자율주행차 혼합 교통환경에서 상류부 속도제어를 통한 정체 확산 완화에 관한 연구
A Study on the Mitigation of Congestion Spread through Upstream Speed Control in Mixed Traffic Environment of Autonomous Vehicles
- 주제(키워드) 자율주행 혼합률 , 스필백
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이철기
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 D.N.A.플러스융합학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035908
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 첨두시 수요 초과로 포화도(v/c) 1 이상이 되는 도시부 단속류 구 간에서, 하류부 정체가 상류 링크와 인접 교차로로 전파되는 스필백 (Spillback) 현상을 자율주행차 혼입률 MPR(Market Penetration Rate)에 따 른 상류부 속도제어 시나리오 관점에서 분석하였다. 포화도 1 이하 구간에서 는 통행시간, 속도 지표가 주로 사용되지만, 과포화로 스필백이 발생하는 상황 에서는 정체의 공간적 확산을 직접적으로 반영하는 대기행렬(Q_length)과 대 리 안전지표(TTC, PET)를 MOE로 선정하였다. 이를 위해 VISSIM 기반 미시 시뮬레이션을 구축하고, MPR 0, 25, 50, 75, 100%와 2,3,4차로 조합, 하류부 기준 상류 2개 링크의 속도 상한(Limit speed) 조합으로 9개 속도제어 CASE 를 구성하였다. MOE 차이가 자율주행 혼입률과 속도제어 시나리오 차이에서 경향을 분석하기 위해 모든 시나리오에서 신호주기, 현시, 녹색시간은 동일하 게 고정하였다. 분석 결과, 저침투율인 MPR 25%에서 50% 구간에서는 운전 행태 이질성으로 인해 대기행렬 및 TTC, PET가 오히려 악화되거나 개선 폭 이 제한되는 비선형 패턴이 나타났으나, MPR 75% 이상에서는 스필백 규모가 감소하고 대기행렬이 축 방향으로 분산되며 TTC, PET가 동시에 개선되는 경 향이 확인되었다. 또한 상류 1, 2개전 링크 간 속도차를 약 10 km/h 내외로 완만하게 설정한 속도제어 시나리오는 30 km/h 이상 차이가 나는 과도한 감 속 시나리오보다 스필백 저감과 안전성 향상 측면에서 우수한 성능을 보이는 경향이 나타났다. 수도권 동탄대로 4차로 구간을 대상으로 한 실증 시뮬레이 션에서도 MPR 75% 이상 및 완만 감속 시나리오에서 유사한 스필백 분산 및 대리 안전지표 개선이 재현되어, 제안된 세이프티카형 상류 유입 조절 전략이 실제 자율주행 혼재 환경에서도 적용 가능성이 있음을 확인하였다. 본 연구는 자율주행 혼재 단계에서 시나리오별 실시간 교통상황에 대응한 속도제어를 통 해 완전 자율주행 도입 이전에도 교통관리와 안전성을 향상시킬 수 있음을 기 대하며 정책적 경향 근거를 제시한다.
more목차
제 1 장 서론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2절 연구 내용 및 수행절차 4
제 2 장 이론적 배경 및 문헌고찰 6
제1절 이론 고찰 6
1. 자율주행차 자동화 단계 및 혼재 교통의 특성 6
2. 혼재 교통상황에서 충격파 및 스필백 이론 8
3. 속도제어 및 차량 유입제어 전략의 이론적 배경 8
4. VISSIM 차량 추종 행태 모델 9
제2절 선행연구 고찰 11
1. 자율주행차 혼합 교통 선행 연구 11
2. 속도 조절 및 군집 주행 기반 충격파 완화 13
3. 자율주행 파라미터 연구 고찰 14
4. VISSIM 미시시뮬레이션 관련 선행 연구 16
제3절 선행연구 시사점 및 차별성 17
제 3 장 연구 방법론 18
제1절 평가 시나리오 및 지표 정의 18
1. 자율주행 혼재 교통 환경 시나리오 18
2. 대리 안전 평가 모형 22
3. 상관분석 25
4. 대상지 분석 26
제 4 장 분석 결과 32
제1절 상관분석 32
1. Pearson, Spearman 상관관계 32
2. 주요 상관계수 및 p_value 34
3. ANOVA 분석 결과 35
4. 사후 다중비교 Tukey 검증 결과 36
제2절 MPR별 대기행렬 결과 39
제3절 SSAM 분석 결과 44
제4절 실증 검증 결과 47
1. 대기행렬 결과 47
2. SSAM 분석 결과 48
제 5 장 결론 및 향후 연구 49
제1절 결론 49
제2절 향후 연구 51
참고 문헌 53
ABSTRACT 58
