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The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems Vol.20 No.3 pp.20-33
DOI : https://doi.org/10.12815/kits.2021.20.3.20

Analysis of Bus Signal Priority Effect by BRT Stop Types: Focusing on Hannuri-daero, Sejong

Minji Kim*, Yohee Han**, Youngchan Kim***
*Dept. of Transportation Eng., Univ. of Seoul
**Dept. of Transportation Eng., Univ. of Seoul
***Dept. of Transportation Eng., Univ. of Seoul
Corresponding author : Yohee Han, yeohee@gmail.com
21 April 2021 │ 30 April 2021 │ 6 May 2021

Abstract


Modern society is steadily implementing policies to encourage public transportation to cope with the growing traffic demand on limited roads. The expectation is rising for transit signal priority to ensure the speed of buses as the installation of the bus rapid transit(BRT) expands nationwide to secure the competitiveness of buses. On the other hand, the form of BRT stops without considering some aspects of bus operation may increase the number of stops on the bus, thereby reducing the effectiveness of bus signal priority applications. This study suggests the type of bus stop to increase the operation efficiency of buses by analyzing the bus signal priority effect according to the BRT station type using Hannuri-daero, Sejong. The bus signal priority is used to maximize the two-way bandwidth of passenger cars and buses. As a result of the application, the effectiveness of the bus signal priority at the stop causing the double stop of the bus was reduced drastically, and the efficiency of the bus signal priority was increased significantly after improvement. These results are expected to be used as basic data in the form of proper bus stops considering the aspects of traffic operation when designing BRT stops in new towns in the future.



BRT 정류장 형태에 따른 버스 우선 신호 효과 분석: 세종시 한누리대로를 중심으로

김 민 지*, 한 여 희**, 김 영 찬***
*주저자 : 서울시립대학교 교통공학과 석사과정
**교신저자 : 서울시립대학교 교통공학과 연구교수
***공저자 : 서울시립대학교 교통공학과 교수

초록


현대 사회는 한정된 도로로 증가하는 교통 수요를 처리하기 위해 대중교통 장려 정책을 꾸 준히 실시하고 있다. 버스의 경쟁력을 확보하기 위해 전국적으로 간선급행버스체계(BRT) 설치 가 확대함에 따라 버스의 신속성 보장을 위한 우선 신호에 대한 기대가 높아지고 있다. 그러나 일부 버스 운영 측면을 고려하지 않은 BRT 정류장 형태는 버스의 정지횟수를 증가시켜 버스 우선 신호 적용 효과를 감소시킬 수 있다. 이에 본 연구는 세종시 한누리대로를 분석 대상지로 하여 BRT 정류장 형태에 따른 버스 우선 신호 효과를 분석함으로써 버스의 운영 효율을 높이 기 위한 정류장 형태에 대해 제언하고자 한다. 버스 우선 신호는 일반 차량과 버스의 양방향 연동폭을 최대화하는 기법을 적용하였다. 적용 결과 버스의 이중 정차를 야기하는 정류장에서 버스 우선 신호의 효과가 급격히 감소하였으며 이를 개선 후 우선 신호의 효율이 상당히 증가 하였다. 본 연구의 결과는 향후 신도시에 BRT 정류장 설계 시 교통운영 측면을 고려한 올바른 정류장 형태의 근거자료로써 활용이 가능할 것으로 기대된다.



