기준 201512_평면교차로 설계지침 (국토교통부, 2015.12)_4장_교통운영과 신호운영
2019.11.14 18:35
제4장 교통운영과 신호운영 87
제 4 장 교통운영과 신호운영
본 장의 세부적인 내용은 도로교통법시행규칙, 교통안전시설 실무편람, 도로
용량편람을 따른다.
4.1 교통운영
가. 교차로의 효율적인 운영을 위해서는 도류화, 좌회전 전용차로 설치,
도로 조명 개선 등 개선 사업을 하거나, 신호등, 표지, 노면표시 또는
교통통제설비를 사용하여 교통류를 통제하거나, 주정차 및 속도를 통
제하여 차로이용을 지정한다.
나. 교차로운영 방법은 도로조건이나 교통량이 많아짐에 따라 양보표지,
2방향 정지표지, 4방향 정지표지 순으로 운영이 되나, 교통량이 일정
수준이상이면 신호제어 방법이 가장 효율적이다.
다. 좌회전 신호제어는 비보호 좌회전, 보호 좌회전, 좌회전 금지 등의 방
법 중 가장 적절한 방법을 선택해서 사용한다.
【해설】
교차로는 교차상충, 분류상충, 합류상충이 빈번히 일어나는 지점으로서 사고의
위험성이 높으며 용량과 서비스 수준이 도로구간에 비하여 비교적 낮다. 따라서
교차로가 어떤 도로시스템의 병목역할을 한다면 교차로의 구조나 운영면에서의
능력 또는 제약 사항을 면밀히 조사하여 가능한 개선책을 마련해야 한다.
이러한 교통운영 개선책에는 양보표지 또는 정지표지 등 교통통제설비의 설치,
도류화, 좌회전 전용차로 설치 등 소규모 개선사업 뿐만 아니라, 교차로의 효율성
을 높이기 위하여 어떤 이동류의 통행우선권을 독점적으로 부여하거나, 허용 또는
금지하며, 접근속도를 감소시키거나, 차로 사용을 지정하거나, 또는 교차로 주위의
주정차를 허용 또는 금지시키는 교통통제기법과, 신호제어 기법 등이 있다.
88 평면교차로 설계 지침
4.1.1 교차로의 교통운영 목적
교차로의 교통운영 목적은 교차로 용량을 증대하고 서비스 수준을 향상시키
며, 사고를 감소시키고 예방하며, 도로망의 경우 주도로를 우선 처리하여 도로
망 전체의 소통효율을 높이는 것이다.
교차로 용량 및 서비스 수준을 증대시키기 위해서는 교차로 부근에 주차를
금지하거나, 상충과 혼잡을 줄이기 위해 좌회전을 금지하거나, 교통신호를 이용
하여 상충을 줄이고 교통용량을 증대시키는 방법을 사용한다.
교차로에서 일어나는 교차, 합류 및 분류 상충은 사고위험성을 수반한다. 따
라서 적절한 속도제한, 자동차의 주․정차 통제 및 신호를 이용한 통행우선권
할당 등으로 정면충돌, 직각충돌 및 보행자 사고를 줄일 수 있다.
이처럼 교통신호는 이러한 교차로의 운영목적을 달성하는데 가장 널리 사용
된다. 그러나 이 신호는 비용이 많이 들며, 또 어떤 수준 이하의 교통조건을 갖
는 교차로에 사용하면 오히려 역효과를 나타내므로 일정한 수준 이상의 교통조
건에 도달 할 때만 그 설치 타당성이 인정된다.
4.1.2 교차로 운영방법
교통량의 증가에 따라 순차적으로 시행할 수 있는 교차로 운영방법은 다음과
같다.
①기본 통행권 우선 수칙 : 교통량이 매우 적어 비통제로 운영되는 교차로에
서 자동차 및 보행자를 제약하거나 통제하기 위한 기본적인 통행우선권 수
칙은 도로교통법에 규정되어 있다. 교차로에 먼저 진입한 자동차가 우선권
을 가지며, 동시에 접근한 자동차는 오른쪽 접근로의 자동차가 우선권을 가
지며, 좌회전은 보행자 및 맞은편 직진에게 우선권을 양보해야 한다.
②양보표지 : 양보표지가 설치된 접근로의 자동차는 교차하는 도로의 교통에
우선권을 양보해야 한다. 양보하는 자동차는 우선권을 가진 자동차에게 방
해가 되지 않는다면 정지할 필요 없이 그대로 교차로를 통과할 수 있다.
일반적으로 교차로의 안전 접근속도가 15 km/시 이상이면 양보표지를, 그
제4장 교통운영과 신호운영 89
이하이면 정지표지를 사용한다. 그 외에 접근로의 교통량, 시거의 제약 또
는 교통사고의 위험성에 따라 통제방법을 결정한다.
양보표지는 부도로에만 사용하며, 한 교차로에서 어떤 접근로에는 정지표지,
다른 접근로에는 양보표지를 사용해서도 안 된다.
③2방향 정지표지 : 정지표지가 설치된 접근로의 자동차는 교차로에 진입하기
전에 반드시 일단 정지한 후 안전하다고 판단되면 진행한다. 이 표지는 주
도로와 교차하는 부도로에 설치하며, 신호설치 지역 내의 비신호교차로에
설치하면 효과적이다. 주도로의 교통이 고속이거나, 교차도로의 시거가 제
한되어 있거나, 교통사고가 많은 곳에 사용하면 좋다.
주도로의 교통량이 많아 교차도로 교통의 50% 이상이 정지해야 하는 경우
가 평일 중에 8시간 이상일 때 이 통제방법을 사용하면 좋다.
④4방향 정지표지 : 모든 접근로의 자동차가 일단 정지한 후에는 앞에서 설명
한 통행우선권 수칙에 따라 교차로에 진입한다. 이 통제 방법은 교통신호의
설치가 필요하지만 설치할 수 없는 곳에 임시방편으로 사용하거나, 교통량
이 비교적 많으면서 사고의 위험성이 높은 교차로에 설치하면 효과적이다.
⑤교통신호 : 교차로를 이용하는 여러 이동류에 대하여 신호등을 사용하여 교
대로 통행우선권을 할당하는 방법으로서, 일정 수준 이상의 교통량인 교차
로에 사용하면 매우 효과적이다. 신호교차로의 교통소통을 원활히 하기 위
해서는 교통공학적인 전문지식이 필요하다. 여기에는 주기, 녹색시간, 황색
시간의 계산과, 현시순서 계획뿐만 아니라 보호 좌회전, 비보호 좌회전, 좌
회전 금지 등과 같이 좌회전 처리를 어떻게 할 것인가를 선택해야 한다.
⑥입체화 : 좌회전을 금지하고도 적정 주기가 140초 이상이 필요한 경우는 지하
차도 또는 고가차도를 건설하면 약 30% 정도의 교차로 효율을 높일 수 있다.
4.2 신호운영
교통신호는 횡단보행자를 포함하여 상충하는 교통류를 시간적으로 분리시켜
적절한 시간간격으로 통행우선권을 할당하는 교통통제설비이다. 통행우선권을
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할당하는 방법과 등화의 의미 및 등화 배열의 순서, 원칙 등은 도로교통법의
등화에 관한 규정에 의한다.
4.2.1 교통신호의 기본개념
가. 신호등은 등화의 의미, 배열순서 및 등화의 원칙에 따라야 하며, 통
일성과 일관성, 높은 시인성을 가져야 한다.
나. 신호등의 설치 및 운영은 운전자의 눈높이, 도로의 경사 및 평면선형
등을 고려한다.
다. 신호등의 현시는 한 이동류가 단절되지 않아야 하며, 상충되는 이동
류를 분리시키면서, 교통상황에 즉각적이며 효율적으로 적용할 수
있도록 조합되어야 한다.
라. 횡단보행자용 신호는 자동차용 신호와 연계되어야 한다.
마. 신호등은 도로조건과 교통조건 등을 고려하여 자동차와 보행자의 교
통소통, 통학로, 사고기록, 비보호 좌회전 등을 검토하여 설치하여야
한다.
【해설】
입체교차로가 상충하는 교통류를 공간적으로 분리시킨다면 교통신호는 상충
교통류를 시간적으로 분리시킨다. 즉, 교통신호란 상충하는 방향의 교통류들에
게 적절한 시간간격으로 통행우선권을 할당하는 교통통제설비이다.
가. 개요
(1) 등화의 의미
(가)자동차신호
①녹색표시 등화에서 자동차는 직진할 수 있고 다른 교통에 방해가 되지 않
도록 천천히 우회전할 수 있다. 비보호 좌회전 표시가 있는 곳에서는 신호
제4장 교통운영과 신호운영 91
에 따르는 다른 교통에 방해가 되지 않을 때에는 좌회전할 수 있다. 다만
다른 교통에 방해가 된 때에는 신호위반의 책임을 진다.
②황색표시 등화에서 자동차는 정지선이나 횡단보도가 있을 경우, 그 직전이
나 교차로 직전에 정지하여야 하며, 이미 교차로에 진입하고 있는 경우에
는 신속히 교차로 밖으로 진행한다. 또 이 신호표시에서 우회전할 수 있
고, 우회전하는 경우에는 보행자의 횡단을 방해해서는 안 된다.
③적색표시 등화에서 자동차는 정지선이나 횡단보도가 있을 경우 그 직전
및 교차로 직전에서 정지한다. 또 신호에 따라 진행하는 다른 교통을 방해
하지 않는 한 우회전 할 수 있다.
④녹색화살표시 등화에서 자동차는 화살표 방향으로 진행할 수 있다.
⑤적색등화가 점멸할 경우, 자동차는 정지선이나 횡단보도가 있을 경우 그
직전이나 교차로의 직전에 일시 정지한 후 다른 교통에 주의하면서 진행
할 수 있다. 이 등화표시의 의미는 정지표지와 같다.
⑥황색등화가 점멸할 경우, 자동차는 다른 교통에 주의하면서 진행할 수 있다.
이때는 감속을 해야할 필요성이 많으며, 양보표지와 같은 의미를 갖는다.
(나)보행자 신호
①녹색표시 등화에서 보행자는 횡단보도를 횡단할 수 있다.
②적색표시 등화에서 보행자는 횡단을 해서는 안 된다.
③녹색등화가 점멸할 경우, 보행자는 횡단을 시작해서는 안되며, 횡단을 하
고 있는 보행자는 신속하게 횡단을 완료하거나 그 횡단을 중지하고 보도
로 되돌아와야 한다.
(2) 신호등화의 배열순서 및 등화원칙
신호등렌즈의 순서는 왼쪽에서부터(또는 위에서부터) 적색, 황색, 녹색화살표,
녹색 순으로 배열하는 것이 원칙이다. 또 빠른 속도로 진행하는 자동차 운전자
의 식별 및 판단시간을 줄이고 혼동을 방지하기 위해서 다음과 같은 원칙이 국
제적으로 적용되고 있다.
①한 접근로에서 다음과 같은 신호는 동시에 표시되어서는 안 된다.
92 평면교차로 설계 지침
∙2렌즈의 경우 2색 등화
∙3렌즈의 경우 2색 등화
∙4렌즈의 경우 3색 등화
∙녹색과 적색(적색은 녹색화살표와는 동시에 켜질 수 있다.)
②어떠한 경우에도 적색 다음에 황색이 오거나, 적색 다음에 적색＋황색이
동시에 켜져서는 안 된다.
(3) 교통신호 운영의 장단점
신호등이 적절히 설치 운영된다면 교통안전이나 통제의 측면에서 볼 때 큰
이점을 갖는다. 반면에 신호 설치로 인한 단점도 있다.
(가)신호운영의 장점
∙질서 있게 교통류를 이동시킨다.
∙직각충돌 및 보행자충돌과 같은 종류의 사고가 감소한다.
∙교차로의 용량이 증대된다.
∙교통량이 많은 도로를 횡단해야 하는 자동차나 보행자를 횡단시킬 수 있다.
∙인접 교차로를 연동시켜 일정한 속도로 긴 구간을 연속진행 시킬 수 있다.
∙수동식 교차로통제보다 경제적이다.
∙통행우선권을 부여받으므로 안심하고 교차로를 통과할 수 있다.
(나)신호운영의 단점
∙첨두시간이 아닌 경우 교차로 지체와 연료소모가 필요 이상으로 커질
수 있다.
∙추돌사고와 같은 유형의 사고가 증가한다.
∙부적절한 곳에 설치되었을 경우, 불필요한 지체가 생기며 이로 인해 신
호등을 기피하게 된다.
나. 신호등의 설치위치 및 유지보수
(1) 설치위치
신호등의 녹색신호는 정상적인 기후조건 하에서 보통 시력을 가진 사람의 눈
제4장 교통운영과 신호운영 93
으로는 최대 600m 밖에서도 볼 수 있다. 그러나 기후 조건이 나쁘거나 시력이
약한 경우는 물론이고 신호등 주위의 복잡한 가로 시설물 때문에 시인성은 크
게 감소된다.
시인성을 증가시키는 또 하나의 방법은 신호등 챙을 적절히 설치하는 것이
다. 신호등 챙을 설치하는 목적은 햇빛을 차단하여 등화가 잘 보이게 하고, 다
른 진행방향을 위한 신호등화가 보이지 않도록 하는 것이다. 특히 불규칙한 교
차로에서는 원하는 진행방향에 해당되는 신호를 판별할 수 없어 머뭇거리거나
잘못 진행하다 사고를 내는 경우가 있다. 그러므로 신호등의 설치방향과 교차
로의 구조를 고려하여 적절한 크기의 신호등 챙을 설치하는 것이 필수적이다.
신호등이 효율적으로 운영되기 위해서는 운전자가 자기 방향의 신호등만을
계속적으로 확연히 볼 수 있는 위치에 설치되어야 한다. 그렇게 해야만 교차로
에 접근하면서 분명하고도 착오 없는 통행권을 지시 받을 수 있다.
신호등 설치위치를 결정하기 위한 가장 중요한 요소는 신호등면을 향한 운전
자 시선의 수직 및 수평각도 범위이다. 이 때 물론 운전자의 눈 높이, 도로의
경사 및 평면선형 등이 고려되어야 한다.
신호등면의 개수와 설치위치에 관한 권장사항은 다음과 같다.
①각 접근방향별로 교차로 건너편에 설치되어 접근자동차가 계속적으로 볼
수 있어야 한다. 이 때 정지선 이전에서 신호등을 볼 수 있어야 하는 가
시거리는 <표 4.1>의 값 이상이어야 한다. 여기서의 속도는 85% 접근속
도이다.
