Condition Analysis of Breakdown Occurrence at Freeway Weaving Section

고속도로 엇갈림구간 교통와해 발생 여건 분석

Weaving is defined as the crossing of two or more traffic streams traveling in the same general direction along a significant length of highway without the aid of traffic control devices. Compared with other freeway sections, perturbation is easy to happen at weaving section. Because there are a lot of lane-changing maneuvers at the weaving section, traffic is subject to turbulence in excess of that normally presents on freeway basic section. This turbulence causes operational problems and its impact must be considered. The purpose of this paper is to perform a basic study on flow characteristics by lane, which can be achieved through analyzing breakdown phenomenon in the microscopic approach. The study made use of data derived from the aerial photography for the microscopic analysis. This research produced the 30-second interval data such as flows, speeds, and densities for the macroscopic analysis and derived the vehicular data to draw time-space diagram for the microscopic analysis. The paper analyzed the traffic characteristics using flows, speeds and densities variation and investigated the conditions of breakdown occurrence with the time-space diagrams. The breakdown phenomenon was identified at weaving section and the propagation from free flow to synchronized flow was observed in this study. In the future, the findings help develop the traffic operational algorithm to manage the traffic congestion under ubiquitous circumstance since the conditions of breakdown Phenomenon can be understood more.

엇갈림 현상은 고속도로에서 동일 방향을 진행하는 두 교통류가 연결로에 의해 다른 도로와 연결됨으로써 교통류간에 합류 또는 분류가 일어남에 따라 발생하는 교차현상을 말한다. 엇갈림 현상은 짧은 구간에서 집중적으로 발생하는 운영 특성 때문에 다른 도로구간에서 발생하는 교통혼란보다 더 과도한 혼란이 생기기 쉬우며 이는 도로 전체 서비스수준 저하를 초래하는 원인이 되기도 한다. 본 연구는 개별차량에 대한 미시적 분석이 가능한 고속도로의 항공사진 자료를 분석함으로써 교통와해 발생시 고속도로 엇갈림구간의 교통류 특성을 차로별로 미시적인 방법을 통하여 관찰하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 엇갈림구간의 진출입교통량으로 인한 본선 교통류의 정체과정을 분석하기 위해 고속도로의 엇갈림구간에서 수집한 항공사진 원시 자료를 차로별 30초 단위의 교통량, 속도, 밀도자료로 생성하고, 이 자료를 토대로 차로별 안정류에서 정체류로 변화하는 시간대와 구간을 파악하여 교통와해 특성을 분석하며, 또한, 개별차량데이터를 이용하여 시간과 거리에 따른 시공간도를 작성하여 엇갈림구간의 특성에 대해 해석하여 교통와해 발생 여건을 분석하고 차로 별 교통류 전파과정을 면밀히 관찰한다. 본 연구는 혼잡교통류 상태의 고속도로 엇갈림 구간에 대한 미시적 분석을 수행하여 교통와해 현상을 실제 자료를 토대로 확인하고, 유비쿼터스 환경하에서 개발 가능한 개별차량들의 교통특성과 알고리즘개발에 대한 기초이론을 제공한다는 데에 의의가 있다.