SIMULATION 한 장 · 신호 교차로
녹색 신호에 들어간 차 몇 대가 교차로 전체를 얼마나 막을까?
기본 조건(주기 120초, 주도로 녹색 60%, 꼬리물기 20%)에서 15분 동안 평균 541대가 교차로를 지났고, 부도로(남북) 차의 평균 지체는 34.1초였습니다. 꼬리물기가 없으면 부도로 지체는 31.7초입니다.
꼬리물기의 피해는 앞 교차로가 막혀 있을 때 커집니다. 앞 정체 70%에서 꼬리물기가 0%면 부도로 지체가 31.9초지만, 40%가 되면 46.4초로 늘고 건너편이 녹색인데 못 간 시간이 15분에 33.4초 생겼습니다.
반면 꼬리물기를 한 동서 방향은 크게 빨라지지 않았습니다. 이득은 작고, 피해는 신호를 기다리던 다른 방향이 봅니다. 교통량이 1.3배가 되면 최대 대기 차량이 162대까지 늘어납니다.
무엇을 시뮬레이션하나요?
퇴근길 사거리에서 녹색 신호를 받고도 한 대도 못 지나가는 순간이 있습니다. 교차로 한가운데 차가 멈춰 서 있기 때문입니다. 앞이 막혀 있는 걸 알면서도 녹색이라 일단 들어간 차, 이른바 꼬리물기입니다.
이 시뮬레이터는 동서로 뻗은 주도로와 남북 부도로가 만나는 사거리를 15분(18:00~18:15) 동안 재현합니다. 동서 방향 출구 쪽에는 앞 교차로가 있어 주기적으로 막힙니다. 왼쪽 패널에서 신호 주기, 녹색 비율, 교통량, 꼬리물기 하는 차의 비율, 앞 교차로 정체 정도를 바꿀 수 있습니다.
시나리오별 결과
| 시나리오 | 15분 동안 통과한 차 | 평균 지체 (신호·정체로 늦어진 시간) | 부도로(남북) 평균 지체 | 최대 대기 차량 | 교차로 막힘 (건너편 녹색인데 못 감) | 막힌 녹색 시간 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 기본 | 541대 | 45.4초 | 34.1초 | 71.1대 | 0.5회 | 7.1초 |
| 꼬리물기 없음 | 541대 | 43.8초 | 31.7초 | 69.9대 | 0회 | 0초 |
| 꼬리물기 40% | 543대 | 45.7초 | 37.4초 | 67.8대 | 1.7회 | 16.1초 |
| 앞 정체 70% · 꼬리물기 0% | 518대 | 55.7초 | 31.9초 | 84.7대 | 0회 | 0초 |
| 앞 정체 70% · 꼬리물기 40% | 519대 | 62.7초 | 46.4초 | 87.9대 | 2.4회 | 33.4초 |
| 신호 주기 80초 | 555대 | 34초 | 27.1초 | 53.9대 | 1.3회 | 20.2초 |
| 교통량 1.3배 | 620대 | 87.7초 | 49.6초 | 162대 | 1.2회 | 23.3초 |
각 시나리오를 손님 흐름(난수 시드)만 바꿔 30번씩 돌린 평균입니다. 시나리오 이름을 누르면 같은 조건으로 위 시뮬레이터가 열립니다.
기본 · 꼬리물기 없음 · 꼬리물기 40% · 앞 정체 70% · 꼬리물기 0% · 앞 정체 70% · 꼬리물기 40% · 신호 주기 80초 · 교통량 1.3배
어떻게 계산하나요?
도로를 7m 길이의 칸으로 나누고, 차는 한 번에 한 칸씩 움직입니다(한 스텝 0.7초, 약 시속 36km). 한 칸에는 차 한 대만 들어갈 수 있어서 차끼리 겹치지 않습니다. 이런 방식을 셀룰러 오토마타 교통 모델이라고 하며, Nagel–Schreckenberg 모델이 대표적입니다.
- 진입: 네 방향에서 차가 무작위(포아송)로 도착합니다. 기본값은 주도로 방향당 시간당 약 760대, 부도로 약 430대입니다.
- 신호: 주도로 녹색 → 황색 3초 → 전적색 2초 → 부도로 녹색 순서입니다. 정지선의 차는 녹색일 때만 교차로에 들어갑니다.
