제3장 공사시행으로 인한 교통영향분석

3.1 개요

◦ 본 북가좌동 254～340간 송배수관 정비공사는 단계별로 시공하며, 공사중 점용 도로(불광천길)에 대한 차로의 일부 점용이 불가피하다.

◦ 가로 및 교차로 구간 상에서 공사를 시행할 때, 도로조건과 교통조건의 악화로 인한 도로용량 감소가 발생하게 된다. 이러한 용량의 감소를 반영하기 위하여 아래에 제시한 『도로점용공사에 의한 신호교차로 포화교통류율 변화』를 활용하여 가로 및 교차로의 공사중 영향을 분석하였다.

Technical Memorandum

[도로점용공사에 의한 신호교차로 포화교통류율 변화]

<그림> 신호교차로 기하구조

◦ 기본조건

-분석 접근로의 정지선을 기준으로 상․하류부를 구분함.

-본 연구에서는 도로점용공사구간의 이격거리를 30m 단위로 설정함.

-하류부의 경우 교차로 폭을 고려한 도로점용공사구간 이격거리로 분석해야 함.

-교차로 내부에서의 도로점용공사는 하류부 모형을 적용함.

-모형은 직진차로를 대상으로 가정하여 개발함.

◦ 도로점용공사장 포화교통류율 산정 논리모형 개발 개요

-논리모형은 도로점용공사장의 감소된 포화교통류율울 산정하기 위한 것으로써, 종속변수인 포화교통류율의 감소에 영향을 미치는 요인을 독립변수로 선정하였음.

-상․하류부에 공통적으로 영향을 주는 공통변수와 공사구간의 위치(상․하류부)에 따라 적용되는 선택변수가 존재함.

<표> 논리모형 개발을 위하여 선정된 독립변수

구분	독 립 변 수	설 명	활용모형
			상류	하류
공통 변수	공사구간의 위치	도로점용공사장이 교차로의 상류부 혹은 하류부 중 위치하는 곳	○	○
	도로점용공사구간 이격거리	교차로 상류부 정지선과의 이격거리	○	○
	기존차로&가용차로 수	평상시 차로 수와 도로점용공사로 인해 가용되는 차로 수	○	○
	녹색시간	접근방향의 녹색시간(신호주기, 녹색시간비에 따라 달라짐)	○	○
	Taper 길이	공사구간의 Taper 길이	○	○
선택 변수	속도	분석차로의 최적운영속도	×	○
	교차로 폭	교차로 정지선으로부터 끝단까지의 거리	×	○

◦ 상류부 논리모형 개발 개요

-상류부 모형의 근본적인 개념은 접근방향에 부여된 녹색시간동안 상류부 정지선을 통과할 수 있는 차량의 대수 또는 소거가능거리(dg)가 존재함.

[eqn: d _{g`} `=` {g} over {bar{h _{d}}} ` TIMES `d _{fb`}]	(식1)

-[eqn: g sqrt {h _{d}}]는 녹색시간동안 평균차두시간으로 상류부 정지선을 통과할 수 있는 차량의 수를 의미함.

-이후 차량의 front bumper to front bumper 거리([eqn: d _{ib}])를 곱해 줌으로써 소거가능거리를 도출함.

유형1 : [eqn: d _{g} PREC =d _{wz}]일 경우	유형2 : [eqn: d _{g} >d _{wz}]일 경우
(그림a)	(그림b)

여기서, [eqn: d _{g}]=소거가능거리(m),              [eqn: d _{wz}]=도로점용공사구간 이격거리(m)

-(그림a) :　녹색시간동안 상류부 정지선을 통과할 있는 소거가능거리([eqn: d _{g}])가 도로점용공사구간 이격거리([eqn: d _{wz}])보다 짧기때문에 공사영향을 거의 받지 않고 평상시 소거 시킬 수 있는 교차로 대기상황과 유사.

-(그림b) : 일정 녹색시간동안([eqn: d _{wz}]안에 있는 대기행렬 소거시까지)에는 평상시에 소거시킬 수 있는 대기행렬과 같지만 남은 녹색시간동안에는 평상시보다 감소된 대기행렬을 처리하게 됨.

◦ 하류부 논리모형 개발 개요

-하류부 논리모형의 근본적인 개념은 녹색시간([eqn: g])동안 상류부 정지선을 통과한 차량이 하류부 도로점용공사구간에 도달하여 감소된 차로 수로 차량을 통과 시키면서 차로변경으로 인한 충격파(-)가 발생함.

