Design and Safety Evaluation of a Variable Speed Management Strategy for Small-Vehicle-Only Underground Roads Using Speed Data Pattern Analysis

지하도로는 폐쇄적 공간 구조와 내∙외부 조도의 차이로 인해 지상도로와는 다른 교통 환경을 형성하며 이러한 특성은 교통안전에 영향을 미칠 수 있다. 특히 고속도로 장대터널과 유사한 특성을 가진 지하도로에서는 사고 발생 시대형 인명 피해로 이어질 가능성이 크다는 점에서 안전성 확보가 중요하다. 본 연구는 지하도로 교통안전 증진을 위한 실도로 데이터 기반 가변형 속도제한 관리전략을 설계하고 시뮬레이션을 통해 그 효과를 분석하였다. 서부간선지하도로 성산방면 구간에 설치된 차량 검지기 데이터를 바탕으로 1시간 단위 85 백분위 속도를 산출한 후 K-Means 군집분석을 통해 구간별∙시간별 제한속도를 설정하여 속도관리전략을 설계하였다. 시뮬레이션 소프트웨어 PTV VISSIM을 활용하여 혼잡 교통상황과 일반 교통상황 두 가지 시나리오를 구성하여 속도관리전략의 효과를 분석하였다. 지하도로 교통류의 안전성 개선 효과 분석을 위해 속도 표준편차와 time-varying-volatility를 활용하였다. 분석 결과, 전략 적용 후 평균 통행시간은 두 가지 시나리오에서 모두 증가하였으나, 제한속도 하향 조정에 따른 감속 운행에 기인한 것으로 실제 통행시간 대비 상대적으로 작은 증가폭으로 나타났다. 반면, 하류부 지점에서는 속도 표준편차가 약 4.5~5.7km/h 감소하였고 전체 표준편차는 1.15km/h 감소하였다. 특히, 일반 교통상황 시나리오에 대한 독립표본 t-검정 결과, 속도 time-varying-volatility는 p = 0.024로 유의수준 0.05에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고, 속도 표준편차는 p = 0.053으로 엄격한 유의수준에는 다소 미치지 못했으나 경향성이 관찰되었다. 이는 속도관리전략이 속도 불균형을 완화하고 급가감속 상황을 감소시켜 교통안전 향상에 기여함을 시사한다. 이러한 결과는 현재 시행 중인 단일 제한속도 체계인 구간단속의 한계를 보완하고 시간대별 교통 특성을 반영한 맞춤형 속도관리전략의 필요성과 효과성을 입증한다. 본 연구에서 제안한 속도관리전략은 기존 인프라 기반에 적용가능성이 높아 지하도로의 실질적인 운영 효율성과 교통 안전성 제고를 위한 정책적 대안으로서의 활용될 수 있을 것으로 기대된다.