선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 또한 종속변수가 로그함수일 때 표준정규곡선과 가장 비슷한 분포를 이루는 것으로 분석됨에 따라 본 연구에서는 연결함수로 로그를 사용하는 로그선형모형을 개발하고자 한다. 일반적인 로그선형모형의 형태는 다음과 같다.
- 본 연구는 고속도로 터널구간 교통사고자료를 최대한 수집하여 터널구간에 대한 교통사고 특성분석과 신뢰성 있는 교통사고 예측모형을 개발하는데 목적이 있다.
- 본 연구는 고속도로 터널구간의 교통사고특성을 분석하고, 주요 교통 및 도로조건, 그리고 환경조건 등을 고려하여 교통사고예측모형을 개발하는데 초점을 두었다.
- 본 연구는 전국 고속도로 터널구간을 대상으로 교통사고자료를 수집, 분석하여 교통사고 예측모형을 개발하였고 개발된 모형에 대한 통계적 검증을 수행하여 모형의 신뢰성 및 정확성을 높이고자 하였다.
- 본 연구에서는 다년간 고속도로 터널구간의 교통사고자료를 이용하여 교통사고특성을 분석하고 통계적 유의성을 확보한 터널구간 교통사고예측모형을 개발하였다는 점에 큰 의의가 있다.
제안 방법
- 또한 모형의 활용성 및 효율적인 모형개발을 위해 군집화 가능여부를 분석하였다. 각 종속변수별 상관분석 결과를 토대로 유의확률을 만족하며 터널 특성을 반영할 수 있을 것으로 판단되는 터널연장과 설계속도를 군집화하고자 하는 대상변수로 설정하였다. 터널연장은 상관분석결과 유의확률을 만족하는 측방여유폭, 종단구배 항목별로 사고율(건/백만대)와 터널연장간의 산점도 분석결과를 이용하였다.
- 교통사고 모형 관련하여 살펴본 국내 12개, 국외 2개 총 14개 선행연구에서 개발된 교통사고예측모형에 사용된 변수들을 각각 항목별로 분류하여 빈도수를 분석하였다. 이 중 교통량 변수가 25%로 가장 높았으며, 곡선반경과 구간길이의 적용빈도가 각각 13%로 분석되었고 사용빈도가 높은 독립변수는 교통사고와 상관관계가 높다고 판단할 수 있다.
- 교통사고 발생현황을 토대로 터널구간과 본선구간의 상호비교를 통한 사고원인별, 사고유형별 교통사고특성을 분석하였다.
- 교통사고예측모형은 터널구간 교통사고에 영향을 미치는 교통 및 도로조건 등 교통사고영향요인을 토대로 로그회귀분석을 수행하여 개발하였다.
- 교통사고예측모형의 독립변수는 연평균일교통량, 종단구배, 평면선형, 터널연장, 측방여유폭, 터널높이, 설계속도, 교통사고발생시 터널 진입전(진출후) 주야간 상태 총 8가지 변수를 선정하였다. 또한 모형의 종속변수는 건, ln(건/km), ln(건/백만대km)로 다양하게 적용하였으며 추정된 모형을 비교 검토하여 활용성과 신뢰성을 확보하는 가장 합리적인 모형을 최종 교통사고예측모형으로 선정하였다.
- 설계속도는 터널연장과 같이 자료의 성격이 연속형이 아니므로 어떤 특정 값을 기준으로 설정하는 것이 어렵다. 그러므로 설계 속도는 현재 수집된 자료형태인 현행 고속도로 설계기준 100kph와 120kph를 기준으로 설정하였다.
- 본 연구에서는 터널의 교통사고와 관련된 다양한 독립변수(도로 및 교통조건)들을 사용하여 교통사고 예측모형을 개발하는 것으로써 여러 독립변수를 사용하고자 다중회귀모형을 적용하였다. 그리고 모형개발에 앞서, 기술통계와 히스토그램분석을 통해 종속변수의 분포를 살펴보고, 종속변수를 이차, 삼차 등 차수함수, 지수함수, 로그함수 등으로 변환한 분포 중 표준정규분포와 가장 유사한 연결함수로 구성된 종속변수를 이용하여 가장 합리적인 모형을 개발하였다.
