 승용차 환산계수를 사용한다. 대형차량중 트레일러 등 특수차량이 많은 교

차로는 이들 차량에 대해서는 차종을 구분하여 조사하는 것이 좋다.

소형과 대형으로 구분하여 조사된 교통량을 승용차 환산 교통량으로 계산하

면, 승용차 환산교통량 = Σ(차종별 교통량×승용차 환산계수)으로 된다. 예를

들어 어떤 이동류의 소형차량 교통량이 300대/시이고, 대형차의 교통량이 50

대/시이면 승용차 환산교통량은 300+2×50=400 승용차/시가 된다.

<표 2-2> 차량별 승용차 환산계수

차종구분 승용차 환산계수

소형 승용

소형 승합

소형 화물

대형 화물

특수 차량

승용차, 지프

25인승 미만 승합

2.5톤 미만

2.5톤 이상

트레일러, 건설기계 등

1.0

1.2

1.2

2.0

2.5

소형

대형

승용차, 2.5톤 미만 화물, 25인승 미만 승합차

2.5톤 이상 화물, 25인승 이상 승합차, 특수차량

1.0

2.0

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 179

<표 2-3> 신호교차로 교통량 및 기하구조 조사양식

교차로 기하구조 조사 및 교통량 집계표

교차로명 : 지역구분 : □ 도시부 □ 지방부 교차로 NO.:

조사일시 : 교통량 조사시간대 : ～

교통량/기하구조

도면에표시할사항

1.교통량

2.대중교통정류장

3.교통섬

4.주차상황

5.좌․우회전 베이

교통 및 도로상황

접근로

구배

(%)

주차활동

(대/시)

중차량혼입율

(%)

차로수 차로폭 상류부 교차로

LT TH RT LT TH RT 거리 (m)

SB

NB

EB

WB

․구배 : + 상향, - 하향

․중차량 : 버스, 1.5톤초과 화물차, 트레일러

․LT : 좌회전, TH :직진, RT: 우회전

․공용차로인 경우 “S”로 표시

현시체계

순서 Φ1 Φ2 Φ3 Φ4 Φ5 Φ6 Φ7 Φ8

현시도

시간

G =

Y =

PT=

G =

Y =

PT=

G =

Y =

PT=

G =

Y =

PT=

G =

Y =

PT=

G =

Y =

PT=

G =

Y =

PT=

G =

Y =

PT=

보호

좌 우회전

비보호

좌 우회전

보행자

신호

주기 = 초

180 _경 찰 청

4. 포화교통류율 산정

교차로의 각 방향별 이동류에 대한 포화교통류율은 포화차두시간을 구하여

산출한다. 어떤 차로에서 대기하는 차량들은 녹색신호가 켜지면 정지선을 떠

나 교차로에 진입하게 되는데 이 때 처음 출발한 몇 대는 초기에 출발지연을

나타내나, 그 다음부터는 거의 일정한 차두시간을 보이게 된다. 이를 포화차

두시간이라 하며, 우리나라에서는 이상적인 조건일 때 이 값을 1.63초로 보

고 있다. 포화교통류율은 한시간 동안에 계속 녹색신호만이 등화되며 차량의

계속 진행한다는 가정하에서 시간당, 차로당 교차로를 통과할 수 있는 최대

차량대수를 의미하며 3,600초를 포화차두시간으로 나누어 구하면 된다. 그러

므로 이상적 조건하에서의 우리나라 포화교통류율은 차로당 3,600/1.63 ≒

2,200pcphg이 된다.

그러나 도로 및 교통조건이 이상적이 아닌 실제 현장조건에서는 포화교통유

율의 값이 위의 값과는 다르게 나타나므로 현장에서 직접 이동류별 포화차두

시간을 조사하여 구하던가 아니면, 우리나라 도로용량편람 에 제시된 공식에

따라 이 값을 보정해서 구해야 한다. 하지만 현장에서 포화차두시간을 조사하

기란 매우 어려운 일이기 때문에, 일반적으로 이상적 포화교통류율에 여러 도

로 및 교통요인에 의해 발생하는 변화를 보정하여 사용하고 있다.

포화교통류율 보정과정은 차로폭, 접근로의 구배, 중차량의 혼입율, 좌회전

또는 우회전 교통류 영향, 버스정류장 또는 주차로 인한 방해 정도를 기본 포

화교통류율에 반영하는 것으로 각각의 보정계수를 곱하여 실제 포화교통류율

을 계산해야 한다. 그러나 이러한 모든 사항을 조사하여 정확히 보정하기란

결코 쉬운 과정이 아니며, 또 포화교통류율이 정확히 보정되었다 하더라도 조

사된 교통량은 특정일, 특정시간대에 한해 일반적으로 조사됨으로써 정확한

포화교통류율을 산정한 후 조사된 교통량으로 신호시간을 계획하였다고 해서

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 181

신호운영 시 교통상황과 반드시 일치한다고 볼 수 없으므로 포화교통류율 산

정에 너무 많은 노력을 기울일 필요는 없다.

따라서 간편법으로 접근하는 것이 보다 효과적일 수 있으며, 실제 신호시간

계획 시에도 적용되고 있다. 각 차로별 포화교통류율은 다음과 같이 적용한다.

◦직진차로 포화교통류율 : 2,000pcuphgl

◦좌회전차로 포화교통류율 : 1,800pcuphgl

◦우회전차로 포화교통류율 : 1,800pcuphgl

5. 소요 현시율 계산

접근로의 이동류별로 포화교통류율과 교통량을 승용차 교통량으로 환산되

면, 각 이동별 소요현시율을 구한다. 소요현시율이란 신호주기중 각 이동류에

할당되어야 하는 신호시간 비율로써 승용차 환산 교통량 (교통수요)을 포화교

통류율로 나눈 값을 의미한다.

소요 현시율 = 승용차 환산교통량/포화교통류율

여기서 소요현시율 계산을 위한 이동류는 좌회전, 직진, 우회전으로 구분하

는 것을 원칙으로 하나, 우회전은 직진과 동시에 차량이 이동함으로 굳이 구

분할 필요가 없이 직진 이동류에 우회전 이동류를 포함시켜 계산하면 된다.

그러나 우회전 전용차로가 제공되어 있는 교차로에서는 우회전은 고려하지 않

고 좌회전과 직진에 대해서만 계산한다. 비록 우회전 차로가 설치되어 있지

않더라도 가장 바깥차로의 폭이 넓어 직진차량과 우회전 차량이 각각 2개 차

로로 이용하고 있다면 우회전 이동류는 고려하지 않아도 된다. 즉, 신호시간계

산은 차량이 실제 접근로를 이용하는 형태를 반영해야 한다.

182 _경 찰 청

이것은 각각의 이동류가 전용차로를 갖고 전용현시에 의해 운영될 때만 정

확한 결과를 산출해 낼 수 있다. 그러나 신호운영상에서는 좌회전과 우회전이

각각 공용차로를 가진 동시신호를 운영되는 교차로도 있기 때문에 이 경우에

는 직진 + 좌회전 혹은 직진 + 우회전 을 하나의 단일 이동류를 취급하여

포화교통유율을 산정하고 소요현시율을 결정하도록 해야 한다.

하지만, 기본적으로 회전 이동류가 직진이동류와 함께 차로를 이용토록 하

는 것은 교차로에 운영상 비효율적이기 때문에, 소통효율의 증진과 합리적인

신호운영을 위해서는 각각의 이동류에 전용차로를 제공토록 해야 한다.

6. 현시체계 결정

가. 현시결정 시 고려사항

신호시간계획에 있어 가장 중요한 부분은 주어진 교통상태에 따라 적절한

현시를 계획하는 것이다. 신호현시는 통행권을 가진 이동류 혹은 동시에 통행

권을 가진 이동류 조합에 할당된 신호주기의 일부분으로 정의된다. 여기서 이

동류는 차량 혹은 보행자 단독의 이동류가 될 수도 있고, 차량과 보행자가 함

께 이동하는 조합이 될 수도 있다.

