Cho, Yong-Sung;Kim, Ho-Jung;Lee, Sang-Keon;Lee, Yong-Taeck
조용성;김호중;이상건;이용택
The Macroscopic Toll Plaza Simulation Model using SIMPLUS has been developed for the evaluation of Toll Collection System including ETCS(Electronic Toll Collection System). The main purpose of this model is to support the establishment of toll plaza operation policies such as the number of opened toll booth, assignment of vehicle types to each booth, optimal number of ETCS lanes and so on. This model consists of several sub-modules like data input, car generation and lane assignment, toll plaza operation, toll booth assignment, car-following, lane change, MOE calculation and reporting module. This model well describe the traffic flow of toll operation as the results of the model validation to compare the field data with model output.
본 연구에서는 기존 고속도로 톨게이트의 현재 운영상태를 평가하거나 새로운 시스템을 도입할 경우 도입효과에 대한 평가를 목적으로 객체 지향적이며 3차원 그래픽 환경이 뛰어난 SIMPLUS를 사용하여 고속도로 톨게이트 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터의 개발은 고속도로 톨게이트 시스템 구조 및 차량발생과 이동간의 현상을 파악하여 주요 구성 요소를 정리하고 객체화하여 모형화 하였으며, 가상 시나리오별 시뮬레이션 작업 및 다양한 실험 분석을 통하여 개발모형을 본 시뮬레이터에 형상화하였다. 기본적으로 차량발생은 지수분포를 따라 생성 발생시켰으며, 차량이동은 차량추종(Car-following), 차로변경(Lane Change)모형에 의한 일정규칙에 따라 이동한다. 입력자료는 고속도로 톨게이트 Layout 자료, 고속도로 본선 진입 차종별 차로별 교통량자료와 차로별 진입속도, 서비스시간 등이며, 출력자료는 차량 도착율, 대기행렬 길이, 통행시간 등이다. 위 내용을 바탕으로 고속도로 톨게이트의 현장자료를 수집하여 시뮬레이션 결과와의 비교 분석을 통하여 검증작업을 수행하였다. 청계 및 성남 톨게이트를 대상으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 차량도착율은 1%내외의 절대평균오차를 나타냈고 통행시간은 유의수준 90%에서 Z검정과 T검정 결과 모두 유의한 것으로 나타나 비교적 정확한 시뮬레이션이 가능한 것으로 분석되었다. 다만, 대기행렬의 경우 약 20%의 절대평균오차를 나타냈는데 이는 향후, 초기상황설정을 위한 평형상태모듈의 보완을 통해 개선이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 시뮬레이터를 통해 고속도로 톨게이트의 확장, 시간대별 교통량에 따른 부스운영방안 등 다양한 톨게이트 운영기법의 평가가 가능하며, 이를 통해 고속도로 운영자에게 최적의 톨게이트 운영조건을 제시할 수 있다. 아울러, 향후 추가적 보완을 통해 자동요금징수시스템이나 새로운 통행료지불 시스템(카드 및 핸드폰 결제방식 등)의 다양한 시나리오별 효과분석을 통해 최적 운영방안의 도출이 가능할 것으로 판단된다.