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문제 정의
- 국내의 경우, 교통안전 분야 게서 사고분석 자료로 유의하다고 알려져 있는 시설물 설치 전·후 3년 자료가 아닌 당해 년도 또는 짧은 기간 동안의 자료를 이용함으로써 교통사고의 특성에 대한 고려가 미흡하다. 본 연구에서는 일반국도 4 개 노선자료 및 중앙분리대 설치 전·후 7년의 자료를 이용함으로써 앞에서 언급한 문제점을 해결하고자 한다.
- 본 연구에서는 일반국도에 설치된 중앙분리대의 사고 전환 효과를 산정하였다. 실제 현장 조사를 통해 중앙분리대가 설치된 지점을 파악하였고, 설치 이력 및 '사고자료를 수집하였다.
- 측면사고 건수의 변화율과 그에 따른 사망 . 부상 사고 건수에 대한 분석을 하고자 한다.
- 측면사고및 사망 . 부상 사고에 대해서 분석하고자 한다.
- 사고유형별.심각도별 사고 전환 효과를 분석하여 제시하고자 한다.
- 심각도별로 SPF를 추정하였다. 이를 이용하여 사고 전환 효과를 산출하고자 한다.
- 이에 본 연구에서는 4차로 일반국도의 중앙분리대 설치현황과 사고자료를 이용하여 중앙분리대 설치에 따른 사고유형별.심각도별 사고 전환 효과를 분석하여 제시하고자 한다.
가설 설정
- X? 과 자유도를 이용한 적합도 검정에서 귀무가설 'Ho : 모형이 적합하다 하에서 p-value가 커지면 커질수록 Ho를 채택하게 되므로 유의한 모형으로 판단할 수 있다.
제안 방법
- - 사고 건수와 丨 종단경사 | 는 양( + )의 관계를 가짐 반응변수와 설명변수의 관계의 적정성을 파악한 후, 추정된 계수에 대한 적합도 검정을 시행하였다.
- SPF 구축에 앞서 사고유형별 사고건수와 설명변수와의 상관분석을 실시하였다. 상관분석결과는<표 6>과 같으며 , 사고유형별 사고 건수와 상관관계가 높게 나타난 변수를 이용하여 사고예측모형인 안전효율함수(SPF)를 구축하였다.
- 영향에 대해서만 제시되어 있을 뿐, 설치에 따라 증가하거나 감소하는 사고유형 및 심각도에 대한 언급은 전무하다. 또한, 특정 주(外I) 또는 지역에 국한된 자료를 이용함으로써 대표성이 부족하거나, 그 지역 특성에만 국한된 결과를 도출하였다. 국내의 경우, 교통안전 분야 게서 사고분석 자료로 유의하다고 알려져 있는 시설물 설치 전·후 3년 자료가 아닌 당해 년도 또는 짧은 기간 동안의 자료를 이용함으로써 교통사고의 특성에 대한 고려가 미흡하다.
- 마지막으로, 산출된 효과 도를 구간(Range)으로 표현하기 위하여 E 값의 신뢰구간(95%)을 산정하였다. 즉, 사고변화율이 아래 구간 안에 있을 가능성이 95%라는 의미를 뜻한다.
- 단점을 종합하면 <표 2>와 같다. 본 연구에서는 모형구축이 복잡하고 많은 자료가 필요하기는 하나, 다른 방법의 한계를 극복할 수 있는 경험적베이즈(EB)방법을 채택한다.
- 사고유형 - 심각도별로 중앙분리대 설치 전과 후의 사고변화율 산정에 적합한가를 검정하기 위해 사고건 수차이가 통계적으로 유의한지를 분석하였다.
- 상관분석결과는과 같으며 , 사고유형별 사고 건수와 상관관계가 높게 나타난 변수를 이용하여 사고예측모형인 안전효율함수(SPF)를 구축하였다.
- 수집된 자료의 개요는<표 4>와 같다.수집된 자료는 지점별 사고자료 및 기하구조와의 매칭 (Maching) 을 통하여 본 연구에 적용하였다.
