기상상태에 따른 교통사고발생 및 사고심각도는 밀접한 관계가 있음이 잘 알려져있다. 최근고속도로에서 교통 안전성 평가지표 및 시스템의 개발은 사고 치명도를 줄이고자 접근하는 것이다. 본 연구에서는 도로선형 요소와 기상 상태를 고려한 교통사고 영향 요인을 분석하여 규명하고자 한다. 기상상태요인과 도로요인과의 교통사고 발생 관계를 규명하기 위하여 과거사고이력자료를 이용하여 판별분석을 수행하였으며 눈, 맑음, 비, 안개, 흐림의 5가지 유형에 대해 도로 구성요소인 노면과 경사도를 통해 구분하였다. 그 결과 콘크리트 노면과 하향경사 3%이상인 구간에서 각 기상상태 별 사고영향이 다르며 이러한 주행환경에서는 시정거리의 감소와 정지거리의 증가가 주행 위험요인으로 발생할 수 있는 구간이다. 본 연구에서는 기상악화시 콘크리트 노면과 하향경사가 형성된 구간이 평상시 보다 주행시 주의를 필요로 하는 구간임을 분석하였으며 분류함수의 계수 비교를 통해 영향지표를 개발하였다.
기상상태에 따른 교통사고발생 및 사고심각도는 밀접한 관계가 있음이 잘 알려져있다. 최근고속도로에서 교통 안전성 평가지표 및 시스템의 개발은 사고 치명도를 줄이고자 접근하는 것이다. 본 연구에서는 도로선형 요소와 기상 상태를 고려한 교통사고 영향 요인을 분석하여 규명하고자 한다. 기상상태요인과 도로요인과의 교통사고 발생 관계를 규명하기 위하여 과거사고이력자료를 이용하여 판별분석을 수행하였으며 눈, 맑음, 비, 안개, 흐림의 5가지 유형에 대해 도로 구성요소인 노면과 경사도를 통해 구분하였다. 그 결과 콘크리트 노면과 하향경사 3%이상인 구간에서 각 기상상태 별 사고영향이 다르며 이러한 주행환경에서는 시정거리의 감소와 정지거리의 증가가 주행 위험요인으로 발생할 수 있는 구간이다. 본 연구에서는 기상악화시 콘크리트 노면과 하향경사가 형성된 구간이 평상시 보다 주행시 주의를 필요로 하는 구간임을 분석하였으며 분류함수의 계수 비교를 통해 영향지표를 개발하였다.
It is well known that weather conditions are closely related with the number and severity of traffic accidents. At present, installation of safety countermeasures including systems is common approach to reduce the damage of traffic accidents at expressways. In this study, the differences of causatio...
It is well known that weather conditions are closely related with the number and severity of traffic accidents. At present, installation of safety countermeasures including systems is common approach to reduce the damage of traffic accidents at expressways. In this study, the differences of causation factors to influence traffic accidents considering road alignment characteristics and weather conditions. In order to identify the relationship between road and weather conditions, discriminant analysis has been performed with 500 traffic accident data at expressways. Weather conditions are divided into several categories such as snow, sunny, rain, fog, and cloud. Also, road conditions such as types of pavements, grades are analyzed. As the results, major impacting road conditions to traffic accidents are concrete pavement and 3% or more down grades. In these road conditions, visible distance will be reduced and actual braking distances will be increased. This study shows that the expressway sections under concrete pavement and down grades should be more cautious than other sections. It also shows that fog condition is the mose dangerous situation in terms of traffic accidents.
