본 연구는 고속도로 교차점의 유형과 교통사고와의 관계를 다루고 있다. 본 연구의 목적은 교통사고가 교차점의 유형과 기하구조 설계요소에 따라 다르게 나타날 수 있다는 가설을 검증하는데 있다. 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, JCT와 IC 그리고 트럼펫 IC와 기타 유형의 IC 간의 사고 비교는 의미를 갖지 못하지만, 트럼펫 IC의 네 가지 유형별 차이는 의미가 있는 것으로 분석되었다. 즉 BO 형태의 트럼펫 IC는 타 형태의 트럼펫 IC보다 월등히 많은 교통사고를 나타내고 있다. 둘째, 가설검정을 통해 본선과의 교차각은 가능한 직각으로 설계하고 연결로 교통량이 많지 않은 한 1차로로 설계하는 것이 바람직하다고 나타났다. 이러한 연구결과는 장래 고속도로의 설계에서 보다 안전한 인터체인지의 유형결정과 기하구조 설계에 반영될 수 있는 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 도로 안전 측면에서 가능한 BO 형태의 인터체인지는 도입하지 않고, 교차각을 $90^{\circ}$가 되도록 설계하되, 인터체인지의 경우 연결로 교통량이 아주 많지 않다면 1차로로 설계하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
본 연구는 고속도로 교차점의 유형과 교통사고와의 관계를 다루고 있다. 본 연구의 목적은 교통사고가 교차점의 유형과 기하구조 설계요소에 따라 다르게 나타날 수 있다는 가설을 검증하는데 있다. 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, JCT와 IC 그리고 트럼펫 IC와 기타 유형의 IC 간의 사고 비교는 의미를 갖지 못하지만, 트럼펫 IC의 네 가지 유형별 차이는 의미가 있는 것으로 분석되었다. 즉 BO 형태의 트럼펫 IC는 타 형태의 트럼펫 IC보다 월등히 많은 교통사고를 나타내고 있다. 둘째, 가설검정을 통해 본선과의 교차각은 가능한 직각으로 설계하고 연결로 교통량이 많지 않은 한 1차로로 설계하는 것이 바람직하다고 나타났다. 이러한 연구결과는 장래 고속도로의 설계에서 보다 안전한 인터체인지의 유형결정과 기하구조 설계에 반영될 수 있는 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 도로 안전 측면에서 가능한 BO 형태의 인터체인지는 도입하지 않고, 교차각을 $90^{\circ}$가 되도록 설계하되, 인터체인지의 경우 연결로 교통량이 아주 많지 않다면 1차로로 설계하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
This research deals with the relations between intersection types and traffic accidents in the case of Korean expressways. The purpose of this research is to test the hypotheses that traffic accidents depend on intersection types and geometric design elements. The main research results are as follow...
This research deals with the relations between intersection types and traffic accidents in the case of Korean expressways. The purpose of this research is to test the hypotheses that traffic accidents depend on intersection types and geometric design elements. The main research results are as follows. First, the accident comparisons that are drawn from junctions with interchanges, and trumpet interchanges with other types of interchanges respectively displays no significant meaning. However, the differences among four types of trumpet interchanges are found to be meaningful. In other words, the BO type trumpet interchanges seem to have far more traffic accidents than other types of trumpet interchanges. Second, hypothesis tests show that approximately 90 degree and one lane connection roads have lower accident rates. Based on this research, the following directions can be suggested for the safer types of intersections and geometric design elements in freeway construction. From a road safety point of view, it is advisable not to introduce BO type interchanges. It is also desirable that the intersection angle should be approximately 90 degrees. Furthermore, it would be wise to design one lane roads if the connection road has low traffic volumes.