- 선정된 지점에 대하여 설치이력 및 사고자료(1997~2003년)를 수집하였다. 수집된 자료를 지점별로 구분하였으며, 지점별로 중앙분리대 설치 전·후의 사고유형. 심각도별 사고 건수 변화에 대한 신뢰성 분석을 위해 통계적 검정을 실시하였다.
- 다음으로 앞서 구축된 자료 중 통계적으로 유의한 사고유형. 심각도 자료를 이용하여 사고유형 및 심각도별로 사고 전환 효과를 도출하였다.
- . 심각도별로 SPF를 추정하였다. 이를 이용하여 사고 전환 효과를 산출하고자 한다.
- 우선 사고유형별 사고 건수 변화에 대한 통계적 유의성을 분석하였다. 분석 방법은 지점별로 중앙분리대 설치 전과 후의 사고 건수 차이 비교를 위해 2)대응표본 t~ 검정(신뢰수준: 95%)을 실시하였다.
- 우선 참조집단을 이용하여 SPF를 구축한다. SPF (Safety Performance Function) 란 유사지역의 평균사고빈도(E(k))를 나타내는 함수로 교통량 등 사고에 영향을 미치는 도로 교통환경 특성을 설명변수로 하여 구축할 수 있다.
- 심각도별 사고 건수 변화에 대한 신뢰성 분석을 위해 통계적 검정을 실시하였다. 이와 함께 사고감소 효과분석에 관한 기존연구를 고찰하여 분석방법론을 선정하였다. 다음으로 앞서 구축된 자료 중 통계적으로 유의한 사고유형.
- (2004)는 펜실베니아 州間 도로(Interstate Highway) 를 대상으로 도로 기하구조와 사고자료를 이용하여 중앙분리대 관련사고 심각도예측모형을 구축하였다. 중앙분리대 관련사고는 중 분대를 넘어가는 사고(Cross-Median Crash, 정면충돌사고) 와 중앙분리대 충돌사고(Median Barrier Crash) 로 설정하였다. 각 설명변수의 효과도 는 승산비 (Odds Ratio)로 설명되었는데, 분석 결과 중앙분리대를 넘어가는 사고발생여부는 약물, 곡선, 날씨, 종단경사 도가 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.
- 지점별 설치 전과 후의 사고 건수 차이변화가 유의한 사고유형에 대해서만 분석을 실시하였고, 심각도의 경우 유의한 사고유형에 대한 심각도별 건수를 분석하였다.
- 추정된 모형은 적합도 검정을 하게 되는데, 우선 반응변수와 설명변수 사이의 관계(부호의 방향)의 적합성을 검토하였다.
- 가드레일. 충격 흡수시설의 효과분석 연구결과를 토대로 메타분석(Meta Analysis)을 실시하였다. 중앙분리대에 대한 분석 결과 새로 설치했을 때 사고율은 29%(+25%~+32%) 증가하고, 사망사고는 32% (-14% ~-46%) 감소하며, 부 상사고는 2%(+4%~7%) 감소하는 것으로 나타났다.
- 현장 조사를 통해 중앙분리대가 설치된 166개 지점을 추출하여 중앙분리대 설치 이력, 도로 선형 자료 및 사고자료를 사업전.후 7년간(1997~2003년)수집하였다.
- 사고자료의 경우, 교통안전 분야에서 사고감소 효과 비교에 유의하다고 알려져있는 개선 전.후 3년의 자료를 이용하여 실질적인 감소 효과를 산출하였다. 사고자료는 통계적 검정을 실시하여 유의한 사고유형(후미.
대상 데이터
- 6km) 의 단일로 구간에 대한 현장 조사를 실시하여 중앙분리대가 설치된 166개 지점을 선정하였다. 선정된 지점에 대하여 설치이력 및 사고자료(1997~2003년)를 수집하였다. 수집된 자료를 지점별로 구분하였으며, 지점별로 중앙분리대 설치 전·후의 사고유형.
- 산정하였다. 실제 현장 조사를 통해 중앙분리대가 설치된 지점을 파악하였고, 설치 이력 및 '사고자료를 수집하였다. 사고자료의 경우, 교통안전 분야에서 사고감소 효과 비교에 유의하다고 알려져있는 개선 전.
