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문제 정의
- 본 연구는 과도한 틴팅차량이 후미차량에 영향을 끼쳐 용량저해 요인으로 작용할 수도 있다는 가설을 세우고 이를 분석하기 위한 자료수집 방법을 구상하고 실현하여 취득한 현장자료로 가설이 참임을 입증하기 위한 개연성을 확인하는 기초연구를 수행하였다.
- 이청원(2007)은 선팅정도로 교통류의 변화가 올 수 있다는 개연성을 가속소음 분석 등을 통해 확인한 바 있다. 본 연구는 시각을 달리하여 과도한 틴팅차량이 후미차량에 영향을 끼쳐 용량 저해 용인으로 작용할 수도 있는 가설을 세우고 이를 분석 하기 위한 자료수집 방법을 구상하고 실현하여 취득한 현장 자료로 가설이 참임을 입증하기 위한 개연성을 확인하는 기초연구를 수행하였다.
- 한편, 틴팅차량이 교통류에 미치는 영향을 직접적으로 자료를 취득하여 분석한 구체적인 실험연구는 전무하다. 본 연구는 시각을 달리하여 과도한 틴팅차량이 후미차량의 감가속 및 가속소음 등에 영향을 끼쳐 용량저해 요인으로 작용할 수도 있다는 가설을 세우고 이를 분석하기 위한 자료수집 방법을 구상한 뒤 이를 실현하여 취득한 현장자료를 통해 가설이 참임을 입증하기 위한 개연성을 확인하는 기초연구를 수행한다.
- 첫째는 후방차량의 운전자가 선행 차량의 전방교통상황 파악이 가능한 경우이며, 둘째는 틴팅으로 인해 교통상황 파악이 불가능한 경우이다. 후방차량의 전방 교통상황 파악 가능 여부에 따라 차두거리를 분석하는 이유는, 틴팅필름의 암도에 따른 후방차량 운전자의 운전행태가 어떻게 변하는지 파악하기 위해서이다. 차두거리와 차두시간은 주요 교통류 특성을 파악할 수 있으며, 정성적으로 만 알고 있는 틴팅차량이 후방교통류에 미치는 영향을 본 실험의 분석을 통해 정량적으로 파악가능하다.
제안 방법
- 과도한 틴팅차량이 후미차량에 영향을 끼쳐 용량저해 용인으로 작용할 수도 있다는 가설을 입증하기 위해 먼저, RTK GPS 수신장치를 이용하여 자료를 수집하는 방법론을 구상하고 그에 따른 자료수집을 실시한다.
- 기준속도별로 가시광선 투과율에 따른 차두거리를 분석하였다. 먼저 기준속도가 75km/h일 때 평균차두거리는 가시광 선투과율 80%(필름 미부착)일 때 표 8과 같이 각각 23.
- 주행실험은 통행속도에 대한 영향을 고려하기 위해 2가지(75km/h, 90km/h) 기준속도를 설정하고, 3가지(80%, 40%, 0%) 가시광선 투과율별로 각 1회씩 6회에 걸쳐 수행하였으며, 운전자의 주행행태 대한 영향을 고려하기 위해 추종차량 2대의 운전자를 교환하여 각 실험별로 1회씩 추가하여 총 12회의 실험을 수행하였다. 또한 운전자에게는 실험목적을 비밀로하여 의도적인 결과가 나오지 않도록 하였다. 세 차량 간에는 타 차량이 가급적 끼어들지 않도록 유의하고, 추종차량은 선행차량의 행태에 따라 안전성을 확보할 수 있는 범위 내에서 주행하였다.
- 동질적인 교통류에서는 선행차량의 자극에 의해 추종차량은 영향을 받으며, 자극은 순차적으로 추종차량들에게 후미로 전달 된다. 본 연구에서는 연속해서 주행하는 선행차량과 추종차량간의 측위관계를 정확히 알아내어 교통류에 대한 영향을 분석하기 위해 RTK GPS 수신장치를 활용하였다.
- 현장실험을 통해 수집된 RTK GPS 수신자료를 토대로 분석을 실시하였다. 분석 방법은 미시적인 교통류 분석 방안중 하나인 가속소음을 활용해 보고, 차량간 관계를 파악할 수 있는 차두거리 및 차두시간의 변화를 분석하여 선팅차량이 후방교통류에 미치는 영향을 분석하였다.
- 수신자료를 활용하여 기준속도(75km/h, 90km/h)별, 틴팅필름의 가시광선투과율(80%, 40%, 0%)별, 운전자별로 차두거리(Distance headway), 차두시간(Time headway) 및 가속 소음(Acceleration noise)을 분석한다. 분석된 결과를 비교하여 차량의 과도한 틴팅이 기준속도별, 운전자별로 교통류에 미치는 영향에 대한 분석을 수행한다.