This research deals with the relations between intersection types and traffic accidents in the case of Korean expressways. The purpose of this research is to test the hypotheses that traffic accidents depend on intersection types and geometric design elements. The main research results are as follows. First, the accident comparisons that are drawn from junctions with interchanges, and trumpet interchanges with other types of interchanges respectively displays no significant meaning. However, the differences among four types of trumpet interchanges are found to be meaningful. In other words, the BO type trumpet interchanges seem to have far more traffic accidents than other types of trumpet interchanges. Second, hypothesis tests show that approximately 90 degree and one lane connection roads have lower accident rates. Based on this research, the following directions can be suggested for the safer types of intersections and geometric design elements in freeway construction. From a road safety point of view, it is advisable not to introduce BO type interchanges. It is also desirable that the intersection angle should be approximately 90 degrees. Furthermore, it would be wise to design one lane roads if the connection road has low traffic volumes.
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문제 정의
본 연구는 고속도로 교차점의 기하구조와 교통사고의 관계에 주 관점을 두고 교차점의 기하구조에 따라 교통사고가 다르게 나타날 수 있다는 가설을 검증하고자 한다. 이 연구는 장래 고속도로의 설계에서 보다 안전한 교차점의 형식결정과 기하구조 설계에 반영될 수 있는 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 전국의 고속도로 교차점을 형식별로 구분하고, 해당 교차점의 도면을 수집하여 기하구조의 특성을 조사하였다. 아울러 전국 고속도로교통량 통계로부터 수집된 O/D 교통량을 근거로 EMME/2를 활용하여 링크별 연평균일교통량을 추정하고, 전국 고속도로 교차점 교통사고기록카드로부터 교통사고 기록을 정리하였다.
물론 위의 논문은 고속도로 교차점 중 트럼펫 인터체인지에 중점을 둔 논문이므로 본 논문과는 연구대상에서도 큰 차이가 있다. 아울러 본 연구는 우리나라 고속도로 교차점과 같은 특수한 도로시설물에서 발생되는 교통사고의 원인을 밝히고자 시도된 연구로서, 교차점의 설계에 몇 가지 기준을 제시할 수 있다는 점에서 학문적인 기여와 아울러 실무적인 성과를 거둘 수 있으리라 기대된다.
본 연구는 고속도로 기하구조와 교통사고의 관계를 다루어 왔다. 연구의 목적은 교차점의 기하구조에 따라 교통사고가 다르게 나타난다는 가설을 검증하는데 있었다. 교차점 유형과 교통사고 차이에 대한 가설검정 결과, JCT와 IC 그리고 트럼펫 IC와 기타 유형의 IC 간의 사고 비교는 의미를 갖지 못하지만, 트럼펫 IC의 네 가지 유형별 차이는 의미가 있는 것으로 분석되었다.
가설 설정
‘교차점 유형별 (JCT와 IC, 트럼펫형과 기타, 그리고 트럼펫 AO, AU, BO 및 BU) 평균사고건수나 평균사고율은 동일하다’라는 귀무가설은 JCT와 IC, 트럼펫 IC와 기타 IC, 그리고 트럼펫형의 AO, AU, BO 및 BU로 구분하여 가설을 검정하였다.
① 귀무가설 Ⅰ : 교차점 유형별(JCT와 IC, 트럼펫형과 기타, 그리고 트럼펫 AO, AU, BO 및 BU) 평균사고건수(혹은 평균사고율)는 동일하다.
② 귀무가설 Ⅱ : 교차점의 교차각(교차각의 범위)에 따른 평균사고건수(혹은 평균사고율)는 동일하다.
③ 귀무가설 Ⅲ : 연결로(혹은 본선)별 차로 수에 따른 평균사고건수(혹은 평균사고율)는 동일하다.
제안 방법
‘교차점의 교차각(교차각의 범위)에 따른 평균사고건수나 평균사고율은 동일하다’라는 귀무가설을 검정하기 위하여, 본 연구는 교차점의 교차각 범위를 네 가지로 구분하여 검정을 실시하였다.
