차 대 보행자 교통사고는 다른 유형의 사고에 비해 피해가 매우 크고 사고의 비중도 높으나 사고의 특성 상 과학적 접근이 어렵다. 기존 보행자 사고에 관한 연구의 대부분은 차 대 보행자의 충돌 실험에 대한 실험식 도출에 집중되어 있고, 실험식에서 중요한 변수로 작용되는 인체 활주 마찰 계수에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 인체와 노면간의 마찰계수에 대한 현장실험을 실시하여 이에 대한 실험값을 측정하여 제시하였다. 본 연구에서 조사된 인체노면 마찰계수 값은 건조한 아스팔트 도로에서 0.59~0.62, 건조한 콘크리트 도로는 0.59~0.61로 측정되었다. 또한, 젖은 아스팔트와 콘크리트 도로에서는 각각 0.56~0.59, 0.51~0.54로 나타나 건조한 노면 상태와 비교하여 5.0%와 8.3% 감소하는 것으로 파악되었다. 도출된 마찰계수를 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 검증한 바, 실험 수치와 시뮬레이션 결과가 유사함을 확인하였다. 본 연구결과를 활용하여 국내 교통사고 조사 시 사용되는 인체 마찰계수의 적용 값의 범위를 축소할 수 있고, 이는 사고 조사의 정확성 향상에 큰 도움을 줄 것으로 기대한다.
차 대 보행자 교통사고는 다른 유형의 사고에 비해 피해가 매우 크고 사고의 비중도 높으나 사고의 특성 상 과학적 접근이 어렵다. 기존 보행자 사고에 관한 연구의 대부분은 차 대 보행자의 충돌 실험에 대한 실험식 도출에 집중되어 있고, 실험식에서 중요한 변수로 작용되는 인체 활주 마찰 계수에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 인체와 노면간의 마찰계수에 대한 현장실험을 실시하여 이에 대한 실험값을 측정하여 제시하였다. 본 연구에서 조사된 인체노면 마찰계수 값은 건조한 아스팔트 도로에서 0.59~0.62, 건조한 콘크리트 도로는 0.59~0.61로 측정되었다. 또한, 젖은 아스팔트와 콘크리트 도로에서는 각각 0.56~0.59, 0.51~0.54로 나타나 건조한 노면 상태와 비교하여 5.0%와 8.3% 감소하는 것으로 파악되었다. 도출된 마찰계수를 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 검증한 바, 실험 수치와 시뮬레이션 결과가 유사함을 확인하였다. 본 연구결과를 활용하여 국내 교통사고 조사 시 사용되는 인체 마찰계수의 적용 값의 범위를 축소할 수 있고, 이는 사고 조사의 정확성 향상에 큰 도움을 줄 것으로 기대한다.
The scientific analysis of car-pedestrian accidents is not an easy task because of the characteristic of the accidents itself. Since the analysis involved human being, there were few experimental data that could be used for the analysis. The coefficient of friction of human body was the one of cruci...
The scientific analysis of car-pedestrian accidents is not an easy task because of the characteristic of the accidents itself. Since the analysis involved human being, there were few experimental data that could be used for the analysis. The coefficient of friction of human body was the one of crucial data for accident analysis, but no field experiment report was available for various roadway conditions. This study intends to measure the coefficient of friction of human body through field studies. Results showed that the coefficient of friction of human body for dry asphalt pavement conditions was 0.59~0.62, and for dry concrete pavement conditions was 0.59~0.61. In addition, the coefficients for wet asphalt pavement and for wet concrete pavement conditions were 0.56~0.59 and 0.51~0.54 respectively, indicating 5.0% and 8.3% reduction compared to the dry conditions. The deduced coefficients were validated using the simulation program. It has been confirmed that the experiment values were close to the simulation results.
The scientific analysis of car-pedestrian accidents is not an easy task because of the characteristic of the accidents itself. Since the analysis involved human being, there were few experimental data that could be used for the analysis. The coefficient of friction of human body was the one of crucial data for accident analysis, but no field experiment report was available for various roadway conditions. This study intends to measure the coefficient of friction of human body through field studies. Results showed that the coefficient of friction of human body for dry asphalt pavement conditions was 0.59~0.62, and for dry concrete pavement conditions was 0.59~0.61. In addition, the coefficients for wet asphalt pavement and for wet concrete pavement conditions were 0.56~0.59 and 0.51~0.54 respectively, indicating 5.0% and 8.3% reduction compared to the dry conditions. The deduced coefficients were validated using the simulation program. It has been confirmed that the experiment values were close to the simulation results.
