Analysis of Driving Behavior and Capacity Estimation Using Actual Traffic Data of Autonomous Vehicles at Signalized Intersections

Abstract

운전자가 필요 없는 자율주행자동차(Autonomous Vehicles, AV)의 도입으로 인해 도로의 용량은 변화할 것으로 분석된다. AV는 사전에 정의된 알고리즘에 따라 체계적인 행동으로 인해 도로 용량을 증대시킬 수 있으나, 혼재된 초기에는 비자율주행자동차(Human Driving Vehicles, HDV)와의 주행행태 차이로 인하여 교통 혼잡이 발생할 수 있다. 이와 관련된 도로 용량, 지체, 통행시간 등 효과 분석에 관한 연구가 진행되고 있지만, 대부분의 연구에서 적용된 AV의 주행행태는 이상적인 값을 이용한 연구들이 대부분인 실정이다. 이에 본 연구에서는 AV의 상용화를 위한 초기 단계에서 AV의 혼입에 따른 신호교차로의 용량을 산정하기 위해 자율주행 시범운행지구에서 운행되고 있는 AV를 대상으로 현장에서 영상기록장치, 드론, probe car, 동승 조사를 이용하여 수집된 데이터와 자율주행 기록장치 데이터를 통해 주행행태 값을 도출하고 AV와 HDV의 주행행태를 비교 · 분석하였다. 분석 결과, AV는 정지선에서 신호에 반응하여 출발하는 인지반응시간을 제외한 주행행태 값은 HDV에 비해 낮은 것으로 분석되었다. 이로 인해 신호교차로에서 AV의 구성 비율이 0%에서 80%로 증가하였을 때 포화교통류율은 23.02% 감소하고 용량은 28.31% 감소하였다. 이러한 결과는 현재 운행 중인 AV가 안전성을 최우선하고 있기 때문에 주행행태를 보수적으로 설정한 것으로 보인다. 향후 AV의 주행행태가 개선되고 보급률이 증가한다면, 신호교차로의 용량은 크게 증대될 것으로 분석된다. 이는 AV 보급률의 규모 있는 증가는 상당한 시간의 경과를 수반하고, 그 시간의 경과는 AV 차량의 성능과 운행 파라미터의 값의 개선 및 향상을 의미하기 때문이다.