도로환경요인과 교통사고의 상관분석 및 사고추정모형 개발 (청주시 4지 신호교차로를 중심으로) Correlation Analysis and Estimation Modeling Between Road Environmental Factors and Traffic Accidents (The Case of a 4-legged Signalized Intersections in Cheongju)원문보기
본 연구의 목적은 신호교차로의 교통사고 심각성을 인식하고, 교통사고의 특성분석과 관련변수와의 상관분석 및 사고추정모형을 개발하는 것이다. 이러한 목적하에 본 연구에서는 2004년도 청주시 총 교통사고건수 3,115건 중 1,183건이 발생한 4지 신호교차로 전체(181개소)를 대상으로 하였다. 신호교차로 사고에 영향을 줄 것으로 판단되는 ADT, 교차로 면적, 평균차로폭 및 종단경사 등 독립변수들과 교통사고건수, 교통사고율(MEV) 및 EPDO를 종속변수로 선정하여, 상관분석 및 다중회귀분석을 통해 추정모형을 개발하였다. 모형개발 결과, 교통사고건수의 경우 ADT 등 5개의 변수가 주요 요인으로 분석되었으며($R^2=0.612$), 교통사고율(MEV)의 경우 교차로면적 등 5개 변수가 주요 요인으로 분석되었다($R^2=0.304$). 또한 신호교차로 교통사고의 심각성 및 특성분석이라는 본 연구의 목적에 가장 부합되는 EPDO의 경우는 ADT, 주도로 평균차로폭, 상향종단경사, 제한속도 차 등 4개 변수가 주요 요인으로 분석되었다($R^2=0.559$)
본 연구의 목적은 신호교차로의 교통사고 심각성을 인식하고, 교통사고의 특성분석과 관련변수와의 상관분석 및 사고추정모형을 개발하는 것이다. 이러한 목적하에 본 연구에서는 2004년도 청주시 총 교통사고건수 3,115건 중 1,183건이 발생한 4지 신호교차로 전체(181개소)를 대상으로 하였다. 신호교차로 사고에 영향을 줄 것으로 판단되는 ADT, 교차로 면적, 평균차로폭 및 종단경사 등 독립변수들과 교통사고건수, 교통사고율(MEV) 및 EPDO를 종속변수로 선정하여, 상관분석 및 다중회귀분석을 통해 추정모형을 개발하였다. 모형개발 결과, 교통사고건수의 경우 ADT 등 5개의 변수가 주요 요인으로 분석되었으며($R^2=0.612$), 교통사고율(MEV)의 경우 교차로면적 등 5개 변수가 주요 요인으로 분석되었다($R^2=0.304$). 또한 신호교차로 교통사고의 심각성 및 특성분석이라는 본 연구의 목적에 가장 부합되는 EPDO의 경우는 ADT, 주도로 평균차로폭, 상향종단경사, 제한속도 차 등 4개 변수가 주요 요인으로 분석되었다($R^2=0.559$)
The purpose of this study is to develop a traffic characteristic analysis, a correlation analysis with the variables of traffic characteristics, and accident estimation models while recognizing the seriousness of the traffic accidents. The analyses deal with the 181 4-legged signalized intersections...
The purpose of this study is to develop a traffic characteristic analysis, a correlation analysis with the variables of traffic characteristics, and accident estimation models while recognizing the seriousness of the traffic accidents. The analyses deal with the 181 4-legged signalized intersections that accounted for 1,183 out of 3,115 accidents in Cheongju in 2004. After measuring ADT, intersection area, average lane width, elevation, and other items as independent variables and the number of traffic accidents, the traffic accident rate (accidents per million entering vehicles) and equivalent property damage only (EPDO) figures as dependent variables which are estimated as influencing signalized intersection accidents, the estimation models are developed using correlation analysis and multiple regression analysis. In the analysis of the number of traffic accidents, the model indicates an $R^2$ of 0.612, and five independent variables are taken as significant factors. In the analysis of traffic accident rates, the model indicates an $R^2$ of 0.304 and five significant factors, including intersection area and ADT. Also, for the analysis or the EPDO numbers, which coincides with understanding the seriousness of the traffic accidents and the traffic characteristic analysis, the model indicates an $R^2$ of 0.559, and four independent variables (ADT, main street average lane width, elevation, and speed limit) as significant factors.