-발생된 충격파가 접근방향에 부여된 녹색시간동안 교차로에 도달하는지의 여부에 따라 이원화 함.

유형3 : [eqn: [(d _{TAPER} +d _{wz} +d _{iw} )/u _{0} ]+(d _{wz} +d _{iw} /2)/W >= g _{i}]	유형4 : [eqn: [(d _{TAPER} +d _{wz} +d _{iw} )/u _{0} ]+(d _{wz} +d _{iw} /2)/W<g _{i}]

여기서, [eqn: d _{TAPER}]=공사구간 테이퍼 길이(m),  [eqn: d _{wz}]=도로점용공사구간 이격거리(m),  [eqn: W]=충격파 속도(m/s)

[eqn: d _{iw}] = 교차로 폭(m),                [eqn: u _{0}] = 최적운영속도(m/s)

◦ KHCM 신호교차로 분석과정과의 연계를 통한 도로점용공사장 서비스수준 분석방법 제시

-포화교통류율 보정 : 현재 방법론

[eqn: S_i ~=~ S_0 ~×~N_i ~×~f_LT ~(또는 ~ f_RT )~×~f_w ~×~f_g~ ×~ f_HV]                  (식2)

-교차로 인근 도로점용공사로 인한 포화교통류율 보정

[eqn: S _{iwz} `=~S _{0} ` TIMES `N _{i} ` TIMES `f _{LT} `(또는`f _{RT} )~ TIMES `f _{w} ` TIMES `f _{g~} TIMES `f _{HV} TIMES f _{WZ}]  (식3)

◦ 대부분의 공사가 1∼2개의 좌회전 차로에 영향을 준다거나 전체 차로수가 2차로 이하인 접근부에서나 볼 수 있는 de facto 차로군이 일개로 형성되어 진행되는 점용공사는 거의 없으므로, 잠정적으로는 직진차로군(우회전포함)에 적용하도록 함.

<표> 신호교차로 인근 도로점용공사구간 S.F.R 보정공식 및 계수([eqn: f _{wz}])

공사위치 산정공식	정지선 상류부 공사		정지선 하류부 공사
	[eqn: d _{g _{-} i} <d _{wz}]	[eqn: d _{g _{-} i} >d _{wz}]	[eqn: g _{1} >g _{i}]	[eqn: g _{1} <g _{i}]
SFR 보정 공식	공식(1)	공식(2)	공식(3)	공식(4)

주 : 보정계수인 [eqn: f _{wz}]는 [eqn: S _{iwz} /S _{i}]로 계산하면 되며 유형에 따라 공식을 이용하면 직접 SFR을 산정할 수 있다.

공식(1) [eqn: S _{iwz} = {3,600} over {bar{h _{d}}} - {3,600 TIMES N _{wz}} over {g TIMES N}]

공식(2) [eqn: S _{iwz} = {d _{wz} TIMES N-d _{fb} TIMES N _{wz} +CRF TIMES (d _{g} -d _{wz} ) TIMES (N-Nwz)} over {d _{fb}} TIMES {3,600} over {g TIMES N}]

공식(3) [eqn: S _{iwz} = {3,600} over {bar{h _{d}}} (=S _{i} )]

공식(4) [eqn: S _{iwz} = {( {3,600} over {bar{h _{d}}} TIMES N TIMES g _{1} )+ {3,600 TIMES CRF} over {bar{h _{d}}} TIMES (N-N _{wz} ) TIMES (g-g _{1} )} over {g TIMES N}]

여기서,

[eqn: d _{g}]	=	녹색시간(g)동안 정지선 상류 대기행렬 소거가능 거리(m)	[eqn: d _{wz}]	=	정지선과 점용공사구간 간의 이격거리(m)
[eqn: d _{fb}]	=	포화상태에서의 차량의 bumper to bumper 거리(m)	[eqn: N]	=	차로 수
[eqn: N_wz]	=	도로점용공사가 시행중인 차로 수	CRF	=	용량감소율(1.0 이하의 수)
g	=	녹색시간(s)	[eqn: bar{h _{d}}]	=	포화차두시간(s)
[eqn: g _{1}]	=	점용공사시점 도달시간 + 충격파의 교차로 도달시간(s)

◦ 3Lanes to 2Lanes(기존차로 수 to 가용차로 수), 접근방향 녹색시간 36s(CL-90, g/C 0.4) Case 예시

-다음 그림에서 포화교통류율 차이(%)는 논리모형의 포화교통류율을 기준으로 사용함.

