도로 위 차량의 차로변경은 주변 차량의 움직임에 민감하게 반응해야 하며, 적절한 속도와 타이밍으로 수행하지 못할 경우 교통 흐름을 방해하고 부정적인 영향을 초래할 수 있다. 자율주행차량(Autonomous Vehicle, AV)은 이러한 문제를 해결하기 위해 주변 상황을 정확히 판단하고 인지하여 차로변경을 수행한다. 이때, 안전 관리 전략의 일환으로 최적화된 차로변경 주행 궤적을 제공함으로써 안전하고 효율적인 차로변경을 실현하는 것이 중요하다. 본 연구는 이러한 배경에서 주변 차량과 EGO 차량의 예측 주행 궤적에 기반한 확률론적 개념인 risk field를 계산하고, 이를 활용하여 차량의 종방 향 및 횡방향 안전 궤적을 제시하였다. 이를 위해 고속도로 드론 데이터를 활용하여 차량 간 상호작용 상황을 분석하고, 차로변경 시나리오 데이터를 분류하였다. 연구에서는 주행 속도와 차량의 경위도 등 1.1초 동안의 연속된 주행 데이터를 입력으로 사용하였으며, 다층 인코더-디코더 장단기 메모리 네트워크(EDLN) 모델을 통해 미래 6초 후 차량의 위치를 예 측하였다. 이후 장 이론(field theory)을 기반으로 한 risk field 모형을 통해 도로 위 각 지점의 위험도를 정량화하였다. 또한, 차량의 거동 제약, 주행 편의성, 그리고 안전성 제약 조건을 반영하여 안전 궤적을 생성하였다. 마지막으로, 생성된 궤적이 교통류 안전성에 미치는 영향을 평가하기 위해 예측된 주행 궤적(predicted trajectory)과 실제 주행 궤적(ground truth)을 비교 분석하였다. 평가지표는 대리 안전 지표(surrogate safety measure, SSM) 중 TTC(Time to Collision)와 PET(Post Encroachment Time)를 활용하였다. 본 연구는 제안된 안전성 정량화 및 궤적 생성 방법이 기존 방법론과 비 교하여 우수한 성능을 보임을 입증하였으며, 향후 자율주행차량 혼재 교통류 및 완전 자율주행 교통류에서 높은 효율성 과 안전성을 확보하는 데 기여할 것으로 기대된다.

본 연구는 자율주행자동차(AV)와 비자율주행자동차(HDV)가 혼재하는 교통환경에서 자율주행 전용차로 도입 시 차로변경구간 길이가 교통소통지표에 미치는 영향을 VISSIM 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 분석을 위하여 도로구조 및 교통량, AV All-knowing, Cautious 주행행태를 반영하여 432개 시나리오를 구성하였다. 시뮬레이션 결과, 차로변경구간 길이가 증가할수록 교통 밀도와 지체시간은 유의 미하게 감소하였으며, 속도 및 통과교통량이 증가하는 효과를 보였으나, 자율주행 전용차로 도입 시 밀도와 지체시간이 증가하고 속도 및 통과교통량이 감소하는 등 일부 부정적 영향을 확인할 수 있었다. 향후 실제 도로 데이터를 반영한 분석을 통해 연구 신뢰성을 제 고할 필요성이 존재한다.

PURPOSES : This study sought ways to connect urban above ground roads and underground roads to utilize urban space more efficiently in the development of underground roads, which are currently under development in order to alleviate problems caused by oversaturated above-ground roads. A simulation analysis was performed to develop an operation strategy that connects above-ground and underground roads to prevent congestion in above-ground areas such as entrances and exits from transferring to underground roads as well as to present its effectiveness. METHODS : Traffic efficiency analysis according to the operation strategy of above ground and underground roads was conducted using VISSIM, a microscopic traffic simulation software. The functions implemented in VISSIM were collected to set effectiveness analysis indicators for each underground road operation strategy. The Shinwol-Yeoui Underground Road was selected as the spatial scope of this study, and a surrounding road network was constructed. In addition, full-scale simulation analysis preparations were completed by performing network calibration based on the actual traffic attribute data of underground and surrounding surface roads within the construction scope. Accordingly, a traffic efficiency evaluation analysis was conducted based on the underground road operation strategy. CONCLUSIONS : Information on the increase in traffic volume within the Shinwol-Yeoui underpass was collected every 15 min. The analysis was divided into an analysis of the traffic situation within the underpass through demand control when the service level reached level D and an analysis of when demand control was not performed. It was found that demand control was necessary for the Shinwol-Yeoui Underpass when the internal traffic volume reached 2,500 vehicles/h. In addition, to analyze the spread of traffic and congestion owing to the weaving phenomenon caused by lane changes in the underpass, an analysis was conducted to observe the traffic improvement effect when full lane changes are possible for the Shinwol-Yeoui Underground Road, which currently has some lane-change-permitted sections. The analysis showed that both the maximum traffic volume and average travel speed showed better results when lane changes were allowed, and the communication situation at Yeoui JCT was found optimal.