    Ⅰ. 서 론

    1. 연구의 배경 및 목적

    자가용 이용의 급격한 증가는 한정된 도로를 포화상태에 이르게 하였다. 이에 각 도시에서는 교통 수요를 효율적으 로 관리하여 도로 혼잡을 완화시키기 위해 대중교통 장려 정책을 활발히 실시하였다. 그러나 일반 차량과 동일한 신호 를 이용하는 버스는 일반 차량과 통행 패턴이 상이할 뿐만 아니라 다른 이동류와의 상충으로 경쟁력이 상당히 떨어질 우려가 있다. 이에 기존 버스체계에 철도운영개념을 도입하여 버스통행권, 교차로 우선 처리 등을 지원하여 버스의 통 행속도 및 정시성을 향상시키기 위한 방안으로 BRT(Bus Rapid Transit)의 개념이 등장하였다(Ministry Of Construction & Transportation, 2005). BRT는 특성상 일정수준 이상의 통행속도를 유지하고 보다 나은 정류장 서비스를 제공하기 위해 신속한 승하차, 안전하고 쾌적하며 편리한 시설서비스를 설치·운영해야 한다(Ministry Of Construction & Transportation, 2010). 이러한 BRT는 정류장 위치와 형태 따라 주행 특성이 달라지며 교통운영 및 안전 측면에 미치는 영향이 상이하다. 또한, BRT 정류장 위치나 형태는 버스뿐만 아니라 다른 이동수단에도 직·간 접적인 영향을 미칠 수 있으므로 설계 시 주의를 기울일 필요가 있다.

    버스의 운영 효율을 높이기 위한 가장 효과적인 방안 중 하나는 버스 우선 신호의 도입이다. 버스 우선 신호 기법은 크게 수동식 우선 신호(passive priority)와 능동식 우선 신호(active priority)로 분류된다. 수동식 우선 신호는 능 동식 우선 신호와 달리 대중교통의 운행 스케줄을 고려하여 최적 신호를 제공하는 것으로, 검지기 유무와 관계없이 일 정하게 이용이 가능하다(Smith et al., 2005). 능동식 우선 신호는 버스의 정시성이 위배된 상황에서 교차로 진입 시 녹색시간을 보장받지 못할 경우 실시간으로 녹색시간을 조정하여 버스의 교차로 신속 주행을 보장하는 기법이다. 이러 한 대중교통 우선 신호 기법을 BRT 체계와 함께 운영할 경우 버스의 경쟁력 제고가 가능할 것으로 보인다. 그러나 일 부 BRT 정류장의 형태는 오히려 버스의 정지횟수를 증가시켜 우선 신호의 효과를 감소시킬 여지가 있다.

    따라서 본 연구는 버스 우선 신호 효과를 극대화할 수 있는 BRT 정류장 형태에 대해 제언하고자 한다. 공간적 범위 는 세종시 한누리대로 한솔동 정류장부터 법원.검찰청.경찰청 정류장 구간으로, 3가지 형태의 BRT 정류장을 대상으로 하였다.

    2. 연구의 범위

    본 연구의 공간적 범위인 세종시 한누리대로에 설치된 BRT 정류장은 1)<Table 1>과 같이 3가지의 형태로 분류된 다. 한누리대로 버스정류장은 지선버스와의 환승 편의, BRT 감응 신호체계를 고려하여 도로구간 내 정류장 (mid-block station)을 기본 형태로 설계되었다. 이를 바탕으로 횡단폭을 최소화할 수 있는 양방향 교차방식 도로구 간 내 정류장(mid-block station of bidirectional crossing method)이 유형 1이다. 유형 2는 교차로 통과 전 정류 장(near-side station)으로 교차로나 입체시설로 인해 도로구간 내 정류장 설치가 불가능한 곳에 설치되었다. 유형 2 는 버스 이용자가 편리하고, 이중 정차 가능성 및 앞막힘(spill-back)현상의 우려가 없는 이점이 있다. 유형 1과 2 모 두 설치가 불가능한 곳에는 양방향 평행식 도로구간 내 정류장(mid-block station of bidirectional parallel method)인 유형 3이 설치되었다(Bae et al., 2008). 유형 3 형태의 정류장은 1번째 횡단보도 통과 후 2번째 횡단보 도 통과 전에 설치된 정류장에서 승객의 승하차가 이루어진다. 이에 따라 1번째 횡단보도 접근 시 버스가 적색 신호를 만날 경우 버스의 이중 정차를 야기할 수 있다.

