Ⅰ.서 론

1.연구의 배경 및 목적

화재, 구조, 구급 등 재난상황의 신속한 대응을 위해서는 골든타임이 무엇보다도 중요하다. 골든타임은 화 재 또는 사고환자 발생 후 최초 5분을 말한다. 긴급출동을 위한 골든타임 확보는 생명과 직결되는 것이기에 초동 출동시간 단축방안에 대한 국민적 관심이 증가하고 있는 추세이다.

이를 위해 소방방재청에서는 도로교통법 제29조(긴급자동차의 우선 통행)에 근거하여, 소방차 길터주기 운동 및 소방서 단위의 훈련을 실시하고 있다. 그러나 대부분의 일반 운전자들의 경우에는 관련 법규 및 통 행방법에 대한 인식부족으로 이를 이행하지 않고 있으며, 현실적인 해결대안으로 보기에는 어려움이 있다. 미국 및 유럽 등 선진국에서는 이러한 실질적인 문제점을 보완하기 위해 ‘긴급차량 우선신호시스템’을 도입 중에 있으며, 현장적용을 통해 효과를 확인하였다. 국내의 경우에는 긴급차량 우선신호 알고리즘 개발 및 모 의실험 검증 등의 이론적 접근에서 벗어나지 못하고 있는 실정이다.

본 연구는 이론 및 모의실험 단계에서 탈피하여, 실제 국내 현실을 반영한 긴급차량 우선신호시스템을 개 발하고, 실제 현장(의왕시)에 시범운영하여, 효과검증(통행시간) 및 운영에 따른 영향(대기행렬) 정도를 파악 한 후, 국내 도입가능 여부를 판단하였다.

2.연구의 범위 및 추진절차

연구의 범위는 실제 화성시에 설치된 긴급차량 우선신호시스템을 대상으로 적용성 분석을 실시하였다. 연 구 추진절차는 첫째로, 기존문헌조사를 통해 기술 및 연구현황을 파악하였다. 두 번째로 국내 현실에 맞도록 현장에 긴급차량 우선신호시스템을 개발하고, 운영방안을 제시하였다. 네 번째로 실제 현장에 시범운영하여 효과검증 및 영향분석(일반차량의 영향)을 통해 현장 적용성 분석을 실시하였다. 마지막으로 분석된 결과를 토대로 국내 도입가능 여부를 판단하였다.

Ⅱ.기존문헌조사

National Police Agency(enforcement date: 2017) 도로교통법 2조 22에 따르면 긴급자동차란 소방차, 구급차, 혈액 공급차량, 그 밖에 대통령령으로 정하는 자동차로 정의 되어 있다. 긴급자동차의 통행에 대하여는 도로 교통법 제29조(긴급자동차의 우선 통행)에 “모든 차의 운전자는 교차로나 그 부근에서 긴급자동차가 접근하 는 경우에는 교차로를 피하여 도로의 우측 가장자리에 일시 정지하여야 한다. 다만, 일방통행으로 된 도로에 서 우측 가장자리로 피하여 정지하는 것이 긴급자동차의 통행에 지장을 주는 경우에는 좌측 가장자리로 피 하여 정지할 수 있다.”라고 명시되어 있다.

Choi et al.(2006)은 DSRC(Dedicated Short Range Communication)와 교통신호제어기가 상호 정보를 연계하여 실시간으로 교통상황을 반영할 수 있는 ‘긴급차량우선통과시스템’을 제안하고 있다. 실시간교통정보를 반영 하여 긴급차량을 운행할 경우, 교차로에서 논스톱(Nonstop) 운행이 가능하고, 안전성면측면에서도 기존 긴급 차량 운전자의 판단에 의해 운행하는 것보다 상대적으로 효과가 있다고 제시하였다.

