제1장 개론

 

 

 

1. 개요

1. 편람의 구성

 

 

본 장에서는 용량을 분석하는 목적과 서비스수준, 그리고 도로용량편람의 구성 및 각 장의 구성체계에 대하여

설명한다.

 

1 개 요

(1) 용량 분석의 목적

    용량을 분석하는 목적은 해당 도로의 용량을 명확히 밝힘으로써 도로를 효율적으로 이용하고, 도로 투자를

    적절히 하도록 하는 데 있다. 용량분석에는 해당 도로의 통행속도, 통행시간, 통행 자유도, 안락감 그리고 교통

    안전 등의 서비스 상태를 설명하는 질적인 개념으로 서비스수준 개념을 이용한다.

    용량을 분석하는 목적은 도로의 운행 상태를 평가하여 기존 도로의 개선 방안을 세우거나, 도로 계획

    시에 도로시설의 적정 규모를 결정하는 데 있다.

    용량의 분석은 크게 두 가지 연속되는 절차를 통하여 수행된다. 처음은 주어진 도로가 수용할 수 있는

    최대 교통량을 추정하는 것이다. 일반적으로 도로는 용량 상태 또는 용량에 근접한 상태가 발생하지

    않도록 적절한 조치를 취해야 한다.

    다음은 도로에서 일정한 서비스수준을 유지하기 위한 도로의 교통운행 상태를 평가하는 것이다.

    도로는 기능상 이동 기능과 접근 기능을 동시에 갖는데, 용량 분석의 대상이 되는 도로의 경우에는 이동

    기능이 접근 기능보다 더 중요하다고 할 수 있다. 도로가 적절한 이동 기능을 확보하고 있다는 것은

    도로상의 교통 운행 상태가 적절한 서비스수준을 유지하고 있다는 것과 같은 의미를 가진다, 용량

    분석에서 교통류의 상태를 규명하기 위한 서비스수준의 평가는, 주어진 도로가 그 기능을 충분히 발휘

    하고 있는지의 여부를 평가한 후 일정한 서비스수준을 유지할 수 있도록 여러 가지 대안을 마련하는 데

    목적을 두고 있다.

 

(2) 서비스수준

    서비스수준이란 통행속도, 통행시간, 통행 자유도, 안락감 그리고 교통안전 등 도로의 운행 상태를 설명하는

    개념이다. 수준은 A~F까지 6등급으로 나눌 수 있으며, A수준은 가장 좋은 상태, F수준은 가장 나쁜 상태를

    나타낸다. 일반적으로 E수준과 F수준의 경계는 용량이 된다.

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

    교통 운행 상태의 질을 정의한 서비스수준은 일반적으로 <표 1-1>과 같이 A~F의 6단계로 구분된다.

    이 중에서 설계 서비스수준으로는 서비스수준 C와 D가 사용된다.

    특히, <표 1-1>의 서비스수준 F는 차량 행렬(queue) 또는 와해(breakdown) 발생의 운행 상태를

    설명하는 데 사용된다. 도착 교통량이 통과되는 교통량보다 많으면 차량 대기 행렬이 형성되며, 서비스

    수준 F는 이러한 상태를 나타낸다. 그러나 와해가 발생한 지점을 벗어난 차량의 운행 상태는 대부분의

    경우 매우 좋다.

    또한, 서비스 교통류율(service flow rate)은 분석 대상 도로의 서비스수준을 교통량으로 나타낼 때

    사용하는 용어이다. 즉, 서비스 교통류율은 주어진 시간 동안, 주어진 도로 및 교통 조건에서 해당 서비스

    수준을 유지하면서 도로나 차로의 일정구간 또는 지점을 차량이 통과하리라고 기대되는 교통류율을

    의미한다. 용량과 마찬가지로 서비스 교통류율도 일반적으로 15분 교통량을 토대로 결정한다.

 

<표 1-1> 서비스수준별 교통류의 상태

 

서비스

수준 구분 교통류의 상태

A

자유

교통류

사용자 개개인들은 교통류 내의 다른 사용자의 출현에 실질적으로 영향을 받지 않는다. 교통류

내에서 원하는 속도 선택 및 방향 조작 자유도는 아주 높고, 운전자와 승객이 느끼는 안락감이

매우 우수하다.

