Ⅰ.서 론

회전교차로는 2010년도 시범사업을 시작으로 국 내에 도입되기 시작하여 그 효율성과 안전성을 인 정받아 점차 확대 설치되고 있는 상황이다. 현재 국 내에 설치되는 회전교차로는 Korean Roundabout Design Guideline(2014)에 따라 설계되고 있으며, 이 지침에는 다양한 설계요소에 대해 기준을 제시하고 있다. 그 중 가장 중요하다고 할 수 있는 회전교차 로 설치를 위한 교통량 기준으로 12,000~32,000대/ 일의 계획교통량을 제시하고 있으며 접근로 차로 당 125~450대/시/차로로 제시하고 있다[1].

그러나 이는 회전교차로 용량에 지대한 영향을 미치는 좌회전 비율 및 접근로 차로 수 등이 고려 되지 않은 교통량 기준으로 해당지역의 교통 및 기 하구조 특성에 따라 회전교차로 용량은 큰 차이를 보일 수 있다. 즉, 좌회전 비율이 높을수록 또는 접 근로 차로 수가 많은 수록 차로 당 용량은 떨어질 가능성이 크다. 이러한 교통 및 기하구조 특성을 고 려하지 않고 회전교차로를 설치할 시 오히려 교통 흐름의 효율성이 떨어질 수 있어 회전교차로 설치 시 정확한 용량 산정은 매우 중요한 사항이다.

Korea Highway Capacity Manual(2013)에서는 상충 교통량을 이용하여 좌회전 비율에 따른 회전교차로 용량감소를 고려하고 있으며, 접근로/회전차로가 2 차로일 경우 진입차로 영향계수 1.7을 적용함으로 써 접근로 차로수가 2차로일 경우 1차로의 경우보 다 차로당 용량을 약 85%로 보고 있다[2]. 이렇듯 도로용량편람에서는 중요한 요소로 다루어지는 항 목이 설계지침에서는 고려되고 있지 않으며, 설계 지침의 기준은 현실과도 맞지 않는 실정이다.

이 외에도 회전교차로의 차로당 용량에 영향을 끼칠 수 있는 요인으로는 신호교차로에서와 마찬가 지로 차로폭, 접근로 경사, 회전반경 등이 있겠으나, Korea Highway Capacity Manual(2013)에서도 이 요 인들에 대해서는 따로 고려하고 있지 않다. 이는 회 전교차로 이용 시 반드시 서행을 해야 하므로, 서행 시에는 이러한 기하조건이 용량에 크게 영향을 미 치지 않을 것으로 판단한 것으로 보인다. 중차량 비 율도 용량에 영향을 미칠 수 있으나, 이는 현장 적 용 시 간단한 계산으로 검토가 가능할 것으로 판단 된다.

또한, 회전교차로 용량에 보행자 교통량이 크게 영 향을 미칠 것이다. 도로용량편람에서도 이를 반영하 고 있으나, Korean Roundabout Design Guideline(2014) 에서는 전혀 고려하고 있지 않다. 본 연구에서는 보 행자가 없는 상태를 가정하였으며, 보행자가 있을 경 우 회전교차로 전환기준 산정 시 이는 반드시 고려되 어야 할 것이다.

그러므로 본 연구에서는 접근로/회전차로 차로 수 및 좌회전 비율에 대한 용량 변화만을 검토하기 로 하였다. 시뮬레이션을 이용하여 접근로/회전차로 차로 수 및 좌회전 비율 등을 반영한 신호교차로 및 회전교차로의 용량을 비교함으로써 교통특성 및 해당 기하구조에 따른 회전교차로 전환기준 교통량 을 제시하고자 한다.

Ⅱ.문헌고찰

1.회전교차로 설계지침

Korean Roundabout Design Guideline(2014)에서는 교통소통 향상을 위해 교통량 비율과 접근로 교통 량을 고려하여 <Fig. 1>과 같이 회전교차로 전환기 준을 제시하고 있다. 접근로의 차로당 교통량은 좌 회전 교통량 비율이 30%미만인 경우 접근로 당 평 균 450대/시/차로 범위 내에서 회전교차로 설치가 가능하도록 하였다. 좌회전 교통량 비율이 30~ 40%인 경우 접근로 당 교통량이 250대/시/차로 범 위 내에서 회전교차로 설치가 가능하도록 하였으 며 40% 이상인 경우에는 회전교차로보다 신호교차 로를 설치하는 것을 권장하고 있다[1]. 이와 같이 지침에서는 교차로 접근로/회전차로 차로 수에 관 계없이 좌회전 교통량 비율이 30%미만인 경우 좌 회전 0, 10, 20, 30% 모두 동일한 진입부 교통량 기준을 제시하고 있는 상황으로, 교차로 기하구조 와 좌회전 교통량 비율에 따른 접근로 교통량 기 준 마련이 시급하다[1].

