교통신호기의 설치목적 중 하나는 교통신호기를 통해 차량의 이동을 명확히 규제하여 교통사고를 사전에 방지하는데 있다. 하지만, 부적절한 신호기 위치로 인해 교차로에 접근하는 운전자가 안전운행에 필요한 행태를 나타내지 못한다면, 교통 안전도를 높이기 위한 방안으로 현장상황에 적합한 설치기준 또는 권고사항이 현장조사 및 분석을 통해서 제시되어야 할 필요가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 도심 신호교차로의 신호기 위치가 교차로에 접근하는 운전자의 운전행태에 미치는 영향을 분석하였다. 분석한 결과, 신호기 위치는 딜레마존을 형성하는 운전자의 감속시작지점과 접근속도에 따른 딜레마존 분포에 영향을 미치며, 더욱이 딜레마존 안전율과 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구는 신호교차로의 교통안전도를 향상하기 위한 대안으로 교통신호기를 정지선 근처로 이설 또는 설치하는 방안을 다룬 신호기 설치운영 권고안을 제안하여 현장 활용도를 제고하고자 하였다.
교통신호기의 설치목적 중 하나는 교통신호기를 통해 차량의 이동을 명확히 규제하여 교통사고를 사전에 방지하는데 있다. 하지만, 부적절한 신호기 위치로 인해 교차로에 접근하는 운전자가 안전운행에 필요한 행태를 나타내지 못한다면, 교통 안전도를 높이기 위한 방안으로 현장상황에 적합한 설치기준 또는 권고사항이 현장조사 및 분석을 통해서 제시되어야 할 필요가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 도심 신호교차로의 신호기 위치가 교차로에 접근하는 운전자의 운전행태에 미치는 영향을 분석하였다. 분석한 결과, 신호기 위치는 딜레마존을 형성하는 운전자의 감속시작지점과 접근속도에 따른 딜레마존 분포에 영향을 미치며, 더욱이 딜레마존 안전율과 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구는 신호교차로의 교통안전도를 향상하기 위한 대안으로 교통신호기를 정지선 근처로 이설 또는 설치하는 방안을 다룬 신호기 설치운영 권고안을 제안하여 현장 활용도를 제고하고자 하였다.
One of purposes of installing signals at intersections is to protect traffic conflicts and accidents from occurring by means of arranging the right-of-way of travel more clearly. On the other hand, the installation of signals, and especially their location, can also have negative effects on safety. ...
One of purposes of installing signals at intersections is to protect traffic conflicts and accidents from occurring by means of arranging the right-of-way of travel more clearly. On the other hand, the installation of signals, and especially their location, can also have negative effects on safety. Therefore, the location of signals is of great importance. To secure a high safety level for urban signalized intersection, efforts are required to introduce a comprehensive recommendation or guideline for safety aspects of signal installation that takes local conditions into account. In this context, this reports on a study that analyzed the influence of signal location on the behavior of drivers who approach a signalized intersection in urban area. As a result, the study found out that the traffic signal location strongly affects the braking point of the Dilemma Zone(DZ), and the braking point of the DZ based on driving speed. Also, in terms of design layout, it has been illustrated that there is a close relation between signal location and road safety, especially DZ safety. Finally, this paper proposes a practical recommendation for signal installation related to how to locate the signal in practice for the sake of securing the safety level of signalized intersection.
One of purposes of installing signals at intersections is to protect traffic conflicts and accidents from occurring by means of arranging the right-of-way of travel more clearly. On the other hand, the installation of signals, and especially their location, can also have negative effects on safety. Therefore, the location of signals is of great importance. To secure a high safety level for urban signalized intersection, efforts are required to introduce a comprehensive recommendation or guideline for safety aspects of signal installation that takes local conditions into account. In this context, this reports on a study that analyzed the influence of signal location on the behavior of drivers who approach a signalized intersection in urban area. As a result, the study found out that the traffic signal location strongly affects the braking point of the Dilemma Zone(DZ), and the braking point of the DZ based on driving speed. Also, in terms of design layout, it has been illustrated that there is a close relation between signal location and road safety, especially DZ safety. Finally, this paper proposes a practical recommendation for signal installation related to how to locate the signal in practice for the sake of securing the safety level of signalized intersection.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 신호기 위치가 운전자의 주행행태에 미치는 영향을 분석하였다. 구체적으로 도심 4지-신호교차로를 대상으로 황색등이 등화되는 시점에 교차로로 접근하는 운전자의 반응으로 발생되는 딜레마존 분포의 특성을 분석하였다.