◦ Tip. 도로점용공사중 차로수 감소형태가 아니라 굴곡형으로 차로수가 유지될 경우 용량을 10∼20% 감축시켜서 포화교통류율을 사용하면 됨.

3.2 교차로

◦ 본 과업에서는 공사시행으로 인한 교차로의 영향을 파악하기 위하여 공사가 시행되는 야간첨두시(23:00～24:00시)를 기준으로 공사시행 전과 공사시행 중의 소통상태를 비교․분석하였다.

◦ 공사시행시 불광천길의 1개 차로를 통제하였을 경우와 통제하지 않았을 경우에 대한 교차로 분석을 통해 공사가 교차로에 미치는 영향을 분석하였으며, 교차로에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 공사 점용구간을 최소화하였다.

◦ 또한, 과업은 야간시간대(23:00～익일 06:00시)를 이용하여 공사할 계획으로서, 공사중 교차로분석은 공사단계중 서비스 수준이 가장 열악한 단계를 선정하여 공사 시행전 및 공사 시행중을 비교 분석하였다.

◦ 공사시행에 따른 교차로 소통상태 분석결과, 공사 시행중의 평균제어지체가 “17.7초/대”, 서비스수준 “B”로 분석되었다.

공사시행 전 및 공사시행중 교차로 교통영향 분석결과

교 차 로 명		교통량 (pcu/h)	평균제어지체(초/대)		서비스수준
			공사전	공사중	공사전	공사중
공사시간 첨 두 시 (23:00～24:00)	①증산교교차로	1,446	17.7	17.7	B	B
	②증산3교남단	564	9.6	-	A	-
	③증산2교남단	525	10.5	-	A	-

주 : ②증산3교남단, ③증산2교남단 교차로의 경우 일방통행 교차로로 공사중 일방통행로를 점용하여 우회하기 때문에 공사중첨두시 분석에서

제외하였음

3.3 가로구간

◦ 본 북가좌동 254～340간 송배수관 정비공사는 야간공사(23:00～익일 06:00시)를 시행함으로서, 교통소통에 미치는 영향을 최소화시키고자 하였으나, 공사시행에 따라 일부 구간에 대해서 교통영향이 다소 있을 것으로 분석되었다.

◦ 그러나, 공사시행시 교통영향을 최대한 줄이기 위해 현황차로를 재배분하여 현재 운영되는 차로수를 최대한 유지하도록 계획하였다.

◦ 본 과업은 야간공사(23:00～익일 06:00시)를 시행하며, 공사시행시 가로분석은 공사단계중 서비스수준이 가장 열악한 단계를 선정하여 공사 시행전 및 공사 시행중을 비교 분석하였다.

◦ 공사전 및 공사중 소통상태의 비교․분석결과, 공사시행중의 가로구간 평균통행속도가 “34.5km/h” 서비스수준 “C”로 분석되었다.

공사시행 전 및 공사시행중 가로구간 교통영향 분석결과

구 분	가로구간			교통량 (pcu/h)	통행속도(km/h)		서비스수준
					공사전	공사중	공사전	공사중
공사시간 첨 두 시 (23:00～24:00)	①증산교교차로	→	②증산3교남단	52	36.1	-	C	-
	②증산3교남단	→	①증산교교차로	104	34.5	34.5	C	C
	②증산3교남단	→	③증산2교남단	33	43.8	-	B	-

주 : ①→②, ②→③ 가로구간의 경우 일방통행 구간으로 공사중 일방통행로를 점용하여 우회하기 때문에 공사중첨두시 분석에서 제외하였음

3.4 보행

◦ 본 공사는 야간(23:00～익일 06:00시) 비첨두 시간대에 공사가 시행되는 공사이다. 그러나 공사 시행시에 보도의 점용이 없고 보행자가 많지 않아 큰 불편이 없을 것으로 판단되어 공사 시행전 및 공사 시행중의 비교분석을 생략하였다.

3.5 대중교통

◦ 본 공사 구간내의 버스정류장은 총 6개소에 7개 노선이 경유하는 것으로 조사되었으나, 공사시행시 버스정류장 이전이나 폐쇄하는 계획이 없어 대중교통 이용상에 큰 문제는 없을 것으로 검토되어 공사 시행전 및 공사 시행중의 비교분석을 생략하였다.