접근속도(km/시) 30 40 50 60 70 80 90 100
최소가시거리(m) 35 50 75 110 145 165 180 210
<표 4.1> 접근속도별 최소 가시거리
②신호등면은 정지선으로부터 전방 10～40 m에 위치해야 한다.
③교차로 건너편의 신호등이 정지선에서 40 m 이상 떨어져 있는 경우, 교차
로를 건너기 이전의 위치에 신호등을 추가로 설치해야 한다.
94 평면교차로 설계 지침
④신호등면은 진행방향으로부터 좌우 각각 20도 내에 위치해야 한다.
⑤한 접근로상의 두 개 이상의 신호등면은 2.4m 이상 서로 떨어져 있어야 한다.
⑥다음과 같은 이유로 신호등이 계속 보이지 않을 경우에는 교차로에 도달되기
전에 적절한 주의표지, 경보등 또는 추가 신호등을 설치해야 한다.
∙정상적으로 설치된 신호등의 시인성 확보가 어려운 곳(예를 들어 교차
로 구조가 특이하거나 건물 등에 가려지는 곳)
∙운전자의 판단을 흐리게 하는 곳
∙대형자동차 혼입률이 높은 곳
⑦신호등의 높이는 신호등면의 하단이 노면으로부터 4.5～5.0m에 있어야 한다.
앞의 기준에 의거하면, 대형자동차에 의한 시인 장애와 전구 등의 고장으로
혼란을 줄이기 위해 접근로 전면에 2～5개면을 설치하되, 정지선에서 운전자가
고개를 움직이지 않고 볼 수 있는 시계 내에 설치한다. 신호등면의 수는 접근
로폭과 횡단교차로의 직선거리(정지선에서 신호등까지) 등에 의하여 <표 4.2>
와 같이 결정한다.
접근로 폭
(m)
교차로
횡단거리(m)
2차로
(6m)
3차로
(9m)
4차로
(12m)
5차로
(15m)
6차로
(18m)
7차로
(21m)
8차로 이상
(24m 이상)
교차로
횡단거리
(m)
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
48
51
54
57
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
3+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
3+
4+
4+
4+
4+
4+
4+
4+
3+
3+
3+
4+
4+
4+
4+
4+
4+
4+
4+
4+
5+
5+
5+
5+
5+
5+
5+
주) +: 길 건너편 1면 추가 가능
<표 4.2> 교차로 크기에 따른 신호등면의 수
제4장 교통운영과 신호운영 95
(2) 유지보수
신호등은 교통사고와 밀접한 관계가 있으므로 유지관리는 특히 중요하다. 신
호등이 고장나거나 적절히 운영되지 못함으로써 야기되는 위험성은 다른 교통
통제설비가 부적절한 것보다 훨씬 더 크다. 예를 들어 교차로에서 직각으로 교
차하는 두 접근로의 신호가 고장에 의해서 동시에 녹색이 나타났다면 매우 심
각한 사고를 유발할 것이다.
또 주기적으로 렌즈를 닦고 전구가 고장나기 전에 갈아 끼우는 것도 대단히
중요하다. 교통신호등이나 점멸등의 정비계획을 체계분석법을 이용하여 수립한
다면 적절한 전구교환주기, 예방정비를 위한 최단순회경로, 정비원의 적정 사용
등을 결정할 수 있다. 예방정비계획은 경제적이며 또 신호등 고장확률을 줄여
줌으로써 안전에 크게 기여한다. 또 신호등 정비를 위한 경제적이며 효율적인
계획을 수립하기 위해서는 적절한 정비기록제도를 의무화해야 한다.
(3) 신호기의 제거
신호기의 설치 및 운영은 교통과 도로여건에 대한 교통공학적인 연구에 기초
해야 한다. 신호기 설치준거를 잘못 적용하거나, 도로망 또는 주변의 토지이용
이 변하여 교통여건이 변하면 신호기의 설치 타당성이 상실되는 경우가 있다.
이때는 신호기 운영의 장점보다 단점이 더 크게 나타난다. 이 때의 일반적인
현상은 불필요한 지체의 증가 및 신호위반의 증가와 사고빈도의 증가 등이 있
다. 이러한 현상이 나타나면 다음과 같은 조치를 검토해 볼 필요가 있다.
∙양보표지, 2방향 정지표지, 4방향 정지표지로 대체 검토
∙시거 증가를 위한 정지선 위치 변경
∙속도규제, 좌회전통제
∙차로수 증설 및 기하구조 변경
∙야간사고가 많으면 조명시설 증설
다. 신호현시 순서 및 신호등화의 적용
신호교차로의 한 도로상에 있는 두 접근로의 신호표시는 서로 밀접한 상관이
있다. 반면에 이와 교차하는 도로의 두 접근로의 신호현시는 교차도로의 현시
96 평면교차로 설계 지침
와는 전혀 상관이 없다. 따라서 다음에 예시한 것은 남북 접근로의 신호현시에
관한 것이며, 동서 접근로는 남북 접근로와는 독립적으로 같은 방법으로 적용
할 수 있다.
한 도로 상의 두 접근로의 교통량을 처리하기 위한 적절한 현시 및 순서를
결정하기 위해서는 접근로의 도로조건과 교통량의 크기를 정확히 알아야 한다.
한 도로상의 두 접근로에서 사용 가능한 현시조합에서 사용되는 등화표시 방
법에서, 그림의 다음에 있는 등화 색깔은 남쪽 접근로에서 북향하는 교통류가
받는 신호표시이며, 그림의 위에 있는 등화색깔은 북쪽 접근로에서 남향하는
교통류가 받는 신호표시를 나타낸 것이다. 등화색깔의 의미는 다음과 같다.
신호등의 배열순서 및 등화순서 등에 관한 상세한 내용은 경찰청 발행 「교
통신호기 설치 관리 매뉴얼」을 참조한다.
(〇: 녹색, Ⓨ : 황색, ● : 적색, 〇← : 좌회전 화살표)
라. 신호등의 설치 타당성 기준
교통신호는 상충하는 이동류에 통행우선권을 체계적으로 할당하기 때문에 교
차로에 접근하는 모든 자동차에게 상당한 지체를 유발시킨다. 그렇기 때문에
교통신호의 설치는 여러 조건을 감안하여 정당화되는 것이 매우 중요하다. 이
처럼 타당성의 기준을 준거(準據: warrant)라 한다.
준거는 일반적인 기준보다 더 구체적이고 명확한 것으로서, 준거에 명시된
어떤 수준에 도달하지 않으면 신호설치를 해서는 안 될 뿐만 아니라 설치된 신
호등이라 할지라도 운영을 해서는 안 된다는 강한 의미를 지니고 있다.
만약 수준에 미달된 조건에서 신호등을 운영하면 전술한 신호등 운영의 장단
점에서와 같이 신호등이 없는 것보다 못한 결과를 나타내기 때문이다.
신호등 설치기준은 5개의 항목으로 되어 있으며, 그 내용은 다음과 같다. 자
동차용 신호와 보행자 신호가 항상 함께 사용되므로 다음의 준거는 교차로뿐만
아니라 도로구간에서도 적용이 가능하다.
제4장 교통운영과 신호운영 97
(1) 준거1 : 자동차 교통량
평일의 교통량이 <표 4.3>의 기준을 초과하는 시간이 모두 8시간 이상일 때
신호기를 설치한다.
접근로 차로수 주도로 교통량
(양방향)
(대/시)
부도로 교통량
(교통량이 많은 쪽)
(대/주도로 부도로 시)
1
2이상
2이상
1
1
1
2이상
2이상
500
600
600
500
150
150
200
200
<표 4.3> 신호등 설치기준 - 교통량
(2) 준거2 : 보행자 교통량
평일의 교통량이 <표 4.4>의 기준을 초과하는 시간이 모두 8시간 이상일
때 신호기를 설치해야 한다.
자동차 교통량(양방향) (대/시) 횡단 보행자(자전거 포함 : 인/시간)
600 150
<표 4.4> 신호등 설치기준 - 최소 자동차 교통량 및 보행자 교통량
(3) 준거3 : 통학로
어린이 보호구역 내 초등학교 또는 유치원의 주 출입문과 가장 가까운 거리
에 위치한 횡단보도에 설치하며, 기타의 경우 보호구역 내 횡단보도는 차량교
통량이 60대/시간(양방향) 이상일 때 신호기를 설치한다.
(4) 준거4 : 사고기록
98 평면교차로 설계 지침
신호기 설치예정 장소로부터 50m 이내의 구간에서 교통사고가 연간 5회 이
상 발생하며, 신호등의 설치로 이 사고를 방지할 수 있다고 인정되는 경우에
신호기를 설치한다.
(5) 준거5 : 비보호 좌회전
대향직진 교통량과 좌회전 교통량이 차로별로 <표 4.5>에 나타난 값보다 클
때에는 보호 좌회전, 적을 때에는 비보호 좌회전으로 운영할 수 있다.
직진교통량
(대/시)
좌회전교통량(대/시)
2차로 도로 3차로 도로 4차로 도로
400
500
600
700
800
900
1,000
1,100
1,200
1,300
1,400
1,500
1,600
1,700
1,800
260
210
160
120
90
300
250
210
180
150
120
110
90
70
60
50
320
270
230
200
170
140
120
110
100
80
70
60
50
50
40
<표 4.5> 비보호 좌회전 기준
(5) 준거5 : 비보호 좌회전
대향직진교통량과 좌회전교통량이 차로별로 <표 4.5> 보다 많을 때에는 보
제4장 교통운영과 신호운영 99
호좌회전, 적을 때에는 비보호좌회전으로 운영할 수 있다.
⦁교통사고 건수 : 좌회전사고가 연간 4건 이하 일 때 설치
- 4건/년 보다 클 경우는 보호좌회전, 작을 경우에는 비보호좌회전
⦁교통량 기준
- 좌회전 교통량과 대향 직진교통량의 곱이 첨두시간에 직진 차로당
50,000대2 /h 까지로 한다. 즉 1차로의 경우는 50,000대2/h, 2차로의 경
우는 100,000대2/h 그리고 3차로의 경우는 150,000대2/h로 한다.
- 첨두시간 좌회전 교통량은 90대/h 미만
<표 4.5> 차로수별 교통량 기준
<그림 4.1> 차로별 좌회전 및 직진 교통량
마. 신호기의 종류
차로수 교통량곱 좌회전 교통량
1차로 50000대2/h
최대 90대/2차로 100000대2/h h
3차로 150000대2/h
100 평면교차로 설계 지침
독립교차로의 신호제어기에는 정주기식과 교통감응식이 있다. 교통감응식에
는 반감응식, 완전감응식, 교통량-밀도식이 있다.
이들 각 방식은 설치되는 현장조건에 따라 성능이나 비용면에서 차이가 많
다. 더욱이 신호기기의 발전속도가 워낙 빠르므로 교차로의 적정 제어 방식을
단정적으로 말할 수는 없다. 각 신호기에 대한 자세한 것은 뒤에 설명하며, 정
주기신호기와 교통감응 신호기를 비교하면 다음과 같다.
(1) 정주기신호기와 교통감응신호기 비교
정주기신호는 일관되고 규칙적인 신호지시 순서가 반복되는 것이다. 여기에
다 보조장치나 원거리 통제장비를 추가하면 더 큰 기능을 발휘할 수 있다. 정
주기신호기는 교통패턴이 비교적 안정되고, 또 교통류 변동이 이 신호기의 신
호시간 계획으로 무난히 처리될 수 있는 교차로에 설치하면 좋다. 또 정주기신
호는 특히 인접 교차로의 신호등과 연동할 필요가 있을 때 사용하면 바람직하
다.
교통감응신호는 신호시간이 고정되어 있지 않고 검지기에서 검지되는 교통류
의 변화에 의해서 결정되는 것이 정주기신호와 근본적으로 다른 점이다. 주기
의 길이나 신호순서는 사용되는 제어기나 보조장치에 따라 다르나, 매 주기마
다 변할 수도 있다. 경우에 따라 도착교통이 없는 현시는 생략될 수도 있다.
(2) 정주기신호의 장점
①일정한 신호시간으로 운영되기 때문에 인접신호등과 연동시키기 편리하
며, 교통감응신호를 연동시키는 것 보다 더 정확한 연동이 가능하다. 연
속된 교차로에 대한 자동차 당 평균지체는 교통감응신호를 사용할 때보
다 작다.
②교통감응신호기에서는 검지기를 지난 후 정지한 자동차나 도로공사 등과
같이 정상적인 흐름을 방해하는 조건에 영향을 받으나, 정주기신호기는
그와 같은 영향을 받지 않는다.
③보행자 교통량이 일정하면서 많은 곳이나, 보행자 작동 신호운영에 혼동
제4장 교통운영과 신호운영 101
이 일어나기 쉬운 곳에는 교통감응신호보다 정주기신호가 좋다.
④일반적으로 설치비용이 교통감응신호기에 비하여 절반 정도밖에 되지 않
으면서 장비의 구조가 간단하고 정비수리가 용이하다.
(3) 교통감응신호의 장점
①교통변동의 예측이 불가능하여 정주기신호로 처리하기 어려운 교차로에
사용하면 최대의 효율을 발휘할 수 있다. 그러나 교차로 간격이 연속진행
에 적합하다면 정주기신호가 더 좋다.
②복잡한 교차로에 적합하다.
③주도로와 부도로가 교차하는 곳에서, 부도로 교통에 꼭 필요한 때에만 교
통량이 큰 주도로 교통을 차단시킬 목적으로 사용하면 좋다.
④정주기신호로 연동시키기에는 간격이나 위치가 적합하지 않는 교차로에
사용하면 좋다.
⑤주도로교통에 불필요한 지체를 주지 않게 부도로에서 적색 점멸등으로
계속적인 <정지－진행>의 운영을 할 수 있다. 반면 독립교차로의 정주기
신호에서는 교통량이 적을 경우에 점멸등 운영을 한다.
⑥하루 중에서 잠시 동안만 신호설치 준거에 도달하는 곳에 사용하면 좋다.
⑦일반적으로 독립교차로에서 특히 교통량의 시간별 변동이 심할 때 사용
하면 지체를 최소화한다.
4.2.2 정주기신호
102 평면교차로 설계 지침
가. 정주기신호란 미리 정해진 신호등 시간계획에 따라 신호등화가 규칙
적으로 바뀌는 것을 말한다.
나. 신호시간을 계산하는 과정은 교통수요 추정, 차로군 분류, 포화교통
량 산정, 소요 현시율 산정, 황색시간 결정, 현시 결정, 주기 결정, 최
소녹색시간 계산, 주기 분할 등의 순서로 진행된다.