It is well known that weather conditions are closely related with the number and severity of traffic accidents. At present, installation of safety countermeasures including systems is common approach to reduce the damage of traffic accidents at expressways. In this study, the differences of causation factors to influence traffic accidents considering road alignment characteristics and weather conditions. In order to identify the relationship between road and weather conditions, discriminant analysis has been performed with 500 traffic accident data at expressways. Weather conditions are divided into several categories such as snow, sunny, rain, fog, and cloud. Also, road conditions such as types of pavements, grades are analyzed. As the results, major impacting road conditions to traffic accidents are concrete pavement and 3% or more down grades. In these road conditions, visible distance will be reduced and actual braking distances will be increased. This study shows that the expressway sections under concrete pavement and down grades should be more cautious than other sections. It also shows that fog condition is the mose dangerous situation in terms of traffic accidents.
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문제 정의
기상상태에 따른 사고특성 분석을 위해 기상별 사고집 단을 구분하여 판별분석(discriminant analysis)을 통 해 집단판별에 영향을 주는 독립변수가 무엇이며, 독립변 수 중 영향력이 가장 큰 변수가 무엇인지 알아보고자 한다.
선행 연구 검토 결과 기상상태에 따른 사고 발생 빈도 및 치사율의 차이성이 나타나고 있음을 알수 있다. 본 연 구에서는 기존 연구와의 차별성으로 도로 기하구조 및 구간 특성에 따른 교통사고 특성을 알아보고자 한다.
본 연구에서는 기상상태별 사고발생과 도로요인과의 관계를 규명하기 위해 500개의 고속도로 사고자료를 기반으로 판별분석을 수행하였다. 기상상태를 눈, 맑음, 비, 안개, 흐림으로 구분하고 각 상태에 따른 사고발생지점의 기하구조 및 도로요인 자료를 구축, 분석한 결과 기상상태 별 집단 구분에 영향을 주는 요인으로 기하구조측면에서 내리막 3% 이상의 경사도와 노면의 콘크리트포장에서 습기상태일 때 영향을 주는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 기상특성에 따른 교통사고 위험성을 기하구조 특성과 연관하여 분석하고자 하며 이를 통해 각 기상상태 별 교통사고에 영향을 주는 요인의 차이점을 알아보는 것을 주요 연구 내용으로 하며 분석방법으로는 판별분석을 통해 집단판별에 영향을 주는 요인과 판별함수식을 개발하고자 한다.
가설 설정
판별분석은 여러 개의 독립변수가 지닌 특성들을 파악하여 그 표본이 어느 집단에 속하는가를 판별하는 방법을 말하며, 분석을 통해 미지의 사례가 어떤 집단에 속할 것 인지를 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 어떤 변수가 종속변 수에 가장 큰 영향을 미칠 것인가도 알 수 있다. 판별분석 은 분석의 대상이 되는 사례집단을 처음부터 어떤 독립변 수의 속성에 따라 부분집합으로 구별될 수 있다고 가정한다. 이에 집합을 판별할 수 있는 독립변수를 판별변수로 선정하고 이 판별변수들이 선형조합을 이루게 되면 이것 은 사례를 몇 개의 집합으로 분류하는데 사용할 수 있다.
판별분석은 다변량 정규분포를 가정하고 또한 각 집단의 공분산이 동일하다는 가정하에 성립된다. 집단에 대한 공분산 행렬의 동일성 검정은 Box's M 통계 검정을 통하여 이루어진다.
제안 방법
사고 자료에는 사망과 부상만을 나타내고 있으며 경상사고와 물피사고 구분의 정확성이 결여되어 분석대상에서 제외 하였다. 각 기상상태별 EPDO (Equivalent Property Damage Only, 사망:12, 부상:3)3)를 적용한 결과 가장 높은 순으로 안개, 눈, 비, 흐림, 맑음의 순으로 나타 났으며 맑음 상태를 기준으로 EPDO를 비교하였다. EPDO 산출에 따른 비교결과 맑음 상태를 기준(1.
국내 기상상태에 따른 안전성 평가지표가 없어 이를 위한 준비단계의 영향지표를 개발하였으며 분류함수의 계수를 이용하였다. 영향지표는 각 기상상태별 도로기하 구조의 위험계수를 산출한 것으로 EPDO값과 유사한 순차적 증가형태를 보이고 있다.