- 준법 운전: 교차로를 지나 바로 앞에 멈춰 선 차가 있으면, 녹색이어도 정지선에서 기다립니다.
- 꼬리물기: 일부 차(설정한 비율)는 앞이 막혀 있어도 녹색이면 들어갑니다. 앞이 안 빠지면 교차로 칸에 멈추고, 그 칸을 지나야 하는 건너편 차는 녹색을 받아도 못 갑니다.
- 앞 교차로: 동서 방향 출구 끝은 100초 주기 신호에 맞춰 열리고 닫히며, 정체 정도만큼 덜 빠집니다.
"평균 지체"는 도착해서 교차로를 빠져나오기까지 걸린 시간에서 막힘 없이 달렸을 때의 시간을 뺀 값입니다. "교차로 막힘"은 건너편 신호가 녹색인데 교차로 안에 반대 방향 차가 멈춰 선 상황이 시작된 횟수입니다.
이 시뮬레이션의 가정
- 직진만 있습니다. 좌·우회전과 보행자 신호는 넣지 않았습니다.
- 방향마다 한 차로입니다. 교차로 안은 2×2칸으로 나뉘며, 서로 다른 방향이 같은 칸을 지나면 충돌 지점입니다.
- 꼬리물기 여부는 차마다 미리 정해진 성향입니다(설정한 비율만큼).
- 출발 지연을 흉내 내려고 매 스텝 8% 확률로 한 칸을 쉬게 했습니다.
- 도착과 앞 교차로 처리는 확률로 뽑으므로 같은 조건에서도 실행마다 결과가 조금씩 다릅니다.
실제와 다를 수 있는 점
- 실제 교차로는 차로 수, 회전 차량, 보행자, 버스 정류장 때문에 훨씬 복잡합니다.
- 실제 운전자는 앞 상황을 보며 속도를 조절합니다. 이 모델의 차는 칸 단위로만 판단합니다.
- 시간당 대수 같은 숫자는 비교용 가정이며, 특정 교차로의 실측값이 아닙니다.
자주 묻는 질문
꼬리물기는 법적으로 금지인가요?
네. 녹색 신호라도 교차로에 들어갔다가 신호 안에 빠져나가지 못해 다른 방향 교통을 방해하면 교차로 통행방법 위반으로 단속됩니다. 정부 정책 브리핑(2025)에 따르면 현장 단속 시 승용차 기준 범칙금 4만 원과 벌점 10점, CCTV 적발 시 과태료 7만 원입니다.
꼬리물기를 하면 나는 빨리 가지 않나요?
이 시뮬레이션에서는 거의 차이가 없었습니다. 기본 조건에서 15분 통과 대수는 꼬리물기 20%일 때 541대, 없을 때 541대였습니다. 앞이 막혀 있으면 교차로에 들어가도 결국 그 안에서 기다리게 되고, 대신 건너편 차들이 녹색을 잃습니다.
앞이 막혀 있을 때 피해가 얼마나 커지나요?
앞 교차로 정체 70%에서 부도로 평균 지체는 꼬리물기 0%일 때 31.9초, 40%일 때 46.4초였습니다. 같은 조건에서 건너편 녹색이 막힌 시간은 15분에 33.4초였습니다.
신호 주기를 짧게 하면 어떻게 되나요?
주기를 120초에서 80초로 줄이면 기다리는 시간이 줄어 평균 지체가 45.4초에서 34초가 됐습니다. 대신 신호가 자주 바뀌는 만큼 꼬리물기로 막힌 시간은 7.1초에서 20.2초로 늘었습니다.
교차로 바닥의 노란 격자는 무엇인가요?
정차금지지대 표시입니다. 이 구역 안에는 멈춰 서면 안 된다는 뜻으로, 꼬리물기가 잦은 교차로에 그려 둡니다. 시뮬레이터에서도 교차로 안을 노란 격자로 표시했습니다.
참고 자료
- 대한민국 정책브리핑, 5대 반칙 운전 집중 단속 (2025-09-12)
- Nagel, K. & Schreckenberg, M. (1992). A cellular automaton model for freeway traffic. J. Phys. I France 2(12)
- Nagel–Schreckenberg model (Wikipedia)
- Gridlock (Wikipedia)
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마지막 업데이트 2026-10-22 · 만든 곳 데이터팝콘 · 유튜브 @simulation.hanjang · 인스타그램