목차 Ⅰ. 서론 Ⅱ. 한국의트램 Ⅲ. Active & Passive Signal Priority Ⅳ. 우선신호도입에따른고려사항 Ⅴ. 결론 -1-

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1 교통과학연구원정기세미나 국내트램도입에따른 대중교통우선신호의적용방안

2 목차 Ⅰ. 서론 Ⅱ. 한국의트램 Ⅲ. Active & Passive Signal Priority Ⅳ. 우선신호도입에따른고려사항 Ⅴ. 결론 -1-

3 1. 서론 트램도입을위한국내동향 지자체의적극적인트램도입움직임 - 온실가스저감을위해서는자동차중심의수단분담개선은필수 - 창원, 울산, 수원, 제주, 안산, 위례, 동탄, 광명, 송도, 서울등에서트램도입적극추진중 - 철기연의무가선저상트램의차량개발이후트램도입이가시화되는상황 - 유럽의 Tramstore21 등국외에서도 Sustainable transport를위한수단으로트램주목 2011 Global total emissions 31.3 Gt CO 한국교통부문온실가스배출량 9,654 만 t CO 2 Electricity and heat 42% Other 9% Residential 6% Industry 21% 해운 11.8% 항공 8.9% 철도 0.7% Transport 22% 도로 78.6% 주 ) IEA(2013), CO2 Emissions from fuel combustion 주 ) 국토해양부 (2010), 보도자료 -2-

1. 서론 트램및운영시스템개발을위한연구 최근국내트램도입을위한트램차량및시스템개발연구가활발히진행 - 바이모달수송시스템연구 ( 한국철도기술연구원, 2003-2011) - 무가선저상트램시스템개발

4 1. 서론 트램및운영시스템개발을위한연구 최근국내트램도입을위한트램차량및시스템개발연구가활발히진행 - 바이모달수송시스템연구 ( 한국철도기술연구원, ) - 무가선저상트램시스템개발 ( 한국철도기술연구원, ) - 무가선저상트램실용화 ( 한국철도기술연구원, ) - 자동차와트램통합신호운영기술개발 ( 서울시립대학교, ) -3-

5 1. 서론 본세미나에서의발표내용 대중교통우선신호의전략소개및국내도입시고려사항 - 국내트램운행역사 - Active & Passive Transit Signal Priority - 국내대중교통우선신호도입에따른고려사항 Early Green ø4 ø8 ø6 ø6-1 ø2 ø2-1 ø7 ø5 ø3 ø1 Green Extension -4-

6 2. 한국의트램 박물관전시품으로만볼수있는트램 ( ) -5-

7 2. 한국의트램 1899 년 5 월 17 일동대문에서시행된노면전차개통식 -6-

8 2. 한국의트램 노면전차의역사 동아일보 1968 년 4 월 16 일 경인철도부설권을얻었던미국인콜브란, 보스트워크는교묘한수단으로고종황제에접근황제가청량리에있는민후릉에거동하는데막대한비용이드는것을알고구미각국이사용하는전기철도부설을권고, 고종으로부터두차례에걸쳐사십만원과삼십만원을끌어내한성전기주식회사를설립광무2년 (1898년) 궤도를준공하고, 종로6가에발전소를설치 당시전차는길이 28피트, 너비 7피트에 40인승의개방차 8대와황제어용귀빈차등 9대였으며, 운전사는모두일본인 당시운임은경교 ( 현적십자병원남쪽 )~ 종로사이가상등은엽전 2 전 5 푼하등은 1 전 5 푼 -7-

9 2. 한국의트램 1960 년대서울의노면전차노선도 -8-

10 2. 한국의트램 노면전차의운영 동아일보 1968 년 4 월 16 일 전차가없어진다. 70여년동안시민의발노릇을해온서울시내전차가없어지게된다. 16일김현옥서울시장은오는 8월부터 70년말까지 45km에달하는전차노선을모두철거. 현재운행하고있는전차 2백6대를모두폐차, 신형궤도차로대체 대비, 금년에버스를현재의 2,670대에서 3,000대로늘릴계획이다. -9-

11 3. Active & Passive Priority 대중교통우선신호처리 Preemption Priority Active ( 능동식 ) Fixed Early Green. Conditional Green Extension Integration Passive ( 고정식 ) 서비스율개선. 대중교통연동 -10-