기상상태 구분(눈, 맑음, 비, 안개, 흐림)에 따라 다 중판별분석을 수행하여 집단간 분산의 차이를 최대화하 는 독립변수의 계수를 찾아내고 이 독립변수들의 선형결 합을 판별함수(discriminant function)을 통해 알아보며 이를 통해 다양한 도로환경 조건에서 각 기상상태별 교통사고와 관련된 영향을 분석하였다.
판별분석 결과를 토대로 기상상태 별 안전성을 평가할 수 있는 영향지표를 작성하였다. 본 연구는 국내 기상 상태에 따른 안전성 평가지표가 없어 이를 위한 준비단계의 영향지표로 볼 수 있으며 분류함수의 계수를 이용하였다. 기하구조측면의 콘크리트노면과 내리막 3%이 상만을 영향지표로 선정하였으며 개별상태 및 복합상태 인 내리막 3%이상 지점에서 노면이 콘크리트일 경우 지표값을 산출하였다.
본 연구에서는 기존의 사고데이터의 사고발생지점 현황데이터를 최대한 활용하였다. 여기서 사고발생시의 기 상상황(맑음, 흐림, 눈, 비, 안개)을 종속변수로 선정하였으며 독립변수로 사고지점, 주야구분, 사고유형, 포장구분, 평면선형, 종단경사, 노면상태, 절성토구분 현황자료 를 이용하였다. <표 3>은 변수구분에 대한 구성도이다.
판별분석 결과를 토대로 기상상태 별 안전성을 평가할 수 있는 영향지표를 작성하였다. 본 연구는 국내 기상 상태에 따른 안전성 평가지표가 없어 이를 위한 준비단계의 영향지표로 볼 수 있으며 분류함수의 계수를 이용하였다.
판별함수는 집단을 판별하는 데 기여도가 가장 큰 것부터 순서대로 도출되므로 고유값의 비율, 정준상관계 수, Wilks의 람다함수의 검정 등을 기초로 판별함수의 수를 결정한다.
대상 데이터
2005년부터 2008년까지 전국 공용중인 고속도로에서 발생한 9,308건 중 500건의 데이터를 Random 추출하였으며 각 사고지점에 해당하는 기하구조 및 도로구 간 특성 자료를 구축하였다. 기상상태는 눈, 맑음, 비, 안개, 흐림의 5가지 유형으로 구분되며 각 기상상태별 100건의 자료를 수집 총 500건의 데이터를 분석자료로 활용하였다.
2005년부터 2008년까지 전국 공용중인 고속도로에서 발생한 9,308건 중 500건의 데이터를 Random 추출하였으며 각 사고지점에 해당하는 기하구조 및 도로구 간 특성 자료를 구축하였다. 기상상태는 눈, 맑음, 비, 안개, 흐림의 5가지 유형으로 구분되며 각 기상상태별 100건의 자료를 수집 총 500건의 데이터를 분석자료로 활용하였다.
본 연구는 국내 기상 상태에 따른 안전성 평가지표가 없어 이를 위한 준비단계의 영향지표로 볼 수 있으며 분류함수의 계수를 이용하였다. 기하구조측면의 콘크리트노면과 내리막 3%이 상만을 영향지표로 선정하였으며 개별상태 및 복합상태 인 내리막 3%이상 지점에서 노면이 콘크리트일 경우 지표값을 산출하였다.
본 연구에서는 기상상태별 교통사고 발생에 따른 연구 대상 구간으로 고속도로로 한정하며 과거사고이력자료에 나타난 사고관련 데이터를 추출하였다. 고속도로 기상상태별 안전성 평가는 전체노선을 대상으로 하며 이는 서해안고속도로와 같이 안개 잦은 구간이 밀집된 구간 또는 일부노선만을 선정 시 연구 결과가 과대·과소 추정이 이루어 질 수 있기 때문이다.
