도로 교통용량 분석(서비스교통량 산정)
1. 개요
- 도로의 교통용량이란 주어진 도로조건, 교통조건, 교통통제조건에서 일정시간동안 해당도로 구간을 통행하리라 예상되는 최대교통류율로서 일반적으로 LOS"E"에서의 최대서비스 교통량을 가르킨다
- 교통용량의 산정은 해당도로의 용량을 명확히 함으로써 도로를 효율적으로 이용하고 도로투자를 적절히 하며, 도로의 운행상태를 평가하여 기존도로의 개선방안을 세우거나 계획도로의 차로수를 결정하는데 필요하다.
- 교통용량을 측정하기 위해서는 먼저 주어진 도로가 이상적인 조건에서 수용할 수 있는 최대교통량을 추정하고 여기에 주어진 도로조건, 교통조건, 교통통제조건등 개별조건특성을 반영하여 서비스교통량을 결정한다.
2. 도로 교통용량에 영향을 미치는 요인
- 도로 조건(설계속도 / 차로폭 및 측방여유폭 / 평면 및 종단선형 / 주변지역 개발정도)
- 교통 조건(교통량/중차량 비율/방향별 분포/차로 이용도)
- 교통 통제 조건(교통신호/교통표지/차로이용통제/속도제한)
3.교통류의 구분 및 효과척도
3-1.교통류의 구분
- 연속류 : 교통의 흐름을 통제하는 외부의 영향이 없는 흐름
- 단속류 : 교통의 흐름이 교통통제시설에 의해 주기적인 통제
3-2. 교통류에 따른 효과척도(MOE)
| 교통류 구분 | 도로의 구분 | 효과척도 |
| 연 속 류 | *고속도로 - 고속도로 기본구간 - 엇갈림구간 - 연결로와 접속부 |
밀도,교통량 대 용량비(V/C) 평균밀도 영향권의 밀도(합류부, 분류부) |
| 다차로도로 | 평균 통행속도(신호등 지체 고려) | |
| 2차로 도로 | 도로 유형별 총지체율 | |
| 단 속 류 | 신호교차로 | - 제어지체(가/감속지체,정지지체 포함)와 분석기간 이전에 남아있는 대기차량에 의한 추가지체도 고려 - 상류부 교차로로부터의 순행시간과 옵셋간의 차이를 고려한 연동계수 적용 |
| 비신호 교차로 | - 양방향 정지교차로 : 평균 운영 지체 - 무통제 교차로 : 방향별 교차로 진입 교통량 시간당 상충 횟수 |
4.도로 교통용량 산정방법
4-1.고속도로
1)정의
∙ 중앙분리대가 설치되어 있으며 방향별로 2차로 이상의 차로를 가진 최상급 도로
∙ 고속도로 이용차량은 반드시 연결로를 통해 본선으로 유출입 할 수 있는 완전출입 통제방식
2) 구성요소
① 기본구간 : 엇갈림구간이나 연결로 접속부 차량의 합류 및 분류의 영향을 받지않는 구간
② 엇갈림구간 : 교통통제시설의 도움없이 두 교통류가 맞물려 동일방향으로 상당히 긴도로를 따라 가면서 엇갈리는 구간
③ 연결로 및 연결로 접속부 : 유입 또는 유출연결로가 고속도로 본선에 접속되는 구간
3) 이상적인 조건
① 차로폭 : 3.5m 이상 ② 측방여유폭 : 1.5m 이상
③ 승용차로만 구성 ④ 평지
4) 기본구간에 영향을 미치는 요인
① 차로폭 및 측방여유폭 ② 중차량
③ 기타
5) 서비스수준의 효과척도
① 밀도
② 교통량대 용량비(V/C)
6) 교통용량산정
① 이상적인 조건에서 차로당 최대 서비스 교통량
이상적인 조건에서 차로당 최대 서비스 교통량 값을 나타낸 것이다.
MSFi = Cj ×(V/C)i
(여기서,
MSFi = 서비스수준i에서 차로당 최대 서비스 교통량(승용차/시/차로,pcphpl)
Cj = j 설계 속도의 용량(pcphpl)
(V/C)i = 서비스수준 i에서 교통량 대 용량비)
② 서비스 교통량
이상적인 조건의 최대 서비스 교통량(pcphpl)을 기준으로 차로폭 및 측방여유폭과 중차량을 고려하여 산출한다.
여기서,
SFi : 서비스 수준 i에서 주어진 도로 및 교통 조건에 대한 서비스 교통량(vph)
N : 편도 차로수
fw : 차로폭 및 측방여유폭 보정계수
fHV : 중차량 보정계수
③ 중차량 보정계수의 계산
ㄱ) 일반지형의 경우
ㄴ) 특정 경사 구간의 경우
2. 다차로 도로
1) 정의
① 다차로 도로는 고속도로와 함께 지역간 간선도로 기능을 담당하는 양방향 4차로 이상의 도로로서, 고속도로와 도시 및 교외 간선도로의 도로 및 교통 특성을 함께 갖고 있으며, 확장 또는 신설된 일반국도가 주로 이에 해당된다.