- 먼저, 회귀분석을 통한 교통사고예측모형을 개발하기 위해 앞서 선정된 교통사고영향요인들과 종속변수의 기술통계로 요약통계량(최소, 최대, 평균, 표준편차 등)을 검토하였고 산점도를 통해 종속변수에 대한 설명변수들의 유의성 및 다중공선성 예상, 이상치 존재여부를 1차적으로 검토하였다. 그리고 회귀모형의 활용성 및 기존연구와의 차별성을 위해 기술통계 및 상관분석 결과를 토대로 군집화 여부를 판단하고 그에 따라 모형을 추정하였다. 그리고 추정된 회귀모형은 유의성 검증, 다중공성선 진단, 이상치 및 영향치 진단, 잔차분석 등을 통해 모형의 적용성과 신뢰성을 확보하였다.
- 그러나 교통사고 발생시, 이러한 영향요인들과의 상호작용의 정도를 정확히 파악하고 계량화하기는 현실적으로 어렵다. 따라서 독립변수는 교통량, 종단 경사, 곡선반경 등 계량화가 가능한 변수를 중심으로 영향요인을 선정하였다. 종속변수는 건, 건/km, 건/백만대km로 다양화하여 결과를 비교하였다.
- 교통사고예측모형의 독립변수는 연평균일교통량, 종단구배, 평면선형, 터널연장, 측방여유폭, 터널높이, 설계속도, 교통사고발생시 터널 진입전(진출후) 주야간 상태 총 8가지 변수를 선정하였다. 또한 모형의 종속변수는 건, ln(건/km), ln(건/백만대km)로 다양하게 적용하였으며 추정된 모형을 비교 검토하여 활용성과 신뢰성을 확보하는 가장 합리적인 모형을 최종 교통사고예측모형으로 선정하였다.
- 또한 모형의 활용성 및 효율적인 모형개발을 위해 군집화 가능여부를 분석하였다. 각 종속변수별 상관분석 결과를 토대로 유의확률을 만족하며 터널 특성을 반영할 수 있을 것으로 판단되는 터널연장과 설계속도를 군집화하고자 하는 대상변수로 설정하였다.
- 또한, 기존 연구에서 개발된 교통사고 예측모형의 종류는 선형모형 10개(단순 3, 다중 7), 비선형모형 6개, 가산모형(음이항) 3개로 조사되어 본 연구에서는 가장 많이 사용되었던 선형회귀모형을 중심으로 개발하고자 한다.
- 먼저, 회귀분석을 통한 교통사고예측모형을 개발하기 위해 앞서 선정된 교통사고영향요인들과 종속변수의 기술통계로 요약통계량(최소, 최대, 평균, 표준편차 등)을 검토하였고 산점도를 통해 종속변수에 대한 설명변수들의 유의성 및 다중공선성 예상, 이상치 존재여부를 1차적으로 검토하였다. 그리고 회귀모형의 활용성 및 기존연구와의 차별성을 위해 기술통계 및 상관분석 결과를 토대로 군집화 여부를 판단하고 그에 따라 모형을 추정하였다.
- 본 연구에서 터널연장은 장대터널의 기준인 1km 이상과 1km미만, 설계속도는 100kph와 120kph로 각각 군집화하여 교통사고예측모형을 개발하였다. 또한, 독립변수의 추가와 제거를 적절히 조합하여 최적의 회귀모형을 도출하는 단계별 회귀방법을 이용하여 변수를 선택하였다.
- 본 연구에서는 터널구간의 교통사고와 교통사고 영향요인과의 상관분석을 통해 터널연장과 설계속도별 교통사고예측모형을 개발하였다. 하지만 모형의 활용성과 신뢰성을 고려하여 해당군집별 하나의 모형을 선정하여 대표성을 부여하고자 한다.
- 본 연구에서는 터널의 교통사고와 관련된 다양한 독립변수(도로 및 교통조건)들을 사용하여 교통사고 예측모형을 개발하는 것으로써 여러 독립변수를 사용하고자 다중회귀모형을 적용하였다. 그리고 모형개발에 앞서, 기술통계와 히스토그램분석을 통해 종속변수의 분포를 살펴보고, 종속변수를 이차, 삼차 등 차수함수, 지수함수, 로그함수 등으로 변환한 분포 중 표준정규분포와 가장 유사한 연결함수로 구성된 종속변수를 이용하여 가장 합리적인 모형을 개발하였다.
- 선정방법은 모형의 R2 , F값 등 검정통계량 수준과 다중공선성, 잔차분석 등 모형검증 및 예측을 통한 신뢰성 확보여부, 터널만의 기하구조 성격과 교통사고특성 반영여부 등 종합적으로 검토하였다.