B

안정된

교통류

교통류 내에서 다른 사용자가 나타나면 주위를 기울이게 된다. 원하는 속도 선택의 자유도는

비교적 높으나 통행 자유도는 서비스수준 A보다 어느 정도 떨어진다. 이는 교통류 내의 다른

사용자의 출현으로 각 개인의 행동이 다소 영향을 받기 때문이다.

C

안정된

교통류

교통류 내의 다른 차량과의 상호작용으로 인하여 통행에 상당한 영향을 받기 시작한다. 속도의

선택도 다른 차량의 출현에 영향을 받으며, 교통류 내의 운전자가 주위를 기울여야 한다.

이 수준에서 안락감은 상당히 떨어진다.

D

안정된

교통류

높은밀도

속도 및 방향 조작 자유도 모두 상당히 제한되며, 운전자가 느끼는 안락감은 일반적으로 나쁜

수준으로 떨어진다. 이 수준에서는 교통량이 조금만 증가하여도 운행 상태에 문제가 발생한다.

E

용량상태

불안정 교통류

교통류 내의 방향 조작 자유도는 매우 제한되며, 방향을 바꾸기 위해서는 차량이 길을 양보

하는 강제적인 방법을 필요로 한다. 교통량이 조금 증가하거나 작은 혼란이 발생하여도 와해

상태가 발생한다.

F

강제류 또는

와해상태

도착 교통량이 그 지점 또는 구간 용량을 넘어선 상태이다. 이러한 상태에서 차량은 자주 멈추며

도로의 기능은 거의 상실된 상태이다.

 

그러나, 현재 우리나라 도시부 도로시설에서 용량을 초과하는 경우가 빈번하여 서비스수준 F를

나타내는 경우가 많다. 그리고 이 경우, 같은 서비스수준 F를 나타낸다 하여도, 질적으로는 상당히 다른

형태를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 신호교차로의 경우, 평균 접근지체가 신호 1 주기를 초과하는

경우에서부터 3~4 주기 이상에 이르는 경우까지 다양하다. 이러한 경우, 같은 서비스수준 F를 나타낸다

하여도, 이를 개선하기 위한 대책은 전혀 다를 수 있으므로, 서비스수준 F인 경우에도 교통류 상황에

대한 질적인 구별이 가능하도록 할 필요가 있다. 따라서 도시 및 교외간선도로 등 일부 도로유형에

대하여서는 서비스수준을 F, FF, FFF로 구분하여 제시할 수 있는데. 서비스수준 F를 3단계로 구분할

경우, 각 단계 별 교통류 상태는 <표 1-2>와 같다.

 

<표 1-2> 서비스수준 F의 구분

 

서비스 수준 교통류의 상태

F

평균통행속도가 자유속도의 1/3~1/4 이하인 상태이다. 교차로 혼잡은 접근지체가 매우 큰 주요 신호

교차로에서 일어나기 쉽다. 이런 경우는 주로 나쁜 신호연동 때문에 발생한다.

FF

과도한 교통수요로 혼잡이 심각한 상태이다. 차량이 대상구간의 전방 신호교차로를 통과하는데 평균

적으로 2주기 이상 3주기 이내의 시간이 소요된다.

FFF

극도로 혼잡한 상황으로, 차량이 대상구간의 전방 신호교차로를 통과하는데 3주기 이상 소요되는 상태

이다. 평상시에는 거의 발생하지 않으며, 상습정체지역이나 악천후 시 관측될 수 있는 혼잡상황이다.

 

(3) 설계를 위한 시간교통량

    설계를 위한 시간 교통량에는 설계시간 교통량(DHV)과 중방향 설계시간 교통량(DDHV)이 있다. 설계시간

    교통량은 연평균 일교통량(AADT)에 설계시간 계수(K)를 곱하여 산출되며, 중방향 설계시간 교통량(DDHV)은

    설계시간 교통량(DHV)에 중방향 계수(D)를 곱하여 산출된다.

 

1) 개요

    설계를 위한 시간 교통량은 도로설계의 기본이 되는 장래 시간 교통량으로서, 설계 대상 구간을

    통과할 것으로 예상되는 1시간 교통량을 의미하며, 계획 목표연도는 도로계획의 목표연도와 같이 20년

    으로 한다.