    <Table 1>

    Form of BRT bus stop in Hannuri-daero, Sejong

    KITS-20-3-20_T1.gif

    본 연구의 분석 구간은 세종시 한누리대로 ‘한솔동 정류장 - 법원.검찰청.경찰청 정류장’구간으로, 총 7개의 BRT 정 류장이 설치되어 있다. 분석을 위해 유형 1, 2, 3에 속하지 않은 버스 지하차도에 위치한 세종고속시외버스터미널과 대 평동 정류장은 유형 1인 양방향 교차방식 도로구간 내 정류장의 형태로 가정하였다. 따라서 본 연구의 분석 대상지에 위치한 버스정류장별 형태는 <Fig. 1>과 같다. 유형 1은 세종고속시외버스터미널, 대평동, 세종시청.교욱청.시의회 정 류장이 속하며, 유형 2는 한솔동, 보람동.대평동 정류장, 유형 3은 소담동 새샘마을과 법원.검찰청.경찰청이 해당된다. 본 연구는 이러한 3가지 형태의 BRT 정류장을 대상으로 하여 버스 우선 신호의 효과를 분석하였다.

    <Fig. 1>

    Analysis area: Hansol-dong to Court, Prosecutors' Office and Sejong Police Agency, Hannuri-daero, Sejong

    KITS-20-3-20_F1.gif

    Ⅱ. 선행연구고찰

    1. 버스 정류장 위치와 우선신호 효과

    BRT 정류장 위치와 버스 우선 신호에 관한 연구는 과거부터 꾸준히 실시되고 있다. Demetsky and Lin(1982)은 교차로 통과 전 정류장(near-side), 교차로 통과 후 정류장(far-side), 횡단보도 통과 전 도로 구간 내 정류장(near sided-midblock), 횡단보도 통과 후 도로 구간 내 정류장(far sided-midblock) 등 4가지의 버스정류장 위치를 안전, 교통운영, 토지이용영향에 따라 분류하였다. 분류 결과 교차로 통과 후 정류장이 대부분의 기준을 충족하여 효율성이 가장 높았다. Garrow and Machemehl(1999)은 교차로 통과 전, 후 정류장별 녹색시간 연장 성공률을 포화교통류율 에 따라 분석하였다. 분석 결과 교차로 통과 전 정류장은 버스 우선 신호 성공률이 0~30%로 낮은 반면 교차로 통과 후 정류장은 50~90%로 높은 성공률을 보였다. Kim and Rilett(2005)은 교차로 통과 전 정류장이 야기하는 정차시 간 변동성을 다루기 위해 가중 선형 회귀 방법을 이용하여 정차시간 예측 구간 산출식을 설계하였다. 예측 구간에 따라 적합한 대중교통 우선 신호 전략을 시행함으로써 교차로 통과 전 정류장으로 인해 야기되는 버스의 지체를 감소시키는 동시에 타 이동류에 발생하는 부정적 영향 또한 고려하였다. Wang et al.(2013)은 교차로 통과 전 정류장과 교차로 통과 후 정류장을 대상으로 교통 수요와 조기 녹색, 녹색 연장 등의 능동형 버스 우선 신호 도입 유무에 따라 버스 통행 시간의 변화를 관측하였다. 분석 결과 교차로 통과 전 버스정류장은 교통 상황이 일반적인 경우 버스 우선 신호의 효과 가 높은 반면 교차로 통과 후 정류장은 혼잡상태일 때 버스 우선 신호가 더욱 효과적으로 작용하였다.