신호현시를 결정할 때는 교차로의 지체와 상충을 최소로 할 수 있는 현시조

합을 선정해야 하나, 앞에서 언급한대로 이것을 동시에 만족시키는 것은 매우

어려운 경우가 발생하므로 이때는 전문가나 실무자의 경험적/공학적 판단에

따라 결정하도록 한다.

신호현시 계획시 고려해야할 주요사항은 다음과 같다

◦신호현시는 상충되는 차량동선의 위험을 최소화하는 방향으로 계획되어야 함

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 183

◦현시수의 증가는 손실시간의 증가를 초래하므로 현시수를 최소화 하도록 함

◦현시계획은 도로 기하구조, 차로이용상태, 교통량, 접근속도, 횡단보도 보

행자의 요구사항에 대해 일관성을 갖도록 해야 함

◦현시계획 시 도로에 필요한 안전표지 및 노면표시 설치계획도 함께 고려

해야 함

교차로에서 활용 가능한 현시는 제한이 없지만 고정식 신호제어에서는 가능

한 한 적게 현시수를 결정해야 한다. 4현시이상의 다중 현시의 경우는 다른

현시에 할당될 수 있는 녹색시간을 감소시키며, 출발․소거손실시간 및 현시

변환시간의 증가, 주기 증가 등으로 교차로 처리효율을 떨어뜨린다. 하지만 감

응제어방식에서의 다중현시는 이동류의 교통수요에 따라 최소시간만 제공하거

나 생략하여 운영할 수 있기 때문에 적절히 계획될 경우 소통효율을 증진시킬

수 있다.

교차로에서의 현시체계 결정문제는 결국 회전교통류 처리로 귀착되게 되는

데 이는 좌회전 교통류를 어떻게 처리하는냐에 따라 전체 시스템의 효율성이

결정되기 때문에 신중히 판단토록 해야 한다. 일반적으로 좌회전 및 대향 직

진 교통량이 증가함에 따라서 좌회전 차량이 적절하게 회전할 수 있는 간격이

줄어들게 되며, 따라서 전용 좌회전 현시의 제공이 필요하게 된다.

만약 교차로에 좌회전 전용차로나 좌회전베이가 확보되어야 있는 상태라면

좌회전 실행하기 위해 기다리는 차량들의 대기공간을 확보해 줌으로써 어느

정도 문제를 완화시킬 수는 있지만 문제가 지속되면 좌회전 신호의 제공이 불

가피하게 된다. 좌회전 차량을 처리하는 다른 대안으로 해당교차로의 좌회전을

금지시키거나 교차로를 입체화 하는 등 재설계하는 방법이 있으나 이와 같은

방법은 다른 인접 교차로의 부담을 크게 하거나 공사비용이 많이 소요된다.

184 _경 찰 청

그렇기 때문에 현시체계 결정과정에서는 해당 교차로의 교통특성 및 기하구

조, 제어기 형태에 따른 다양한 좌회전 처리기법 중 어떤 것을 선택하는가는

매우 중요한 사안이 된다.

나. 보호좌회전과 비보호 좌회전의 결정

(1) 좌회전 방법 판단

일반적으로 좌회전 교통류를 관리하는 방법은 교차로 교통량이 많아짐에 따

라 신호등이 없는 무신호 교차로에서부터 교차로 입체화에 이르기까지 [그림

2-10]과 같이 진전된다.

신호등 설치 기준에 적합하고 신호제어 방법이 결정되면, 신호방식을 결정

해야 한다. 가장 먼저 고려되어야 하는 것은 좌회전 교통류을 비보호로 처리

할 것인가 또는 보호좌회전으로 처리할 것인가에 대한 판단이 필요하다. 이와

같은 결정은 보통 좌회전하는 교통량과 대향해서 오는 직진교통량을 고려하여

결정하는 것이 보통이나 대향차량의 접근속도 및 시거, 좌회전하는 차로수, 좌

회전하는 차량과 보행자와의 상충정도, 그리고 과거의 교통사고 경험 등도 고

려된다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 185

보호 좌회전

무통제

점멸 경보등 통제

비보호 좌회전

좌회전 금지

/우회

표지판 통제

입체화

양방향 비보호

한방향 비보호

주도로 : 황색점멸

부도로 : 적색점멸

동시신호

오브랩신호

유턴 우회

P턴 우회

원거리 우회

분리신호

주도로: 무통제, 부도로:

양보표지

주도로: 무통제, 부도로:

양보표지

부분입체

완전입체

주, 부도로: 정지표지

[그림 2-10] 좌회전 교통류 처리방법의 진전

186 _경 찰 청

[그림 2-11] 비보호/보호 좌회전 선택과정

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 187

비보호 좌회전은 좌회전 교통량과 대향직진 교통량이 비교적 적어 별도의

좌회전 신호현시 없이 일정시간동안에 좌회전 수요를 처리할 수 있을 경우에

적용한다. 즉, 대향직진차량간의 차두시간이 좌회전할 수 있는 시간간격이 있

을 시 비보호로 좌회전이 가능하다.

4지 교차로에서 좌회전이 비보호로 운영되는 경우 2현시 체계로 운영할 수

있기 때문에 주기가 짧아지고, 총 손실시간이 감소해 전체적으로 지체가 줄어

들게 된다. 그러나 교통량이 증가하게 되면 좌회전할 수 있는 기회가 점점 줄

어들어 좌회전 차량의 대기시간이 증가하며, 차두간격이 충분하지 않을 때 무

리하게 좌회전 감행할 경우 대향 차량과의 충돌사고로 이어질 수 있기 때문에

일정 수준이상의 교통량 및 기하구조 조건을 보이는 교차로는 보호좌회전으로

운영하는 것이 오히려 유리해 진다.

(2) 좌회전 전용차로 설치

좌회전 수요를 비보호로 처리할 때 효율성을 기하기 위해서는 좌회전 전용

차로나 좌회전 베이와 같은 대기공간의 확보가 필수적이다. 좌회전 전용차로

나 좌회전 베이는 좌회전 차량이 대향 직진차량들 사이에서 적절한 회전 수락

간격을 발견할 때까지 동일방향 직진 교통류에게 방해를 주지 않고 대기할 수

있는 공간을 제공하여 신호운영효율 및 교차로의 교통처리용량을 증가시킬 수

있기 때문이다.

좌회전 전용차로는 다음 조건 중 어느 하나에 해당될 때 설치한다.

◦좌회전 교통량이 30대/시 이상일 경우

◦대향직진 차량이 400대/시 이상일 경우

좌회전 전용차로는 교통상황에 맞게 적절하게 설치되어야 한다. 좌회전 차

로는 다음과 같이 설치하도록 한다.

188 _경 찰 청

◦차로폭원 : 3.0m 이상으로 설치하는 것을 원칙으로 하며, T자형 교차로

에서 대향차로가 접근로의 좌회전 전용차로는 2.75m이상을 유지하도록

한다.

◦최소 길이 : 2대의 승용차 대기공간으로 하며, 트럭과 버스의 혼입율이

10%를 넘을 경우 1대 승용(7m), 1대 트럭/버스(13m)로 한다.

◦무신호교차로 : 첨두시 2분동안 도착하는 좌회전 차량대수

◦신호교차로 : 첨두시 1주기 동안 도착하는 좌회전 차량대수의 2배

(3) 보호좌회전 기준

비록 교통량 상황은 비보호로 운영하는 것이 바람직하나 도로의 기하구조가

비보호로 운영할 때 교통사고 등의 위험을 고려하여, 다음의 조건 중 어떤 하

나라도 충족할 때 보호좌회전으로 운영하도록 한다.

