비신호교차로 제10장

 

 

 

1. 개요

2. 방법론

3. 적용 단계

4. 예제

 

 

1 개 요

(1) 기본 정의

    비신호교차로는 교차로에서 직진, 좌회전, 우회전하는 각 방향별 교통류가 신호등에 의하여 통행권을 부여

    받지 못하고, 양보 ․ 정지 등의 교통제어 방법이나 운전자들의 판단과 통행 우선순위에 의하여 통행권을 부여

    받으면서 통과하는 교차로 지점을 말한다.

    비신호교차로는 도시부와 지방부에 걸쳐 연속적인 도로시설 내에 상당수 교차로 지점이 여기에

    해당되며, 비신호교차로의 운행상태는 각 방향별 교통량과 상충이동류의 방향별 분포비 등에 영향을

    받는다.

 

(2) 비신호교차로 유형

    비신호교차로는 다음 네 가지 종류로 나누어진다.

 

① 무통제 교차로              ② 양방향정지 교차로

③ 전방향정지 교차로         ④ 로터리식 교차로

 

본 편람에서는 이 중 무통제 교차로와 양방향정지 교차로의 서비스수준 분석방법을 제시한다.

비신호교차로는 운영방식에 따라 무통제 교차로, 양방향정지 교차로, 전방향정지 교차로, 로터리식

교차로 네 가지 종류로 나누어진다.

 

1) 무통제 교차로

   비신호교차로에서 접근하는 모든 방향에 동등하게, 먼저 진입한 차량에게 우선권이 주어지는

   교차로를 말한다.

2) 양방향정지 교차로

   비신호교차로에서 주도로의 차량이 통행을 완료할때까지의 시간간격동안 부도로에서 진입하는 모든

   차량과 주도로에서 좌회전하는 차량이 기다려야하는 교통통제 기법을 이용하는 지점을 말한다.

   신호교차로 연결로-일반도로 결합부 비신호교차로 회전교차로 도시 및 교외 간선도로 대중교통 보행자 시설 자전거도로

3) 전방향정지 교차로

   모든 접근로에 정지표지가 있는 교차로에서 접근하는 모든 차량이 정지선에서 정지한 후, 먼저

   도착한 차량이 우선적으로 통과하는 교차로를 말한다.

4) 로터리식 교차로

   교차점이 중앙에 교통섬을 설치하여 차량이 그 주위를 돌아가면서 교통흐름을 처리하는 도류식

   교차로 지점을 말한다.

   위의 비신호교차로 유형 중 우선 멈춤, 양보표지가 있는 교차로는 실제적으로 우리 나라에 존재

   하지 않고, 대부분의 경우 무통제 교차로의 형태를 가지고 있다. 비신호교차로 중 교차하는 2개 도로의

   규모가 비슷한 경우에는 전방향정지 교차로 형태와 유사한 유형으로 운영되고 있으며, 도로의 규모가

   차이가 나면 양방향정지 교차로 형태와 유사한 형태로 운영된다. 이 두 가지 유형에 대한 서비스수준

   분석 방법은 세부적인 차이가 난다. 본 편람에서는 우리 나라에서 나타나는 대표적인 비신호교차로

   유형인 무통제 교차로와 양방향정지 교차로의 두 가지 형태에 대하여 용량과 서비스수준 분석방법을

   제시한다.

 

(3) 양방향정지 교차로내 진입 우선순위

    양방향정지 비신호교차로의 경우 다음과 같이 도로의 방향별로 우선순위가 존재한다.

 

① 부도로 우회전             ② 주도로 좌회전

③ 부도로 직진                ④ 부도로 좌회전

양방향정지 비신호교차로의 경우 부도로 우회전, 주도로 좌회전, 부도로 직진, 부도로 좌회전의

순서로 우선순위가 정해진다.

양방향정지 비신호교차로는 두 도로의 구분이 주도로와 부도로로 구분이 명확하며, 주도로에서

교차로에 진입하는 방향별 차량이 부도로에서 진입하는 방향별 차량보다 우선권이 부여된다. <그림 10-1>과

같이 T형 교차로와 네갈래 교차로의 우선순위는 그림 하단에 있는 순서와 같으며, 용량 및 서비스수준

분석도 우선순위에 근거하여 이루어진다.

 

통행우선순위 1 : 2, 3, 5, 6

2 : 1, 4, 9, 12

3 : 8, 11

4 : 7, 10

통행우선순위 1 : 2, 3, 5

2 : 4, 9

3 : 7

 

그림 10-1 교차로 유형별 등급

 

(4) 무통제 교차로에서의 상충지역

    무통제 교차로에서의 상충지역이란 각각의 접근로에서 교차로를 통과하여 다른 교통류에 의해서 영향을 받는

    지역으로, 일반적으로 교차로의 기하구조에 의하여 영향을 받는다. 상충지역의 경계는 횡단보도가 존재하면

    횡단보도를 기준으로 설정할 수 있고, 횡단보도가 존재하지 않을 경우 기하구조에 따라 설정할 수 있다.

