설계서비스수준

왜 배우는가: 설계서비스수준은 도로의 차로 수와 기하구조를 정하는 기준이므로 실무 설계와 교통영향평가에서 항상 쓰인다. 시험에서는 정의, 등급(A~F), 설계 적용 절차를 묻는 문제로 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제139회 1교시 10번, 제129회 1교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄에 쓸 정의 문장은 다음과 같다.

도로의 설계서비스수준은 도로를 계획·설계할 때의 기준으로, 통행속도·교통량과 도로용량의 비율·교통밀도 등에 따른 도로 운행 상태의 질을 말한다.

핵심 키워드

• 설계서비스수준(Level Of Service, LOS)
• 운행 상태의 질
• 교통량 대 용량비(V/C)
• 교통밀도
• 통행속도
• 계획목표연도
• 설계시간교통량
• 차로수

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 설계서비스수준은 "이 도로에 얼마나 많은 차가 와도 운전자가 어느 정도로 편하게, 빠르게 달릴 수 있는가"를 등급으로 정한 것이다. 등급이 높으면 차가 자유롭게 달리고, 낮으면 정체가 생긴다. 설계자는 이 등급을 목표로 정하고, 그 목표를 만족하도록 차로 수와 선형을 정한다.

정식 정의는 「도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙」 제2조제13호에 있다. 도로를 계획하거나 설계할 때의 기준으로서 도로의 통행속도, 교통량과 도로용량의 비율, 교통 밀도와 교통량 등에 따른 도로운행 상태의 질을 말한다.

설계서비스수준은 도로 설계의 목표 품질이다. 이 값은 도로 이용자가 체감하는 주행 자유도와 지체 정도로 나타난다. 같은 교통량이라도 도로의 종류와 설계속도에 따라 등급이 달라진다.

교통량 대 용량비(V/C)는 교통량을 도로용량으로 나눈 값이다. 이 값이 커질수록 서비스수준은 낮아진다. 도로용량은 주어진 도로 조건에서 15분 동안 최대로 통과할 수 있는 승용차 교통량을 1시간 단위로 환산한 값이다.

교통밀도는 도로 한 차로 길이 1km 안에 있는 차량 수다. 밀도가 높으면 차간 간격이 좁아져 자유 주행이 어렵다.

계획목표연도는 예측 교통량을 기준으로 도로가 적정 수준 이상의 기능을 유지할 것으로 보는 기간이다. 설계서비스수준은 이 연도의 교통량에 대해 정한다.

3. 등장 배경과 필요성

도로의 용량은 무한정 늘릴 수 없다. 차로를 많이 두면 건설비가 늘고, 적게 두면 정체가 생긴다. 이 두 요구를 조정하는 기준이 필요해졌다. 설계서비스수준은 그 기준으로 등장했다. 미국 Highway Capacity Manual(HCM)은 1965년에 도입된 이후 A부터 F까지 6단계 등급 체계로 발전했다.

국내에서는 도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙 제7조가 도로를 계획하거나 설계할 때 설계서비스수준이 국토교통부장관이 정하는 기준에 적합하도록 하라고 규정한다. 따라서 설계서비스수준은 법으로 정한 설계 요건이다. 차로 수는 제10조에서 도로의 계획목표연도 설계서비스수준 등을 고려해 정하도록 되어 있다.

교통영향평가에서도 서비스수준 분석이 필요하다. 교통영향평가 지침은 구간별 V/C, 평균통행속도, 서비스수준을 가로구간 분석 항목으로 요구한다. 따라서 설계서비스수준은 신규 도로 설계뿐 아니라 개발사업의 교통 문제점 도출에도 쓰인다.

4. 구성요소·원리·절차

설계서비스수준(LOS)을 목표로 도로 규모를 정하는 과정은 교통류 특성, 서비스수준 등급, 설계시간교통량, 차로수 네 요소가 연결된 흐름으로 이해한다. 각 요소의 역할을 표로 정리하면 다음과 같다.