② 다차로 도로는 완전 출입 제한된 도로가 아니라는 점에서 자동차 전용도로와는 구별되며, 평균 신호등 밀도가 1.0개/km이하인 점에서 도시 및 교외 간선도로(1.0개/km 초과)와도 구별된다.
2) 다차로 도로의 유형
주) 입체교차로, 출입 연결로, 측도, 중앙분리대 등 부속시설 수준은 여건에 따라 차이가 있으며, 각 구분 기준이 상충할 경우 설계속도, 신호등 밀도, 이상적인 조건의 최대 평균통행속도 순으로 그 유형을 정한다.
3) 이상적인 조건
다차로 도로의 이상적인 조건은 도로 기하구조, 교통 조건 그리고 주변 환경이 차량의 통행에 지장을 주지 않는 조건을 말하며, 그 조건은 다음과 같다.
① 차로폭 3.5m 이상, 측방여유폭 1.5m 이상
② 직선 및 평지구간
③ 신호등 개수 : 0개/km
④ 유출입 지점수 : 0개/km
4) 교통용량 산정
① 용량과 목표 서비스 수준 및 교통수요에 따른 차로수 산정은 고속도로에서와 같이 연속교통류가 유지되는 시설에 대하여 적용할 수 있다.
② 단속류 유발 시설인 신호등이 혼재하는 다차로 도로에 대해 차로수 산정 과정은 제한적으로 적용한다. 즉, 유형Ⅰ의 도로에서 신호 밀도가 0개/km인 구간이 최소 5km 이상 지속될 때 차로수 산정 과정은 제한적으로 그 의미를 가질 수 있다.
③ 이 경우 차로수 산정 과정은 고속도로 기본구간의 방법론과 동일하게 적용한다. 다만, 각종 보정계수는 고속도로 기본구간의 값을 쓰되, 용량은 2,000pcphpl을 적용한다.
3. 2차로 도로
1) 정의
ㆍ 2차로 도로는 중앙선을 기준 각 방향별로 한 차로씩 차량이 운행되는 도로
ㆍ 고속차량이 저속차량에 의해 통행이 지연되는 경우, 대향차로를 이용 가능한 시거와 대향차량간의 간격이 확보
ㆍ 다차로 도로보다 교통량 처리능력이 상당히 떨어지는 도로
2) 이상적인 조건
ㆍ 도로기하구조, 교통여건, 주변환경이 차량의 주행에 지장을 주지 않는 조건
① 차로폭 : 3.5m 이상 ② 측방여유폭 : 1.5m 이상
③ 추월가능구간 : 100% ④ 승용차로만 구성
⑤ 직진차량 미방해 ⑥ 평지
3) 효과척도
① 총지체율 : 일정구간 주행하는 차량군내에서 차량이 평균적으로 지체하는 비율
4) 용량 및 서비스 수준
① 용량
용량이란 주어진 도로 조건에서, 15분 동안 최대로 통과 할 수 있는 승용차 교통량을 1시간 단위로 환산한 값이다.
② 서비스 수준
ㆍ2차로 도로의 서비스수준을 나타내는 효과척도는 총지체율이며, 교통량에 따라 각 서비스수준은 다음과 같다.
※도로유형 Ⅰ: TDRⅠ = 0.012 × / 도로유형 Ⅱ: TDRⅡ = 0.0155 ×
여기서,
TDRⅠ = 도로유형 Ⅰ 이상적인 조건에서의 총지체율(%)
TDRⅡ = 도로유형 Ⅱ 이상적인 조건에서의 총지체율(%)
= 교통량(pcph)
5) 서비스수준 평가
① 일반지형
ㄱ) 도로의 유형 구분
ㄴ) 첨두시간 환산 교통량 산정
여기서,
VP = 첨두시간 환산 교통량(pcph)
V = 첨두시 최대 교통량(vph)
PHF = 첨두시간 계수
fHV = 중차량 보정계수
여기서,
PTB = 트럭ㆍ버스의 구성비(%/100)
Pt = 트레일러의 구성비(%/100)
ETB = 트럭ㆍ버스의 승용차 환산계수
Et = 트레일러의 승용차 환산계수
ㄷ) 용량 확인
환산된 교통량이 용량을 초과하면, 더 이상의 분석 절차를 거치지 않고 서비스 수준 F로 분석한다. 용량을 넘지 않으면 분석 절차를 계속 진행한다.
ㄹ) 첨두시간 환산 교통량에 따른 총지체율 산출
ㅁ) 총지체율 산출
여기서,
TDR : 주어진 도로 및 교통조건에서 해당 교통량의 총지체율
TDRi : 해당 도로의 교통량(pcu)에 대한 이상적인 조건의 총지체율
fdW : 차로폭 및 측방여유폭원에 따른 총지체율 보정계수
fdD-P : 방향별 분포 및 추월금지구간비율에 따른 총지체율 보정계수
ㅂ) 서비스수준 판정
② 특정경사구간
ㆍ일반지형의 서비스수준 분석과정과 동일하게 총지체율을 이용
ㆍ특정경사구간에 적합한 승용차 환산계수, 추월금지구간 비율에 따른 보정계수 적용