2.국내 연구

Lee(2013)에서는 교차로 분석용 교통시뮬레이션 프로그램인 SIDRA를 이용하여 교통류 조건에 따라 회전교차로 계획 및 설계를 위한 평면교차로 유형 별 적정 교통량 기준을 마련하였다. 교통시뮬레이 션 분석결과 방향별로 진입교통량이 100-150대/시/ 차로 이상인 1차로 비신호교차로(TWSC, AWSC)와 진입교통량이 400-500대/시/차로 이하인 신호교차 로 경우에는 회전교차로 전환에 따라 교통운영 효 율화를 기대할 수 있다고 제시하였다. 또한, 좌회전 교통류율이 30%가 넘는 교차로에서는 회전교차로 보다는 신호교차로를 설치함이 바람직한 것으로 분 석하였다[3]. 이 연구의 경우 교차로 운영형태에 따 른 처리용량만을 비교하였으며, 다양한 형태 및 교 통량 조건에 따른 회전교차로 전환기준을 적용하기 에는 한계가 있다고 판단된다.

Kim(2014)은 실측 교통량 자료와 프로빗 모형을 이용하여 임계간격과 추종시간을 산정하였으며, 임 계간격은 1차로형 회전교차로의 경우 2.685초, 2차 로형 회전교차로의 경우 2.611초로 분석하였으며, 추종시간은 차로 수 구분 없이 3.28초로 나타났다. 이를 근거로 국내 회전교차로의 기본용량모형을 개 발하였다[4].

Kim(2012)은 국내 회전교차로 실측자료를 수집 하여 간격수락모형을 개발하였다. 개발된 모형을 이용하여 산정한 임계간격은 도시부 2.744초, 지방 부 2.416초로 분석하였다[5].

3.국외 연구

Suh(2015)은 회전교차로 용량모델에 진출차량을 고려할 경우의 영향을 파악하기 위하여 회전교차로 의 실측 데이터를 이용하여 진출차량을 고려한 모 델과 진출차량을 고려하지 않는 모델을 개발하고 비교분석을 통해 그 영향을 파악하였다. 진출차량 을 제외한 경우 임계시간과 추종시간은 각각 4.747 초와 3.265초로 분석되었으며 HCM 2010 기본값(5.0 초와 3.2초)과 유사한 값으로 나타났으며 진출차량 을 고려한 모델이 진출차량을 고려하지 않는 모델 보다 진입용량이 약 100~200대/시(상충교통량에 따라) 높은 것으로 분석하였다[6].

미국의 Florida Roundabout Guide(1996)에서는 회전 교차로의 설치 및 전환을 위한 조건을 <Table 1>과 같이 설명하고 있다[7].

회전교차로는 교통운영 및 안전측면에서 교통정 온화, 교통안전개선, 전방향정지교차로 개선대안, 교통량이 많지 않은 신호교차로, 특이한 기하구조, 통행우선권이 제한되는 교차로에 설치하면 효과가 있는 것으로 설명하고 있다. 7개의 기준별로 교차 로 운영에 따른 서비스수준을 비교하여 회전교차로 전환기준을 제공하고 있다. 예를 들면, 비신호교차 로(AWSC)를 설치할 경우 서비스수준 B~D이며 신 호교차로를 설치할 경우 서비스수준 A~B가 되는 교차로는 회전교차로를 설치하도록 제시하고 있다.

또한, <Fig. 2>와 같이 접근로/회전차로 1차로 회 전교차로는 교통량에 관계없이 비신호교차로와 좌 회전 전용차로가 없는 신호교차로보다는 지체발생 이 적은 것으로 설명하고 있다. 좌회전 전용차로가 있는 신호교차로와 비교 시 약 2,100대/시까지는 회 전교차로가 신호교차로보다 지체가 적게 발생하고 2,100대/시 이후에는 신호교차로가 회전교차로보다 지체가 적게 발생하는 것으로 설명하고 있다.

2차로 회전교차로의 경우에는 <Fig. 3>과 같이 교차로 총 진입교통량 3,700대/시를 회전교차로의 실제용량으로 보고 있으며, 4,000대/시를 임계용량 으로 설명하고 있다.