다. 신호시간 파라메터가 결정되고 이에 따른 지체 및 서비스 수준이 만
족스럽지 못하면 좌회전을 금지하거나, 비보호로 처리하는 방안을 검
토할 수도 있다.
【해설】
한 시간계획으로부터 다른 시간 시간계획으로의 변동은 교통량의 변화에 따
른 것이 아니라 제어기 안에 있는 시계에 의하여 정해진 시간이 되면 바뀐다.
이를 시간제 방식(時間制方式: Time of Day Mode : TOD)이라 한다. 따라서
정주기신호는 교통량의 시간별 변동을 예측할 수 있거나 포화상태가 빈번히 일
어나는 교차로에 사용하면 좋다.
가. 정주기신호시간 계산
제4장 교통운영과 신호운영 103
교통수요 추정 포화교통량 추정
소요 현시율 계산
주기 결정
교통수요 추정
황색시간 결정
주기≤120
시간 분할
녹색시간＞ 보행자시간
신호시간 결정
시간 분할
아니오
아니오
예
<그림 4.2> 신호시간 계산과정(독립교차로 정주기신호)
정주기신호로 운영되는 독립교차로의 신호시간을 계산하는 과정은 다음과 같
으며 그 과정의 흐름도는 <그림 4.2>에 나타나 있다. 여기서 유의할 것은 우리
나라 도로용량편람의 신호교차로 용량 및 서비스 수준 분석의 설계분석 과정을
따르면서 적정신호시간 계산을 하려면 그 계산과정이 너무나 복잡하고 또 주어
져야 할 조건들이 많기 때문에 여기서는 단순화하였다.
104 평면교차로 설계 지침
(1) 교통수요의 추정
신호기의 신설, 개선 또는 현재의 신호시간을 검토하기 위해서는 그 교차로
의 교통량을 알아야 한다. 교통량의 측정은 주중 어느 날의 12시간을 관측하는
것이 바람직하며, 각 접근로의 방향별 자동차 교통량과 횡단 보행자수를 15분
단위로 조사하여 4배를 한다. 가능하면 첨두시간의 차종별 조사도 함께 하여
차종구성비를 정확히 파악하여 포화교통량을 구할 때 사용한다.
시간제(TOD mode)로 운영되는 경우를 위하여, 교통량이 어느 정도 일정한
시간대별 교통량을 각각의 설계교통량으로 한다. 보통 일주일을 주기로 하여
평일의 몇 개 시간대와 토요일, 일요일 또는 공휴일의 시간대를 합하여 7～10
개의 설계교통량을 설정하는 것이 좋다. 여기서 주의하여야 할 것은 이 설계교
통량은 교통수요를 의미하므로 도착 자동차의 교통량을 뜻한다. 다시 말하면
교차로를 통과하는 자동차대수를 말하는 것이 아니다. 또 이 교통량은 진행방
향별, 차종별로 측정해야 한다.
이 교통수요 자료를 분석에 사용하기 위해서는 앞에서 언급한 첨두시간교통
량으로 보정하고, 차로이용율 보정을 해야 한다. 특히 우회전은 신호에 관계없
이 우회전하는 교통량을 분석에서 제외해야 한다.
(2) 차로군 분류 및 포화교통량, 소요 현시율 산정
(가) 차로군 분류
차로군은 이동류의 교통량 분포에 따라 달라진다. 즉, 서로 다른 현시에 진행
하는 이동류는 별개의 차로군을 형성한다. 또 같은 현시에 진행하는 서로 다른
이동류의 경우, 혼잡도가 다르면 별개의 차로군으로 분류한다. 반대로 좌회전
또는 우회전차로를 직진이 공용함으로써 혼잡도에 관해서 직진차로와 평형상태
를 나타내면 이 좌회전 또는 우회전 이동류는 직진과 함께 같은 차로군을 형성
하며 통합해서 분석한다.
■ 차로군 분류의 개념
신호교차로는 신호운영방법과 좌회전 전용차로 유뮤에 따라 분석 방법이 달
라진다. 차로군 분류는 기본적으로 실질적 전용회전차로의 존재 유무를 판별하
제4장 교통운영과 신호운영 105
는 것이다. 다시 말하면, 직진과 좌회전의 공용차로, 또는 직진과 우회전의 공
용차로의 혼잡도가 직진전용차로의 혼잡도보다 크면 이 차로는 실질적인 전용
차로와 같은 역할을 한다. 따라서 이 차로는 별도의 차로군으로 분석을 한다.
이와 같은 경우는 회전교통량이 많거나 회전교통의 직진환산계수가 클 때 발생
한다.
반대로 이 차로와 직진전용차로의 혼잡도가 평형을 이룬다면, 이 차로는 직
진차로와 같은 차로군이 되어 묶어서 분석을 한다. 여기서 혼잡도란 v/s 또는
v/c와 같은 의미를 가진다. 따라서 전용 좌회전차로가 있는 경우, 이 차로는
항상 별도의 차로군이 된다. 이때 나머지 직진과 우회전차로가 통합되어 한 차
로군이 되는 경우와, 우회전 교통량이 많아 실질적 전용 우회전차로가 되는 경
우 두 가지가 있다. 그러나 우회전 교통량이 많아 실질적 전용우회전이 되는
경우는 극히 드물다.
차로군 분류의 기본개념은 다음과 같다.
∙좌회전 전용차로는 별개의 차로군으로 분석한다. 동시신호로 운영된다 하
더라도 이 차로의 혼잡도와 인접한 직진차로의 혼잡도가 같을 수가 없기
때문이다.
∙접근로 차로수(전용 좌회전차로 제외)가 1개이면 그 한 차로는 하나의 차
로군을 이룬다.
∙좌회전 공용차로가 한 개 있는 경우, 직진과 공용차로가 평형상태인지, 아
니면 좌회전 교통량이 많아 좌회전 전용차로처럼 운영되는지를 결정한다.
∙좌회전 전용차로가 공용차로와 함께 있는 경우는 공용차로로 간주한다. 이
때는 좌회전차로, 공용차로 및 직진차로가 평형상태를 나타내는 경우와 두
개의 좌회전차로가 실질적 좌회전 전용차로가 되는 경우를 판별한다.
∙회전자동차 앞에 도착하는 직진 자동차는 고려하지 않는다.
■ 차로군 분류 방법
녹색신호 때 차로당 방출되는 교통량은 v/s비에 관해서 평형상태를 유지하
려는 경향을 갖는다는 가정하에 차로군을 분류한다. 직․좌 공용차로는 좌회전
106 평면교차로 설계 지침
만 이용을 하고, 직진전용차로는 직진만, 직․우 공용차로는 우회전만 이용한다
고 가정할 때의 각 이동류의 v/s비를 그 이동류의 순혼잡도라 한다. 즉, i 이
동류의 순혼잡도 (v/so )i는 다음과 같다.
(v/so )i = i 이동류의 교통량
2,200×N× (f RT 또는 f LT)×F 식(1)
여기서, N = 그 이동류의 전용차로 수
F = fw×f g×fHV
f LT, f RT = 좌, 우회전 보정계수
직진과 회전이동류의 공용차로는 회전이동류만 이용한다고 가정했으므로,
EL과 ER을 좌회전 및 우회전자동차의 직진환산계수라 하면, 좌회전 및 우회
전 보정계수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
f LT= 1/EL 및 f RT=1/ER
따라서, 식(1)을 다시 쓰면 다음과 같다.
(v/so )i = i 이동류의 교통량 × 그 이동류의 직진환산계수
2,200×N×F
여기서 F는 모든 차로군에 동일하게 적용되며, 차로군 분류는 순혼잡도 v/so
의 상대적인 크기를 비교하는 것이기 때문에 모든 이동류에 대한 v/so의 분모
에 F값을 곱하지 않아도 된다. 국도 및 지방도의 경우는 버스교통량, 승객수
및 보행자가 그다지 많지 않기 때문에 좌회전 및 우회전자동차의 직진환산계수
로 각각 1.2와 2.4의 값을 사용하면 적절하다.
한 접근로의 직진, 좌회전 및 우회전에 대한 v/so , 즉, (v/s0 )T, (v/so )L,
(v/so )R을 구하고, 앞에서 언급한 평형의 원리에 근거하여 차로군을 분류하는
방법은 다음과 같다.
제4장 교통운영과 신호운영 107
① (v/s0 )T의 값이 가장 적으면 직진, 좌회전 및 우회전은 모두 별도의 차
로군을 형성한다.
② (v/s0 )T의 값이 중간이면 가장 작은 값을 갖는 회전이동류와 직진이 같은
차로군이 되며, 가장 큰 값의 이동류는 실질적 전용회전 차로군이 된다.
③ (v/s0 )T의 값이 가장 크면 가장 작은 값을 갖는 회전이동류와 직진이 같
은 차로군이 된다는 가정 하에 이 통합 차로군의 순혼잡도를 다시 계산
한다. 이 값이
∙남아 있는 다른 회전이동류의 순혼잡도보다 크면 직진, 좌회전 및 우회
전은 모두 하나의 통합차로군을 형성한다.
∙남아 있는 다른 회전이동류의 순혼잡도보다 작으면, 남아 있는 다른 회
전이동류는 실질적 전용회전차로군이 되고, 가장 작은 혼잡도를 가진
회전이동류와 직진은 통합차로군을 이룬다.
예를 들어 공용좌회전 1개 차로 및 공용우회전 1개 차로를 포함하여 4개 차
로를 가진 접근로가 있고, 좌회전 교통량은 167대/시, 직진은 1,390대/시, 우회
전은 38대/시일 때, 각 차로의 순혼잡도는 다음과 같다.
좌회전 차로의 순혼잡도: (v/so )L = ( 1.2×167
2,200 ) = 0.091
직진전용 차로의 순혼잡도: (v/so )T = ( 1,390
2,200× 2 ) = 0.316
우회전 차로의 순혼잡도: (v/so )R = ( 2.4×38
2,200 ) = 0.041
(v/s0 )T이 다른 두 값보다 크며 (v/so )R이 (v/so )L보다 작으므로, 직진이 우
회전 공용차로를 이용한다고 가정하면 직진과 우회전이 통합된 차로군의 순혼
잡도는 다음과 같다.
(v/so )TR = ( 1,390 + 2.4×38
6,600 ) = 0.224
이 값도 (v/so )L보다 크므로 결국 이 접근로의 모든 이동류는 한 차로군에
속한다. 이때 이 통합차로군의 전체 순혼잡도는 다음과 같다.
108 평면교차로 설계 지침
(v/so )LTR = ( 1.2× 167 + 1,390 + 2.4×38
8,800 ) = 0.191
만약 앞의 (v/so )TR의 값이 (v/so )L보다 작으면 실질적 전용 좌회전 차로군
이 존재하고 직진과 우회전은 하나의 차로군으로 묶인다.
여기서 유의할 것은 식 (1)의 분모는 공용차로를 회전이동류만 이용한다고
가정할 때의 포화교통량이다. 이 공용차로를 직진도 같이 이용하게 될 때의 포
화교통량은 이와는 다른 값을 갖는다. 이 값은 나중에 계산된다.
전용 좌회전차로의 유무 및 차로수에 따른 가능한 차로군 조합은 <그림
4.3>과 같다.
(나)포화교통량 산정
차로군이 분류되면 각 차로군 별로 포화교통량을 산정한다. 이상적인 조건에
서의 포화교통량으로 2,200 pcphgpl 값을 사용한다. 그러나 도로 및 교통조건이
이상적이 아닌 실제 현장의 조건에서는 포화교통량이 이 값보다 적으므로(따라
서 포화차두시간은 길어짐), 현장에서 최소방출차두시간, 즉, 포화차두시간을
직접 측정하여 3,600에서 이 값을 나누어 포화교통량을 계산하거나, 아니면 도
로용량편람’의 신호교차로의 용량 및 서비스 수준 분석에서 설명한 방법으로
수리모형을 이용해서 구할 수도 있다. 이 보정과정에는 대형자동차에 대한 보
정은 물론이고, 차로폭 및 경사에 대한 보정도 포함된다. 좌회전 및 우회전이
포함된 차로군은 좌회전 자체의 영향, 버스, 주차, 횡단보행자의 영향 등도 포
함된다.
제4장 교통운영과 신호운영 109
차로수* 차로별 이동류 가능 차로군 조합
2
3
4
주) * 전용좌회전차로를 포함한 차로수로서 분석에서 사용하는 차로수와는 다르다.
<그림 4.3> 차로별 이동류와 가능 차로군
110 평면교차로 설계 지침
(다)소요 현시율 계산
차로군별 포화교통량이 구해지면 각 차로군에 대한 소요 현시율을 구한다.
소요 현시율은 설계시간 동안의 실제도착교통량(설계교통량)을 포화교통량으로
나눈 값이다. 이와 같은 값들을 각 차로군에 대한 교통량비라고 하며 v/s로 나
타낸다.
여기서 유의해야 할 것은 좌회전 전용차로를 갖는 도로는 좌회전 신호운영에
융통성이 많으나 공용 좌회전차로가 있는 도로는 반드시 동시신호로 운영되어
야 한다.
(3) 황색시간 결정
녹색신호 다음에 오는 황색신호의 목적은 신호를 보고 오는 자동차에게 곧
정지신호가 온다는 것을 예고하고 미리 대비하기 위한 것이다. 이 시간은 교차
도로의 자동차가 움직이기 이전에 이미 진행하고 있는 자동차들이 교차로를 완
전히 빠져나가는 데 필요한 시간이어야 한다. 이론적으로 이 시간의 길이는 한
자동차가 교차도로의 폭과 안전 정지거리를 합한 거리를 정상적인 접근속도로
주행하는 시간이다. 다시 말하면, 만약 접근자동차가 신호가 황색으로 바뀔 때
정지선에서부터 안전정지거리 바로 안쪽에 있었다면, 교차도로의 교통이 녹색
신호를 받기 전에 그 자동차가 안전정지거리와 교차로 폭을 달릴 수 있어야 하
며 이에 필요한 시간을 주어야 한다.
만약 황색시간이 너무 길면 운전자는 이 중의 일부분을 녹색신호시간처럼 사
용할 우려가 있어 본래의 목적을 상실하며, 또 너무 짧아도 추돌사고를 증가시
키는 위험이 따른다. 따라서 황색시간의 길이는 대단히 중요하며 이 길이는 자
동차의 접근속도와 교차도로의 폭에 따라 크게 달라진다. 우리나라의 경우 일
반적인 도시도로의 황색시간은 4초 이상이지만 현재 이보다 짧은 3초를 사용하
는 곳이 많다.
