이유 없이 차가 막히나요? 유령정체 원인과 해결법

운전을 하다 보면 도로가 정체되는 것을 자주 보게 됩니다. 교통사고나 도로 보수 공사 등이 원인인 경우도 있지만, 그렇지 않고 특별한 이유 없이 차가 막히기도 합니다. 이번 글에서 도로 정체의 이유와 해결 방법이 없는지 과학적 사고로 풀어보도록 하겠습니다.

이제는 도심뿐만 아니라 웬만한 고속도로나 국도에서도 교통 정체를 자주 마주하게 됩니다.

하지만 어떤 때에는 한참 동안을 답답하게 정체가 되다가 갑자기 뻥 뚫린 도로를 시원하게 달릴 때, 앞쪽에 어떤 사고나 고장 차량, 공사도 없는데 왜 도로가 정체되었었는지 의아하게 생각한 적도 많습니다.

선행 차량의 고장이나 교통사고, 그리고 앞쪽에 공사가 있는 경우에는 사후 처리나 차선 제한으로 인해 도로가 정체되는 것이 당연합니다.

신호등도 없는 자동차 전용 도로조차 교통사고나 도로 공사 등의 특별한 이유도 없이 교통 정체가 발생하는 현상을 전문 용어로 유령 정체(Phantom Traffic Jam)라고 부릅니다. 그렇다면 이러한 유령 정체는 왜 발생하는 것일까요?

그것은 바로 도로에 차량이 많기 때문입니다.

하지만 도로에 주행하는 차량들이 많아지면 차간 간격이 좁아지고, 사고를 우려한 운전자들이 수시로 브레이크를 밟아 제동을 하면 그 뒤 차량들도 연쇄적으로 제동과 감속을 하게 됩니다.

물론 사고나 공사로 인한 차선 제한이 없다면, 도로에 차량이 아무리 많다고 하더라도 모든 차들이 차간 간격을 일정하게 유지한 채로 달린다면 이론적으로 교통 정체는 발생하지 않아야 합니다.

그러나 이러한 제동 현상이 한참 뒤쪽 차량들에게까지 누적되어 전달되면서, 결국 차량들은 아예 정지를 하게 되는 것입니다.

아래 그림 1번과 같이 좁은 차간 간격을 유지하면서 함께 달리던 차량들 중, 2번에서와 같이 녹색 차량이 갑자기 제동을 한다고 가정해 봅시다.

그러면 뒤쪽의 모든 차량들은 순차적으로 정지하게 되지만, 앞쪽의 적색과 갈색 차량은 아무런 영향 없이 주행하여 제동을 한 녹색 차량과의 차간 간격이 멀어지게 됩니다.

문제는 녹색 차량이 서서히 움직이고 일정 속도 이상으로 달릴 수 있는 상황이 되더라도, 뒤쪽의 차량들은 한 동안 정지해 있을 수밖에 없다는 점입니다.

도로 위의 차량 증가와 차간 간격 감소, 그에 따른 잦은 제동이 바로 도로 정체의 원인인 것입니다.

아래 그림 3~6번에서 볼 수 있듯이, 다시 녹색 차량이 달리기 시작하면 인접한 차량들은 움직일 수 있지만 한참 뒤쪽에서 정지했던 차량들은 계속 정지 상태에 있어야 하며, 다시 움직이기까지는 상당히 오랜 시간이 걸립니다.

차간 간격이 좁을 때의 도로 정체의 원인

도로에 차량이 얼마 없을 때는 차간 거리가 멀기 때문에 선행 차량의 제동이나 감속에 후행 차량들이 민감하게 반응하지 않아도 되는 완충 효과가 생겨 도로 정체가 발생하지 않습니다.

하지만 도로에 차량이 많아 차간 거리가 좁아지면 수시로 브레이크를 밟아 제동이나 감속을 하게 되고, 이는 도로 정체를 유발합니다.

눈과 비가 오거나 안개가 끼는 등 궂은 날씨에 도로 정체가 발생하는 이유도 유사하게 운전자들의 잦은 감속과 제동 때문입니다.

그렇다면 도로 정체가 갑자기 풀려서 고속으로 주행할 있게 되는 이유는 무엇일까요?

정체 구간이 뒤쪽으로 이동하면서 고속으로 달릴 수 있는 앞쪽의 도로 구간이 조금씩 늘어나기 때문입니다. (위 그림의 4~6번 참조)

도로 정체 구간이 끝나는 지점에서는 차량들이 신속하게 빠져나가고, 도로 정체 구간이 시작되는 지점에서는 계속해서 차량들이 쌓이게 됩니다.

그렇다면 고장 차량이나 교통사고, 다양한 공사가 아닌 단순히 도로에 차량이 많은 경우에도 교통 정체를 예방할 수 있는 방법은 무엇일까요?

사람은 위기 상황에 대한 반응 시간이 느리고 정확하지 않기 때문에 차간 거리가 짧은 경우 불필요한 제동을 수시로 할 수밖에 없고, 이것이 도로 정체의 큰 원인이 됩니다.

하지만 자율 주행 시스템의 컴퓨터가 상황을 정확하게 분석하고 차량을 제어한다면 불필요한 제동이나 사고를 방지할 수 있기 때문입니다. 그것은 바로 자율주행차입니다.

레벨 3 이상의 자율주행차가 보급되면, 도로에 차량이 많아도 차간 거리를 일정하게 유지하며 달리므로 교통 정체를 예방할 수 있다는 이론이 우리 현실이 됩니다.