<Fig. 4>와 같이 회전교차로의 좌회전 비율에 따 른 용량변화를 보면 0~30%는 감소하는 것으로 나 타났으며 30%이상은 거의 변화가 없는 것으로 설 명하고 있다. 좌회전 전용차로가 있는 신호교차로 의 경우 좌회전 비율이 10~20%는 용량이 크게 감 소하다가 30% 이상부터는 거의 변화가 없는 것으 로 제시하고 있다.

미국에서도 이렇든 좌회전 비율에 따라 변화하 는 회전교차로 용량을 고려하여 설계에 적용하고 있는 것을 알 수 있으며, 우리나라에서도 회전교차 로의 효율적인 운영을 위해서는 회전교차로 설계 시 반드시 좌회전 비율을 감안한 용량을 고려하여 야 할 것이다.

Ⅲ.교차로 유형별 영향요인 및 시나리오 설정

1.영향요인

1)교통량

교통량은 교차로 서비스수준의 척도인 차량 당 평균제어지체에 직접적인 영향을 주는 변수로 시뮬 레이션을 이용하여 회전교차로의 용량을 평가하기 위해서는 다양한 교통량 수준을 분석해야 한다. 또 한, 신호교차로, 회전교차로에 대해 다양한 교통량 수준을 고려하여 비교분석함으로써 교차로 유형별 용량을 제시할 수 있을 것이다.

교통량은 교차로 유형에 관계없이 서비스 수준 A 정도의 한산한 상태에서부터 서비스 수준 F의 극 심한 혼잡 상태까지를 구현할 수 있도록 전체 통과 교통량 최소 400대/시에서 최대 5,800대/시까지 즉, 1차로 회전교차로는 교통량 수준 100~1,000대/시/ 차로, 2차로 회전교차로는 교통량 수준 50~725대/ 시/차로로 설정하여 교차로 유형에 따라 10등급으 로 구분하였다.

2)좌회전 비율

회전교차로 특성상 우회전, 직진, 좌회전 중 상충 횟수가 기장 많은 좌회전의 교통량 비율은 회전교 차로의 서비스수준에 직접적인 영향을 미치므로 다 양한 좌회전 비율을 고려하여 회전교차로의 용량분 석을 수행하여야 한다. 좌회전 비율은 모든 접근로 에 대해 모두 동일하게 적용하였으며 시나리오는 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%로 총 6등급으로 구 분하였으며 우회전비율은 좌회전 비율 시나리오와 관계없이 모두 전체 교통량의 10%를 적용하였다. 우회전 교통량은 직진과 좌회전에 비해 상대적으로 상충횟수가 적어 용량분석에 미치는 영향 또한 좌 회전과 직진에 비해 적기 때문에 우회전 비율은 고 정 비율로 설정하여 분석을 수행하였다.

2.시나리오 설정

본 연구에서는 교차로 접근로 수는 4지로 가정하였 고, 차로수에 따른 기하구조 유형으로 회전차로 1차로, 회전차로 2차로 등 2가지 유형과 교차로 운영방법에 따른 유형으로 신호교차로, 회전교차로 등 2가지 유형 을 조합하여 총 4개의 유형을 적용하였다.

기하구조 유형 2개, 교차로 운영 유형 2개를 조 합한 총 4개의 교차로 유형에 교통량 10 Level, 좌 회전 비율 6 Level 등을 반영하여 총 240개의 시뮬 레이션 시나리오를 설정하였다.<Table 2>

Ⅳ.시뮬레이션 환경 설정

1.시뮬레이션 모형

본 연구에 활용이 가능한 미시적 시뮬레이션 프 로그램 중 상용화된 프로그램으로는 VISSIM, PARAMICS, AIMSUM 등이 있으나, 본 연구에서는 실제 교차로 기하구조와 차량을 구현할 수 있는 VISSIM을 선택하여 시뮬레이션을 수행하였다.

본 연구에서 사용될 VISSIM 시뮬레이션 프로그 램은 차량추종, 차로변경, 신호운영 등을 구현할 수 있어 차량의 성능 및 차량흐름을 실제 상황과 근사 하게 미시적으로 구현할 수 있고, 240개 시나리오 에 대한 데이터 생성을 위한 빠른 시뮬레이션 수행 이 가능하므로 본 연구를 수행하는데 가장 적합할 것으로 판단된다.

