Ⅰ. 서 론

1. 연구의 배경 및 목적

첨두시, 주말, 휴일 및 명절 동안 용량을 초과하 는 교통수요 집중현상으로 인하여 고속도로 지․정 체가 빈번히 발생하며, 이로 인해 고속도로 본연의 기능인 이동성 확보에 곤란을 겪고 있는 실정이다.

그간 고속도로 지․정체를 해결하기 위하여 다양 한 고속도로 교통류 관리기법이 국내에 적용되어 왔다. 고속도로 교통류 관리의 대표적인 기법인 램 프미터링은 진입램프에서 교통량을 조절함으로써 고속도로 본선의 이동성을 확보하는 기법으로 다양 한 장점에도 불구하고, 국내에서는 여러 가지 이 유1)로 도입 및 정착이 어려웠다. 또 다른 대안으로 대부분이 폐쇄식으로 운영 중인 국내 고속도로 운 영실태2)를 반영한 미터링 기법인 톨게이트 진입제 어기법도 적용되고 있다.

톨게이트 진입제어기법은 본선 교통상황에 따라 톨게이트 개방 부스수를 조절, 본선으로 진입하는 교통량을 관리하여 통행환경을 유지하는 방식으로 명절 특별수송기간과 주말 일부 영업소에서 실시하 고 있다. 하지만, 운영기준 및 세부운영기법에 대한 사전연구는 충분하지 않은 시작단계라 할 수 있다.

이와 더불어 교통관리용 정보수집 인프라는 루 프검지기 위주의 지점수집방식에서 탈피, 전자지불 시스템인 Hi-Pass OBU(On-Board Unit)와 고속도로 본선 노변에 설치된 RSE(Road Side Equipment) 간 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 통신을 통한 구간수집방식으로 다변화되고 있다.

이러한 배경에서 국내 고속도로 운영 특성에 적 합한 톨게이트 진입제어의 시행효과 증진과 다양한 교통정보를 활용한 제어기준, 시행방안, 최적운영방 안 등에 대한 검토가 선행되어야 할 필요가 있다.

본 연구는 고속도로 교통관리자가 교통관리 의 사결정시 의사결정도구로 활용할 수 있도록 톨게이 트 진입제어에 대하여 운영방식을 개선하고 제어과 정을 반영, 톨게이트 진입제어에 대한 운영결과를 제공할 수 있는 효과분석 툴 개발을 목적으로 한다.

Ⅱ. 선행연구 및 기존사례 고찰

톨게이트 진입제어는 신호등에 의해 진입량을 조절하는 램프미터링과 달리 요금징수시설인 톨게 이트를 진입조절 시설로 이용하게 되며 대부분의 톨게이트가 진출입 램프에 설치된 폐쇄식 고속도로 에 적합한 기법이다. 고속도로가 폐쇄식으로 운영 되는 국내 및 일본 이외에는 설치사례가 전무한 실 정이고 개방식으로 고속도로가 운영되는 대부분의 국가에서 램프미터링이 적용중이다. 이러한 제한적 인 적용 및 운영으로 직접적으로 연관된 선행연구 및 설치사례는 희소하다고 할 수 있다.

1. 톨게이트 진입제어 사례 및 기준

1) 일본사례

일본 한신고속도로는 1980년대부터 램프미터링 과 톨게이트 진입제어기법을 혼용하여 사용하고 있 으며, 미터링 적용방법은 <표 1>과 같다[1].

한신고속도로의 진입로 미터링 제어를 위한 세 부사항은 다음과 같으며 제어방식을 설명한 내용은 <그림 1>과 같다[2, 3].

HEROINE(Hanshin Expressway Real-time Observati on-based & INtegrated Evaluator)은 한신고속도로 단 기 교통상황 묘사용 거시 시뮬레이터로 교통수요모 형, 교통류모형, 경로선택모형, 교통제어 모형 등으 로 구성된다. 10초단위 이동차량을 묘사하여 유입 교통량, 통과차량, 구간내 차량, 속도, 점유율, 밀도, 혼잡판단, 톨게이트 대기차량 등을 파악할 수 있다.

