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.

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.

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.