    무통제 교차로에서는 상충수를 이용하여 서비스수준을 평가하는데, 여기에서 이용되는 상충은 진행

    차량이 다른 차량에 의해 정지, 감속, 조향 등의 운전조작을 하게됨으로써 정상 교통류가 영향을 받을

    때를 의미한다.

    또한, 상충은 이외에도 보행자, 주차차량, 교통시설물, 기타시설의 영향에 따라서도 발생하는데 본

    편람에서는 차량과 차량간의 상충만을 고려하였고, 그 외의 상충에 영향을 주는 요소는 배제하였다.

    본편람에서는 <그림 10-2>에서 표시되는 상충지역(conflicting area) 내부에서 통행하는 차량간의

    상충횟수를 사용하였다. <그림 10-2>는 교차로에 상충지역을 표현했는데, 정지선 안쪽의 교차로 지역을

    상충지역으로 구분하였다.

 

주진행방향

대향방향

좌측상충방향

우측상충방향

상충지역

 

그림 10-2 교차로에서의 상충지역

 

(5) 효과척도

    분석대상교차로의 효과척도는 다음과 같다.

 

① 양방향정지 교차로 : 평균운영지체

② 무통제 교차로 : 방향별 교차로 진입 교통량, 시간당 상충횟수

 

본 편람에서 다루는 비신호교차로는 양방향정지 교차로와 무통제 교차로로 구분되는데, 양방향정지

교차로는 평균운영지체를, 무통제 교차로는 방향별 교차로 진입 교통량과 시간당 상충횟수를 효과척도로

사용한다.

기존 방법론 연구에서 양방향정지 교차로와 무통제 교차로의 효과척도에 대한 연구를 수행하였는데

다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

양방향정지 교차로의 경우에는 임계간격과 추종시간을 이용하는 분석방법이 적절하다.

무통제 교차로의 경우 교차로 접근시간, 교차로 통과시간, 총 통행시간보다는 교통량 또는 상충수가

무통제 교차로의 용량과 서비스수준을 나타내는데 가장 적절하다. 일반적인 교차로 진입 교통량과

시간당 상충수의 관계 자료는 <그림 10-3>과 같다.

 

0

100

200

300

400

500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

교통류율(pcph)

시 간 당 상 충 횟 수 (회 )

 

그림 10-3 교통류율에 따른 시간당 상충횟수

 

위의 관계를 이용하여, 무통제 교차로에서는 교통량 또는 상충횟수로 서비스수준을 평가하는 것이

가장 적절하므로, 본 편람에서도 효과척도로 교통량과 상충횟수를 사용한다.

 

(6) 용어 정의

◦ 정지표지제어(stop control) : 정지표지로 교통류를 제어하는 것을 의미함.

◦ 무통제 교차로(uncontrolled intersection) : 교통신호기나 정지표지, 양보표지 등에 의한 통제가

  없는 교통량이 거의 없는 교차로.

◦ 양보통제(yield control) : 주방향의 교통에 우선권을 주는 통제방식으로 주도로와 부도로가

  만나는 교차로 또는 합류부에 설치되어 운영됨.

◦ 상충 지역(conflict area) : 교차로에서 교통류가 교차 또는 합류(상충)하는 부분의 면적.

◦ 상충 지점(conflict point) : 교차로에서 교통류가 교차 또는 합류(상충)하는 지점.

◦ 추종 거리(following distance) : 연속하여 주행하고 있는 앞차의 후단에서 뒤차의 전단까지의

  거리.

◦ 차간시간(gap) : 두 인접한 차량 사이를 시간으로 표시한 것으로 정확히 앞 차량의 뒷부분부터

  뒤 차량의 앞부분까지의 시간간격을 말함.

◦ 간격수락(gap acceptance) : 두 차량사이의 차간시간을 이용하여 합류나 교차하는 것.

◦ 차간거리(gap spacing) : 연속적인 두 차량에서 앞 차량의 뒷부분부터 뒤 차량의 앞부분까지의

  거리를 거리단위(m)로 나타낸 것.

◦ 임계간격(critical Gap) : 임계간격은 상충교통류의 차량횡단에 필요한 수락간격을 의미함.

◦ 추종시간(follow-up time) : 간격수락을 위해 대기행렬 상태에 있던 차량이 긴치간간격을 만나

  두 대 이상의 차량이 연속해서 간격수락을 할 때의 최소 차두시간.

 

2. 방법론

   본 절은 비신호교차로의 서비스수준을 분석하는 방법과 종류별 효과척도 및 분석 절차에 대하여

   설명한다.

 

(1) 양방향정지 교차로

    양방향정지 교차로의 서비스수준은 다음의 절차에 따라 분석한다.