Yukimoto 외(2002)의 연구에서 진입램프폐쇄와 톨게이트 부스제어의 효과를 HEROINE를 통해 분 석한 결과 오사카-이케다선의 오전첨두시 고속도로 본선에서 혼잡발생교통량은 약 10.4%가 감소하고 전체 통행속도는 약 2.7%가 증가하는 것으로 밝히 고 있다[3].

2) 국내사례

한국도로공사 일부관리구간에서는 “영업소 진입 교통량 자동조절 시스템”의 명칭으로 2009년 12월 부터 주말 및 명절 특별수송기간에 톨게이트 진입 제어를 실시 중에 있으며 대상 영업소 진입부 정체 및 민원 등을 고려하여 탄력적으로 시행하고 있다.

제어기준은 VDS(Vehicle Detection System : 차량 정보 수집체계로 FTMS(Freeway Traffic Management System)에서 주로 루프검지기를 사용) 지점속도로 추정된 구간별 통행상황이며 제어실시에 대한 최종 확인은 CCTV를 통해 운영자가 지·정체길이를 확 인, 제어조건을 만족할 경우 톨게이트 개수를 조절 하게 된다. 동일 노선내에서 노선전체의 혼잡길이 에 따라 제어 강도를 1, 2단계로 구분하여 운영하며 노선별 세부진입조절 기준은 <표 2>와 같다3)[4].

대상 톨게이트는 제어방향별로 개수가 틀리며 경부선, 서해안선, 영동선, 중부선 등 하행 15개소, 상행 18개소이다. 전술한 것처럼 VDS 및 CCTV를 통해 전체구간의 지·정체 길이를 합산하여 진입조 절기준을 만족시키는지를 확인하고 조건을 만족시 킬 경우 단계별 제어를 실시한다. 1단계의 경우 입 구차로를 1개 차로 폐쇄하고, 2단계는 2개 차로를 폐쇄한다. 2차로 운영영업소의 경우 최소 운영차로 수 확보를 위해 2단계는 시행하지 않게 된다.

2008년 명절 특송기간부터 시범적으로 운영되었 으며, 2009년 설연휴 4개 노선 22개 영업소를 대상 으로 실시한 결과 귀성 및 귀경 방향 정체길이를 40~60km 가량 단축시키는 효과를 나타낸 것으로 확인되었다[5]. 임진원(2011)의 연구에서는 교통시 뮬레이터인 VISSIM을 이용하여 톨게이트 진입제어 의 효과를 분석한 결과 1단계 시행시 6백만원/시의 절감효과가 나타났고 2단계 시행시 12백만원/시의 절감효과가 나타나는 것으로 분석하고 있다[6].

2. 혼잡지표 및 기준

이승준 외(2008)는 기존에 사용 중인 혼잡 측정 기준의 정리를 통해 교통량기반 측정기준, 통행시 간기반 측정기준, 통행밀도기반 측정기준 등 세 가 지 유형으로 분류하였다[7].

원제무(2004)는 도시교통시설의 혼잡도를 나타내 는 지표로 속도, 교통시설의 v/c 특성, 자유이동류를 제약하는 차량의 비율 및 제약시간 길이 등을 함께 나타낼 수 있어야 한다고 정의하고 있다[8].

오오쿠라 이즈미(2007)는 “자동차 전용도로에서 정체검출의 상태량으로서는 평균 속도를 쓰는 경우 가 많다”라고 명시하고 있다[9].

도로용량편람(2005)에서는 “일반적으로 Level of Service(LOS) E수준과 F수준의 경계는 용량이 된다.” 라고 명시하고 LOS F는 “차량 행렬(queue) 또는 와 해상태(breakdown) 지점의 운행상태를 설명하는 데 사용된다. 도착교통량이 통과교통량보다 많으면 차 량 대기 행렬이 형성된다.”라고 정의하고 있다[10].

이러한 정의를 토대로 LOS F 이하 상태를 혼잡 상태로 규정할 수 있고 <그림 2>의 속도-교통량 곡 선에 의해 설계속도 100km/h일 때 혼잡상태 기준속 도는 약 80km/h임을 알 수 있다.