‘연결로(혹은 본선)별 차로 수에 따른 평균사고건수나 평균사고율은 동일하다’라는 귀무가설을 검정하기 위하여 본 연구는 검정대상을 전체교차점, IC, 트럼펫 IC, 기타 IC, 그리고 JCT의 5가지로 구분하여 해당 교차점 연결로 및 본선의 차로 수에 따른 평균사고건수와 평균사고율을 분석하였다.
교통량 자료는 한국도로공사의 ‘전국고속도로교통량 통계(1998～2003년)’로부터 조사 분류하되, 본 연구에 맞도록 재구성하였다.
교통사고 자료는 고속도로 교통사고기록이 DB로 전산화된 1998년 9월 1일부터 2003년 12월 31일까지의 자료이며, 고속도로의 기본구간을 제외한 도로시설물 중 사고발생률이 가장 높은 교차점에서의 사고를 중심으로 기하구조와 교통사고의 관계를 분석하였다.
더욱 JCT의 경우엔 방향별 자료가 없어 기종점 자료를 이용하여 산출해야 한다. 따라서 본 연구에서는 EMME/2라는 교통계획 패키지를 이용하여 교차점의 연결로별 교통량을 추정하였다.
본 연구는 전국 고속도로 구간의 교차점(JCT와 IC 포함) 233개소 중 자료획득이 가능한 교차점 195개소(약 83%)를 대상으로 하고 있다. 또한 본 연구에서는 교차점(intersection)의 형식을 우선 JCT(분기점: Junction)와 IC(인터체인지: Interchange)로 구분하고, IC는 트럼펫 인터체인지와 기타 형식으로 구분하여 조사 분석하였다. 또한 트럼펫 인터체인지는 그 형식(A형과 B형)과 연결로 형태(Over-pass와 Under-pass)로 나눈 네 가지(2×2)의 유형으로 구분하여1), 그에 따른 교통사고를 조사ㆍ분석하였다.
또한 트럼펫 인터체인지는 그 형식(A형과 B형)과 연결로 형태(Over-pass와 Under-pass)로 나눈 네 가지(2×2)의 유형으로 구분하여1), 그에 따른 교통사고를 조사ㆍ분석하였다.
본 연구는 교차점의 기하구조(교차점의 유형, 회전반경, 종단경사 등)와 교통사고 사이의 귀무가설을 설정하고 이를 검증하는 절차를 통해, 고속도로 교차점의 기하구조 설계에 필요한 몇 가지 방향을 제시한다는 차별성을 가지고 있다. 이것은 국내연구인 박병호·류승옥(2002)의 논문(가설검정을 하지 않았음)과도 차이가 있다.
본 연구에서는 우리나라 고속도로 교차점의 기하구조에서 발생한 교통사고와 직접 관련될 것으로 판단되는 곡선반경, 종단경사, 차로 수에 중점을 두어 분석한다. 이에 대한 자료는 총 194개의 교차점에 대한 설계도면을 바탕으로 해당 구간(link)별 기하구조를 직접 조사하여 코딩작업을 실시하였다.
본 연구에서는 전국의 고속도로 교차점을 형식별로 구분하고, 해당 교차점의 도면을 수집하여 기하구조의 특성을 조사하였다. 아울러 전국 고속도로교통량 통계로부터 수집된 O/D 교통량을 근거로 EMME/2를 활용하여 링크별 연평균일교통량을 추정하고, 전국 고속도로 교차점 교통사고기록카드로부터 교통사고 기록을 정리하였다.
여기에서 해당 구간은 JCT의 경우 두 개의 도로가 교차(4지형)하면 12개 구간, T자형(3지형)이면 6개 구간으로 나누고, IC의 경우엔 6개의 연결로와 요금정산소 구간의 양방향 2개 구간 총 8개의 구간으로 구분하였다.