◦대향 직진차로수가 4차로 이상인 경우

◦최고제한속도가 70km/h 이상이고 대향차로수가 3차로 이상인 경우

◦대향 방향의 시거가 100m이내인 경우

◦좌회전 전용차로가 2개 이상인 경우

◦좌회전 교통사고가 연간 4건 이상인 경우

◦좌회전 교통량이 시간당 90대가 넘고, 대향 직진교통량과의 곱이 다음에

서 제시한 값보다 큰 경우

대향 직진차로수 대향직진교통량×좌회전 교통량

1차로 50,000대

2차로 100,000대

3차로 150,000대

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 189

다. 좌회전 현시

좌회전 현시에는 두 가지 크게 대안이 있는데 보호 좌회전이 직진 이동류

처리보다 먼저 이루어지는 선행 좌회전 방식과 좌회전 현시가 직진 이동류에

이어서 이루어지는 후행 좌회전 방식으로 나누어진다. 또한, 좌회전 현시는 양

방향의 좌회전이 동시에 표출되는가에 따라 동시좌회전 신호와 분리좌회전 신

호로 나누어진다.

고정식 신호제어에서 양방향 좌회전 교통량이 비슷하며, 좌회전 전용차로가

제공되는 교차로의 경우 동시좌회전 신호방식을 채택하면 효과적이다. 특히,

좌회전 현시체계 결정은 좌회전 교통류에게 제공되는 차로 형태가 좌회전 차

량만이 이용할 수 있는 전용차로인가 혹은 직진과 좌회전이 함께 이용하는 공

용차로인가에 따라 제한을 받게 된다. 좌회전 전용차로가 제공되는 경우에는

어떤 형태의 좌회전 방식을 적용하여도 무방하다. 하지만, 직진/좌회전 공용차

로로 되어 있는 경우에는 양방향 분리 좌회전 (좌회전/직진 동시신호), 비보호

좌회전, 좌회전 금지 방식 중 하나를 선택하여 적용토록 해야 한다.

다음은 교차로의 남북간에서 이용될 수 있는 신호현시 방법과, 각 현시의

접근 방향별 신호등화 색깔을 나타낸 것이다 (이하 ●: 적색, ⓨ: 황색,

: 좌회전, ○: 녹색 의미임).

(1) 비보호 좌회전 운영 현시

비보호 좌회전은 녹색, 황색, 적색의 3색등을 사용하며, 직진시 비보호로 좌

회전할 수 있다는 안전표지를 부착하여 운영하여야 한다.

190 _경 찰 청

대향방향 신호 ⃝ ⓨ ●

이동류 ↓ ↑

진행방향 신호 ⃝ ⓨ ●

[그림 2-12] 비보호 좌회전 현시방법

(2) 일방향 보호 좌회전 현시

한쪽 방향의 좌회전은 비보호로 또는 금지시키고 다른 한쪽 방향의 좌회전

만을 보호로 운영할 경우를 일방향 보호좌회전이라 한다.

한 방향 보호좌회전 방식에는 좌회전 교통량이 많은 접근로에 보호좌회전

신호가 직진신호와 함께 나타난 후 좌회전이 끝나고 직진은 그대로 계속되어

마주보는 두 접근로의 신호가 직진이었다가 동시에 끝이 나는 선행 좌회전과

반대로 처음에는 마주보는 두 접근로가 직진만 계속되다가 어느 한 접근로는

직진이 계속되면서 좌회전 신호가 나타나는 (따라서 맞은편 접근로는 적색신

호) 후행 좌회전 방식이 있다.

대향방향 신호 ● ● ⃝ ⓨ ●

이동류 ↑ ↑ ↓↑

진행방향 신호 ⃝ ⓨ⃝ ⃝ ⓨ ●

선행 일방향 좌회전

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 191

대향방향 신호 ⃝ ⓨ ● ● ●

이동류 ↓ ↑ ↑ ↑

진행방향 신호 ⃝ ⃝ ⃝ ⓨ ●

후행 일방향 좌회전

[그림 2-13] 일방향 좌회전 현시방법

우리나라에서는 직진우선 신호가 일반적이므로 이에 적응되어있는 운전자의

행태를 고려하여 가급적 후행 일방향 좌회전 현시를 사용토록 한다.

(3) 이중좌회전 현시(직 ․ 좌 분리신호)

양방향 좌회전이 동시에 시작되고 끝난 후(전용좌회전) 양방향 직진이 동시

에 이루어지는 방식을 선행 이중좌회전(Lead Dual Left)이라 하며, 이와는 반대

로 양방향 직진현시 이후에 양방향 좌회전(전용좌회전)이 오는 경우를 후행 이

중좌회전(Lag Dual Left)이라 한다.

대향방향 신호 ● ⓨ ⃝ ⓨ ●

이동류  ↓ ↑

진행방향 신호 ● ⓨ ⃝ ⓨ ●

선행 이중좌회전

192 _경 찰 청

대향방향 신호 ⃝ ⓨ ● ⓨ ●

이동류 ↓ ↑ 

진행방향 신호 ⃝ ⓨ ● ⓨ ●

후행 이중좌회전

[그림 2-14] 이중좌회전 현시방법

(4) 방향별 분리 좌회전(직 ․ 좌 동시신호)

접근로의 좌회전과 직진신호가 동시에 시작되어 동시에 끝나며 대향 접근로

도 동일한 방법으로 운영된다. 이 방식의 장점은 좌회전을 위한 별도의 차로

가 반드시 필요한 것이 아니며, 좌측차로는 시간적으로나 공간적으로 직진과

좌회전이 동시에 이용할 수 있는 공용차로로 운영될 수 있다.

대향방향 신호 ● ● ○ ⓨ ●

이동류 ↑ ↓

진행방향 신호 ○ ⓨ ● ● ●

[그림 2-15] 방향별 분리좌회전 현시방법

이 방식은 좌회전 교통량이 많으나 접근로의 폭이 좁아 별도의 좌회전차로

을 마련할 수 없고, 또 한 접근로에서 좌회전 교통량이 차로당 직진교통량에

비해 조금 적거나 비슷할 때 사용하면 효과적이다. 그러나 각 현시에 보행자

신호를 고려해야 할 경우 최소녹색시간이 증가하여 결국 주기를 증대시키는

요인으로 작용할 수 있다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 193

(5) 중복(overlap) 현시

◦선행/후행 보호좌회전 (동시신호 → 직진 → 동시신호)

일방 보호좌회전의 선행 및 후행 좌회전을 합한 것으로서 좌회전 교통량의

차이가 많은 교차로에 적용될 경우 효과적이다. 즉, 북향 좌회전과 남향 좌회

전의 교통량이 비슷할 경우는 동시에 좌회전 신호를 현시하는 이중좌회전 현

시를 사용하면 되나, 남북간 좌회전 교통량의 차이가 클 경우 또는 시간대별

로 좌회전 교통량의 변화가 심한 경우에는 이 선행/후행 보호좌회전 현시를

사용하는 것이 매우 효율적이다.

이 현시를 채택할 경우 양방향 직진신호가 들어오는 현시에 횡단보도 신호

가 표시됨으로해서 보행자의 혼란을 야기시키므로 인접한 횡단보도 신호는 직

진신호 시작과 동시에 등화되도록 해야 한다.

대향방향 신호 ● ● ○ ○ ○ ⓨ

이동류 ↑ ↑ ↓↑ ↓ ↓

진행방향 신호 ○ ⓨ○ ○ ⓨ ● ●

[그림 2-16] 선행/후행 좌회전 현시방법

◦방향별 분리 및 양방보호 좌회전(동시신호 → 전용좌회전 → 동시신호)

전용좌회전 현시와 동시신호가 합해진 것으로서, 좌회전 교통량이 직진에

비해 많을 경우에 사용한다. 그러나 이 현시를 채택할 경우 좌회전과 직진 동

시신호 시 횡단보도의 보행자 횡단시간 고려한 최소녹색시간을 충족해야 하므

로 주기길이가 증가하는 문제도 발생할 수 있다.