- 또한 운전자에게는 실험목적을 비밀로하여 의도적인 결과가 나오지 않도록 하였다. 세 차량 간에는 타 차량이 가급적 끼어들지 않도록 유의하고, 추종차량은 선행차량의 행태에 따라 안전성을 확보할 수 있는 범위 내에서 주행하였다. 실험설계에 대한 내용은 표 4와 같다.
- 수신자료를 활용하여 기준속도(75km/h, 90km/h)별, 틴팅필름의 가시광선투과율(80%, 40%, 0%)별, 운전자별로 차두거리(Distance headway), 차두시간(Time headway) 및 가속 소음(Acceleration noise)을 분석한다. 분석된 결과를 비교하여 차량의 과도한 틴팅이 기준속도별, 운전자별로 교통류에 미치는 영향에 대한 분석을 수행한다.
- 실험별세 차량의 추종상태를 확인하기 위해 차량속도의 분포에 대해 분석하였다. 실험별로 평균속도의 차이는 약 0.
- 실험차량 간에는 타 차량이 가급적 끼어들지 않도록 유의하고, 추종차량은 선행차량의 행태에 따라 안전성을 확보할 수 있는 범위 내에서 주행하였다.
- 조사차량 탑승자는 운전자, GPS 수신기 관리자로 구성하였으며, GPS 속도 측정 간격은 0.1초로 설정하였다. 동질적인 교통류에서는 선행차량의 자극에 의해 추종차량은 영향을 받으며, 자극은 순차적으로 추종차량들에게 후미로 전달 된다.
- 주행실험은 통행속도에 대한 영향을 고려하기 위해 2가지(75km/h, 90km/h) 기준속도를 설정하고, 3가지(80%, 40%, 0%) 가시광선 투과율별로 각 1회씩 6회에 걸쳐 수행하였으며, 운전자의 주행행태 대한 영향을 고려하기 위해 추종차량 2대의 운전자를 교환하여 각 실험별로 1회씩 추가하여 총 12회의 실험을 수행하였다. 또한 운전자에게는 실험목적을 비밀로하여 의도적인 결과가 나오지 않도록 하였다.
- 현장실험은 선행차량의 틴팅암도에 따른 영향을 파악하기 위해 기본적으로 세가지(가시광선 투과율 80%, 40%, 0%) 경우로 구분하여 수행하였으며, 틴팅차량이 연속적으로 주행 할 경우의 영향을 고려하기 위하여 선행차량 1대, 추종차량 2대, 총3대의 차량에 RTK GPS 수신기를 장착하여 자료를 수집하였다. 실험차량 간에는 타 차량이 가급적 끼어들지 않도록 유의하고, 추종차량은 선행차량의 행태에 따라 안전성을 확보할 수 있는 범위 내에서 주행하였다.
- 현장실험을 통해 수집된 RTK GPS 수신자료를 토대로 분석을 실시하였다. 분석 방법은 미시적인 교통류 분석 방안중 하나인 가속소음을 활용해 보고, 차량간 관계를 파악할 수 있는 차두거리 및 차두시간의 변화를 분석하여 선팅차량이 후방교통류에 미치는 영향을 분석하였다.
대상 데이터
- 실험대상 구간은 자유로 이산포 IC~문발 IC 구간으로 총 12회 조사를 수행하였다.
- 한편 실험구간은 전파 장애가 적은 개활지 구간으로 평균 GPS 수신율이 양호하였으며, 기상상태가 양호한 날을 선택 하여 진행하였다. 실험시간은 일출 후~일몰 전으로 설정하였으며, 야간에 대한 실험은 고려하지 않았다.
데이터처리
- 틴팅차량의 암도별 영향에 대한 통계적 검증을 위하여 MS Excel 2003을 이용하여 분산분석(ANOVA: Analysis of variance)을 수행했으며, 사용된 통계방법으로는 일원분류 분산분석(1-way ANOVA)을 사용하였다. 분산분석은 두 개 이상의 집단으로부터 자료를 관측하였을 때 각 집단의 반응에 차이가 있는가를 분석하는 통계적 분석방법으로서 서로 다른 모집단에 대해 모평균의 동일성을 검증하는 방법이다.
성능/효과
- 가시광선 투과율 80%대비 모두 평균 차두거리는 증가했으며, 틴팅의 암도가 높아질수록 평균차두거리는 증가하는 것으로 분석되었다. 2번, 3번 운전자의 위치를 바꾸어 주행한 실험에서도 미미하지만 평균차두거리가 증가하는 것을 분석 되었다. 기준속도 90km/h에서도 평균차두거리는 암도가 높아질수록 증가하며, 기준속도 75km/h일 때 보다 증가율이 더 높은 것으로 분석되었다.