- 우선 전라북도에 위치한 일반국도 4개 노선(108.6km) 의 단일로 구간에 대한 현장 조사를 실시하여 중앙분리대가 설치된 166개 지점을 선정하였다. 선정된 지점에 대하여 설치이력 및 사고자료(1997~2003년)를 수집하였다.
데이터처리
- 계수 값에 대한 검정은 귀무가설, Ho: 6 = 0'으로 설정한 후, X12 검정을 시행하였으며, p-value값이 작을 수록계수 값이 잘 추정된 것이므로, p-value 값이 작은 변수를 SPF에 이용하였다.
- 모형 전체의 적합도 검정은 이탈도①eviance)와 Pearson-x2 검정을 시행하였다. 이탈도는 포화모형과 적합 된 모형을 비교하는 우도비검정 (LRT: Likelihood Ratio Test)이며, 식(3)과 같이 나타낼 수 있다.
- 분석하였다. 분석 방법은 지점별로 중앙분리대 설치 전과 후의 사고 건수 차이 비교를 위해 2)대응표본 t~ 검정(신뢰수준: 95%)을 실시하였다.
- 사고유형별 추정치와 실제 사고 자료를 검정하는 방법으로 최소 제곱근 오차(Root Mean Square Error: RMSE) 를 이용하였다.
- 후 3년의 자료를 이용하여 실질적인 감소 효과를 산출하였다. 사고자료는 통계적 검정을 실시하여 유의한 사고유형(후미. 정면. 측면)에 대해서만 경험적 베이즈(Empirical Bayes) 방법을 사용하여 효과도를 산출하였다. 그 결과 중앙분리대 설치로 인해 일반적으로 알려져 있는 정면충돌 사고에는 사고감소효과가 있다는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다.
- 수집된 자료를 지점별로 구분하였으며, 지점별로 중앙분리대 설치 전·후의 사고유형. 심각도별 사고 건수 변화에 대한 신뢰성 분석을 위해 통계적 검정을 실시하였다. 이와 함께 사고감소 효과분석에 관한 기존연구를 고찰하여 분석방법론을 선정하였다.
성능/효과
- RMSE로 사고 심각도별로 구축한 SPF모형을 검정한 결과, 과 같이 직선 구간 사망사고(0.555), 곡선 구간 사망사고(0.063), 직선 구간 부 상사고(0.566), 곡선 구간 부상사고(0.665) 모두 양호한 추정력을 보였다.
- 중앙분리대 관련사고는 중 분대를 넘어가는 사고(Cross-Median Crash, 정면충돌사고) 와 중앙분리대 충돌사고(Median Barrier Crash) 로 설정하였다. 각 설명변수의 효과도 는 승산비 (Odds Ratio)로 설명되었는데, 분석 결과 중앙분리대를 넘어가는 사고발생여부는 약물, 곡선, 날씨, 종단경사 도가 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 중앙분리대 충돌사고의 심각도는 노면, 약물, 램프 존재 여부, 사고유형, 교통량 등에 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 사고 심각도 측면에서는 사망사고는 감소하나 부 상사고는 증가하는 것으로 분석되었다. 결론적으로 중앙분리대 설치로 인한 사고 전환이 실제로 일어나는 것으로 분석되었다. 따라서 향후 중앙분리대 설치 시, 이를 반영한 설치기준이 제시되어야 할 것으로 판단된다.
- 교통량, 구간길이, 교차밀도 등이 다른 8개 분석 결과선택되었고, 분석결과, 방향별 중앙분리대 교차가 사고감소 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 측면)에 대해서만 경험적 베이즈(Empirical Bayes) 방법을 사용하여 효과도를 산출하였다. 그 결과 중앙분리대 설치로 인해 일반적으로 알려져 있는 정면충돌 사고에는 사고감소효과가 있다는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다. 반면 정량적인 수치는 없이 단지 그럴 것이라는 추측만 있었던 곡선 부에서의 후미추돌사고 그리고 측면사고는 증가한다는 것을 알 수 있었다.
