PURPOSES : This study is to investigate the relationship of socioeconomic characteristics and road network structure with traffic growth patterns. The findings is to be used to tweak traffic forecast provided by traditional four step process using relevant socioeconomic and road network data. METHODS: Comprehensive statistical analysis is used to identify key explanatory variables using historical observations on traffic forecast, actual traffic counts and surrounding environments. Based on statistical results, a multiple regression model is developed to predict the effects of socioeconomic and road network attributes on traffic growth patterns. The validation of the proposed model is also performed using a different set of historical data. RESULTS : The statistical analysis results indicate that several socioeconomic characteristics and road network structure cleary affect the tendency of over- and under-estimation of road traffics. Among them, land use is a key factor which is revealed by a factor that traffic forecast for urban road tends to be under-estimated while rural road traffic prediction is generally over-estimated. The model application suggests that tweaking the traffic forecast using the proposed model can reduce the discrepancies between the predicted and actual traffic counts from 30.4% to 21.9%. CONCLUSIONS : Prediction of road traffic growth patterns based on surrounding socioeconomic and road network attributes can help develop the optimal strategy of road construction plan by enhancing reliability of traffic forecast as well as tendency of traffic growth.

PURPOSES : Since expressways in South Korea are toll roads, many trumpet type interchanges exist, resulting in the installation of loop ramps very frequently. While the travel speed of the main lane is designed to be 100-110 km/h, the structure of a loop ramp is different and is designed for a minimum speed of 40 km/h. In fact, most of the actual travel speeds measured on the ramp exceed the designated speed, which has been a major problem in traffic safety. In this research, a type of pavement marking speed-reduction treatment called the "Peripheral Transverse Line" is installed on expressway loop ramps in order to study the change of driving speeds after the installation. METHODS : To verify statistically the change, this speed-reduction treatment has been installed on the Chungju interchange and the Yeoju junction. The driving speeds before the installation were compared with driving speeds both one month and five monthsafter the installation. RESULTS : As a result, the reductions of the average driving speeds after the treatment were statistically significant. More specifically, the average driving speeds of the Chungju interchange were reduced by 7.1-7.7 % for its tangent road section, and the speeds decreased by 8.5-9.5 % for its curve section. Similarly, in the Yeoju junction, an average speed reduction of 2.9-4.8 % for its tangent section was measured, along with 3.9% long-term speed reduction for its curve section. CONCLUSIONS : Since the pavement marking speed-reduction treatment has been partially proven to be effective from this research, we expect to expand this treatment and re-confirm the effect from a long-term perspective in the future.

PURPOSES: Using the collected data for crash, traffic volume, and design elements on ramps between 2007 and 2009, this research effort was initiated to develop traffic crash prediction models for expressway ramps. METHODS: Three negative binomial regression models and three zero-inflated negative binomial regression models were developed for individual ramp types, including direct, semi-direct and loop, respectively. For validating the developed models, authors compared the estimated crash frequencies with actual crash frequencies of twelve randomly selected interchanges, the ramps of which have not been used for model developing. RESULTS: The results show that the negative binomial regression models for direct, semi-direct and loop ramps showed 60.3%, 63.8% and 48.7% error rates on average whereas the zero-inflated negative binomial regression models showed 82.1%, 120.4% and 57.3%, respectively. CONCLUSIONS: Conclusively, the negative binomial regression models worked better in traffic crash prediction than the zero-inflated negative binomial regression models for estimating the frequency of traffic accidents on expressway ramps.