    계획교통량으로 주어지는 연평균 일교통량(Average Annual Daily Traffic, AADT)은 월별, 요일별,

    하루중 시간대별, 방향별 교통량의 변동이 반영되어 있지 않으므로, 도로를 설계할 때는 설계시간

    계수(K)와 중방향 계수(D)를 사용하여 이들 변동요인을 고려하여야 한다.

 

2) 설계시간 교통량과 설계시간 계수

    설계시간 계수(K)는 “해당 도로의 한 시간 교통량의 분포 중 어느 정도의 교통량을 계획목표년도의

    설계시간 교통량(Design Hourly Volume, DHV)으로 선택할 것인가를 결정해주는 계수”로 정의되며,

    설계시간 교통량(DHV)은 계획목표년도의 연평균 일교통량(AADT)에 설계시간 계수(K)를 곱하여 산출

    한다.

    설계시간 계수는 해당 도로의 교통수요 변동 특성에 따라 변화한다. 설계시간 계수가 클수록 교통

    수요 변동이 큰 것을 의미하며 연평균 일교통량이 증가할수록 해당 도로 구간의 설계시간 계수는

    감소한다.

    설계시간 계수를 너무 높게 설정할 경우 설계시간 교통량이 너무 크게 계산되어 비경제적으로 도로가

    건설될 염려가 있고, 너무 낮게 설정할 경우 교통량이 설계시간 교통량보다 많은 시간대가 자주 발생

    하여 잦은 교통혼잡을 일으킬 수 있다. 이런 측면에서 볼 때, 도로계획시에는 합리적인 연평균 일교통량의

    예측과 더불어 도로가 통과․연결하는 지역의 특성 및 이로 인한 교통수요 변동 특성을 반영한 설계시간

    계수를 산출하는 것이 가장 중요하다.

    일반적으로 설계시간 계수는 관광지역 도로에서 가장 크고 지방지역 도로, 도시지역 도로의 순으로

    감소하는 경향을 보인다. 관광지역 도로는 휴가지 및 관광지와 인접하여 휴가․관광철에 통행이 집중되는

    교통수요 특성을 보이며, 지방지역 도로는 평일보다는 주말과 휴가․관광철에 교통수요가 집중되나

    관광지역 도로에 비해서는 집중정도가 적은 교통수요 특성을, 도시지역 도로는 출퇴근 등 평일 교통

    수요가 꾸준히 발생하고 주말 교통수요가 상대적으로 적은 특성을 보인다. <그림 1-1>은 지역구분에

    따른 교통수요 변동 특성을 나타낸 것으로서 지역구분 시 도로가 통과․연결하는 지역의 특성에 따른

    교통수요 변동 특성을 고려하여 설계시간 계수를 결정하여야 한다.

 

그림 1-1 지역에 따른 교통수요(연평균 일교통량에 대한 시간 교통량의 비) 변동 특성

 

 

설계시간 교통량은 연중 조사된 8,760시간(=365일×24시간/일)의 시간 교통량을 교통량이 많은

순서부터 내림차순으로 정렬하고 이를 시간 교통량-순위 관계곡선으로 부드럽게 연결한 뒤 이 곡선이

급격히 변하는 지점의 시간 교통량을 선정하여 활용하며, 설계대상 도로 주변의 유사 교통수요 변동

특성을 가지는 도로구간을 대상으로 교통량 상시조사 자료(국토해양부, 도로교통량 통계연보, 각 연도)

등을 활용하여 해당사업에 맞게 도출하여 적용한다. 국내에서는 일반적으로 30번째 시간 교통량에 대한

연평균 일교통량의 비(K30)를 설계시간 계수로 적용하고 있다.

<표 1-3>은 우리나라의 평균적인 설계시간 계수 분석사례를 제시한 것으로 주변 도로구간의 교통량

상시조사 자료 등을 통해 설계시간 계수를 산출할 수 없는 경우에 참조할 수 있으며, 이를 적용하고자

할 때에는 장래 교통수요 변동 특성을 충분히 고려하여 계획 목표년도에 적합한 지역구분이 선택될

수 있도록 하여야 한다.