이점호 등(2006)은 고속도로에서의 적절한 도로환경을 제공하기 위해서는 설계시 정확한 주행속도의 반영을 필수적으로 보고, 이를 예측할 수 있는 주행속도예측모형을 개발하였다. 영동고속도로를 대상으로 영향을 미치는 요인을 선형요소와 교통운영특성 요소로 분류하고, 분류한 요인을 중심으로 평면직선, 평면곡선 및 종단곡선구간의 구간별 상관분석을 통하여 주행속도에 영향을 미치는 요인을 선정하고 다중회귀모형을 이용하여 주행속도예측모형을 개발하였다.
‘교차점 유형별 (JCT와 IC, 트럼펫형과 기타, 그리고 트럼펫 AO, AU, BO 및 BU) 평균사고건수나 평균사고율은 동일하다’라는 귀무가설은 JCT와 IC, 트럼펫 IC와 기타 IC, 그리고 트럼펫형의 AO, AU, BO 및 BU로 구분하여 가설을 검정하였다. 이때 평균사고건수와 평균사고율은 해당 교차점 전체, 연결로, 그리고 본선 등의 세 구간으로 구분하여 다양한 검정을 실시하였다.
본 연구에서는 우리나라 고속도로 교차점의 기하구조에서 발생한 교통사고와 직접 관련될 것으로 판단되는 곡선반경, 종단경사, 차로 수에 중점을 두어 분석한다. 이에 대한 자료는 총 194개의 교차점에 대한 설계도면을 바탕으로 해당 구간(link)별 기하구조를 직접 조사하여 코딩작업을 실시하였다.
전술한 바와 같이 5가지의 귀무가설을 검정한 결과 매우 의미 있는 결과를 도출하였다.
대상 데이터
본 연구는 전국 고속도로 구간의 교차점(JCT와 IC 포함) 233개소 중 자료획득이 가능한 교차점 195개소(약 83%)를 대상으로 하고 있다. 또한 본 연구에서는 교차점(intersection)의 형식을 우선 JCT(분기점: Junction)와 IC(인터체인지: Interchange)로 구분하고, IC는 트럼펫 인터체인지와 기타 형식으로 구분하여 조사 분석하였다.
본 연구에서는 위의 교차점 중 교통량, 사고통계기록 및 기하구조에 관한 자료 획득이 가능한 교차점으로서 인터체인지 198개 중 175개(트럼펫형 인터첸인지 156개중 142개와 기타 인터체인지 42개중 33개), 그리고 분기점 35개 중 20개를 분석대상 교차점으로 선정(전체 교차로의 약 85%)하였다.
교차점의 교통사고 자료는 본 연구에서 종속변수가 되는 중요한 자료이다. 본 연구의 사고자료는 교차점의 교통사고 DB가 전산화되기 시작한 1998년 9월 1일부터 2003년 12월 31일까지의 사고기록이다. ‘교통(안전)사고발생속보’라는 기록지를 통해 조사된 램프 교통사고 건수는 667건이며, 본선 사고는 14건이다.
이론/모형
강민욱 등(2002)은 사고예측과 예방을 위해서는 실제적으로 도로설계과정에서 제어가 가능한 도로 기하구조 요소에 대한 사고관계를 파악해야 함을 인지하고, 한국도로공사의 호남고속도로 5년(1996~2000)간 자료를 이용하여 음이항회귀모형을 개발하였다. 구간분할법을 이용하여 배향곡선구간과 단일곡선구간에 대하여 사고분석을 하였으며, 기하구조 요소로는 차량노출계수, 곡선반경, 단위거리 당 편경사 변화값 등을 모형에 적용하였다.
성능/효과
교차각과 차로 수에 대한 가설검정 결과, 본선과의 교차각이 90°에 가까울수록 사고가 적게 발생(강한 논리)하며, 인터체인지의 경우 연결로가 1차로일 경우 교통사고가 적게 발생(약한 논리)한 것으로 분석된다.
