개념 한 쪽
교통공학은 도로와 교통체계의 설계·관리·운영을 다루며, 시간적·공간적 편중을 분석하고 기존 시설의 효율을 높이는 방법까지 포함한다. 본 개념은 설계시간계수, TSM, 도로의 기능 구분, 설계속도, 운전자의 인지·반응 과정 등 기초 개념을 포괄한다.
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출제기준 단원 「교통공학의 영역」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 정지거리 계산 | 1 | 반응거리와 제동거리를 분해해 정지거리 합을 계산하는 능력 평가 |
| 도로 기하구조 기준 속도 판별 | 1 | 도로 설계에서 기준이 되는 속도를 설계속도로 식별하는 능력 평가 |
| 운전자의 인지·반응 과정 식별 | 1 | PIEV 구성 요소 가운데 포함 여부를 가려내는 이해도 평가 |
설계시간계수(K)는 하루 평균 교통량(AADT) 대비 첨두시간 교통량(DHV)의 비율로 정의되어 시간적 편중도를 나타낸다. K값이 크면 특정 시간대에 교통이 집중되어 교통 수요의 변동성이 커진다는 의미이며, 반대로 값이 작으면 편중도가 낮다는 의미이다.
TSM은 기존에 구축된 도로와 시설을 중심으로 운영·관리 방안을 통해 교통 혼잡을 신속하고 저비용으로 완화하는 접근법이다. 신호주기 조정, 차선 운용 변경 같은 관리적 대책이 핵심이며, 대규모 인프라 대안 제시는 TSM의 범주에 속하지 않는다.
도로는 이동성(빠른 이동)과 접근성(주변 토지와의 직접 연결)이라는 기능적 특성으로 구분된다. 고속도로나 간선도로는 이동성을 우선하므로 접근성이 낮고, 국지도로는 주변 건물과 직접 연결되어 접근성이 가장 우수하다. 이 관계는 이동성↑이면 접근성↓라는 트레이드오프로 요약된다.
설계속도는 도로의 기하구조를 결정하는 기준 속도로서 운전자의 안전을 보장하는 최대 속도로 사용된다. 설계속도가 높을수록 곡선 반경과 경사 등 기하구조 요구가 완화되므로 건설비용과 안전성 측면에서 설계 판단의 근거가 된다.
운전자의 인지·반응 과정은 PIEV로 표기되며 Perception(인지) → Intellection/Information(식별·정보 파악) → Emotion(판단·감정) → Volition(의지·행동) 순서로 진행된다. 이 과정은 운전자의 반응 지연을 구성하며 반응시간 산정이나 안전거리 계산의 기초가 된다.
대표 계산 문제: 정지거리 계산(문항 297402)을 통해 핵심 공식을 적용한다. 반응거리는 속도(30 m/s)와 운전자의 반응시간(2 s)의 곱으로 60 m가 된다. 제동거리는 제동공식 v²/(2a)를 사용하며 30²/(2×2)=225 m가 된다. 따라서 전체 정지거리는 반응거리와 제동거리의 합으로 60 m + 225 m = 285 m가 된다. 문제 풀이 시 반응거리와 제동거리를 반드시 나누어 계산한 후 합산해야 함을 유의한다.
30m/sec의 속도로 주행하던 차량이 장매울을 발견하고 2m/sec2으로 감속하여 정지하였을 때 정지거리는 얼마인가? (단, 운전자의 반응시간은 2초이다.)
정답 ③ · 정지거리는 반응거리와 제동거리의 합으로 계산됩니다. 반응거리는 주행속도(30m/s) × 반응시간(2초) = 60m입니다.
정지거리는 반응거리(속도×반응시간)와 제동거리(속도²/2×감속도)의 합으로, 60m+225m=285m가 된다.
도로 기하구조의 기준이 되는 속도로 운전자의 안전을 보장해주는 최대속도가 되는 것은?
정답 ④ · 문제는 도로 기하구조 설계의 기준이 되는 속도를 묻고 있다. 설계속도는 도로의 곡선 반경, 경사 등 기하적 요소를 결정할 때 안전을 보장하기 위한 기준 속도로 사용된다.
도로의 기하학적 구조(곡선 반경, 경사 등)를 설계할 때 안전을 보장하기 위해 기준이 되는 속도를 설계속도라고 한다.
차량 운행 중 외부자극에 대한 인간의 신체적 반응과정인 PIEV 과정에 속하지 않는 것은?
정답 ③ · 운전자가 외부 자극을 받아 행동으로 옮기기까지의 신체적 반응과정은 인지(Perception), 식별(Intellection), 감정(Emotion), 의지(Volition)의 4단계로 구성되며 이를 PIEV 과정이라고 합니다. 인지는 위험을 감지하는 단계이고, 식별은 위험의 유형을 파악하는 단계입니다.
PIEV는 Perception-Intellection-Emotion-Volition의 약자로, 회피(Evasion)는 포함되지 않는다.
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