 

① 자료입력과정                       ⑤ 저항계수 산정

② 상충교통류 산정                   ⑥ 차로배분용량 산정

③ 임계간격 및 추종시간 산정      ⑦ 운영지체 산정

④ 이동류의 잠재용량 산정          ⑧ 서비스수준 판정

 

양방향정지 교차로의 용량 및 서비스수준은 총 8단계로 수행된다. 그 단계는 자료입력과정, 상충

교통류 산정, 시간간격 산정, 이동류의 잠재용량 산정, 저항계수 산정, 차로배분용량 산정, 운영지체

산정, 서비스수준 판정의 과정으로 양방향정지 교차로의 분석이 이루어진다.

본 절에서는 양방향정지 교차로의 서비스수준을 평가하기 위한 단계별 분석절차를 소개한다. 분석

시에는 현장에서 구한 값들을 기초로 하여, 본 편람의 분석과정을 거치면 서비스수준을 평가할 수

있다. 이 때 본 장에서 제시되어 있는 여러 값들을 이용하게 된다.

 

 

자 료 입 력 과 정

시 간 간 격 산 정

(임 계 간 격 , 추 종 시 간 )

교 통 류 율 산 정

상 충 교 통 류 확 인

잠 재 용 량 산 정

저 항 계 수 산 정

차 로 배 분 용 량 산 정

운 영 지 체 산 정

LO S 판 정

 

그림 10-4 양방향정지 교차로의 분석과정

 

1) 자료입력 과정

    각 방향별 교통량을 조사하고, 전체 방향별 교통량 중 승용차 이외의 중차량에 대하여 승용차 환산

    계수를 적용하여 승용차 환산교통량을 구한다. 여기서, 승용차 이외의 중차량에 대한 승용차 환산계수는

    일괄적으로 1.8을 적용한다.

 

2) 상충교통류 산정

    일반적으로 상충교통류 산정은 진입 차로별, 각 이동류별 특성에 따라 다른 방법으로 산정된다. 각

    이동류에 대한 상충교통류의 산정은 <그림 10-5>에 제시된 식에 따라 산정된다.

    <그림 10-5>에서 정의된 비신호교차로에서 상충교통류는 상대적으로 복잡하다. 각 이동류는 서로

    다른 이동류의 영향을 받고 다음과 같이 나타낼 수 있다.

 

 

주 이동류 상충교통류, Vci 형 태

1. 우회전(부도로) 1/2(Vr)** + Vt*

Vr Vi

Vt

 

2. 좌회전(주도로) Vr*** + Vt

Vt

Vr

Vi

 

3. 직 진(부도로)

1/2(Vra)** + Vta + Vla

+ Vrb + Vtb + Vlb Vta

Vra

Vla

Vtb

Vlb

Vrb

Vi

 

4. 좌회전(부도로)

1/2(Vra)** + Vta + Vla

+ Vrb + Vtb + Vlb

+ Vo + Vor

Vta

Vra

Vla

Vtb

Vlb

Vrb

Vi

Vor Vo

 

주)   상충교통류를 산정하기 위해 기준이되는 이동류 i(pcph)

       접근로 i에 대한 우회전 상충교통류(pcph)

       접근로 i에 대한 직진 상충교통류(pcph)

       접근로 i에 대한 좌회전 상충교통류(pcph)

 

* Vt 는 우측방향 차로의 교통량을 말한다.

** 주도로의 우회전차로가 제공된 곳에서는 Vr 또는 Vra를 상충에서 배제한다.

*** 부도로의 우회전 반경이 넓거나 또는 이 이동류가 정지/양보로 제어가 되

     는 곳에서는 Vr(유형 2), Vra, 및 Vrb(유형 4)는 상충에서 배제한다. Vrb는

     주도로가 다차로인 경우 상충에서 배제된다.

 

그림 10-5 상충교통류의 정의 및 계산

 

3) 임계간격 및 추종시간 산정

    임계간격 및 추종시간은 잠재용량을 구하기 위하여 필요한 값으로서 교차로 형태에 따라 산정방법이

    상이하며, 본 편람에서는 주도로 편도 1차로, 부도로 편도 1차로(1×1)의 교차로와 주도로 편도 2차로,

    부도로 편도 1차로(2×1)의 교차로로 구분하며 그 값은 <표 10-1>과 같다.

 

<표 10-1> 양방향정지 교차로의 임계간격과 추종시간 (단위:초)

 

구 분

임계간격 추종시간

주방향 부방향 주방향 부방향

좌회전 좌회전 직진 우회전 좌회전 좌회전 직진 우회전

1×1형태 4.2 4.6 4.5 3.7 2.5 3.0 2.7 2.8

2×1형태 4.9 5.2 5.4 4.4 2.5 3.0 2.7 2.8

 

4) 이동류의 잠재용량 산정

    본 단계에서는 이동류별 잠재용량을 산정한다. 전 단계에서 정해진 방향별 교통량, 상충교통류율,

    임계간격, 추종시간 등을 이용하여 이동류의 잠재용량을 산정하는 것으로서, (식 10-1)에 의하여 산정

    될 수 있으며, 이를 차로수에 따라 그래프로 표시할 경우 <그림 10-6> 및 <그림 10-7>과 같다.