- 셋째, 일반적으로 도로 및 기하조건, 교통조건 등 정량화가 가능한 설명변수를 교통사고영향요인으로 이용하였다. 반면 운전자 심리 및 생리적 조건 등의 인적영향요인들은 반영하지 못하고 있다.
- 터널연장은 상관분석결과 유의확률을 만족하는 측방여유폭, 종단구배 항목별로 사고율(건/백만대)와 터널연장간의 산점도 분석결과를 이용하였다. 이에 따라 측방여유폭은 2.5m, 종단구배는 2%를 기준으로 각각 나누어 산점도 분석을 수행하였다. 분석결과, 측방여유폭 2.
- 따라서 독립변수는 교통량, 종단 경사, 곡선반경 등 계량화가 가능한 변수를 중심으로 영향요인을 선정하였다. 종속변수는 건, 건/km, 건/백만대km로 다양화하여 결과를 비교하였다.
- 종합적으로 검토한 결과, 군집항목은 터널연장으로 선정하였으며 종속변수는 ln(건/백만대km)로 선정하였다. 이들 모형은 R2가 각각 0.
- 최종적으로 선정된 교통사고예측모형은 터널연장으로 군집화하여 추정된 모형이며, 종속변수가 ln(건/백만대km)로 결정되었다.
- 터널구간 교통사고 발생은 고속도로에서 최초사고발생지점이 터널이며, 터널주변부(입구부 및 출구부)와 터널구간내에서 운전자의 과실(졸음, 핸들 과대조작, 주시태만 등), 차량결함 등으로 인해 발생한 모든 유형의 교통사고를 고속도로 터널구간의 교통사고로 정의하여 분석을 수행하였다.
- 터널연장으로 군집화된 모형은 연평균일교통량과 종단구배 그리고 터널높이를 독립변수로 채택되었으며, 설계속도로 군집화된 모형은 연평균일교통량(AADT)과 터널연장을 독립변수로 채택되었다.
- 각 종속변수별 상관분석 결과를 토대로 유의확률을 만족하며 터널 특성을 반영할 수 있을 것으로 판단되는 터널연장과 설계속도를 군집화하고자 하는 대상변수로 설정하였다. 터널연장은 상관분석결과 유의확률을 만족하는 측방여유폭, 종단구배 항목별로 사고율(건/백만대)와 터널연장간의 산점도 분석결과를 이용하였다. 이에 따라 측방여유폭은 2.
대상 데이터
- 본 연구에서는 2004년부터 2009년까지 6년간의 고속도로 전 노선에 대하여 한국도로공사의 교통사고 발생 현황자료를 수집하였다[14]. 수집된 자료는 사고건수, 사고위치, 사고차종 등 고속도로 터널에서 발생한 교통사고에 대한 자세한 내용을 포함하고 있으며 교통사고자료는 고속도로 노선별 시점부터 100m 단위로 수집된 자료들이다.
- 본 연구의 분석범위는 전국 고속도로 상에 위치하는 터널구간을 대상으로 자료를 수집하고 분석하였다. 자료를 수집한 공간적 범위로서는 행정구역상으로 경기 50개소, 강원 158개소, 경남 65개소, 경북 77개소 등 총 557개소에 이른다.
- 본 연구에서는 2004년부터 2009년까지 6년간의 고속도로 전 노선에 대하여 한국도로공사의 교통사고 발생 현황자료를 수집하였다[14]. 수집된 자료는 사고건수, 사고위치, 사고차종 등 고속도로 터널에서 발생한 교통사고에 대한 자세한 내용을 포함하고 있으며 교통사고자료는 고속도로 노선별 시점부터 100m 단위로 수집된 자료들이다. 또한 교통조건인 연평균일교통량(AADT: Annual Average Daily Traffic)과 도로조건인 터널연장, 종단구배, 평면선형, 터널높이 등을 포함하는 터널 기하구조 자료들이 포함되어 있다[15].
- 또한 교통조건인 연평균일교통량(AADT: Annual Average Daily Traffic)과 도로조건인 터널연장, 종단구배, 평면선형, 터널높이 등을 포함하는 터널 기하구조 자료들이 포함되어 있다[15]. 이 중 터널구간에서는 총 367건의 교통사고가 발생하였으나 본 연구에서는 해당터널구간의 교통량 수집가능여부, 기하구조 수집여부 등을 거쳐 총 170건 터널구간의 교통사고를 대상으로 분석을 수행하였다.