- RTK GPS를 이용한 차량주행 실험결과 선행차량의 후면 창유리의 가시광선 투과율이 80%인 조건과 비교해서 40% 미만인 조건에서는 차두거리, 차두시간, 가속소음의 결과치가 모두 상대적으로 높게 관측되었다. 추종차량 두 대의 운 전자를 교환해서 한 실험도 동일한 결과가 도출되었으며, 두 대의 추종차량간의 차두거리, 차두시간, 가속소음은 상대적으로 최후방의 차량이 높은 것으로 분석되었다.
- 가시광선 투과율 80%대비 모두 틴팅의 암도가 높아질수록 가속소음은 증가하는 것으로 분석되었으며, 2번, 3번 운전자의 위치를 바꾸어 주행한 실험에서도 가속소음은 증가하는 것으로 분석되었다. 기준속도 90km/h에서도 마찬가지로 암도가 높아질수록 가속소음은 증가하며, 기준속도 75km/h일 때 보다 급격하게 증가하는 것으로 분석되었다.
- 가시광선 투과율 80%대비 모두 평균 차두거리는 증가했으며, 틴팅의 암도가 높아질수록 평균차두거리는 증가하는 것으로 분석되었다. 2번, 3번 운전자의 위치를 바꾸어 주행한 실험에서도 미미하지만 평균차두거리가 증가하는 것을 분석 되었다.
- 가시광선 투과율 80%대비 모두 평균 차두거리와 마찬가지로 틴팅의 암도가 높아질수록 평균차두시간은 증가하는 것으로 분석되었으며, 2번, 3번 운전자의 위치를 바꾸어 주행한 실험에서도 평균차두시간은 증가하는 것으로 분석되었다. 기준속도 90km/h에서도 평균차두거리는 암도가 높아질수록 증가하며, 기준속도 75km/h일 때 보다 증가율이 더 높은 것으로 분석되었다.
- 가시광선 투과율 80%대비 모두 틴팅의 암도가 높아질수록 가속소음은 증가하는 것으로 분석되었으며, 2번, 3번 운전자의 위치를 바꾸어 주행한 실험에서도 가속소음은 증가하는 것으로 분석되었다. 기준속도 90km/h에서도 마찬가지로 암도가 높아질수록 가속소음은 증가하며, 기준속도 75km/h일 때 보다 급격하게 증가하는 것으로 분석되었다.
- 2번, 3번 운전자의 위치를 바꾸어 주행한 실험에서도 미미하지만 평균차두거리가 증가하는 것을 분석 되었다. 기준속도 90km/h에서도 평균차두거리는 암도가 높아질수록 증가하며, 기준속도 75km/h일 때 보다 증가율이 더 높은 것으로 분석되었다.
- 본 연구의 실험에서 측정된 평균차두시간은 최소값이 1.11초 , 최대값이 1.50으로 나타났다. 학술적으로 운전자의 특성을 구분하는 명확한 범위는 없지만, 다차로도로의(연속 교통류 조건이 확보되는 유형) 용량 2,000pcphpl의 역수인 1.
- 실험별세 차량의 추종상태를 확인하기 위해 차량속도의 분포에 대해 분석하였다. 실험별로 평균속도의 차이는 약 0.1~0.2km/h 로 선두차량과 추종차량은 거의 같은 속도를 보였다고 봐도 무관한 차이며, 추종차량은 선두차량을 성실하게 추종했음을 보여준다. 분석된 결과는 표 7과 같다.
- 제한적인 현장실험이었으나 분석을 통해 선행차량의 틴팅 수준이 높아질수록 교통류의 불안정성이 높아지는 경향을 실측자료로 확인할 수 있었고, 틴팅차량의 규제를 입증하기 어려운 안전 측면에서만 접근하기 보다는 도로운영의 효율측면으로 확대하여 논의할 수 있는 단초를 제공했다는데 의의가 있을 것이다.
- 주행실험결과에서 알 수 있듯이 기준속도의 변화와 무관하게 선행차량의 틴팅으로 인해 교통류가 불안정해지는 경향을 실험을 통해 확인하였다. 이는 틴팅차량이 많아지면 용량이나 각 LOS에서의 교통류율(Service flow rate) 측면에서 값을 낮추는 영향으로 작용할 개연성을 입증한다고 볼 수 있다.
- 후방차량의 전방 교통상황 파악 가능 여부에 따라 차두거리를 분석하는 이유는, 틴팅필름의 암도에 따른 후방차량 운전자의 운전행태가 어떻게 변하는지 파악하기 위해서이다. 차두거리와 차두시간은 주요 교통류 특성을 파악할 수 있으며, 정성적으로 만 알고 있는 틴팅차량이 후방교통류에 미치는 영향을 본 실험의 분석을 통해 정량적으로 파악가능하다.
