This paper presents a novel methodology for assessing the vulnerabilities of autonomous vehicles (AVs) across diverse operational design domains (ODDs) related to road transportation infrastructure, categorized by the level of service (LOS). Unlike previous studies that primarily focused on the technical performance of AVs, this study addressed the gap in understanding the impact of dynamic ODDs on driving safety under real-world traffic conditions. To overcome these limitations, we conducted a microscopic traffic simulation experiment on the Sangam autonomous mobility testbed in Seoul. This study systematically evaluated the driving vulnerability of AVs under various traffic conditions (LOSs A–E) across multiple ODD types, including signalized intersections, unsignalized intersections, roundabouts, and pedestrian crossings. A multivariate analysis of variance (MANOVA) was employed to quantify the discriminatory power of the evaluation indicators as the traffic volume was changed by ODD. Furthermore, an autonomous driving vulnerability score (ADVS) was proposed to conduct sensitivity analyses of the vulnerability of each ODD to autonomous driving. The findings indicate that different ODDs exhibit varying levels of sensitivity to autonomous driving vulnerabilities owing to changes in traffic volume. As the LOS deteriorates, driving vulnerability significantly increases for AV–bicycle interactions and AV right turns at both signalized and unsignalized intersections. These results are expected to be valuable for developing scenarios and evaluation systems to assess the driving capabilities of AVs.

늘어나는 교통 수요에 대응하기 위해 지하도로 건설이 추진 중이다. 지하도로 건설 시, 진출입부에서의 차량 간 합류 및 분류로 인해 교통정체 및 안전성 저하에 대한 우려가 제기된다. 교통정체가 빈번히 발생하는 경부고속도로 금토JCT-양재IC 구간에 서울-용인 지 하도로, 양재-한남 지하도로, 양재-고양 지하도로 건설이 예정되었다. 특정 구간에 다수의 지하도로 건설 시, 접속부 배치 및 위치에 따라 이동성 및 안전성이 변화할 것으로 고려된다. 본 연구에서는 서울-용인 지하도로와 양재-한남 지하도로, 양재-고양 지하도로에 대한 접속부 배치 및 위치에 따른 이동성 및 안전성 분석을 통해 교통혼잡 완화 및 교통안전이 증가하는 지하도로 연계 방안 도출하 였다. 본 연구에서는 지하도로 연계 방안별 이동성 및 안전성 분석을 위해 4가지 시나리오 (1안 : 지하도로 미시행, 2안 : 지하도로 미 연계, 3안 : 양재-고양 연계, 4안 : 양재-한남 연계)를 선정하였다. 교통 시뮬레이션을 활용해 지상도로 및 지하도로 네트워크를 구축 하고 지하도로 내 차량 주행행태를 구현하였다. 이동성은 평균 통행속도와 통과교통량비로 분석하였으며, 안전성은 상충률을 통해 분 석하였다. 이동성 분석결과, 지상도로 합류부에서는 시나리오 3안 (양재-고양 연계)이 지하도로에서 합류되는 교통량이 가장 적어 모 든 이동성 평가지표에서 가장 큰 이동성 개선 효과가 나타났다. 그러나, 지하도로 합류부에서는 시나리오 3안에 비해 시나리오 4안 (양재-한남 연계)이 이동성 개선 효과가 큰 것으로 나타났다. 이는 유사 교통량 대비 차로수 증가 및 지상도로 합류부 정체의 영향인 것으로 분석된다. 안전성 분석결과, 지상도로 합류부에서는 시나리오 3안이 안전성이 높았으나 지하도로 합류부에서는 시나리오 4안이 안전성이 더 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 시나리오별 교통혼잡 완화 및 교통안전 증진 효과를 정량화해 지하도로 연계 방안 결정을 위한 예비타당성 조사에 반영하는 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.