중앙버스정류장 용량

왜 배우는가: 중앙버스정류장 용량은 BRT 정류장 설계에서 정차면 수를 정하는 기준이 된다. 설계 검토와 운영 계획에 함께 쓰이므로 실무에서 빠질 수 없다. 추월차로 유무에 따른 설치효율 비교가 핵심 쟁점이라 답안 구성의 기초가 된다.

출제 이력: 제99회 4교시 1번, 제90회 1교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

중앙버스정류장 용량은 정차면이 단위 시간당 처리할 수 있는 버스 또는 버스이용객의 최대치다.

이 개념은 정류장 설계와 교통 운영을 함께 묻는다. 정차면 수를 늘리면 처리용량이 커지지만, 실제 증가폭은 설치효율과 추월차로 유무에 따라 달라진다. 답안은 정의, 핵심 용어, 추월차로 유무별 차이 순서로 쓴다. 정의 문장을 첫 줄에 두고 바로 용어를 풀이하면 채점 항목을 놓치지 않는다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 중앙버스정류장: 중앙버스전용차로 중앙부에 설치된 버스 승강 시설이다.
• 정차면: 버스 한 대가 승객을 태우고 내리려고 머무는 자리다.
• 계획정차면수: 설계 단계에서 정류장에 두기로 정한 정차면의 수다.
• 유효정차면수: 계획정차면수 가운데 실제로 버스가 쓸 수 있는 정차면의 수다.
• 설치효율: 계획정차면수에 대한 유효정차면수의 비율이다.
• 추월차로: 정차 중인 버스를 뒤차가 옆으로 지나가게 하는 차로다.
• 버스이용객 처리용량: 정류장이 단위 시간당 처리하는 승객 수다.
• 정류장 용량: 정차면 수와 정차 시간으로 정해지는 버스 처리 능력이다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면 중앙버스정류장은 도로 가운데에 있는 버스 승강장이다. 버스가 멈추는 자리가 몇 개인지에 따라 한 번에 처리할 수 있는 버스와 승객의 양이 정해진다. 자리가 부족하면 뒤차가 줄을 서고, 그 지체가 다시 정류장 용량을 떨어뜨린다.

정식으로 정의하면 중앙버스정류장은 중앙버스전용차로의 중앙부에 설치되어 버스의 승차와 하차를 처리하는 정류장 시설이다. 승객은 횡단 시설을 거쳐 승강장에 접근하므로 보행 동선도 함께 설계한다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

정차면(Berth)은 버스 한 대가 승객 승하차를 위해 머무는 자리다. 정류장 용량은 정차면 수에 가장 크게 좌우된다.

계획정차면수는 설계 단계에서 정한 정차면 수이고, 유효정차면수는 그중 실제로 버스가 안정적으로 쓸 수 있는 면의 수다. 앞차가 자리를 비우지 못하거나 후속 버스가 진입하지 못하는 면은 유효정차면수에서 빠진다.

추월차로(Passing Lane)는 정차 중인 앞차를 뒤차가 옆으로 지나가도록 마련한 차로다. 추월차로가 있으면 앞차가 떠나기 전에도 뒤차가 진입할 수 있다.

설치효율은 계획한 정차면 중 실제로 쓸 수 있는 비율이다. 식은 다음과 같다.

$η = N_{eff} ÷ N_{plan} × 100(%)$

여기서 N_{eff}는 유효정차면수(면), N_{plan}은 계획정차면수(면)다. 값이 100%에 가까울수록 계획한 정차면을 그대로 쓰고 있다는 뜻이다.

가상의 예로 계획정차면수가 4면이고 유효정차면수가 3면이면 $η = 3 ÷ 4 × 100 = 75(%)$ 다. 4면 중 3면만 쓰이는 상황이므로 결과는 상식 범위 안이다.

처리용량은 정차면 수와 정차면 하나의 점유 시간으로 대략 정해진다. 정차 시간이 20초이고 정차면이 1개인 정류장은 최대 $60초/분 ÷ 20초/대 = 3대/분$ 을 처리한다. 정차면을 늘리거나 정차 시간을 줄이면 처리용량이 커진다. 앞의 가상 예에서 유효정차면이 3면이면 같은 조건에서 $3 × 3 = 9대/분$ 이다.

추월차로가 있으면 뒤차가 정차 중인 앞차를 옆으로 지나므로 정차면 하나가 비기 전에 다음 버스가 들어올 수 있다. 추월차로가 없으면 뒤차가 앞차의 출발을 기다려야 하므로 유효정차면수가 계획정차면수보다 줄어든다. 이 차이가 설치효율의 차이로 나타난다.

