대중교통 우선처리

왜 배우는가: 대중교통 우선처리는 버스 지체를 줄이고 정시성을 확보하는 대표 수단이라 실무 설계와 신호 운영에서 자주 다뤄진다. 기술사 시험에서는 기법의 분류와 적용 위치를 논하는 문항으로 묻으므로 교차로 단위 기법과 정류장 단위 기법을 구분해 익혀야 한다.

출제 이력: 제138회 1교시 12번, 제89회 3교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

대중교통 우선처리는 버스 등 대중교통 차량에 도로공간과 교통신호상의 우선권을 주어 통행시간과 정시성을 높이는 기법이다.

답안 첫 줄에는 이 정의를 그대로 쓴다. 정의에는 주체(대중교통 차량), 수단(도로공간과 신호), 목적(통행시간과 정시성)이 모두 들어가야 한다. 이어서 우선처리를 도로공간, 신호, 운영의 세 층위로 나눠 제시하면 답안의 구조가 선다.

핵심 키워드

• 대중교통 우선처리
• 대중교통 우선신호(TSP)
• 버스전용차로
• 교차로 우회차로
• 버스 게이트
• 조건부 우선
• 무조건 우선

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 버스가 신호 대기와 도로 정체에 갇히지 않도록 길과 신호를 바꿔 주는 일이다. 버스가 승용차와 같은 줄에 서면 앞차의 신호 대기를 그대로 겪어 정시성이 떨어진다.

정식 정의는 대중교통 차량의 지체를 줄이고 운행 신뢰도를 높이기 위해 도로공간, 교통신호, 운영 규칙에 우선적 취급을 부여하는 것이다. 대중교통 우선처리(Transit Priority)는 적용 공간에 따라 도로공간 우선, 신호 우선, 교차로 운영 우선으로 나뉜다. 시설을 바꾸는 방식과 신호 운영만 바꾸는 방식이 있고, 두 방식은 대개 함께 쓴다.

대중교통 우선신호(TSP) 는 교차로에 접근하는 버스를 검지하거나 요청 정보를 받아 신호를 조정하는 기법이다. 녹색시간을 연장하거나 적색시간을 줄이고, 필요하면 신호현시를 삽입하거나 순서를 바꾼다. 우선신호는 주기 길이와 현시 순서를 바꾸므로 같은 교차로의 다른 방향 신호와 연계해 설계해야 한다. 연계가 빠지면 보행자 대기와 교차 방향 혼잡이 커진다.

버스전용차로 는 버스만 통행하도록 지정한 차로로, 가로변이나 도로 중앙에 설치한다. 일반차량의 끼어들기와 대기 간섭을 없애 버스 속도를 안정적으로 확보한다.

교차로 우회차로(Queue Jump) 는 신호 교차로 접근부에 추가로 설치한 차로로, 대개 버스 전용으로 쓴다. 버스가 일반차량 대기줄 맨 앞에서 먼저 출발하도록 해 신호 대기를 줄인다.

버스 게이트(Bus Gate) 는 특정 구간의 일반차량 진입을 제한해 버스가 우선 통과하도록 한 방식이다. 혼잡한 간선 구간에서 버스 통행을 보장하는 데 쓴다.

조건부 우선 은 지체나 혼잡 같은 기준을 넘을 때만 우선신호가 작동하는 방식이다. 일반차량 피해를 줄이면서 필요할 때만 버스를 우선한다.

무조건 우선 은 지정 노선에 상시 우선신호를 적용하는 방식이다. 정시성 확보에 유리하지만 일반차량 지체가 커질 수 있다.

신호 우선의 원리는 버스의 녹색 확보로 버스 지체를 줄이는 대신 교차 방향 차량의 지체가 늘어나는 상충 관계에 있다. 따라서 연장 시간을 제한하고, 버스 통행과 상충하는 회전을 금지하는 조치를 함께 쓴다. 교차로에서 회전을 금지하는 것은 버스 지체를 크게 줄이는 중요한 수단으로 꼽힌다.

검지기로 버스 접근이 감지되면 제어기가 현재 신호 주기 안에서 우선 조건을 적용한다. 정류장이 교차로 앞이나 뒤에 있는지, 정차 시간이 얼마나 긴지에 따라 우선 효과가 크게 달라진다. 정류장 위치와 정차 시간을 함께 보는 것이 설계의 출발점이다.

3. 등장 배경과 필요성

도시 교통에서 승용차 수요는 계속 늘지만 도로를 넓히는 데는 공간과 비용의 제약이 크다. 같은 도로 공간에서 더 많은 사람을 옮기는 도로 용량 한계 의 해결책으로, 버스 같은 대중교통에 우선권을 주는 방식이 주목받았다. 버스는 한 대당 승차 인원이 많아 우선처리의 효과가 크다.

교차로는 신호 대기, 회전 차량, 보행자가 겹치는 지점이라 버스 지체가 집중된다. 정류장이 교차로 가까이 있으면 정차 시간이 신호 대기와 겹쳐 지체가 누적된다. 이 때문에 정류장 위치와 정차 시간을 고려한 우선 기법이 필요해졌다.

정시성이 떨어지면 배차 간격이 불규칙해지고 승객의 대기 시간이 늘어난다. 이는 대중교통 이용 의향을 낮춰 승용차 수요를 다시 늘리는 악순환으로 이어진다. 우선처리는 이 악순환을 끊는 운영 수단이다.

최근에는 대중교통지향개발(TOD)과 대중교통 활성화 정책이 강조되면서 우선처리가 정책의 핵심 수단으로 자리 잡았다. BRT(Bus Rapid Transit) 는 전용 공간과 우선신호를 결합해 간선 수송력을 확보하는 체계다. 그래서 교차로와 정류장 단위의 우선 기법이 BRT와 함께 논의된다.

