신호교차로 평균제어지체 구하기

안녕하세요. 교통이대리입니다.

신호교차에서 서비스수준의 평가기준으로 사용되는 지체는 분석기간(보통 첨두 15분) 동안 차량당 평균제어지체로 나타냅니다. 차량당 평균제어지체란 분석기간에 도착한 차량들이 교차로에 진입하면서부터 교차로를 벗어나서 제 속도를 낼 때까지 걸린 추가적인 시간손실의 평균값을 말합니다. 평균제어지체는 각 차로군별로 계산되면, 이를 각 접근로별로 종합하고, 각 접근로별의 지체를 종합하여 교차로 전체에 대한 평균지체값을 계산합니다.

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신호교차로 서비스수준 기준

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그렇다면 이번에는 신호교차로 서비스수준의 효과척도(MOE)인 평균제어지체를 구하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

■ 평균제어지체 구하는 공식

(1) 제어지체(control delay) : 신호제어로 인해 차로군이 속도를 줄이거나 정지함에 따른 지체로서, 감속이나 정지함이 없을 때의 통행시간과 비교한 통행시간 증가분. 이 것은 균일지체(uniform delay), 증분지체(incremental delay) 및 추가지체(initial queue delay)로 구성.

(2) 초기 대기행렬(initial queue) : 분석기간이 시작되기 전에 다 해소되지 못하고 남아있는 차량들로서, 분석기간에 도착한 차량에게 추가적인 지체를 유발함.

- 초기대기차량의 영향 : 분석기간 시작 전에 대기차량이 있으면 분석기간 초기에 도착한 차량은 대기행렬을 이루고, 이 대기차량들이 방출되는 동안 분석기간에 도착한 차량은 추가적인 지체를 해야 한다. 이 추가지체는 분석기간 동안에 도착한 차량의 지체를 구하는 것이므로 분석기간 동안의 초기 대기차량의 지체는 고려하지 않는다. 이러한 추가지체가 있을 때는 다음에 설명되는 균일지체의 값이 달라지므로 주의해야 한다. 그 이유는 초기 대기차량이 있으면 이들이 처리될 때까지는 균일지체 때보다 큰 지체를 받기 때문이다. 추가지체는 분석기간을 몇 개의 소구간으로 나누어서 분석할 때, 앞 단계의 대기행렬이 다음 단계의 지체에 주는 영향을 분석할 때에도 이용된다.

(3) 균일지체(uniform delay) : 주어진 교통량이 정확하게 일정한 차두간격으로 도착한다고 가정 할 때의 차량 당 평균 접근지체

(4) 증분지체(incremental delay) : 비균일 도착에 의한 임의지체(random delay)와, 분석 기간 내에서 몇 몇 과포화주기(cycle failure)에 의한 과포화지체(overflow delay)를 포함한 지체

(5) 추가지체(initial queue delay) : 분석기간 시작 전에 대기차량이 남아 있으면, 이 대기차량이 방출되는 동안 분석기간에 도착한 차량이 감당해야 할 추가적인 지체

(6) 연동 계수(progression factor) : 신호연동이 교통류에 미치는 효과를 나타내는 계수로서, 균일지체에만 적용.

- 신호교차로에서의 지체는 연속적인 차량의 흐름이 어느 정도 원활한가에 의해 크게 좌우된다. 가령 도착교통량이 거의 용량에 도달할 정도로 많아도 교통류가 연속적으로 잘 진행하도록 신호의 연동이 잘 맞추어진 경우 개별차량이 느끼는 지체는 그다지 크지 않으며, 반대로 도착교통량이 용량에 훨씬 못 미치더라도 교차로간의 신호연동이 좋지 않은 경우 개별차량이 받는 지체는 매우 클 수가 있다. 고정시간 신호시스템에서 연동방향의 접근로에서 발생하는 지체는 연동의 효율에 크게 영향을 받는다. 특히 연동효과는 앞에서 설명한 균일지체에 가장 크게 작용하므로 연동계수는 균일지체에만 적용된다.