PURPOSES : In this study, a model was developed to estimate the concentrations of particulate matter (PM2.5 and PM10) in expressway tunnel sections. METHODS : A statistical model was constructed by collecting data on particulate matter (PM2.5 and PM10), weather, environment, and traffic volume in the tunnel section. The model was developed after accurately analyzing the factors influencing the PM concentration. RESULTS : A machine learning-based PM concentration estimation model was developed. Three models, namely linear regression, convolutional neural network, and random forest models, were compared, and the random forest model was proposed as the best model. CONCLUSIONS : The evaluation revealed that the random forest model displayed the least error in the concentration estimation model for (PM2.5 and PM10) in all tunnel section cases. In addition, a practical application plan for the model developed in this study is proposed.

우리나라는 54년 전부터 고속국도를 건설하기 시작하였다. 그러나 고속국도의 주요 시설물들 자체에 대한 연구는 찾아볼 수 없었다. 그래서 분기점과 휴게소에 이어 나들목의 명칭 특성을 분석하였다. 2020년 말 현재 500개 나들목에 대한 분석 결과는 다음과 같다. 나들목 명칭의 어종은 95.8%가 한자어였고, 평균 음절수는 2.60음절로 상당히 짧았으며, 대체로 지수분포를 보였다. 명명 유연성 측면에서는 행정구역명 관련 나들목 명칭이 65.0%로 가장 많았고, 결합지명이 28.2%로 다음을 차지하였다. 이들 명칭이 다수를 차지한 것은 한국도로공사의 ｢시설물 명칭 부여 기준｣ 때문이라고 판단된다

우리나라의 고속국도 역사는 50년 전부터 시작되었다. 그러나 고속국도의 주요 시설물들 자체에 대한 연구는 찾아볼 수 없었다. 그래서 분기점에 이어 휴게소의 분포 및 명칭 특성을 분석하였다. 231개 휴게소의 분포 특성을 분석한 결과, 노선별 단순 총수 및 단위 거리 당 휴게소 수는 모두 주요 간선 노선들에 많았다. 지역별로는 대도시 및 인근 지역보다 도 지역에 더 많았고, 분기점과 달리 산포하는 특성을 보였다. 면적 대비 휴게소 수는 경부축선 상에 많고, 인구 대비 휴게소 수는 도 지역에 많았다. 136개 휴게소의 명칭 특성을 분석한 결과, 어종은 89.7%가 한자어였으며, 평균 음절수는 2.75음절로 상당히 짧고, 지수분포 를 보였다. 명명 유연성 측면에서는 행정구역명 관련 분기점 명칭이 66.7%로 가장 많았고, 결합지명이 19.3%로 다음을 차지하였다. 최근 제정되었거나 변경된 휴게소 명칭의 다수가 결합지명인데, 이용객들의 불편을 최소화하려는 노력이 필요하다.

고속국도 분기점, 나들목, 휴게소, 교량, 터널 등의 시설 관련 특성을 분석하려면, 먼저 고속국도의 기본 속성인 노선번호와 노선명에 대해서 알아야 한다. 그래서 본고에서는 노선번호의 부여 기준과 노선명 제정 기준을 국토교통부예규인 ｢고속국도 등 도로 노선번호 및 노선명 관리지침｣(이하 ‘관리지침’)을 통해 살펴보았다. 과거의 고속국도 노선번호와 노선명 제･개정은 현재와 크게 달랐는데, ｢고속국도 노선 지정령｣ 전체(국가법령정보센터)와 고속국도 관련 고시들(대한민국 관보)까지 검색하여 변천 과정을 파악하여 정리하였다. 더 나아가 한국도로공사에서 제공한 각종 자료(｢노선별 관리현황｣과 한국도로공사 웹사이트에 탑재된 자료)를 바탕으로 2020년 현재의 고속국도 노선번호와 노 선명 사이의 관계에 대해서도 일목요연하게 정리하였다.

우리나라의 고속국도 건설 역사는 이미 50년이 넘었다. 그러나 고속국도의 주요 시설물들 자체에 대한 연구는 찾아볼 수 없었다. 주요 시설물 중 운전자들이 중요하게 여기는 분기점의 분포 및 명칭 특성을 분석하였다. 2020년 6월 현재 108개 분기점에 대한 분석 결과는 다음과 같다. 노선별 단순 총수는 주요 간선 노선들에 많지만, 단위 거리 당 분기점 수는 단거리 노선에 훨씬 더 많았다. 지역별로는 경기, 경남 등 대도시 주변에 집중되어 있었는데, 면적과는 달리 인구 대비 분기점 수는 오히려 더 적었다. 분기점 명칭의 어종은 99.1%가 한자어였으며, 평균 음절수는 2.17음절로 매우 짧고, 지수분포를 보였다. 명명 유연성 측면에서는 행정구역명 관련 분기점 명칭이 87.0%로 압도적이었으며, 그 중에서도 읍･면･동 관련 명칭과 시･군･구 관련 명칭이 대부분을 차지하였다. 어종, 음절 및 명명 유연성 특성은 행정구역명을 우선적으로 따르는 ｢시설물 명칭 부여 기준｣의 영향이 크다.