The purpose of this study is to develop a traffic characteristic analysis, a correlation analysis with the variables of traffic characteristics, and accident estimation models while recognizing the seriousness of the traffic accidents. The analyses deal with the 181 4-legged signalized intersections that accounted for 1,183 out of 3,115 accidents in Cheongju in 2004. After measuring ADT, intersection area, average lane width, elevation, and other items as independent variables and the number of traffic accidents, the traffic accident rate (accidents per million entering vehicles) and equivalent property damage only (EPDO) figures as dependent variables which are estimated as influencing signalized intersection accidents, the estimation models are developed using correlation analysis and multiple regression analysis. In the analysis of the number of traffic accidents, the model indicates an $R^2$ of 0.612, and five independent variables are taken as significant factors. In the analysis of traffic accident rates, the model indicates an $R^2$ of 0.304 and five significant factors, including intersection area and ADT. Also, for the analysis or the EPDO numbers, which coincides with understanding the seriousness of the traffic accidents and the traffic characteristic analysis, the model indicates an $R^2$ of 0.559, and four independent variables (ADT, main street average lane width, elevation, and speed limit) as significant factors.
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문제 정의
따라서 본 연구는 기존 연구의 한계를 극복하기 위해 2004년도 청주시 4지 신호교차로 전체를 대상으로 포괄적인 도로환경 요인과 교통사고와의 상관관계 분석 및 사고추정 모형 을 개 발하는데 목적 을 두었으며 모형 개 발의 결과는 다음과 같다.
따라서 본 연구에서는 신호교차로의 교통사고 심각성을 인식하고, 교통사고발생건수 중 많은 비중을 차지하고 있는 4지 신호교차로를 대상으로 교통사고 특성분석과 관련 변수와의 상관분석 및 사고추정모형을 개발하고자 한다.
우리나라와 같이 일정 기준 이상 교통사고가 발생한 지점을 사고 잦은 곳으로 선정하는 것은 그 지점이 사고 발생율이 높다는 것만을 의미할 뿐 그 지점에서 발생한 교통사고가 얼마나 위험한지를 나타내는 것은 아니다. 따라서, 신호 교차로교통사고의 심각성 및 특성분석이라는 본 연구의 목적에 가장 부합되는 방법은 사고의 피해 심각도를 고려한 EPDO 방법이라고 판단된다.
9%를 차지하는 4지 신호교차로 181개소를 선정4)하게 되었다. 또한 신호교차로 사고에 많은 영향을 줄 것으로 판단되는 교차로의 모든 도로환경 요인들을 수집하여 교통사고에 영향을 주는 요소들을 찾아냈다. 이렇게 도출된 요소들을 변수로 정하고, 교통사고와 어떤 상관관계가 있는지를 분석하여 실제 사고와 가장 근사한 값을 추정하는 모형식을 개발하고자 한다.
또한 신호교차로 사고에 많은 영향을 줄 것으로 판단되는 교차로의 모든 도로환경 요인들을 수집하여 교통사고에 영향을 주는 요소들을 찾아냈다. 이렇게 도출된 요소들을 변수로 정하고, 교통사고와 어떤 상관관계가 있는지를 분석하여 실제 사고와 가장 근사한 값을 추정하는 모형식을 개발하고자 한다.
제안 방법
변수간의 상관관계를 분석하기 위하여 신뢰수준을 95%(a=0.05)로 하여 사고건수(YD, 백만 진입 차량 (MEV)당사고율(YE, EPDO%)를 종속변수로 하고 ADT(Xi), 주도로 평균차로폭원(X2), 부도로 평균차로 폭원(&), 상향종단경사(X4), 하향종단경사(Xs), 접근로 교차각(X6), 현시수(X7), 교통섬 (XQ 횡단보도(Xg), 좌회전차로(Xio), 우회전차로(Xu), 이중정지선(X12), 유턴구역수(X13), 제한속도차(X14), 교차로면적 (X15) 등을 독립변수(为)로 이용하였다.
본 연구에서 종속변수는 교차로에서 발생한 교통사고 건수를 토대로 하는 사고건수법 (빈도) , 교통량의 차이에 따라 안전도를 평가하는 백만진입차량당 사고율(ME V)5), 교통사고의 피해정도를 감안하는 대물피해사고 환산법(EPDO) 6)에 의한 사고건수로의 내용과 같으며 이러한 종속변수들은 다음과 같은 특성7)을 지닌다.
이를 다시 유입부(a, b, c, d), 유줄부(a, b, c, d), 횡단보도, 교차로내, 기타 지점으로 구분한 후 사고 발생 위치에 따라 세분화하였다.
대상 데이터
이들 연구의 대부분은 신호교차로 중 교통사고가 일정기준3)이상 발생한 일부 교차로만을 표본으로 선정하였거나, 수년간 사고 잦은 곳으로 선정된 지점들의 일부만을 대상으로 분석하였다는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기존 연구의 한계를 극복하기 위해 청주시 전체를 대상으로 2004년도 총교통사고 3, 115건 중 37.9%를 차지하는 4지 신호교차로 181개소를 선정4)하게 되었다. 또한 신호교차로 사고에 많은 영향을 줄 것으로 판단되는 교차로의 모든 도로환경 요인들을 수집하여 교통사고에 영향을 주는 요소들을 찾아냈다.
