Transcript 교통공학

교통공학 기초
2010. 3. 26(금)
발표자 : 주재홍
주요 내용
교통공학의 개요
교통공학의 접근방법
교통공학의 영역
교통공학의 구성요소 중 도로이용자의 운전자만 논의
 도로이용자의 특성
 운전자
 보행자
 차량
 도로
 교통운영시설
교통공학의 관련 이론
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교통공학 개요
정 의
교통의 근본원리를 학문
적으로 접근 하여
과학적 원칙을 적용
하는 학문임
특 성
교통경제, 교통안전공학
, 교통체계분석, 교통계획
교통운영 등으로 구분
경험과학, 응용과학,
통계학, 수학, 산업공학
등의 분석기법으로 응용
하여 교통현상을 설명함
모든 분야의 학문과 밀접한 관계
실생활과 밀접한 관계(선거철의 교통이슈, 교통사고 등)
적용범위가 매우 가변적, 탄력적임
관찰 가능한 교통현상을 수학, 통계학, 산업공학을
적용하여 해석하고 설명함
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교통공학의 접근방법
문제의 이해가 필요
일반적인 접근방법
 교통의 폭넓은 이해와 다른 학문과의 상호작용을 파악할 기술이 필요
 이론적 접근방법의 습득과 최신 기술수준의 인식을 기본전제로 함
 모형의 선정에서 시작하여 분석의 과정을 선정
 모형과 공학적 접근방법으로 운전 시뮬레이션부터 간단한 수식모형(위험회피)
이론적 접근방법
 건설적이고 적절한 방향에서 구성원의 이해가 모아지도록 분석과정에 포함
 폭넓은 공학자의 생각과 방향에 대해 적절한 이해와 해결방법을 모색함
 교통분야의 모든 부분을 통달해서 알 수가 없어서
Co-Work이 필수
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
교통계획과 교통공학의 구분
 교통계획(Transportation Planning)
 교통공학(Traffic Engineering)
교통계획
 특정지역의 교통수요의 산정과정이 할 수 있음
 교통안전기본계획, 대중교통계획, 항공교통계획 등
(Transportation Planning)
교통수요 산정은 도시계획, 대중교통계획, 교통안전기본계획, 대중교통기본계획, 관련법 등
을 포함하여 매우 복잡한 일련의 과정(수요산정, 발생률 등) 거쳐 도출됨
교통공학
(Traffic Engineering)
 교통설계 및 교통운영으로 구분할 수 있음
 기존 교통체계의 효율성과 안전성을 최대한 확보하려는 기법
 교통특성, 교통시설, 교통제어현황 등 미시적 교통분석이 필요,
교통용량 분석도 필수적임
과속방지턱, 무인카메라, 검지기, Rumble strip, 교통안전시설물 등으로 교통제어,
계량분석을 통한 깊은 지식과 세밀한 연구접근기법으로 접근해야 함
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교통공학의 구성요소
교통공학 기법
도로, 도로이용자, 차량, 교통운영시설의 상호
작용을 분석하여 제시
요소
교통공학의 구성
도로이용자
운전자, 보행자
요소는 소위 교통의
차량
자동차 안전기준, 타이어, 조향, 제동장비
3요소인 차량, 도로,
도로
도로설계, 도로운영기법-장비(검지기,
톨게이트, ITS 장비 등)
교통운영시설
안전시설물 등(표지, 노면표시, 안전시설물)
이용자의 복합적인
상호작용을 분석
도로이용자 중 운전자 특성
 교통공학에서 운전자 특성은 매우 단순화되고 예측가능한 것임
 공학적 고려사항 : 운전자의 가시능력
 계획적 고려사항 : 최소경로 선택행태가 대표적임
운전자의 특성을 고려한다는 것은 도로상에 주행하는 모든 차량운전자들의 개별적인
특성을 반영한다는 것이 아니라 대표적 운전자 특성만을 반영함
아직 국내에는 이러한 기준이 정립되어 있지 않음(외국기준을 그대로 수용)
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
운전자의 특성
운전자의 반응시간
(인지반응시간)
 운전자의 반응시간
 운전자의 광각 및 시각 능력
 시각특성과 안전운전
 청각 및 기타능력
 도로를 주행하는 운전자는 끊임없이 교통상황에 관한 정보를 습득하고