194 _경 찰 청

대향방향 신호 ● ● ● ● ○ ⓨ

이동류 ↑    ↓

진행방향 신호 ○ ⓨ ● ⓨ ● ●

[그림 2-17] 방향별 분리 및 양방보호 좌회전 현시방법

◦양방 및 일방보호좌회전(전용좌회전 → 동시신호 → 직진)

양방 전용좌회전이 동시에 진행된 후에 일방 보호 좌회전이 직진과 함께 진

행되고(동시신호), 그 후 좌회전이 중단되면서 양방 직진이 진행된다. 이 방법

은 어느 한 접근로의 교통량이 대향 접근로의 교통량과 큰 차이가 날 때 사용

되며 우리 나라에서도 간혹 볼 수 있는 통제방식이다 (직진-동시신호-전용좌회

전 순서도 가능하다).

그러나 이 현시방법은 한 쪽 접근방향에서는 좌회전 신호기 등화된 후 황색

신호가 등화되고 적색신호가 들어오도록 되어 있다. 그러므로, 좌회전 종료후

황색신호가 등화될 때 운전자들이 다음에 직진을 위한 녹색신호가 등화되는

것으로 오판하고 직진을 하는 사례가 있어 교통사고의 위험이 있는 문제점이

있으므로 가급적 사용하지 않도록 해야 하며, 특히 접근속도가 높고, 운전자의

조기출발행태 및 신호무시현상이 많이 나타나는 국도상 신호교차로의 경우는

적용을 하지 않도록 해야 한다.

대향방향신호 ● ⓨ ● ● ○ ⓨ ○ ⓨ ● ● ● ⓨ

이동류 

  ↑ ↑ ↓↑ 또는 ↓↑ ↑ ↑  



진행방향신호 ● ● ○ ⓨ○ ○ ⓨ ○ ○ ○ ⓨ ● ⓨ

[그림 2-18] 양방 및 일방보호좌회전 현시방법

부록 2 신호기의 운영

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(6) 좌회전금지 현시

좌회전을 금지할 경우 역시 녹색, 황색, 적색의 3색등을 사용하며, 가급적

좌회전 금지 표지를 부착하도록 한다.

대향방향 신호 ⃝ ⓨ ●

이동류 ↓ ↑

진행방향 신호 ⃝ ⓨ ●

[그림 2-19] 좌회전 금지 현시방법

라. 현시방법 결정

신호교차로를 효율적으로 운영하기 위한 현시의 수는 접근로의 수와 교차로

형태뿐만 아니라 방향별 교통량에 따라 결정된다. 가장 기본적인 현시는 2현

시로, 교차하는 두 도로에 교대로 통행우선권을 부여하는 것이다. 좌회전 교통

량이 많거나 보행자 교통량이 많은 교차로 혹은 접근로가 4개보다 많은 교차

로는 차량간 또는 차량과 보행자 간의 상충을 줄이기 위해 3개 이상의 현시를

사용한다. 현시는 수가 많아지면 주기가 길어져 지체가 커지고 황색시간으로

인한 소거손실시간(Clearance Lost Time)이 많아지므로 바람직하지 않다.

상충되지 않는 교통류를 순서대로 진행시킬 때 한 현시내에서 현시율이 가

장 큰 이동류(Critical Movement)들의 현시율의 합이 가장 적은 것이 좋다. 다

시 말하면 현시율, 즉 교통량비의 합이 가장 적으면 모든 이동류를 한 번씩

진행시키는 데 소요되는 시간, 즉 신호주기가 가장 짧아진다.

현시방법 결정을 위해서는 먼저 기하구조를 검토해야 한다. 즉, 전용 좌회전

차로를 설치할 수 있는지 유무에 따라 현시방법도 달라질 수 있기 때문이다.

196 _경 찰 청

그리고 횡단보도의 영향도 있다. 우리나라에서 현재 적용하고 있는 현시체계

를 고려할 때 4지 교차로에서 주로 구현할 수 있는 현시방법은 다음과 같다.

<표 2-4> 4지 교차로에서 주로 구현할 수 있는 현시방법

1 

 ↓↑  ←

→

2 

 ↓↑ → ←

3 ↑ ↓  ←

→

4 ↑ ↓ → ←

5 

 ↓↑ → ←

→

←

6 ↑ ↓ → ←

→

←

7 ↑ ↓↑ ↓  ←

→

8 ↑ ↓↑ ↓ → ←

9 ↑ ↓↑ ↓ → ←

→

←

7. 최소녹색시간의 산정

최소녹색시간은 횡단보도를 고려해야 하는 현시와 횡단보도 신호를 고려할

필요가 없는 현시로 나누어 각각 결정한다.

보행자 횡단을 고려해야하는 현시의 최소녹색신호시간은 보행자가 안전하게

횡단보도를 횡단하는 시간이 된다. 어떤 현시에 고려되어야 하는 횡단보도가

양쪽에 있고, 횡단거리가 서로 다를 경우는 횡단거리가 긴 횡단보도를 기준으

로 해당 현시의 최소녹색시간을 계산해야 한다.

이 시간은 보행자가 횡단보도에 진입하는 시간에 보행자 횡단시간을 더한

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 197

후 전적색시간과 황색시간의 신호변환시간을 감한 시간이다.

보행신호를 고려하지 않아도 되는 현시의 최소녹색시간은 주교통류(보통 직

진)인 경우는 15초, 주교통류가 아닌 경우는 5초로 한다.

최소녹색시간 (보행신호고려시)

= 보행자초기진입시간+보행자소거시간-(황색시간+전적색시간)

최소녹색시간 (보행신호 고려 불필요시)

= 주교통류 최소 15초

= 주교통류가 아닌 교통류 최소 5초

8. 주기길이 계산

신호주기길이는 주어진 순차적인 현시순서를 한번 완결하는데 필요한 시간

이다. 일반적으로 짧은 주기는 정지해 있는 차량의 지체를 줄여주기 때문에

더 효율적이나, 각 현시별 손실시간이 증가하기 때문에 교통량이 증가함에 따

라 주기길이도 증가한다. 보통 신호교차로의 최소주기는 각 현시의 최소녹색

시간의 합과 같으며, 최대 180초까지 허용하나 일반적으로 120초 범위 내에서

설정하도록 한다. 주기길이를 설정하기 위한 다양한 종류의 기법들이 있으나

일반적으로 Webster방법에 따른다. Webster가 제안한 최적 주기길이를 산정하

는 공식은 다음과 같다. 여기서의 최적주기란 교차로에서 지체를 최소화 할

수 있게 하는 주기를 말한다. 이 공식은 교차로가 v/c비 1.0이하의 과포화 상

태가 아닌 교차로에 적용토록 해야 하며 과포화된 교차로에 적용할 경우 주기

가 비정상적으로 높게 산출된다. 여기서 계산된 최적주기의 0.75배 또는 1.5배

로 할 경우 차량의 지체에는 큰 영향을 미치지 않기 때문에 계산된 최적주기

는 주변 여건을 고려하여 조정할 수 있다. 단일로 횡단보도의 신호주기는 횡

단보도 보행신호시간이 주기의 최대 약 50%정도가 되도록 주기를 결정한다.

198 _경 찰 청

한편 인접한 교차로와 연계하여 운영되는 교차로의 주기는 연동되는 교차로군

내에서 가장 긴 주기를 따르도록 한다.

C= 1.5L+5

1.0- Y i

여기서, C = 최적 주기길이 (초)

Yi = 임계차로 교통량(i번째 현시, vph)/

(포화교통류율, vph)

L = 주기당 손실시간 (초, nl + R)

n = 현시수

l = 현시당 평균 손실시간 (초)

R = 주기당 전체 전적색 시간 (초)

교차로군의 공통주기 = 120초

주기

=100초

주기

=90초

주기

=110초

주기

=120초

주기

=110초

[그림 2-20] 교차로군의 연동주기 결정방법

9. 현시별 녹색시간 배분

각 현시에 배분되는 녹색시간을 결정하기 위해서는 우선 산출된 주기내에서

활용할 수 있는 총 녹색시간을 계산한다. 총 녹색시간은 주기에서 황색시간과

전적색시간의 합을 감한 시간이다. 현시별 녹색시간은 산출된 총 녹색시간을

각 현시의 임계차로의 소요현시율에 비례해서 할당하면 된다.