연구의 목적은 교차점의 기하구조에 따라 교통사고가 다르게 나타난다는 가설을 검증하는데 있었다. 교차점 유형과 교통사고 차이에 대한 가설검정 결과, JCT와 IC 그리고 트럼펫 IC와 기타 유형의 IC 간의 사고 비교는 의미를 갖지 못하지만, 트럼펫 IC의 네 가지 유형별 차이는 의미가 있는 것으로 분석되었다. 즉 BO 형태의 트럼펫 IC는 타 형태의 트럼펫 IC보다 월등히 많은 교통사고를 나타내고 있다.
그 결과 검정결과는 전체평균, 연결로평균, 그리고 본선평균 모두 귀무가설을 기각하고 있다. 따라서 교차점의 교차각에 따른 교통사고건수나 교통사고율의 차이는 의미가 있는 것(강한 논리)으로 분석된다.
첫째, 분기점과 인터체인지 간의 교통사고건수나 교통사고율의 비교는 의미가 없는 것(약한 논리)으로 분석된다. 둘째, 트럼펫 유형이 기타 유형에 비해 덜 안전한 것(매우 약한 논리)으로 파악된다. 셋째, 트럼펫 인터체인지의 네 가지 유형별 차이는 의미가 있는 것(매우 강한 논리)으로 분석된다.
또한 연결로 평균 사고건수의 경우만 귀무가설이 기각될 뿐, 나머지 연결로 사고율, 본선 사고건수 및 사고율의 경우에도 귀무가설이 기각될 수 없다. 따라서 전체 평균값의 측면에서 분석하면, 기타 유형 IC가 트럼펫 유형이 기타 유형에 비해 안전하다(매우 약한 논리: 한 항목에서만 기각)고 결론지을 수 없다.
또한 교차점의 교차각과 연결로의 차로 수에 따른 교통사고 차이에 대한 가설검정 결과, 직각교차일수록 그리고 연결로의 차로수가 1차로일 경우에 교통사고가 적게 발생하는 것으로 분석된다.
김태영ㆍ박병호(2007)는 트럼펫 IC 연결로의 회전방향과 종단경사와의 조합 및 회전반경과 곡선반경과의 조합에 따른 교통사고와의 관계를 분석하였다. 램프의 운전조건과 교통사고분석을 위해 3가지의 귀무가설을 설정하고 이를 t-검정을 통하여 검정하였으며, 그 결과 우회전 이동류가 좌회전에 비해 더 위험한 것으로 결론내리고 있다.
아울러 트럼펫 인터체인지의 루프와 S형 방향에 따라<그림 2>와 같이 A형과 B형으로 구분되며, 위의 연결로가 본선을 위로(O형) 혹은 아래로(U형) 통과하느냐에 따라 그 형태가 결정된다. 본 연구에서는 트럼펫 인터체인지 142개중 AO형은 38개, AU형 42개, BO형 27개 그리고 BU형 35개이므로, 통계분석에 충분한 관측 수가 되는 것으로 판단된다. 기타 유형의 인터체인지는 다이아몬드, 3지 다이아몬드 등 다양한 형태로 해당 교차점 수는 33개로, 교차점은 클로버, 변형클로버, 준 직결, 트럼펫 등 다양한 형태로 해당 교차점 수는 20개소이다.
분석결과, 전체 교차점, IC 및 트럼펫 IC의 연결로 사고건수와 전체 IC 및 기타 IC의 연결로 사고율에 대한 귀무가설은 기각된다. 따라서 트럼펫 IC 교차점 연결로 구간의 경우 차로 수별 차이는 의미가 있는 것으로 분석된다.
둘째, 트럼펫 유형이 기타 유형에 비해 덜 안전한 것(매우 약한 논리)으로 파악된다. 셋째, 트럼펫 인터체인지의 네 가지 유형별 차이는 의미가 있는 것(매우 강한 논리)으로 분석된다.
이것을 종합하면, 지형적 제약조건이 없다면, 가능한 교차각을 90°가 되도록 설계하되, 인터체인지의 경우 연결로 교통량이 아주 많지 않다면 1차로로 설계하는 것이 교통안전 관점에서 바람직하다고 판단된다.