PURPOSES : Because a driving simulator typically focuses on analyzing a driver’s driving behavior, it is difficult to analyze the effect on the overall traffic flow. In contrast, traffic simulation can analyze traffic flow, that is, the interaction between vehicles; however, it has limitations in describing a driver’s driving behavior. Therefore, a method for integrating the simulator and traffic simulation was proposed. Information that could be controlled through driving experiments was used, and only the lane-change distance was considered so that a more natural driving behavior could be described in the traffic flow. METHODS : The simulated connection method proposed in this study was implemented under the assumption of specific traffic conditions. The driver’s lane-changing behavior (lane-changing distance, deceleration, and steering wheel) due to the occurrence of road debris was collected through a driving study. The lane-change distance was input as a parameter for the traffic simulation. Driving behavior and safety were compared between the basic traffic simulation setting, in which the driver's driving behavior information was not reflected, and the situation in which the driving simulator and traffic simulation were integrated. RESULTS : The number of conflicts between the traffic simulation default settings (Case 1) and the situation in which the driving simulator and traffic simulation were integrated (Case 2) was determined and compared for each analysis. The analysis revealed that the number of conflicts varied based on the level of service and road alignment of the analysis section. In addition, a statistical analysis was performed to verify the differences between the scenarios. There was a significant difference in the number of conflicts based on the level of service and road alignment. When analyzing a traffic simulation, it is necessary to replicate the driving behavior of the actual driver. CONCLUSIONS : We proposed an integration plan between the driving simulator and traffic simulation. This information can be used as fundamental data for the advancement of simulation integration methods.

우리나라는 국토의 70%가 산지로 이루어진 지형적 특징을 가지고 있어, 시공기술의 발전을 토대로 환경훼손 최소화, 통행시간 절감, 주행 쾌적성 향상을 위한 터널과 교량 등 구조물이 꾸준히 증가하고 있으며, 연장 또한 장대화되어 가고 있다. 2016년 12월 개통한 상주영덕고속도로는 전체 연장의 48%, 2017년 6월 개통하는 동홍천양양고속도로는 약 73%가 터널 및 교량으로 구성되어 있다. 국내에서는 경찰청(2012)의“교통노면표시 설치관리 매뉴얼”에 의해 터널 및 교량에서 차선을 실선으로 운용하여 차로변경을 하지 못하게 하고 있다. 국외 대부분의 국가에서는 터널 및 교량에서 차로변경을 허용하고 있으며, 이를 위해 일반구간뿐만 아니라 구조물 구간에서도 차선은 점선을 원칙으로 하고 있다. 기존 연구 및 본 연구의 조사분석에서 차선유형에 대한 운전자들의 준수수준이 일반부와 구조물 구간에서 큰 차이가 없으며, 터널 내 차로변경 허용 유무와 교통사고와의 상관성도 낮은 실정이다. 차로변경 금지는 허용시보다 고속도로의 소통과 안전성 측면에서 불리하다. 차로변경이 불가함에 따라 동일차로내 일정구간에서 각기 속도성능이 다른 차량들이 혼재하게 되어 불안정한 교통류가 발생되고 이로 인한 추돌사고의 위험이 높아진다. 따라서 구조물의 증가를 고려하고 도로의 이동성 및 안전성을 제고하기 위해서는 터널 내 차로변경 허용에 대한 적극적인 검토가 필요하다. 고속도로의 터널에서 차로변경 허용에 대한 전문가 설문에서는 점선 운용 필요(30%), 시설조건 충족 시 점선 운용(35%) 등 조건부를 포함하여 65%의 전문가가 차로변경 허용을 찬성하였다. 2016년 12월 개통한 상주영덕고속도로에서 일정 수준 이상의 시설조건을 만족하는 일부 구간(10.8km)에서 점선차선을 시범운영한 결과, 터널내 차로변경은 대부분 저속 선행차 및 선행차의 감속으로 발생하였으며, 실선 및 점선구간별로 차로변경 횟수의 차이는 거의 없었다. 또한 터널 내 차선유형에 대한 인지수준 자체가 매우 낮았음에도 불구하고, 상당수의 운전자들이 점선운용에 대하여 반대하였는데, 이는 터널 내 차로변경이 위험하다는 고정관념이 크게 작용한 것으로 판단된다. 지난 40년간 터널에서 차로변경을 금지하여 왔으므로 급격한 변화에 대한 신중론을 고려하여 단기적으로는 일정 수준의 시설조건을 갖춘 고속도로 터널부터 차로변경을 허용하는 것이 필요하다. 이후에 국외 사례와 같이 모든 터널에서 차로변경 허용(점선 운용)을 원칙으로 하되, 공학적 판단에 의해 예외적으로 차로변경을 금지(실선 운용)하는 방향으로 개선하는 것이 적절할 것이다. 터널에서의 차로변경 허용은 단순히 차선운용방법의 변경이 아니라 일관성 있는 통행방법을 제시하여, 주행환경을 개선 할뿐만 아니라 운전자들의 법질서 준수를 높이고 나아가 운전문화를 바꾸는 중요한 계기가 될 것이다.

