'신호등 속 과학' 횡단보도 보행신호시간 어떻게 정해지나

"길음에서 광화문까지 자가용 승용차로 출근하는 이재수 씨는 ‘안국동 사거리’를 지날 때마다 기분이 좋다. 신기하게도 이 씨가 교차로에 설 때마다 좌회전 신호가 들어올 시점임에도 불구하고 직신신호가 들어오는 것. 사실 ‘안국동 사거리’에는 ‘좌회전 감응신호’라는 기술이 적용되어 있어 좌회전 대기차량이 없으면 좌회전 신호를 뛰어 넘고 직진신호가 들어오도록 되어있다."

횡단보도 녹색신호 시간은 어떻게 결정되는지, 차량 신호등은 어떻게 제어되는지... 걷거나 운전하면서 신호등에 궁금했던 적 많으시죠? 서울시가 신호등 속 과학을 소개해 드립니다.

<신호등은 어디에 설치되고 신호시간, 신호가 바뀌는 주기는 어떻게 결정되나>

□ 서울 시내 5천 여 개 교차로에는 3,670대의 신호제어기와 신호등이 설치되어 있습니다. 교차로라고 해서 무조건 신호등이 설치되는 것은 아니고 정해진 기준이 충족되는 곳에만 설치·운영되는데요. 서울시는 신호시설물을 설치·관리하고, 서울지방경찰청은 신호운영체계를 결정하는 역할을 하고 있습니다.

※ 신호기 설치조건(도로교통법시행령 제7조제1항, 별표3)

○ 8시간 이상 아래 조건을 모두 만족하는 장소

• 주도로 차량 통행량 600대/시 이상(양방향)

• 부도로 차량 통행량 200대/시 이상(양방향)

• 횡단보도 보행자 통행량 150명/시 이상(양방향)

○ 교통사고 연간 5회 이상 발생장소

○ 학교 앞 3,000m이내, 통학시간대 자동차 간격이 1분 이내인 경우

○ 어린이 보호구역 내 초등학교 또는 유치원의 주출입구 인근 횡단보도

모든 신호등은 ‘신호운영계획’에 따라 움직이고 있는데요, ‘신호운영계획’이란, 교차로·횡단보도 등에 설치된 신호등의 신호순서·주기·신호시간 등을 결정하는 것으로, 해당 지역의 도로·보행자·운전자의 특성을 고려하여 과학적인 분석에 의해 결정되며, 이때 시뮬레이션, 전문가 판단 등의 과정 또한 포함됩니다.

* ‘신호순서’란?

방향 별·회전별 순서를 결정하는 것으로, 선 직진·선 좌회전·동시신호 중 교차로 구조·방향별 교통량·인접교차로와의 연계성 등을 분석해 최종 결정

* ‘신호시간’이란?

차량 또는 보행자 신호등이 켜진 상태로 지속되는 시간을 말하는데, 차량 신호시간은 방향별 도로용량·교통량 등을 토대로 도로용량 대비 교통량 비율을 같게 하여 차량이 원활하게 오갈 수 있는 최적의 시간을 산정하며, 보행자 신호시간은 횡단보도 길이·보행자 구성, 보행자 통행량 등을 근거로 가장 적게 기다리면서 횡단보도를 여유 있게 건널 수 있도록 적절한 시간을 뽑아냄

한 신호가 나오고 다음에 같은 신호가 나오기까지의 반복되는 시간 간격을 ‘신호주기’라고 하는데, 신호주기가 짧아지면 신호가 들어오는 동안 지나갈 수 있는 차량의 수가 줄어들어 대기시간이 늘어나게 되며, 반대로 길면 불필요한 대기시간이 늘어나 지체가 생기기 때문에 현장여건에 맞는 최적의 주기를 찾아 적용하고 있습니다.

신호체계는 대규모 건물 및 아파트 단지 조성, 도로 확장 등 교통환경이 변화된 지역이나 정체가 자주 발생하는 지점 등을 지속적으로 발굴하여 효율적인 운영을 위해 수시로 개선·관리하고 있습니다.

<신호등 제어, 시간대별 교통상황 DB화해 탄력적 운영… 최근 실시간 제어도>

교통신호등을 조정하는 제어방식은 크게 ▴고정식 ▴시간대 ▴실시간 제어, 크게 3가지로 나눌 수 있습니다.

▴고정식 제어 : 교통패턴과는 상관없이 항상 고정된 신호시간으로 운영하는 방식으로, 과거 신호기 도입 초창기에 이용되었지만 현재 서울 시내에는 거의 없음

▴시간대 제어 : 사전에 교통현황 조사를 통해 요일·시간대별 교통특성에 적합한 신호시간을 데이터베이스화하여 입력해 두면 미리 정해둔 시간에 자동으로 해당 정보를 불러와 시간대별로 탄력적으로 운영하는 방식으로 현재 시내 대부분의 교차로가 이러한 방식으로 운영

▴실시간 제어 : 도로에 차량검지기를 설치하여 실시간으로 교통상황을 모니터링하여 시기별로 신호시간을 변경하여 신호 효율을 극대화 하는 방식으로 ‘좌회전감응신호’와 ‘완전대응신호’, 2가지 유형이 있음

