KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지

Analysis of the Effectiveness of Freeway Ramp-Metering with Computer Simulation

컴퓨터 모의실험을 통한 고속도로 램프미터링의 효과분석

Kim, Tae-Wan
김태완

  • Published : 2003.11.29

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Abstract

The purpose of this study is to analyse the effectiveness of freeway ramp metering with PARAMICS, which is a microscopic traffic simulation program. Since 1970s, various ramp metering algorithms have been developed and some of them are already applied in the fields. However, most of the studies dealing with the effectiveness of ramp metering focus mainly on the improvement of mainline traffic and it is not well known whether ramp metering improves the total traffic system including ramp and adjacent highway. This study analyses the system-wide effectiveness of four ramp metering algorithms, ALINEA, Bottleneck, Zone, and SWARM. The results show ramp metering reduces total vehicle travel time up to 7% and coordinated algorithms such as SWARM and Bottleneck do not outperform over ALINEA or Zone algorithms. It is also shown that there exists a non-linear relation between the effectiveness of ramp metering and the parameters.

본 연구에서는 미시적 교통류 모의실험 프로그램인 PARAMICS를 이용하여 고속도로상의 정체를 완화하기 위한 여러 가지 램프미터링 기법의 효과를 분석하였다. 1970년대 이후 여러 가지 램프미터링 알고리즘이 개발되어 일부는 실제 운용되고 있으며 본선의 혼잡완화나 통행속도의 증가 등 특정 램프미터링의 효과에 대한 연구결과는 있으나 인접도로를 포함한 전체적인 교통시스템에서의 램프미터링의 효과에 대하여서는 잘 알려져 있지 않다. 또한 현장에서 서로 상이한 여러 가지 램프미터링 알고리즘을 적용하기가 어려워 알고리즘간 효과의 비교분석은 잘 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 PARAMICS를 이용한 컴퓨터 모의실험을 통하여 ALINEA, Bottleneck, Zone, SWARM등 대표적인 네 가지 램프미터링 기법에 대한 효과분석을 실시하였다. 분석결과 램프미터링은 전체차량의 통행시간을 7%까지 감소시키는 것으로 나타났으며 Bottleneck 이나 SWARM과 같은 연동화된(Coordinated) 램프미터링 기법이 ALINEA나 Zone과 같은 단독(Isolated)의 램프미터링 기법에 비해 그다지 효과적이지 않은 것으로 나타났다. 또한 램프미터링의 계수(Parameter)값과 램프미터링의 효과는 비선형적인 관계를 가지고 있으며 계수 값이 일정범위를 벗어날 때 램프미터링의 효과는 급격히 저하됨을 알 수 있었다.

Keywords

References

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