- 반면 정량적인 수치는 없이 단지 그럴 것이라는 추측만 있었던 곡선 부에서의 후미추돌사고 그리고 측면사고는 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한, 사고 심각도 측면에서 심각도가 높은 사망사고는 감소하지만, 심각도가 다소 낮은 부 상사고는 증가한다는 것을 본 연구를 통해 밝혔다.
- 그 결과 중앙분리대 설치로 인해 일반적으로 알려져 있는 정면충돌 사고에는 사고감소효과가 있다는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다. 반면 정량적인 수치는 없이 단지 그럴 것이라는 추측만 있었던 곡선 부에서의 후미추돌사고 그리고 측면사고는 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한, 사고 심각도 측면에서 심각도가 높은 사망사고는 감소하지만, 심각도가 다소 낮은 부 상사고는 증가한다는 것을 본 연구를 통해 밝혔다.
- 것으로 나타났다. 반면, 후미 추돌(곡선 구간), 측면충돌(전체구간)은 오히려 사고가 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 중앙분리대가 곡선 구간에서 운전자의 시거를 제약하여 후미추돌사고가 증가한 것으로 판단되며, 또한 장애물로 인식되어 측면사고가 증가하는 것으로 판단된다.
- 본 연구의 결과, 중앙분리대의 설치로 사고 건수는 감소하지만, 사고 유형별 구성비(%)에서는 변화가 있는 것으로 나타났다. 이는 향후 중앙분리대 설치 시 고려하여야 할 사항(다른 안전시설물과의 조합 등) 이라판단된다.
- 제시하였다 . 분석 결과 사망사고는 48.2%, 부상사고는 21.2% 감소시키는 것으로 나타났다.
- 측면사고의 심각도별 사고 건수를 이용하였다. 분석 결과 평균차이의 95%신뢰구간은 사망(0.03~0.11), 부상(0.47~0.73)이며, 이는 0을 포함하고 있지 않으므로 중앙분리대 설치 전과 후 동일지점의 사고 심각도별 사고건수에 변화가 있다. 라고 할 수 있다.
- 5>와 같은 결과를 도출 할 수 있었다. 분석결과 평균 차이의 95% 신뢰구간은 후미(1.83~3.78), 정면 (0.37-0.78), 측면(0.99~ 1.96)이며, 이는 0을 포함하고 있지 않으므로 중앙분리대 설치 전과 후 동일 지점의 사고유형별 사고 건수에 변화가 있다라고 할 수 있다. 즉, 중앙분리대 설치로 인해 후미.
- 나타났다. 사고 심각도 측면에서는 사망사고는 감소하나 부 상사고는 증가하는 것으로 분석되었다. 결론적으로 중앙분리대 설치로 인한 사고 전환이 실제로 일어나는 것으로 분석되었다.
- 사고 심각도별로 사고 전환 효과를 분석한 결과, 사망사고는 감소하는 것으로 나타나 중앙분리대 설치 효과가 사망사고에 효과적인 것으로 분석되었다. 반면, 부 상사고는 증가하는 것으로 나타났다.
- 사고유형별로 구축한 SPF 모형을 검정한 결과, 과 같이 후미 사고 직선 구간(0.232), 후미사고 곡선 구간(0.347), 정면사고 전체구간(0.553), 측면사고 직선 구간(0.309), 측면사고 곡선 구간(0.433) 모두 양호한 추정력을 보였다.
- 사고유형별로 사고 전환 효과를 분석한 결과, 후미추돌 (직선구간), 정면충돌(전체구간)의 경우에는 사고가 감소하는 것으로 나타났다. 반면, 후미 추돌(곡선 구간), 측면충돌(전체구간)은 오히려 사고가 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 중앙분리대가 곡선 구간에서 운전자의 시거를 제약하여 후미추돌사고가 증가한 것으로 판단되며, 또한 장애물로 인식되어 측면사고가 증가하는 것으로 판단된다.
- 상관분석결과는<표 6>과 같으며 , 사고유형별 사고 건수와 상관관계가 높게 나타난 변수를 이용하여 사고예측모형인 안전효율함수(SPF)를 구축하였다. 자료에 따라 직선 구간과 곡선구간을 구분하거나 통합하여 제시하였으며, 정면충돌의 경우, 자료수가 적어 구간을 구분할 경우 신뢰성에 문제가 있다고 판단하여 통합하였다. 사고유형별로 추정된 SPF는<표 7>과 같다.