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문제 정의
차 대 보행자 교통사고의 피해는 다른 유형의 사고의 피해에 비해 매우 심각하고 사고의 비중도 높은 것이 현실이나, 사고의 특성상 교통사고의 과학적 접근이 쉽지 않다. 기존 보행자 사고에 관한 연구의 대부분이 차 대 보행자의 충돌 실험에 대한 실험식 도출에 집중되어 있을 뿐, 실험식에서 중요한 변수로 작용되는 인체 활주 마찰 계수에 대한 연구가 부족한 실정이므로, 본 연구에서는 인체와 노면간의 마찰계수에 대한 실험적 검증을 통하여 이를 측정하여 제시하였다.
본 논문은 보행자 교통사고 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 아스팔트 도로와 콘크리트 도로 환경에서의 인체와 노면간의 마찰계수를 실제 실험을 통하여 측정하여 제시하는 것을 목적으로 한다. 그리고 본 연구에서는 기상조건에 따른 노면의 상태를 하나의 요인으로 설정하여 실험을 진행하였고, 분석된 결과를 기존의 연구결과 및 국내에서 적용하는 기준과 비교하여 평가하였다.
본 연구는 문헌조사를 통하여 인체 마찰계수와 관련된 연구 결과를 고찰하였다. 그리고 다양한 도로 환경에서 실제 실험자의 착의 인체 노면 마찰계수를 측정하여 도로의 조건에 따른 인체 노면 마찰계수의 차이를 규명하였다.
그리고 본 연구에서는 기상조건에 따른 노면의 상태를 하나의 요인으로 설정하여 실험을 진행하였고, 분석된 결과를 기존의 연구결과 및 국내에서 적용하는 기준과 비교하여 평가하였다. 본 연구에서 도출된 인체 마찰계수는 차대 보행자 교통사고분석의 기초자료로 사용되어 향후 보다 과학적이고 합리적인 분석이 가능토록 하였다
제안 방법
건조한 아스팔트 도로에서의 실험은 실험장소에 따른 차이를 반영하기 위하여 총 2회로 나누어 다른 지역의 도로에서 실시하였다. 1차 실험은 2008년 9월 25일에 화성시 동탄면 소재 이면도로에서 실시하였다.
그리고 2차 실험은 2008년 10월 7일 경기도 오산시 기장산업단지 내 도로에서 5명의 실험자가 참여하여 실시하였고, 실험 당일 날씨는 맑은 상태였다. 구배측정기를 이용하여 거의 평면에 가까운 도로에서 실험을 진행하였다.
본 연구는 문헌조사를 통하여 인체 마찰계수와 관련된 연구 결과를 고찰하였다. 그리고 다양한 도로 환경에서 실제 실험자의 착의 인체 노면 마찰계수를 측정하여 도로의 조건에 따른 인체 노면 마찰계수의 차이를 규명하였다.
본 논문은 보행자 교통사고 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 아스팔트 도로와 콘크리트 도로 환경에서의 인체와 노면간의 마찰계수를 실제 실험을 통하여 측정하여 제시하는 것을 목적으로 한다. 그리고 본 연구에서는 기상조건에 따른 노면의 상태를 하나의 요인으로 설정하여 실험을 진행하였고, 분석된 결과를 기존의 연구결과 및 국내에서 적용하는 기준과 비교하여 평가하였다. 본 연구에서 도출된 인체 마찰계수는 차대 보행자 교통사고분석의 기초자료로 사용되어 향후 보다 과학적이고 합리적인 분석이 가능토록 하였다
를 비교를 통한 인체와 노면간의 운동 마찰계수를 도출하였다. 그리고 사고재현 프로그램을 이용한 시뮬레이션 평가를 실시하여 본 연구에서 산출된 결과의 적정성을 평가하였다. 본 연구의 결과와 향후 연구 과제를 결론 부분에 요약하였다.