주행경로를 확인하고 안전성을 검토하며,도로를 주행도중 나타나는
위험한 물체나 도로표지 등의 정보를 인식하여 주행조작에 활용하는
과정을 PIEV라 표시함
P(Perception : 인지) : 필요한 교통정보를 목격하고 인식
I(Intellection : 확인) : 필요한 교통정보의 특성을 확인
E(Emotion : 판단) : 적절한 행동을 판단하여 결정함
V(Volition : 반응) : 결정한대로 실행에 옮김
4가지 단계에 소요되는 시간을 운전자의 인지-반응시간(Perception-Reaction
time)이라 함
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
운전자의 특성
인지반응시간
(기존연구)
 운전자의 반응시간
 운전자의 광각 및 시각 능력
 시각특성과 안전운전
 청각 및 기타능력
교통설계에 매우 중요하게 사용됨
 장애물로부터 거리, 운전자의 시야, 운전자의 개인특성, 도로의 가시
거리, 도로의 형태 및 상태, 장애물의 형태 및 색깔 등 다양조건에 의해
영향을 받으며, 차량의 속도와 도로환경에 영향 줌
- Johannson과 Rumar : 평균값이 0.66초, 1.5초 이상의 인지-반응시간은 10%정도임
교통신호등이 예고없이 갑자기 나타나는 경우 인자-반응시간이 1.0초 정도 길어짐
- MIT : 평균값이 0.64초, 1.0초 이상의 인지-반응시간은 5%정도임
- Normann : 인지-반응시간 범위 0.4-1.7초 임
매우 조심스러운 상태 0.2-0.3초, 정상적인 상태는 1.5초 인지-반응시간을 나타냄
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물리적 규제기법
인지-반응시간 결론
Johannson과 Rumar의 연구결과
연구결론
-최소인지반응시간 : 1.64초
- 매우 조심스러운 상태 : 0.64
- 예상치 못한 교통신호등이
갑자기 나타나는 경우 : 1.0초
- 도로설계에서는 2.5초를 사용함
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
운전자의 특성
운전자의 광각 및 시각능력
 운전자의 반응시간
 운전자의 광각 및 시각 능력
 시각특성과 안전운전
 청각 및 기타능력
 광안성(Acuity) : 운전자가 물체를 볼때의 그 분명성으로 일반적으로
시력검사시 작성된 글자표를 거리에 따라 읽게함
 정상시력 : 아주 밝은 상태에서 1/3인치 크기의 글자를 20ft 거리에서
읽을 수있는 사람의 시력으로 20/20으로 나타냄
- 운전자의 광안성은 물체의 밝기, 주위와의 대비, 조명정도, 운전자간의 상대속도 등에 영향,
Visual angle이 커지면 광안성이 감소함
- 가장 명확히 물체를 볼 수 있는 곳은 시선의 중심선으로 부터 양방향 3도 이내이며, 중심선
으로부터 약 10도까지는 물체를 비교적 양호하게 볼 수 있음
교통관제시설은 운전자의 시선 중심선을 기준으로 양방향 10도 이내에 설치
되어야 인지-반응시간을 충분히 확보되는 시점에 설치되어야 함 (시사점)
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물리적 규제기법
운전자의 시계
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
운전자의 특성
시각 특성 및 안전운전
 운전자의 반응시간
 운전자의 광각 및 시각 능력
 시각특성과 안전운전
 청각 및 기타능력
 동체시력, 명순응, 암순응, 착시, 현혹현상, 증발현상, 광막현상 등의
용어 정의
- 동체시력 : 움직이면서 물체를 보거나, 움직이는 물체를 볼 때의 시력 , 정지시력의 30-40%
1.2시력이 60km(0.7), 100km/h : 0.4
- 명순응 : 어두운 곳에서 밝은 곳으로 나올 때의 회복되는정도(2-5초)
- 암순응 : 밝은 곳에서 어두운 곳으로 들어갔을 때의 회복정도(5-10초)
- 착시 : 오르막길인데도 내리막길이나 평탄한 길처럼 보이는 착각 및 착시현상(도깨비 도로)
- 현혹현상 : 야간운행 중에는 마주 오는 차의 전조등 불빛이나 후사경에 반사된 뒤따르는