이에 본 연구에서는 연구결과를 토대로 도심 내 신호교차로에서 적용할 수 있는 신호기 설치운영에 관한 권고안을 에 제안하였다.
이에, 본 연구는 신호가 녹색에서 황색으로 변경되는 순간에 감속을 시작하여 정지선에 정지하는 그룹 내 선두차량만을 분석대상으로 하여 신호변경에 대한 운전자 반응의 순수성을 확보하고자 하였다.
가설 설정
따라서, 본 연구에서는 분석대상인 4개의 신호교차로 접근로를 주행하는 운전자 그룹의 접근속도를 대상으로, 연구의 귀무가설 H0 (신호기 설치위치에 따른 운전자 그룹의 특성이 통계적으로 동일함)와 대립가설 H1 (통계적으로 다름)을 95% 신뢰수준으로 설정하였다.
제안 방법
이에 본 연구에서는 신호기 위치가 운전자의 주행행태에 미치는 영향을 분석하였다. 구체적으로 도심 4지-신호교차로를 대상으로 황색등이 등화되는 시점에 교차로로 접근하는 운전자의 반응으로 발생되는 딜레마존 분포의 특성을 분석하였다. 또한, 다양한 신호기 위치에 따른 딜레마존의 안전율(safety margin)을 평가하기 위해, 최소정시지거 개념을 도입하여 비교․분석함으로써 교차로 설계요소 제어를 통한 딜레마존 보호가 교차로 안전도를 높이는데 효과가 있음을 실증적으로 입증하였다.
또한, 딜레마존이 형성되기에 부적합한 피크시를 제외하고, 접근로를 주행하는 운전자의 주행행태를 접근로 후방(upstream)에서 영상 촬영하였다. 기록된 영상은 실험실에서 데이터 추출기준에 적합한 샘플만을 추출하고, 이들 샘플이 갖는 속성을 통계 및 수리적으로 해석하였다.
신호기 위치에 따른 딜레마존 안전율 분석을 위해서 딜레마존을 형성하는 운전자의 감속시작지점 분포를 도출하고, 운전자의 감속시작지점과 접근속도의 관련성을 해석하였다. 또한, 도로안전 측면에서 도로설계의 기본 요소인 최소정지시거를 도입하여, 딜레마존 분포가 지닌 안전율을 도로설계 측면에서 비교・평가하였다.
자료 수집을 위한 현장조사는 2006년 5월 8일～7월 14일까지 주말과 우천 시를 제외한 평일에 실시하였다. 또한, 딜레마존이 형성되기에 부적합한 피크시를 제외하고, 접근로를 주행하는 운전자의 주행행태를 접근로 후방(upstream)에서 영상 촬영하였다. 기록된 영상은 실험실에서 데이터 추출기준에 적합한 샘플만을 추출하고, 이들 샘플이 갖는 속성을 통계 및 수리적으로 해석하였다.
또한, 다양한 신호기 위치에 따른 딜레마존의 안전율(safety margin)을 평가하기 위해, 최소정시지거 개념을 도입하여 비교․분석함으로써 교차로 설계요소 제어를 통한 딜레마존 보호가 교차로 안전도를 높이는데 효과가 있음을 실증적으로 입증하였다. 마지막으로 분석된 결과에 기초하여, 도심 신호교차로에 적용이 가능한 신호기의 설치운영 권고안을 제안하였다.