우선 실험자가 실험복을 착용한 상태로 체중을 측정하여 기록한 후, 실험 차량과 실험자 사이에 매달림 저울을 연결하였다. 그리고 실험차량을 최저속도(약 5 km/h)로 약 20m 정도 거리를 진행하였고, 실험자와 실험 차량 사이에 연결된 매달림 저울의 수치를 캠코더를 이용하여 계속적으로 측정하였다. 다음 <그림 3>은 이러한 현장실험 과정을 나타낸다.
비가 오는 날씨 조건하에서 마찰계수를 측정하기 위해서는 차량의 운전의 어려움, 안전사고 발생 가능성, 그리고 비디오 촬영의 제약 등 많은 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 본 실험에서는 인위적으로 노면을 젖은 상태로 만들어 실험을 수행하는 방법을 선택하였다. 즉 날씨는 맑은 상태이지만, 건조한 도로에 물을 계속적으로 뿌리면서 젖은 아스팔트 도로 환경을 조성하였고, 이런 상태를 유지하면서 총 20번의 실험을 진행하였다.
실험은 실제도로에서 수행되었고, 실험차량을 이용하여 다양한 노면 환경에서 5km/h 미만의 저속도로 차량에 연결된 실험자를 수평으로 끌어, 실험자의 무게와 운동마찰력 #를 비교를 통한 인체와 노면간의 운동 마찰계수를 도출하였다. 그리고 사고재현 프로그램을 이용한 시뮬레이션 평가를 실시하여 본 연구에서 산출된 결과의 적정성을 평가하였다.
앞에서 분석된 건조한 노면에서의 인체 마찰계수 값의 적정성을 검증하기 위하여 사고재현 프로그램(PC-CRASH)을 이용하여 과 같은 입력값을 이용하여 차 대 보행자 사고를 시뮬레이션하였다[11].
우선 실험자가 실험복을 착용한 상태로 체중을 측정하여 기록한 후, 실험 차량과 실험자 사이에 매달림 저울을 연결하였다. 그리고 실험차량을 최저속도(약 5 km/h)로 약 20m 정도 거리를 진행하였고, 실험자와 실험 차량 사이에 연결된 매달림 저울의 수치를 캠코더를 이용하여 계속적으로 측정하였다.
이와 같은 절차를 다양한 노면 조건 및 착의 상태에 따라 반복하여 실시하였고, 측정된 자료를 이용하여 마찰계수 값들을 측정하였다. 실험을 위하여 사용된 장비는 다음과 같다.
따라서 본 실험에서는 인위적으로 노면을 젖은 상태로 만들어 실험을 수행하는 방법을 선택하였다. 즉 날씨는 맑은 상태이지만, 건조한 도로에 물을 계속적으로 뿌리면서 젖은 아스팔트 도로 환경을 조성하였고, 이런 상태를 유지하면서 총 20번의 실험을 진행하였다.
대상 데이터
건조한 아스팔트 도로에서의 실험은 실험장소에 따른 차이를 반영하기 위하여 총 2회로 나누어 다른 지역의 도로에서 실시하였다. 1차 실험은 2008년 9월 25일에 화성시 동탄면 소재 이면도로에서 실시하였다. 총 3명의 실험자가 참여하였고, 실험 당일 날씨는 맑은 상태였다.
건조한 콘크리트 도로에서의 실험은, 2008년 10월 07일 경기도 화성시내 콘크리트 도로에서 총 4명의 실험자를 참여시켜 실시하였고, 실험 당일 날씨는 맑은 상태였다.
총 3명의 실험자가 참여하였고, 실험 당일 날씨는 맑은 상태였다. 그리고 2차 실험은 2008년 10월 7일 경기도 오산시 기장산업단지 내 도로에서 5명의 실험자가 참여하여 실시하였고, 실험 당일 날씨는 맑은 상태였다. 구배측정기를 이용하여 거의 평면에 가까운 도로에서 실험을 진행하였다.