황색신호 길이를 계산하는 공식은 다음과 같다.
Y =t+ v
2a + (w+l )
v
여기서, Y : 황색시간(초)
t : 지각－반응시간(보통 1.0초)
제4장 교통운영과 신호운영 111
v : 교차로 진입자동차의 접근속도(m/초)
a : 진입자동차의 임계감속도(보통 5.0 m/초²)
w : 교차로 횡단길이(m)
l : 자동차의 길이(m)
여기서 a는 임계감속도로서 정상적인 속도로 교차로에 진입하려고 하는 자동
차가 앞에 다른 자동차가 없는 상태에서 황색신호가 나타날 때, 그래도 진행할
것인지 아니면 정지할 것인지를 결정하는 기준이 된다. 운전자가 황색신호를
본 후, 정지하려고 할 때 이 값보다 큰 감속도가 요구되면 진행을 하고 이보다
작은 감속도로 정지할 수 있으면 정지하는 경계값이다. 이를 최대수락감속도라
부르기도 한다.
운전자는 운전하면서 느끼는 노면상태와 정지선까지의 거리를 판단하여 그
거리가 임계감속도를 사용하여서도 정지선 이전에서 정지할 수 없으면 그대로
진행한다. 이 감속도는 중력의 가속도에다 타이어․노면간의 최대마찰계수(미
끄럼 마찰계수)보다 조금 작으면서, 통상적인 정지 때 적용되는 마찰계수보다
훨씬 큰 마찰계수를 곱하여 얻는다. 일반적으로 그 값은 0.5 정도이다.
도로의 기하설계를 위한 정지시거 계산에서의 마찰계수는 젖은 노면을 기준
으로 하지만, 교차로의 황색신호 계산에서는 젖은 노면을 기준으로 하면 황색
시간이 너무 길어지므로 건조한 노면을 기준으로 한다.
매우 넓고 복잡한 교차로에서는 6초 이상의 황색신호가 필요한 경우도 있으
나 그렇게 되면 교차도로에서 신호변화를 기다리는 운전자가 짜증스러워 녹색
신호가 나오기 전에 출발하는 경향이 있다. 이와 같은 경우에는 4∼5초 정도의
황색신호를 준 후에 1∼2초 정도의 전적색(全赤色) 신호를 주어 교차도로의 교
통이 출발하기 전에 교차로 내의 자동차를 효과적으로 완전히 정리한다.
(4) 현시의 결정
신호교차로를 효율적으로 운영하기 위한 현시의 수는 접근로의 수와 교차로
형태뿐만 아니라 교통류의 방향과 교통구성에 따라 결정된다.
가장 기본적인 현시는 두 개로서, 교차하는 두 도로에 교대로 통행우선권을
112 평면교차로 설계 지침
부여하는 것이다. 좌회전 교통량이 많거나 보행자 교통량이 많은 교차로 혹은
접근로가 4개보다 많은 교차로는 자동차간 또는 자동차와 보행자간의 상충을
줄이기 위해 3개 이상의 현시를 사용한다. 현시는 수가 많아지면 주기가 길어
져 지체가 커지고 손실시간이 많아지므로 바람직하지 않다.
그러므로 최적 현시방법을 찾기 위해서는 접근로의 좌회전 전용차로 설치 여
부와 함께 여러 가지 현시방법을 비교해야 한다. 좌회전 전용차로가 있는 경우
의 좌회전 통제방식은 어떤 방법을 사용해도 무방하다. 그러나 좌회전 공용차
로가 있는 경우에는 동시신호, 비보호 좌회전 및 좌회전금지 방식 중에서 하나
를 선택해야 한다.
만약 직진중첩동시신호 방식(동시신호→직진→동시신호)으로 운영한다면, 동
시신호가 끝난 후 공용차로에 좌회전 자동차가 한대라도 남아 있을 경우 그 다
음 양방향 직진신호에서 직진이 그 차로를 이용할 수가 없으므로, 중첩현시는
비효율적이다.
(가) 좌회전 전용차로가 있는 접근로
좌회전 전용차로가 있는 경우의 최적 현시방법은 중첩현시방법 또는 단순현
시 방법을 이용하여 찾아낸다. 중첩현시방법이란 한 현시에서 어느 이동류가
다 해소되었을 때(그 현시가 불필요할 때) 그와 상충되는 이동류의 신호를 조
기에 표시하는 방법으로서, 한 이동류의 현시가 두 신호간격에 걸쳐 중첩이 된
다. 이러한 중첩이 두 도로에 대해서 각각 독립적으로 이루어지므로 이를 중첩
현시 방법이라고도 한다. 반면에 단순현시 방법이란 어떤 현시에서 어느 한 이
동류의 수요가 없어도 그와 상충되는 이동류의 신호를 사용할 수 없는, 중첩신
호가 없는 경우이다. 이때는 두 도로(4접근로)에 대한 현시가 한꺼번에 고려되
며 중첩이 없는 단순현시이다.
■중첩현시 방법
어떤 현시에서 어느 한 이동류의 녹색시간이 더 이상 필요가 없으면 즉시 이
를 중단하고 이와 상충되는 이동류에 녹색시간을 부여하는 방법이다.
제4장 교통운영과 신호운영 113
■단순현시 방법
중첩현시를 사용하지 않을 경우, 단순현시 방법을 이용하면 동시신호 방법보
다 더 좋은 결과를 얻을 수 있다. 적정한 단순현시를 구하는 방법은 다음과 같
다.
한 도로 두 접근로 상에 있는 4개 이동류의 v/s비 값의 크기를 비교해서 그
중 가장 큰 값과 두 번째로 큰 값을 갖는 이동류가
①두 접근로의 같은 이동류이면(직진과 직진 또는 좌회전과 좌회전이면),
선행 또는 후행양방 좌회전이 좋다.
②어느 한 접근로의 두 이동류이면(한 접근로의 직진과 좌회전이면), 동시
신호가 좋다.
③두 접근로의 상충이동류이면(직진과 대향 좌회전이면), 앞의 두 가지 중
어떤 것을 사용해도 좋다. 그러나 보행자신호시간을 많이 확보하기 위해
서는 가장 큰 현시율이 직진이냐 좌회전이냐에 따라 각각 앞의 ①, ② 방
법을 사용한다.
중첩현시나 단순현시에서 만약 실질적 전용우회전 차로군이 존재한다면 이
차로군은 다른 차로군과 상충되지 않으므로 모든 현시에 우회전이 가능하다.
따라서 현시율의 합은 증가되지 않으나 횡단보행시간이 줄어들 수 있으므로 유
의해야 한다.
(나) 좌회전 공용차로가 있는 접근로
좌회전 공용차로가 있는 경우의 최적 현시방법은 동시신호와 비보호 좌회전
방법 중에서 효율적인 방법, 즉, 가능한 현시조합에서 임계차로군의 v/s비의 합
이 작은 것을 선택한다.
(5) 주기의 결정
신호시간계획의 주된 목적은 교차로와 도로구간 내에서의 지체와 혼잡을 최
소화하며 모든 도로이용자의 안전을 도모하기 위한 것이다. 교통신호가 실제
교통의 요구 사항을 최대한 만족시킬 때 비로소 효용성을 갖는다.
114 평면교차로 설계 지침
일반적으로 짧은 주기는 정지해 있는 자동차의 지체를 감소시키므로 더 좋다
고 할 수 있다. 그러나 교통량이 커질수록 주기는 길어야 한다. 따라서 교통량
에 따라 적정주기가 결정이 되나, 어떤 주어진 교통량에서 적정주기보다 짧은
주기는 이보다 긴 주기 때보다 더 큰 지체를 유발한다. 주기는 보통 30∼120초
사이에 있으며 교통량이 매우 많은 경우에는 140초까지 사용하기도 한다. 교통
량이 매우 적고 직각으로 교차하는 두 도로폭이 9∼12m 정도일 때의 주기는
35∼50초이면 충분하다. 교차도로의 폭이 넓어 보행자 횡단시간이 길거나 교통
량이 매우 크고 회전교통량이 많으나 2현시로 처리될 수 있으면 45∼60초 정도
의 주기가 필요하다. 교차하는 도로의 숫자가 많거나 현시수가 증가하면 적정
주기는 길어진다.
교통량이 크면 이를 처리하기 위한 녹색시간이 길어지므로 주기가 길어진다.
긴 주기는 단위시간당 황색시간으로 인한 손실시간이 적어지기 때문에 이용 가
능한 녹색시간의 비율이 커지므로 용량이 커진다.
주기의 길이는 90초 이하에서 5초 단위로, 90초 이상의 주기에서는 10초 단
위로 나타내며 통상 120초보다 큰 주기는 잘 사용하지 않는다.
최적주기란 지체를 최소화시키는 주기를 말한다. 녹색신호 때 통과시켜야 할
자동차 대수는 적색신호에서 기다리는 자동차뿐만 아니라 녹색 및 황색시간 때
에 도착하는 자동차도 통과시켜야 한다. 다시 말하면 한 주기 동안에 도착하는
모든 자동차대수를 녹색시간에 통과시켜야 한다. 그러므로 녹색신호 때 통과시
켜야 할 자동차대수를 결정하기 위해서는 주기의 길이를 알아야 한다.
(가) 임계차로군 방법
그린쉴드(Greenshields)의 방법으로 관측한 정지선 방출 차두시간을 이용하여
최소신호주기를 계산하는 공식은 다음과 같다. 이 공식은 2현시인 네갈래교차
로에 대한 것이다.
C min =
Y1+Y2+2(0.3)
1-( N
1
s1
+
N2
s2
) = L
1-Σyi
여기서, C min : 최소 주기길이(초)
제4장 교통운영과 신호운영 115
Y 1 : 주도로 접근로에서의 황색시간(초)
Y 2 : 교차도로 접근로에서의 황색시간(초)
N1 : 주도로 접근로에서 임계차로군의 첨두 15분 교통류율(대/시)
N2 : 교차도로 접근로에서 임계차로군의 첨두 15분 교통류율(대/시)
s1 : 주도로 임계차로군의 포화교통량(vphg)
s2 : 부도로 임계차로군의 포화교통량(vphg)
L : 주기당 손실시간(초)
yi : i 현시 때 임계차로군의 교통량비, 교통수요/포화교통량
이와 같이 해서 구한 주기는 첨두 도착교통량을 처리할 수 있는 용량을 제공
하는 최소주기이다. 또 교차로 전체의 임계 v/c비의 정의에 의하여 앞의 식을
다시 쓰면 X c= C
C-L Σyi=1.0이므로, 임계차로 교통량을 기준으로 한 교차
로 전체의 포화도를 1.0으로 하는 주기이다.
(나) 웹스터 방법
웹스터(Webster)는 지체를 최소로 하는 주기를 구하기 위하여 다음과 같은
공식을 만들었다.
Co =
1.5L+5
1- Σ
n
i=1
yi
여기서 Co는 지체를 최소로 하는 최적주기(초)이다. 이 방법은 임계 v/c비(교
차로 전체의 v/c비)가 0.85∼0.95인 경우에 해당된다. 만약 임계 v/c비가 1.0이
면 논리적으로 Co= L
1-Σyi
이다.
임계차로군 방법으로 구한 주기는 교차로 전체의 임계 v/c비가 1.0이 되는
최소주기인 반면에 웹스터 방법으로 구한 주기는 교차로 전체의 임계 v/c비가
0.85∼0.95 사이에 놓이게 하는 지체를 최소화하는 적정주기이다.
116 평면교차로 설계 지침
만약 이렇게 계산한 적정주기의 값이 140초를 넘으면 좌회전을 금지하거나
지하차도 건설 등 교차로의 물리적인 개선을 검토하는 방안을 강구해야 한다.
(6) 최소녹색시간 계산
신호시간의 일반적인 원칙으로 자동차를 위한 녹색신호는 적색신호에서 기다
리고 있던 보행자군이 안전하게 횡단하는 데 필요한 시간보다 짧아서는 안 된
다. 보행녹색신호 시작부터 보행자군의 후미가 모두 차도로 내려서기까지의 시
간은 1.7(n /w-1)초로 계산하되, 그 최소값은 횡단보행자수가 주기당 10명
이상이면 7초, 그 보다 적으면 4초를 사용한다(최소 초기녹색시간). 여기서 n은
한 주기당 한 방향 동시횡단 사람수이며 w는 횡단보도폭으로서 한 사람이 1 m
를 차지하면서 앞 뒤 사람의 간격을 1.7초로 본 것이다.
보행자군의 후미그룹이 안전하게 횡단하려면, 후미그룹이 횡단을 시작하고부
터 횡단을 금지하기 위한 녹색점멸이 필요하므로 L/1.2초의 녹색점멸 시간이
더 필요하다. 여기서 L은 횡단길이(m), 1.2는 보행자 속도(m/초)이다.
그러나 실제 녹색점멸시간은 이 값에서 자동차의 황색시간을 뺀 값을 사용하
는 것이 일반적이다. 즉, 자동차의 황색신호가 켜질 때 보행자 신호는 적색이
켜지도록 하여 자동차의 황색신호가 끝날 때는 후미의 보행자가 횡단을 완료하
게 한다.
(7) 주기의 분할
주기 내에서의 각 현시 당 녹색시간은 임계차로군의 현시율에 비례해서 할당
한다. 이와 같은 개념은 각 현시의 임계차로군이 동등한 서비스 수준을 갖도록
하는 데 근거를 둔 것이다.
녹색시간을 할당할 때 교통량이나 도착 교통 패턴 이외에도 보행자 횡단이나
교차로의 구조적 제약사항 등을 함께 고려해야 할 필요가 있다.
(가) 단순현시 방법
각 현시의 유효녹색시간은 주기 당 유효녹색시간을 각 현시의 임계차로군의
v/c비에 비례해서 분할하여 얻는다. 또 각 현시의 실제 녹색시간은 유효녹색시
제4장 교통운영과 신호운영 117
간에다 출발손실시간과 진행연장시간의 차이만큼을 더하여 얻는다.
이렇게 해서 얻은 실제 녹색시간이 이 현시 때 횡단하는 보행자의 최소녹색
시간보다 길어야 한다. 만약 그렇지 않으면 자동차용 실제 녹색시간을 횡단보
행자의 최소녹색시간만큼 연장해야 한다.