PURPOSES: Because expressway ramps are very complex segments where diverse roadway design elements dynamically change within relatively short length, drivers on ramps are required to drive their cars carefully for safety. Especially, ramps on expressways are designed to guarantee driving at high speed so that the risk and severity of traffic accidents on expressway ramps may be higher and more deadly than other facilities on expressways. Safe deceleration maneuvers are required on off-ramps, whereas safe acceleration maneuvers are necessary on onramps. This difference in required maneuvers may contribute to dissimilar patterns and severity of traffic accidents by ramp types. Therefore, this study was aimed at developing prediction models of the severity of traffic accidents on expressway on- and off-ramps separately in order to consider dissimilar patterns and severity of traffic accidents according to types of ramps. METHODS: Four-year-long traffic accident data between 2007 and 2010 were utilized to distinguish contributing design elements in conjunction with AADT and ramp length. The prediction models were built using the negative binomial regression model consisting of the severity of traffic accident as a dependent variable and contributing design elements as in independent variables. RESULTS: The developed regression models were evaluated using the traffic accident data of the ramps which was not used in building the models by comparing actual and estimated severity of traffic accidents. Conclusively, the average prediction error rates of on-ramps and offramps were 30.5% and 30.8% respectively. CONCLUSIONS: The prediction models for the severity of traffic accidents on expressway on- and off-ramps will be useful in enhancing the safety on expressway ramps as well as developing design guidelines for expressway ramps.

본 연구는 고속도로 휴게시설 이용자측면에서 평가할 수 있는 서비스 평가모형을 개발하여 고속도로 노선별 휴게소를 평가하고 향후 모니터링 시 활용하고자 하였다. 평가지표 개발방향은 휴게소 이용자들의 필요성, 시대여건 반영, 종합 평가지표 구축, 관련연구 검토와 같이 크게 4가지 관점으로 정립한 후 기존문헌 검토 및 전문가 심층면접 토론(FGI)을 통해 1차 평가항목을 선정하고, 평가지표의 적합성 검증을 통해 최종평가지표를 도출하였다. 이용자 설문인 AHP분석을 통하여 도출된 평가항목 중요도 분석결과는 시설물 측면(0.31), 서비스 측면(0.29), 운영적 측면(0.21), 환경적 측면(0.19)순으로 가중치가 도출되었다. 본 연구결과에서도 알 수 있듯이 정량적, 정성적인 인자가 함께 고려되어 실질적인 고속도로 휴게소 평가가 가능하고, 휴게소별 맞춤형 휴게소 향상 방향 제시 및 향후 모니터링을 위한 기초연구가 될 수 있을 것이다.

교통사고 발생시점부터 사고처리가 완료된 시점까지를 돌발상황 지속시간(Incident Duration Time)이라고 정의하는데, 이를 단축시켜야만 교통사고 피해를 최소화할 수 있다. 본 연구는 고속도로 교통사고를 대상으로 돌발상황 지속시간에 영향을 주는 요인들을 찾아내기 위한 모형을 개발하였다. 모형은 모든 사고자료에 포함한 통합 모형(모형1)과 일반구간, 교량, 터널 등 교통사고 장소별로 구분하여 분석한 세부 모형(모형 2, 3, 4) 등 모두 4개의 모형을 구축하였다. 분석 결과, 교통사고가 발생한 장소에 따라 돌발상황 지속시간에 다른 영향을 주는 것으로 나타났으며, 현장 처리를 위한 작업차량 도착시간이 가장 민감한 요인으로 분석되었다. 또한 차-차 사고, 화물차에 의한 사고, 야간 사고, 주말 사고 등의 시사점 있는 요인들을 찾아냈다. 이러한 연구결과는 향후 교통사고 관리대책을 수립하는 데 있어 중요한 판단지표로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

국내 지침에 의하면 성능기준에 적합한 노측용 방호울타리만이 도로 현장에 설치될 수 있다. 그러나 공용중인 고속도로 노측의 상당 구간에는 지침 개정 이전에 설치된 성능이 미흡한 기존 구형 가드레일이 설치되어 있어서 고속도로 운전자의 안전을 위협하고 있다. 구형 가드레일은 전국의 고속도로에 약 2,777km가 설치되어 있으며 일률적으로 동시에 모든 구간의 가드레일을 교체하기란 예산상 어려움이 많아 최소한의 보강을 통해 국내 지침에 만족스럽게 보강개선된 가드레일을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 본 연구에서는 LS-DYNA 3D를 이용한 충돌시뮬레이션과 실물차량 충돌시험을 통해 철재 노측용 가드레일 보강방안(SB1, 3, 5등급)을 개발하였고 개발된 가드레일 보강개선방안은 차량의 충돌 및 이탈사고의 심각성을 감소시켜 도로의 안전도를 개선, 향상시킬뿐만 아니라 많은 예산절감을 기대할 수 있다.