다음 공식에서 산출된 현시별 녹색시간은 다시 보행자 횡단시간 등을 고려

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 199

한 최소녹색시간과 비교하여 하나의 현시라도 최소녹색시간보다 작게 산출되

었을 경우 주기가 90초 이하일 경우는 5초씩, 100초이상일 경우는 10초씩 증

가시켜가며 현시별 녹색시간을 재배분하여 최소녹색시간보다 최소한 같거나

크게 되도록 조정한다.

1. 주기당 총 유효녹색시간 계산

= 산출된 주기길이 - Σ(황색시간+전전색시간)

2. 각 현시 녹색시간 계산

= 총 유효녹색시간 × (현시별 소요현시율/현시별 소요현시율 합)

제 3 절 | 신호연동계획

신호교차로는 상충되는 각 교동류들이 신호등 통제에 의해서 진행과 정지를

반복하는 지점으로써 교차로 하나 하나가 도로축의 중요한 용량제약지점이기

때문에 연속적인 교통흐름을 저해하는 역기능도 하고 있다. 따라서 신호교차

로에서는 차량의 지체와 정지수를 최소화하기 위한 효율적인 신호운영전략 수

립이 필요하다. 특히 특정 지역이나 지구 혹은 신호교차로가 연속적으로 위치

한 간선도로의 차원에서 볼 때, 상류부 신호교차로에서 녹색신호를 받고 출발

한 차량군이 다음 교차로에서 정지하지 않고 녹색시간을 이용하여 그대로 통

과하도록 신호체계를 조정한다면 차량의 지체를 최소화 할 수 있을 것이다.

신호연동체계가 효율적으로 구축되어 있는 경우에는 교통수요가 많아 일부 교

차로가 용량상태로 운영된다고 하더라도 각 개별차량이 느끼는 지체는 그리 크지

않게 된다. 하지만 용량이하로 운영되고 있는 교차로라 하더라도 연동방법이나

옵셋이 적절하게 설정되어 있지 못하다면 개별차량들이 느끼는 지체는 매우 크다.

200 _경 찰 청

그러므로, 주행차량의 연속진행을 위한 신호교차로간 연동계획은 교통신호체

계 운영에 있어 매우 중요한 과정이며, 도로운영상태, 각 교차로간 거리, 혼잡

도, 접근로의 대기차량, 교통량, 링크 주행속도, 현시율 및 현시방법, 신호주기

등을 종합적으로 고려하여 이에 적합한 신호연동기법을 적용할 수 있도록 해

야한다.

1. 신호연동 요건

다음 그림은 일방통행로상의 두 개 신호교차로를 연속진행할 수 있는 옵셋

(offset)의 개념을 나타낸 것이다. [그림 2-20]과 같이 가로축에 신호등화에 따

른 경과시간을 나타내고, 세로축에 각 신호교차로간 거리를 도표로써 나타낸

것을 시공도 (Time-Space Diagram)라 하며 신호연동계획시 차량군의 진행상황

을 사전에 판단할 수 있게 해준다. 그림에서의 옵셋이란 상대적 옵셋의 개념으

로써 상류부 교차로의 녹색신호 시작시점과 하류부 교차로의 녹색신호 시작

시점의 차이 를 나타내며, [그림 2-20]과 같은 경우 옵셋은 (t2-t1)이 된다. 이때

의 옵셋은 대기차량이나 기타 제약요건이 없는 이상적 상태에서의 옵셋이다.

B 교차로

A 교차로

녹색시간

황색시간

적색시간

시간

t1

t2

[그림 2-21] 옵셋의 개념 (시공도)

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 201

위 [그림 2-21]에서 보면 상류부를 출발한 차량이 사전에 계획된 연동속도

(화살표의 기울기: V/S)로 주행할 경우 다음 교차로의 신호에 의해 정지하지

않고 진행하게 되는데 이러한 개념을 간선도로나 도로망으로 확장하여 적용하

면 신호 교차로에 의해 발생되는 지체를 최소화 시킬 수 있다.

신호연동계획을 수립하기 전에 먼저 고려해야 할 사항은 신호연동의 목적과

신호연동으로 발생할 수 있는 문제점 및 기타제약사항을 평가하는 것이다. 신

호연동으로 발생되는 가장 큰 편익은 차량의 정지와 지체를 최소화하여 도로

전체의 서비스수준을 향상시킬 수 있다는 것이며, 이 밖에 에너지 소비감소,

대기오염의 감소 등의 부수적 효과를 얻을 수 있다. 또한 신호연동계획 단계

에서 적정속도를 유지할 수 있도록 차량의 주행속도를 제한할 수 있다. 계획

된 연동속도를 초과하여 주행하는 차량은 각 교차로에서 자주 정지해야 하기

때문에 결국 계획된 연동속도를 따르게 된다.

실무자는 신호연동에 따른 발생편익을 종합적으로 고려해서 각 연동계획대

안의 우선순위를 면밀히 검토한 후 적용토록 해야 하며, 적용 후에는 필수적

으로 모니터링을 실시하여 운영효과를 평가하도록 한다.

다음으로 신호연동계획수립에 요구되는 기초변수자료를 수집하고, 대상가로

중에서 연동조건을 악화시키거나 편익을 감소시킬 수 있는 요인들을 찾아내

적절한 대책을 강구해야 한다. 간선도로의 신호연동계획을 수립하는데 고려해

야 할 기본적 요소는 다음과 같다.

가. 도로운영상태 평가

대상 가로가 일방통행으로 운영중인지 혹은 양방통행인지를 평가한다. 일방

통행도로의 경우 신호연동이 용이하고 차량군을 효과적으로 연속 진행시킬 수

있으므로 기존 도로가 양방통행일 경우 일방통행으로 전환도 검토하도록 한다.

202 _경 찰 청

나. 신호교차로간 거리

신호 교차로간의 거리가 너무 길어지면 주행중인 차량군이 분산정도가 커지

기 때문에 연동효과가 감소하게 된다. 일반적으로 신호 교차로간 거리가

800m 이하일 경우는 적극적으로 신호연동을 고려하고, 1,500m이상인 경우에

는 주행중인 차량의 분산정도가 커져 신호연동에 따른 효과가 없는 것으로 보

고 있다.

다. 접근로의 상태(대기차량/마찰요인)

이상적인 상태에서의 옵셋은 교차로간 거리와 차량주행속도만을 고려해 설

정할 수 있으나, 실제는 하류부 교차로의 차량 대기행렬길이 및 기타 노측 마

찰요인 (주․정차 활동, 링크중간지점의 유입차량, 버스정류장 등)을 고려해

결정하도록 해야 한다.

라. 주기

연동화 되는 교차로들의 신호주기는 동일하거나, 그 배수로 운영되도록 해

야 한다. 이런 방법으로 연동시스템을 운영하는 것이 매우 비효율적으로 되는

경우 대상 교차로를 시스템내에서 분리해 독립교차로로써 운영하는 방법도 고

려될 수 있다.

마. 적정주행속도

연동시스템내를 연속진행할 수 있는 연동속도가 사전에 결정됨으로 차량들

의 주행속도를 일정범위내로 유지하도록 할 수 있다.

부록 2 신호기의 운영

www.police.go.kr_ 203

바. 제약요건

신호연동에 따른 편익을 감소시킬 수 있는 제반요인을 평가한다. 신호연동

효과와 편익은 여러 도로조건과 교통상황에 의해 급격히 감소될 수 있으므로

계획단계에서 반드시 이를 고려하도록 한다. 신호연동효과를 감소시킬 수 있

는 요인은 다음과 같다.