PURPOSES: In this research, an SB3-level roadside barrier for a highway transition zone that meets the newly established guide Installation and Management Guide for Roadside Safety Appurtenance is developed. Its performance is evaluated by a numerical simulation and real-scale vehicle impact testMETHODS: The commercial explicit dynamic software LS-DYNA is utilized for impact simulation. An FE model of a passenger vehicle developed and released by the National Crash Analysis Center (NCAC) at George Washington University and a heavy goods vehicle (HGV) model developed by the TC226/CM-E Work Group are utilized for impact simulation. The original vehicle models were modified to reflect the conditions of test vehicles. The impact positions of the passenger vehicle and truck to the transition guardrail were set as 1/2 and 3/4 of the transition region, respectively, according to the guide.RESULTS : Based on the numerical simulation results of the existing transition barrier, a new structural system with improved performance was suggested. According to the result of a numerical simulation of the suggested structural system, two sets of transition barriers were manufactured and installed for real-scale vehicle impact tests. The tests were performed at a test field for roadside safety hardware of the Korea Highway Corporation Research Institute.CONCLUSIONS: The results of both the real-vehicle impact tests and numerical simulations of the developed transition barrier satisfied the performance criteria, and the results of numerical simulation showed good correlation with the test results.

PURPOSES : Expressways experience chronic and recurring congestion, especially during weekends and holidays, because of the increased demands for leisure-related travel. The alternatives to solve chronic and recurring congestion may be three-fold: (1) physical expansion of expressway capacities, (2) road pricing, and (3) temporal and spatial distribution of traffic demands. Among these, the third alternative may be the most cost-effective method for the Korea Expressway Corporation (KEC) that can be achieved by using the existing ITS infrastructure. METHODS : KEC initiated a pilot study in which the traffic on congested expressways was managed by providing traffic condition information (i.e., travel times) of neighboring national highways for taking detours via variable message signs (VMS). This study aimed to estimate the detour rate, and the two pilot studies on Seohaean and Yeongdong expressways yielded many benefits. RESULTS: It was revealed that the total length of congestion segments decreased by 7.8 km, and the average travel speed increased by 5.3 km/h. CONCLUSIONS: Based on these findings, it was concluded that the propagation of detour information via VMSs during congestion hours can help reduce congestion on expressways and increase the benefits of the entire network.

차량의 도로주행시 발생하는 소음은 차종에 따라 다르게 나타난다. 타이어의 크기, 주행속도, 차종은 소음의 크기에 영향을 주는 주요 요소라 할 수 있다. 이러한 차종의 변화에 따라 발생하는 소음의 특성을 분석하기 위하여 승용차, 승합차, 덤프트럭, 버스에 대한 개별차량의 소음특성에 대한 현장실험을 실시하 였다. <그림 1>은 본 연구에서 수행한 차량의 사진을 보여주고 있다. 현장실험은 한국도로공사 여주 시험 도로 내 아스팔트포장 구간에서 실시하였다. 차종별로 주행속도를 60km/h에서 100km/h까지 10km/h씩 증가시켜 실험을 수행하였다. 도로교통소음은 길어깨 소음 측정 방법(Pass-by method)을 이용하여 주행 차로 중앙을 기준으로 수평거리 7.5m, 수직거리(높이) 1.2m의 노견에 마이크로폰을 설치하여 측정하였 다. 현장실험 자료를 바탕으로 각 차량의 주행시 발생하는 소음에 대해 등가소음(dB(A))을 분석하였으며, <그림 2>는 분석 결과를 보여주고 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.

한국도로공사는 40년간 육상교통의 대동맥인 고속국도의 건설 및 운영 대부분을 담당하고 있다. 90년대 이후부터 민영에 의한 고속국도가 건설 및 운영중에 있다. 하지만, 2001년부터 2008년까지 최소운영수입 보장금 명목으로 중앙정부와 지방자치단체가 2001년-2008년까지 민자사업자에게 1조 5,896억원을 지급하였다. 이와 같은 현실에서 한국고속국도 대부분의 건설 및 운영을 담당하고 있는 한국도로공사의 비용구조 파악이 중요한 의미가 있을 것이다. 분석결과 노동과 자본 운영이 높은 교차탄력성을 나타내 높은 대체성이 존재하며, 자본과 운영은 자본의 상승(고속국도 연장 증가)과 고속국도 노후화에 따른 대체성은 다소 존재하지만, 낮은 대체 탄력성을 나타내고 있다. 한국도로공사는 대체적으로 투입요소가 효율적으로 이용되고 있으며, 노동과 자본 운영의 대체탄력성이 높게 나타나 한국도로공사는 전략적으로 아웃소싱 활성화(영업부문)와 영업과 건설(유지관리 포함) 재무적 분리가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 고속국도 운영기관의 통합과 함께 하이패스를 활성화 시킨다면, 보다 우리나라 고속국도의 운영의 효율성은 상승시킬 것으로 판단된다.

일반적으로 도로의 차로수 산출시에 30번째 혹은 100번째의 설계시간교통량을 활용하게 된다. 이러한 설계시간교통량은 설계시간계수에 연평균일교통량을 곱하여 산출하고 있다. 본 논문에서 고속국도에서 운영 중인 34개소의 상시교통량 조사 자료를 기초하여 연평균일교통량 5만대를 기준으로 하여 30번째와 100번째의 시간교통량을 추정할 수 있는 회귀모형을 각각 구축하였다. 30, 100번째 순위의 시간교통량의 추정능력을 평가지표 MAPE(Mean Absolute Percentage Error)를 활용하여 기존방법과 비교 평가했을 때, 30번째 시간교통량을 추정에서 5만대 이하 모형에서는 추정오차가 기존방법에 비해서 11.83% 감소하고 5만대 이상에서는 22.17% 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 100번째 시간교통량 추정능력 평가에서는 5만대 이하일 때는 추정오차가 기존방법에 비해서 8.16%감소하고 5만대 이상에서는 15.25% 감소하는 것으로 평가되었다.