12 Active Priority Strategies Early Green 대중교통현시를조기에시작 (Skarbadonis, 2000; Balke, 2000, Smith, 2005; Gardner, 2009) - 발생빈도는높으나, 조기에시작되는시간길이만지체감소 거리 Early Green 시작시점 적색시간 녹색시간 검지 정상녹색시간시작시점 적색시간 Early Green 적색시간 녹색시간 녹색시간 시간 검지 -11-

13 Active Priority Strategies Green Extension 대중교통현시를연장 (Skarbadonis, 2000; Balke, 2000, Smith, 2005; Gardner, 2009) - 발생빈도는낮으나, 적색시간크기로지체감소 거리 정상녹색시간종료시점 적색시간 녹색시간 검지 Green Extension 종료시점 적색시간 Green Extension 녹색시간 적색시간 검지 녹색시간 시간 -12-

14 Active Priority Strategies Phase Insertion 대중교통현시를삽입 (Skarbadonis, 2000; Balke, 2000, Smith, 2005; Gardner, 2009) - 대중교통에최적의현시제공가능 거리 Phase Insert 시작시점 적색시간 녹색시간 검지 Phase Insert 종료시점 적색시간 Insertion Phase 녹색시간 적색시간 녹색시간 시간 현시삽입 검지 -13-

15 Active Priority Strategies Actuated Transit Phase 대중교통현시를감응제어 (Skarbadonis, 2000; Balke, 2000, Smith, 2005; Gardner, 2009) - 감응제어와동일한형태 / 대중교통전용좌회전등에서효과적신호운영가능 주방향직진적색시간 주방향직진녹색시간 대중교통전용좌회전차로 검지 주방향직진적색시간 검지 주방향직진녹색시간 미검지 기본계획확장노선 -14-

16 Active Priority Strategies 조건부능동식우선신호 조건부능동식우선신호 (Skarbadonis, 2000; Fehr, 2007; Li, 2008; Gardner, 2009) - 대중교통의지체, 일반차량의포화도에따라우선신호의실행여부결정 일반차량소통의관점에서우선신호의효율성을높이기위한전략 Active Priority Full Priority 대중교통이검지될경우우선신호를부여 Conditional Priority 대중교통이지연된경우에한정해우선신호부여 - 차두간격이운영계획보다커진경우 Integrated Priority 우선신호가물리적인시설과결합되어운영 - Queue Jump, Pre-signal 등 Location 검지 Decision to request priority 우선신호요청 Decision to grant priority 우선신호허용 Implement priority 우선신호실행 -15-

17 Active Priority Strategies 능동식우선신호의운영조건 10 초내외의우선신호길이적용, 100~200m 내외의위치에검지기설치 구분도시우선신호전략우선신호길이검지기위치 TCRP 90 Los Angeles Early green Green extension 10 seconds - Sacramento-Watt avenue transit priority Sacramento Early green Green extension 10 seconds 300~600 feet Active transit signal priority for street cars Toronto Early green Green extension 16~30 seconds Within 100 meters SCATS for tram signal Melbourne Early green Green extension Max 20% of cycle 200 meters -16-

18 Passive Priority Strategies 전통적인대중교통친화적신호시간 대중교통의신호서비스율을개선하는기법 (Sunkari, 1995; Garrow, 1998; Skabardonis, 1998) - 주기감소, 현시분할, 대중교통현시확대, 미터링등대중교통친화적신호시간 - 대중교통에대한신호현시의제공빈도를높이는기법 - 전통적방법이며, 효과가확실한우선신호전략 대중교통의통행개선대비일반차량에지나치게과도한영향 A Phase 우선현시 B Phase C Phase B Phase A Phase B Phase C Phase 현시분할 현시분할 -17-

19 Passive Priority Strategies Person Delay/Throughput 을적용하는전략 신호최적화과정에서 Person 개념적용 (Skabardonis, 1996; Kejun 2008) - 대중교통현시에가중치를부여하는방식 - 대표적현장적용사례로영국에서 SCOOT 기반 Person Delay 개념의 Priority 적용 정류장정차시간의 Variability로인해대중교통의통행시간감소효과는미미한결과 T7F는지체최소화전략으로대중교통연동의가능여부는확인이어려움 -18-