- ‘좌회전감응신호’ : 좌회전 차량이 적은 교차로에서 평소에는 직진 신호를 주고 좌회전 차량이 진입할 경우에만 좌회전신호를 주는 방식

- ‘완전대응신호’ : 교차로 모든 방향의 교통정보를 수집해 교차로 신호주기, 방향별 신호시간을 실시간으로 최적화해 운영하는 방식

현재 서울 시내 일부 교차로에서 좌회전감응신호 운영방식이 적용되고 있으며, 앞으로 필요한 지점에 대해 확대해 나갈 계획입니다. 대표적으로 안국동 사거리(종로), 숭실대 입구(관악로)가 있습니다.

<횡단보도 보행시간, '보행진입시간 7초+횡단보도 길이(m)'로 결정>

횡단보도 보행시간은 어떻게 정해질까요? 보행자가 횡단보도를 건널 때신호시간은 기본적으로 보행진입시간 ‘7초’ + 횡단보도 ‘1m 당 1초’를 원칙으로 결정되는데, 예외적으로 어린이, 장애인 등 교통약자 이동이 많아 배려가 필요한 장소에는 더 긴 보행시간을 제공하기도 합니다.

예를 들어 횡단보도의 길이가 32m면, ‘보행진입시간(7초)+횡단보도 길이(32m)’로 39초 동안 횡단보도 녹색 신호가 유지되지만,

보행약자(어린이, 어르신, 장애인)나 유동인구가 많아 보행밀도가 높은 지역의 횡단보도는 ‘1m당 1초’ 보다 완화된 ‘0.8m당 1초’를 기준으로 보행시간이 결정됩니다. 따라서 32m 길이 횡단보도 녹색 신호시간은 ‘보행진입시간(7초)+보행약자 신호시간 산정기준(32÷0.8)’로 47초까지 연장되는 것 이지요.

<보행자 편의위해 횡단보도 녹색시간 연장, 안전위해 전 방향 적색신호기법 운영>

보행자 우선의 ‘편리한 교통환경’을 만들기 위해 보행자가 횡단보도에서 기다리는 시간을 줄이고, 여유롭게 횡단보도를 건널 수 있도록 신호주기를 단축하고 횡단보도 보행시간을 연장하고 있습니다. 그 방법 중의 하나로, 보통 신호 1주기 당 횡단보도 보행신호 1회씩 주게 되어 있으나 차량 소통에 큰 지장이 없는 숨은 자투리 시간을 찾아 보행신호를 2회 이상 추가로 부여하는 방식이 사용되고 있습니다. 예컨대 ‘상도역 사거리’의 경우, 신호 1주기 당 보행신호를 2회 씩 추가로 부여하고 있는데 이로써 보행자 대기시간이 8.3%(42.6→39.1초/인) 감소하였습니다.

구 분	1현시	2현시	3현시	4현시
개선전
개선후

또 도로폭이 넓거나 보행자가 많은 교차로에 인접한 소규모 횡단보도의 경우, 횡단보도 보행신호가 바뀌는 주기를 반으로 줄임으로써 횡단보도 녹색신호가 자주 들어오도록 해 보행자가 대기하는 시간을 줄여주는 방법도 사용됩니다. 횡단보도 보행주기시간을 반으로 줄인 사례로는 ‘서소문로’에 위치한 횡단보도 2개소로, 시청역교차로와 연동되어 있는 횡단보도 신호주기를 절반으로 단축함으로써 보행대기시간이 73.7%(45.6→12.0초/인) 획기적으로 감소한 것으로 분석되었습니다.

구 분	1현시	2현시
개선전 (140초)
개선전 (140초)	113초	27초
개선후 (70초)
개선후 (70초)	41초	29초

보행자의 ‘안전’을 위해서도 신호를 효과적으로 조정하기도 합니다. 신호가 바뀔 때에 차량-보행자 간 교통사고를 막기 위해서는 전 방향 적색신호, 한 박자 늦은 보행신호 등의 방식을 운영하고 있습니다.

‘전 방향적색시간’ : 차량신호가 끝나는 시점에 교차로에 진입한 차량이 교차로를 완전히 빠져나갈 때까지 다른 방향 차량이 진입하지 못하도록 1～2초 동안 모든 방향을 적색신호로 운영하는 기법. 평소에 우리는 느끼지 못하지만 교차로의 모든 신호등이 빨간색이 되는 시점이 있습니다.

‘한 박자 늦은 보행신호’ : 횡단보도 위치와 교통사고 발생 이력 등을 고려해 차량 녹색신호가 끝나는 시점에 진입한 차량이 횡단보도를 완전히 통과하기 전에 보행자가 진입하지 못하도록 차량 녹색신호가 끝나고 1～2초 뒤에 보행신호가 들어오는 기법. ‘한 박자 늦은 보행신호’는 현재 어린이 및 어르신 등 보행약자 통행이 많은 지역과 보호구역 등에 우선적으로 적용되고 있으며 앞으로 점차 확대해 나갈 계획입니다.