표의 설명은 다음과 같다. 교통류 특성은 교통량과 용량의 비율로 운행 여유를 나타낸다. 서비스수준 등급은 운전자가 느끼는 쾌적성과 자유도를 등급으로 바꾼 것이다. 설계시간교통량은 차로 수 결정의 입력값이다. 차로수는 등급 기준을 만족하도록 역으로 정한다.

원리는 다음과 같다. 교통량이 증가하면 V/C가 커지고, 속도는 떨어지며, 운전자의 자유도는 줄어든다. 따라서 목표 등급은 V/C 상한과 속도 하한으로 환산된다. 차로를 늘리면 차로당 교통량이 줄어 등급이 올라간다. 이 관계를 이용해 목표 등급에 맞는 차로수를 찾는다.

목표 서비스수준을 만족하는 차로수를 설계시간교통량으로 역산하는 것이 설계의 핵심이다.

설계 절차는 다음과 같다.

• 도로의 기능·지역 여건에 따라 계획목표연도의 목표 서비스수준을 정한다.
• 계획교통량에서 설계시간교통량을 산정한다.
• 방향별 교통량과 방향분포를 적용해 차로당 설계교통량을 구한다.
• 차로당 서비스교통량 기준(용량 × 목표 등급 V/C)과 비교한다.
• 필요한 차로수를 정하고 설계속도·차로폭·정지시거를 검토한다.
• 교차로·연결로 등 병목 구간의 서비스수준을 별도로 확인한다.

계산 예는 다음과 같다. 차로당 용량을 C_{l}, 목표 V/C 비를 (v/c)_{t}, 설계시간교통량을 V_{d}(대/시), 방향분포 계수를 D로 두면, 필요 차로수 N은 다음과 같다.

$N=\frac{V_{d}\cdot D}{C_{l}\cdot (v/c)_{t}}$

예를 들어 설계시간교통량과 목표 (v/c)_{t}를 정한 뒤 방향분포 계수와 차로당 용량을 해당 도로 조건의 값으로 대입하면 N을 구할 수 있다. 차로 수는 계산값을 정수로 올려 정한다.

목표 V/C 비 0.8 이하는 기본 검토 기준으로 쓴다. 실제 용량과 보정 계수는 도로용량편람의 방법을 따른다.

5. 관련 법령·기준·표준

설계서비스수준은 「도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙」 제7조에서 규정한다. 도로를 계획하거나 설계할 때 설계서비스수준이 국토교통부장관이 정하는 기준에 적합하도록 해야 한다. 같은 규칙 제10조제1항은 차로수를 정할 때 계획목표연도의 설계서비스수준을 고려 요소로 든다. 이 기준의 구체적 등급 값은 국토교통부장관이 정하는 기준과 도로용량편람에 따른다.

「도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙」 제2조제13호는 설계서비스수준을 도로를 계획하거나 설계할 때의 기준으로서, 도로운행 상태의 질을 통행속도, 교통량과 도로용량의 비율, 교통 밀도와 교통량 등에 따라 정하는 것으로 정의한다.

관련 기준의 주요 값은 다음 표와 같다.

표의 설명은 다음과 같다. 설계서비스수준의 적합 의무와 차로수 고려 요소는 법령 조항에 있다. 교통영향평가 지침은 설계가 아닌 사업 영향 분석에서 같은 개념을 쓴다. 등급별 세부 값은 도로용량편람을 따른다.

개정 연혁은 다음과 같다. 제7조의 개정 표시는 2013-03-23이다. 제2조의 정의 규정은 2014-07-15와 2020-03-06에 개정됐다.

6. 유형과 비교

설계서비스수준은 목표 설정 방식과 평가 척도에 따라 몇 가지로 나눠 볼 수 있다. 첫째는 도로 유형별 평가 지표이며, 둘째는 목표 LOS를 정하는 방식이다. 답안에서는 두 축을 나눠 설명하면 구분이 명확해진다.