대부분 교통관리시스템에서는 교통정보수집수단 의 1차 수집 정보 중 산출이 편리한 평균통행속도 를 주로 사용하고 있다. 국내의 경우 평균통행속도 에 따라 정체, 서행, 소통원활 3단계로 소통상태를 구분하고 있으며 세부사항은 <표 3>과 같다.

일본 도로공단에서도 통행속도 기반으로 혼잡을 “통행속도 40km/h 이하로 저속 주행하는 상태”로 정의하고 “정지 및 발진을 반복하는 차량대기행렬 의 규모가 1km 이상이고 15분 이상 지속되는 상태” 와 같은 혼잡 길이를 통한 기준이 추가되어 있다.

Ⅲ. 톨게이트 진입제어 효과분석 툴 개발

1. 현 톨게이트 진입제어방식의 개선

톨게이트 효과분석 툴에서는 기본적으로 현재 운영하고 있는 진입제어기법의 문제점을 진단하고 개선사항을 반영하여 구성하도록 하였다.

기존 진입조절기준은 서행 및 정체 발생구간 길 이이며 교통패턴이 변동되거나 기존 패턴을 따르지 않는 교통현상이 발생하였을 때에는 적용이 어려운 문제가 있다. 또한 대상구간의 전체 서행길이 및 정 체길이를 지표로 사용할 경우 다음과 같은 문제점 이 발생할 여지가 있다.

첫째, VDS 지점속도를 기초자료로 IC(JC)~IC(JC) 의 제어구간 공간평균속도를 추정하는 현 방식에서 는 지점기반변수를 공간기반변수로 변환해야 하며 공간기반 변수 또한, 속도에서 서행 및 정체길이로 변환하여야 하므로 최종 변환된 제어변수가 구간의 교통상황에 대한 대표성을 나타내기가 어렵다.

둘째, 제어구간별 서행 및 정체길이가 아니라 전 체 제어구간의 서행 및 정체길이를 산출하여 제어 기준과 비교를 수행하므로 특정지점에 혼잡이 발 생, 파급되어 제어기준까지 도달 전에는 제어 실시 가 이루어지지 않으므로 상습정체구간 및 특정지점 혼잡발생시 국지적인 제어가 불가능하다.

셋째, 세부적인 혼잡판별 기준을 혼잡상태 변이 의 이론적 속도인 80km/h보다 낮은 70km/h를 사용 하고 있다. 속도기준은 그간 운영 경험치이며 이러 한 기준 적용시에는 교통류의 혼잡상태로의 변이 이후에 제어가 실시되므로 빠른 대응이 어렵다.

자료수집 측면에서도 신뢰도가 저하된 VDS 수 집 자료를 근간으로 최종적으로는 CCTV를 통한 운 영자 육안 확인자료를 이용하므로 제어 전과정을 자동화, 시스템화하기에는 한계가 있다.

운영자측면에서도 제어를 실시할 때 진입제어에 따른 교통상황 변화를 확인할 수 있는 의사결정용 정보 없이 직관적인 운영을 해야 하므로 책임소재 로 인한 소극적 대응이 발생할 소지가 있다.

이러한 전반적 문제점을 개선하고 운영자에게 톨게이트 진입제어시 교통류변화에 대한 정보를 제 공할 수 있는 효과분석 툴을 개발하였고 개발된 효 과분석 툴에는 다음 사항을 개선하였다.

2. 효과분석 툴의 구성

1) 효과분석 툴 기능구성

기존 톨게이트 진입제어 방식의 개선내용이 포 함된 효과분석 툴을 교통상황 진단, 톨게이트 조절, 톨게이트 조절에 따른 통행속도 산출 등 3개 부문 으로 구성하였다.

2) 효과분석 툴의 톨게이트 진입제어 절차

효과분석 툴에서 구현한 톨게이트 진입제어절차 는 <그림 3>과 같으며 관리구간의 교통상황검지 및 제어조건 만족여부 판단, 제어조건 만족시 진입제 어 실시 등의 기본적 절차는 기존모형과 동일하다.