(나) 중첩현시 방법
각 현시의 유효녹색시간을 구한 후 중첩되는 차로군의 v/c비를 합하여 출발
손실시간과 진행연장시간의 차이만큼을 더하여 실제 녹색시간을 얻는다. 이 시
간은 이 현시 때 횡단하는 보행자의 최소녹색시간보다 길어야 한다. 만약 그렇
지 않으면 자동차용 실제 녹색시간을 횡단보행자의 최소녹색시간만큼 연장해야
한다.
1.2m 이상의 중앙분리대가 있는 도로에서는 한 현시의 보행자 횡단을 연석
에서부터 중앙분리대까지 가는 시간으로 하되, 만약 그 신호등이 보행자 작동
신호이면 중앙분리대에 보행자 작동 검지기를 설치할 수도 있다.
만약 어느 현시의 녹색시간이 보행자 횡단을 고려한 최소녹색시간보다 작으
면, 그 현시의 녹색시간을 최소녹색시간과 같게 연장을 하고 다른 현시의 녹색
시간도 같은 비율로 증가시킨다. 물론 이렇게 하면 주기가 길어질 것이나, 주기
가 140초보다 크다면 현시수를 줄여서 신호시간을 다시 계산해야 한다.
나. 평균제어지체 계산 및 서비스수준 결정
(1) 평균제어지체
평균제어지체는 교차로의 분석기간 동안에 도착한 자동차에 대한 것으로, 접
근부의 감속지체 및 정지지체, 출발시의 가속지체를 모두 합한 접근지체를 말
하며 분석기간 시작 전에 남아 있는 대기행렬에 의한 영향도 포함된다. 어느
차로군의 자동차 당 평균제어지체를 구하는 공식은 다음과 같다.
d =d 1(PF) +d 2+d 3
여기서, d : 자동차 당 평균제어지체(초/대)
d1 : 균일 제어지체(초/대)
PF : 신호연동에 의한 연동계수
118 평면교차로 설계 지침
d2 : 임의도착과 과포화를 나타내는 증분지체로서 분석기간 바로 앞 주
기 끝에 잔여자동차가 없을 경우(초/대)
d3 : 분석기간 이전의 잔여 대기 자동차에 의하여 분석기간에 도착하는 자
동차가 받는 추가지체(초/대)이며, 지방지역 도로에서는 0으로 봄
(가) 균일지체
주어진 교통량이 교차로에 정확하게 일정한 차두간격으로 도착한다고 가정할
때의 자동차 당 평균지체를 말하며, 다음과 같은 확정모형으로 구할 수 있다.
d 1=
0.5C (1- gC
)2
1-[min(1,X) gC
]
여기서, C : 주기(초)
g : 해당 차로군에 할당된 유효녹색시간(초)
R : 적색신호 시간(초)
y : 교통량비
S : 해당 차로군의 포화교통량
(나) 증분지체
증분지체(incremental delay)는 비균일 도착에 의한 임의지체와 분석기간 내
에서 몇몇 주기 과포화현상에 의한 과포화지체를 포함한다. 따라서 분석기간의
시작과 끝 부분에는 잔여 대기행렬이 없는 상태이다. 어느 차로군의 증분지체
는 그 차로군의 포화도(X), 분석기간의 길이(T) 및 그 차로군의 용량(c)에 크게
좌우된다. 다음 식은 증분지체를 구하는 식으로, 이때 X는 1.0보다 큰 값을 가
질 수도 있다.
d 2= 900T [ (X -1) + (X -1) 2 + 4X
cT ]
여기서, T :분석기간 길이(시간)
X : 분석기간중의 해당 차로군의 포화도
c :분석기간중의 해당 차로군의 용량(대/시)
제4장 교통운영과 신호운영 119
(다) 연동계수(PF)
신호교차로에서의 지체는 연속적인 자동차의 흐름이 어느 정도 원활한가에
의하여 크게 좌우된다. 가령 도착교통량이 거의 용량에 도달할 정도로 많아도
교통류가 연속적으로 잘 진행하도록 신호의 연동이 잘 맞추어진 경우 개별 자
동차가 느끼는 지체는 그다지 크지 않으며, 반대로 도착교통량이 용량에 훨씬
못 미치더라도 교차로간의 신호연동이 좋지 않은 경우 개별 자동차가 받는 지
체는 매우 클 수가 있다. 특히 연동효과는 앞에서 설명한 균일지체에 가장 크
게 작용하므로 연동계수는 균일지체에만 적용된다.
이 연동계수는 연동의 효과를 나타내는 모든 이동류에 대해서 적용한다. 정
확히 말하면, 연동의 주된 대상이 되는(주로 직진) 이동류와 동일한 신호현시에
진행하는 모든 이동류들에 적용한다. 동일한 현시에 움직이는 이 이동류들이
같은 차로군이든 다른 차로군이든 상관없이 같은 연동계수가 적용된다. 따라서
동시신호의 경우 모든 이동류가 동시에 진행하므로 모두 연동계수를 적용한다.
만약 직진교통을 연동시킬 때, 좌회전 이동류가 직진과 다른 현시에서 움직인
다면, 이 좌회전은 연동효과를 적용하지 않고 연동계수를 1.0으로 사용한다. 일
반적으로 공용 우회전차로는 직진과 같은 현시에서 진행하므로 직진과 같은 연
동계수를 적용한다.
정주기신호에서 연동계수는 옵셋 편의율 TVO와 유효녹색시간비 (g/C )로 부
터 <표 4.6>을 이용해서 보간법으로 구한다. 이 표에서 옵셋 편의율 TVO는
다음과 같이 계산한다.
TVO =
Tc -offset
C
여기서, TVO : 옵셋 편의율
C : 간선도로의 연동에 필요한 공통주기(초)
g : 연동방향 접근로의 유효녹색시간(초)
Tc : 상류부 교차로의 정지선에서부터 분석 교차로의 정지선까지의 구
간길이를 순행속도로 나눈 값. 즉, 상류부 링크의 순행시간(초)
offset : 상류부 교차로와 분석 교차로 간의 연속진행방향 녹색신호 시
작시간의 차이(초). 주기보다 작은 값 사용
120 평면교차로 설계 지침
TVO
g/C
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
0.0 1.04 0.86 0.76 0.71 0.71 0.73 0.78 0.86 1.06
0.1 0.62 0.56 0.54 0.55 0.58 0.64 0.72 0.81 0.92
0.2 1.04 0.81 0.59 0.55 0.58 0.64 0.72 0.81 0.92
0.3 1.04 1.11 0.98 0.77 0.58 0.64 0.72 0.81 0.92
0.4 1.04 1.11 1.20 1.14 0.94 0.73 0.72 0.81 0.92
0.5 1.04 1.11 1.20 1.31 1.30 1.09 0.83 0.81 0.92
0.6 1.04 1.11 1.20 1.31 1.43 1.47 1.22 0.81 0.92
0.7 1.04 1.11 1.20 1.31 1.43 1.56 1.63 1.27 0.92
0.8 1.04 1.11 1.20 1.31 1.43 1.47 1.58 1.76 1.00
0.9 1.04 1.11 1.15 1.08 1.06 1.09 1.17 1.32 1.59
1.0 1.03 1.01 0.89 0.80 0.74 0.71 0.71 0.81 1.08
주: 1)연동시스템에 속하지 않는 교차로, 또는 연동이동류(주로 직진)의 현시와는 다
른 현시에 진행하는 이동류(주로 양방 분리 좌회전)에 대해서는 1.0 적용
<표 4.6> 정주기신호 연동계수(PF )
만약 TVO가 1.0보다 크거나 0보다 작으면, 적절한 값의 정수를 빼거나 더하
여 TVO의 값이 0～1.0 사이의 값을 갖도록 한다.
(2) 지체 종합 및 서비스 수준 결정
신호교차로의 각 차로군의 자동차 당 제어지체가 결정되면, <표 4.7>을 이용
하여 각 차로군별 서비스 수준을 결정하고, 각 접근로의 제어지체는 차로군별
제어지체를 교통량에 관하여 가중평균하여 구하고 서비스 수준을 구한다. 또
각 접근로의 제어지체를 교통량에 관하여 가중 평균하여 교차로의 평균제어지
체를 구하고 서비스 수준을 결정한다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
d A =
Σd iVi
ΣVi
d I =
Σd AVA
ΣVA
제4장 교통운영과 신호운영 121
여기서, d A : A접근로의 자동차당 평균제어지체(초/대)
di : A접근로 i차로군의 자동차당 평균제어지체(초/대)
Vi : i 차로군의 보정교통량(대/시)
dI : I 교차로의 자동차당 평균제어지체(초/대)
VA : A접근로의 보정교통량(대/시)
서비스 수준 자동차당 제어지체
A
B
C
D
E
F
FF
FFF
≤ 15초
≤ 30초
≤ 50초
≤ 70초
≤ 100초
≤ 220초
≤ 340초
> 340초
<표 4.7> 교차로의 지체와 서비스 수준
(3) 교차로 전체 임계 v/c비
임계 v/c비는 교차로 전체의 v/c비로서 다음과 같은 식으로 나타낸다.
X c = C
C - L ×Σj (v/s)j
이 값은 주기길이가 주어졌을 때 교차로 전체의 현시의 적정성을 평가하는
데 사용된다. 임계 v/c비가 1.0보다 클 경우, 현시계획을 바꾸면 그 값을 1.0
이하로 줄일 수 있다. 그러나 교통량이 전반적으로 클 경우는 신호시간을 최적
화해도 이 값이 1.0을 넘는다.
다. 교차로 좌․우회전 통제
교차로의 회전통제방법은 보호 회전신호를 설치하는 방법, 회전을 금지시키
122 평면교차로 설계 지침
는 방법, 비보호 회전방법이 있다. 이와 같은 회전통제방법은 주로 좌회전교통
에 대한 것으로서 그 통제의 목적은 교차로에서 자동차-자동차, 또는 자동차-
사람간의 상충을 줄이고 사고 위험성을 감소시키며, 자동차의 지체를 줄이고
교차로 용량을 증대시키는데 있다.
(1) 통제방식과 현시
교차로 좌회전통제 방식의 결정은 결국 현시방법의 문제로 귀착된다. 예를
들어 네갈래교차로에서 비보호 좌회전 및 좌회전 금지방식은 2현시이며 보호
좌회전 방식은 4현시 또는 그 이상이다. 사용되는 현시 수에는 제한이 없지만
될수록 적은 것이 좋다(특히 정주기신호에서). 3현시 이상은 주기와 지체가 길
어진다. 왜냐하면 다른 현시의 가용 녹색시간이 감소되기 때문이다. 또 출발지
연, 증가되는 황색시간 및 긴 주기 등에 의하여 교차로 효율이 감소된다. 적절
한 시간계획으로 운영되는 다현시 교통감응신호를 사용하면 이와 같은 바람직
하지 못한 영향을 제거할 수 있다.
현시 수를 결정함에 있어서 안전성을 증대하는 것과 용량을 증대하는 것은
서로 상충되는 수가 많다. 예를 들어 많은 경우 보호 좌회전은 비보호 좌회전
에 비하여 안전하기는 하나 현시 수의 증가로 인해 주기가 길어지며 신호체계
상의 연속진행을 방해하고 지체 및 정지수가 증가한다. 이와 같은 효과는 다시
교통성과나 지체 및 연료소모에 영향을 미치며 결과적으로 모든 교통의 안전성
을 감소시킬 수도 있다. 일반적으로 좌회전과 대향 직진 교통량이 증가하면 좌
회전이 회전하기 위한 대향직진 내의 수락간격을 발견할 수 없는 시점에 도달한
다. 따라서 좌회전 자동차의 대기행렬이 생기므로 같은 접근로를 이용하는 직
진교통의 효율을 저하시킨다.
좌회전 전용차로를 설치하면 수락간격을 기다리는 자동차가 대기하는 공간이
있으므로 이 문제는 해결되나 그렇더라도 이 시점에 이르면 보호 좌회전 신호
방식을 검토해야 한다. 또 다른 해결책으로는 좌회전을 전면 금지하거나 교차
로 구조를 개선하는 방법을 생각해 볼 수 있다. 좌회전 금지는 편리한 우회도
로가 있을 때만 가능하다. 예를 들어 교차로 간격이 균일한 주요 간선도로에서
신호등을 하나 건너씩 설치하여 비보호 좌회전을 시키는 방법이다. 이 때 비신
제4장 교통운영과 신호운영 123
호교차로에서의 좌회전은 대향직진 교통의 자동차군 사이를 이용한다. 이 기법
은 주 간선도로와 교차하는 도로가 교통량이 적은 국지도로의 역할을 할 경우
에만 효과적일 수 있다.
(2) 비보호 좌회전 통제방식
비보호 좌회전은 교통량이 비교적 적은 교차로에서 사용되는 방법이다. 두
도로가 만나는 교차로인 경우 2현시로 운영되므로 주기가 짧고 지체가 적어 효
과적이다. 교통량이 증가하여 좌회전이 반대편의 직진 간격을 이용하여 회전하
기가 어려우면 좌회전에 대한 별도의 통제대책, 회전을 금지하거나 별도의 신
호를 사용하는 등의 방법을 강구해야 한다.
비보호 좌회전을 더욱 효율적으로 운영하기 위해서는 좌회전 전용차로를 설
치한다. 이 전용차로는 좌회전 교통량이 많거나 또는 대향 직진 교통량이 많아
좌회전 대기행렬이 크게 발생하는 곳에 설치해 줌으로써, 같은 접근로의 직진
교통이 방해를 받지 않게 된다. 좌회전 전용차로의 설치에는 교차로 접근로의
폭을 그 만큼 증가시켜야 할 필요성이 제기되나 대부분의 좁은 도시지역 교차
로에서는 이를 설치할 수 없는 곳이 많다.
비보호 좌회전의 허용에 관한 기준은 우리나라 신호기 설치타당성에 대한 기
준(5)과, 이와 유사한 방법을 이용해서 도로용량편람에 근거하여 산정하는 결과
가 있으나 두 결과는 다소의 차이를 보인다.
미국은 별명이 없는 한 녹색신호에서 비보호 좌회전 방식을 사용하고 있으므
로, 어떤 조건 이상이면 보호 좌회전을 사용하도록 한다. 이러한 기준을 반대로
해석하여 이 기준 이하에서 비보호 좌회전을 허용하는 비보호 좌회전 기준으로
사용할 수 있다. 그 기준은 다음과 같다.