 

     

  

     



     

 

(식 10-1)

 

여기서,

 = 이동류 x의 잠재용량(pcph)

 = 이동류 x에 대한 상충교통류

 = 이동류 x에 대한 임계간격

 = 이동류 x에 대한 추종시간

 

상충교통류율(vph)

잠재용량(vph)

주도로좌회전

부도로우회전

부도로직진

부도로좌회전

 

그림 10-6 상충교통량과 임계간격 크기에 따른 잠재용량(2차로)

 

상충교통류율(vph)

잠재용량(vph)

주도로좌회전

부도로우회전

부도로직진

부도로좌회전

 

그림 10-7 상충교통량과 임계간격 크기에 따른 잠재용량(4차로)

 

5) 저항계수 산정

    ‘저항계수’란 비신호교차로에서 주도로상의 좌회전 대기차량이 대향직진 차량간의 대기에 의하여

    발생하는 용량의 손실을 고려하기 위한 것이다. 우선권이 있는 교통류가 많으면, 낮은 우선권을 가지는

    차량의 대기시간이 길어짐으로 이동류의 잠재용량은 낮아지게 된다.

 

 

① 주도로 좌회전은 부도로 상에서의 직진 및 좌회전에 영향을 준다.

② 부도로 상에서의 직진은 부도로 상의 대향 좌회전에 영향을 준다.

    저항계수를 산정하려면 수요에 따른 용량비를 구하고, 그 값을 (식 10-3)에 대입하여 저항계수 값을

    얻는다. 임의의 i 방향의 수요에 따른 용량을 구하는 방법은 방향별 교통량과 계산된 잠재용량을 이용

    하여 (식 10-2)에 대입한다.

 

수요에 따른 용량비 = (Vi/cpi) (식 10-2)

 

여기서,

cpi = 이동류 i에 대한 잠재용량

Vi = 이동류 i의 교통량

c = 이동류 i의 이동용량

<그림 10-8>에서 

 는 각 방해이동류에 대한 저항계수를 의미한다.

 

① T형 교차로의 부도로 좌회전

    P1

    Vi

    c = cpi × P1

 

② 네갈래 교차로의 부도로 직진

    P1

    Vi

    P12

    c = cpi × P1 × P12

 

③ 네갈래 교차로의 부도로 좌회전

    P11

    Vi

    P12

    Por Po

    c = cpi × P11 × P12 × Po × Por

 

그림 10-8 통행저항계산식

 

 

용량과 저항계수는 (식 10-3) 및 <그림 10-9>와 같은 관계를 가진다.

 

         (식 10-3)

 

여기서,

p = 저항계수

x = 수요에 따른 용량비

 

단, (식 10-3)에 의한 저항계수 값과 <그림 10-9>에 의한

저항계수 값이 다른 경우 <그림 10-9>의 값이 우선한다.

 

통행저항계수 (P)

수요에 따른 용량비

 

그림 10-9 용량에 따른 통행저항계수

 

6) 차로배분 용량 산정

    양방향 정지 교차로 분석에 있어, 각각의 부도로 이동류는 독립적인 차로를 가지고 있는 것으로

    가정되어 있다. 그러나, 실제로는 하나의 차로에 두 가지 또는 세 가지 이동류가 차로를 배분하여

    사용하고 있는 경우가 빈번하다. 따라서 이러한 상황에 대한 보정이 필요하며, 이러한 차로배분을

    고려한 용량은 (식 10-4)에 의하여 산정된다.

 

  

              

       

 

(식 10-4)

 

 

여기서,

 = 배분된 차로의 용량(pcph)

 = 좌회전 차로에 배분된 교통량 또는 교통류율(pcph)

 = 직진 차로에 배분된 교통량 또는 교통류율(pcph)

 = 우회전 차로에 배분된 교통량 또는 교통류율(pcph)

 = 차로에 배분된 좌회전 이동 용량(pcph)

 = 차로에 배분된 직진 이동 용량(pcph)

 = 차로에 배분된 우회전 이동 용량(pcph)

 

7) 운영지체 산정

    위에서 구하여 각 이동류에 대한 교통류율과 용량 값을 가지고 각 이동류에 대한 운영지체의 값을

    (식 10-5)를 이용하여 구한다.

 

  



 



 





    



   





 

  

 

 

(식 10-5)

 

여기서,

  운영지체(초/대)

  이동류 x에 대한 교통류율(vph)

  이동류 x의 용량(vph)

  분석 시간 주기(시) (T = 0.25는 분석시간이 15분을 의미함)

 

8) 서비스수준 판정

    서비스수준은 (식 10-5)에서 계산된 교차로의 운영지체 값에 의하여 <표 10-2>를 이용하여 결정된다.

    여기서, 비신호교차로의 교통류 특성을 감안할 때, 서비스수준 E상태를 용량상태라고 정의할 수는 없다.