추월차로가 있으면 유효정차면수가 늘어 설치효율이 높아진다.

추월 진입 간격이 설치효율에 큰 영향을 준다. 추월 진입 간격을 1m 줄이면 승강면 효율이 평균 4.1% 늘어난다는 모델 분석 결과가 있다. 따라서 추월차로 설계에서는 차간 간격과 운전 행태를 함께 고려해야 한다.

3. 등장 배경과 필요성

도시 교통 수요가 빠르게 늘면서 버스 중심의 수송 능력을 높여야 할 필요가 커졌다. 중앙버스전용차로는 일반 차로와 분리해 버스의 정시성을 확보하는 방식이며, 정류장을 차로 중앙에 두면 승객 승하차를 위한 이중 주차로 차로가 막히는 문제가 줄어든다.

반면 정류장이 차로 중앙에 있으면 정차면을 넓게 확보하기 어렵다. 정차면이 부족하면 버스가 줄을 서고, 대기 버스가 교차로와 차로를 막아 전체 교통 흐름에 지체가 생긴다. 이 때문에 정차면을 얼마나 둘지와 그중 실제로 쓸 수 있는 면이 몇 개인지를 따지는 설치효율 개념이 필요해졌다.

정류장 용량에 영향을 주는 주요 인자는 정차면 수, 평균 정차 시간, 인근 신호교차로의 녹색시간 비율, 재진입 소요 시간(Clearance Time)이다. 이 네 인자는 서로 맞물리므로 한 가지만 개선해서는 용량이 크게 늘지 않는다.

정류장 위치와 정차면 수가 도시 네트워크 전체 성능에 영향을 준다는 연구도 있다. 정차면 수를 늘리면 네트워크 성능이 개선되는 경향이 확인됐으므로, 정차면 확보는 정류장 용량의 핵심 설계 변수다.

이 개념은 설계 기준과 운영 방안을 함께 평가하는 문제에서 쓰인다. 설계 단계에서는 계획정차면수를, 운영 단계에서는 유효정차면수를 관리하는 것이 핵심이다.

4. 구성요소·원리·절차

중앙버스정류장의 처리용량은 정차면이 몇 개인지와 그 정차면을 실제로 얼마나 쓸 수 있는지로 정해진다. 설계상의 면 수와 운영에서 쓸 수 있는 면 수를 나누어 보아야 추월차로 유무에 따른 차이가 설명된다. 구성요소는 다음 표와 같다.

계획정차면과 유효정차면의 차이가 이 절에서 가장 중요하다. 설계는 계획정차면을 정하고, 용량은 유효정차면으로 계산하기 때문이다. 두 값의 차이는 진입 간격, 추월 가능성, 뒤차 대기 여부가 결정한다.

계획정차면과 유효정차면의 비율은 설치효율로 나타낸다. 설치효율은 계획정차면 대비 유효정차면의 비율로 정의하며, 값이 1에 가까울수록 계획한 면이 빠짐없이 쓰인다는 뜻이다.

추월차로가 있으면 뒤차가 정차 버스를 지나 다른 정차면을 써서 설치효율이 높아진다. 추월차로가 없으면 앞차가 출발할 때까지 뒤차가 기다리므로 유효정차면이 줄어든다. 두 경우의 차이가 답안의 핵심 비교다.

추월차로가 있는 경우에는 정차면 사이의 간격이 중요하다. 뒤차가 앞차를 지나 진입하려면 추월 진입 간격이 필요하고, 앞차가 나갈 때 추월 진출 간격도 필요하다. 이 간격이 짧으면 추월이 불가능해져 추월차로의 효과가 줄어든다.

추월차로가 없는 경우에는 정차면 하나를 한 버스가 점유하는 시간이 곧 대기 시간이 된다. 같은 정차면에 뒤차가 붙을 수 없으므로 계획정차면이 많아도 실제로는 한 줄처럼 움직인다. 이 때문에 설치효율이 낮게 나타난다.

정차면 점유시간은 승하차 시간과 진입·진출 여유시간(Clearance Time)의 합이다. 승하차 시간은 승객 수, 문 수, 요금 수납 방식에 따라 달라진다. 진입·진출 여유시간은 버스가 정차면을 떠나 차로에 다시 합류하는 데 필요한 시간이다.

정차면 1개가 처리하는 버스 수는 정차면 점유시간에 반비례한다. 처리용량은 다음 식으로 구한다.