고속도로와 일반국도는 도로의 구조, 조건이나 속도 등이 다르게 나타난다. 이러한 특성에 따라서 CO2 배출량 역시 다르게 나타난다. 하지만 고속도로와 일반국도에서 배출되는 CO2의 비교 연구는 미비한 실정이다. 이러한 이유로 고속도로와 일반국도에서의 CO2 배출량을 비교하여 분석이 필요하다. 본 연구를 위하여 경부고속도로와 1번국도를 대상으로 분석을 수행하였다. 첫째, 전체 구간의 차량 당 CO2 배출량을 비교하였다. 둘째, 세부 구간 중 상위 랭크된 10개의 구간을 상세 분석하였다. 셋째, 차량 당 CO2 배출량이 가장 많은 구간과 가장 적은 구간을 선정하여 세부적으로 비교 분석하였다. 분석 결과 고속도로의 경우 교차로나 신호 등의 제약조건이 없어 거의 등속도로 운행을 하기 때문에 CO2 배출량이 적고, 일반국도의 경우 교차로 및 신호로 인하여 가감속 운행을 하기 때문에 CO2 배출량이 큰 것으로 분석되었다. 국가적으로 교차로 수 조정 및 신호 연동화를 개선한다면 일반국도에서 CO2 배출량을 저감할 수 있다는 추론이 가능하다.

최근 들어 도로포장의 품질 개선을 위해 성능보증 계약제도를 도입하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 성능보증 계약제도는 구조물이 준공 이후부터 일정한 공용기간 동안 미리 정해진 성능수준을 유지할 것을 시공자가 보증하는 계약의 한 형태이다. 성능보증 계약제도는 구조물의 품질향상, 생애주기비용의 절감, 시공기술 개발 등에 기여하는 것으로 알려져 유럽 및 미국에서 사용이 증가되고 있다. 이 계약제도를 국내에 효과적으로 도입하기 위해서는 도로포장의 성능인자, 임계한도, 그리고 성능보증 기간에 대한 연구가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 미국 미네소타, 인디애나, 플로리다 주의 콘크리트 포장 성능보증계약제도에 관한 문헌을 조사하였다. 국내 21개 고속국도 노선의 줄눈 콘크리트 포장 구간에서 포장성능에 영향을 미치는 주요 파손을 조사 및 분석하여 해외의 성능인자, 임계한도, 그리고 성능보증 기간과 비교하였다. 계획된 구간에서 장기간에 걸쳐 조사가 실시된다면 보다 정확한 비교가 가능할 것으로 예상된다.