Hong et al.(2012)은 ITS무선통신 인프라인 UTIS(Urban Traffic Information System)를 활용한 긴급차량 우선신 호제어시스템을 제시하였다. 이 시스템은 기존 방식과 달리 사전에 긴급차량의 진행방향(직/좌)을 파악하여 일반차량의 제어지체를 최소화 할 수 있는 Emergency Vehicle Preemption(EVP) 제어가 가능하도록 구현하였다.

Kim and Gu(2015)는 V2X(차량 간)통신을 기반으로 한 “긴급차량 우선 통과 시스템”의 시나리오를 제안하 였다. 이 시나리오는 V2X통신 기술을 이용하여 긴급 차량의 상황을 타 차량과 교통신호 제어기 등의 도로 인프라에 전송하는 것이다. 이 시스템은 타 차량이 긴급차량이 우선 통과하도록 경로를 확보할 수 있게 하 고, 교통신호제어기는 긴급차량의 경로를 분석하여 교통신호를 부여할 수 있다. 제안된 시나리오를 기반으로 긴급차량 우선신호시스템의 수행기능을 제시하였다.

Park et al.(2012)은 UTIS를 활용하여 보행자를 고려한 현시전략과 회복전략을 반영한 긴급차량 Preemption 알고리즘을 개발하고, 시뮬레이션 분석을 통해 효과를 검증하였다. 현시전략은 보행자와의 상충을 최소화 할 수 있도록 최소녹색시간 및 긴급차량의 교차로 통과시간을 고려하였고, 삽입된 현시는 직진과 좌회전의 신 호를 동시에 녹색 점등하도록 구성하였다. 운영방법은 긴급차량이 접근하면 보행자 최소녹색시간 종료 이전 에는 최소녹색시간을 보장하며, 최소녹색시간 종료되는 시점 이후 preemption 현시를 삽입할 수 있도록 설정 하였다. 회복을 위한 전략은 “Dwell” 및 “Add” 또는 ”Subtract”을 이용하였다.

Yong et al.(2008)는 긴급차량 우선신호 알고리즘을 제시하였다. 알고리즘 평가는 V/C를 달리하여 효과분 석을 시행하였다. 분석결과 긴급차량의 지체감소 및 통행속도 증가를 확인하였다. 그러나 동시에 일반차량의 지체가 증가하는 문제도 발생하였다.

Lee and Seok(2013)은 도로교통 환경에 적합한 소방차 출동 지원 시스템을 검토하였다. 미국의 EVP 구축 사례와 일본의 현장급행지원시스템(Fast Emergency Vehicle Premtion Systems:FAST)의 구축 사례를 통하여 시 스템의 효과를 검증하였으며, 국내의 도시교통정보시스템(UTIS)을 시스템을 통한 우선신호 제어전략과 절차 연구를 요약하여 제시하였다.

Sung and Ha(2016)은 긴급차량 서울시 출동현황자료를 기반으로 긴급차량 우선신호제어시스템이 우선적 으로 도입되어야 할 지역을 선정하였다. 지역 선정 후, PARAMICS 교통시뮬레이션을 통해 도입에 따른 효과 를 분석하였다. 분석결과 긴급차량의 평균 출동소요시간이 단축되었다.

Bullock et al.(1999)은 긴급차량의 통행시간, 교차로 지체, preemption제어 이후 회복과정을 CORSIM을 통행 분석하였다. 그 결과 접근로의 길이와 포화도에 따라 통행시간 및 지체의 차이가 발생하였다.

Nelson and Buollock(2000)은 연동화 신호교차로에서 교차로 간격, 전이알고리즘, 교차로의 포화도, 우선신 호 시간, 주기에서 낭비되는 시간이 통행시간 및 지체에 영향을 준다고 제시하였다. 이를 최소화하기 위해서 는 회복주기에 “Smooth”, “Add” 그리고 “Dwell”의 전이 방식을 사용하였다. 분석 결과 “Smooth” 방식이 타 전이 방식에 비해 지체감소 측면에서 우수한 것으로 확인되었다.