林洋은 다양한 노면포장 상태에 대한 옷을 입은 인체의 마찰계수를 견인법 실험을 통하여 측정하였으며[5], 요약된 결과는 다음 <그림 2>에 제시되어 있다. 실험에는 남성 1인과 여성 1인이 참여하였고, 검은점으로 나타난 결과가 몸무게 71kg인 남성, 햐안점은 몸무게 44kg인 여성실험자로부터 얻은 결과이다.
젖은 아스팔트 도로에서의 실험은 2008년 10월 13일 경기도 오산시 기장산업단지 내 도로에서 3명의 실험자가 참여하여 실시되었다. 비가 오는 날씨 조건하에서 마찰계수를 측정하기 위해서는 차량의 운전의 어려움, 안전사고 발생 가능성, 그리고 비디오 촬영의 제약 등 많은 문제점이 발생할 수 있다.
젖은 콘크리트 도로에서의 실험은 경기도 화성시내 도로에서 총 4명의 실험자를 대상으로 실시하였고, 실험 당일 도로 환경은 앞의 젖은 아스팔트 도로와 동일한 방법으로 구성하였다. 실험이 진행된 도로 상황 조건은 다음 <그림 5>에 제시되었다.
1차 실험은 2008년 9월 25일에 화성시 동탄면 소재 이면도로에서 실시하였다. 총 3명의 실험자가 참여하였고, 실험 당일 날씨는 맑은 상태였다. 그리고 2차 실험은 2008년 10월 7일 경기도 오산시 기장산업단지 내 도로에서 5명의 실험자가 참여하여 실시하였고, 실험 당일 날씨는 맑은 상태였다.
성능/효과
034로 파악되었다. 그리고 95% 신뢰 수준에서 약 0.59~0.61의 범위값을 갖는 것으로 파악되었다. 그리고 측정된 노면 마찰계수 값을 그림으로 분석한 결과, <그림 4>에서 관측된 결과와 같이 시계열에 따라 일정한 경향을 나타내지 않고 분포하는 것으로 나타났다.
038로 분석되었다. 그리고 의복의 종류 등 실험 조건에 따라 차이가 있으나, 95% 신뢰 수준에서 약 0.59~0.62의 신뢰구간을 갖는 것으로 나타났다.
그리고 측정된 노면 마찰계수 값을 그림으로 분석한 결과, 에서 관측된 결과와 같이 시계열에 따라 일정한 경향을 나타내지 않고 분포하는 것으로 나타났다.
4km/h로 추정되고, 이는 사고재현프로그램에서 적용한 실험차량의 속도인 50km/h와 비교적 유사한 값임을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서 제시된 인체노면마찰계수 값이 실제적으로 적용가능하고 신뢰성이 높은 값임을 나타낸다.
61로 측정되었다. 또한, 젖은 아스팔트 도로에서의 인체 마찰계수는 0.56~0.59, 젖은 콘크리트 도로에서에서는 0.51~0.54로 파악되었으며 이는 건조한 노면 상태와 비교하여 각각 5.0%와 8.3% 감소하는 것으로 나타났다.
본 연구에서 조사된 건조한 아스팔트 도로에서의 인체노면 마찰계수의 값은 0.59~0.62, 건조한 콘크리트 도로에서는 0.59~0.61로 측정되었다. 또한, 젖은 아스팔트 도로에서의 인체 마찰계수는 0.
젖은 아스팔트 도로의 실험 결과는 <표 5>에 정리되어 있다. 분석 결과에 따르면 평균 마찰계수 값은 0.57로 나타났고, 최소값은 0.51, 최대값은 0.63, 그리고 표준편차는 0.028로 파악되었다. 그리고 95% 신뢰 구간은 0.
건조한 아스팔트 도로에서의 실험 자료는 <표3>에 정리되어 있다. 실험 결과, 우선 장소에 따른 차이는 크지 않은 것으로 판단되어 결과에 대한 분석을 전체 자료로 통합하여 분석하는 것이 타당할 것으로 판단된다. 총 31번의 실험의 평균 마찰계수 값은 0.
건조한 콘크리트 도로에서의 실험 데이터는 <표4>에 나타난 것과 같다. 총 29번의 실험을 통하여 얻은 평균 마찰계수 값은 0.60으로 나타났고, 최소값 0.55, 최대값 0.71, 그리고 표준편차는 0.034로 파악되었다. 그리고 95% 신뢰 수준에서 약 0.