본 연구에서는 기존의 사고데이터의 사고발생지점 현황데이터를 최대한 활용하였다. 여기서 사고발생시의 기 상상황(맑음, 흐림, 눈, 비, 안개)을 종속변수로 선정하였으며 독립변수로 사고지점, 주야구분, 사고유형, 포장구분, 평면선형, 종단경사, 노면상태, 절성토구분 현황자료 를 이용하였다.
데이터처리
집단에 대한 공분산 행렬의 동일성 검정은 Box's M 통계 검정을 통하 여 이루어진다.
성능/효과
본 연구에서는 기상상태별 사고발생과 도로요인과의 관계를 규명하기 위해 500개의 고속도로 사고자료를 기반으로 판별분석을 수행하였다. 기상상태를 눈, 맑음, 비, 안개, 흐림으로 구분하고 각 상태에 따른 사고발생지점의 기하구조 및 도로요인 자료를 구축, 분석한 결과 기상상태 별 집단 구분에 영향을 주는 요인으로 기하구조측면에서 내리막 3% 이상의 경사도와 노면의 콘크리트포장에서 습기상태일 때 영향을 주는 것으로 나타났다. 눈, 안개, 흐 림, 비 상태는 맑은 기상상태에 비해 시정거리가 감소하는 현상과 도로노면의 습기로 마찰력이 감소하는 공통점이 있다.
도출된 정준판별함수계수에 의해 기상상태별 집단을 예측하는 판별함수는 아래와 같이 구성할 수 있으며 총 8개의 독립변수 중 사고유형-추돌(X1), 포장구분-콘크리트(X2), 종단경사-내리막 3%이상(X3), 노면상태-습기(X4)가 집단에 영향을 주는 변수로 나타났다. 정준판 별함수 계수는 회귀분석의 회귀계수에 해당하는 것으로 이 계수는 판별점수를 계산하는데 사용된다.
국외 연구로 영국의 Edward(1998)는 도로교통사고의 심각도와 날씨요인과의 상관관계에 대한 분석으로 강 우, 안개, 강풍시의 사고와 기상상태가 좋은 맑은 날의 사고를 비교하였다. 분석 결과, 사고와 상관도가 높게 나타난 변수로는 안개요인으로 안개시 사고 심각도가 가장 높게 나타남을 제시하였다.
분석결과 기상상태별 각 100건의 교통사고 중 눈-65 사건, 맑음-83사건, 비-74사건, 안개-33사건, 흐림-18 사건을 정확히 분류하여 각 65.0%, 83.0%, 74.0%, 33.0%, 18.0%를 정확성을 나타내어 전체의 54.6%를 판별할 수 있다. 안개 및 눈의 판별 결과 분류능력이 낮아 전반적으로 분석결과가 높게 나타나지 않았다.
또한 심관보(1999)의 연구에서는 우천시 강우량별 노면 미끄러짐 교통사고 발생영향을 도로의 포장 등급별로 분석해 마찰저항과 강우량, 교통사고와의 관계를 알아보았다. 연구결과, 강우시 사고율의 경우 포장등급이 낮은 등급의 도로에서 비강우시보다 24배~27배 높은 것으로 나타났다.
콘크리트 노면의 경우 아스팔트 노면보다 마찰력이 떨어지며 소음이 커 기상악화시 주변 차량 및 주위 청각이 떨어지는 것으로 알려져 있으며 노면과 차선의 대비가 아스팔트 노면보다 감소하는 효과도를 보이고 있다. 오르막 구간 정점을 통과한 후 내리막 도로구간을 주행 시 시정악화로 인한 전방차량의 인식 및 속도제어의 어려움으로 고속도로 상에서 추돌사고가 빈번하게 나타나고 있음을 사고자료 검토시 확인할 수 있었다. 노면 결빙 및 습기 상태가 건조상태보다 차량 조작 실패 및 차로이 탈 사고를 증가시키는 요인으로 알려져 있다.
