센터 기반 통합 신호운영으로, S-BRT 차량 신속성 지원한다
센터 기반 통합 신호운영으로, S-BRT 차량 신속성 지원한다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2022.07.18 09:11
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[공학저널 전찬민 기자] 우리나라는 현재 2명당 1대의 자동차를 보유하고 있어 이로 인해 교통 혼잡문제가 사회적 이슈가 되고 있다. 이에 따라 간선급행버스체계(BRT) 등 대중교통버스 중심의 교통체계로 전환하기 위한 대책을 마련하고 있으며, 버스의 신속성 보장을 위한 우선신호에 대한 관심도 높아지고 있다.

우리나라는 지난 2000년대 초반부터 한정된 도로 자원을 효율적으로 관리하기 위해 대중교통 활성화 정책을 꾸준히 시행하고 있다. 하지만 여전히 신호 운영은 일반차량 위주의 계획으로 대중교통의 운행 특성을 반영한 신호운영계획은 정착하지 못하고 있는 실정이다.

또한 대도시권 교통체증을 완화하고 대중교통 이용을 활성화하기 위해 운영되고 있는 BRT는 교차로에서의 버스 우선신호를 적용하고 있지만 일부구간에서만 해당하기 때문에 개선이 필요하다. 특히 지하철 수준의 속도와 정시성을 갖춘 최고급형 BRT인 S-BRT 도입을 위해서는 우선신호에 대한 체계가 반드시 확립돼야 한다고 전문가들은 지적하고 있다.

S-BRT는 일반 노선 기준 25km/h, 급행 노선 기준 35km/h를 기준으로 기존 BRT에 대비 높은 평균 운행 서비스 제공을 목표로 하고 있다. 이러한 S-BRT의 운행 목표 달성을 위해서는 우선신호, 폐쇄형 정류장, 굴절 버스, 사전요금징수시스템 등 고급화된 서비스가 필요하다.

이 중 우선신호는 S-BRT 차량의 감·가속도, 운행 스케줄, 실시간 위치정보 등의 운행 행태를 바탕으로 사전 신호 운영 계획과 실시간 신호 조정 등의 서비스를 제공하는 중요한 역할을 하게 된다. 즉, 우선신호를 통해 S-BRT 차량의 교차로 무정차 통과와 정류장 지체시간 최소화를 지원함으로써 S-BRT 차량의 신속성과 정시성을 확보할 수 있다는 것이다.

이에 따라 고품질 BRT 서비스를 지원하기 위해 인프라 기반의 신호 운영을 포함한 중앙관제식 통합신호제어 시스템(ITRACO: Integrated Transit Corridor Operation)이 개발돼 기대를 모으고 있다. 서울시립대학교에서 개발한 ITRACO는 우선신호 운영 축과 주변 도로에 S-BRT 차량과 일반차량에 대한 신호 연동 계획을 제공하는 센터 기반의 사전제어와 S-BRT 차량의 운행 스케줄 준수를 위한 실시간제어를 제공하게 된다.

특히 기존 우선신호가 대중교통 차량의 교차로 통과만을 고려한 것과 달리 ITRACO는 S-BRT 차량과 일반차량 등 다수단의 특성을 고려한 신호 운영이 가능하다는 것이 장점이다. 또한, 기존의 현장 제어 방식으로 발생하는 불안정한 전이 주기 발생을 지양하고, 센터 기반의 통합 신호운영 계획을 통해 모든 버스에 우선신호를 안정적으로 제공하는 환경을 지향하고 있다.

서울시립대학교 교통운영연구실은 국내 첫 실시간 신호제어시스템 COSMOS를 필두로 구간 통행시간 기반의 WISDOM, 주도적인 혼잡 예측 관리를 위한 SMART SIGNAL, 국내에서 실제 현장에 처음으로 시범운영 한 AI 기반 신호제어 시스템인 ATOM 등 신기술을 접목한 다양한 신호 최적화 모델과 시스템을 개발했다.

또한 고양시 BRT, 청라-강서 BRT, C-ITS 기반 우선신호 시스템 등 실증운영 목적의 다양한 대중교통 우선신호 연구를 꾸준히 수행하고 있다. 이에 서울시립대학교에서는 몇 년간 누적된 노련한 신호 운영 기술을 바탕으로 한층 더 고도화된 다수단에 대한 신호 운영 시스템을 설계하고자 ‘Super BRT의 우선 신호기술 및 안전 관리 기술 개발’ 과제에 참여해 이를 실현해 나가고 있다.

서울시립대학교 교통공학과 김영찬 교수(사진)는 “ITRACO 운영 시 S-BRT 차량과 일반차량 등 다수단에 대한 서비스 제공이 가능하고, 우선신호 운영 축의 경우 S-BRT 차량은 무정차 통과 기회를 늘리고 통행속도를 높여 신속성을 지원한다”며 “일반차량은 구간별 교차로 정지 횟수를 줄이고 불필요한 지체 감소를 지원하고, 우선신호 적용 축 주변 주요 도로 등을 영향권으로 설정해 네트워크 단위의 원활한 소통 지원이 가능하다. 즉, ITRACO 시스템 시행 시 대중교통과 일반차량이 상생 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

중앙관제식 통합신호제어 시스템인 ITRACO의 오리지널 버전은 SBRT 전용 인프라와 통합관제센터 환경에서 신속성과 정시성을 안정적으로 서비스하는 것을 목표로 하고 있다. 전용차로에 관제센터 제어 대상인 전용차량이 우선신호를 안정적으로 제공받아 고품질의 서비스를 제공할 수 있다. 국내에서는 아직 S-BRT 통합 시스템이 구축되지 않았기 때문에 제한적인 환경에서 실증운영을 통해 서비스 효과를 예상할 수 있다.

올해 하반기에는 세종시 한누리대로와 주변 영향권 도로를 대상으로 ITRACO의 확장 버전을 실증 운영될 예정으로, 이를 위해 도로 인프라, S-BRT 차량과 기존 BRT 차량 등을 고려한 다양한 실증 시나리오를 계획하고 있다. 하지만 특정 BRT 차량들이 일부 구간에서 교차로에서 적색신호를 맞닥뜨려 정지함에 따라 각 통행별로 상이한 주행 궤적을 보인다.

이에 서울시립대학교에서는 실증 운영 구간의 S-BRT와 기존 BRT 차량 운영 계획, 중앙버스전용차로 구조, 일반차량 운행 특성 등 현실적인 여건을 바탕으로 ITRACO 시스템을 운영할 계획이다. 이를 통해 S-BRT 목표 속도 달성, 기존 BRT 통행시간 표준편차 감소, 일반차량 소통 지원 등을 이뤄낼 예정이다.

김 교수는 “ITRACO 시스템은 차로 운영 형태, 목표 서비스 수준 등에 대한 정의를 통해 대중교통 차량과 일반차량에 대한 고품질의 신호 운영을 제공한다”며 “또한 전용선로를 바탕으로 정시성과 신속성을 확보할 수 있는 노면전차에도 운영이 가능하다”고 말했다.

그는 이어 “하지만 S-BRT는 노면전차 대비 비용 효율적이며 전용차로, 우선신호, 사전지불시스템, 관제 센터 등을 통해 노면전차와 유사한 서비스 제공이 가능하다”며 “도시철도법에 속하는 노면전차와 달리 S-BRT는 도로법을 준수함에 따라 현장 적용이 용이해 이번 연구과제를 통해 여러 지자체에 S-BRT 통합 시스템이 확장 운영되길 기대한다”고 덧붙였다.


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