PURPOSES : This study is to initiated to estimate the impact of mixed traffic flow on expressway section according to the market penetration rate(MPR) of automated vehicles(AVs) using a enhanced intelligent driver model(EIDM). METHODS : To this end, microscopic traffic simulation and EIDM were used to implement mixed traffic flow on basic expressway section and simulation network was calibrated to understand the change of impact in mixed traffic flow due to the MPR of AVs. Additionally, MOEs of mobility aspects such as average speed and travel time were extracted and analyzed. RESULTS : The result of the impact of mobility MOEs by MPR and level of service indicated that 100% MPR of AVs normally affect positive impact on expressway at all level of service. However, it was analyzed that improvements in the level of service from LOS A to C are minimal until the MPR of AVs reaches 75% or higher. CONCLUSIONS : This research shows that impact of MPR of AVs using EIDM of mixed traffic flow on basic expressway. Increasing MPR of AVs affects positive impact on expressway at all level of services. However, MPR from 25% to 75% of AVs in LOS A to C shows minimal impacts. Therefore, to maximize the effectiveness of AVs, appropriate traffic operation and management strategies are necessary.

PURPOSES: This study analyzed the lane-by-lane traffic flow characteristics in Korea by using real-world data, including congestion levels, for 2-, 3-, and 4-lane freeways. METHODS : On the basis of a literature review, lane flow and speed characteristics were analyzed using flow measurements and speed ratios. In addition, the effect of congestion levels on traffic flow were visualized using rescaled cumulative plots. RESULTS: Driver behavior varied depending on the congestion level. During free-flow conditions, the lane-use ratio of individual lanes varied largely, whereas during congestion, the ratio was nearly the same for all lanes (i.e., equilibrium). During maximum-flow and congestion conditions, the median lane was used more than the shoulder lane, whereas during all other conditions, the shoulder lane had a higher lane-use ratio. In 3- or 4-lane freeways, the lane-use ratio of the median lane always exceeded 1 and was the highest during free-flow conditions. CONCLUSIONS : The results of the present analysis can be used as an index to predict congestion before a lane is overcapacitated. Moreover, the results can be applied in variable lane guidance systems, such as car navigation systems and variable message displays, to control traffic flow.

PURPOSES: The purpose of this study is to develop a methodology for estimating additional carbon emissions due to freeway incidents. METHODS : As our country grows, our highway policy has mainly neglected the environmental and social sectors. However, with the formation of a national green growth keynote and an increase in the number of people interested in environmental and social issues, problems related to social issues, such as traffic accidents and congestion, and environmental issues, such as the impact of air pollution caused by exhaust gases that are emitted from highway vehicles, are beginning to be discussed. Accordingly, studies have been conducted on a variety of environmental aspects in the field of road transport, and for the quantitative calculation of greenhouse gas emissions, using various methods. However, in order to observe the effects of carbon emissions, microscopic simulations must use many difficult variables such as cost, analysis time, and ease of analysis process. In this study, additional greenhouse gas emissions that occur because of highway traffic accidents were classified by type (incident handling time, number of lanes blocked, freeway level of service), and the annual additional emissions based on incidents were calculated. According to the results, congestion length and emissions tend to increase with an increase in incident clearance time, number of occupied lanes, and worsening level of service. Using this data, we analyzed accident data on the Gyeong-bu Expressway (Yang-Jae IC - Osan IC) for a year. RESULTS : Additional greenhouse gas emissions that occur because of highway traffic accidents were classified by type (incident handling time, number of lanes blocked, freeway level of service) and annual additional emissions caused by accidents were calculated. CONCLUSIONS: In this study, a methodology for estimating carbon emissions due to freeway incidents was developed that incorporates macroscopic flow models. The results of the study are organized in the form of a look-Up table that calculates carbon emissions rather easily.

PURPOSES: Used in transportation planning and traffic engineering, almost traffic simulation tools have input variable values optimized by overseas traffic flow attribution because they are almost developed in overseas country. Thus, model calibration appropriated for internal traffic flow attribution is needed to improve reliability of simulation method. METHODS : In this study, the traffic flow model calibration is based on expressways. For model calibration, it needs to define each expressway link according to attribution, thus it is classified by design speed, geometric conditions and number of lanes. And modified greenshield model is used as traffic flow model. RESULTS : The result of the traffic model calibration indicates that internal congested density is lower than overseas. And the result of analysis according to the link attribution indicates that the more design speed and number of lanes increase, the lower the minimum speed, the higher the congested density. CONCLUSIONS: In the traffic simulation tool developed in overseas, the traffic flow is different as design speed and number of lanes, but road segment don't affect traffic flow. Therefore, these results need to apply reasonably to internal traffic simulation method.