 

<표 10-2> 양방향정지 교차로의 서비스수준

 

서비스수준 평균운영지체(초/veh)

A

B

C

D

E

F

≤ 10

≤ 15

≤ 25

≤ 35

≤ 50

＞ 50

 

 

(2) 무통제 교차로

    1) 분석절차

       무통제 교차로의 용량과 서비스수준은 다음의 절차에 따라 분석한다.

 

① 방향별 교통량 입력         ③ 주도로의 교통량 비 산정

② 교통량의 중차량 보정      ④ 서비스수준 판정

 

무통제 교차로의 용량과 서비스수준은 네 단계로 구분이 된다. 네 단계를 분석 순서대로 나누어

보면 방향별 교통량 입력, 교통량의 중차량 보정, 주도로의 교통량 비 산정, 서비스수준 판정의 순서로

무통제 교차로의 용량과 서비스수준 분석이 진행된다.

본 절에서는 무통제 차로의 서비스수준을 평가하기 위한 단계별 분석절차를 소개한다. 즉, 현장에서

구한 값들을 기초로 하여, 본 방법론의 분석과정 절차를 거치면 서비스수준을 평가할 수 있다. 이 때

본 장에서 제시되어 있는 여러 값들을 이용하게 된다.

분석 순서도는 아래의 <그림 10-10>과 같다.

 

방향별 교통량 입력

교통량의 중차량 보정

주도로의 교통량비 산정

LOS 판정

 

그림 10-10 무통제 교차로 분석방법

 

 

2) 각 단계별 분석과정

(가) 방향별 교통량 입력

     무통제 교차로 조사지점에 진입하는 각 방향별 교통량을 조사하여 입력한다.

(나) 교통량의 중차량 보정

     각 방향별 교통량을 조사하고, 전체 방향별 교통량 중 승용차 이외의 중차량에 대하여 승용차 환산

     계수를 적용하여 승용차 환산 교통량을 구한다. 여기서, 승용차 이외의 중차량에 대한 승용차 환산계

     수는 일괄적으로 1.8을 적용한다.

(다) 주도로의 교통량 비 산정

     보정된 각 방향별 교통량을 이용하여, 대향교통량과 합과 가로별로 교통량 합을 비교하여 주도로

     및 주도로 교통량비를 결정한다.

 

<그림 10-11>에서와 같이 A와 B의 교통량의 합과 C와 D의 교통량의 합 중에서 큰 값을 가진 가로가

주도로가 되며, 전체 진입교통량 대비 주도로 교통량의 비가 결정된다.

 

A

B

C

D

 

그림 10-11 주도로 비율 산정에 따른 차량진행방향(네갈래 교차로)

 

예를 들어 A와 B방향의 교통량이 200vph이고 C와 D방향의 교통량이 300vph이면, 두방향 중에서

C와 D방향의 교통량이 더 많으므로 주방향이 되고, 주방향 교통량의 비율은 60%가 된다. 따라서

아래의 서비스수준을 나타내는 표에서 주방향 비율에 표시되는 것에서 교통량을 찾아 나타내면 된다.

 

(라) 서비스수준 판정

    계산된 교차로 진입 교통량을 통하여 서비스수준을 판정한다. 이때, 교차로 진입 교통량에 따른 상충

    횟수는 (식 10-6)에 의하여 계산할 수 있다.

 

   (식 10-6)

 

여기서,

 = 시간당 상충횟수(회/h)

 = 교차로 총교통량(vph)

 

<표 10-3> 무통제 교차로 교통량-상충횟수 관계식 계수

 

주도로 교통량비(%) a(기울기)

＜ 60 0.1508

＜ 70 0.1487

≥ 70 0.1326

 

위의 회귀식을 <표 10-4>를 이용하여 무통제 교차로의 서비스수준이 결정된다.

여기에서, 비신호교차로의 교통류 특성을 감안할 때, 서비스수준 E 상태를 용량상태라고 정의할 수는

없다. <식 10-6>의 결과가 <표 10-4>와 상충이 있을시는 <표 10-4>를 우선으로 한다.

 

<표 10-4> 무통제 교차로의 서비스수준

 

서비스수준

교차로 총교통량(vph)주)

시간당 상충횟수

주도로교통량비율 (회/h)

＜ 60%

주도로교통량비율

＜ 70%

주도로교통량비율

≥ 70%

A ≤ 320 ≤ 360 ≤ 400 ≤ 60

B ≤ 640 ≤ 720 ≤ 800 ≤ 120

C ≤ 960 ≤ 1,080 ≤ 1,200 ≤ 180

D ≤ 1,280 ≤ 1,440 ≤ 1,600 ≤ 240

E ≤ 1,600 ≤ 1,800 ≤ 2,000 ≤ 300

F ＞ 1,600 ＞ 1,800 ＞ 2,000 ＞ 300

주) 교차로 총교통량은 교차로 전방향 진입교통량의 합을 말함

 

 

3. 적용 단계

   비신호교차로에 대해 현재 또는 장래의 운영 상태를 분석하는 목적은 해당 비신호교차로의 서비스수준을

   판정하여, 비신호교차로 계획과 같은 정책을 수립하거나 기존 비신호교차로의 효과적인 운영방안을 모색하는

   데 있다.