    2. 대중교통 연속 주행을 지원하는 수동식 우선 신호

    연동폭은 전체 시스템을 정지없이 진행한 첫 번째 차량과 마지막 차량 간의 시간 차이(Roger et al, 2011)로, 교통 신호 운영 분야에서는 양방향 연동폭 최대화를 주제로 다양한 연구가 진행되었다. Little et al.(1981)은 혼합 정수 선 형 계획법을 이용해 간선도로의 양방향 연동폭을 최대화하는 MAXBAND를 설계하였다. MAXBAND는 적색 시간, 교차로 간 거리 등의 입력 변수를 바탕으로 최적의 신호주기와 현시 순서를 결정한다. Gartner et al.(1991)는 기존 연동폭 최대화 모형이 실제 간선도로 상의 교통류 상황을 반영하지 못하는 한계를 보완하여 MULTIBAND를 설계하였 다. MULTIBAND는 방향별 교통량과 포화교통류율을 고려하여 방향별 연동폭을 개별적으로 정의함으로써 최적의 신 호 조합을 산출한다. Zhang et al.(2015)은 기존 MULTIBAND의 제약식을 완화하여 MULTIBAND보다 넓은 연 동폭을 산출할 수 있는 AM-BAND 모형을 개발하였다.

    현 사회는 증가하는 교통 수요를 처리하기 위해 대중교통 이용을 꾸준히 장려하고 있다. 그러나 도로 위를 주행하는 대중교통수단은 일반 차량과 주행 특성이 상이하여 기존 일반 차량 중심의 신호를 이용하는 경우 신호 연동의 혜택을 받지 못하는 경우가 종종 발생한다. 이에 최근 몇 년간 간선도로를 주행하는 대중교통의 연속 진행을 보장하기 위한 우 선 신호 연구가 활발히 실시되고 있다. Jeong and Kim(2014)은 MAXBAND 모델을 기반으로 현시 순서와 옵셋 최 적화를 이용해 수동형 트램 우선 신호 전략 TRAMBAND 모형을 개발하였다. 트램 연속 주행을 위한 연동폭을 보장하 는 동시에 일반 차량의 연동폭을 최대화함으로써 타 이동수단에 영향을 최소화하며 트램의 신속 주행을 보장하였다. Hu et al.(2015)은 커넥티드카 환경에서 사람 지체를 최소화는 대중교통 우선 신호 방법론을 설계하였다. 대중교통 우선 신호 적용 시 사람 지체가 감소하는 경우에만 우선 신호를 실시하였으며 버스가 상류부 교차로에서 우선 신호를 적용받은 뒤 하류부 교차로에서 지체를 경험하지 않도록 하였다. Dai et al.(2016)은 기존 MAXBAND 모형에 버스 특성을 고려한 제약함수를 추가함으로써 하나의 신호 계획으로 일반 차량과 버스가 모두 연동폭을 지원받을 수 있는 모 형을 개발하였다. 최적해 산출 시 일반 차량과 버스의 최대, 최소 연동폭 크기와 버스의 감·가속, 속도, 정차시간을 모 두 제약식을 통해 고려함으로써 설계한 모형을 적용 시 전체 교통 시스템 면에서 지체, 정지, 통행시간이 감소하는 결과 를 보였다. Bai et al.(2018)는 AM-BAND 모형을 기반으로 트램의 연동폭을 유지하는 동시에 일반 차량의 연동폭을 최대화할 수 있는 모형을 개발하였다. 이를 통해 트램 우선 신호 적용에 따른 타 이동류에 미치는 부정적인 영향을 최소 화하였다. Kim et al.(2019)은 버스 통행량이 많은 곳에서 평균 버스 정차시간, 정치시간 변동성, 버스 정류장 용량 등을 고려하여 버스 연동 모델 개발하였다. 최적의 버스 연동을 위한 옵셋값을 찾기 위해 상류부 교통류율과 대기행렬 소거시간을 고려한 결과 기존 신호 연동 최적화 모형인 MULTIBAND와 비교했을 때 버스의 정지횟수와 통행시간이 상당히 감소하는 결과를 보였다.

    본 연구는 최신 연구 동향을 고려하여 대중교통의 신속 주행을 보장하는 동시에 일반차량 또한 연동폭을 보장받을 수 있는 대중교통 우선 신호 기법을 적용하였다. 또한, 정류장 위치 혹은 형태에 따라 버스 우선 신호 적용 결과가 상이 한 점을 고려하여 세종시 한누리대로에 설치된 3가지 BRT 정류장 유형에 따라 버스 우선 신호 효과를 분석하였다.