고속도로의 기하구조는 기본적으로 기본구간, 엇갈림 구간, 연결로 접속부로 구성되어 있다. 기본구간 은 엇갈림과 합류 및 분류 차량의 영향을 받지 않는 구간이며, 엇갈림구간은 두 교통류가 맞물려 동일 방향으로 상당히 긴 도로를 따라가면서 서로 다른 방향으로 엇갈리는 구간이다. 마지막으로, 연결로 접속부는 고속도로 본선에 접속되는 구간이다. 엇갈림 구간과 연결로 접속부 구간에서는 합류 또는 분류 차량으로 인하여 교통흐름이 방해를 받게 된다. 이렇듯, 도로의 기하 구조적 형태에 따라 차로 변경 및 합류되는 차량으로 인해 주행하는 차량들의 교통류 상태는 큰 차이를 보일 것이다. 하지만, 현재까지, 고속도로 구간에 대해 시뮬레이션 분석을 수행한 경우 도로의 구조적 형태에 따라 교통류 모형을 달리 적용하여 분석한 경우는 아직까지 보고되지 않았고, 그로 인하여 정확한 분석이 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 이러한 한계를 보완하기 위하여 FHWA에서 개발된 동적시뮬레이션 모형인 DSP(Dynasmart-P)를 이용하였고, 실제로 고속도로의 구간 유형을 분류하여, 해당 지점의 검지기에서 교통량자료를 수집하였다. 수 집된 교통량 자료를 바탕으로 구간별로 교통류 모형(Greenshiel model)을 정산하여 특성을 비교·분석하 였다. 마지막으로 정산된 교통류 모형을 실제로 네트워크에 적용하여, 실제 교통류 상태에서의 시뮬레이션 결과와 관측된 구간의 통행특성과의 비교, 검증을 실시하여 전국 단위의 고속도로망 분석에 대한 적용성에 대하여 검토하였다.

기존 고속도로 교통운영정책 평가는 개별 도로구간 혹은 도로축을 단위로 수행하였다. 그러한 배경은 데이터의 부재, 분석도구의 한계 등으로 미시적 관점에서 주로 평가되었기 때문이다. 그러나 최근들어 통행패턴 변화를 분석할 수 있는 동적 통행배정 시뮬레이션 등이 개발되었고 주로 고속도로에서 많이 사용 되는 것이 Dynasmart-P이다. Dynasmart-P에서는 2-regime 속도-밀도 model을 기반으로 교통류 모형을 구축하고 있다. 따라서 본 연구에서는 2-regime model을 중심으로 국내 고속도로에 맞는 교통류 모형을 정립/해석하였다. 국내의 경우 교통망 분석에서는 고속도로를 차로수에 따라 편도 2차로 고속도로와 3차로 이상 고속도로로 구분하고 있다. 이러한 2등급 분류체계로는 전국 고속도로의 특성을 나타낼 수 없기 때문에 본 연구에서는 좀 더 세분화된 분류체계로 구분하여 교통류 특성을 분석하였다. 도로용량편람(2013)에서는 고속도로를 설계속도와 링크 특성에 따라 구분하고 있다. 설계속도는 90km/h, 100km/h, 120km/h의 3등급으로 구분되어 있으나 본 연구는 한국도로공사 관리구간의 고속도로로 한정하고 있기 때문에 100km/h, 120km/h의 2등급으로 분류하였다. 링크 특성은 도로용량편람(2013)에서 제시된 고속도로 기본구간, 엇갈림 구간, 연결로 접속부 구간으로 분류하였다. 또한 차로수는 좀 더 세분화 할 필요가 있다고 판단되어 편도 2차로, 3차로, 4차로 이상의 3등급으로 분류하였다. 고속도로 데이터의 경우 한국도로공사 FTMS 검지기 데이터를 활용하였으며 15분 교통류율, 속도, 점 유율 데이터를 분석하였다. FTMS 검지기 데이터는 밀도 데이터가 없기 때문에 점유율 데이터를 이용하 여 밀도 데이터로 환산한 값을 사용하였다. 각 등급에 따라 2-regime model을 분석한 결과 설계속도와 링크특성, 차로수에 따라 교통류 특성이 다른 것으로 나타났으며 특히 설계속도가 100km/h 인구간에서는 차로수가 증가할수록 차량의 증가(밀 도 증가)가 교통류 상태에 영향을 많이 미치는 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 차종별 교통류 모형을 이용한 편도 2차로 고속도로 공사구간의 용량 값을 산정하는 것이다. 공사구간의 교통류 모형은 공사구간의 유입부 및 유출부를 대상으로 차종별 모형과 승용차 환산계수를 적용한 전체 차량에 대한 모형으로 도출하였다. 차종별 모형에서 산정된 최대교통류율은 승용차환산계수 및 중차량 비율을 적용하여 공사구간의 용량 값으로 전환하였다. 차종별 모형의 유입부 및 유출부 최대교통류율 값은 각각 1,845pcphpl과 1,884pcphpl로 산정되었으며 차량 전체를 대상으로 한 모형의 최대교통류율은 차종별 결과보다 높게 분석되었다. 모형의 비교 검증을 위하여 최대밀도에 따른 거리 차두간격을 적용하였다. 공사구간의 용량은 공사구간의 흐름이 안정된 유출부 용량보다 공사구간 진입을 위한 차선 변경 등으로 교통흐름이 원활하지 못한 유입부 용량에 좌우되므로 유입부 교통류 모형의 최대교통류율 값인 1,800pcphpl을 편도 2차로 고속도로 공사구간 용량 값으로 산정하였다.

