신호연동 계획

 

<기초 이론>

 

1. 개요

• 신호교차로는 신호등 통제에 의한 진행과 정지 반복 지점으로(도로축의 중요한 용량제약 지점) 연속적인 교통흐름을 저해하는 역기능 초래
• 신호교차로에서는 차량의 지체와 정지수를 최소화하는 효율적인 신호운영전략 수립 필요
• 주행차량의 연속진행을 위한 신호교차로간 연동계획은 교통신호체계 운영에 있어 매우 중요한 과정

 

2. 신호연동

 1) 개념

• 여러 개의 교차로 신호기가 무선 또는 유선으로 연결 또는 미연결에도 상관관계를 유지하면서 시스템으로 운영되는 것
• 상류부에서 출발한 교통류가 연동속도(Progression Speed)로 진행 시 하류부 교차로를 정지하지 않고 계속 진행할 수 있도록 제어

 

   ※ Offset : 연동 신호운영에서 상류부 녹색신호 시작시간과 하류부 녹색신호 시작시간간 간격

         - 하류부에 대기차량이 없는 경우 : 옵셋(t) = 교차로간 간격(m) ÷ 통행속도(m/s)

         - 하류부에 대기차량이 있는 경우 : 옵셋(t) = 교차로간 간격(m) ÷ 통행속도(m/s) - [대기차량대수 × 포화차두시간(1.63초) × 출발손실시간(2.3초)]

 

   ※ 진행대폭(Though Band Width) : 연동 신호시스템에서 실제 연속진행할 수 있는 첫 차량과 맨 마지막 차량간 시간대 폭

 

 

 2) 고려해야 할 기본요소

• 도로운영상태 평가 : 일방통행 또는 양방통행 평가
• 신호교차로간 거리 : 800m 이하 적극 신호 연동 고려, 1,500m 이상 신호연동 효과 無
• 접근로 상태(대기차량/마찰요인) : 차량 대기행렬길이 및 기타 노측 마찰요인 고려
• 주기 : 연동되는 교차로들의 신호주기 동일 또는 그 배수로 운영
• 적정 주행속도 : 연동속도 사전 결정

 

 3) 신호연동 시스템 종류 및 특징

구 분	동시시스템 (Simultaneous System)	교호(교차)시스템 (Alternate System)	연속진행시스템 (Progression System)
개    념	· 시스템 내 모든 교차로의 신호가 동시에 같은 신호 표시 · 교차로간 Offset=0	· 인접교차로 또는 인접교차로 그룹의 신호가 정반대로 켜짐	· 차량의 진행에 따라 녹색신호가 마치 따라가듯이 연속하여 점등 (차량은 연동속도로 진행)
개념도
장    점	· 교차로간 거리가 매우 짧고, 주기가 길 경우 적합	· 교차로간 간격 동일, 적·녹색 시간비율 5:5일 때 효율적	· 전차량이 최소 지체 주행 가능 · 교통류처리 효과적, 과속 억제 · 교차로 간격 비균일에도 연동효과 · 실무에 널리 활용
단    점	· 동시 출발·정지로 과속 발생 · 주도로 과포화시 부도로 회전 및 횡단 곤란	· 교차도로 교통량 다를시 비효율 · 교차로 간격 비균일시 연동 어려움 · 실무 적용에 한계	· 첨두시 교통량 방향별 변동 충족 어려움 · 사전에 정확한 교통량 및 속도조사 필요

 

 

 4) Offset 결정방법

 

  ① 한 방향 우선 옵셋

• 한 방향으로만 옵셋을 고려하는 일방통행도로 연동에 적용
• 양방통행에 비해 효과적 연동계획 수립 가능, 운영효율 극대화

 

  ② 양방향 균형옵셋

• 간선도로 대부분을 차지하고 있는 양방통행도로의 경우 대부분 양방향 균형옵셋 사용
• 양방향 교통류에 대한 동등한 진행대폭 확보를 위해 동시시스템이나 교호시스템 적용
• 연동속도, 주기, 시간분할 등을 종합적으로 고려하여 시행착오법을 사용해 접근

 

  ③ 대기차량길이를 고려한 옵셋

• 이전 주기에 교차로를 통과하지 못하고 남아있는 차량들로 인해 대기행렬이 형성되어 옵셋 결정에 영향
• 녹색신호를 받아 마지막 대기차량이 움직이기 시작할 때 상류부 교차로에서 출발한 차량군이 대기행렬의 후미에 도착하도록 옵셋 결정

 

  ④ Equity 옵셋 (형평옵셋)

• 앞 막힘 현상(Spillback)이 발생했거나 발생할 가능성이 있는 주요 교차로의 상류부 교차로 혼잡 예방 목적으로 사용
• 상류부 교차로 내 차량이 소거되는 시점에 교차도로의 녹색신호가 등화 되도록 옵셋 제어
• 차량의 이동성 확보, 혼잡도로로의 차량 진입 억제로 기존 도로용량 최대 활용을 위해 적용
• 교통량대 용량비가 크지 않은 한산한 교통상태에 적용 시 주도로 차량의 연속진행에 방해