고속도로 버스전용차로는 버스 등 다인승차량에 통행우선권을 부여함으로써 버스의 신속성 및 정시성을 개선 하여 승용차 이용을 억제하고 대량수송 수단인 버스 이용을 촉진시켜 고속도로의 수송효율을 높이는 것을 목적 으로 한다. 우리나라는 경부고속도로에서 1994년 추석에 시범운영 뒤, 1995년에는 주말(신탄진IC~서초IC), 2008년에는 평일(오산IC~한남)로 확대 운영하고 있다. 버스전용차로제 허용차종은 국외사례에서는 일반적으로 2+, 3+ 등 다인승차종이지만 우리나라 9인 이상 승차인원 차량에 6인 이상 탑승한 차량을 기준으로 하므로 버스 와 승합차의 구성비가 상당히 높은 것이 특징이다. 버스전용차로의 속도는 버스전용차로의 교통량 수준, 나들목 등 본선에서의 진출입 시설 간격 뿐만 아니라 일반차로의 속도나 차종구성비에도 영향을 받을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 버스전용차로 및 일반차로의 속도수준에 따른 승합차의 차로통행특성에 대해 분석하였다. 본 분석의 시간적 범위는 2014년 8월 일요일 경부고속도로 버스전용차로제 시행시간(07~21시)이며, 공간적 범위는 서울방향 안성IC~안성JC~오산IC 구간이다. 분석에는 시간대별 교통검지기(VDS)자료와 차종검지기 (AVC) 자료를 이용하였다. AVC 차종분류에 의하면 버스전용차로 운행가능차종은 1종(16인승 미만의 승합차), 2종(16인승 이상 버스)이다. 분석결과, 구간별로 차이는 있지만 일반차로 통행속도가 약 70km/h 또는 40km/h 이하에서 상당수의 승합 차(1종)가 일반차로에서 버스전용차로로 차로를 변경을 하는 것으로 분석되었다. 따라서 버스전용차로 교통량 중 버스는 최대 500대/시인 반면, 승합차는 일반차로의 속도가 70km/h 이상일 경우에는 200대/시 미만이지만 일반차로의 속도가 70km/h 이하인 경우에서는 최대 900대인 것으로 나타났다. 버스전용차로 교통량이 증가함 에 따라 버스전용차로의 속도는 점차 감소하다가 약 1,100~1,200대/시 구간에서 급격히 속도가 저하되며, 일 부 구간에서는 교통량은 적으나 속도도 낮은 용량와해상태에 이르는 와굴곡선형태를 띠는 것으로 나타났다.