오르막차로는 오르막 구간에서 속도 감소가 큰 대형차의 혼입률이 증가하여 교통용량의 감소가 크게 예상되는 경우, 고속 교통류에서 저속 교통류를 분리하기 위해서 설치된다. 오르막차로와 관련된 기존의 연구는 오르막차로의 구간선정, 시종점 위치, 설치방법 등 주로 도로설계기준과 관련된 내용에 집중되어 왔다. 그러나, 교통운영측면에서 오르막차로는 교통량이 증가할 경우 주요한 병목지점이 된다고 알려져 있는 바, 본 연구에서는 교통운영측면에서 교통량(v/c), 중차량비, 종단경사에 따라 오르막차로 일시 폐쇄가 혼잡 감소에 미치는 영향을 파악하고 아울러 적절한 교통운영기준을 수립하고자 하였다. 중부내륙고속도로 낙동분기점 부근의 오르막구간(136.9K~133.3K, 길이 3.6km, 구배 3.7%)을 대상구간으로 선정하여 교통운영변수에 따른 시뮬레이션 분석을 수행한 결과, 교통량과 중차량비가 오르막차로의 주요한 교통운영기준이 되는 것으로 나타났다. 즉, 오르막차로로 인한 혼잡을 막기 위해서는 교통량비가 0.8이고 중차량비 50%일 때 종단경사와 상관없이 폐쇄하는 것이 효과적이며, 교통량비 1.0일 경우에는 중차량비, 종단경사와 상관없이 오르막차로 폐쇄가 효과적으로 나타났다. 특히 일반적인 소통상황에서는 오르막차로 운영효과가 더 큰 것으로 나타나, 교통량 및 중차량비의 변화에 따라 오르막차로의 탄력적 운영이 필요함을 알 수 있었다. 본 연구를 계기로 도로시설의 탄력적 운영기준에 대한 연구가 활성화될 수 있을 것으로 기대된다.

고속도로 교통정보센터에서는 일자별 지정체 길이 및 지속시간 데이터를 수집하여 기록하고 있다. 이에 본 연구에서는 고속도로 이용자에게 제공되고 있는 VMS정보기록(로그 파일)을 사장시키지 않고 유용하게 활용할 목적으로 도로의 교통혼잡상태를 파악할 수 있는 새로운 지정체도 산출방안을 개발하였다. 이를 통해 고속도로 교통소통상태가 과거로부터 현재까지 어떠한 추세로 변화되는지 파악할 수 있도록 구간, 노선 및 전체 고속도로망에 대한 혼잡상태를 시공간적으로 비교 평가할 수 있는 방법론을 개발하였다. 한편 개발된 방법론의 검증을 위해서 경부고속도로와 영동고속도로를 대상으로 TCS 자료와의 비교를 통해 그 유용성을 확인하였으며, 이의 적용가능성을 검토하였다. 본 연구결과는 도로관리자의 입장에서 볼 때, 가장 문제가 되는 구간의 선정 및 대책 수립의 기초자료로 활용하기에 용이한 장점을 지니며, 효율적 도로관리를 위한 지표로써의 기능을 효과적으로 담당할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 도로의 증가와 더불어 급속히 증가하고 있는 터널에서 차량이 터널에 진입할 때의 속도편차를 분석하여 터널입구부의 안전성을 증진할 수 있는 방안에 대하여 연구하였다. 터널의 존재는 운전자에게 그 자체만으로서 단순한 오르막 경사보다 더 큰 속도 감소를 유발하며, 터널 입구부에서 발생하는 차량 충돌사고는 다른 도로구간에서 발생하는 사고와 비교해 볼 때 피해가 더 크다. 따라서 사고로 인한 피해를 경감시키기 위해 터널 입구부에 PE방호벽이나 가드레일 등의 안전시설을 설치하고 있지만, 운전자에게 이것은 또 다른 장애물로 인식될 수 있다. 터널 입구부에 설치되어 있는 안전시설물의 형태는 크게 PE방호벽, 가드레일, PE 드럼 등이 있으나, 본 연구에서는 고속도로터널 입구에 일반적으로 가장 많이 설치되어 있는PE방호벽과 운전자에게 장애물로 인식될 수 있는 이러한 안전시설물이 설치되어 있지 않은 경우로 크게 구분하였다. 또한 터널 내부로 진입 할 때 갓길을 포함 우측방여유폭의 차이가 큰 경우와 작은 경우로 구분하였다. 4가지 형태의 터널 입구부에서의 차량속도와 일반도로구간에서의 YDS(차량검지체계)로 수집된 속도의 차이를 분석에 사용하였다. 통계적 검증을 통하여 안전시설물 설치 형태와 우측방여유폭의 차이에 따른 각 Case별 유의성을 검토하여 터널 입구부 안전성 증진을 위한 대안을 제시하고자 한다.