   비신호교차로에 대해 현재 또는 장래의 운영 상태를 분석하는 목적은 해당 비신호교차로의 서비스

   수준을 판정하여, 비신호교차로 계획과 같은 정책을 수립하거나 기존 비신호교차로의 효과적인 운영

   방안을 모색하는데 있다. 분석절차는 10-2에서 언급된 방법론에 따라 운영지체를 계산하고 서비스

   수준을 판정하여 분석하게 된다. 서비스수준 분석 결과가 계획하고 있는 수준에 미달할 경우에는 지점의

   상황에 따라 교통신호를 설치하여 신호교차로로 운영하는 방안 또는 기하구조를 개선하는 방안 등을

   통하여 교차로의 운영상태를 개선하는 것이 필요하며, 이러한 개선방안이 현실적으로 어려울 때에는

   교통량을 다른 경로로 분산시켜 교차로 통행량을 줄임으로써 교차로의 서비스수준을 제고하는 방안을

   모색하는 것이 필요하다.

 

(1) 양방향정지 교차로

    양방향정지 교차로의 경우는 10-2-1에서 설명된 절차에 의하여 서비스수준을 분석한다.

① 자료입력과정

    각 방향별 교통량을 차종별로 조사하고, 승용차 환산계수를 적용하여 승용차 환산 교통량을 구한다.

② 상충교통류 산정

    <그림 10-5>에 의하여 상충을 일으키는 각 이동류별 상충교통류를 산정한다.

③ 임계간격 및 추종시간 산정

    <표 10-1>을 이용하여 각 이동류의 임계간격과 추종시간을 결정한다.

④ 이동류의 잠재용량 산정

    단계 ③에서 구해진 상충교통류와 시간간격을 (식 10-1)에 대입하여 이동류의 잠재용량을 산정

    한다.

⑤ 저항계수 산정

    교통량과 잠재용량을 이용하여 저항계수를 산정한다. <그림 10-8>에 (식 10-2)를 이용하여 수요에

    따른 용량을 구하고, 그 값을 (식 10-3)에 대입하여 저항계수를 산정한다.

⑥ 차로배분용량 산정

    같은 차로를 이용하는 이동류에 대하여 차로배분용량을 (식 10-4)에 대입하여 산정한다.

⑦ 운영지체 산정

    (식 10-5)에 각 변수 값을 적용하여 운영지체값을 산정한다.

⑧ 서비스수준 판정

    계산된 운영지체로 <표 10-2>에 따라 서비스수준을 판정한다.

(2) 무통제 교차로

    무통제 교차로의 경우는 10-2-2에서 설명된 절차에 의하여 서비스수준을 분석한다.

① 방향별 교통량 입력

    각 방향별 교통량을 조사하여 입력한다.

② 교통량의 중차량 보정

    각 교통량을 차종별로 조사하고 승용차 환산계수를 적용, 승용차 환산 교통량을 구한다.

③ 주도로의 교통량 비 산정

    <그림 10-11>을 참조하여 대향 방향 교통량의 합에 대한 비율을 산정한다.

④ 서비스수준 판정

    보정된 교통량을 이용하여 <표 10-4>와 같이 주도로의 교통량비에 따라 제시된 서비스수준 판정

    기준에 의하여 서비스수준을 판정한다.

 

 

 

4 예 제

<예제 1> T형 양방향 정지 교차로의 서비스수준 판정

V2

V3

V7 V9

V4

V5

도로 1

도로 2

구 분 V2 V3 V4 V5 V7 V9

교 통 량

(vph)

250 40 150 300 40 120

소형차량

(vph)

250 40 132 300 36 105

대형차량

(vph)

0 0 18 0 4 15

보정교통량

(pcph)

250 40 165 300 44 132

 

<풀 이>

이 경우에는 <도로 1>이 사실상 통행우선권을 가지는 주도로가 되고, <도로 2>는 부도로가 되므로,

양방향 정지 교차로로 분석한다.

 

 

① 단계 1 : 부도로의 우회전

    우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

   



           

 

잠재용량 를 주어진 식을 이용하여 부도로의 우회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 우회전의 경우 임계간격 는 주어진 표에 따라 3.7초로 대입하고 추종시간 는 주어진 표에

따라 2.8초가 된다.

 

      

  

   



   

  ×  



  

 

② 단계 2 : 주도로의 좌회전

    우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

              

 

잠재용량 를 주어진 식을 이용하여 주도로 좌회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

주도로 좌회전의 경우 임계간격 는 주어진 표에 따라 4.2초로 대입하고 추종시간 는 주어진

표에 따라 2.5초가 된다.

 

      

  

   



   

  ×  



  

 

위의 구한 값으로 저항계수를 구하면 다음과 같다.