2.VISSIM 프로그램의 특징

VISSIM 프로그램은 행태기반 미시적 모의실험 모형으로써 교통류를 모사하는 Traffic Simulator(차 량추종모형, 차로변경모형)와 Signal State Generator 로 구성되어 있다. 내부 모형으로는 차량길이, 차량 총중량(kg), 엔진성능(kw), 최대속도, 잠재적 가·감 속도, 운전자 Psyco-physical 민감도 한계값, 운전 자 기억(memory) 등의 운전자 특성 및 차량특성을 반영하며, Wiedermann(1974, 1999)에 의해 개발된 Psyco-physical 차량추종행태 모형과 강제차로변경 모형과 선택차로변경 모형을 적용하고 있어 현실에 근접하게 차량들의 교차로 주행 형태를 모사할 수 있다[8].

3네트워크 구축 및 시뮬레이션 방법

본 연구의 목적은 교차로 용량분석이므로 용량 을 초과할 경우라도 네트워크에서 충분한 대기행렬 이 구현될 수 있도록 하여야 할 것이다. 이를 위해 서는 충분한 접근로 길이가 확보되어야 하므로 네 트워크 구축범위는 교차로를 중심으로 반경 1km로 하였다.<Fig 5>

교통량은 4,500초 동안 발생시켰으며 네트워크 시뮬레이션 수행 시간은 발생된 교통량이 모두 교 차로를 통과할 수 있도록 7,200초로 설정하였다. warm up time은 900초로 설정하였으며 warm up time 이후 시간부터 7,200초까지 지체시간 자료를 수집하였다. 신호주기는 신호교차로의 경우 100초 로 하였으며 현시는 <Table 3>과 같다.

시뮬레이션 차종은 분석의 편의 상 모두 승용차 로 적용하였으며 교차로 진입속도는 50km/h이고 회 전교차로 회전부 설계속도는 20km/h로 설정하였다. 시뮬레이션 수행은 Random Seed에 따라 결과가 달 라질 수 있으므로 Random Seed를 다르게 적용한 3 번의 시뮬레이션 결과 값의 평균을 분석에 활용하 였다.

Ⅴ.분석 결과

1.좌회전 비율에 따른 교차로 유형별 지체시간 비교

1)접근로 차로수 1차로

①신호교차로

<Fig. 6>과 같이 접근로 교통량이 500대/시/차로 이하인 경우 평균 지체시간은 100초/대 이하로 서 비스수준 C~E에 해당하며 600대/시/차로 이상인 경우는 좌회전 비율에 따라 서비스수준 C~FFF에 해당되는 것으로 분석되었다. 즉, 600대/시/차로일 경우 좌회전 비율 0%~10%는 100초 이상으로 서비 스수준 F, 20%는 E, 30%~50%는 C에 해당되는 것 으로 분석되어, 좌회전 비율이 높을수록 지체시간 이 감소하는 것으로 분석되었다. 또한, 800대/시/차 로인 경우 좌회전 비율 50% 이상일 때 서비스 수준 E로 나타나, 1차로 신호교차로의 차로당 용량은, 물 론 좌회전 비율에 따라 다르겠지만, 대략 약 600~ 800대/시/차로 수준인 것으로 보인다.

접근로 교통량이 400대/시/차로 이하인 경우 좌 회전 비율 0%~50%까지 비슷한 수준으로 나타나 좌회전 비율에 따른 영향은 거의 없는 것으로 분석 되며, 접근로 교통량이 500대/시/차로 이상인 경우 좌회전 비율이 증가할수록 지체시간이 감소하는 것 으로 분석되었다. 이는 교차로 진입교통량이 동일 한 경우 좌회전 비율 0%일 때 좌회전 차로를 이용 하는 차량이 없어 직진 1차로만 이용하지만 좌회전 비율이 10% 이상일 때는 좌회전 1차로와 직진 1차 로를 모두 이용할 것이므로, 좌회전 비율이 클수록 교차로 진입차량이 2개의 차로를 고르게 사용함으 로써 지체시간이 감소하는 것으로 판단된다. 좌회 전 비율이 일정 수준을 넘으면 오히려 지체시간이 증가하는 현상은 보이지 않으며, 이는 신호교차로 의 특성상 주기적으로 각 접근로에 신호를 할당함 으로써 좌회전 차량이 직진차량에 미치는 영향을 어느 정도 상쇄하기 때문인 것으로 판단된다.