(가)교통량 기준
∙좌회전 교통량과 이에 상충하는 직진교통량의 곱이 첨두시간에 100,000
대보다 적을 때
∙첨두시간 좌회전 교통량이 100대보다 적을 때
∙비보호 좌회전에서 녹색신호가 끝난 후 한 접근로, 한 주기당 1대 이하
124 평면교차로 설계 지침
의 좌회전 자동차가 남아있을 때(정주기신호에서)
∙직진교통의 속도가 70 km/시 이하이고 첨두시간의 좌회전 교통량이 50
대/시보다 적을 때
(나)지체기준
∙좌회전 자동차의 지체가 2주기 이하일 때
∙1시간 동안 1주기 이상 지체하는 좌회전 자동차가 없을 때
(다)교통사고 기준
∙연간 좌회전 교통사고가 4건 이하일 때
교차로 신호현시 방법은 좌회전 전용차로 유무, 접근로 폭, 방향별 교통량의
크기에 따라 탄력적으로 선택할 필요가 있다. 예를 들어 좌회전 전용차로가 없
을 경우에는 좌회전 전용신호를 사용해서는 안 되며, 접근로 폭이 좁으면 동시
신호를 사용하면 효과적이다.
(3) 보호 좌회전 통제방식
비보호 좌회전으로 처리하지 못할 정도로 직진 및 좌회전 교통량이 많으면
보호 좌회전통제방식을 사용한다. 이 방법을 사용하면 주기가 길어지므로 다른
자동차나 보행자의 지체가 증가하지만 회전금지 방식보다는 좋은 통제방식이
다.
보호 좌회전은 양방좌회전 또는 동시신호를 직진현시와 조합하여 사용한다.
우리나라에서 사용되는 가장 일반적인 보호 좌회전은 선행양방좌회전 방식이
다. 그러나 이때는 좌회전 전용차로가 필요하다. 그러나 좌회전 전용차로가 없으
면서 이와 같은 통제방식을 사용하고 있는 곳이 간혹 있으나 이는 바람직하지
않다.
(4) 좌회전금지 통제방식
좌회전금지는 교통량이 많은 주요 도로상의 교차로에 많이 사용되는 통제방
법이다. 한 교차로에서 좌회전을 금지하려면 그로 인한 영향이 부근의 다른 교
차로로 파급된다는 것을 고려하지 않으면 안 된다. 또 금지되는 좌회전 교통이
제4장 교통운영과 신호운영 125
대신 이용할 수 있는 대체노선이 있어야 하며, 그와 같은 노선을 검토하기 위
해서는 주위의 교통량과 교통류 패턴을 조사할 필요가 있다.
좌회전 교통량이 많다고 좌회전을 금지해서는 안 되며 적극적으로 이 좌회전
교통을 처리하기 위한 모든 가능한 방법을 찾도록 노력해야 한다. 통상 전반적
인 교통량이 많으면서도 좌회전 교통량의 비율이 크면 좌회전 전용신호를 사용
하여 처리한다.
일반적으로 통용되는 좌회전 금지에 대한 기준은 없지만 미국의 몇 개 도시
에서 사용되는 기준을 소개하면 다음과 같다.
①총 접근교통량 중에서 좌회전이 전체의 20% 이상
②도로 전체 교통량 중에서 좌회전이 전체의 10% 이상
③네갈래교차로에서 횡단해야 하는 대향직진교통량이 차로수에 관계없이 하
루 15,000대 이상
④좌회전한 후 횡단보도를 이용하는 횡단보행자 수가 2,000인/시 이상
⑤600대/시 이상의 자동차가 횡단보행자와 상충되면서 보행자수가 1,000명/
시 이상
⑥좌회전 교통량이 주기당 평균 7대 이상
⑦좌회전으로 인한 연간 교통사고건수가 3건 이상
(5) 우회전 통제
우리나라에서는 현재 보행자 신호기 옆에 우회전용 자동차 신호기를 사용하
고 있는 곳이 많다. 이 신호는 그 접근로를 횡단하는 보행자 신호가 녹색일 때
만 적색이며 그 나머지 시간은 모두 우회전 신호지시를 나타낸다. 우회전 후에
교차 접근로의 횡단보도 신호가 녹색신호를 나타내는 경우에는 정지했다가 보
행자간의 간격을 이용하여 우회전을 완료한다. 따라서 이 우회전 신호는 우회
전 전용신호가 아니라 우회전 허용신호라 볼 수 있다.
우회전 금지는 통상 보행자와 자동차의 상충이 아주 심한 곳에 사용되는 통
제방법이다. 우회전 교통이나 또는 직진교통이 사고위험성이나 지체 또는 혼잡
을 일으킬 가능성이 높을 때 우회전 금지를 할 수도 있다. 그러나 우회전 전용
신호나 또는 제한정도가 적은 대책을 강구함으로써 가능하면 우회전 금지방법
126 평면교차로 설계 지침
을 사용하지 않는 것이 좋다.
4.2.3 교통감응 신호기
가. 교통감응신호기는 접근로에 설치된 검지기로부터 얻은 실시간 교통량
에 따라 통행권이 할당되며, 주기 및 녹색시간 길이와 현시순서가 끊
임없이 조정되며, 경우에 따라서는 교통수요가 없는 현시는 생략되기
도 한다.
나. 교통감응신호기는 부도로 교통량이 매우 적을 경우에 검토하여 설치
한다.
다. 보행자 작동 신호기는 주도로의 교통량은 많으나 보행자가 적은 경우
에 검토하여 설치한다.
【해설】
교통감응신호기를 설치하기 위한 준거는 정주기신호 때와 같다. 그러나 이
신호기는 정주기신호기와는 달리 불필요한 지체를 야기시키지 않으므로 정주기
신호의 설치 준거에 미달하는 곳에 설치해도 무방하다. 이 신호기는 또 도로
중간구간의 횡단보도나 한번에 한 방향으로만 횡단할 수 있는 좁은 횡단로에
설치하면 좋다.
가. 반감응 신호기
이 제어방식은 교통량이 많고 고속의 간선도로와 그 반대의 특성을 가진 도
로가 만나는 교차로에 주로 사용한다.
이와 같은 제어방식은 교통량이 적은 부도로 교통이 신호등 없이는 주도로
교통을 횡단할 수 없는 교차로에 설치하면 좋다. 부도로 교통이 산발적으로 도
착함에도 불구하고 주도로의 교통류를 정주기신호를 이용하여 규칙적으로 단절
시킨다면 효과가 적을 것은 당연하다.
현재 국도에서 사용하고 있는 반감응신호기는 교통량이 많은 주도로에서 교
제4장 교통운영과 신호운영 127
통량이 적은 부도로로 좌회전하는 자동차와, 부도로에서 주도로로 좌회전하는
자동차를 레이저 센서로 감지하여, 좌회전하는 자동차가 있는 경우에만 좌회전
신호를 주도록 운용하고 있다. 이러한 교통여건의 교차로에 반감응신호기를 설
치하게 되면 주도로의 신호에 의한 지체를 감소시키며 신호무시 등으로 인한
교통사고를 줄이는데 효과적이다.
이처럼 부도로 교통량이 매우 적은 교차로에서는 반감응신호기의 설치를 검
토한다.
나. 완전감응 신호기
이 방식은 교차로의 모든 접근로에서 접근하는 자동차를 같은 비중으로 처리
한다. 근본적으로 이 신호기는 접근교통량이 비교적 적고 크기가 비슷하나 짧
은 시간 동안에 교통량의 변동이 심하며 접근로간의 교통량의 분포가 크게 변
하는 독립교차로에 적용하면 좋다. 교통량이 큰 경우에 사용하면 마치 정주기
신호기와 거의 비슷하게 운영되기 때문에 감응신호기로서의 효과가 없다.
완전감응식 제어기는 앞과 같은 운영특성상 다른 신호기와 연동시키더라도 효
과가 없다. 뿐만 아니라 이 신호기의 효과를 최대로 발휘하기 위해서는 도착 교
통패턴에 영향을 미치는 인접 신호등과는 1.5 km 이상 떨어져 있어야 한다.
다. 교통량-밀도 신호기
독립교차로에 대한 교통감응신호기 중에서 가장 이상적이며 교통량, 대기행
렬 길이 및 지체시간에 관한 정보를 수집 기억하였다가 이를 이용하여 현시와
주기를 수시로 수정한다.
라. 도로구간 횡단보도 신호시간
지방지역 도로 주변이 도시화되어 있는 경우는 교통안전 측면에서 신호등 횡
단보도를 설치하는 것이 좋다. 이 경우 횡단보행자가 없는데도 불구하고 자동
차가 불필요하게 정지하는 것을 방지하기 위해 교통감응 신호기의 일종인 보행
자 작동 신호기(push button)를 사용하면 효율적이다.
횡단보도 신호의 설치준거는 신호등설치 준거 2를 적용하면 좋다. 즉, 평일의
128 평면교차로 설계 지침
시간당 자동차 교통량이 양방향 600대 이상이며, 횡단보행자 수가 양방향 150
명 이상인 때가 하루 중 8시간 이상일 경우 횡단보도 신호를 설치한다. 그러나
교통류의 85% 속도가 65 km/시 이상이면 그 기준을 70% 낮게 잡아야 한다.
즉, 시간당 교통량 양방향 400대, 시간당 횡단보행자 양방향 100명 이상이면 횡
단보행자 신호등을 설치해야 한다.
더욱 바람직한 것은 이 횡단보도 신호를 인접한 신호등과 연속진행이 되도록
연동시키면 교통류 단절 가능성을 더욱 줄일 수 있다. 물론 이 경우 반감응 신
호의 효율이 조금은 감소되나 비교적 만족한 수준으로 운영된다. 인접 신호등
과 거리가 800m 이상이면 연동효과를 기대할 수 없으므로 인접 신호등을 고
려할 필요가 없다.
보행자 작동 신호기를 사용하는 경우의 신호시간 파라미터는 다음과 같다.
①자동차 신호
∙최소녹색시간 : 60초
∙황색시간 : 3초
②보행자 신호
∙초기녹색시간 : 2초(녹색)
∙단위연장시간 : 3초(녹색)
∙녹색점멸시간 : 횡단소요 시간으로서 횡단도로 폭(m)을 1.2로 나눈 값 - 5초
∙최대보행시간(소거시간 적색 5초 포함) : 횡단도로의 차로수가 2차로이면
15초, 4차로이면 20초
여기서 소거시간으로 녹색점멸시간에서 5초를 줄여 적색을 켜 줌으로써, 계
속해서 뒤따르는 보행자의 진입을 억제하고 횡단중인 보행자를 신속히 횡단을
완료하게 하는 데 필요한 시간이다. 따라서 이 시간은 사실상 보행자 횡단시간
이며, 이 때의 자동차용 신호는 적색이다.
만약 부득이 정주기신호제어기를 사용하는 경우는 최소 초기녹색시간을 4초
로 하고 이 동안 녹색신호를 보낸다. 그 후 횡단에 필요한 시간에서 소거시간
을 뺀 시간만큼 점멸신호를 사용하여 보행자가 더 이상 횡단을 시작하지 않도
록 하며, 그 이후 적색의 소거시간을 사용하여 보행자가 빨리 횡단을 완료하게
한다.
제4장 교통운영과 신호운영 129
4.2.4 신호의 연동 설계
가. 지방지역 도로상에 있는 인접 신호교차로를 연동시켜 교통류가 연속
진행을 할 수 있도록 하며, 양방통행 도로에서는 중방향 교통을 위주
로 연속진행을 시킨다.
나. 신호등 연동방법은 동시( )시스템, 교호( )시스템, 및 연속진행
시스템으로 나눌 수 있으며, 이 중에서 동시시스템과 교호시스템은
교차로 간격이 짧고 일정한 도시지역 교차로에 적용하며, 연속진행시
스템은 주로 지방지역 교차로에 적용한다.
【해설】
지방지역 도로를 이용하는 교통류를 효율적으로 처리하기 위해서는 신호등을
연동시켜야 한다. 신호등 연동방법은 동시(同時)시스템, 교호(交互)시스템, 및
연속진행(連續進行)시스템으로 나눌 수 있으나 이 중에서 동시시스템과 교호시
스템은 교차로 간격이 짧고 일정한 도시지역 교차로에 적용되는 시스템이다.
연속진행 시스템은 한 교차로에서 방출된 자동차군이 그 다음 교차로의 녹색신
호 시작 순간에 도착하여 적색신호 이전에 통과를 완료하게 하되 자동차군이 분산
되지 않도록 하여 지체를 줄이는 시스템으로서 지방지역 도로에 사용할 수 있다.
연속진행시스템의 장점은 다음과 같다.
∙전체 자동차가 계획된 속도에서 최소의 지체로 계속적인 주행을 하게 된다.
∙각 교차로의 교통조건에 알맞게 시간분할을 할 수 있으므로 최대한의 효율
을 얻을 수 있다.
∙계획된 속도보다 높은 속도로 주행을 하면 연속진행신호에 맞지 않아 자주
정지하게 되므로 높은 속도를 내는 것을 억제시킨다.
가. 연속진행 신호시간계획
간선도로 또는 도로망의 한 노선에서 가장 중요한 것은 자동차가 계속적으로
진행하면서 가능한 한 녹색신호를 효과적으로 이용하는 것이다. 그러자면 옵셋
130 평면교차로 설계 지침
은 자동차군이 정지하지 않고 움직일 수 있도록 설정되어야 한다. 이를 그림으
로 나타낸 것이 시공도(時空圖: Time-Space Diagram)이다. 여기에 사용되는
용어들, 즉, 진행대, 진행대폭, 옵셋 등은 앞에서 설명한 바 있다. 진행대 속도
는 간선도로 교통의 연속진행 속도를 나타내는 것으로서 진행대의 경사와 같다.
양방통행 도로에서는 양방향 모두 연속진행 시키기가 어렵다. 양방통행에서
의 연속진행은 모든 교차로의 간격이 거의 일정하고, 계획된 연속진행속도에
따라 다르지만 그 간격은 300～400m 정도이어야 효과적이다. 그러나 이러한
조건을 모두 갖추기란 어려우므로 진행대폭을 조정할 수밖에 없다.
<그림 4.4>는 시공도를 통한 교통류 제어개념을 보인 것으로서, 각 교차로의
간격이 일정하고 각 교차로의 현시시간이 일정한 이상적인 조건에서의 시공도
를 나타낸다. 이러한 조건이 아니면 어느 한 방향은 진행대폭이 좁아진다.
진행대폭
시 주 기 간
옵 셋
거
리
<그림 4.4> 이상적인 조건의 시공도
나. 일방통행의 연속진행
일반적으로 양방향 간선도로에서는 교통량이 방향별로 변동을 나타낸다. 이
때 교통량이 많은 쪽에 연속진행을 좋게 하고 교통량이 균등한 경우는 동등한
수준의 연속진행을 시킨다.