20 Passive Priority Strategies 대중교통을연동시키는전략 대중교통기준으로연동을제공하는기법 (Skabardonis, 1998; Estrada, 2009) - 연동속도, 통행패턴등신호연동을위한기준을대중교통으로지정하는방법 정류장정차시간의 Variability로인해대중교통의통행시간감소효과는미미한결과 거리 승용차 버스 Passive Priority Offset 조정 BUS STOP 정류장정차시간 시간 -19-

21 Passive Priority Strategies 대중교통을연동시키는전략 Stop ahead of intersections Stop before and after intersections Distance Waiting time at traffic light Waiting time at stop Distance Stop Stop Stop Stop Stop Stop Time Time (Skabardonis, 1998) -20-

22 Passive Priority Strategies 전통적인트램운영전략 차두간격균일화관점 트램의통행특성을이용한운영기법 (Wilson, 1992) - Holding a Train 차두간격이좁은경우정류장에서대기 - Short-Turning 차두간격이좁고, 승객이없는경우특정포인트에서반대방향으로주행 - Expressing 차두간격이긴경우정류장무정차통과 - Deadheading 차두간격이긴경우 Dead-Head Segment로지정된구간만무정차통과 별도의우선신호전략없이트램의운행전략만을이용하는기법 MBTA(Massachusetts Bay Transportation Authority) Green Line 에서 90 초이하의 차두간격으로운영되는경우유용하고실용적전략으로입증 -21-

5초이내에정류장출발 3 5초이내출발하지못할경우정류장에서다음신호대기 4 다음정류장까지교차로에서정지없이주행 Trolley

23 Passive Priority Strategies 트램연동사례 San Diego 의트램고정식우선신호운영 (Celniker, 1992) - 트램의주행원칙과경험적신호운영을결합한방식 1 Trolley는정류장에서적색시간종료까지정차 2 녹색신호시작 5초이내에정류장출발 3 5초이내출발하지못할경우정류장에서다음신호대기 4 다음정류장까지교차로에서정지없이주행 Trolley 연동에용이하게 2현시신호운영 지정된출발시간을경과한트램은과도한대기발생 Trolley의연동운영이최대목표, 일반차량의소통을위한고려가없다 -22-

24 Passive Priority Strategies 트램연동사례 the America Plaza stop 별도의트램신호등없이차량신호등녹색 트램출발 -23-

25 Passive Priority Strategies 트램을위한 Bandwidth 모형 트램이주행가능한 Bandwidth를생성하는기법 ( 정영제, 2011; Jeong, 2013) - 일반차량 Band와트램의 Band를이중화하여표현하고, 연동폭최대화를위한신호최적화 - 트램이정류장에서조금기다렸다출발하면일반차량연동폭감소없음, 트램의교차로정차도없음 San Diego Trolley에서와동일한경향으로한번주기를놓친트램은과도한지체발생 Inbound Inbound Outbound General vehicle red Tram red Tram red General vehicle red Maximized bandwidth for general vehicle Fixed bandwidth for tram S i+2 Lead-lag Lead-Lag phase Phase S i+1 Lag-lead Lag-Lead phase Phase S i Stops(crosswalk) Station & crosswalk Dwell time Waiting time Dwell-time Waiting time -24-

26 4. Priority 를위한고려사항 트램우선신호적용시고려사항 1. 능동식과고정식의통합우선신호체계구축 - 트램의위상 / 이용율제고를위해서는표정속도개선이필요 - 트램의연동을위한 Active & Passive 통합우선신호체계구축 2. 트램우선신호에보다적합한교차로의기하구조설계 - 우선신호를위해서는변동이가능한신호시간의확보가관건 - 여유녹색시간 (Variable Green) 확보가가능한교차로및정류장기하구조정립 3. 일반차량지체수준을고려한차별화된우선신호체계구축 - 비포화및근포화상태 우선신호적용이후확실한보상전략적용 - 과포화상태 연동만을이용하는과감한 Passive Priority 전략 -25-