$C = N_e \times \frac{3600}{t_o}$

여기서 C는 처리용량(버스/h), N_e는 유효정차면수(면), t_o는 정차면 점유시간(s/대), 3600은 1시간을 초로 환산한 값(s/h)이다. 예시 조건으로 점유시간이 20초라고 하면 정차면 1개의 처리용량은 3600÷20=180 버스/h이다. 이 값은 이론적 상한이며 신호와 교통 조건에 따라 더 낮아진다.

승객 처리용량은 버스 처리용량에 버스 1대당 평균 승객 수를 곱해 구한다.

$P = C \times O$

P는 승객 처리용량(명/h), O는 버스 1대당 평균 승객 수(명/대)다. 같은 정차면이라도 버스 한 대에 많이 타는 노선이면 승객 처리량이 커지므로 차량 크기와 배차 간격을 함께 검토한다.

설치효율은 다음과 같이 정의한다.

$\eta = \frac{N_e}{N_p}$

N_p는 계획정차면수(면)다. 설계안에서 계획정차면을 늘려도 추월과 진출이 막히면 \eta가 떨어지므로, 면 수 증가만으로 용량이 비례해서 늘지는 않는다.

정류장이 신호교차로에 가까우면 신호의 녹색시간 비율(G/C)이 버스가 정차면을 쓸 수 있는 시간을 제한한다. 정차면이 많아도 신호 주기 안에 빠져나갈 수 있는 버스 수가 적으면 실제 용량은 떨어진다.

용량 산정 절차는 다음과 같다.

• 계획정차면수 N_p를 설계안에서 정한다.
• 추월차로 유무에 따라 설치효율 \eta를 적용해 N_e = \eta N_p를 구한다.
• 승하차 시간과 진입·진출 여유시간을 더해 정차면 점유시간 t_o를 정한다.
• C = N_e \times 3600 / t_o로 버스 처리용량을 구한다.
• P = C \times O로 승객 처리용량을 구한다.

위 흐름은 설계 단계에서 쓰는 순서다. 답안에는 이 흐름을 짧게 옮기고 각 단계의 식을 한 줄씩 붙이면 된다.

5. 관련 법령·기준·표준

정차면 용량은 도로교통법상 주정차 금지 구간과 맞물린다. 정류장 주변에 불법 주정차가 있으면 버스의 정차면 진입이 막혀 유효정차면이 줄어든다. 따라서 용량 산정 전에 정차 금지 구간이 설계에 반영되어 있는지를 먼저 본다.

표의 기준은 버스여객자동차의 정류를 표시하는 기둥·판·선을 기준으로 한다. 버스여객자동차의 운전자가 운행시간 중 운행노선의 정류장에서 승객을 태우거나 내리기 위해 정차하는 경우만 예외다.

교차로와 횡단보도 기준은 정류장과 별개로 적용된다. 정류장이 교차로 가까이에 있으면 금지 구간이 겹쳐 정차면 길이를 확보하기 어려우므로 배치 단계에서 조정해야 한다.

법령 이름은 「도로교통법」의 정차·주차 금지 규정이며, 조문 번호는 이 절에서 쓰지 않는다. 답안에는 '버스정류장 주변 주정차 금지'와 '교차로·횡단보도 주변 주정차 금지'를 구분해 쓴다.

정차면 용량 산정은 법령 기준이 아니라 교통 공학 편람과 학술 연구가 뒷받침한다. 법령은 금지 구간을 정하고, 편람은 용량을 계산하는 방법을 정한다. 두 기준의 역할을 나누어 쓰면 답안의 논리가 분명해진다.

외국 기준으로는 미국 교통연구위원회(TRB)의 Transit Capacity and Quality of Service Manual Part 4가 버스정류장 용량과 건너뛰기 정차(skip-stop) 차로 용량 산정 절차를 제시한다. 국내 답안에서는 이름과 개념 차이만 비교한다.

2018년 시뮬레이션 연구는 추월 진입 임계 간격과 진출 임계 간격, 정차 버스 사이의 여유 간격을 현장 자료로 보정했다. 이 연구에서 임계 진입 간격을 1미터 줄이면 유효정차면 효율이 약 4.1% 높아지는 것으로 나타났다. 운전 행태가 유효정차면 효율에 크게 작용한다는 점이 확인되었다.

호주 브리즈번의 간선도로 사례에서는 대중교통 전용차로의 비준수율이 2009~2010년 조사에서 약 90%에 근접했다. 단속을 강화한 뒤 비준수율이 낮아지고 차로의 총 승객 처리량이 최대 12% 늘었다. 단속이 추월차로와 정차면 효율을 지키는 수단임을 보여준다.