청주시 4지 신호교차로 교통사고 특성 분석을 위해 충북지방경찰청의 2004년도 사고자료 DB(TAMS), 도로교통안전관리공단(이하 공단)의 사고충돌도 자료, 공단에서 자체 조사한「2004년 청주시 전자 교통신호 체계 운영 및 교통량자료」를 이용하여 신호운영 및 교통 조건을 파악하였다. 현장조사를 통해 조사된 차로폭, 종단경사, 교차각, 현시수, 횡단보도, 교통섬, 이중정지선, 제한속도 등과 같은 교통사고 관련변수들을 EXCEL을 이용하여 정리하였으며 정리된 자료를 토대로 SPSS 12.
데이터처리
본 연구에서는을 이용하여 분석의 정확성을 높이기 위해 전체 교차로의 교통사고건수, 교통사고율, 대물피해사고 환산법 (EPDO)를 종속변수로 설정하여 단계별 회귀방법(Stepwise Regession)으로 다중 회귀분석을 실시하였다.
파악하였다. 현장조사를 통해 조사된 차로폭, 종단경사, 교차각, 현시수, 횡단보도, 교통섬, 이중정지선, 제한속도 등과 같은 교통사고 관련변수들을 EXCEL을 이용하여 정리하였으며 정리된 자료를 토대로 SPSS 12.0 을 이용하여 각 변수들의 상관관계 분석과 다중 회귀분석을 통한 추정모형을 제시하고자 한다.
성능/효과
EPDO에 대해 모형식을 개발한 결과는와 같으며 일평균교통량(ADT), 주도로 평균차로폭원, 종단경사 및 제한속도차 등의 관련변수를 고려한 모 형식의 설명력(I*) 값은 0.559로 분석되었다.
② 분석결과, 주도로 평균차로폭원(3.15m)보다 좁으면 사고가 증가하고, 차로폭원이 넓으면 사고가 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 도시부 도로의 일반적인 설계속도에 준하는 3.
③ 신호교차로의 특성상 교통사고에 미치는 종단경사의 영향은 미미하나, 동절기 노면결빙이나 우천 시 미끄럼으로 인한 사고가 빈번히 발생하므로 교차로 접근로의 종단경사 개선 및 미끄럼방지 시설 등의 설치가 필요한 것으로 나타났다.
000으로 나타났다. 교차로면적이 넓을수록, 종단경사가 클수록, 이중정지선이 많을수록 그리고 주도로 평균차로 폭원(3.15m)보다 좁을수록 사고율이 증가하였다. 또한 접근로의 제한속도 차이가 적을수록 사고율이 증가함은 주간선도로와 주간선도로가 교차되는 주요교차로에서 사고율이 높은 것을감안할 때 타당한 결과라 판단된다.
넷째, 독립변수들간의 관계에 있어서 ADT(Xi)와 교차로면적 (*5)의 상관계수는 0.693으로 두 변수간은 다 중공선 성의 문제가 있는 것으로 나타났다.
둘째, 교통사고율 추정모형의 경우 설명력값(R2) 은 김홍상(1998)의 경기도내 42개 교차로를 대상으로 한교통사고특성에 관한 연구에서 도출된 결과 0.323와 유사한 0.304로 분석되었다. 대부분의 교통사고는 어느 하나의 요인에 의하여 발생하는 것이 아니라 인적요인, 차량요인, 도로환경요인 중 어떠한 두 가지 이상 요인의 복합작용에 의해 교통사고의 98%이상이 발생하고 있다는 기존연구 결과를 감안하여 향후 연구에서는 다양한 요인들을 고려하는 것이 필요하다.
둘째, 사고율(丫2)과 비교적 높은 상관관계를 가지고 있는 것으로는 교차로면적 (X15), 상향경사(X4), 좌회전 차로(XG 등 이다.
15m)보다 좁으면 사고가 증가하고, 차로폭원이 넓으면 사고가 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 도시부 도로의 일반적인 설계속도에 준하는 3.25〜3.5m의 차로 폭원이 교통안전상 바람직한 것을 알 수 있다. 또한 교차로주변의 차로폭을 줄이는 불법주정차 차량, 버스베이 형식이 아닌 버스정류장이 교통사고에 상당한 영향을 주기 때문에 적극적인 단속과 구조개선이 필요함을 알 수 있다.
15m)보다 좁을수록 사고율이 증가하였다. 또한 접근로의 제한속도 차이가 적을수록 사고율이 증가함은 주간선도로와 주간선도로가 교차되는 주요교차로에서 사고율이 높은 것을감안할 때 타당한 결과라 판단된다.
