자율주행버스 도입에 따른 고속도로 버스전용차로 효과평가

Abstract

본 연구에서는 자율주행버스 상용화를 대비하여 고속도로 혼합교통류 환경에서 버스전용차로의 효과를 안전성과 이동성 측면에서 종합적으로 평가하였다. 자율주행버스가 도입된 교통환경을 분석하기 위하여 미시 교통류 시뮬레이션VISSIM을 사용하였다. 전용차로 설치 여부, 버스 교통량, 승용차 및 화물차 교통량, 자율주행버스의 보급률을 기반으로 총 300개의 시나리오를 선정하고 시뮬레이션 네트워크를 구축하였다. 안전성 및 이동성을 종합적으로 평가하기 위하여 TTC(Time to Collision)과 밀도를 평가지표로 선정하고 AHP(Analytic Hierarchy Process)기법을 적용하여 평가점수를 도출하였다. 최종적으로 버스전용차로 설치 시와 미설치 시의 평가 점수 비교를 통해 운영 타당성을 분석하고, 민감도 분석을 통해 설치 가능 조건을 도출하였으며, k-means 클러스터링을 통해 설치 권장 조건을 구분하였다. 분석 결과, 대부분의 교통 조건에서 버스전용차로를 설치하는 것이 긍정적인 효과를 나타냈으며 자율주행버스 보급률이증가함에 따라 효과의 크기와 효과가 나타나는 시나리오 범위가 증가했다. 특히, 버스 교통량이 적고 기타차량 교통량이 많은 시나리오에서 그 효과가 부각되었다. 분석 결과는 자율주행버스 도입 시 예상되는 고속도로의 교통류 특성 변화와 버스전용차로 설치 및 운영에 관한 기초 연구 자료로 활용될 것으로 기대된다.

This study evaluates the impact of bus-only lane installation on highways in mixed trafficenvironments, focusing on safety and mobility in preparation for the commercialization of autonomousbuses. VISSIM, a microscopic traffic simulation tool, was used to analyze 300 scenarios based onbus-only lane installation, bus traffic volume, other vehicle traffic, and the market penetration rate ofautonomous buses. Time to Collision (TTC) and density were selected as evaluation indicators, and theAnalytic Hierarchy Process (AHP) was applied to derive composite evaluation scores. Ultimately, theoperational feasibility of bus-only lane implementation was assessed by comparing evaluation scoreswith and without installation. In addition, sensitivity analysis was conducted to identify feasibleinstallation conditions, and k-means clustering was applied to classify recommended implementationscenarios. The results showed positive effects from lane installation in most traffic conditions,especially when bus traffic was low and other vehicle traffic was high. These findings providefoundational data for future bus-only lane installation and operation when autonomous buses areintroduced.