    Ⅲ. 방법론

    1. 버스 우선 신호

    본 연구에서 적용한 버스 우선 신호는 Kim et al.(2021)이 설계한 수동식 버스 우선 신호 기법인 STEPBAND로, <Fig. 2>와 같이 중방향(outbound)에 가중이 있는 정류장 단위(BUS-SA2))의 양방향 연동폭 최대화 방법론이다. <Fig. 3>의 MAXBAND와 달리 STEPBAND는 버스가 정류장에서 항상 정지하는 현상을 고려하여 중방향 (outbound) 기준 상류부 정류장 출발부터 하류부 정류장 도착까지를 신호 연동 그룹으로 분할한다. 이러한 STEPBAND 모형을 이용해 BUS-SA를 분할한 뒤 MAXBAND LP2 모형을 이용하여 BUS-SA별로 양방향 연동폭 의 합을 최대화하였다. 이 경우 중방향을 주행하는 버스는 적색 시간에도 승객의 승하차가 가능하나 경방향(inbound) 은 상류부 정류장 직후 교차로부터 하류부 정류장의 신호가 최적화됨에 따라 녹색시간에만 승객의 승하차가 가능하다. 따라서, 경방향을 주행하는 버스 또한 적색 시간에 승객의 승하차가 가능하도록 하기 위해 경방향 연동폭을 조건부 확 장하였다. STEPBAND를 이용해 신호 계획을 최적화할 경우 BUS-SA 연동폭을 이용하는 모든 교통수단은 BUS-SA 기준 상류부 정류장부터 하류부 정류장까지 정지 없이 자유속도로 주행이 가능하다는 이점이 있다. BUS-SA 간 조합 최적화는 버스가 정류장에서 승객의 승하차를 마친 후 추가 대기시간 없이 연속으로 주행 가능한 시간이 최대화되는 값 을 최적 해로 채택하였다. 버스의 최대 연속 주행 가능 시간 폭은 방향별 BUS-SA의 연동폭 중 가장 작은 값을 갖는 연동폭의 크기이다.

    <Fig. 2>

    STEPBAND

    KITS-20-3-20_F2.gif
    <Fig. 3>

    MAXBAND

    KITS-20-3-20_F3.gif

    본 연구는 분석 시 대전 방향을 중방향(outbound), 오송 방향을 경방향(inbound)으로 설정하였다. 이에 따라 본 분석 구간의 BUS-SA는 총 7개로, BUS-SA1은 한솔동 정류장 출발부터 세종고속시외버스터미널 정류장 도착, BUS-SA2는 세종고속시외버스터미널 정류장 출발부터 대평동 정류장 도착, BUS-SA3은 대평동 정류장 출발부터 보 람동.대평동 정류장 도착을 기준으로 하였다. BUS-SA4는 보람동.대평동 정류장 출발부터 세종시청.교육청.시의회 정 류장 도착, BUS-SA5는 세종시청.교육청.시의회 정류장 출발부터 오송 방향 소담동 새샘마을 정류장 도착, BUS-SA6은 오송 방향 소담동 새샘마을 정류장 출발부터 오송 방향 법원.검찰청.경찰청 정류장 도착, BUS-SA7은 오송 방향 법원.검찰청.경찰청 정류장 출발부터 대전 방향 법원.검찰청.경찰청 정류장 도착을 범위로 하였다. BUS-SA1과 BUS-SA2를 주행하는 버스는 두 BUS-SA 사이에 위치한 유형 1 세종고속시외버스터미널 정류장 신호 에 영향을 받으며, BUS-SA2와 BUS-SA3을 진행하는 버스는 유형 1인 대평동 정류장 신호에 영향을 받는다. BUS-SA3과 BUS-SA4를 진행하는 버스는 유헝 2인 보람동.대평동 정류장 신호에 영향을 받으며 BUS-SA4와 BUS-SA5를 주행하는 버스는 유형 1인 세종시청.교육청.시의회 정류장, BUS-SA5와 BUS-SA6을 진행하는 버스는 유형 3인 소담동 새샘마을 정류장 신호에 따라 버스의 연속 주행 가능 궤적이 영향을 받는다.

