PURPOSES : The purpose of this study is to present a linear programing optimization model for the design of lane-based lane-uses and signal timings for an isolated intersection. METHODS: For the optimization model, a set of constraints for lane-uses and signal settings are identified to ensure feasibility and safety of traffic flow. Three types of objective functions are introduced for optimizing lane-uses and signal operation, including 1) flow ratio minimization of a dual-ring signal control system, 2) cycle length minimization, and 3) capacity maximization. RESULTS : The three types of model were evaluated in terms of minimizing delay time. From the experimental results, the flow ratio minimization model proved to be more effective in reducing delay time than cycle length minimization and capacity maximization models and provided reasonable cycle lengths located between those of other two models. CONCLUSIONS : It was concluded that the flow ratio minimization objective function is the proper one to implement for lane-uses and signal settings optimization to reduce delay time for signalized intersections.

본 연구는 기존 정주기식 신호제어로 인하여 비효율적으로 운영되고 있는 3지 교차로의 문제점을 보완하는 방안으로써 반감응 신호제어를 기본으로 하고 보행자작동신호기를 사용하는 신호운영방식의 효율성을 분석하였다. 반감응 신호제어의 경우 부도로에 교통량이 적을 때 주도로의 교통소통을 원활히 하여 교차로 내 지체를 감소시킬 수 있으며, 보행자작동신호기는 보행자가 없음에도 불구하고 보행자 신호를 작동시켜 발생하는 불필요한 대기시간을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 위의 두 가지의 장점을 모았을 경우 기존의 정주기식 신호제어와 반감응식 신호제어에 비하여 얼마나 효과가 있는지 미시적 시뮬레이션 프로그램인 VISSIM을 사용하여 정량화된 차량당 평균지체 감소의 정도를 분석하고자 하였다. 본 연구는 인천의 1개 3지 교차로를 대상으로 현장조사를 실시하였고 각각의 신호제어 방식에 따라서 보행자 교통량을 변화시켜 민감도 분석을 실시하였다. 시나리오 별 분석을 통하여 차량당 평균지체시간을 비교한 결과, 대상교차로는 정주기식 신호제어에 비하여 보행자작동신호기를 이용한 신호제어방식이 최소 3.7초(10%), 최대 6초(16%)의 감소효과를 나타내었으며 반감응식 신호제어와의 비교에서는 보행자교통량이 측정교통량의 20% 이하일때보다 효율적인 것으로 나타났다.