3. 교통상황 진단부문 세부구성

1) 혼잡지표 및 교통정보수집매체 선정

효과분석 툴의 혼잡지표 선정을 위한 기본 전제 는 “수집 및 가공이 용이하고, 이해 및 인식이 쉬우 며 현재 FTMS에서 가장 활발히 사용되어 혼잡상황 의 분류가 가능”이며 이러한 조건을 만족시키는 구 간통행속도를 혼잡지표로 선정하였다.

현재 FTMS에서 사용되고 있는 구간통행속도 수 집매체는 VDS와 Hi-Pass용 RSE를 이용한 방식이 있 다.4) 수집정보 신뢰성이 확보되지 않을 시 교통상황 파악이 어렵고 제어 효과가 반감되게 되므로 구간 통행속도 산출을 위해 실측조사자료와 매체별 산출 자료의 비교를 통한 신뢰성 검증을 실시하였다.5)

신뢰성 검증 결과 잦은 고장과 낮은 신뢰성을 나 타내는 VDS를 대체할 수 있는 Hi-Pass용 RSE를 통 한 수집방식을 정보수집매체로 선정하였다.

2) 제어단위 구성

기존 노선단위 톨게이트 진입제어방식의 문제점 을 보완하기 위해서 제어단위를 IC to IC(JC)를 기 본으로 단위(Congestion Zone, 이하 ConZone)별로 혼잡관리를 실시하도록 구성하였다. 구성방안은 <그림 4>와 같다.

3) 교통상황 진단모형

효과분석 툴의 교통상황 진단부문은 교통류 상 태를 파악하기 위한 부문으로 세부적으로 단구간 검지모형과 다구간 검지모형으로 구성하였다.

단구간 검지모형은 ConZone별 교통상태 및 혼잡 의 시간적 변화를 파악하기 위한 모형이다. 다구간 검지모형은 단구간 검지모형의 검지결과를 기반으 로 ConZone 결합을 통해 혼잡의 공간적인 정도를 파악하기 위한 모형이다.

단구간 검지모형의 교통상태 파악은 하이패스용 RSE 수집자료의 5분 통행속도로 산출하며 교통류 상태 기준은 <표 5>와 같이 도로용량편람상의 이론 적 기준속도인 80km/h를 사용하였다.

다구간 검지모형은 단구간 검지모형 조합을 통 해 노선전반의 교통상태를 파악하는데 사용되며 단 구간 검지모형 교통상태 분류결과를 입력자료로 한 다. 즉, 혼잡파급효과를 파악하기 위한 모형으로서 혼잡파급에 따른 교통류 상태 악화를 방지하기 위 해 제어가 필요한 조건을 다음과 같이 설정하였다.

단구간, 다구간 교통류 상태를 파악한 최종 결과 는 운영자에게 Congestion Map형태를 통해 제공하 게 되며 톨게이트 조절을 위한 기준자료로 활용된 다. Congestion Map에서 가로축은 공간, 세로축은 시간을 나타내므로 세로축을 통한 세부구간의 시간 별 교통 상태변화와 가로축을 통한 특정시간대 발 생하는 혼잡구간 및 혼잡길이 등의 부가적인 자료 를 파악할 수 있으며 예시는 <그림 5>와 같다.

4. 톨게이트 조절부문 세부구성

1) 제어시행방식

톨게이트 용량과 이용률이 적은 경우 진입제어 를 실시하더라도 본선에 대한 진입제어 효과가 미 비하여 제어의 실효성이 떨어진다. 또한, 진입제어 를 시행함에 있어 고속도로 진입이 불가능한 이용 자의 불만도 함께 고려해야할 사항이다.

제어시행방식은 관리구간 내 전체 톨게이트를 대상으로 하는 일괄시행방식과 필요한 톨게이트만 제어하는 일부시행방식으로 구분된다. 본 연구에서 는 수요조절 능력이 낮은 톨게이트를 제외하고, 비 제어 톨게이트를 대안 경로로 활용할 수 있는 일부 시행방식을 채택하였다.