연속류도로 합류영향구간에서는 본선과 다른 교통특성을 가진 연결로교통류의 합류로 차로변경 및 가감속과 같은 차량간의 불규칙한 상호작용이 발생하여 교통류의 난류현상을 야기한다. 따라서, 난류현상은 운행상태를 고려하여 연속된 지점간의 불안정한 교통특성으로 판단하여야 한다. 본 연구에서는 합류영향구간에 차로-지점별 검지기를 설치하여 시공간적으로 연속된 교통자료를 구축하였으며, 지점간에 유의한 속도변화를 판단하는 기준으로 최소유의차(LSD) 통계값을 산정하여 난류현상을 분석하였다. 분석결과, 합류영향구간 난류현상은 운행상태에 따라 발생권역 및 심각도가 변화되는 것으로 나타났다. 이에 따라 난류현상에 의한 최대 합류영향권역은 교통량이 증가하는 혼잡전 운행상태에서 보여지며, 속도변화특성에 따라 상류 100m~하류 100m의 "감속구간"과 하류 100m~하류 400m의 "감속속도유지 및 가속구간"으로 구분할 수 있었다.

강우, 강설, 안개발생 등 기상상태의 변화는 운전자의 주행환경에 영향을 미치는 기상요인으로 기상악화시 차량의 차두간격과 속도에 영향을 미치게 되어 도로용량을 감소시키고, 교통사고 발생으로 인한 차로감소 등의 상황을 유발하여 맑은 날보다 더 큰 혼잡을 발생시키는 것으로 분석되었다. 운전자의 시정을 감소시키는 기상악화는 통행속도가 높은 고속도로가 일반도로 보다 기상상태에 따른 통행속도 변화 민감도와 교통사고 심각도가 높게 나타나는 특성이 있다고 분석됨에 따라 고속도로의 교통류 특성변화에는 시정거리가 중요하게 작용하는 것으로 판단되었다. 따라서 본 연구에서는 통행속도가 높은 고속도로 기본구간의 교통류 특성에 영향을 미치는 주요 요인으로 교통량과 속도를 선정하였으며, 일정수준 이상의 교통량 확보가 가능한 수도권내 고속도로를 분석대상으로 선정하고 기상자료와 교통자료를 수집하여 시정거리 변화에 따른 고속도로 교통류 특성변화에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구의 수행을 위하여 기존 문헌 고찰을 통해 자료수집 및 분석방법을 수립하고 고속도로의 시정거리 수준을 선정하며, 통계적 차이 검증을 수행하고 시정거리에 따른 고속도로의 교통류 특성 변화를 분석하여 용량 및 서비스 수준 분석 시 적용할 수 있는 방안을 강구하고자 한다.