어느 한 쪽 방향의 연속진행만을 고려할 때, 어느 두 교차로 사이의 옵셋은
두 교차로간의 거리를 희망하는 연속진행 속도로 나눈 값과 같다.
제4장 교통운영과 신호운영 131
그러나 하류부 교차로에 이미 대기하고 있는 자동차가 있으면 이들을 먼저
방출시켜야만 상류부의 자동차가 연속 진행되므로 옵셋은 달라진다. 또 상류부
에 대기 자동차가 있는 경우에도 옵셋 값은 조금 변한다. 상류부와 하류부에
대기 자동차의 존재 유무에 따른 옵셋은 <표 4.8>과 같이 구한다. 여기서 L은
교차로간의 거리(m), U는 희망 연속진행 속도(m/초), n은 하류부 교차로의 대
기 자동차 대수이며 이 때의 대기 자동차는 평균 대기 자동차의 대수를 예측해
서 사용한다.
교차로 대기 자동차 유무
상류부 교차로
대기 자동차 없음 대기 자동차 있음
하류부 교차로
대기 자동차 있음 LU
LU
+ 2.5
대기 자동차 n대 LU
-(1.7n + 2.5) LU-1.7n
<표 4.8> 교차로 대기상태에 따른 옵셋
다. 양방통행의 연속진행
양방통행 도로에서의 신호시간은 도로구간의 길이가 같으면 아주 간단해진
다. 그러므로 새로운 도로망을 건설할 때 이와 같은 사실을 염두에 둔다면 도
로운영의 효율성을 높일 수 있다. 그러나 일반적으로 신호교차로 간의 간격은
일정하지 않다.
양방향 교통을 처리하는 신호시간은 통상 2가지 방법, 즉, 중방향 우대, 평형
처리 중 어느 하나를 선택하여 계획된다. 연동시스템의 목표가 진행대폭을 최
대로 하기 위한 것이라고 할 때 어느 한 방향을 완전히 우대하면 마치 앞에서
설명한 일방통행제의 신호와 같이 만들어 주는 것과 같다.
신호시간 계획에는 이외에도 평형처리 또는 가중처리, 시행착오에 의한 계획
및 도해법, 컴퓨터 이용 방법 등이 있다. 무엇보다 중요한 것은 적용하는 방법
의 기준을 신중하게 재평가해야 한다. 예를 들어, 시스템 내부에 대기 자동차가
있는 경우에는 컴퓨터에서 얻은 최대 진행대폭을 가진 신호시간계획을 가장 좋
은 신호시간계획이라고 말할 수 없다.
132 평면교차로 설계 지침
지방지역 도로에서의 연속진행시스템은 일반적으로 60∼70km/시의 진행속도
에 맞추며, 교통량과 부근 지역의 개발정도, 혼합교통, 보행자 및 횡단교통이
증가함에 따라 혹은 차로폭이 감소함에 따라 계획속도를 낮게 한다. 신호교차
로간의 거리가 800m이상이면 자동차군의 분산이 심하여 연속진행의 효과는
기대하기 힘들다.
4.2.5 네갈래교차로의 신호시간 산정 및 서비스수준 분석(예제)
가. 주어진 도로 및 교통조건
모든 우회전 차로에서 직진가능
B, D접근로의 좌회전 차로는
직진이용 가능
40
800
1,400 250
600
300
230 1,200
숫자는 설계교통량
(단위 : 대/시)
BD 도로폭 : 18m
AC 도로폭 : 20m
C
D B
A
∙대형자동차 혼입률 : 5%(pce=1.8)
∙간선도로(남북도로) 주행속도 : 70 km/시
∙북쪽 교차로까지 거리 : 500 m, 옵셋 25초
∙남쪽 교차로까지 거리 : 600 m, 옵셋 30초
∙ E L=1.2, E R=2.4
∙횡단보행자 많음
나. 차로군 분류
제4장 교통운영과 신호운영 133
(1) 북쪽 접근로
∙좌회전 전용차로의 순혼잡도 : (v/so )L = ( 1.2 200
2,200 ) = 0.109
∙직진차로의 순혼잡도 : (v/so )T = ( 1,492
2,200×2 ) = 0.339
∙우회전차로의 순혼잡도 : (v/so )R = ( 2.4 78
2,200 ) = 0.085
∙분류 : 좌회전 전용차로군 및 직진+우회전 차로군
(2) 남쪽 접근로
∙좌회전 전용차로의 순혼잡도 : (v/so )L = ( 1.2 185
2,200 ) = 0.101
∙직진차로의 순혼잡도 : (v/so )T = ( 1,281
2,200×2 ) = 0.291
∙우회전차로의 순혼잡도 : (v/so )R = ( 2.4 56
2,200 ) = 0.061
∙분류 : 좌회전 전용차로군 및 직진+우회전 차로군
(3) 동쪽 접근로
∙좌회전차로의 순혼잡도 : (v/so )L = ( 1.2 287
2,200 ) = 0.157
∙직진차로의 순혼잡도 : (v/so )T = ( 520
2,200 ) = 0.236
∙우회전차로의 순혼잡도 : (v/so )R = ( 2.4 37
2,200 ) = 0.04
∙ (v/so )TR = ( 520+2.4 37
2,200×2 ) = 0.138 ＜ 0.17
∙분류 : 실질적 좌회전 전용차로군 및 직진+우회전 차로군
(4) 서쪽 접근로
∙좌회전 차로의 순혼잡도 : (v/so )L = ( 1.2 42
2,200 ) = 0.023
∙직진차로의 순혼잡도 : (v/so )T = ( 782
2,200 ) = 0.355
∙우회전차로의 순혼잡도 : (v/so )R = ( 2.4 63
2,200 ) = 0.069
∙ (v/so )TL = ( 782+1.2 42
2,200×2 ) = 0.189 ＞ 0.069
∙분류 : 모든 이동류는 통합차로군 형성
134 평면교차로 설계 지침
다. 포화교통량 산정
도로용량편람의 방법으로 구한 각 차로군의 포화교통량은 다음과 같다.
2,150
3,280
5,290 2,200
4,180
1,840
2,200 5,370
숫자의단위는
BD 도로폭 : 18m
AC 도로폭 : 20m
C
D B
A
라. 소요 현시율
각 차로군의 소요 현시율은 그 차로군의 교통량을 포화교통량으로 나눈 값
으로 <표 4.9>와 같다.
접근로 차로군 v s v/s
A
직진＋우회전
좌회전
1,570
200
5,930
1,763
0.265
0.114
C
직진＋우회전
좌회전
1,337
185
5,996
1,763
0.223
0.105
B
직진＋우회전
좌회전
557
287
3,870
1,763
0.144
0.163
D 직진＋우회전＋좌회전 887 5,720 0.155
<표 4.9> 각 차로군의 소요 현시율
마. 황색시간 결정
앞의 주어진 도로 조건에서 A, C 도로의 폭은 20m, B, D 도로의 폭은 18
제4장 교통운영과 신호운영 135
m이며, 접근속도는 다 같이 60 km/시, 임계감속도는 5.0 m/초², 자동차의 길이
5m라 할 때 ;
AC 도로의 황색시간(BD 도로 횡단) :
Y = 1.0 + 60/3.6
2×5 + (18+5)
60/3.6 = 4.1초
BD 도로의 황색시간(AC 도로횡단) :
Y = 1.0 + 60/3.6
2×5 + (20+5)
60/3.6 = 4.2초
바. 현시 결정
(1) 남북도로
남북도로는 좌회전 전용차로가 있으므로 중첩현시나 단순현시를 사용할 수
있다.
(가) 단순현시 방법
φ 1 φ 2
Σyi=0.379
(나) 중첩현시 방법
직진중첩 동시신호 방식 (동시신호→직진→동시신호)
0.265
0.114
0.114
계 0.370
0.223
0.151
0.105
0.105
중첩현시와 단순현시를 비교해 볼 때, 중첩현시의 현시율의 합이 0.370으로서
단순현시의 0.379보다 적으므로 더 효율적이다.
(2) 동서도로
136 평면교차로 설계 지침
동서도로는 전용좌회전 차로가 없으므로 동시신호나 비보호 좌회전을 사용해
야 한다. 그러나 서쪽 접근로의 직진과 동쪽 접근로의 좌회전 교통량이 우리나
라 비보호 좌회전 신호기준에 적합하지 않으므로 비보호 좌회전을 사용하지 않
고 동시신호 방식을 사용한다.
φ 3 φ 4
0.155 0.163
Σyi=0.318
사. 주기 결정
Webster 방법으로 본 예제의 적정주기를 구하면 다음과 같다.
주기당 총 손실시간 L=4.1+4.1+4.2+4.2+4(2.3-2.0)=17.8초
Co= 1.5(17.8)+5
1-0.688 =102 → 110초 (5현시 경우)
Co= 1.5(17.8)+5
1-0.697 =105 → 110초 (4현시 경우)
만약 이 값이 140초를 넘으면 좌회전을 금지하거나 B, D 접근로에 좌회전
전용차로를 설치하는 등 별도의 방안을 강구해야 한다.
여기서 특히 유의해야 할 것은 5현시인데도 4현시와 마찬가지의 손실시간을
사용한 것이다. 그 이유는 5현시 중 3현시가 중첩현시이기 때문이다. 즉, 중첩
현시라 할지라도 이동류 각각에 대한 황색신호는 한번밖에 없으므로 4현시 때
와 손실시간이 같다.
아. 최소녹색시간 계산
보행자 횡단을 고려한 자동차의 최소녹색시간은 다음과 같이 구한다. 이 시
간은 15초보다 적어서는 안된다.
①보행자횡단 시간
∙A, C 접근로(B, D 도로 횡단)
제4장 교통운영과 신호운영 137
18
1.2 =15초 (점멸 시간：15-4.1=10.9초)
∙B, D 도로(A, C 도로 횡단)
20
1.2 =16.7초 (점멸 시간：16.7-4.2=12.5초)
②최소녹색시간(보행자 횡단시간－황색시간＋보행자 최소 초기녹색시간)
∙A, C 접근로 : 10.9+7=17.9초
∙B, D 접근로 : 12.5+7=19.5초
자. 주기분할
(1) 단순현시 방법
앞의 연속된 예에서 4현시를 기준으로 할 때 각 현시의 신호시간은 다음과
같이 구한다.
①주기당 유효녹색시간 : 110－2(4.1＋4.2)－4(0.3)＝92.2초
②각 현시의 녹색시간(4현시 기준)
φ 1=92.2×(0.114/0. 697)+0.3=15.4초
φ 2=92.2×(0.265/0. 697)+0.3=35.3초
φ 3=92.2×(0.155/0. 697)+0.3=20.8초
φ 4=92.2×(0.163/0. 697)+0.3=21.9초
③ 최소 녹색시간과 비교
∙A, C 접근로 직진 : 35.3초＞17.9초 OK
∙D 접근로 동시신호 : 20.8초＞19.5초 OK
∙B 접근로 동시신호 : 21.9초＞19.5초 OK
(2) 중첩현시 방법
앞의 예에서 5현시를 기준으로 할 때 각 현시의 신호시간은 다음과 같이 구
한다.
①주기당 유효녹색시간 : 110－2(4.1＋4.2)－4(0.3)＝92.2 초
②각 현시의 유효녹색시간
138 평면교차로 설계 지침
φ1 : 92.2×( 0.114/0. 688)=15.3 초
φ2 : 92.2×( 0.151/0. 688)=20.2 초
φ3 : 92.2×( 0.105/0. 688)=14.1 초
φ4 : 92.2×( 0.155/0. 688)=20.8 초
φ5 : 92.2×( 0.163/0. 688)=21.8 초
③각 이동류의 실제녹색시간
A 접근로 : 좌회전; 15.3+0.3=15.6초
직진; 15.3+20.2+0.3=35.8 초
C 접근로 : 좌회전; 14.1+0.3=14.4 초
직진; 14.1+20.2+0.3=34.6 초
D 접근로 : (좌회전＋직진) ; 20.8+0.3=21.1초
B 접근로 : (좌회전＋직진) ; 21.8+0.3=22.1초
④최소녹색시간과 비교
∙A 접근로 직진 : 35.8 초＞17.9 초 OK
∙C 접근로 직진 : 34.6초＞17.9초 OK
∙D 접근로 동시신호 : 21.1초＞19.5초 OK
∙B 접근로 동시신호 : 22.1초＞19.5초 OK
차. 평균제어지체 계산 및 서비스수준 결정
지체를 계산하기 위해서는 각 차로군의 녹색시간비, 포화도 및 용량을 알아
야 한다. 이들을 계산하면 <표 4.10>과 같다.
(1) 접근로별 평균제어지체
(가)각 차로군별 균일지체 및 증분지체
각 차로군별로 다음 공식을 이용하여 균일지체, 증분지체를 구한다.
균일지체 : d 1=
0.5C (1- gC
)2
1-[min(1,X) gC
]
제4장 교통운영과 신호운영 139
접근로 차로군 s v/s g/C X c
A 직진+우회전
좌회전
5,930
1,763
0.265
0.114
0.323
0.139
0.82
0.82
1,915
245
C 직진+우회전
좌회전
5,996
1,763
0.223
0.105
0.312
0.128
0.715
0.82
1,870
226
B 직진+우회전
좌회전
3,870
1,763
0.144
0.163 0.198 0.727
0.822
766
349
D 직진+우회전+좌회전 5,720 0.155 0.189 0.82 1,082
<표 4.10> 차로군의 녹색시간비, 포화도 및 용량
증분지체 : d 2= 900T [ (X -1) + (X -1) 2 + 4X
cT ]
①북쪽(A) 접근로
∙직진+우회전 차로군 :
d 1=
0.5C (1 - gC
)2
1- [min(1,X) gC
] = 55(1- 0.323) 2
1-0.265 = 34.3초
d 2= 900T [ (X-1) + (X -1) 2 + 4X
cT ]
= 900×0.25 [ (0.82-1) + ( 0.82-1) 2 + 4×0.82
1,915×0.25 ] = 4.1초
∙좌회전 차로군 :
d 1=
0.5C (1 - gC
)2
1- [min(1,X) gC] = 55(1- 0.139) 2
1-0.114 = 46.0초
d 2= 225 [ (0.82-1) + ( 0.82-1) 2 + 4×0.82
245×0.25 ] = 25.5초
같은 방법으로 다른 접근로에 대하여 계산한 결과는 다음과 같다.