신호기 위치에 따른 딜레마존 안전율 분석을 위해서 딜레마존을 형성하는 운전자의 감속시작지점 분포를 도출하고, 운전자의 감속시작지점과 접근속도의 관련성을 해석하였다. 또한, 도로안전 측면에서 도로설계의 기본 요소인 최소정지시거를 도입하여, 딜레마존 분포가 지닌 안전율을 도로설계 측면에서 비교・평가하였다.
데이터 조사지점의 최고속도제한이 60km/h이나, 85th에 해당하는 운전자가 이보다 높은 속도로 주행하였고, 평균에 해당하는 운전자들은 최고속도제한보다 10km/h 정도 낮은 속도분포를 나타내었다. 이에, 속도별 그룹의 하위 값을 50km/로 설정하였고, 10km/h씩 차이를 두어 50km/h 미만, 50-60km/h, 60-70km/h, 70km/h 이상으로 4개의 그룹을 분류하였다.
대상 데이터
도심내 신호교차로에서 신호기 위치와 딜레마존을 분석하기 위한 조사대상 도시로 지난 2002년부터 신호기 위치조정을 실시한 전주시를 대상으로 하였다.
신호교차로에서 딜레마존은 주어진 황색신호에 운전자가 정지 혹은 통과를 판단한 시점부터 시작되며 이에 반응한 차량으로 규정되나, 사실상 이미 교차로를 통과한 차량이 보이는 딜레마존을 규정하는 것을 매우 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 황색신호를 인지한 후 정지선에 정지한 그룹 내 선두차량만을 분석대상으로 하였다.
이는 선두차량을 제외한 그룹 내 차량들은 신호가 녹색에서 황색으로 변경되는 시각과 동시에 그룹 내 선행 차량 또는 선두 차량의 감속(브레이크) 행태에 영향을 받기 때문이다. 따라서, 황색신호 등화 순간 그룹의 선두차량 주변에 장애요인(선행차량) 없이 정지선에 정지한 (4)의 경우만 분석데이터로 추출하였다.
연구의 공간적 범위는 시범적으로 신호기 위치 조정사업이 시행된 전주시를 대상으로 최고속도제한이 60km/h로 설정되어 있는 도심 신호교차로의 접근로로 설정하였다.
조사대상 지점에서 51시간 동안 비디오 촬영이 수행되어, 전체 1080 주기 동안 54564대의 차량이 관측되었다. 이중에서 본 연구의 데이터 추출기준에 적합한 122개의 분석 자료가 획득되었다.
자료 수집을 위한 현장조사는 2006년 5월 8일～7월 14일까지 주말과 우천 시를 제외한 평일에 실시하였다. 또한, 딜레마존이 형성되기에 부적합한 피크시를 제외하고, 접근로를 주행하는 운전자의 주행행태를 접근로 후방(upstream)에서 영상 촬영하였다.
조사대상 지점에서 51시간 동안 비디오 촬영이 수행되어, 전체 1080 주기 동안 54564대의 차량이 관측되었다. 이중에서 본 연구의 데이터 추출기준에 적합한 122개의 분석 자료가 획득되었다.
성능/효과
결론적으로 신호기가 정지선으로부터 가까이 설치될수록, 운전자는 비교적 여유 있는 판단과 반응을 나타내므로 교차로의 안전도는 높아질 수 있을 것으로 판단된다.
이는 잠재적으로 자동차와 보행자, 자동차와 자동차의 상충 발생빈도를 높이는 잠재원인이 될 수 있다. 그러므로, 본 연구결과에 따라서 교통신호기를 정지선 근처로 이설 또는 설치하는 것이 가장 바람직하다.
<표 5>는 주행속도별 신호기 위치가 딜레마존 형성에 미치는 영향을 분석한 결과이다. 데이터 조사지점의 최고속도제한이 60km/h이나, 85th에 해당하는 운전자가 이보다 높은 속도로 주행하였고, 평균에 해당하는 운전자들은 최고속도제한보다 10km/h 정도 낮은 속도분포를 나타내었다. 이에, 속도별 그룹의 하위 값을 50km/로 설정하였고, 10km/h씩 차이를 두어 50km/h 미만, 50-60km/h, 60-70km/h, 70km/h 이상으로 4개의 그룹을 분류하였다.