    유형 3 정류장의 특성인 버스가 이중정차하는 것을 방지하기 위해 BUS-SA6과 BUS-SA7을 오송 방향 법원.검찰 청.경찰청 정류장을 기준으로 분할하였다. 그러나 대전 방향의 경우 오송 방향 법원.검찰청.경찰청 정류장을 통과한 후 대전 방향 법원.검찰청.경찰청 정류장에서 승객의 승하차가 이루어진다. 이를 고려하여 버스 우선 신호를 적용한 결과 대전 방향 버스는 BUS-SA6 연동폭 이용 시 BUS-SA7 하류부 정류장까지 정지없이 주행이 가능하다. 그러나 본 연 구에서 적용한 버스 우선 신호는 중방향 기준 하류부 정류장 도착까지만을 고려함으로 대전 방향 버스가 법원.검찰청. 경찰청 정류장에서 소비하는 정차시간은 분석 시 고려되지 않았다. 따라서 법원.검찰청.경찰청 정류장의 형태에 따른 버스 우선 신호 효과는 결과 분석 시 제외하였다.

    2. 시나리오 설정

    본 연구에서는 세종시 한누리대로에 설치된 3가지 형태의 BRT 정류장을 대상으로 버스 우선 신호 효과를 분석하기 위해 방향별 정차시간별로 시나리오를 구축하였다. 정차시간은 데이터상의 한계로 분석 시 30초, 40초, 50초로 경험적 인 값을 사용하였다. 분석 구간의 현황 신호와 정류장 형태를 토대로 양방향 BUS-SA 연동폭을 최대화한 결과 대전 방 향으로 최대 연속 주행 가능한 버스 주행 폭은 48초, 오송 방향은 35초로 나타났다.

    Ⅳ. 분석

    1. BRT 정류장 형태 개선 전 시나리오 분석

    대전 방향(outbound)의 경우 <Fig. 4>에서와 같이 모든 정차시간 시나리오에서 한솔동 정류장 출발부터 소담동 새 샘마을 정류장 도착까지 버스의 최대 연속 주행 가능 폭인 48초를 유지하며 주행이 가능하다. 그러나 유형 3인 소담동 새샘마을 정류장에서 승객 승하차를 마친 후 시나리오별로 연속 진행 가능 폭이 48초에서 각각 20초, 0초, 0초로 감소 하였다. 다른 정류장 형태와 달리 유형 3 정류장은 1번째 횡단보도 통과 후 2번째 횡단보도 앞에서 정차시간을 소비함 으로 정류장 내에서 버스가 이중 정차할 가능성이 존재하다. 이를 배제하기 위해 ‘세종시청.교육청.시의회-소담동 새샘 마을’ BUS-SA 연동폭은 유형 3 소담동 새샘마을 정류장의 1번째 횡단보도 녹색시간에만 연동폭이 표출되도록 제약하 여 버스 우선 신호를 최적화하였다. 이로 인해 다른 형태의 정류장은 적색 시간과 녹색 시간을 모두 승객의 승하차 시간 으로 이용할 수 있는 반면 유형 3 소담동 새샘마을 정류장은 대부분의 버스가 녹색시간에 승객의 승하차가 이루어진다. 그 결과 유형 3 정류장 출발 시 적색 시간을 맞닥뜨릴 가능성이 증가함으로 버스의 정류장 대기시간이 증가할 우려가 있다.