Yun et al.(2007)은 preemption에 대한 모의실험을 수행하였다. 그 결과 일반차량의 지체와 통행시간이 증가 되는 것을 확인하였다. 이를 해결하기 위해 주기 회복 시 2-3주기에 걸쳐 “Short Way”를 적용하면 이를 최소 화 할 수 있다고 제시하였다.

U.S. DOT(2015)에서는 OPTICOM이라는 긴급차량우선신호의 성공적인 운영 사례가 존재한다. 현재 미국에 서는 1960년대 시스템이 개발되어 현장에 활용되었으며, 78개의 대도시에 있는 신호교차로 중 약 20%에 해 당하는 교차로에서 긴급차량 우선신호제어시스템이 운영 중에 있다.

Jirou and Katsunori(2011)에서 제시한 FAST(Fast Emergency Vehicle Premtion System)은 긴급상황 발생 시 발생지점까지의 도착시간 단축을 위해 본 시스템을 도입하였다. 또한 긴급차량의 출동 중 발생하는 사고를 줄이려는 목적도 포함된다. 초기 동경 내 137개의 교차로만을 대상으로 시행되었으며, 경찰국(MPD :Metropolitan Police Department)에서는 확대운영 중에 있다.

기존 연구에서는 UTIS, V2V 등의 기존 또는 신규장치와 결합한 긴급차량우선시스템을 개발하거나, 이와 관련된 알고리즘을 제시하여 모의분석을 통해 효과검증을 실시하였다. 국내 연구에서는 모의시뮬레이션을 통한 효과검증이 대부분인 반면, 국외의 경우에는 긴급차량우선시스템을 실제 현장에 구축하고, 운영 결과에 따라 도입여부를 판단하는 방식을 취한다. 본 연구는 기존 모형 및 알고리즘 개발 중심의 이론적 접근을 탈 피하여, 국내 현실에 맞는 시스템 및 운영방법을 개발하고, 실제 현장에 적용이 가능한지를 판단하는 것으로 기존 국내 연구와 차별성을 두었다.

Ⅲ.긴급차량 우선신호시스템

1.시스템 구성

현장(의왕시)에 적용되는 긴급차량 우선 시스템은 크게 신호등에 설치되는 TCE(Traffic signal Control Equipment), 신호제어기 내에 설치되는 TCI(Traffic signal Control Interface Unit)와 PPCU(PPCU : Preemption & Priority Control Unit), 긴급차량에 설치되는 차량 단말기 EV-OBE(EV-OBE ; Emergency Vehicle On Board Equipment)로 <Fig. 1>에서 보는 바와 같이 구성된다.

각 기능을 살펴보면, 긴급차량에 설치되는 OBE는 GPS 정보를 기반으로 현재 차량이 이동하는 위치정보 를 항상 확인하고, 신호등에 설치된 TCE와 접속하여 위치정보를 전송하게 된다. 위치정보를 수신한 TCE는 TCIU와 PPC를 통해 신호제어기의 신호를 변경하는 기능을 담당한다.

2.시스템 동작

긴급차량 우선신호시스템 동작은 제어 시와 복귀 시로 구분된다. 긴급차량 우선신호 제어절차는 첫째로 긴급차량의 위치 및 속도 정보를 실시간 측정한다(EV-OBE). 두 번째로 EV-OBE로부터의 위치 및 속도정보 를 기반으로 긴급차량의 진행방향 및 검지영역(반경 약 1km 이내) 진입여부를 판단한다(TCE). 세 번째로 긴 급차량의 진행정보를 기반으로 우선신호를 제어한다(PPCU). 마지막으로 우선신호 제어에 따라 긴급차량이 교차로를 통과하는 순으로 진행된다.