- 장일준(2004)은 차량용 틴팅암도 사용실태를 조사하고 틴팅암도 수준별 사고위험성을 평가 분석하여 안전운전을 위한 적정 자동차 틴팅암도 수준을 제시하고자 하였다. 차량 시뮬레이터 실험, 실차 주행 실험 및 주차 실험 분석 결과 운전자의 사물인식 및 조작능력 저하에 현저히 영향을 미치는 자동차 틴팅암도 수준은 가시광선 투과율 40%(필름 자체 투과율 50% 수준)미만인 것으로 분석하였다.
- RTK GPS를 이용한 차량주행 실험결과 선행차량의 후면 창유리의 가시광선 투과율이 80%인 조건과 비교해서 40% 미만인 조건에서는 차두거리, 차두시간, 가속소음의 결과치가 모두 상대적으로 높게 관측되었다. 추종차량 두 대의 운 전자를 교환해서 한 실험도 동일한 결과가 도출되었으며, 두 대의 추종차량간의 차두거리, 차두시간, 가속소음은 상대적으로 최후방의 차량이 높은 것으로 분석되었다. 이는 틴팅차량이 연속적으로 주행할 경우 후방교통류에 미치는 영향이 더 커지는 것으로 분석할 수 있다.
- 틴팅암도 사용실태조사 및 운전자 여론조사 분석 결과, 틴팅은 매우 일반화 되어있고 주된 사용 틴팅암도 수준은 가시광선 투과율 30~40%이며(필름 자체 투과율 35%~50%) 운전자들이 생각하는 적정 틴팅암도 규제기준은 가시광선 투과율 40%수준으로 나타났다. 강희섭(2006)등은 틴팅이 교통 안전 관점에서 야간 운전자의 후방시각에 어떠한 영향을 주는지를 검토하고 정량화하기 위해 틴팅필름의 암도에 따른 운전의 후방물체 식별능력을 로지스틱 회귀분석을 이용하여 분석하였다.
- 50으로 나타났다. 학술적으로 운전자의 특성을 구분하는 명확한 범위는 없지만, 다차로도로의(연속 교통류 조건이 확보되는 유형) 용량 2,000pcphpl의 역수인 1.8초와 기존사례의 평균차두시간 1.65보다 다소 낮으므로 본 연구에 참가한 실험운전자의 운전행동 특성이 대체로 조급한(Aggressive) 성향의 운전자라는 것을 보여준다. 따라서, 본 연구의 범위를 조급한 성향의 운전자가 운전하는 차량으로 설정하였다.
후속연구
- 또한, RTK GPS 기술과 교통류 이론을 접목시킨 본 연구는 차량위치자료수집의 어려움 해소를 통해 교통전문가들의 연구 장애물 하나를 제거하는데 기여할 것으로 기대된다. 본 연구는 실험대상의 범위를 조급한 성향의 운전자가 운전하는 차량으로 제한하였고 짧은 연속류 한 구간에만 한정 되어 수행되었으므로, 향후 연구는 보다 일반적인 결론이 도출될 수 있도록 그 대상범위를 넓힐 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 본 연구는 실험대상의 범위를 조급한 성향의 운전자가 운전하는 차량으로 제한하였고 짧은 연속류 한 구간에만 한정 되어 수행되었으므로, 향후 연구는 보다 일반적인 결론이 도출될 수 있도록 그 대상범위를 넓힐 필요가 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 구체적으로 살펴보지 못한 도로 및 운전자/차량 특성에 의한 차두거리, 차두시간, 가속소음의 변화정도의 통계적 검증을 통해 틴팅차량이 용량과 차량추 조이론(Car-following) 모델의 지표(Parameter) 에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 분석을 수행할 필요가 있다.
- 또한, RTK GPS 기술과 교통류 이론을 접목시킨 본 연구는 차량위치자료수집의 어려움 해소를 통해 교통전문가들의 연구 장애물 하나를 제거하는데 기여할 것으로 기대된다. 본 연구는 실험대상의 범위를 조급한 성향의 운전자가 운전하는 차량으로 제한하였고 짧은 연속류 한 구간에만 한정 되어 수행되었으므로, 향후 연구는 보다 일반적인 결론이 도출될 수 있도록 그 대상범위를 넓힐 필요가 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 구체적으로 살펴보지 못한 도로 및 운전자/차량 특성에 의한 차두거리, 차두시간, 가속소음의 변화정도의 통계적 검증을 통해 틴팅차량이 용량과 차량추 조이론(Car-following) 모델의 지표(Parameter) 에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 분석을 수행할 필요가 있다.
- 향후 다양한 운전자 특성을 반영한 자료들이 수집된다면, 개별 차량의 미시적 행태를 근거로 하는 다양한 교통부문 연구가 활발해질 것이며, 특히 교통안전정책과 교통관리정책의 수립에 있어서 과학적인 판단의 근거로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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