 

     

  ×    



×     이므로 (식 10-3)에 의해

    이 된다.

 

③ 단계 3 : 부도로의 좌회전

    우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

 

 

   



                     

 

잠재용량 를 주어진 식을 이용하여 부도로의 좌회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 좌회전의 경우는 주어진 표에 따라 4.6초로 대입되고 는 주어진 표에 따라 3.0초가

된다.

 

   

  

   



   

  ×   



  

 

위의 값을 가지고 실제용량을 구하면

 

    ×    ×    pcph

 

위의 단계에서 구한 값을 가지고 차선배분 용량을 구하면 다음과 같다.

 

           

       pcph

 

위에 세 단계에서 구해진 방향별 교통류율과 잠재용량을 가지고 운영지체값을 구해보면 다음과 같다

 

     

 

 



 



  

      

    



  

    

   

 

 

 

 

 









   



  





  

  

 

  ≓ 

 

운영지체 d의 값은 위의 결과와 같이 10.1(초/대)으로 나타났다

위의 값으로 서비스수준을 판단하면 <표 10-2>에서 d ＞ 10 이므로 서비스수준 B로 판정된다.

유사한 방법으로 이동류 4에 대하여 운영지체를 구하면, 8.68 (초/대)가 되며, 서비스 수준은 A가

된다.

 

<예제 2> 네갈래 양방향정지 비신호교차로의 서비스수준 판정

V1

V2

V3

V6

V5

V4

V12V11V10

V7 V8 V9

도로 1

도로 2

구 분 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12

교 통 량

(vph)

33 250 50 66 300 100 44 132 55 11 110 28

소형차량

(vph)

30 250 50 58 300 100 40 116 49 10 97 25

대형차량

(vph)

3 8 4 16 6 1 13 3

보정교통량

(pcph)

36 250 50 73 300 100 48 145 60 12 121 31

․ 주도로 편도 2차로, 부도로 편도 1차로

․ 북방 좌회전은 별도의 차로가 있음.

 

<풀 이>

이 경우에는 왕복 4차로 도로인 <도로 1>가 사실상 통행우선권을 갖는 주도로가 되고, <도로 2>은

부도로가 되므로, 양방향정지 교차로에 해당된다.

 

 

① 1단계 : 부도로 우회전

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

   



           pcph

 

잠재용량 를 주어진 식을 이용하여 부도로의 우회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 우회전의 경우 는 주어진 표에 따라 4.4초로 대입하고 는 주어진 표에 따라 2.8초가

된다.

      

  

   



   

  ×  



 pcph

 

저항계수를 산정하면

 

     

 

×     



×    이므로 (식 10-3)에 의해

    가 된다.

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

   



           pcph

 

잠재용량  를 주어진 식을 이용하여 부도로의 우회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 우회전의 경우  는 주어진 표에 따라 4.4초로 대입하고  는 주어진 표에 따라 2.8초가

된다.

 

      

  

   



   

  ×   



  pcph

 

저항계수를 산정하면

 

 

     

 

×    

    

×    이므로 (식 10-3)에 의해

    가 된다.

 

② 2단계 : 주도로 좌회전

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

              pcph

 

잠재용량  를 주어진 식을 이용하여 주도로의 좌회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

주도로 좌회전의 경우  는 주어진 표에 따라 4.9초로 대입하고  는 주어진 표에 따라 2.5초가

된다.

 

      

  

   



   

  ×  



 pcph

 

저항계수를 산정하면

 

     

  ×    



×    이므로 표에 의해

    가 된다.

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

             pcph

잠재용량  를 주어진 식을 이용하여 주도로의 좌회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

주도로 좌회전의 경우  는 주어진 표에 따라 4.9초로 대입하고  는 주어진 표에 따라 2.5초가

된다.

 

      

  

   



   

  ×  



 pcph

 

저항계수를 산정하면

     

  ×   



×    이므로 (식 10-3)에 의해

    가 된다.

 

③ 3단계 : 부도로 직진

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

   



                

              pcph

 

잠재용량  를 주어진 식을 이용하여 부도로 직진의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 직진의 경우 는 주어진 표에 따라 5.4초로 대입하고  는 주어진 표에 따라 2.7초가 된다.

 

   

  

   



   

  ×   



 pcph

 

저항계수를 산정하면

 

     

  ×   



×    이므로 표에 의해

    가 된다.

 

위의 값을 가지고 실제용량을 구하면

 

    ×   ×     ×  ×   pcph

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

   



                

              pcph

 

 

잠재용량  를 주어진 식을 이용하여 부도로 직진좌회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 직진의 경우  는 주어진 표에 따라 5.4초로 대입하고  는 주어진 표에 따라 2.7초가 된다.

 

   

  

   



   

  ×   



  pcph

 

저항계수를 산정하면

 

     

 

×   



×    이므로 표에 의해

    가 된다.