전반적으로 눈, 맑음, 비의 경우 예측력이 높다고 판단할 수 있으나 안개, 흐름의 기상상태의 사고발생 예측력이 떨어지는 결과가 도출되었다. 기상상태의 변화는 162 Journal of Korean Society of Transportation Vol.
총 4개의 판별함수가 도출되었으며 판별함수의 설명력인 고유값 분산의 비율이 각 93.7, 5.1, 1.2, 0.0으로 판별함수1의 설명력이 93.7%로 매우 높다.
후속연구
연구의 한계점으로 전국 고속도로의 기하구조 자료를 세세히 분석하는데 어려움이 있어 사고자료에 나타난 기하 구조 자료를 활용하였다는 것이다. 본 연구에서 고려 된 변수이외에 기상상태 특성을 반영하는 변수를 추가적으로 검토․보완할 필요성이 있다.
연구의 한계점으로 전국 고속도로의 기하구조 자료를 세세히 분석하는데 어려움이 있어 사고자료에 나타난 기하 구조 자료를 활용하였다는 것이다. 본 연구에서 고려 된 변수이외에 기상상태 특성을 반영하는 변수를 추가적으로 검토․보완할 필요성이 있다.
향후 연구과제로 기상상태별 교통사고 심각도를 기준으로 한 사고영향요인의 분석과 같은 연구가 진행되어 사고의 심각도를 낮추는데 반영할 수 있는 모형의 개발이 필요하다
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
악천후 기상이 교통사고를 유발시키는 가장 우선적인 요인은?
악천후 기상이 교통사고를 유발시키는 가장 우선적인 요인1)은 운전자의 시정을 감소시킨다는 것과 노면의 마찰력이 감소되는 데 있으며 통행속도가 높은 고속도로의 경우 일반 단일로보다 기상상태에 따른 사고 심각도가 높은 특성이 있다.
영국의 Edward(1998)는 도로교통사고 의 심각도와 날씨요인과의 상관관계에 대한 분석의 결과는?
국외 연구로 영국의 Edward(1998)는 도로교통사고 의 심각도와 날씨요인과의 상관관계에 대한 분석으로 강 우, 안개, 강풍시의 사고와 기상상태가 좋은 맑은 날의 사고를 비교하였다. 분석 결과, 사고와 상관도가 높게 나 타난 변수로는 안개요인으로 안개시 사고 심각도가 가장 높게 나타남을 제시하였다.
독립변수로 무엇을 이용하였나?
본 연구에서는 기존의 사고데이터의 사고발생지점 현 황데이터를 최대한 활용하였다. 여기서 사고발생시의 기 상상황(맑음, 흐림, 눈, 비, 안개)을 종속변수로 선정하였 으며 독립변수로 사고지점, 주야구분, 사고유형, 포장구 분, 평면선형, 종단경사, 노면상태, 절성토구분 현황자료 를 이용하였다. 은 변수구분에 대한 구성도이다.
설재훈(2005), "우리나라의 도로교통사고 특성과 안전정책 현황", 도로안전정책 및 기술의 현황과 발전방안, 한국도로학회지 제7권 4호.
이상용(1997), "운전자 행태분석을 통한 교통사고특성분석 : 접근방법, 연구사례 및 정책적 의미", 한국교통연구원.
김진경(2008), "교통사고 건당 EPDO를 이용한 교통사고 특성분석, 전남대 대학원 석사학위논문.
교통사고 통계분석(2008), 도로교통공단.
이순철(2007), "교통행동연구", 서울: 태창문화.
"I-526 Cooper River Bridge Surveillance and Response Plan," South Carolina Department of Highways and Public Transportation, June, 1992.
"A Highway Accident Report on Multiple-Vehicle Collisions During Limited Visibility (FOG) on Interstate 75 Near Calhoun, Tennessee, December 11, 1990," National Transportation Safety Board, Washington, D.C., 1992.
"A Disaster on the Sunshine Skyway," Tampa Tribune, December 31, 1996.
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