구체적으로 도심 4지-신호교차로를 대상으로 황색등이 등화되는 시점에 교차로로 접근하는 운전자의 반응으로 발생되는 딜레마존 분포의 특성을 분석하였다. 또한, 다양한 신호기 위치에 따른 딜레마존의 안전율(safety margin)을 평가하기 위해, 최소정시지거 개념을 도입하여 비교․분석함으로써 교차로 설계요소 제어를 통한 딜레마존 보호가 교차로 안전도를 높이는데 효과가 있음을 실증적으로 입증하였다. 마지막으로 분석된 결과에 기초하여, 도심 신호교차로에 적용이 가능한 신호기의 설치운영 권고안을 제안하였다.
신호기 설치위치가 딜레마존 형성 즉, 운전자의 주행특성에 영향을 미치는 것은 명백한 사실이다. 분석결과, 신호기 위치가 정지선에서부터 멀어지면 황색신호 등화시 운전자가 안전하게 정지할 수 있는 영역이 줄어들게 된다. 이는 운전자가 정지선 앞에서 정지하는 것을 원하여도 정지할 수 없기 때문에, 횡단보도를 침범하거나 교차로 내에 정지할 수밖에 없는 상황이 발생한다.
신호기 위치별 평균 접근속도를 분석한 결과, 신호기 위치가 11.8m인 경우에는 49.97km/h이며, 신호기 위치가 조정되지 않은 세 지점 31.0m, 48.5m, 67.0m의 경우에는 각각 60.88km/h, 50.25km/h, 55.89km/h로 나타났다. <표 3>은 신호기 설치위치와 접근속도의 분석결과이다.
05보다 작으므로 신뢰수준 95%에서 귀무가설( H0 )이 기각된다. 즉, 신호기 설치위치가 조정된 경우(11.8m)와 조정되지 않은 경우(31.0m, 48.5m, 67.0m) 에 해당하는 차량군의 접근속도 분포는 통계적으로 차이가 있는 것으로 분석되었다. 따라서, 도심 4지-신호교차로에서 신호기를 설치할 경우에는 운전자의 주행특성 반영이 필요한 것으로 판단된다.
후속연구
본 연구는 전주시의 도심 4개 신호교차로를 대상으로 자료 조사를 수행하였기 때문에 자료수집 부분에 연구의 한계가 있지만, 경험 자료(empirical data)를 분석한 것이므로 분석결과의 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구는 신호기 위치와 운전자의 정지행태뿐만 아니라 교통사고와의 관련성, 신호기 설치위치 전략에 대한 경험적 고찰 등을 고려하지 못한 한계가 있다. 이러한 심층연구는 보다 현실 상황에 적합하고 교통안전을 향상시킬 수 있는 측면에서 향후 진행되어야 할 연구과제로 제안한다.
본 연구는 전주시의 도심 4개 신호교차로를 대상으로 자료 조사를 수행하였기 때문에 자료수집 부분에 연구의 한계가 있지만, 경험 자료(empirical data)를 분석한 것이므로 분석결과의 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구는 신호기 위치와 운전자의 정지행태뿐만 아니라 교통사고와의 관련성, 신호기 설치위치 전략에 대한 경험적 고찰 등을 고려하지 못한 한계가 있다.
또한, 본 연구는 신호기 위치와 운전자의 정지행태뿐만 아니라 교통사고와의 관련성, 신호기 설치위치 전략에 대한 경험적 고찰 등을 고려하지 못한 한계가 있다. 이러한 심층연구는 보다 현실 상황에 적합하고 교통안전을 향상시킬 수 있는 측면에서 향후 진행되어야 할 연구과제로 제안한다.