 

<표 1-3> 설계시간 계수(K)

 

도로구분

지역구분

도시지역 도로 지방지역 도로 관광지역 도로

일반

국도

2차로

0.12*

(0.10 ~ 0.14)**

0.16

(0.13 ~ 0.20)

0.23

(0.18 ~ 0.28)

4차로

이상

0.10

(0.07 ~ 0.12)

0.12

(0.09 ~ 0.15)

0.14

(0.12 ~ 0.17)

고속국도

(4차로 이상)

0.10

(0.07 ~ 0.13)

0.14

(0.09 ~ 0.19)

 

* 설계시간 계수 적용범위 중 상한값과 하한값의 산술평균

** 설계시간 계수의 적용범위

 

대상 도로 구간의 설계시간 계수가 결정되면 다음 식에 의해 설계시간 교통량을 구한다.

 

DHV = AADT × K

 

여기서,

DHV = 설계시간 교통량(대/시/양방향)

AADT = 연평균 일교통량(대/일)

K = 설계시간 계수(=DHV/AADT)

3) 중방향 설계시간 교통량과 중방향 계수

    첨두시간과 같이 교통량의 방향별 분포가 뚜렷한 차이를 보이는 경우, 교통량이 많은 방향(중방향)에

    대한 고려없이 설계한다면 교통량이 많은 방향에서 상시적으로 교통 혼잡이 발생할 우려가 있다. 따라서,

    도로설계시에는 설계시간 교통량에 중방향 교통 특성을 반영하여야 한다.

    교통량의 방향별 분포와 관계되는 중방향 계수(D)는 양방향 교통량에 대한 중방향 교통량의 비율로

    정의되는데, 일반적으로 지방지역 도로보다 통근 교통 외에 여러 가지 목적을 가진 통행이 많은 도시

    지역의 값이 0.50에 가깝다. 방향별 교통량은 하루 동안에는 큰 차이가 없으나, 설계 또는 운영 분석시

    사용되는 첨두시간에는 0.55~0.70의 변동폭을 보인다.

    중방향 계수는 설계대상 도로 주변의 유사 교통수요 변동 특성을 가지는 도로구간을 대상으로 교통량

    상시조사 자료(국토해양부, 도로교통량 통계연보, 각 연도) 등을 활용하여 해당사업에 맞게 도출하여

    적용하되, 이 과정을 통해 중방향 계수를 산출할 수 없는 경우에는 <표 1-4>의 값을 참조할 수 있다.

 

<표 1-4> 중방향 계수(D)

도시지역 도로 지방지역 도로

0.60

(0.55~0.65)

0.65

(0.60~0.70)

방향별 분포를 고려했을 경우 중방향 설계시간 교통량(DDHV)을 구하는 식은 다음과 같다.

DDHV = AADT × K × D

여기서,

DDHV = 중방향 설계시간 교통량(대/시/중방향)

AADT = 연평균 일교통량(대/일)

K = 설계시간 계수

D = 중방향 계수

 

2 편람의 구성

 

(1) 도로시설 유형 구분

    도로시설은 일반적으로 연속류 시설과 단속류 시설로 구분된다. 도로용량편람에서는 총 13개 도로시설 유형

    에 대하여 용량 또는 서비스수준 분석방법을 제시하고 있다.

    일반적으로 도로시설의 유형을 구분하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 연속류 시설과 단속류

    시설로 구분하는 방법이며, 다른 하나는 도시지역 도로시설과 지방지역 도로시설로 구분하는 방법이다.

    그러나 우리나라의 경우에는 도로시설을 도시지역과 지방지역 시설로 구분하는 방법은 현실적으로

    적용하기 어려운 경우가 많다. 그리고 본 편람에서 다루고 있는 일부 도로시설은 차량 통행을 위한 도로가

    아닌 보행자, 자전거, 대중교통시설 통행을 위한 시설도 포함하고 있으므로 연속류 시설과 단속류

    시설로 구분하는 것도 적절하지 못하다.

    따라서 본 편람에서는 제2장에서부터 연속류 도로시설에 해당되는 5가지 도로시설의 용량 및 서비스

    수준 분석방법을 각 장 별로 제시하고, 그 다음으로 단속류 도로시설에 해당되는 5가지 시설 및 대중

    교통시설, 보행자도로, 자전거도로 등에 대하여 분석방법을 설명한다.