②회전교차로

<Fig. 7>과 같이 접근로 교통량이 400대/시/차로 이하인 경우 평균 지체시간은 20초/대 이하로 서비 스수준 A~C에 해당하며 500대/시/차로의 경우 좌 회전 비율에 따라 서비스 수준 C~F에 해당하는 것 으로 분석되었고 600대/시/차로 이상인 경우 50초/ 대 이상으로 서비스수준 F인 것으로 나타났다. 이 를 통해, 1차로 회전교차로의 차로당 용량은 좌회 전 비율에 따라 대략 약 500~600대/시/차로 수준인 것으로 보인다.

접근로 교통량이 400대/시/차로 이하인 경우 좌 회전 비율 0%~50%까지 비슷한 수준으로 나타나 좌회전 비율에 따른 영향은 거의 없는 것으로 분석 되며, 접근로 교통량이 500대/시/차로 이상인 경우 좌회전 비율이 클수록 지체시간이 증가하는 것으로 분석되었다. 신호교차로에서는 좌회전 전용차로에 의한 영향으로 좌회전 비율이 클수록 지체시간이 감소하는 것으로 나타났지만 회전교차로의 경우 좌 회전 전용 포켓이 없고 직진차량에 비해 좌회전 차 량이 상충횟수가 많으므로 좌회전 비율이 증가할수 록 지체시간도 증가하는 것으로 판단된다.

2)접근로 차로수 2차로

①신호교차로

접근로 교통량이 425대/시/차로 이하인 경우 평 균 지체시간은 50초/대 이하로 서비스수준 B~C에 해당하며 500대/시/차로의 경우 좌회전 비율이 0% 일 때 서비스수준 D, 좌회전 비율 30%일 때 C, 좌 회전 비율 50%일 때 D로 변화하는 것으로 분석되 었다. 접근로 교통량 575대/시/차로 이상인 경우에 도 500대/시/차로와 유사한 패턴으로 나타났다. 또 한, 575대/시/차로일 경우 좌회전 비율 0%는 100초 이상으로 서비스수준 F, 10%는 E, 20%~40%는 C 에 해당되는 것으로 분석되었으며, 650대/시/차로인 경우 좌회전 비율 30%~40%일 때 서비스 수준 E로 나타났다. 즉, 2차로 신호교차로의 차로당 용량은 좌회전 비율에 따라 대략 약 575~650대/시/차로 수 준인 것으로 보이며, 1차로 신호교차로에서의 차로 당 용량보다 감소한 것을 알 수 있다.

접근로 교통량이 500대/시/차로 이하인 경우 좌회전 비율 0%~50%까지 비슷한 수준으로 나타나 좌회전 비율에 따른 영향은 거의 없는 것으로 분석되며, 접근 로 교통량이 575대/시/차로 이상인 경우 좌회전 비율 30%까지는 지체시간이 감소하다가 이 후 다시 증가하 는 것으로 분석되었다. 이러한 패턴이 나타나는 이유 는 좌회전 비율이 30%까지는 좌회전 차로의 영향으로 지체시간이 감소하였으나 좌회전 비율 30% 초과부터 는 좌회전 차로의 용량보다 교통량이 더 많아 좌회전 차량의 대기행렬이 직진차로에도 영향을 미쳐 지체시 간이 증가한 것으로 분석되었다.<Fig 8>

②회전교차로

접근로 교통량이 350대/시/차로 이하인 경우 평 균 지체시간은 35초/대 이하로 서비스수준 A~D에 해당하며 425대/시/차로의 경우 좌회전 비율이 0% 일 때 서비스수준 C에서 좌회전 비율 50%일 때 서 비스수준 F로 좌회전 비율이 증가함에 따라 지속적 으로 지체시간이 증가하는 것으로 분석되었다. 접 근로 교통량 500대/시/차로 이상인 경우에도 425대/ 시/차로와 유사한 패턴으로 나타났다. 즉, 2차로 회 전교차로의 차로당 용량은 좌회전 비율에 따라 대 략 약 425~500대/시/차로 수준인 것으로 보이며, 1 차로 회전교차로에서의 차로당 용량보다 감소한 것 을 알 수 있다.