2) 대상톨게이트 선정

일부 시행방식에서는 관리구간 톨게이트 중 필 요한 톨게이트에 대해서만 제어를 실시하므로 진입 제어 대상 톨게이트를 선정할 필요가 있다.

대상 톨게이트 선정을 위해서 톨게이트 용량과 이용률(분석기간 동안 최대진입교통량7)/용량)을 변 수로 군집분석(Cluster Analysis)을 통해 톨게이트를 분류하였으며 군집분석을 위한 통계분석프로그램 은 PASW Statistic 18(SPSS)을 사용하였다.

이용률에 따라 3개 유형으로 톨게이트 그룹을 분 류하였으며 이용률이 높은 그룹과 보통인 그룹만을 제어대상 톨게이트에 포함하였다. 하지만, 이용률이 보통인 그룹 중 TCS 차로가 1차로인 경우 진입제 어가 불가능하므로 대상에서 제외하였다.

진입제어가 실시되고 있는 경부선 하행 서울~남 이JC 구간에 대한 대상톨게이트 선정결과는 비교는 <표 6>과 같다.8)

기존방안에서 대상톨게이트인 기흥 TG는 설치 차로수에 비해 적은 통과교통량으로 이용률이 낮은 그룹에 속하였다. 이런 경우 제어를 실시하더라도 제어의 영향력이 미비하고 제어효과가 반감되므로 본 연구의 대상톨게이트 선정결과에서는 제외하였 다. 반면 청원 TG는 분석결과 이용률이 보통인 그 룹에 포함되어 대상 톨게이트에 포함되었다.

3) 관리구간별 제어 대상 톨게이트의 지정

ConZone은 기본 제어단위로서 제어대상 톨게이 트는 해당 Conzone의 시작노드에 위치한 톨게이트 로 설정한다. 하지만, 일부 시행방식에서 ConZone 과 제어대상 톨게이트 관계가 1:1대응이 불가능하 므로 ConZone별로 대상 톨게이트를 매칭할 필요가 있다. ConZone의 시작노드에 JC(신갈JC~수원IC)가 포함된 경우나 ConZone(기흥동탄IC~동탄JC)에 대상 톨게이트가 없을 경우 가장 가까운 상류부 톨게이 트를 매칭하였다. 제어대상 톨게이트를 매칭한 결 과를 TG Matching table이라 하며 <표 7>과 같다.

4) 톨게이트 조절 방안

톨게이트 조절은 해당 ConZone의 교통상황 (Status)에 따라 개폐되는 부스수가 결정된다. 교통 류 상태별 조절 부스수의 산정은 <표 8>과 같다.

톨게이트 폐쇄를 피하기 위해 TCS 차로는 최소 1개 이상 운영하며 제어단위는 1개차로로 설정하였 다. 본선진입교통량은 개방 부스수에 따라 TCS 차 로별 용량을 기준으로 산정되도록 구현하였다.

5. 통행속도 산출부문 세부구성

진입제어시에는 본선 진입교통량 변동과 본선 통행속도가 변화하며 효과분석 툴에서 제어시행효 과의 확인을 위해서는 변동되는 교통량에 따른 교 통류 상태를 피드백하는 기능이 필요하다. 이를 위 해 Greenshields 모형으로 통행속도 산출모형을 구 성하였다. Greenshields 모형은 사용이 간단하고 연 속교통류의 형태를 잘 나타내며, 넓은 범위에 걸쳐 만족스러운 적합성을 나타낸다[11].

Greenshields 교통량-속도 관계식을 모형 종속변 수인 속도를 기준으로 정리하면 <식 1, 2>와 같다.

여기서,

모형식 수립을 위한 교통량-속도관계에 대한 기 초분석은 VDS 자료9)를 토대로 분석하였다.

분석결과 오산IC~안성JC구간을 제외하고 대부분 구간에서 자유류 및 안정류에서 강제류로 전이시 교통류가 와해되는 현상이 발생하므로 정상교통류 에서 혼잡교통류로 전이과정이 발생하는 오산IC~안 성JC 구간 데이터를 기준자료로 활용하였으며, 해 당 구간의 교통량-속도관계는 <그림 6>과 같다.