◦부적절한 도로용량

◦주차 및 상/하차 활동 등 다차로 도로에서 유발되는 교통류 마찰요인

◦주행속도 분산의 증가

◦너무 짧은 신호교차로간 간격

◦회전교통량이 많은 지점

신호연동계획은 간선도로축을 따라 연동화하는 간선도로제어와 특정 지역이

나 지구 전체를 고려하여 연동전략을 수립하는 도로망제어 등이 있으며 제어

되는 교차로 범위에 대해서는 사전에 결정되도록 해야 한다. 또한 각 교차로

의 현시체계가 어떻게 구성되어 있는지에 대해서도 면밀한 검토가 선행되어야

한다. 연동화 되는 그룹내의 현시체계가 동일할 경우 신호연동을 실행하기가

용이하다.

일반적으로 간선도로 신호연동을 위해서는 동일한 신호패턴이 반복되어야

하기 때문에 고정식 신호제어기로 이루어진 신호체계가 효율적이다. 특정지역

이나 지구를 고려하여 신호연동계획을 수립할 경우 교차도로에 대한 연동까지

고려해야 하기 때문에 매우 복잡하게 되며 주로 컴퓨터로 제어하는 신호시스

템내에서 적용하게 된다. 현재 서울과 경기일부지역에서 활용중인 첨단교통신

호 제어시스템에서는 교차로에 유입하고 유출되는 교통량을 고려하여 미리 결

정된 7개의 옵셋패턴 중 하나를 선택하여 운영하도록 하고 있다.

204 _경 찰 청

2. 신호연동을 위한 공통주기 설정

신호교차로의 주기나 현시와 같은 신호제어변수들은 각 교차로의 특성이나

접근로별 교통수요에 따라 다르게 설정되게 된다. 하지만 신호교차로간 연동

체계를 구축하기 위해서는 연동체계에 포함되는 각 신호 교차로의 주기를 공

통적으로 동일하게 설정하여 운영하여야 한다. 이 경우 연동시스템내의 각 교

차로 중에서 가장 긴 주기를 운영되는 교차로의 주기를 기준으로 공통주기로

설정하여 운영하도록 한다. 이때 시스템 내에서 가장 긴 신호주기로 운영되는

교차로를 중요교차로 (CI, critical intersection)라 부른다.

연동시스템내에 교통량이 특별히 많은 교차로가 존재하여 혼잡상황이 빈번

하게 발생할 경우 이 교차로를 기준으로 공통주기를 설정하는 것은 신호운영

상 매우 비합리적인 결과를 초래하게 될 수도 있다. 이와 같은 문제가 발생할

경우에는 대상교차로를 연동체계내에서 분리시키고 독립교차로로 운영하여 연

동시스템을 두 개 분리하여 운영하거나, 또는 부분적인 연동효과를 얻기 위해

감응식 제어기를 설치할 수 있다.

긴 신호주기 문제를 해결하는 또 다른 방안은 문제교차로의 주변 교차로를

따라 신호연동계획을 수립하여 주행차량이 혼잡교차로를 우회하여 진행할 수

있도록 하게 하는 미터링 (Metering)기법을 적용하는 것이다. 하지만 이와 같

은 기법은 인접한 도로축에 대한 신호연동에 영향을 미치고, 혼잡을 다른 교

차로로 전이시킬 수 있기 때문에 적용하는데 많은 문제점이 있다.

공통주기가 설정되면 교차로간 거리와 계획주행속도를 고려해 옵셋을 결정

하게 된다. 이렇게 공통신호주기와 옵셋이 결정되게 되면 시공도를 통해 각

방향별 연동효율을 구하고 이를 다시 조정하는 과정을 거쳐야 한다. 시공도에

서 교차로간 녹색신호에 의해 연속적으로 진행할 수 있는 범위를 신호주기를

부록 2 신호기의 운영

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나눈값을 연동효율이라고 하며, 연동효율이 40%～50%정도면 연동시스템이

효과적으로 연동되어 운영되고 있다고 할 수 있다. 연동효율을 결정하는 공식

은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

신호연동효율= 주진기행길대이폭 ×100

다음 [그림 2-21]은 네 개 신호교차로에 대한 진행대폭 및 연동효율을 나타

내고 있다. 북쪽으로 진행하는 이동류의 연동효율은 43%로 나타내며 남쪽방

향 교통류의 연동효율이 훨씬 이에 못 미치기 때문에 재조정이 필요하다. 따

라서 양방향의 교통류 처리가 동등하게 중요하게 취급해야 하는 경우에는 옵

셋의 조정을 통해 남쪽방향 이동류와 북쪽방향 이동류가 비슷한 연동효율을

확보할 수 있도록 해야 한다.

[그림 2-22] 양방도로에서의 진행대폭 및 연동효율 비교

하지만, 실제 현장에서 이와 같은 시공도를 작성하여 옵셋을 결정하는 것은

절차가 복잡하고 어렵기 때문에 MAXBAND나 TRANSYT-7F와 같은 시뮬레

206 _경 찰 청

이션 프로그램을 활용하면 연동시스템의 진행대폭을 최적화할 수 있는 합리적

인 옵셋값을 산출해 낼 수 있다.

3. 신호연동방법

양방통행로에서 차량을 효과적으로 연속 진행시키기 위한 신호연동방법으로

는 동시시스템, 교호시스템, 연속진행시스템 등의 방법이 있으며 각 운영기법

과 제약요건은 다음과 같다.

가. 동시연동 (Simultaneous System)

링크길이가 매우 짧은 교차로가 연속적으로 존재하고 차량군의 주행속도가

매우 높은 경우 각 교차로의 녹색신호는 동시에 등화되도록 옵셋을 조정하는

것이 효율적이다. 이 경우 각 교차로간 옵셋은 0이 되며, 연동효율은 몇 개의

교차로간 연동화되었는가에 따라 결정되게 된다. 이러한 신호 연동방식을 동

시신호시스템이라고 한다. 동시신호시스템 내에서 모든 교차로에 도착하는데

요구되는 주행속도는 다음 공식과 같이 구해진다.

V= CL

여기서, V = 연동속도 (m/s)

C = 신호주기 (초)

L = 교차로 간격 (m)

동시신호시스템은 구간길이가 매우 짧고 균일한 교차로가 연속적으로 존재

할 경우 효과적으로 운영될 수 있으며 많은 교통량에 의해 대기행렬의 발생가

부록 2 신호기의 운영

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능성이 있는 지역에서 적용하면 대기차량을 효과적으로 소거시킬 수 있는 장

점이 있다.

하지만, 동시신호시스템은 차량들이 동시에 정지하고 동시에 출발하기 때문

에 교차로사이 링크구간에서 주행중인 차량이 다음 교차로 녹색신호를 받기

위해 과속을 하려는 경향이 발생하고, 주도로의 교통량이 너무 많은 상태에서

적색신호가 켜지면 부도로에서 진행하거나 회전하는 것이 어렵게 되는 등 여

러 가지 단점이 가지고 있기 때문에 신호실무에 적용할 경우 이와같은 상황이

큰 문제를 유발시키는지에 대한 면밀한 검토가 필요하다.

[그림 2-23] 동시연동 시스템의 시공도

나. 교차연동 (Alternate Progression System)

시간분할이 50:50이며, 교차로간 거리가 일정한 경우 인접교차로 또는 인접

교차로 그룹의 신호가 정반대로 등화되면 차량의 연속진행을 확보할 수 있다.

이와 같은 연동방법을 교호시스템이라고 하며, 다시 단일교호시스템과 이중교

208 _경 찰 청

호시스템으로 구분된다. 이중교호시스템은 교차로간 간격이 상대적으로 짧아

단일교호시스템을 적용하기가 적절치 않은 경우 사용될 수 있다.