 

위의 값을 가지고 실제용량을 구하면

 

    ×   ×     ×  ×    pcph

 

④ 4단계 : 부도로 좌회전

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

                    pcph

 

잠재용량  를 주어진 식을 이용하여 부도로의 좌회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 좌회전의 경우  는 주어진 표에 따라 5.2초로 대입하고  는 주어진 표에 따라 3.0초가

된다.

 

   

  

   



   

  ×   



  pcph

위의 값을 가지고 실제용량을 구하면

    ×   ×   ×   ×  

  ×  ×  ×  ×    pcph

 

 

<  >

 

우선 상충교통류를 계산하면 다음과 같다.

 

                    pcph

잠재용량  를 주어진 식을 이용하여 부도로의 좌회전의 잠재용량을 구하면 다음과 같다.

부도로 좌회전의 경우  는 주어진 표에 따라 5.2초로 대입하고  는 주어진 표에 따라 3.0초가 된다.

 

   

  

   



   

  ×  



 pcph

 

위의 값을 가지고 실제용량을 구하면

 

    ×   ×   ×   ×     ×  ×  ×  ×   pcph

 

위의 단계에서 구한 값을 가지고 차로배분 용량을 구하면 다음과 같다.

 

<     >

           

      

<        >

  

             

         

 

위에서 구해진 방향별 교통류율과 잠재용량으로 운영지체 값을 구해보면 다음과 같다.

 

<     >

     

 

 



 



  

      

    



  

    

   

 

 

 

 









   



  





  

  

 

  ≓ 

 

 

운영지체 d의 값은 위의 결과와 같이 13.69(초/대)로 나타났다

위의 값으로 서비스수준을 판단하면 <표 10-2>에서  ≦ 이므로 서비스수준 B로 판정된다.

 

<        >

 

    

 

 



 



  

      

    



   

    

   

 

 

 

 









   



  





  

  

 

  ≓ 

 

운영지체 d의 값은 위의 결과와 같이 13.99(초/대)로 나타났다

위의 값으로 서비스수준을 판단하면 <표 10-2>에서  ≦ 이므로 서비스수준 B로 판정된다.

 

<        >

 

이 동 류 V(pcph) (pcph)      LOS

V7 48 358 358 310 A

V8 145 521 521 376 A

V8 ~ V9 - - 619 414 B

V9 60 1,132 1,132 1,072 A

<        >

이 동 류 V(pcph) (pcph)      LOS

V10 12 333 333 321 B

V11 121 532 532 411 A

V12 31 1,114 1,114 1,083 A

V10 ~ V11 ~ V12 - - 564 400 B

<     >

이 동 류 V(pcph) (pcph)      LOS

V1 36 967 931 A A

V4 250 1,042 792 A A

 

 

<예제 3> 네갈래 무통제 교차로의 서비스수준 판정

V1

V2

V3

V6

V5

V4

V12V11V10

V7 V8 V9

구 분 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12

 

교 통 량

 

(vph)

46 108 50 35 92 41 49 122 43 23 96 30

 

소형차량

 

(vph)

43 92 50 32 86 41 46 114 41 21 91 27

 

대형차량

 

(vph)

3 16 0 3 6 0 3 8 2 2 5 3

 

보정교통량

 

(pcph)

49 121 50 38 97 41 52 129 45 25 100 33

 

<풀 이>

① 1단계 : 중차량 보정

    차종구분을 소형차와 대형차로 구분하였으며, 대형차의 PCE는 1.8을 적용하였다.

② 2단계 : 각 임계방향별 교통비 산정

    V1, V2, V3 과 V7, V8, V9의 교통량이 각각 396와 384이므로 교통비는 51:49이다.

③ 3단계 : 서비스수준 분석

    교차로 총 교통량은 780(pcph)이다

    교차로 총교통량이 주도로의 비율이 60% 미만의 경우에서 800이하이므로 서비스수준 C로 판정된다.

    Korea Highway Capacity Manual 2013 487

 

 

 

<부록 A> 부호 정의

 

◦   = 이동류 x의 잠재용량(vph)

◦    = 이동류 x에 대한 상충교통류율

◦   = 이동류 x에 대한 임계간

◦   = 이동류 x에 대한 추종시간

◦  = 이동류 i에 대한 잠재용량

◦   = 이동류 i의 교통량

◦   = 배분된 차로의 용량(pcph)

◦   = 좌회전 차로에 배분된 교통량 또는 교통류율(pcph)

◦   = 직진 차로에 배분된 교통량 또는 교통류율(pcph)

◦   = 우회전 차로에 배분된 교통량 또는 교통류율(pcph)

◦   = 차로에 배분된 좌회전 이동 용량(pcph)

◦   = 차로에 배분된 직진 이동 용량(pcph)

◦   = 차로에 배분된 우회전 이동 용량(pcph)

◦  = 운영지체(초/대)

◦   = 이동류 x에 대한 교통류율(vph)

◦  = 분석 시간 주기(h) (T = 0.25는 분석시간이 15분을 의미함)