Estimating Capacity Adjustment Factors for Highway Basic Segments under Autonomous Vehicle Penetration

본 연구는 자율주행차의 혼입률과 주행행태가 고속도로 기본구간 용량에 미치는 영향을 정량화하고, 국내 도로 용량편람 체계에 호환되는 용량 보정계수(CAF)를 제시한다. 대표 기본구간(제한속도 100/120km/h)을 실측 자료기반으로 선별·정산한 뒤, VISSIM에서 혼입률(α=0-1)과 주행행태(Cautious, Normal, Aggressive, CAV)를 교차설계한 25개 시나리오를 수행하였다. 정산은 RMSE·MAE·Bias·반복 표준편차를 이용해 기준 시나리오를 확정하고, 용량은 Greenshields 단일체제 모형에서 얻은 차로당 최대교통류(pcphpl)로 정의하였다. 100km/h 대상지에서는 CAV가 α=1.0에서 2,804 pcphpl(CAF=1.268)에 도달하여 가장 큰 이득을 보였고, Aggressive와 Normal은 각각 CAF=1.083, 1.038(α=1.0 기준) 수준의 완만한 개선을 나타냈다. 반대로 Cautious는 혼입률이 증가할수록 일관되게 감소하여, α=1.0에서 1,584 pcphpl(CAF=0.72)까지 용량이 축소되었다. 120km/h 대상지에서도 CAV 효과가 가장 크게 나타나 α=1.0에서 2,836 pcphpl(CAF=1.24)에 도달하였으며, Aggressive와 Normal은 최대 CAF가 각각 약 1.08, 1.05 수준의 중간 정도 개선 효과를 보였다. Cautious는 α=1.0에서 1,368 pcphpl(CAF=0.60)까지 용량을 저하시켰다. 혼합행태 시나리오의 CAF 곡선은 전 구간에서 CAV 상한과 Cautious 하한 사이에 위치하여, 현실적인 혼합교통류에서 기대 가능한 계획·운영 범위를 제시한다. 본 연구는 (i) 대표 구간의 규칙 기반 정산 절차, (ii) 혼입률·주행행태별 CAF 곡선·값, (iii) KHCM/도로용량편람에 AV 효과를 접목하는 적용 경로를 제시함으로써 향후 기준 개정의 정량적 근거를 제공한다.