접근로 교통량이 350대/시/차로 이하인 경우 좌 회전 비율 0%~50%까지 비슷한 수준으로 나타나 좌회전 비율에 따른 영향은 거의 없는 것으로 분석 되며, 접근로 교통량이 425대/시/차로 이상인 경우 좌회전 비율이 클수록 지체시간이 증가하는 것으로 분석되었다. 신호교차로에서는 좌회전 전용차로에 의한 영향으로 좌회전 교통량 0%보다 10~50%에 서 지체시간이 적은 것으로 나타났지만 회전교차로 의 경우 좌회전 전용 포켓이 없고 직진차량에 비해 좌회전 차량의 상충횟수가 많으므로 좌회전 비율이 증가할수록 지체시간도 증가하는 것으로 판단된다.<Fig 9>

2.교차로 유형별 용량분석

1)접근로 차로수 1차로

교차로 유형과 좌회전 비율에 따라 설계서비스 수준 D의 처리교통량과 용량 수준을 파악하기 위 하여 서비스수준 D와 E, E와 F 경계에 해당하는 교 통량 수준을 분석하였다.

서비스수준 D와 E경계에 해당하는 접근로 교통 량 수준은 신호교차로 평균 631대/시/차로, 회전교 차로 평균 491대/시/차로로 분석되었으며 신호교차 로가 회전교차로보다 접근로 차로당 처리할 수 있 는 교통량이 많은 것으로 나타났다.

신호교차로에서는 좌회전 비율이 증가할수록 서 비스수준 D에서 처리할 수 있는 교통량이 증가하 는 것으로 분석되었다. 즉, 좌회전 비율 0%일 때 신 호교차로에서의 처리가능 교통량은 495대/시/차로 로 나타났으며, 좌회전 비율 50%일 때 가장 많은 801대/시/차로로 나타났다. 회전교차로는 좌회전 비 율 0%일 때 가장 많은 546대/시/차로, 좌회전 비율 50%일 때 가장 적은 432대/시/차로로 나타나 좌회 전 비율이 높을수록 처리가능 교통량이 감소하는 것으로 나타났다.

주목할 점은, 좌회전 비율 0%에서 신호교차로에 서 보다 회전교차로에서의 처리가능 교통량이 많은 것으로 나타났는데, 이는 본 연구에서 가정한 기하 구조와 신호현시에 기인한 것으로 일반적인 결과라 할 수는 없다. 본 연구에서는 신호교차로 분석 시 좌회전 비율별로 같은 조건 하에서 분석을 수행하 기 위하여 신호현시를 고정해 두었는데, 현실적으 로 좌회전 비율 0%에서는 신호현시를 달리하여야 할 것이다. 신호최적화를 시행할 시 처리가능 교통 량은 회전교차로에서 보다 많을 것이다. 좌회전 비 율 10%이상에서는 회전교차로보다 신호교차로에서 처리가능 교통량이 많은 것으로 나타났다.

서비스수준 E와 F 경계에 해당하는 접근로 교통 량 수준은 신호교차로 평균 661대/시/차로, 회전교 차로 평균 516대/시/차로로 분석되었으며 신호교차 로가 회전교차로보다 접근로 차로당 처리할 수 있 는 교통량이 많은 것으로 나타났다.

신호교차로에서는 좌회전 비율이 증가할수록 서 비스수준 E에서 처리할 수 있는 교통량이 증가하는 것으로 분석되었다. 즉, 좌회전 비율 0%일 때 신호 교차로에서의 처리가능 교통량은 511대/시/차로로 나타났으며, 좌회전 비율 50%일 때 가장 많은 827 대/시/차로로 나타났다. 회전교차로는 좌회전 비율 0%일 때 가장 많은 584대/시/차로, 좌회전 비율 50%일 때 가장 적은 458대/시/차로로 나타나 좌회 전 비율이 높을수록 처리가능 교통량이 감소하는 것으로 나타났다.

신호교차로의 경우 좌회전 차량이 없을 때보다 있을 때 처리할 수 있는 교통량이 증가한 이유는 좌회전 전용차로가 있기 때문인 것으로 판단되며 회전차로의 경우 좌회전 전용차로가 없고 좌회전 차량이 증가할수록 교차로에서의 상충횟수가 증가 하여 그만큼 지체시간이 더 발생하므로 좌회전 비 율이 높을수록 처리할 수 있는 교통량이 감소하는 것으로 분석된다.

신호교차로와 회전교차로에서 각 서비스수준별 처리가능 교통량이 좌회전비율에 따라 차이가 나는 것으로 보아 좌회전비율이 접근로 차로당 처리가능 교통량에 영향을 미치므로 회전교차로 전환기준 교 통량을 산정하는데 있어서 좌회전 비율을 반드시 고려하여 용량을 분석한 후에 최적 교차로 유형을 결정하여야 할 것이다.<Table 4><Fig 10><Fig 11>

2)접근로 차로수 2차로

교차로 유형과 좌회전 비율에 따라 교차로의 용 량을 비교하기 위하여 서비스수준 D와 E, E와 F 경 계에 해당하는 교통량 수준을 분석하였다.