즉, 주행속도(V), 교차로 간격(L), 주기(C)와의 관계가 V/L=C/2 를 만족하

는 경우 단일교호시스템을 적용하고, L/V=C/4 를 만족하는 경우는 이중교호

시스템을 적용하면 차량을 효과적으로 연속진행시킬 수 있다.

교호시스템은 동시신호시스템보다 진전된 신호운영체계로써 합리적이고 높

은 주행속도로 연속적인 주행을 가능하게 한다. 하지만 교호시스템은 교차로

간의 길이 또는 교차로 그룹과의 길이가 동일하고 시간분할이 50:50인 경우에

만 연동효과를 발휘할 수 있다. 시간분할이 50:50으로 구성된 경우 주도로와

교차도로의 녹색시간 배분이 동일하게 되어 자칫 신호운영이 비효율적으로 되

기 쉽고, 교차로 간격이 균일하지 못한 경우 연동이 잘 맞지 않는 등 실무에

적용하는데는 한계가 있다.

부록 2 신호기의 운영

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[그림 2-24] 단일교호시스템과 이중교호시스템의 시공도

다. 연속진행 연동

연속진행시스템은 상류부 교차로를 출발한 차량이 다음 교차로에 도착할 시

간에 맞추어 그 교차로에 녹색신호를 등화하는 시스템으로서 옵셋은 교차로간

거리를 주행속도로 나눈 값과 같게 된다. 연속진행시스템은 교통현장에서 일

반적으로 활용하고 있는 연동방법으로 교차로간 거리나 각 교차로의 시간분할

에 영향을 받지 않는다.

연속진행시스템은 제약된 조건하에서 적용하는 동시신호시스템이나 교호시

스템에 비해 훨씬 더 효과적이기는 하나 교통량의 시간대별 변동에 탄력적으

로 대응하기 위해서는 신호연동시간을 이것에 맞추어 조정해 주어야 한다. 또

한 연속진행시스템내의 옵셋설정시 대기차량과 가로변의 교통류 마찰요인등을

종합적으로 고려해 결정하도록 해야 한다. 연속진행시스템은 다음과 같은 장

점을 가지고 있기 때문에 실무에 널리 활용되고 있다.

◦전체차량이 계획된 주행속도내에서 지체를 최소화하며 주행하게 된다.

210 _경 찰 청

◦각 교차로의 현시분할을 동일하게 할 필요성이 없으므로 교통류 처리에

훨씬 효과적이 된다.

◦연동속도이상으로 주행하는 차량은 자주 정지하게 됨으로 교차로 사이에

서 과속을 억제시킨다.

◦교차로간 간격이 일정치 않아도 효과적인 연동효과를 거둘 수 있다.

4. 옵셋결정방법

가. 한방향 우선옵셋

일방통행도로의 경우 한쪽방향의 이동류만을 고려하면 되기 때문에 양방통

행도로에 비해 효과적인 연동계획수립이 가능하며, 운영효율을 극대화 할 수

있다. 다음 [그림 2-24]은 북쪽방향으로 일방통행을 운영중인 도로를 따라 설

정된 신호연동을 나타내고 있다.

여기서 계획 주행속도를 60km/h로 가정하면 각 교차로간 옵셋은 다음 <표

2-5>와 같이 결정된다. 이 경우 옵셋은 이상적인 상태에서의 옵셋이며, 양호한

연동효율로 차량의 연속진행을 확보할 수 있다. 이와 같이 일방통행 시스템하

에서는 효율적인 신호운영과 교통류 관리가 가능하기 때문에 국내․외적으로

각 도시마다 교통혼잡을 해소하기 위한 대안으로써 양방통행도로의 일방통행

제의 전환이 심도있게 검토되고 있는 상황이다.

부록 2 신호기의 운영

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[그림 2-25] 일방통행로에서의 옵셋설정

<표 2-5> 각 교차로간 옵셋값 계산사례

교차로 교차로간 거리(m) 계획주행속도(m/s) 옵셋 (초)

B 600 16.7 600/16.7 = 36

C 600 16.7 600/16.7 = 36

D 600 16.7 600/16.7 = 36

E 300 16.7 300/16.7 = 18

F 800 16.7 800/16.7 = 48

양방통행도로에서 한쪽방향에 대한 옵셋설정은 대향방향의 옵셋도 사전에

결정하기 때문에 방향별 교통량을 고려하여 신중히 결정하여야 한다. 하지만

양방향 도로라 할지라도 한쪽방향의 교통류 처리가 특별히 중요하여 다른 방

향 교통흐름이 조금 지체되어도 좋을 상황이거나, 시간대별로 방향별 교통량

의 차이가 뚜렷한 경우에는 주요방향의 교통류처리에 중점을 두고 연동계획을

수립하면 된다. 이때 오전첨두나 오후첨두시 등 시간대별로 방향별 교통량의

변화가 클 경우에 연동계획은 시간대별로 다르게 설정되어야 한다. 하지만 양

212 _경 찰 청

방통행로를 일방통행도로와 같이 전적으로 한방향의 연속진행만을 고려할 경

우 반대방향의 차량진행은 막대한 지체를 겪게 될 것이므로 한방향 우선옵셋

을 설정할 경우에도 다른 방향에 대해서도 일정수준의 진행효율이 확보되도록

조정해야 한다.

[그림 2-24]의 시공도를 다시 예를 들면, 교차로 1과 교차로 3의 녹색신호시

점이 조금 일찍 나타나도록 신호시간을 조정한다면 주방향인 북쪽방향의 연동

효율에는 거의 영향을 미치지 않으면서 대향방향인 남쪽방향의 연속진행도 확

보할 수 있게 된다.

나. 양방향 균형옵셋

간선도로 대부분을 차지하고 있는 양방통행도로의 경우 대부분 양방향 교통

류의 처리가 모두 중요하게 취급되어야 할 상황으로 나타난다. 이 경우 한쪽

방향만을 중심으로 하여 옵셋을 설정하여 운영한다면 대향방향의 교통류는 신

호교차로마다 빈번하게 정지를 해야 하고 많은 지체를 경험하게 될 것이다.

양방향 교통류에 대한 동등한 진행대폭을 확보하기 위한 최적의 방법은 동

시신호시스템이나 교호시스템을 적용하는 것이다. 이미 언급한 것과 같이 단

일교호시스템은 양방향 진행대폭 효율을 25%로 할 수 있고 이중교호시스템은

진행대폭을 50%로 동등하게 운영할 수 있으며, 동시신호시스템의 경우 연동

화되는 교차로수에 따라 연동효율이 다르지만 역시 양방향 이동류를 효율적으

로 처리할 수 있다. 하지만, 동시신호시스템이나 교호시스템이 가지고 있는 여

러 제약요건으로 인해 적용할 수 있는 지점이 한정적일 수밖에 없어 모든 교

차로에 광범위하게 사용되지 못하는 단점이 있다.

그러므로 일반적인 조건하에서 양방향 교통류를 모두 효과적으로 진행시키

부록 2 신호기의 운영

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기 위해서는 연동속도, 주기, 시간분할등을 종합적으로 고려하여 시행착오

(trial-and-error)법을 사용해 접근하도록 해야한다. 즉, 연동시스템의 주기를 증

가시킨다거나, 혹은 연동속도를 변화시켜 진행대를 나타나는 시공도의 기울기

를 조정하는 방법을 통해 양방향 진행대폭의 효율을 효과적으로 조정할 수 있

다. 일반적으로 시스템내의 주기길이를 증가시키면 일정수준 이상의 차량진행

효율 확보가 비교적 용이하게 될 수 있으며 교차로 처리용량도 어느정도 증가

하게 되지만 연동속도는 낮아지게 된다. 그리고 연동체계내 전체 주기의 증가

는 시스템내의 차량대기시간의 증가나 지체의 확산도 초래할 수 있기 때문에

이를 반드시 고려하여 결정하도록 해야 한다.

