[논문]RWIS 설치를 위한 우선순위 선정 기법에 관한 연구

양충헌; 김인수; 전우훈

doi:10.7855/ijhe.2012.14.6.175

RWIS 설치를 위한 우선순위 선정 기법에 관한 연구
A Study of Determining Priorities of RWIS Installation 원문보기

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.14 no.6 = no.56, 2012년, pp.175 - 182

양충헌 (한국건설기술연구원) , 김인수 (한국건설기술연구원) , 전우훈 (한국건설기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

PURPOSES : This paper presents how to determine priorities of RWIS installation on national highways within the limited budget. METHODS : Analytical hierarchy process was employed to develop the entire methodology. In addition to this, various data such as vulnerable roadway section for snow removal, RWIS, AWS, AADT, and traffic accident were properly collected and analyzed for the future analysis. Then, GIS analysis was performed to find out the final candidate vulnerable roadway section for snow removal. In the end, expert survey was conducted to estimate weights for evaluation criteria. RESULTS : Results showed that metropolitan area has the most high priority, and Gangwon area, ChungCheung, and Honam in order. CONCLUSIONS : The main contribution of this paper is to suggest a logical methodology to prioritize RWIS installation within the limited budget, and thus snow removal operation during the winter season can improve in terms of getting more valuable information.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한 RWIS 설치비용은 상대적으로 고가인 반면, 각 도로관리기관의 예산은 제한적인 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 일반국도에 RWIS 설치를 위한 우선순위 선정 기법을 제안하였다.
또한 이미 제설취약구간 내에 RWIS가 설치되어 있는 구간 또한 중복설치문제를 피하기 위해 본 분석절차를 통해 배제하였다. 제설취약구간 중 RWIS가 설치되어 있는 지점을 나타내기 위해 ArcGIS를 이용하여 RWIS 위치에 인접한 제설취약구간을 탐색하였다.
본 연구에서는 RWIS 설치를 위한 우선순위 선정기법에 대한 연구를 수행하였다. 이 연구결과를 바탕으로 향후 일반국도 상의 RWIS 설치를 위한 우선순위를 마련하였다.
본 연구에서는 RWIS 설치를 위한 우선순위 선정기법에 대한 연구를 수행하였다. 이 연구결과를 바탕으로 향후 일반국도 상의 RWIS 설치를 위한 우선순위를 마련하였다. 또한, 본 연구는 기상청의 동네예보, AWS 정보에 의존하는 제설작업의 경우 기상청 예보와 실제 도로 기상과의 차이를 전혀 고려하지 않았던 현재 상황을 개선하여 AWS와의 상호보완이 가능하면서 비용을 최소화하는 RWIS의 설치 방법론을 마련하였다는 것에 의의가 있다.

가설 설정

이는 '제설작업과 기상정보의 상관관계를 통한 제설취약성분석(양충헌 외, 2012)‘을 참조하였으며, 이를 활용하여 AWS 위치와 인접국도의 제설취약구간 사이의 고도차가 10m 이내 인 경우, AWS의 기상정보는 제설작업에 유효하다고 가정하였다.