서비스수준 D와 E경계에 해당하는 접근로 교통 량 수준은 신호교차로 평균 568대/시/차로, 회전교 차로 평균 402대/시/차로로 분석되어 회전교차로보 다 신호교차로에서 접근로 차로당 처리할 수 있는 교통량이 많은 것으로 나타났다.

신호교차로에서는 좌회전 비율이 증가할수록 서 비스수준 D에서 처리할 수 있는 교통량이 증가하 다가 일정 수준 이상에서는 다시 감소하는 것으로 분석되었다. 신호교차로에서는 좌회전 비율 30%일 때 가장 많은 652대/시/차로로 나타났으며 좌회전 비율 0%일 때 가장 적은 503대/시/차로로 나타났다. 회전교차로는 좌회전 비율 0%일 때 가장 많은 457 대/시/차로, 좌회전 비율 50%일 때 가장 적은 355대 /시/차로로 나타나 좌회전 비율이 높을수록 처리가 능 교통량이 감소하는 것으로 나타났다.

서비스수준 E와 F 경계에 해당하는 접근로 교통 량 수준은 신호교차로 평균 595대/시/차로, 회전교 차로 평균 417대/시/차로로 분석되어, 회전교차로보 다 신호교차로에서 접근로 차로당 처리할 수 있는 교통량이 많은 것으로 나타났다.

신호교차로에서는 좌회전 비율이 증가할수록 서 비스수준 E에서 처리할 수 있는 교통량도, 서비스 수준 D의 경우와 같이, 증가하다가 일정 수준 이상 에서는 다시 감소하는 것으로 분석되었다. 신호교 차로의 경우 좌회전 비율 30%까지는 처리가능 교 통량이 증가하는 것으로 나타났으며, 40% 이후 감 소하는 것으로 나타났다. 회전교차로는 좌회전 비 율 0%일 때 가장 많은 482대/시/차로, 좌회전 비율 50%일 때 가장 적은 363대/시/차로로 나타나 좌회 전 비율이 높을수록 처리가능 교통량이 감소하는 것으로 나타났다.

신호교차로의 경우 좌회전 차량비율이 어느 정도까 지는 좌회전 차량이 없을 때보다 처리할 수 있는 교통 량이 증가하였는데, 이는 접근로 1차로 교차로에서와 같이 좌회전 전용차로가 있기 때문인 것으로 판단되 며, 좌회전 차량이 일정수준 이상일 경우 좌회전 차량 으로 인해 직진차량이 방해를 받기 때문인 것으로 판 단된다. 회전차로의 경우 1차로 회전교차로와 유사한 패턴을 보이는 것으로 나타났다. 모든 유형의 교차로 에서 각 서비스수준별 처리가능 교통량이 좌회전 비율 에 따라 차이가 나므로 회전교차로 전환기준 교통량은 좌회전 비율을 반드시 고려하여 용량을 분석한 후에 결정하여야 할 것이다.<Table 5><Fig 12><Fig 13>

3.회전교차로 전환기준 제시

교차로 유형별 용량은 신호교차로가 회전교차로 보다 높은 것으로 나타났다. 또한, 신호교차로, 회 전교차로 모두 접근로 차로 수 2차로보다 1차로가 차로당 처리 가능한 교통량이 많은 것으로 나타났 다. <Table 6>과 같이 접근로 1차로 신호교차로의 용량은 661대/시/차로, 회전교차로는 516대/시/차로 로 분석되었다. 접근로 2차로 신호교차로의 용량은 595대/시/차로, 회전교차로는 417대/시/차로로 분석 되었다.<Fig 14>

회전교차로에서 신호교차로로 전환할 수 있는 교통량 기준은 접근로 1차로와 2차로 모두 회전교 차로의 처리용량이 신호교차로보다 적은 것으로 나 타났으므로 이를 이용한 전환기준 제시가 가능할 것으로 판단된다. 일반적으로 교차로를 설치할 때 도시부의 경우 설계서비스수준 D를 기준으로 계획 하고 있으므로 회전교차로와 신호교차로의 전환기 준을 서비스수준 D에서 처리가능한 교통량으로 하 되, 용량 이하 상태에서의 운영은 어느 정도 가능하 므로 서비스수준 E 범위 내의 교통량일 경우는 대 상지역의 교통특성, 교차로 주변여건 등에 따라 유 동적으로 교차로 운영방식을 결정할 수 있도록 하 고자 한다. 또한, 회전교차로에서 신호교차로로 또 는 신호교차로에서 회전교차로로 전환할 수 있는 전환기준 교통량은 실무 적용의 용이성을 고려하고 보수적으로 접근하기 위해 10대/시/차로 단위로 내 림하여 기준을 마련하였다.