    <Fig. 4>

    Continuous driving trajectory of the Daejeon-bound bus

    KITS-20-3-20_F4.gif

    오송 방향(inbound) 버스의 최대 연속 주행 가능 폭은 35초로, ‘법원.검찰청.경찰청 정류장-소담동 새샘마을 정류 장’ BUS-SA의 오송 방향 연동폭 크기이다. 오송 방향 또한 버스의 연속 진행 가능 폭 최대화 우선 신호 적용 시 모든 정차시간 시나리오에서 소담동 새샘마을 정류장 전까지 최대 연속 주행 폭을 유지한다. 그러나 <Fig. 5>에서와 같이 유 형 3 소담동 새샘마을 정류장에서 승하차 시간 소비 후 30초, 40초, 50초 정차시간 시나리오별로 버스 연속 진행 가능 시간이 각각 5초, 0초, 5초로 줄어들었다. 이는 대전 방향 소담동 새샘마을 정류장에서 발생한 것과 마찬가지로 오송 방향 정류장에서 대부분의 승객 승하차가 녹색시간에 발생함에 따라 버스가 정차시간을 소비한 뒤 적색 신호를 만날 가 능성이 증가하기 때문에 초래된 결과이다.

    <Fig. 5>

    Continuous driving trajectory of the Osong-bound bus

    KITS-20-3-20_F5.gif

    2. BRT 정류장 형태 개선 후 시나리오 분석

    모든 정차시간 시나리오에서 유형 1, 2의 정류장 형태는 버스 우선 신호가 효과적으로 작용하나 유형 3의 정류장의 경우 버스 연속 주행 가능 폭이 크게 감소하거나 소멸되어 버스의 정류장 대기시간이 증가하는 결과를 보였다. 이에 본 연구는 유형 3에 속하는 소담동 새샘마을의 BRT 정류장 설계 형태를 유형 1, 2로 변경하여 BRT 정류장 형태 개선에 따른 시나리오 분석을 실시하였다. 소담동 새샘마을 정류장 설계 형태를 변경한 뒤 ‘소담동 새샘마을–법원.검찰청.경찰 청 정류장’ BUS-SA의 양방향 연동폭을 다시 최대화한 결과 개선 전에 비해 오송 방향 연동폭이 기존 35초에서 50초 로 15초 증가하였다. 이후 개선 전과 동일한 방향별 정차시간 시나리오 분석을 진행하였다.

    <Table 2>는 대전 방향의 정차시간 시나리오별 유형 3 정류장 개선 전과 후 버스의 연속 주행 가능 궤적 폭을 나타 낸다. 유형 3 정류장 개선 전에는 유형 1과 유형 2 정류장에서 버스 우선 신호 효과가 극대화된 반면 유형 3 정류장에 서는 버스 우선 신호의 효과가 감소하였다. 그러나 유형 3 소담동 새샘마을 정류장 형태 개선 후 적색 시간에도 승객의 승하차가 가능해짐에 따라 <Fig. 6>에서와 같이 모든 정차시간 시나리오에서 최대 연속 주행 가능 폭인 48초를 유지하 며 분석 전 구간 주행이 가능해졌다.

    <Table 2>

    Continuous travel trajectory by bus stop type: Daejeon-bound bus

    KITS-20-3-20_T2.gif
    <Fig. 6>

    Continuous driving trajectory of the Daejeon-bound bus

    KITS-20-3-20_F6.gif

    오송 방향은 개선 전과 후 모두 ‘소담동 새샘마을–법원.검찰청.경찰청 정류장’구간의 BUS-SA 연동폭이 녹색시간에 만 표출되어 버스의 최대 연속 주행 가능 폭을 유지하지는 못하였다. 그러나 개선 후 연동폭의 크기가 증가하면서 <Fig. 7>에서와 같이 정차시간이 30초인 시나리오인 (a)는 개선 전에 비해 연속 주행 가능 폭이 15초 늘어났다. 또한, 정차시간이 40초인 (b)의 경우 개선 전이 0초인 것에 비해 10초로 증가하였으며, 정차시간이 50초인 (c)의 경우는 개 선 전과 동일한 연속 진행 폭을 보였다.