제안 방법

표출된 GIS 지도에 대해 전문가 집단의 설문조사를 통해 각 가중치를 산출하도록 한다. 3가지 평가요소 (제설취약구간 내 CCTV설치 유무, 동절기 교통사고 발생건수, AADT 자료)에 대한 가중치를 산정하기 위해, 10명의 도로제설 및 기상업무 관련 전문 담당자를 대상으로 Fig. 6과 같이 AHP 분석을 수행하였다.
Fig. 7과 같이 각 평가요소에 대한 계층화를 수행한 후, 쌍대비교를 반영한 설문조사를 수행하였다.
현재까지 GIS 분석을 통해 도출된 구간들을 제외한 나머지 구간은 총 88개 구간으로 이는 RWIS가 설치가 필요한 제설취약구간 후보군(candidate)에 속한다고 볼 수 있다. 따라서 비용-효과적인 설치를 위해 RWIS 설치의 우선순위를 선정하기 위해 고려요인에 대한 가중치를 계산하였다. 필수 고려 요인은 전문가 설문을 통해 선정되었으며, 각각의 선정요인은 다음과 같다.
또한 AWS와 제설취약구간 사이의 고도차 정보를 구하기 위해 Fig. 3과 같이 구글지도를 이용하여 제설취약구간의 고도를 추출하였고, AWS의 경우 기상청에서 위·경도 자료와 함께 고도정보를 제공하므로, 최종적으로 두 값의 차이를 통해 고도차를 산출하였다.
수집한 자료 중 제설취약구간의 시·종점은 지점 자료이기 때문에, 분석을 위해 구간자료로 변환시켰다.
앞서 도출한 GIS 표출자료를 통해 먼저 AWS위치와인근 일반국도 상의 제설취약구간의 상관관계에 대한 분석을 수행하였다. 이는 '제설작업과 기상정보의 상관관계를 통한 제설취약성분석(양충헌 외, 2012)‘을 참조하였으며, 이를 활용하여 AWS 위치와 인접국도의 제설취약구간 사이의 고도차가 10m 이내 인 경우, AWS의 기상정보는 제설작업에 유효하다고 가정하였다.
앞에서 도출한 CCTV설치여부, AADT, 동절기 교통사고의 현황치는 크기 및 단위가 다르므로, 객관적 비교를 용이하게 하기 위해 각 분석의 정규화(표준정규분포화)를 수행하였다. 이는 평균값과 표준편차를 활용하여 정규화를 수행한 것으로, 관찰 값들이 평균값보다 높은 경우는 ‘+’ 의 값이 나타나고, 평균값보다 낮은 경우에는 ‘-’ 의 값이 나타나는 것을 의미한다.
동절기 노면결빙·눈길·미끄럼으로 인한 교통사고의 경우, 도로교통공단에서 제공하고 있는 일반국도 대상 교통사고 관련자료 2007년부터 2010년까지 총 4년 치를 조사·분석하였다. 이를 위해 교통사고분석시스템 (TAAS)을 통해 사고 자료를 추출하였다. 분석결과, 교통사고 총 발생건수는 67건으로 분석되었다.
또한 이미 제설취약구간 내에 RWIS가 설치되어 있는 구간 또한 중복설치문제를 피하기 위해 본 분석절차를 통해 배제하였다. 제설취약구간 중 RWIS가 설치되어 있는 지점을 나타내기 위해 ArcGIS를 이용하여 RWIS 위치에 인접한 제설취약구간을 탐색하였다. 이러한 분석을 통해 현재 총 12 제설취약구간에 RWIS가 있는 것으로 분석되었다.
표출된 GIS 지도에 대해 전문가 집단의 설문조사를 통해 각 가중치를 산출하도록 한다. 3가지 평가요소 (제설취약구간 내 CCTV설치 유무, 동절기 교통사고 발생건수, AADT 자료)에 대한 가중치를 산정하기 위해, 10명의 도로제설 및 기상업무 관련 전문 담당자를 대상으로 Fig.

대상 데이터

AADT의 경우 연평균일일교통량 자료로서, 교통량정보제공 시스템(http://www.road.re.kr)을 통해 2010년 자료를 수집하였고, CCTV는 일반국도에 설치되어 있는 현황을 조사하였다. 이와 같이 수집된 자료의 대부분은 GIS 분석을 위해 사용되므로 위도·경도·고도 등의 위치정보가 필요하였다.
RWIS 설치 구간 선정을 위해 필요한 관련 자료를 다음과 같이 수집하였다.
동절기 노면결빙·눈길·미끄럼으로 인한 교통사고의 경우, 도로교통공단에서 제공하고 있는 일반국도 대상 교통사고 관련자료 2007년부터 2010년까지 총 4년 치를 조사·분석하였다.
따라서 AWS 설치 위치와 제설취약구간의 고도 차이가 10m 이내인 경우는 RWIS를 대체하여 AWS 기상정보를 사용할 수 있으므로 설치 고려 대상에서 배제하였다. 따라서 이와 같은 구간은 총 113개 중 13 구간으로 분석되었다.