- 본 연구의 분석범위는 전국 고속도로 상에 위치하는 터널구간을 대상으로 자료를 수집하고 분석하였다. 자료를 수집한 공간적 범위로서는 행정구역상으로 경기 50개소, 강원 158개소, 경남 65개소, 경북 77개소 등 총 557개소에 이른다.
데이터처리
- 그리고 회귀모형의 활용성 및 기존연구와의 차별성을 위해 기술통계 및 상관분석 결과를 토대로 군집화 여부를 판단하고 그에 따라 모형을 추정하였다. 그리고 추정된 회귀모형은 유의성 검증, 다중공성선 진단, 이상치 및 영향치 진단, 잔차분석 등을 통해 모형의 적용성과 신뢰성을 확보하였다.
- 본 연구에서 터널연장은 장대터널의 기준인 1km 이상과 1km미만, 설계속도는 100kph와 120kph로 각각 군집화하여 교통사고예측모형을 개발하였다. 또한, 독립변수의 추가와 제거를 적절히 조합하여 최적의 회귀모형을 도출하는 단계별 회귀방법을 이용하여 변수를 선택하였다.
성능/효과
- 이는 터널구간의 시설물 안전관리 및 시설에 대한 신중한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 그리고 본선과 비교분석한 결과, 터널과 발생빈도순위에서 큰 차이가 없음을 알 수 있었다.
- Zegeer 등(1986)은 독립변수들에 대한 단계별 선형회귀분석을 통하여 변수를 선정하였다. 그리고 비선형회귀분석을 통해 지방부 2차로도로에 대한 사고예측모형을 개발하였고 분석결과, 도로폭과 길어깨폭이 1m씩 확장될 경우 사고율은 각각 30%, 10%씩 감소함을 도출하였다[8].
- 특히, 터널연장으로 군집화된 모형은 터널연장이 1km미만 즉, 터널구간이 짧을 경우 운전자는 터널 주행과 동시에 터널높이가 낮을수록 심리적·공간적 압박감으로 인해 교통사고발생확률이 높아지지만 터널연장이 1km이상 즉 터널구간이 길어질수록 운전자는 터널구간 주위환경에 익숙해지면서 터널 높이에 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다. 그리고 종속변수가 ln(건/백만대km)인 경우, 독립변수인 연평균일교통량의 계수부호가 음(-)으로 기존연구 결과와 동일하게 도출되는 것으로 분석되었다.
- 기존연구 검토결과, 대부분의 연구에서 종속변수가 사고건수(건)일 경우, 사용빈도가 가장 높은 교통량의 계수부호는 양(+)으로 결정되는 것으로 보아 교통량이 증가할수록 사고건수(건)가 증가함을 알 수 있었다. 또한 종속변수가 건/백만대km의 경우, 교통량의 계수부호는 대부분 음(-)으로서 사고건수(건)와 상반된 부호로 결정됨을 알 수 있었다.
- 기존연구 검토결과, 대부분의 연구에서 종속변수가 사고건수(건)일 경우, 사용빈도가 가장 높은 교통량의 계수부호는 양(+)으로 결정되는 것으로 보아 교통량이 증가할수록 사고건수(건)가 증가함을 알 수 있었다. 또한 종속변수가 건/백만대km의 경우, 교통량의 계수부호는 대부분 음(-)으로서 사고건수(건)와 상반된 부호로 결정됨을 알 수 있었다.
- 또한, 본선구간과 비교분석한 결과, 터널구간이 운전자과실의 안전거리미확보와 차량결함 항목에서 본선구간에 비해 발생빈도순위가 높다는 것을 알 수 있다. 이에 따라 현재 수집한 자료항목과 사고원인항목과의 상관관계를 비교해본 결과, 터널연장은 졸음과 주시태만, 종단구배와 평면선형은 과속, 교통량은 졸음과 주시태만 그리고 과속과 관련 있다고 판단되어진다.
- 모형 적합도는 터널연장에 의한 군집모형에서 1km미만일 때 ln(건/백만대km)와 설계속도에 의한 군집모형에서 120kph일 때 ln(건/백만대km)일 경우 각각 0.600, 0.712로 같은 성격의 군집모형들 중에서 가장 설명력이 높은 것으로 분석되었다.