이러한 세 가지의 결론을 종합 정리하면, 교통안전 측면에서 JCT와 IC의 비교는 무의미하지만, 인터체인지의 형태에서는 트럼펫이 다소 덜 안전하고, 트럼펫 인터체인지 중에서는 BO 형태가 가장 위험하다는 것이다. 따라서 교통안전 측면에서 가능한 BO 형태의 인터체인지는 도입하지 않은 것이 바람직하다고 판단된다.
전체교차점 연결로의 기술통계결과 연평균사고건수 0.69건, 그리고 평균사고율 0.01로 분석되고, 트럼펫 IC만을 분석대상으로 한 기술통계 분석 결과는 연평균사고건수 0.72건, 그리고 평균사고율 0.01로 파악되었다.
우선 교차점의 유형에 대한 가설검정 결과는 다음 3가지이다. 첫째, 분기점과 인터체인지 간의 교통사고건수나 교통사고율의 비교는 의미가 없는 것(약한 논리)으로 분석된다. 둘째, 트럼펫 유형이 기타 유형에 비해 덜 안전한 것(매우 약한 논리)으로 파악된다.
한편, 트럼펫 인터체인지의 네 가지 유형, 즉 AO, AU, BO 및 BU를 대상으로 가설을 검정한 결과, 전체와 연결로 평균 사고건수와 사고율은 BO유형이 가장 높고, 나머지 세 유형은 비슷한 수준을 보이고 있다.
후속연구
따라서 이러한 한계를 고려하여 향후 연구되어야 할 사항들을 제시하면 다음과 같다. 우선, 본 연구에서 감안하지 못한 교차점의 다양한 기하구조를 감안한 연구가 필요하다. 즉, 완화구간, 편경사, 시거, 경사구간의 길이, 종단곡선, 횡단경사, 포장상태, 미끄럼저항, 가·감속차로, 방호시설 등의 기하구조를 조사하여 교통사고와의 관계검토가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구는 고속도로 교차점의 기하구조와 교통사고의 관계에 주 관점을 두고 교차점의 기하구조에 따라 교통사고가 다르게 나타날 수 있다는 가설을 검증하고자 한다. 이 연구는 장래 고속도로의 설계에서 보다 안전한 교차점의 형식결정과 기하구조 설계에 반영될 수 있는 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
우선, 본 연구에서 감안하지 못한 교차점의 다양한 기하구조를 감안한 연구가 필요하다. 즉, 완화구간, 편경사, 시거, 경사구간의 길이, 종단곡선, 횡단경사, 포장상태, 미끄럼저항, 가·감속차로, 방호시설 등의 기하구조를 조사하여 교통사고와의 관계검토가 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라의 고속도로는 2006년 기준 총 연장 몇 키로미터인가?
우리나라는 1960년대 후반 경인고속도로 건설을 시작으로 2006년 현재 총 연장 2,968㎞의 고속도로가 건설되었다. 이에 따라 교차점(JCT나 I.
2003년 기준 우리나라 고속도로의 교차점은 몇 개소인가?
우리나라 고속도로의 교차점은 2003년 말 현재 233개소이다4). 이 중 인터체인지는 198개소로 그 형태는 트럼펫, 변형 트럼펫, 준직결 등 다양하며, 분기점은 35개소로 그 형태 또한 클로버, 변형클로버, 준직결, 트럼펫 등 다양하다.
고속도로 인터체인지에서 발생하는 교통사고는 어떤 측면의 복합적인 요인에 의해 시공간적으로 발생하는가?
이러한 교통사고는 운전자, 차량, 도로여건 등 여러 가지 측면의 복합적인 요인에 의해 시ㆍ공간적으로 발생한다. 고속도로 교차점은 교통류의 분류와 합류가 발생하여 교통사고의 잠재 위험이 매우 높은 지점이다.
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