현시 신호 복귀 절차는 3단계로 진행된다. 첫째로 EV-OBE로 부터의 위치 및 속도정보를 기반으로 긴급차 량의 교차로 진출 여부 판단한다. 두 번째로 긴급차량의 진행정보를 기반으로 현시복귀 제어를 수행한다 (PPCU). 마지막으로 현시복귀에 따른 일반신호 운영을 수행한다.

3.시스템 운영

긴급차량 우선신호의 현시 전환은 현재 진행 중인 현시의 보행자신호 시간(보행자 녹색시간 + 녹색점멸) 을 확보하고, 이후 긴급차량 우선현시를 제공하여 차량과 보행자간의 상충을 최소화시키도록 하였다. 다만 보행자 신호 시간을 확보해야 함에도 불구하고, 횡단 보행자가 임시로 대기할 수 있는 교통섬 등이 존재할 경우에는 긴급차량의 이동성 확보를 위해 공학적 판단에 근거하여 보행자 녹색시간을 단축할 수 있다.

현시복귀는 특정차량에게 우선현시 시간을 제공하기 때문에, 일반 신호현시시간에 영향을 끼치게 되므로, 우선신호는 제어기의 최대 녹색시간 및 연동 값과는 상관없이 설정된 우선신호 최대시간까지 우선현시를 제 공할 수 있다. 우선현시 이후 복귀를 위해서는 30초에서 7분 정도의 전환시간이 요구되며, 이는 1~3주기 내 에서 이루어진다. 이때 우선신호에 의해 영향을 최소화하며 운영효율과 안전성을 고려하여 기존 신호로 복 귀하도록 운영하였다.

Ⅳ.현장시험

1.현장시험구간

현장시험구간은 의왕시 지자체와의 협조를 통해 경수산업도로(국도 1호선)인 고천 사거리(Int.1), 기업은행 사거리(Int.2), 오전동 사거리(Int.3), 원골로 삼거리(Int.4), 모락로 사거리(Int.5)를 대상지로 하였다.<Fig. 2>

2.현장시험 방법론

현장시험은 사전(긴급우선신호 미운영)과 사후(긴급우선신호 운영)로 구분하여 조사하였다. 현장시험 자료 는 긴급차량 우선신호 효과를 검증하기 위해 통행시간을 조사하였고, 긴급차량 통과 후 일반차량의 교통상 황을 파악하기 위해 부방향과 대향방향의 대기행렬길이를 측정하였다.

현장시험 방법은 <Table 1>에서 보는 바와 같이 사전(긴급차량 우선신호 미운영) 1회, 사후(긴급차량 우선 신호 운영) 1회에 대하여 동일 요일에 포화(08:00~10:00), 근포화(10:00~12:00), 비포화(14:00~16:00)로 구분하 고, 남북방향별로 총 6회(SB 3회, NB 3회) 조사를 수행하였다.

조사방법은 긴급차량의 통행시간 경우에는 조사자가 차량에 탑승하여 통행시간을 실측하였으며, 일반차 량의 대기행렬 길이, 시간대별 교통량은 비디오 촬영 및 조사원 실측(비디오 촬영 각도에 의해 시각적 제한 이 있는 지점)을 통해 수행하였다.

Ⅴ.현장 적용성 분석

1.교통량 분석

사전(긴급차량 우선신호 미운영, TOD 운영) 및 사후(긴급차량 우선신호 운영)을 적용성 분석을 위해서는 두 교통량의 차이가 없어야 한다. 그 이유는 교통량이 동일해야 긴급차량 우선신호에 의한 긴급차량 통행시 간, 대기행렬길이의 차이의 원인을 신호운영에 의한 것으로 볼 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 통계적 분 석 기법인 쌍체비교(Paired-Comparison)을 통해 교통량에 차이가 발생하는지를 분석하였다. 분석은 포화, 근포 화, 비포화로 구분하고, 15분 단위로 조사하여 총 1시간 교통량을 비교하였다.