- 5m, 종단구배는 2%를 기준으로 각각 나누어 산점도 분석을 수행하였다. 분석결과, 측방여유폭 2.5m미만과 종단구배 2% 이상에서 사고율(건/백만대)이 터널연장 1km를 기준으로 차이를 보였다. 설계속도는 터널연장과 같이 자료의 성격이 연속형이 아니므로 어떤 특정 값을 기준으로 설정하는 것이 어렵다.
- 사고유형별 사고처리시간은 터널, 본선 모두 피해정도에 따라 다양하게 나타났고 특히 터널은 화재로 인한 사고건수가 다른 사고유형에 비해 적으나 사고처리시간은 가장 길게 나타났다.
- 설계속도의 경우, 종속변수가 건인 경우는 분석이 불가능하였으며, R2는 설계속도 120kph일 경우 ln(건/백만대km)가 0.712로 가장 높게 분석되었으며 그 외 다른 모형들은 0.6이하로 모형의 적합도가 떨어지는 것으로 분석되었다.
- 교통사고 모형 관련하여 살펴본 국내 12개, 국외 2개 총 14개 선행연구에서 개발된 교통사고예측모형에 사용된 변수들을 각각 항목별로 분류하여 빈도수를 분석하였다. 이 중 교통량 변수가 25%로 가장 높았으며, 곡선반경과 구간길이의 적용빈도가 각각 13%로 분석되었고 사용빈도가 높은 독립변수는 교통사고와 상관관계가 높다고 판단할 수 있다.
- 종합적으로 검토한 결과, 군집항목은 터널연장으로 선정하였으며 종속변수는 ln(건/백만대km)로 선정하였다. 이들 모형은 R2가 각각 0.440, 0.326이며 F값은 28.271, 22.254로 모형의 검정통계량 수준이 비교적 높지는 않지만 모형검증결과 신뢰성이 확보된 모형일 뿐만 아니라 모형예측결과에서 설계속도 모형보다 우수하였다. 또한 터널연장은 설계속도에 비해 터널성격을 대표적으로 보여줄 수 있는 군집 항목이다.
- 이변량 상관분석결과, 차도폭원과 터널폭원 0.875, 터널높이와 터널폭원 0.742, 터널높이와 차도폭원 0.760, 차로수와 터널폭원 0.918, 차로수와 차도폭원 0.922, 차로수와 터널높이 0.750 등 4가지 변수들 간에 높은 양의 상관관계를 보였다. 그리고 유의확률은 모두 0.
- 특히, 터널연장으로 군집화된 모형은 터널연장이 1km미만 즉, 터널구간이 짧을 경우 운전자는 터널 주행과 동시에 터널높이가 낮을수록 심리적·공간적 압박감으로 인해 교통사고발생확률이 높아지지만 터널연장이 1km이상 즉 터널구간이 길어질수록 운전자는 터널구간 주위환경에 익숙해지면서 터널 높이에 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다.
- 035로 도출됨에 따라 모형의 적합도가 가장 떨어졌다. 회귀계수 분석결과, ln(건/백만대km) 경우 1km미만은 1km이상과 달리 터널높이가 독립변수로 채택되었다. 이는 터널연장 1km미만인 경우, 운전자가 심리적·공간적 압박감으로 인해 교통사고에 영향을 받지만 1km이상인 경우 운전자가 터널환경에 적응하여 1km미만과 달리 교통사고 영향요인으로 터널높이가 채택되지 않는 것으로 판단된다.
후속연구
- 둘째, 호남고속도로, 중부내륙고속도로 등 일부 고속도로 노선만을 대상으로 설정하여 전국적인 대표성에 한계점이 있다고 판단된다.
- 또한, 본 연구에서 개발한 다중선형회귀모형외에 비선형회귀모형, 가산자료모형 등 다양한 모형을 추정하여 다중선형회귀모형과 비교분석함으로써 좀 더 신뢰성있고 유의성이 높은 모형개발을 위한 노력이 향후에도 지속적으로 필요할 것으로 생각된다.
- 하지만 교통사고는 교통조건, 도로 및 환경조건, 운전자 조건 등 복합적인 상호작용으로 발생하는데 본 연구에서 개발한 모형은 자료수집의 어려움으로 인하여 운전자 행태 및 심리 등 운전자의 특성 고려에 대한 부분과 교통사고가 발생한 터널구간의 조명수준, 터널구간에 설치된 교통안전시설물의 영향 등을 반영하지 못하였고 교통사고 심각도에 따른 가중치를 고려하지 못한 한계를 가진다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.