00으로 통계적으로 모형이 유의한 것으로 나타났다. 사고건수는 일평균교통량이 증가할수록 , 횡단 보도 수가 많을수록, 종단경사가 클수록, 그리고 주도로 평균차로 폭원(3.15m)보다 좁을수록 사고가 증가함을 알 수 있었으며, 낮은 수치지만 제한속도 차이가 클수록 사고가 감소하고 있는 것은 속도가 높은 주간선 도로상의 교차로에서 많은 사고가 발생하고 있음을 고려할 때 적합한 결과라 판단된다.
셋째, 사고의 심각도를 나타낸 EPDO(Y3)의 경우는 교통사고 건수(Yi)와 같은 변수들이 상관관계를 유지하고 있음을 알 수 있다.
셋째, 청주시 4지 신호교차로의 안전성 향상을 위한 정책 수립 기초자료로서 본 연구의 목적에 부합되는 EPDO 모형식의 설명력값修)은 0.559로 변수들 간의 상관관계가 비교적 높게 나타났다. 주요 영향요인으로는 ADT, 주도로 평균차로폭원.
등 이다. 음의 상관관계로는 주도로 평균차로 폭원(&), 부도로 평균차로폭원(&), 교차각(XQ, 주도로와 부도로의 제 한속도차이 (X14)등으로 주도로 평균차로 폭원이 넓어지거나, 교차각이 90°에 가까울수록, 그리고 접근로의 제한속도에 차이가 클수록 사고가 적게 나타났다.
첫째, 교통사고건수(Y1)와 밀접한 양의 상관관계를 가지고 있는 것으로는 ADT(X1), 교차로면적(X15), 좌회전 차로(Xio) 등 이다. 음의 상관관계로는 주도로 평균차로 폭원(&), 부도로 평균차로폭원(&), 교차각(XQ, 주도로와 부도로의 제 한속도차이 (X14)등으로 주도로 평균차로 폭원이 넓어지거나, 교차각이 90°에 가까울수록, 그리고 접근로의 제한속도에 차이가 클수록 사고가 적게 나타났다.
첫째, 교통사고건수를 종속변수로 한 다중 회귀분석에서는 R2 값이 0.612으로 비교적 높은 상관관계를 보였으며 ADT, 주도로 평균차로폭원, 횡단보도수, 종단경사, 제한속도차이 등이 교통사고건수에 많은 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.
후속연구
304로 분석되었다. 대부분의 교통사고는 어느 하나의 요인에 의하여 발생하는 것이 아니라 인적요인, 차량요인, 도로환경요인 중 어떠한 두 가지 이상 요인의 복합작용에 의해 교통사고의 98%이상이 발생하고 있다는 기존연구 결과를 감안하여 향후 연구에서는 다양한 요인들을 고려하는 것이 필요하다.
둘째, 교통사고는 주변 지역의 토지이용 특성에 따라 차량 및 보행형태가 변화하므로 이를 정확히 설명할 수 있는 변수의 선택 및 적용에 대한 논리개발이 요구된다.
셋째, 사고추정을 위해 신호유무, 다양한 교차형태 및 다른 지역 교차로와의 비교 연구가 요구되며 교통사고가 불규칙하게 발생하고 있음을 고려할 때, 포아송 회귀분석 및 음이항 회귀분석 등의 비선형회귀분석을 이용한 추정모형 개발이 필요하다.
수년간 사고 잦은 곳으로 선정된 지점들을 대상으로 하고 있다. 이렇게 제한된 범위를 갖는 연구들은 교통사고의 건수는 적지만 심각도가 높은 다수의 교차로들을 분석에 포함하지 못함으로써 종합적 인 교통안전대 책 의 기 초자료로써의 활용성이 다소 떨어질 것으로 판단된다.
첫째, 단순히 도로환경요인만을 이용하여 교통사고와의 상관성을 분석하였으므로 향후 연구에서는 인적 요인과 차량요인 등을 복합적으로 고려한 설명력 높은 모형개발이 필요하다
참고문헌 (24)
강승림(2003), '고속도로 선형조건과 GIS기반 교통사고위험도지수 분석', 서울대학교 박사학위논 문
국토연구원(1996), '도로기하구조와 안전성의 상호관계분석'
김홍상(1987), '교통사고의 기술 방법에 관한 연구', 서독 칼스루에 공과대학 박사학위논문
김홍상(1998), '국도교차로 형태에 따른 교통사고 특성에 관한 연구', 한국과학재단
김효종(1997), '교통사고 유형에 미치는 영향요인 분석에 관한 연구', 전남대학교 박사학위논문
류승옥(2005), '고속도로 교차점의 기하구조와 교통사고의 관계설정 및 모형분석', 충북대학교 박사학위논문
박병호(1995), '충청권의 교통사고 예측모형 개발에 관한 연구', 대한교통학회지, 제13권, 제1호, 대한교통학회, pp.63-82
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