27 능동식및고정식통합우선신호체계 우선신호의적용기준 적용기준우선신호의적용방법분석지표 대중교통 많을수록고정식우선신호의효과우수 대중교통교통량 교통량 일반차량교통량 일반차량 작을수록우선신호의효가우수 v/c 대중교통 운영 배차간격 작을수록고정식우선신호유리 클수록능동식우선신호유리 배차간격 기하구조 정류장위치 Midblock, Farside에위치할때가장유리 Nearside 에위치할때가장불리 정류장위치 교차로밀도 높을수록고정식우선신호의효과가우수교차로개수 -26-

28 능동식및고정식통합우선신호체계 고정식및능동식통합우선신호체계 Early Green Green Extension Signal Intersection Signal Intersection 일반차량연동 트램연동 Signalized Crosswalk & Stop -27-

29 능동식및고정식통합우선신호체계 KoBand Model 트램및일반차량연동모형 -28-

30 트램에적합한교차로설계 트램궤도의위치 대중교통주행차로가어디에위치하는가? 1 도로중앙 2 도로내가로변 3 가로축과평행하게설치된주행차로 4 교차로와떨어져설치된주행차로 5 독립적으로설치된주행차로 6 일반도로에서승용차와함께주행 1 Crossing for LRT Median Operation 3 Crossing Adjacent to Parallel Street Queue effects 4 Isolated Crossing near Signal 5 Isolated Crossing -29-

31 트램에적합한교차로설계 궤도위치에따른신호운영제약사항 중앙트램전용궤도에따라차로운영제약발생 - 일반차량좌회전과트램의상충으로전통적인 Dual Ring 현시체계의수정필요 P-Turn 등좌회전우회처리, 좌회전감응제어 -30-

32 트램에적합한교차로설계 최소녹색시간에따른우선신호제약 여유녹색시간의확보를위한교차로설계 - 보행시간등최소녹색시간과포함하지않는여유녹색시간확보필요 2 단횡단보도, Push-Button, 도류화로보행거리최소화 우선현시 비우선현시 검지기 ~ 정지선통행시간 g i -ming i 여유녹색 t 트램검지시각 AT 정지선도착예정시각 g i ming i A i EXT G i Priority 이전녹색시간 최소녹색 황색시간 최대 Extension 시간 Priority 이후녹색시간 우선현시 비우선현시 비우선현시최소녹색시간비우선현시여유녹색시간 Green Extension 시간 -31-

33 일반차량지체수준에따른우선신호 일반차량정체수준을고려한우선신호적용 비포화및근포화상태 우선신호적용이후강력한보상전략수행 과포화상태 Offset 만을이용하는트램연동모형적용 누적차량대수 비우선현시보상신호미적용 도착율 출발율 누적차량대수 비우선현시보상신호적용 우선신호에따른지체의증가량 (3 주기지속 ) 우선신호에따른지체의증가량 ( 다음주기회복 ) 시간 시간 우선신호에따른적색증가 우선신호에이후보상에따른녹색증가 -32-

34 일반차량지체수준에따른우선신호 연동만을고려하는우선신호전략 Inbound Inbound Outbound General vehicle red Tram red Tram red General vehicle red Maximized bandwidth for general vehicle Fixed bandwidth for tram S i+2 Lead-lag Lead-Lag phase Phase S i+1 Lag-lead Lag-Lead phase Phase S i Stops(crosswalk) Station & crosswalk Dwell Waiting Dwell-time Waiting time time -33-

35 5. 결론 트램을위한우선신호도입방안 한국의트램운영역사 - 산업화이전의트램운영 - 70년대이전으로운영노하우축적없음 우선신호전략의종류 - 능동식우선신호 - 고정식우선신호 우선신호도입에따른고려사항 - 고정식과능동식의통합우선신호체계구축 - 트램우선신호에적합한기하구조조건적용적용 - 일반차량포화상태에따른최적우선신호기법적용 무가선저상트램실용화 연구를통해우선신호전략의현장적용방안수립 -34-

36 감사합니다. Q&A

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.................................................hwp 10.0% 9.0% 8.6% 8.7% 8.9% 8.8% 9.3% 9.0% 8.0% 7.0% 6.0% 5.0% 5.3% 5.7% 5.3% 5.3% 5.9% 6.1% 4.0% 1995 1996 1997 1998 1999 2000 도심 시계 총 통 행 심 야 시 간 대 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 등교 배웅 학원