만약, 딜레마존이 최소정지시거보다 짧으면, 운전자들이 정지선 앞에 정지하려 해도 정지선을 지나 교차로 내에서 정지할 수밖에 없다. 이와 반대로 딜레마존이 최소정지시거의 밖에 위치하며 운전자가 정지선 앞에 정지하는 행태가 보다 수월해질 것이다. 이와 같이 딜레마존과 최소정지시거는 안전측면에 있어서 매우 밀접한 관련을 맺고 있다.
제안된 은 신호기 설치 운영자로 하여금 신규 설치와 기존에 운영중인 신호기의 운영상 안전성을 부여할 수 있는 의사결정지원체로 활용이 가능하다.
서론에서 언급하였듯이 교통신호기의 설치목적은 교통신호기를 통해 차량의 이동을 명확히 규제하여 교통사고를 사전에 방지하는데 있다. 하지만, 부적절한 신호등 위치로 인해 운전자에게 안전성을 제공하지 못한다면, 보다 현실 상황에 맞는 새로운 설치기준 또는 권고사항이 현장자료를 이용한 분석결과를 토대로 제시되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
운전자의 순응은 무엇이며, 의미하는 바는?
순기능의 효과는 운전자의 순응뿐만 아니라 체계적인 신호운영에 의해 향상된다고 할 수 있다. 운전자의 순응이란 신호변화에 따른 운전자의 반응으로 이것은 운전자가 녹색 등화에 통과를 적색 등화에 정지의 반응을 보여야 함을 의미한다. 그러나, 황색신호에는 운전자가 정지 혹은 통과를 쉽게 판단할 수 없는 딜레마존이 발생되어 교통신호기의 순기능을 저감시킨다.
교통신호기는 무엇이며, 어떤 순기능을 지녔는가?
교통신호기는 교통통행에 우선권을 부여하는 교통안전시설물로 교통사고를 미연에 방지하는 순기능을 지닌다. 순기능의 효과는 운전자의 순응뿐만 아니라 체계적인 신호운영에 의해 향상된다고 할 수 있다.
딜레마존과 관련해 많은 운전자들은 어떤 운전 행태를 나타내곤 하는가?
, 1960, Martin and Kalyani, 2003)으로 정의된 바 있다. 실제로, 많은 운전자들이 황색등이 등화되는 시점에 통과를 시도하여 적색등이 등 화된 상태로 교차로를 통과하는 행태를 나타내곤 한다. 이것은 명백한 위법이며, 더욱이 측각, 직각, 후미 사고를 부추기는 원인이 된다.
참고문헌 (11)
경찰청(2005), 교통신호기 설치？관리 매뉴얼
도로교통안전관리공단 교통과학연구원(1998), 교통신호기 설치기준 연구III
이수범, 장명순, 도철웅, 김원철(2001), 인적요인이 도로설계에 미치는 영향(1단계) -교차로 구간에서 운전자 행태 분석을 중심으로-, 연구총서 2001-01, 교통개발연구원？한양대학교 첨단도로연구센터
이승환.이성호.박주남(2003), 신호교차로 황색현시에서의 운전자 형태 및 딜레마 구간 연구방안, 대한교통학회회지, 제21권 제4호, 대한교통학회, pp.7-16
황경수.황준환.김점산.이성모(2004), 신호교차로에서 차량 통과특성 연구 (공격적인 운전자가 운전하는 차량을 중심으로), 대한교통학회지, 제22권 제2호, 대한교통학회, pp.103-108
McCoy, P., Pesti, G.(2003), Dilemma Zone Protection with Advance Detection and Active Warning Signs, Nebraska Dept. of Roads, Research Project No. SPR-PL-1.(35)
Martin, P., Kalyani, V.(2003), Evaluation of Advance Warning Signals on High Speed Signalized Intersections, Dept. of civil and environmental engineering, University of Utah
Sheffi, Y., Mahmassani, H.(1981), A Model of Driver Behavior at High-speed Signalized Intersection. Transportation Science 15, pp.50-61
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