    제2장, 제3장, 제4장에서는 고속도로 기본구간, 고속도로 엇갈림구간, 고속도로 연결로 접속부,

    고속도로 연결로-일반도로 결합부의 용량 및 서비스수준 분석방법에 대하여 각각 설명하고 있다. 여기서

    다루고 있는 고속도로는 도로유형상의 구분으로서 왕복 4차로 이상의 모든 고속국도와 자동차전용도로

    및 자동차 전용의 도시고속도로 등을 포함한다. 그리고 제5장에서는 제2장부터 제4장까지 다루고 있는

    고속도로 시설 유형들의 조합으로 이루어진 고속도로 체계를 어떠한 방식으로 분석하여야 하는지를

    설명한다.

    제6장은 다차로도로 분석방법에 대하여 설명한다. 다차로도로는 일반적으로 지방지역 또는 교외

    지역에 설치된 4차로 이상의 일반국도 및 지방지역 등이 포함된다.

    제7장은 2차로도로로서, 2차로 고속국도와 지방지역에 주로 설치되어 있는 일반국도 및 지방도 등이

    이에 해당되는 도로시설 유형이며, 2+1차로도로의 분석 방법을 포함하고 있다.

    제8장, 제9장, 제10장, 제11장, 제12장은 각각 신호교차로, 연결로-일반도로 결합부, 비신호교차로,

    회전교차로, 도시 및 교외간선도로의 용량 또는 서비스수준 분석 방법을 각각 제시하고 있다. 이 5가지

    도로시설 유형은 단속류 시설로서 일반적으로 도시지역에서 주로 적용되나, 지방지역에서도 일부 나타

    나는 유형이다.

    제13장은 대중교통시설로서, 본 편람에서는 버스관련시설의 서비스수준 분석 방법을 제시하고 있다.

    제14장은 보행자도로의 용량 및 서비스수준 분석방법을 제시하고 있다. 본 편람에서 보행자도로는

    일반적인 보행자 전용도로와 함께 계단, 보행자 대기공간 등을 포함하고 있다.

    제15장은 자전거도로 분석방법에 대하여 설명한다. 자전거도로는 연속류 자전거도로와 단속류 자전거

    도로로 구분될 수 있으며, 본 장에서는 이 두 가지 유형의 자전거도로에 대한 용량 및 서비스수준 분석

    방법을 제시하고 있다.

    그리고, 부록으로서 본 편람에서 공통적으로 사용되고 있는 도로용량관련 용어에 대한 정의 및 설명을

    제시한다.

 

(2) 각 장의 구성

    도로시설 유형별로 용량 및 서비스수준 분석방법을 설명하기 위하여 전체적인 방법론을 제시하고, 각 단계별

    분석과정을 설명한다. 그리고 예제를 통하여 사용자의 이해를 돕는다. 필요에 따라서는 부록으로 분석과정 중에

    필요한 분석표를 제시하고 있다.

    본 편람에서 제2장에서부터 제15장까지 총 14개 장 중에서 제5장을 제외한 13개 장은 도로시설 유형별

    용량과 서비스수준 분석방법을 설명하기 위하여 다음과 같은 체계로 구성되어 있다.

    제1절은 개요로서, 각 도로시설 유형의 정의 및 특성, 서비스수준 분석을 위한 효과척도 등에 대하여

    설명한다.

    다음 절에서는 용량 및 서비스수준 분석의 전체적인 방법론을 제시한다. 그리고 각 단계별로 구체적인

    분석방법을 설명한다.    

    마지막으로는, 사용자의 이해를 돕기 위하여, 사례별로 예제를 제시하고 이를 분석하는 방법을

    보여준다.

    그리고 부록으로서, 각 과정별로 필요한 분석표를 제시하여, 필요시 사용자가 이를 활용할 수 있도록

    하고 있다.

 

<약 어 정 리>

 

다음 단어들은 동일한 의미이며 용도(표, 그림, 수식, 본문 등)에 따라 다르게 혼용되어 사용할 수

있다.

 

◦ km/h → kph(kilometer per hour)

◦ 대/시(veh/h) → vph(vehicle per hour)

◦ 대/km/차로 → pcpkmpl(passenger car per km per lane)

◦ 승용차/시 → pcph(passenger car per hour)

◦ m/s → mps(meter per second)

◦ 승용차/hg/차로 → pcphgpl(passenger car per hour of green per lane)

◦ 대/hg/차로 → vphgpl(vehicle per hour of green per lane)