<그림 6>에서 보듯이 정상 및 혼잡교통류의 기 준 속도는 약 80km/h에서 나타나며, 정상교통류와 혼잡교통류가 비대칭을 나타내고 있다. 따라서 속 도산출모형은 Greenshields 모형을 기본으로 하되, 정상교통류와 혼잡교통류의 모형식을 차별화한 2-Regime 모형으로 구성하였고 기본모형 구성 후 ConZone별로 모형식을 조정하였다.

제약조건인 제곱근에 의한 허수 발생을 방지하 고자 해당 도로의 최대교통량을 설정, 이에 따라 k_j 값을 조정하였고 산출식의 정확도를 높이기 위 해 조정계수 α를 추가하였다.

최종 속도-교통량 관계식은 <식 3>과 같다.

6. 기타부문

1) 네트워크 구성

노드는 IC 및 JC에 해당하는 Model Node와 톨게 이트를 표현하기 위한 Tollgate node로 구분하고 속 성에 처리용량 개념인 Limit Volume을 부여하여 대 기행렬 산출시 활용하였다. 링크는 유입링크인 Input Link와 유출링크인 Output Link로 구성하였다.

2) 기타 기능 구성

효과분석 툴은 크게 제어부와 네트워크 구조부, 진입교통량 조절부, 결과화면으로 구성되며, 네트워 크 관계 및 기하구조, 교통량 등의 입력자료는 별도 의 파일을 통해 작성한다. 효과분석 툴의 실행화면 은 <그림 7>과 같다.10)

Ⅳ. 적정성 검증 및 개선방안 효과분석

1. 효과분석 툴 적정성 검증

효과분석 툴의 경우 현실상황을 모사할 수 있는 능력이 우선되어야 하므로 본 연구에서 개발한 효 과분석 툴에 대한 적정성 검증을 실시하였다.

적정성 검증을 위하여 수집매체별 신뢰도 분석 시 활용하였던 2010년 4월 3일 토요일 07~12시, 서 울TG~안성JC 구간의 주행속도 실측조사 자료와의 비교를 수행하였다.

분석은 IC~IC(JC) 구간인 ConZone별 5분 단위 통 행속도를 비교하였으며 분석결과 평균절대오차 (MAE : Mean Absolute Error)는 전 구간 평균 약 9.09%로 일정수준 이상의 현실모사력을 나타내고 있는 것으로 분석되었다.

2. 개선방안 효과분석

1) 분석조건

일정수준 이상의 현실모사력을 나타내고 있는 효과분석 툴을 토대로 톨게이트 진입제어 미시행시 와 기존의 한국도로공사 진입제어기법, 그리고 본 연구에서 제시한 개선방안이 반영된 기법에 대한 비교 분석을 수행하였다.

분석구간은 경부고속도로 하행선 서울TG~안성 JC구간이며 분석시간은 2010년 4월 3일 토요일 07~12까지 총 5시간이다.

기존 한국도로공사 진입제어기법과 본 연구에서 제시한 개선방안의 경우 상이한 점이 존재하므로 다음과 같은 가정 및 전제조건을 통해서 가능한 동 일한 기준에서 분석하였다.

2) 분석결과

효과분석 툴을 통한 분석결과 개선방안과 톨게 이트 진입제어 미시행시와 비교했을 경우 약 21.5% 의 통행속도가 개선된 것으로 분석되었다. 기존 한 국도로공사 진입제어방안과 개선방안을 비교한 결 과 통행속도 개선율은 약 11.7%로 나타났다.

세부적으로 가장 높은 개선율을 나타내는 구간 은 수원IC~기흥동탄IC 구간이며 가장 높은 통행속 도를 나타내는 구간은 서울IC~신갈JC로 평균 통행 속도 85.2km/h를 나타내고 있다.