접근로 차로 수 및 좌회전 비율에 따라 회전교차 로의 차로당 용량이 달라지므로, 운영효율성 제고 측면에서 접근로 차로수와 좌회전 비율을 고려하여 회전교차로 전환기준 교통량 및 버퍼구간(서비스 수준 E 범위)을 <Table 7>, <Table 8>와 같이 제시 한다.

접근로 1차로 4지 신호교차로에서 회전교차로 전환기준은 좌회전 비율이 0%일 때 540대/시/차로 이며 좌회전 비율이 50%일 때 430대/시/차로로 분 석되었다.

회전교차로 설계지침의 기준과 비교했을 때 좌 회전 비율 30%이하인 경우 본 연구의 전환기준이 설계지침보다 30~90대/시/차로 많은 것으로 분석되 었으며 좌회전비율 40~50%인 경우 180~200대/시/ 차로 많은 것으로 나타났다. 이는 설계지침상의 교 통량은 차종에 관계없이 단위가 대/일이었으나, 본 연구에서는 분석의 편의상 교통량 단위를 pce/시로 승용차만을 고려한 결과라 판단된다. 그러므로 현 장에서는 중차량비율을 고려하여 교통량을 승용차 단위로 환산 후 본 연구에서 제시한 기준과 비교해 야 할 것이다.<Fig 15>

접근로 2차로 4지 신호교차로에서 회전교차로 전 환기준은 좌회전 비율이 0%일 때 450대/시/차로이며 좌회전 비율이 50%일 때 350대/시/차로로 분석되었 다. 사실 좌회전 비율이 0%일 경우는 현실에서 거 의 존재하지 않는 경우로, 이는 기준마련을 위한 극 단적인 경우를 상정한 것으로 보아야 할 것이다.

회전교차로 설계지침의 기준과 비교했을 때 좌 회전 비율 30%이하인 경우 본 연구의 전환기준이 설계지침보다 0~70대/시/차로 적은 것으로 분석되 었으며 좌회전비율 40~50%인 경우 100~110대/시/ 차로 많은 것으로 나타났다.<Fig 16>

Ⅵ.결론 및 향후연구방향

본 연구는 기존 기침에 제시된 교차로 기하구조 및 교통여건이 고려되지 않는 회전교차로 전환기준 을 보완하기 위해 교차로 운영방법, 접근로 차로수 에 따른 4개의 교차로유형과 좌회전 비율 6 Level, 교통량 10 Level을 조합하여 총 240개의 시나리오 를 설정하였으며 시뮬레이션을 통해 4지 교차로에 대한 용량분석을 수행하였다. 접근로 차로수와 좌 회전 비율에 따른 회전교차로 전환기준 교통량은 접근로 차로수 1차로인 경우 좌회전 비율에 따라 430~540대/시/차로로 분석되었으며, 2차로인 경우 좌회전 비율 350~450대/시/차로로 분석되었다.

본 연구 결과를 통해 기존 지침에서 모든 유형의 교차로에 동일하게 적용되던 회전교차로 전환기준 이 접근로 차로수와 좌회전 비율에 따라 변화됨을 알 수 있었으며 접근로 차로수와 좌회전 비율에 따 른 회전교차로 전환기준을 회전교차로 설계지침에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 좌회전 비율에 따른 신호교차로 분석 시 신호 최적화를 수행하지 않은 결과이므로 신호교차로에 대한 용량분석 결과에 대한 한계가 있었으며, 3지 교차로, 보행자 교려, 우회전 비율 고 정 등에 대한 분석의 한계가 있었다.

향후에는 3지 교차로에 대한 회전교차로 전환기준 과 보행자, 우회전 비율과 우회전 전용차로, 신호교차 로 신호 최적화에 따른 용량분석 및 전환기준 교통량 에 대한 연구를 수행하여 다양한 기하구조 조건과 교 통환경에 따라 회전교차로 전환기준을 적용할 수 있는 기준이 마련되어야 할 것으로 판단된다.