실험 결과, 우선 장소에 따른 차이는 크지 않은 것으로 판단되어 결과에 대한 분석을 전체 자료로 통합하여 분석하는 것이 타당할 것으로 판단된다. 총 31번의 실험의 평균 마찰계수 값은 0.61로 나타났고, 최소값 0.51, 최대값 0.69, 그리고 표준편차는 0.038로 분석되었다. 그리고 의복의 종류 등 실험 조건에 따라 차이가 있으나, 95% 신뢰 수준에서 약 0.
젖은 콘크리트 도로 환경에서 조사된 결과는 <표 6>에 제시되어 있다. 측정된 마찰계수를 분석한 결과, 평균 마찰계수 값은 0.53, 최소값은 0.48, 최대값은 0.56, 그리고 표준편차는 0.027로 나타났다. 또한 95% 신뢰 구간은 0.
후속연구
본 연구에서는 시간 및 비용의 제약에 의해 한정된 실험 조건하에서 실험을 실시하였으나, 향후에는 보다 다양한 실험 환경(노면의 상태, 입자의 구름마찰계수에 의한 변수, 실험대상, 차량의 충돌속도 등)을 고려한 실험을 실시한다면 교통사고 분석업무에 도움이 될 수 있다고 판단된다.
<그림 2>에서 제시된 결과는 <표 1>의 실험 범위 내에 있는 값이고,따라서 마찰계수 값은 도로 및 노면 상태, 혹은 실험조건에 따라 변동성이 크게 나타날 수 있음을 보여준다. <표 1>에 제시된 값을 바탕으로 노면 조건에 따라 마찰계수 값을 차별화하여 적용하기 위해서는 보다 면밀한 검토가 필요하다.
이러한 실험결과를 바탕으로 국내에서 교통사고 조사 시 사용되고 있는 인체 마찰계수의 적용 값의 범위를 축소하였고 이는 실제 사고 조사의 정확성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
최근 3년간 인피 교통사고는 총 몇 건인가?
최근 3년간 인피 교통사고 총 639,578건 중 차대 보행자 교통사고는 136,709건으로 전체 인피교통사고에서 차대 보행자 사고가 차지하는 비중은 21.4%이다.
최근 3년간 사망 교통사고는 몇 건인가?
4%이다. 그리고 최근 3년간 사망 교통사고는 총 18,869건이고, 이중 차 대 보행자 사망사고는 7,066건으로 전체 교통사고 사망자의 37.4%를 차지한다[1-3].
차량의 속도나 보행자와 차량이 충돌한 지점을 과학적으로 분석하는 것이 어려운 이유는?
일반적인 차대 차 교통사고는 노면 흔적(타이어 흔적, 노면 금속 마찰 흔적 등)이 비교적 쉽게 발생되어 충돌 지점 및 관련 차량의 속도 추정 등이 용이하다. 그러나 차대 보행자 사고는 차량과 보행자간의 중량 차이가 현저하여 보행자와의 충돌이 차량의 이동 방향에 미치는 영향이 경미하므로, 대다수 보행자사고의 경우에는 육안으로 확인할 수 있는 뚜렷한 흔적이 남지 않아 과학적 사고 분석이 어려운 실정이다.
참고문헌 (11)
교통사고종합분석센터, 2008 교통사고 통계분석, 도로교통공단, 2008. 10.
교통사고종합분석센터, 2007 교통사고 통계분석, 도로교통공단, 2007. 10.
교통사고종합분석센터, 2006 교통사고 통계분석, 도로교통공단, 2006. 10.
교통안전학교, 교통사고 조사 매뉴얼, 도로교통공단, 2002. 10.
林洋, "교통과학연구자료," 제30집, pp.131, Dec. 1989.
K. Baker, Traffic Accident Investigation Manual, Northwestern University Traffic Institute, Northwestern University, pp.53, 2001.
K. Baker, Traffic Accident Reconstruction, Northwestern University Traffic Institute, Northwestern University, pp.78, 2001.
林佯, 自動車事故鑑定工學, pp.25, 1996.
A. Damask, "Forensic Physics of Vehicle Accidents," Physics Today, vol.40, no. 3, pp.36, Mar. 1987.
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