톨게이트 진입제어 미실시와 개선방안, 기존 한 국도로공사 톨게이트 진입제어시의 통행속도 분석 결과는 <표 9> 및 <그림 8>과 같다.12)

대부분의 통행여건 개선은 서울 TG~기흥동탄IC 구간에서 나타났고 이러한 결과는 해당 구간이 높 은 본선교통량과 높은 진입교통량을 나타내기 때문 으로 분석된다. 즉, 제어 실시 전 높은 본선진입 수 요교통량은 진입이 제한되어 톨게이트 외부에서 대 기하게 되고 간선도로 지체상황은 빠르게 악화 및 혼잡지점이 고속도로 본선에서 간선도로로 이동하 게 되는 결과를 가져오게 된다.

이러한 현상에 대해서는 연구의 한계로 수행하 지 못한 고속도로 톨게이트 진입제어와 간선도로 신호제어전략을 아울러 평가할 수 있는 네트워크 최적화 측면에서의 분석이 요구되어진다.

Ⅴ. 결론 및 향후 연구과제

본 연구는 고속도로에서 빈번하게 발생하는 혼 잡을 해소하기 위한 미터링 기법 중 톨게이트 진입 제어기법에 대해 제어시행효과를 증진하고 교통류 관리를 위한 의사결정과정에 필요한 정보를 제공하 는 톨게이트 진입제어의 효과분석 툴을 개발하고 현행 톨게이트 진입제어기법을 개선하는 것을 그 목적으로 하였다.

현 톨게이트 진입제어를 개선하기 위해 제어변 수 및 세부기준, 정보수집매체, 관리의 공간적 단위, 운영방식 등을 개선하였고 이를 효과분석 툴에 구 현하여 미시행시, 기존 한국도로공사 진입제어 방 안, 개선방안에 대한 효과분석을 실시하였다.

분석 결과, 동일 조건에서 미제어시와 한국도로 공사 기존 톨게이트 진입제어방식보다 개선방안이 효과가 더 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 폐 쇄식으로 운영되는 국내 고속도로 환경에서 필수적 인 진․출입 시설을 이용하는 톨게이트 진입제어의 시행은 통행속도 개선 효과를 가져올 수 있으며 국 내 고속도로 특성이 반영된 적합한 관리기법이라 추론할 수 있다. 즉, 고속도로 교통류 관리를 위해 서 톨게이트 진입제어의 시행은 지속적으로 필요하 며 전반적인 통행여건 개선을 위한 적용범위의 시․ 공간적 확대와 상습혼잡구간의 해소를 위한 특정구 간 상시적용 등과 같은 적극적인 검토가 요구된다.

본 연구효과를 증진시키기 위해서는 추가연구가 필요하며 관련항목을 다음과 같이 제시하였다.

첫째, 데이터 연계로 수집되는 단기예측교통량을 개발 모형내에서 예측할 수 있는 기능이 필요하다. 예측기능이 확보되면 가까운 장래의 교통류 관리에 대한 모의실험결과를 확인할 수 있음으로 교통류 제어시행을 위한 의사결정지원이 가능하다.

둘째, 톨게이트 진입제어기법의 한계인 톨게이트 진입교통량의 방향별 수요를 확인하기 위한 수단의 설치가 필요하다. 현 톨게이트 진입제어방식에서는 제어방향 및 타방향 차량도 포함됨으로써 진입제한 및 대기행렬의 증가 현상 등이 발생한다. 이러한 문 제점은 향후 램프상 검지기 설치를 통해서 개략적 인 방향별 통행수요를 실시간으로 파악할 수 있을 경우 제어방식에 이를 반영하여 해결할 수 있으며 이러한 방안에 대한 연구 역시 추가로 필요하다.

셋째, 개별차량의 특성이 반영된 보다 정밀한 수 준의 Microscopic Simulator의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 효과분석 툴은 진입제어에 대한 기초적 인 기능을 수행하는 툴로서 그 한계가 분명히 있다.

넷째, 연구의 한계상 고속도로 본선의 교통류 관 리효과 극대화를 목표로 수행하였으며 톨게이트 진 입제어의 효과를 배가시키기 위해서는 간선도로 대 기행렬을 조절하면서 고속도로 본선 교통류 관리를 수행할 수 있는 간선도로 및 고속도로 연계제어전 략, 최대제어시간, 본선부 교통상태와 톨게이트 이 용수요에 따른 동적제어 등에 대한 심도 깊은 연구 가 필요하다.