②남쪽(C) 접근로
∙직진+우회전 차로군 : d 1= 33.5초, d 2= 2.4초
∙좌회전 차로군 : d 1= 46.7초, d 2= 27.2초
140 평면교차로 설계 지침
③동쪽(B) 접근로
∙직진+우회전 차로군 : d 1= 41.3초, d 2= 6.0초
∙좌회전 차로군 : d 1= 42.3초, d 2= 19.2초
④서쪽(D) 접근로
∙좌회전+직진+우회전 차로군 : d 1= 42.8초, d 2= 7.0초
(나)연동보정계수 계산 및 평균제어지체 계산
인접 교차로간의 거리, 순행속도 및 옵셋을 이용하여 다음 공식으로 옵셋 편
의율을 구하고 앞의 <표 4.10>을 이용하여 연동 보정계수를 얻는다. 이 값을
각 차로군의 균일지체에 적용하여 차로군의 평균제어지체 값을 구한다.
옵셋 편의율 : TVO =
Tc -offset
C
차로군 평균제어지체 : d i =d 1(PF) +d 2
①북쪽(A) 접근로
∙ Tc = 500
70/3.6 =25.7초
∙ TVO = 25.7-25
110 =0.006
∙<표 4.6>에서 직진+우회전 차로군의PF = 0.73
좌회전 차로군의 PF = 1.0
∙ d TR=34.3×0.73+4.1=29.1초
∙ d L=46.0×1.0+25.5=71.5초
②남쪽(C) 접근로
∙ Tc = 600
70/3.6 =30.9초
∙ TVO = 30.9-30
110 =0.008
∙<표 4.6>에서 직진+우회전 차로군의PF = 0.73
좌회전 차로군의 PF = 1.0
∙ d TR=33.5×0.73+2.4=26.9초
제4장 교통운영과 신호운영 141
∙ d L=46.7×1.0+27.2=73.9초
③동쪽(B) 접근로
연속진행을 고려하지 않으므로
∙모든 차로군의PF = 1.0
∙ d TR=41.3×1.0+6.0=47.3초
∙ d L=42.3×1.0+19.2=61.5초
④서쪽(D) 접근로
연속진행을 고려하지 않으므로
∙차로군의PF = 1.0
∙ d LTR=42.8×1.0+7.0=49.8초
(다)접근로의 평균제어지체 계산
접근로 안에 있는 각 차로군의 평균제어지체를 교통량에 관해 가중 평균하여
접근로 전체의 평균제어지체를 구한다.
접근로 평균제어지체 : d A =
Σd iVi
ΣVi
①북쪽(A) 접근로
∙ d A = 29.1×1,570+71.5×200
1,770 =33.9초
②남쪽(C) 접근로
∙ d C = 26.9×1,337+73.9×185
1,522 =32.6초
③동쪽(B) 접근로
∙ d B = 47.3×557+61.5×287
844 =52.1초
④서쪽(D) 접근로
∙ d D = 49.8초
(2) 교차로 전체 평균제어지체 및 서비스 수준
∙교차로 전체의 평균제어지체
142 평면교차로 설계 지침
d I =
Σd AVA
ΣVA
= 33.9( 1,770)+32.6(1,5 22)+52.1( 844)+49.8(887)
5,023 =39.4초
∙교차로 전체의 서비스 수준
<표 4.7>을 이용하여 서비스 수준을 구한다. 이 결과는 <표 4.11>과 같다.
접근로 차로군
평균제어지체(초/대) 접근로
서비스
수준
교차로전체
평균제어지
체(초/대)
교차로전체
서비스
차로군별 접근로 수준
평균
북쪽 직진+우회전
좌회전
29.1
71.5 33.9 C
39.4 C
남쪽 직진+우회전
좌회전
26.9
73.9 32.6 C
동쪽 직진+우회전
좌회전
47.3
61.5 52.1 D
서쪽 직진+우+좌회전 49.8 49.8 C
<표 4.11> 교차로 전체의 서비스 수준
카. 교차로 전체 임계 v/c비
Σj
(v/s)j =0.114+0. 265+0.163+0.155=0.697
L =2(4.1)+2(4.2)+4(0.3)=17.8초
X c = C
C - L ×Σj (v/s)j
= 110
110 - 17.8 × 0.697 = 0.83
각 차로군의 v/c비와 교차로 전체의 임계v/c가 거의 같으므로 이 교차로의
신호시간 계획은 매우 적절하다고 판단되며 또 임계 v/c비가 0.83이므로 혼잡
한 편은 아니라고 판단 할 수 있다.
제4장 교통운영과 신호운영 143
4.2.6 세갈래교차로의 신호시간 산정 및 서비스수준 분석(예제)
가. 주어진 도로 및 교통조건
숫자는 보정된 설계교통량
(대/시)
모든 접근로 폭 : 20m
대형자동차 혼입률 : 5%
(pce=1.8)
주행속도 : 70km/시
독립교차로
EL=1.2, ER=2.4
1,034
183
1,400
520
797 242
∙대형자동차 혼입률 : 5%(pce=1.8)
∙동서도로 주행속도 : 70 km/시
∙동쪽 교차로까지 거리 : 400 m, 옵셋 25초
∙서쪽 교차로까지 거리 : 400 m, 옵셋 15초
∙ E L=1.2, E R=2.4
∙모든 접근로의 폭 20m, 횡단보행자 많음
나. 차로군 분류
(1) 동쪽 접근로
∙직진차로의 순혼잡도 : (v/so )T = ( 1,400
2,200×3 ) = 0.212
∙좌회전차로의 순혼잡도 : (v/so )L = ( 1.2 520
2,200 ) = 0.284
∙분류 : 좌회전 전용차로가 있으므로 좌회전 전용차로군 및 직진 차로군
(2) 남쪽 접근로
∙좌회전 전용차로의 순혼잡도 : (v/so )L = ( 1.2 797
2,200×2 ) = 0.217
∙우회전차로의 순혼잡도 : (v/so )R = ( 2.4 242
2,200 ) = 0.264
144 평면교차로 설계 지침
∙분류 : 좌회전과 우회전이 차로를 공유할 수 없으므로 전용차로군 및
우회전전용차로군
(3) 서쪽 접근로
∙직진차로의 순혼잡도 : (v/so )T = ( 1,034
2,200×2 ) = 0.235
∙우회전차로의 순혼잡도 : (v/so )R = ( 2.4 183
2,200 )=0.20
∙분류 : 0.2＜0.235이므로 직진+우회전 통합차로군
다. 포화교통량 산정
도로용량편람의 방법으로 구한 각 차로군의 포화교통량은 다음과 같다.
∙동쪽 접근로 : sT=6,345 vphg, sL=1,763 vphg
∙남쪽 접근로 : sL=3,526 vphg, sR=920 vphg
∙서쪽 접근로 : sTR=5,244 vphg
라. 소요 현시율
각 차로군의 소요현시율은 그 차로군의 교통량을 포화교통량으로 나눈 값으
로 다음 <표 4.12>와 같다.
접근로 차로군 교통량(v) 포화교통량( s) 현시율(v/s)
동쪽
직진
좌회전
1,400
520
6,345
1,763
0.221
0.295
남쪽
좌회전
우회전
797
242
3,526
920
0.226
0.263
서쪽 직진+우회전 1,217 5,244 0.232
<표 4.12> 각 차로군의 소요현시율
마. 황색시간 결정
모든 현시의 황색시간을 4.0초라 가정한다.
제4장 교통운영과 신호운영 145
바. 현시 결정
횡단 보행자가 많아 보행자 현시를 확보하기 위해서는 보행자 횡단현시와 상
충되지 않는 이동류끼리 묶어서 다음과 같이 현시를 결정한다. 사각형 안의 숫
자는 임계 현시율이다.
현시 1 현시 2 현시 3
현시율의 합 : Σy = 0.753
사. 주기 결정
웹스터 방법으로 본 예제의 적정주기를 구하면 다음과 같다.
주기당 총 손실시간 L=3×4+3(2.3-2. 0)=12.9초
Co= 1.5(12.9)+5
1-0.753 =98.6 → 100초
아. 최소녹색시간 계산
보행자 횡단을 고려한 자동차의 최소녹색시간은 다음과 같이 구한다. 이 시
간은 15초보다 적어서는 안 된다.
①보행자횡단 시간
∙동서도로 횡단
20
1.2 =16.7초 (점멸 시간：16.7-4=12.7초)
∙남쪽 접근로 횡단
20
1.2 =16.7초 (점멸 시간：16.7-4=12.7초)
②최소녹색시간
모든 접근로 : 12.7+7=19.7초
146 평면교차로 설계 지침
자. 주기분할
①총 유효녹색시간 : 100－12.9＝87.1초
②각 현시의 녹색시간
φ 1=87.1×(0.226/0.753)+0.3=26.5초
φ 2=87.1×(0.232/0.753)+0.3=27.1초
φ 3=87.1×(0. 295/0.753)+0.3=34.4초
③ 최소 녹색시간과 비교
각 현시의 녹색시간이 최소녹색시간 19.7초보다 크므로 만족
차. 평균제어지체 계산 및 서비스수준 결정
지체를 계산하기 위해서는 각 차로군의 녹색시간비, 포화도 및 용량을 알아
야 한다. 이들을 계산하면 <표 4.13>과 같다.
접근로 차로군 s v/s g/C X c
동쪽
직진
좌회전
6,345
1,763
0.221
0.295
0.268
0.341
0.82
0.87
1,700
601
남쪽
좌회전
우회전
3,526
920
0.226
0.263
0.262
0.341
0.86
0.77
924
314
서쪽 직진+우회전 5,244 0.232 0.268 0.87 1,405
<표 4.13> 차로군의 녹색시간비, 포화도 및 용량(세갈래교차로)
(1) 접근로별 평균제어지체
(가)차로군별 균일지체 및 증분지체
차로군별로 다음 공식을 이용하여 균일지체, 증분지체를 구한다.
균일지체 : d 1=
0.5C (1- gC
)2
1-[min(1,X) gC
]
증분지체 : d 2= 900T [ (X -1) + (X -1) 2 + 4X
cT ]
①동쪽 접근로
제4장 교통운영과 신호운영 147
∙직진 차로군 :
d 1=
0.5C (1 - gC
)2
1- [min(1,X) gC
] = 50(1- 0.268) 2
1-0.221 = 34.4초
d 2= 900T [ (X-1) + (X -1) 2 + 4X
cT ]
= 900×0.25 [ (0.82-1) + ( 0.82-1) 2 + 4×0.82
1,700×0.25 ] = 4.6초
∙좌회전 차로군 :
d 1=
0.5C (1 - gC
)2
1- [min(1,X) gC
] = 50(1- 0.341) 2
1-0.295 = 30.8초
d 2= 225 [ (0.87-1) + ( 0.87-1) 2 + 4×0.87
601×0.25 ] = 15.8초
같은 방법으로 다른 접근로에 대하여 계산한 결과는 다음과 같다.
②남쪽 접근로
∙좌회전 차로군 : d 1= 35.2초, d 2= 10.3초
∙우회전 차로군 : d 1= 29.5초, d 2= 16.5초
③서쪽 접근로
∙직진+우회전 차로군 : d 1= 34.9초, d 2= 7.6초
(나)연동보정계수 계산 및 평균제어지체 계산
인접 교차로간의 거리, 순행속도 및 옵셋을 이용하여 다음 공식으로 옵셋
편의율을 구하고 <표 4.6>을 이용하여 연동 보정계수를 얻는다. 이 값을 각 차
로군의 균일지체에 적용하여 차로군의 평균제어지체 값을 구한다.
옵셋 편의율 : TVO =
Tc -offset
C
차로군 평균제어지체 : d i =d 1(PF) +d 2
①동쪽 접근로
직진 차로군의 PF
∙ Tc = 4500
70/3.6 =20.6초
148 평면교차로 설계 지침
∙ TVO = 20.6-25
100 =-0.04
TVO는 0과 1.0 사이의 값이므로 1.0을 더하여 0.96의 값으로 한다.
∙ g/C=0.268이므로, <표 4.6>에서 직진차로군의PF = 1.02
좌회전 차로군의 PF = 1.0
∙ d T=34.4×1.02+4.6=39.7초
∙ d L=30.8×1.0+15.8=46.6초
②남쪽 접근로
연동시스템에 속하지 않으므로 두 차로군 모두 PF = 1.0
∙ d L=35.2+10.3=45.5초
∙ d R=29.5+16.5=46.0초
③서쪽 접근
직진 차로군의 PF
∙ Tc = 400
70/3.6 =20.6초
∙ TVO = 20.6-15
100 =0.056
∙ g/C=0.268이므로, <표 4.6>에서 직진+우회전 차로군의PF = 0.65
∙ d LTR=34.9×0.65+7.6=30.3초
(다)접근로의 평균제어지체 계산
접근로 안에 있는 각 차로군의 평균제어지체를 교통량에 관해 가중 평균하
여 접근로 전체의 평균제어지체를 구한다.
접근로 평균제어지체 : d A =
Σd iVi
ΣVi
①동쪽 접근로
∙ d A = 39.7×1,400+46.6×520
1,920 =41.6초
②남쪽 접근로
∙ d B = 45.5×797+46.0×242
1,039 =45.6초
③서쪽 접근로
제4장 교통운영과 신호운영 149
∙ d C =30.3초
(2) 교차로 전체 평균제어지체 및 서비스 수준
∙교차로 전체의 평균제어지체
d I =
Σd AVA
ΣVA
= 41.6(1,920)+45.6(1,0 39)+30.0(1,217)
4,176 =39.3초
∙교차로 전체의 서비스 수준
<표 4.14>을 이용하여 서비스 수준을 구한다. 이 결과는 다음과 같다.
접근로 차로군
평균제어지체(초/대) 접근로
서비스
수준
교차로전체
평균제어지체
(초/대)
교차로전체
서비스 차로군별 접근로 평균 수준
동쪽
직진
좌회전
39.7
46.6
41.6 C
남쪽 39.3 C
좌회전
우회전
45.5
46.0
45.6 C
서쪽 직진+우회전 30.3 30.3 C
<표 4.14> 교차로 전체의 서비스 수준
카. 교차로 전체 임계 v/c비
Σj
(v/s)j =0.226+0. 232+0.295=0.753
L =3현시 × 4초+3(0.3)=12.9초
X c = C
C - L ×Σj (v/s)j
= 100
100 - 12.9 ×0.753=0.86
각 차로군의 v/c비와 교차로 전체의 임계 v/c가 거의 같으므로 이 교차로의
신호시간 계획은 매우 적절하다고 판단되며 또 임계 v/c비가 0.86이므로 혼잡
한 편은 아니라고 판단 할 수 있다.