- 방호 울타리가 없는 경우 중앙분리대 폭이 증가할수록 사고율은 감소하는 것으로 나타났다. 전체적으로 차량 간의 사고는 감소하였으나, 차량단독사고는 증가하거나 변화가 없었다.
- 기존에 주로 금속형 가드레일 (Metal Guardrail)이나 콘크리트형 가드레일(Concrete Guardrail)을 사용해 왔는데, 새롭게 케이블형 가드레일을 도입하면서 그 효과 도를 제시한 것이다. 정면충돌 사고는 사고건수가 워낙 적어 분석이 어려웠지만 사고 건수가 감소한 것으로 나타났고, EPDO는 증가했지만 사고 심각도 지수(Severity Index)는 적어져 전체적으로 안전도는 증가한 것으로 제시하고 있다.
- 중앙분리대 설치로 인한 사고유형과 사고심각도 전환 효과를 분석한 결과, 사고유형에서는 정면충돌사고는 줄어드나 후미추돌 및 측면충돌 사고는 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 사고 심각도 측면에서는 사망사고는 감소하나 부 상사고는 증가하는 것으로 분석되었다.
- 각 설명변수의 효과도 는 승산비 (Odds Ratio)로 설명되었는데, 분석 결과 중앙분리대를 넘어가는 사고발생여부는 약물, 곡선, 날씨, 종단경사 도가 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 중앙분리대 충돌사고의 심각도는 노면, 약물, 램프 존재 여부, 사고유형, 교통량 등에 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 중앙분리대 폭이 넓어 질수록 사고율은 감소하는 것으로 나타났다. Martin 과 Quincy (2001)은 프랑스의 도시간 연결 고속도로를 대상으로 중앙분리대의 형식별 효과를 분석하였다.
- 충격 흡수시설의 효과분석 연구결과를 토대로 메타분석(Meta Analysis)을 실시하였다. 중앙분리대에 대한 분석 결과 새로 설치했을 때 사고율은 29%(+25%~+32%) 증가하고, 사망사고는 32% (-14% ~-46%) 감소하며, 부 상사고는 2%(+4%~7%) 감소하는 것으로 나타났다.
- 사고유형별로 추정된 SPF는<표 7>과 같다. 추정된 SPF에 대한 검정은 Chi-square 값과 df(자유도)에 의해 계산되는 P-value를 이용하였으며, 사고 심각도별로 추정된 SPF 모형은 P-value가 1에 가까운 값을 나타내므로 적합하다고 판단된다.
후속연구
- 효과분석을 시행하였다. 분석결과로 정면충돌 사고, 야간사고, 사망사고에 효과적이라고 제시하고 이에 근거한 중앙분리대 설치를 제안하고 있다.
- 이러한 현실을 고려할 때 안전시설물별 사고전환효과의 분석이 필요하며, 시설물들이 조합되었을 경우 사고에 미치는 영향에 관한 분석이 필요할 것이다. 이러한 연구가 이루어진다면 도로의 안전도 향상에 많은 도움이 될 것이며, 예산의 낭비도 줄일 수 있을 것이다.
- 한 지점에 많은 시설물이 설치되면 운전자의 안전운행에 악영향을 미치기도 하고, 예산이 필요 이상으로 낭비되는 현상을 초래한다. 이러한 현실을 고려할 때 안전시설물별 사고전환효과의 분석이 필요하며, 시설물들이 조합되었을 경우 사고에 미치는 영향에 관한 분석이 필요할 것이다. 이러한 연구가 이루어진다면 도로의 안전도 향상에 많은 도움이 될 것이며, 예산의 낭비도 줄일 수 있을 것이다.
- 이는 향후 중앙분리대 설치 시 고려하여야 할 사항(다른 안전시설물과의 조합 등) 이라판단된다. 즉, 곡선부 진입 전에 설치되어 있는 중앙분리대는 높이를 낮추어서 전방의 시야확보를 가능하게한다던지, 시선유도봉 및 안내표지판을 설치하는 방법 등이 제고되어야 할 것이다.
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