다음은 신호연동화계획시 대상 간선도로에 대하여 시공도를 작성하고 시행

착오법을 이용해 양방향 교통류가 동등한 진행대폭을 갖도록 하는 절차를 나

타낸 것이다. 이런 과정을 거쳐 완성된 시공도를 보면 교차로간 거리가 다르

기 때문에 연동시스템내에 동시신호시스템과 교호시스템이 혼합되어 사용되어

진 것을 알 수 있다.

◦시공도에서 기준이 되는 첫 교차로의 적색신호시간의 반을 수평축에 나

타낸다

◦기준 교차로의 녹색신호시점을 지나는 기울기로 선을 그리되, 이 선에 요

망주행속도를 나타내도록 기울기를 결정한다.

◦기준 교차로 신호의 적색 또는 녹색신호의 중심선을 지나는 수직선을 그

린다.

◦연동화 되는 모든 교차로의 적색 또는 녹색신호의 중간지점이 이 수직선

을 지나도록 하면서 양방향 교통이 동등한 진행대폭을 갖게끔 요망속도,

주기, 시간분할을 시행착오법을 활용해 반복 조정한다.

214 _경 찰 청

[그림 2-26] 양방향 균형옵셋의 설정방법

다. 대기차량길이를 고려한 옵셋

옵셋은 상류부 교차로를 출발한 차량이 하류부 교차로 도착시점에 녹색신호

를 나타내도록 설정하는 것이 이상적이다. 하지만 현실적으로는 신호교차로의

각 접근로에는 좌회전이나 우회전으로 유입되는 차량, 링크중간이나 주차지역

에서 유입되는 차량, 그리고 이전 주기에서 미처 교차로를 통과하지 못하고

남아있는 차량들로 인해 대기행렬이 형성되게 되어 옵셋결정에도 영향을 미치

게 된다.

즉, 대기행렬을 형성하고 있는 차량이 존재할 경우에는 녹색신호를 받아 출

발하기 시작하여 마지막 대기차량이 움직이기 시작할 때 상류교차로에서 출발

한 차량군이 대기행렬의 후미에 도착하도록 옵셋을 설정하는 것이 바람직하

다. 다음 [그림 2-26]은 하류부에 대기차량이 존재할 경우에 차량진행의 개념

을 시공도로 나타낸 것이다.

부록 2 신호기의 운영

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[그림 2-26]의 경우 A교차로에서 출발한 차량은 B교차로에서 대기하고 있는

차량의 영향으로 인해 t초 가량의 지체를 경험한 후 교차로를 통과하게 된다.

이 때 설정된 옵셋은 이상적인 상태에서의 옵셋으로써 주행속도가 40km/h인

경우 55초가 되며, 이것은 하류부 교차로의 대기차량 영향을 반영하지 못한

상태이다. 이런 경우 하류부 B교차로의 녹색시간이 조금 일찍 등화되도록 신

호시간과 옵셋을 조정할 경우 상류부에서 출발한 차량이 대기차량의 후미에

도착하기 전에 대기차량들을 소거시켜 연속진행을 확보할 수 있으며 지체를

최소화 할 수 있다. 하류부 교차로의 대기차량을 고려한 옵셋 결정식은 다음

과 같이 나타낼 수 있다. 이 공식을 활용하여 [그림 2-26]의 시공도에서 적용

한 옵셋을 조정하면, [그림 2-27]과 같이 주행차량이 하류부 교차로에서 지체

하지 않고 연속진행을 할 수 있게 된다.

이와 같은 대기차량의 영향으로 인해 하류부 교차로에 대기차량이 증가할수

록 옵셋은 ＋ 값에서 － 값으로 이동하게 되며, 일정시점에서는 상류부 교

차로와 하류부 교차로의 녹색신호가 동시에 등화되는 것이 연속진행에 효율적

이 된다. 즉, 대기차량이 일정수준이상 증가하게 되면 상류부에서 유출된 차량

이 대기차량 후미에 도착하기 전에 대기차량을 먼저 소거시키기 위해 상류부

교차로의 녹색신호보다 하류부 교차로의 녹색시간 먼저 등화되어야한다는 것

을 의미하게 된다. 이 경우 녹색신호가 등화되는 시각적 이미지는 차량의 진

행방향과 반대인 상류부를 따라 이동하게 된다.

216 _경 찰 청

[그림 2-27] 대기차량을 고려하지 않은 옵셋설정

t adj= LV

-(Nh+ Loss 1 )

여기서, tadj = 대기차량을 고려한 옵셋 (초)

L = 링크길이 (m)

V = 주행속도 (m/s)

N = 대기차량수 (대)

h = 대기차량의 유출차두시간 (초/대), 보통 1.7초 사용

Loss1 = 첫 번째 교차로에서 경험하는 차량의 출발손실시간(초),

보통 2초사용

부록 2 신호기의 운영

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[그림 2-28] 대기차량을 고려한 옵셋결정

전방향 진행 옵셋

(forward progression)

동시옵셋

(simultaneous progression)

후방향 진행 옵셋

(reverse progression)

[그림 2-29] 대기차량증가에 따른 옵셋의 변화

라. Equity 옵셋

도시부 지역의 경우 차량이 지속적인 증가와 도로시설의 공급부족으로 인해

만성적으로 정체가 발생하고 있다. 특히, 오전 출근시간대나 오후 퇴근시간대

의 경우 특정한 주요교차로의 처리용량을 훨씬 초과하는 교통수요가 집중되어

극심한 혼잡현상이 발생하고 있다. 이런 경우 지속적인 용량부족으로 인해 주

기가 반복될수록 하류부 교차로 접근상에 대기차량은 증가하게 되고 결국은

상류부 교차로의 녹색신호가 등화되어도 차량이 교차로를 진입할 수 없는 앞

218 _경 찰 청

막힘 현상(spillback)이 발생하게 된다. 앞막힘 현상이 발생하게 되면 교차도로

의 차량도 진행하지 못하게 되고 결국 교통흐름이 와해되어 버리는 결과를 초

래하게 된다.

앞막힘 현상이 발생했거나 발생할 가능성이 있는 경우에는 기존의 연동방법

을 통해서는 혼잡을 가중시킬 수밖에 없게 된다. 즉 대기차량이 증가할수록

옵셋은 전방향진행 옵셋 (forward progression)에서 동시진행 옵셋(simultaneous

progression)으로, 다시 후방향진행 옵셋(reverse progression)으로 변경되어야

하지만, 대기차량 길이가 링크길이에 접근하게 되면 신호연동은 그 기능을 상

실하게 되고 결국 앞막힘 현상이 발생하게 된다.

이러한 혼잡을 사전에 예방하고 교차도로의 이동성을 확보하기 위한 방안으

로 제안될 수 있는 것이 Equity 옵셋을 활용하는 것이다. Equity 옵셋은 앞막

힘 현상이 발생했거나, 발생할 가능성이 있는 주요교차로의 상류교차로에 혼잡

을 예방하기 위한 목적으로 사용되며, 상류부 교차로내에 차량이 소거되는 시

점에 교차도로의 녹색신호가 등화되어 차량의 이동성을 확보하며 혼잡링크로의

차량진입도 억제하여 기존 도로용량을 최대한으로 사용하기 위해 적용한다.

Equity 옵셋은 교통량과 차량 대기행렬의 증가추세에 따라 적용시기를 적절

히 선택할 경우 앞막힘 현상을 사전에 예방할 수 있고 교차도로의 녹색시간을

효율적으로 활용할 수 있어 도심전체의 교통혼잡 해소에 기여할 수 있지만, 교

통량/용량비가 크지않은 한산한 교통상태에서 적용할 경우 오히려 주도로 차량

의 연속진행을 방해하여 처리효율을 떨어뜨리게 되는 결과를 초래하게 된다.