1)포화상태 교통량

포화상태인 08~09시의 교통량을 교차로별로 비교분석한 결과, <Fig. 3>에서 보는 바와 같이 1, 2, 3교차로의 경우는 일반신호로 운영되었을 때 교통량이 많은 것으로 나타났으며, 4, 5교차로의 경우는 우선신호를 운영했 을 때 교통량이 많은 것으로 확인되었다. 통계검증을 통해 유의성을 확인해 본 결과 <Table 2>에서 보는 바와 같이 p-vale 값이 0.6756으로 95% 신뢰수준인 유의확률 0.05보다 크므로 통계적 차이는 유의하지 않은 것으로 분석되었다. 09~10시의 교차로별 교통량은 1교차로의 경우, <Fig. 4>에서 보는 바와 같이 거의 동일하고, 2교 차로는 일반신호, 3, 4, 5교차로는 우선신호 운영 시 교통량이 많은 것으로 나타났다. 그러나 통계검증 결과 08~09시 교통량과 같이 p-value 값이 0.1741로 95% 신뢰수준에서 통계적 차이는 없는 것으로 분석되었다.

2)근포화상태 교통량

근포화상태 오전 10~11시 사이의 교차로별 교통량은 <Fig. 5>과 같이 1, 2교차로는 일반신호를 운영한 때 의 교통량이 많았으며, 3, 4, 5교차로는 우선신호를 운영했을 때의 교통량이 많은 것으로 나타났다. 이에 대 한 통계적 검증 결과는 <Table 3>에서 보는 바와 같이 p-value 값이 0.3163으로 95% 신뢰수준에서 교통량의 통계적 차이는 없는 것으로 분석되었다. 11~12시 사이의 교차로별 교통량은 <Fig. 6>에서 보는 바와 같이 1, 2, 4교차로는 일반신호 교통량이 많았으며, 3, 5교차로는 유사한 형태를 보였다. 통계적 검증 결과, value 값 이 0.4854로 95% 신뢰수준에서 교통량의 통계적 차이는 없는 것으로 분석되었다.

3)비포화상태 교통량

비포화상태는 교통량이 적은 야간 및 새벽 시간을 선정하는 것이 적절하다. 그러나 본 현장시험구간의 경 유에는 일반차량의 교통량이 현저하게 작아, 긴급차량 우선신호 효과를 분석하기에는 어려움이 있었다. 본 연구에서는 비첨두 시간대인 14~16시 사이를 비포화상태로 간주하여 시험을 수행하였다. 오후 14~15시 사이 의 교차로별 교통량은 <Fig. 7>에서 보는 바와 같이 3교차로를 제외하고, 우선신호 운영을 했을 때 교통량이 더 많은 것으로 확인되었다. 통계검증 결과는 <Table 4>에서 보는 바와 같이 p-value 값은 0.0370으로 95% 신 뢰수준에서 일반신호 운영 시와 우선신호 운영 시의 교통량 차이는 유의한 것으로 나타났다. 이는 우선신호 운영 시 교통량이 일반신호 운영 시 보다 통계적으로 많았다는 것을 의미한다. 그러나 해당 시간대의 교통량 차이는 56대로, 다른 시간대의 교통량 차이보다 작았지만, 표준편차가 작아 통계적으로 유의한 차이가 나타 난 것으로 판단된다. 15~16시 사이의 교차로별 교통량은 <Fig. 8>에서 보는 바와 같이 1, 2, 3교차로는 일반 신호 교통량이 많았으며, 4, 5교차로는 유사한 형태를 보였다. 그러나 통계검증 결과는 <Table 4>에서 보는 바와 같이 p-value 값이 0.9400로 95% 신뢰수준에서 차이를 나타내지는 않는 것으로 분석되었다.