데이터처리

수집한 자료들의 위·경도 정보를 이용한 GIS 분석을 위해서 ArcGIS 프로그램을 활용하였다.

성능/효과

이 연구결과를 바탕으로 향후 일반국도 상의 RWIS 설치를 위한 우선순위를 마련하였다. 또한, 본 연구는 기상청의 동네예보, AWS 정보에 의존하는 제설작업의 경우 기상청 예보와 실제 도로 기상과의 차이를 전혀 고려하지 않았던 현재 상황을 개선하여 AWS와의 상호보완이 가능하면서 비용을 최소화하는 RWIS의 설치 방법론을 마련하였다는 것에 의의가 있다.
이를 위해 교통사고분석시스템 (TAAS)을 통해 사고 자료를 추출하였다. 분석결과, 교통사고 총 발생건수는 67건으로 분석되었다.
분석과정을 통해 산출된 AHP 분석 결과는 Table 5와 같이 AADT, 동절기 교통사고, CCTV 순으로 중요한 것으로 나타났다.
설문조사 결과 AADT가 64%로 가장 중요한 속성 값으로 나타났다. 각 항목들의 쌍대비교행렬 결과는 다음 Table 4와 같이 산출되었다.

후속연구

향후 실제 제설취약구간에 RWIS를 설치하여 제설작업을 수행할 시 비용·편익이 얼마나 발생하는지 효과 검증을 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 그리고 제설취약구간에 RWIS 설치를 위한 고려사항으로 음지비율, 강우주기, 적설량 등의 기후와 관련된 변수를 활용하는 연구가 필요하다. 또한 기 RWIS 설치 시 구간 내고도가 가장 높은 지점이나 터널 앞·뒤 교량, 급커브·급경사 등의 제설취약지점에 RWIS가 설치되고 있는데 이에 대한 최적위치 선정에 대한 분석이 요구된다.
향후 실제 제설취약구간에 RWIS를 설치하여 제설작업을 수행할 시 비용·편익이 얼마나 발생하는지 효과 검증을 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기상청예보란?	일반적으로 기상청예보는 전국에 설치되어 있는 AWS로부터 각 지점에 대한 포인트 기상정보를 수집하고 이를 광역적으로 분석·재조정하여 최종적으로 전국적인 날씨를 제공하는 개념이다. 따라서 도로관리기관에서 제설작업을 위해 필요로 하는 도로기상정보와는 충분히 다를 수 있다.
	미국의 미네소타 교통국 매뉴얼에 따르면 제설취약구간을 선정하는데 매우 중요한 요소로 작용하는 것은?	미국의 미네소타 교통국 매뉴얼에 따르면, 주요 취약 지점에 설치된 노면온도센서나 적외선 방식의 노면온도 측정장치를 통해 실제 노면온도에 따라 제설작업을 결정하고 있다. 다시 말하면, 노면온도가 제설취약구간을 선정하는데 매우 중요한 요소로 작용하는 것이다. 예를 들어, 노면온도가 -7℃ 이하일 경우는 제설제 살포 효과가 매우 떨어지기 때문에 이때에는 밀어내기와 같은 다른 방식의 제설작업이 권장된다(Minnesota DOT, 2005).

참고문헌 (11)

Bogren, J., T, Gustavsson: Intelligent transportation systems and support system for winter road maintenance, Transportation research circular(E-C162), 65-71, 2012
FWHA, Road Weather Information System Environmental Sensor Station Siting Guidelines, 2006
Minnesota DOT, Minnesota Snow and Ice Control-Field Handbook for Snowplpw Operators, 2005
National Emergency Management Agency, A Guideline for Natural Disaster in Winter, 2012
The Korea Expressway Corporation, Study on Establishing Highway Road Weather Information System, 2010
The Korea Expressway Corporation, Freeway Disaster Management Manual, 2010
The Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, A Guideline for Roadway Snow Removal in South Korea, 2011
The Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, Winter snow road measures, 2011
The Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, Snow Study road system for advanced, 2012
Yang et al., Analysis of Snow Removal Vulnerability through Relationship between Snow Removal Works and Weather Forecasts, 2012
www.road.re.kr

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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