「대중교통의 육성 및 이용촉진에 관한 법률」도 대중교통수단의 우선통행을 정책 수단으로 다룬다. 우선처리는 법령에 근거한 정책 수단이므로 시설 설계와 신호 운영을 함께 묶어 접근해야 한다.

우선처리는 버스와 승용차의 지체가 상충한다는 점 때문에 도로 여건과 수요에 맞춘 기법 조합이 필요하다. 도심 과포화 상황에서는 버스 지체 감소와 승용차 지체 증가의 상충이 뚜렷하게 나타난다. 따라서 기법을 하나만 고르기보다 도로 여건에 맞춰 조합하는 것이 실무의 기본이다.

4. 구성요소·원리·절차

대중교통 우선처리는 도로공간, 신호, 교차로 운영의 세 축으로 구성된다. 도로공간 우선은 버스에 전용 공간을 주고, 신호 우선은 버스 도착 시점에 신호를 맞추며, 운영 개선은 버스 통행을 막는 회전과 정차를 줄인다. 세 축은 대안이 아니라 한 교차로에 함께 적용되어 지체를 줄인다.

도로공간 우선과 신호 우선은 물리적 공간과 제어 논리를 각각 바꾸는 방법이다. 운영 개선은 공사 없이 시행할 수 있어 단기 대책으로 자주 쓰인다.

우선처리의 핵심은 버스가 교차로에서 기다리는 시간을 줄이는 데 있다. 이를 위해 버스를 대기 차량보다 앞세우거나, 버스가 올 때 신호를 바꾼다.

우회차로(Queue Jump)는 교차로 접근부에 추가 차로를 두고 이 차로에만 전용 신호 현시를 주는 구조다. 버스는 대기 차량보다 먼저 출발해 정지선을 통과하므로 신호 지체가 줄어든다. 이 차로는 보통 버스만 통행하도록 운영한다.

신호우선(TSP)은 버스 접근을 검지기나 차량 간 통신으로 감지해 신호 제어기에 요청하는 기법이다. TSP는 버스 접근을 감지해 녹색 연장·적색 단축을 요청하는 신호 제어다 요청에 따라 녹색 연장, 적색 단축, 조기 녹색, 신호현시 삽입 중 하나 이상이 적용된다. 녹색 연장은 버스 통과 시간 동안 녹색을 늘리고, 적색 단축은 교차 방향 적색을 줄여 버스 대기를 없앤다. 조기 녹색은 버스 도착 직전에 진행 신호를 앞당기고, 신호현시 삽입은 버스 전용 현시를 추가해 버스를 먼저 보낸다.

조건부 우선은 지체·혼잡 기준 충족 시에만 작동해 승용차 지체 증가를 줄인다. 무조건 우선은 지정 노선에 상시 적용해 버스 정시성을 높인다. 두 방식은 교통 상황과 노선 중요도에 따라 선택한다.

정류소 위치는 우선처리 효과를 바꾼다. near-side 정류소는 버스가 교차로 직전에 정차해 우선 신호와 맞물리고, far-side 정류소는 교차로를 통과한 뒤 정차한다. 정차 시간이 길어지면 우선 신호의 효과가 줄어들므로 정류소 체류 시간을 함께 본다.

우선처리는 버스 지체를 줄이는 대신 다른 교통의 지체를 늘릴 수 있다. 연구에서도 버스 지체 감소와 승용차 지체 증가 또는 교차로 용량 감소가 상충하는 결과가 보고되었다. 따라서 교차 교통량과 보행자 흐름을 함께 검토해 기법을 정한다.

버스 1대당 지체 감소량은 다음 식으로 정의한다.

$$ d_b ext{ 감소량} = d_{before} - d_{after} $$

여기서 d_{before}와 d_{after}는 우선 적용 전후 버스 1대당 교차로 지체(s/대)이고, 감소량이 클수록 우선 효과가 크다.

적용 절차는 다음과 같다.

• 대상 노선과 교차로를 선정한다.
• 버스 지체와 교차 방향 교통량을 조사한다.
• 도로공간 우선과 신호 우선 중 적용 기법을 고른다.
• 조건부 또는 무조건 방식을 정하고 신호 현시를 설계한다.
• 승용차와 보행자 지체 변화를 확인해 운영을 조정한다.

5. 관련 법령·기준·표준

우선처리의 법적 근거는 「대중교통의 육성 및 이용촉진에 관한 법률」이다. 이 법 제10조는 대중교통수단 우선통행을, 제12조는 대중교통 육성을 위한 재정지원을 규정한다. 우선통행은 도로공간과 신호 우선 기법을 아우르는 법적 바탕이 된다.

「지속가능 교통물류 발전법」 제23조는 교통 계획을 세우거나 개발사업을 집행할 때 대중교통 육성 조치를 우선 고려하도록 정한다. 이 조문은 수송 분담목표 설정, 대중교통수단 우선통행, 재정지원을 같은 조문에 묶는다. 따라서 우선처리는 교통 계획 단계에서 반영되어야 실제로 집행된다.

「대규모 개발사업계획의 대중교통시설계획에 관한 기준」은 대규모 개발사업에서 대중교통중심형 도시개발(TOD), 대중교통전용지구, 환승시설, 녹색교통 시설을 설치하도록 정한다. 촉진방안은 개발사업 유형과 대중교통수단 종류에 따라 선택해 적용한다. 이 기준은 2018년 3월 자료로 확인된다.

표에 정리한 기준은 우선 방식, 교차로 회전, 정류소 위치, 우선통행의 네 가지다.