4)교통량 종합분석 결과

쌍체비교 통계검증 결과, 비포화 상태인 14~15시를 제외하고는 95% 신뢰수준에서 그 차이는 유의하지 않 은 것으로 확인되었다. 14~15시를 제외한 나머지 시간대는 교통량 차이보다는 우선신호 운영에 의한 것으로 예상할 수 있다.

2.통행시간 분석

본 통행시간 분석은 사업대상지를 통과하는 긴급차량의 통행시간의 변화를 분석하는데 목적이 있다. 전체 사업대상지를 통과하는 교통량 차이가 없다는 전제 조건하에서 긴급차량이 일반신호 및 우선신호에 의한 영 향이 있는지를 확인하였다(비포화 상태 14~15시 제외).

1)긴급차량 우선신호 미운영

긴급차량 우선신호 없이 긴급차량의 통행시간을 현장에서 측정해 보았다. 이때 긴급차량은 차량 경광등과 사이렌소리를 내며 주행하였으며, 이는 일상적인 긴급차량 출동과 동일한 상황으로 교통신호의 도움 없이 사이렌 및 차량경광등 만으로 운영하는 방식이다. 그 결과 <Table 5>에서 보는 바와 같이 5개 교차로를 통과 하는 최대 통행시간은 포화 북향방향의 522초(8분42초)로 확인되었으며, 최소 통행시간은 근포화 남향방향 355초(5분55초)로, 화재출동과 관련된 5분 이론을 충족하지 못한 것으로 나타났다. 특이사항으로는 포화 시 긴급차량이 우회전 차량 대기행렬에 의해 한 주기 동안 움직이지 못하는 상황이 발생하였다. 이는 긴급차량 이 주도로 끝 차선이 우회전 도류화가 이루어지지 않고 직진・우회전 동시차선으로 이용되는 도로상황에서 발생할 수 있는 상황이다. 이는 긴급차량 우선신호는 접근로의 모든 방향의 차량을 제거할 수 있어야 한다는 의미로 전방향 진행이 가능한 동시 신호가 반드시 필요하다고 해석할 수 있다[※ 고천사거리에서 직진차량 이 우회전차선 대기로 인해 통행시간 증가(1주기 180초), * 비포화 상태 14~15시 분석 제외].

2)긴급차량 우선신호 운영

일반 TOD 신호와 동일하게 긴급차량 우선신호 상황에서도 긴급차량이 출동하는데 걸리는 시간(통행시간) 을 측정하기 위해 긴급차량의 경광등 및 사이렌소리를 내며 주행하였다. 긴급차량은 교차로 진입 이전(약 400m)부터 진행방향의 직진과 좌회전 신호를 동시에 녹색 점등하도록 우선신호를 운영하였다. 그 결과, 긴급 차량 우선신호 시 통행시간은 <Table 6>에서 보는 바와 같이 포화상태 북향방향의 418초(6분 58초)를 제외하 고, 화재출동 5분 이론은 만족하고 있다. 특이사항으로는 포화상태 북향방향에서 기점기준 4번째 교차로인 원골로 삼거리에서 교통지도요원인 모범운전기사가 하류부에서 긴급차량이 접근하는 것을 인지하지 못하여, 우선신호가 정상 작동함에도 불구하고, 주기 길이에 상응하는 120초 이상을 타 이동류에게 수신호로 부여하 여 긴급차량의 통행시간이 증가되는 현상이 야기되었다(※ 교통지도요원 수신호 통제로 인하여 120초 이상 통행시간 증가, * 비포화 상태 14~15시 분석 제외).

3)통행시간 비교분석

본 통행시간 비교 분석은 이 두 운영조건에 따른 긴급차량의 통행시간 차이를 살펴보았다. <Table 7>에서 보는 바와 같이 근포화 상태에서 긴급차량 우선 시 254초로 가장 많이 출동시간 단축되었고, 포화상태에서 104초로 가장 적게 단축되었다. 전체적으로 북향방향의 418초(6분 58초)를 제외하고, 화재출동 5분(골든타임) 이론을 만족하고 있다(* 비포화 상태 14~15시 분석 제외).