차의 전조등 불빛에 일시적으로 운전자의 눈이 장애를 받게 되는 현상(3-10초)
- 증발현상 : 야간에 마주오는 차와 자기 차의 전조등 불빛이 교차하는 순간에 중앙에 있는
대상물이 보이지 않게 되는 현상
- 광막현상 : 비가 대향차의 전조등 불빛이 빗방울에 반사되어 전방이 잘 보이지 않는 현상
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
운전자의 특성
가감속 능력
(Rice & Alianello)
 운전자의 반응시간
 운전자의 광각 및 시각 능력
 시각특성과 안전운전
 청각 및 기타능력
 운전자들의 가감속 능력 : 도로의 선형설계, 교통신호등의 황색시간
결정 등에 적용됨
- G-G diagram : 여러
형태의 운전자들에 대한
가속도, 감속도 및 곡선
부에서의 가속도 등을
나타냄
- 승용차 성능 : 굵은 선
- 운전자 한계 : 굵은 점선
- 운전자요구 : 가는 점선
(실제 도로상에서 운전자가
희망하는 가속도 변화)
: 25km/h : 90도 회전 0.3g,
100km/h : 0.1g 가 힘듬
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
운전자의 특성
 운전자의 반응시간
 운전자의 광각 및 시각 능력
 시각특성과 안전운전
 청각 및 기타능력
 Rice & Alianello
- G-G diagram : 여러 형태의 운전자들에 대한 가속도, 감속도 및 곡선부에서의 가속도 등을
타나내며, 국내 연구는 없음
-운전자의 한계 : 운전자가 안전성을 해치지 않는 범위내에서 아주 열악한 도로구간을 매우 높
은 속도로 주행하게 하여 얻은 가속도를 분석값
-보통 위험한 상황에는 브레이크를 사용하나, 급브레이크를 사용하지 않음
- 보통 차량성능이 운전자의 요구나 한계보다 위에 있는데도 차량주행에 어려움을 느끼는 이유
는 결빙도로임에도 주행속도를 늦추지 않는 이유 : 차량성능 오판 또는 주의부족
- 브레이크만 너무 의지하는 경향 : 급브레이크 사용시 핸들조작이 안되는 상황 교육
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교통공학(Transportation Engineering) 영역
운전자의 특성
가감속 능력
(Rice & Alianello)
 운전자의 반응시간
 운전자의 광각 및 시각 능력
 시각특성과 안전운전
 청각 및 기타능력
 운전자들의 가감속 능력 : 도로의 선형설계, 교통신호등의 황색시간
결정 등에 적용됨
- G-G diagram 의 노면마찰
계수에 따른 순 가속도
- 정상조건 : 마찰계수 0.6,
0.7g에서는 승용차의 감-가속
도 범위내
- 0.3g : 운전자의 한계 근처임
- 0.2g : 운전자의 요구보다 승용
차의 성능이 저하됨
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교통공학의 기초 : 결론
 운전자의 특성을 명확히 이해
 인지-반응시간, 가속도의 범위에 정립이 필요
접근 및 정립
 정확한 실험설정이 필요
 인지-반응시간 범위 설정
 돌발상황 대처 각도(시계범위의 다양성)
 차량 가속도 정립(정속주행, 곡선 및 직선 제동)
 국내 최초에 걸맞는 시설과 내용숙지를 통한 안전운전체험 전문교육기관 달성
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교통공학의 기초 : 추후과정
차량, 도로,
교통운영시설
(검지기 등)
공학이론
 차량 : 교통공학적 견지에서 적용하는 차량 메카니즘과 적용이론
 도로 : 도로특성, 성격, 안전시설물의 특성
 교통운영시설 : ITS 내용, 검지기, 시뮬레이션 특징, 교통신호제어방법 등
 공학이론 : 차량추종이론(Car-Fllowing), 충격파(Shock-Wave), 대기행렬,
속도와 시간관계, 교통사고특성(업종별 특징)
4월 마지막 주 금요일(30일) 예정
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주재홍 드림
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