황색신호시간

왜 배우는가: 교차로 신호에서 황색신호시간은 사고 예방과 교통 효율을 함께 좌우하는 값이다. 시험에서는 황색시간의 원리, 딜레마 구간 문제, 적정 값을 정하는 방법이 함께 다뤄진다.

출제 이력: 제131회 4교시 1번, 제122회 1교시 12번, 제114회 2교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

황색신호시간은 녹색신호가 끝난 뒤 적색신호 전까지 정지 또는 통과를 알리는 시간이다.

황색신호시간(Yellow Interval)은 교차로 신호 주기에서 녹색과 적색 사이에 놓이는 전이 시간이다. 정지선 앞 차량에는 멈추라는 예고가 되고, 멈출 수 없는 차량에는 교차로를 빠져나갈 기회가 된다. 황색 뒤에는 모든 방향이 적색인 전적색(All-red Interval) 시간이 이어진다. 신호변환시간(Change Interval)은 황색 + 전적색 시간으로 구성된다.

신호주기는 한 바퀴 동안 현시가 반복되는 시간이다. 황색과 전적색은 현시 사이의 전환에 들어가므로 신호주기 안에서 손실 시간으로 취급된다. 이 때문에 황색시간은 신호 효율과 직접 연결된다.

황색시간은 접근속도, 교차로 폭, 종단 경사에 따라 달라지므로 현장마다 따로 정한다. 산정식은 4절에서 다룬다.

핵심 키워드

• 황색신호시간
• 신호변환시간
• 전적색시간
• 딜레마 구간
• 옵션 구간
• 정지거리
• 신호주기

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면 황색은 빨간불이 곧 켜진다는 예고다. 운전자는 정지선 앞에서 멈출 수 있으면 멈추고, 멈출 수 없으면 교차로를 빠져나가야 한다. 황색신호시간은 이 판단을 안전하게 내릴 수 있도록 정해 두는 시간이다.

정식으로 정의하면 황색신호시간은 녹색신호가 끝난 시점부터 적색신호가 시작되기 전까지 황색 등화가 점등되는 시간이다. 황색 등화는 차량에 정지 또는 진행을 판단하라고 알리는 신호다. 따라서 황색시간은 운전자의 반응 시간과 제동 능력을 전제로 정해진다.

교차로 신호는 여러 현시가 순서대로 바뀌며 운영된다. 한 현시의 녹색이 끝나면 황색과 전적색을 거쳐 다음 현시가 시작된다. 이 과정에서 차량은 제동과 진입의 두 가지 행동 중 하나를 선택하게 된다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

• 전적색시간: 황색이 끝난 뒤 모든 방향이 적색으로 켜지는 짧은 간격이다. 교차로에 남은 차량이 빠져나가고 다음 현시의 차량과 충돌하지 않도록 한다.
• 신호변환시간: 황색신호시간과 전적색시간을 합한 값이다. 한 현시에서 다음 현시로 넘어갈 때 교차로를 비우는 데 필요한 전환 시간을 담는다.
• 딜레마 구간(Dilemma Zone): 황색이 켜졌을 때 정지선 앞에서 멈추기도 어렵고 통과하기도 어려운 구간이다. 운전자가 망설이는 구간이라 급제동이나 추돌로 이어진다.
• 옵션 구간(Option Zone): 황색시간이 지나치게 길어 정지해도 진행해도 시간 손실이 생기는 구간이다. 황색시간이 과도할 때 나타난다.
• 정지거리: 운전자가 위험을 인지하고 차량이 완전히 멈출 때까지 진행한 거리다. 반응거리와 제동거리를 합한다.

딜레마 구간은 황색이 켜진 순간 차량의 위치에 따라 결정된다. 정지선에 가까운 차량은 멈출 수 있고, 정지선에서 충분히 먼 차량은 통과할 수 있다. 그 중간에 있는 차량이 딜레마 구간에 든다.

정지 가능 여부는 다음 식으로 판단한다. $d_s = v t_r + v^2 / (2a)$ d_s는 정지거리(m), v는 황색 시작 시점의 접근속도(m/s), t_r은 운전자의 반응시간(s), a는 감속도(m/s²)이다. 정지선까지 남은 거리가 d_s보다 짧으면 차량은 정지할 수 없다. 이때 차량은 교차로로 진입해야 하며, 황색시간이 짧으면 진입 차량이 교차로를 빠져나가기 전에 적색이 켜진다.

접근속도가 높을수록 정지거리는 속도의 제곱에 비례해 늘어난다. 그래서 같은 정지선이라도 고속 접근로에서는 딜레마 구간이 길어진다.

그래서 황색시간은 정지할 수 없는 차량이 교차로를 비울 수 있을 만큼 길어야 한다. 반대로 지나치게 길면 옵션 구간이 생겨 신호 시간 손실이 커진다. 이 두 조건을 함께 만족하는 값이 적정 황색시간이다.

딜레마 구간은 정지와 통과가 모두 어려운 구간이다.

3. 등장 배경과 필요성

교차로 신호가 녹색에서 곧바로 적색으로 바뀌면 접근하던 차량은 급히 멈춰야 한다. 이때 급제동이 생기고, 뒤따르던 차량과 추돌이 일어난다. 황색신호는 이런 충돌을 줄이려고 둔 완충 시간이다.

신호등의 출발은 1868년 영국 런던에서 가스를 이용한 수동식 신호등이라고 알려진다. 이후 전기식 신호등으로 발전하며 녹색, 황색, 적색의 세 등화 체계가 자리 잡았다. 우리나라는 1960년대 자동차가 늘면서 교통사고가 잦아졌고, 1970년대 서울시 경찰국에서 신호등을 처음 도입했다고 전해진다. 신호 운영이 정교해지면서 적색과 녹색 사이의 전이 구간을 따로 정하는 일이 중요해졌다.