3.대기행렬 길이 분석

대기행렬 길이 분석은 대상지의 5개의 교차로의 전체적인 교통상황을 살펴볼 수 있는 지표로, 본 연구에 서는 긴급차량 우선신호 시 부방향과 대향방향의 영향 및 상쇄 시간을 검토하였다. 분석방법은 교통상태별 로 구분하고, 북남방향으로 각각 한 차례씩 운행하여 15분 단위로 총 1시간의 변화에 대해서 추이 분석을 실 시하였다. 여기서 상쇄시간은 회복되는 시간을 의미하며, 해소되는 시간을 의미하지 않는다.

1)교차로 평균 대기행렬(포화상태)

오전 8시에 북쪽(NB)방향의 대기행렬길이 차이를 살펴보면, <Table 8>에서 보는 바와 같이 08:00~15분대 에는 사후가 2,035m로 사전 대비 약 238m 더 증가되는 결과를 보였으며, 15분 이후부터 점차 두 격차가 감 소되는 것을 확인하였다. 오전 9시에 남쪽(SB)방향도 마찬가지로 사후가 1,998m로 사전 대비 약 465m로 큰 차이를 보이다가 15분대 이후부터는 108m로 급격하게 두 격차가 감소되는 것을 확인하였다.

포화상태의 대기행렬길이 패턴을 분석해 보면, 북쪽(NB)방향의 경우 <Fig.9>에서 보는 바와 같이 15분까 지는 대기행렬이 증가하다가 이후부터 점차 상쇄되었다. 남쪽(SB)방향의 경우 <Fig.10>에서 보는 바와 같이 긴급차량 통과직후인 09:00 ~ 15분대까지는 대기행렬길이 급격하게 증가하다가 점차 상쇄되는 것을 확인하 였다. 양쪽방향 모두가 긴급차량 통과 직후에 사전과 사후의 대기행렬길이의 차이가 크게 발생하였다. 이후 15분부터는 점차 대기행렬이의 차이가 줄어들었다.

2)교차로 평균 대기행렬(근포화상태)

오전 10시에 북쪽(NB)방향 근포화상태의 대기행렬길이 차이를 살펴보면, <Table 9>에서 보는 바와 같이 10:00~15분대에는 사전이 1,528m로 사후 대비 64m 더 증가된 결과를 보였다. 15분 이후에는 사후가 1,656m 로 사전보다 276m 더 증가되는 결과를 나타냈다. 두 격차가 증가되다가 30분 뒤부터 점차 감소되는 것을 확 인하였다. 오전 11시에 남쪽(SB)방향 11:00~15분대에 사후가 1,583m로 사전 대비 약 382m로 정도로 큰 차이 를 보이다가 15분 이후부터 격차가 감소되었다. 30분 이후부터는 사후가 1,400m로 사전보다 530m 대기행렬 이 낮게 나타났고, 45분부터 두 격차가 감소되는 것을 확인하였다.

근포화상태의 대기행렬패턴을 분석해 보면, 북쪽(NB)방향의 경우 <Fig.12>에서 보는 바와 같이 사후의 대 기행렬길이가 증가하다가 15분 이후부터는 점차 상쇄되는 것을 확인하였다. 긴급차량 우선신호를 운영하였 을 경우에 대기행렬길이가 전체적으로 높게 나타났으며, 긴급차량 통과 직후 시간대에 대기행렬길이가 지속 적으로 증가하다가 15분 이후부터는 점차 대기행렬이의 상쇄되는 것을 확인하였다. 남쪽(SB)방향의 경우 <Fig 12>에서 보는 바와 같이 15분까지는 사후의 대기행렬이 점차 증가하다가 15분 이후부터는 대기행렬이 감소하였다. 사전의 경우에는 45분까지 대기행렬이 급격하게 증가하다가 이후부터는 급격하게 상쇄되었다.<Fig. 11>