    <Fig. 7>

    Continuous driving trajectory of the Osong-bound bus

    KITS-20-3-20_F7.gif

    Ⅴ. 결론

    본 연구는 세종시 한누리대로에 설치된 BRT 정류장을 대상으로 정류장 형태에 따른 버스 우선 신호 효과를 분석하 였다. 우선 신호를 적용한 결과 버스가 양방향 교차방식 도로구간 내 정류장인 유형 1과 유형 2인 교차로 통과 전 정류 장을 통과할 경우 양방향 모두 최대 연속 주행 가능 궤적 폭이 유지되었다. 그러나 모든 정차시간 시나리오에서 유형 3인 양방향 평행식 도로구간 내 정류장을 이용 시 추가 대기시간이 발생하였다. 이는 신호 최적화 시 유형 3 정류장 형 태의 특성인 버스 이중 정차를 방지하기 위해 대부분의 BUS-SA 연동폭이 하류부 정류장이 녹색시간인 경우에만 표출 되었기 때문이다. 그 결과 대부분의 버스가 녹색시간에 정차시간을 소모한 뒤 적색 신호를 맞닥뜨림에 따라 버스의 연 속 주행 가능 폭이 크게 감소하였다. 이는 버스 우선 신호 적용 효과의 저하로 이어져 버스의 전반적인 운영 효율을 감 소시킬 수 있다. 따라서 유형 3과 같이 버스의 정지횟수를 증가시킬 여지가 있는 BRT 정류장 설계는 버스 우선 신호 효과 적용에 따른 운영 효율을 감소시킴으로 설계 단계에서부터 지양할 필요가 있다. 본 연구의 결과는 향후 BRT 정류 장 설계 시 교통운영 측면을 고려한 올바른 정류장 설계 형태의 근거자료로써 활용이 가능할 것으로 기대된다.

    본 연구는 버스 우선 신호의 효과를 높일 수 있는 정류장 형태에 대해 분석을 실시하였다. 그러나 분석 시 대상 정류 장을 도로 구간 내 정류장과 교차로 통과 전 정류장 등으로 한정하였으므로 향후 연구에서는 버스 우선 신호 및 교통운 영 효율을 높일 수 있는 다양한 정류장 형태에 대해 추가적인 분석을 진행할 필요가 있다.

    본 연구의 분석 구간 중 양방향 평행식 도로구간 내 정류장은 소담동 새샘마을 정류장과 법원.검찰청.경찰청 정류장 이 있으나 소담동 새샘마을 정류장은 하나의 신호 제어기로 운영되는 반면 법원.검찰청.경찰청 정류장은 방향별 정류장 이 별개의 신호 제어기로 운영되고 있다. 그러나 본 연구 적용한 버스 우선 신호는 분석 대상지의 최하류부 정류장인 법원.검찰청.경찰청 정류장의 도착까지를 기준으로 하였기 때문에 법원.검찰청.경찰청 정류장의 신호에 의한 지체를 고 려하지 못하였다. 따라서 향후 양방향 평행식 도로구간 내 정류장을 신호 운영 형태에 따라 버스 우선 신호 효과를 세부 적으로 분석하는 연구가 필요할 것으로 보인다.

    ACKNOWLEDGEMENTS

    This research was supported by a grant from the Development of S-BRT Priority Signal and Safety Management Technology Program funded by the Ministry of Land, Infrastructure, and Transport of Korea [grant number 21SBRT-C158062-02].

    Figure

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    Analysis area: Hansol-dong to Court, Prosecutors' Office and Sejong Police Agency, Hannuri-daero, Sejong

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    STEPBAND

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    MAXBAND

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    Continuous driving trajectory of the Daejeon-bound bus

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    Continuous driving trajectory of the Osong-bound bus

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    Continuous driving trajectory of the Daejeon-bound bus

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    Continuous driving trajectory of the Osong-bound bus

    Table

    Form of BRT bus stop in Hannuri-daero, Sejong

    Continuous travel trajectory by bus stop type: Daejeon-bound bus

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    저자소개

    Footnote

    • 제 15호 유신기술회보 행정중심복합도시 상급 BRT 기본계획(2008)에서는 3가지의 BRT 정류장 계획을 제시 하고 있다.
    • BUS-SA: bus sub area, 정류장 단위의 교차로 제어 그룹