3)교차로 평균 대기행렬길이(비포화상태)

비포화상태에서는 비교적 교통량이 작아서 사전과 사후의 격차가 작게 나타났다. 남쪽(SB)방향의 경우 <Table 10>에서 보는 바와 같이 15:00~15분대에 사후가 1,524m로 사전 대비 48m로 정도 높게 나타났다. 15분 대 이후에는 10m까지 격차가 거의 없는 상태로 지속되었다. 이후 30분 이후부터 시후가 사전보다 더 감소되 다가 45분 이후부터 사전보다 약 107m 더 높게 증가되는 현상이 나타났다(* 비포화 상태 14~15시 분석 제외).

비포화상태의 대기행렬패턴을 분석해 보면, 남쪽(SB)방향의 경우 <Fig. 14>에서 보는 바와 같이 긴급차량 이 통과직후에도 대기행렬이 증가하지 않고 상쇄되는 것을 볼 수 있다. 비포화 상태에서는 교통량이 작아 긴 급차량 우선신호에 대한 영향은 미비하다는 것을 알 수 있다(* 비포화 상태 14~15시 분석 제외).<Fig. 13>

4)대기행렬 종합분석 결과

우선신호에 의한 부방향과 대향방향의 일반차량 영향은 포화 상태일 때에는 15분, 근포화 상태에서는 30 분에서 45분 정도 지속되었다. 비포화 상태에서는 긴급차량 통과 직후에도 대기행렬길이가 감소하였으며, 사 전과 사후의 차이가 가장 적었다. 종합적으로 살펴보면, 교통량이 많을수록 대기행렬길이도 증가되었으며, 긴급차량의 통과시간이 우선신호를 통해 단축된다고 해도 부방향과 대향직진방향의 영향을 주는 정도가 미 비하다는 것을 확인하였다. 이는 긴급차량 우선신호를 운영할 경우에는 도로의 특성 및 교통량 상태를 반드 시 고려해야한다는 것을 의미한다.

Ⅵ.결 론

긴급차량 효과 검증에서는 긴급차량 우선신호 우선신호를 운영 시 긴급차량의 통행시간은 최대 350%에서 최소 24%까지 감소하는 것을 확인하였다. 교통 조건 및 환경에 의해 통행시간 감소효과는 차이가 있었으나, 긴급차량 우선신호의 효과는 정량적으로 검증되었다.

긴급차량 우선신호 시 대기행렬길이의 경우에는 포화 상태일 때에 최대 45분, 근포화 상태에서는 최대 30 분 정도 지속하는 것으로 확인되었으며, 비포화 상태에서는 긴급차량 통과직후에도 대기행렬이 감소되었다. 우선신호의 효과를 종합적으로 검토해본다면, 교차로의 서비스 수준이 2단계(A에서 F로 갈수록 정체수준이 악화, A-F) 악화되는 교차로에 대해서는 우선신호 적용 이후 기존 신호로 복귀 시 일반차량의 지체 감소를 위한 추가적인 운영기법이 적용되거나, 우선신호 운영을 심각히 고려해 볼 필요성이 있다.

본 연구에서 적용된 우선신호 방식은 현장제어방식으로는 교통량이 상대적으로 많지 않은 집‧분산 및 국 지도로에 사용하는 것을 제안하며, 간선도로에서는 중앙관제 우선신호시스템을 사용하여 일반차량의 지체 및 대기행렬을 최소화 하는 방식을 제안한다.

향후 긴급차량 우선신호가 설치‧운영될 도시에서는 해당 매뉴얼에 의한 운영이 이루어져야 할 것이며, 제 시한 매뉴얼(안) 이외의 사항에 대해서는 추가적인 검토 및 분석이 이루어진 이후 긴급차량 우선신호 운영에 적용해야할 것이다.