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문제 정의
- 본 연구에서는 무단횡단 억제를 위한 물리적 차단시설 도입을 통하여 안전성 증진효과를 분석하기 위한 방법론을 수립하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 현장조사에서부터 효과평가까지의 일련의 과정을 1개 지점 Case Study를 통하여 진행하였다.
- 횡단행태상의 시공간적 위반을 억제하기 위해서는 보행신호 연동을 통하여 횡단보도의 진입자체를 물리적으로 차단할 수 있는 시설이 필요하다. 본 연구에서는 횡단보도 진출입부에 설치되어 보행신호 적색시 물리적으로 보행자의 진입을 차단하고 보행 녹색시 차단이 해제되는 시설을 제안한다.
- 이를 위하여 현장조사에서부터 효과평가까지의 일련의 과정을 1개 지점 Case Study를 통하여 진행하였다. 중앙버스전용차로 정류소 횡단보도부에서 관측되는 보행자의 무단횡단 행태를 분석하여 물리적 차단시설 도입을 통한 횡단통행행태 개선가능성을 검토한다. 검토결과를 바탕으로 중앙버스전용차로 정류소 횡단보도부에 물리적 차단시설 도입시 횡단 보행자의 통행행태 개선으로 인한 안전 증진효과를 상충분석을 통해서 확인한다.
- 중앙버스정류소 횡단보도부의 무단횡단을 억제하기 위한 시설 설치 방안을 검토하였다. 횡단행태상의 시공간적 위반을 억제하기 위해서는 보행신호 연동을 통하여 횡단보도의 진입자체를 물리적으로 차단할 수 있는 시설이 필요하다.
- 숙대입구 정류소는 도로중앙선 부근 안전지대를 이용하여 대향 정류소간 무단횡단이 빈번하게 발생하고 있으며, 숙대입구 지하철 진출구와 정류소 횡단보도가 인접하여 지하철 이용자들의 버스 환승시 무리한 횡단 행태가 자주 발생하는 지점이다. 현장조사를 통하여 횡단보행행태를 시공간적으로 구분하고 물리적 차단시설 도입시 횡단보행행태 개선 가능성을 분석한다.
가설 설정
- 본 연구에서 제안한 물리적 차단 시설은 [그림 3]과 같이 개폐형 도어형태로서 횡단보도 진출입부에서 보행신호 적색 시 진출입의 차단이 가능하다. 제안된 안은 해당 시설이 노변 보도 측 및 중앙버스정류소 중앙섬 측의 횡단보도 진출 입부 모두에 설치되는 상황을 가정한다.
- 운영상황(현황, 개선)별 무작위 난수를 변경하며 각각 10회씩 모의실험을 수행하였으며, 분석시간은 오전첨두 기준 1시간(08:00~09:00)을 대상으로 하였다. 차량 및 보행자의 도착패턴은 포아송분포(Poisson distribution)를 가정 하였으며, 보행자 및 차량의 통행행태는 시스템에서 기본적으로 제공하는 모델을 적용하였다.
제안 방법
- SSAM 분석 조건으로 TTC(Time to Collision)의 최대치는 1.5초, 추돌상충(Rear End) 설정 각은 30°이하, 직각상충(Crossing)의 설정 각은 80° 이상으로 설정하였다.
- 차량 통행행태는 분석대상시간 현장조사 자료와 비교하여 오차율 10% 이내로 조정하였다. VISSIM을 통한 보행모의실험 결과는 개별 객체단위로 통행시간별 좌표정보를 정리한 궤적(Trajectory) 파일 형태로 도출하였으며, 이를 바탕으로 SSAM 상충분석을 수행하였다.
- 중앙버스전용차로 정류소 횡단보도부에서 관측되는 보행자의 무단횡단 행태를 분석하여 물리적 차단시설 도입을 통한 횡단통행행태 개선가능성을 검토한다. 검토결과를 바탕으로 중앙버스전용차로 정류소 횡단보도부에 물리적 차단시설 도입시 횡단 보행자의 통행행태 개선으로 인한 안전 증진효과를 상충분석을 통해서 확인한다.
- 동일한 횡단보도로 진출입하며, 보행녹색시간 내에 횡단을 완료하는 행태를 정상으로 분류하였고, 이 외의 행태를 위반으로 분류하였다. [표 3]은 정상적 횡단행태와 위반 횡단행태를 비교한 결과이다.
- 모의실험을 통해 도출된 차량 및 보행자의 통행궤적 정보를 바탕으로 SSAM 2.1.6 과 연계하여 상충분석을 수행하였다. SSAM 분석을 통해 수집된 TTC 자료의 평균값과 표준편차를 비교하여 평균 10% 보다 표준편차가 작아지는 범위 내에서 SSAM 분석 횟수를 제어하였다.
- 보행모의실험 결과에 대한 정산은 보행모의실험에 대한 정산 평가 지표 설정이 곤란하므로 현장자료로부터 도출된 시공간적 횡단행태 패턴 수(정상 패턴 12개, 위반패턴 76개)를 모의실험에서 동일하게 적용시킴으로서 수행하였다. 차량 통행행태는 분석대상시간 현장조사 자료와 비교하여 오차율 10% 이내로 조정하였다.
- 보행자 횡단행태를 시간적으로 분류하였다. 보행자의 횡단 시작 시점과 종점시의 보행에 따라 세개 그룹(G1, G2, R)으로 구분하였다.
- 보행자 횡단행태를 시간적으로 분류하였다. 보행자의 횡단 시작 시점과 종점시의 보행에 따라 세개 그룹(G1, G2, R)으로 구분하였다. 보행 녹색시간에 횡단을 시작하여 종료하는 경우는 G1에 해당된다.
- 일부지자체에서 도입이 추진되고 있는 물리적 차단시설 형태는 바 형태로서 안전바 하부를 통한 무리한 진출입이 가능하므로 완벽한 무단횡단의 억제가 불가능 하다. 본 연구에서 제안한 물리적 차단 시설은 [그림 3]과 같이 개폐형 도어형태로서 횡단보도 진출입부에서 보행신호 적색 시 진출입의 차단이 가능하다. 제안된 안은 해당 시설이 노변 보도 측 및 중앙버스정류소 중앙섬 측의 횡단보도 진출 입부 모두에 설치되는 상황을 가정한다.
- 본 연구에서 제안한 시설은 중앙버스정류소 횡단보도 진출입부 횡단보도 무단횡단을 통제한다. 분석 결과, 물리적 차단시설이 대향정류소 중앙섬 및 보도측을 포함하여 횡단보도 진출입부 8개소에 설치될 경우 현황 대비 상충발생 가능성이 약 24.
- 특히 서울시내 주요 중앙버스정류소부 중 분리형 횡단보도가 설치된 지점을 중심으로 무단횡단이 다발하고 있는 것으로 나타난다. 본 연구에서는 이러한 문제가 지적되고 있는 숙명여대 입구 정류소를 대상으로 보행행태의 현황을 분석하였고, 기존 보행자의 행태개선을 촉구하는 경보 수준의 안전시설보다 적극적으로 무단횡단을 억제할 수 있는 시설 도입을 가정하여 안전성 증진정도를 정량적으로 분석하였다.
- 상기 4개 그룹 중 그룹 a 동일횡단보도 진출입여부에 따라 세분화([그림 2] 참조)하여 총 5가지 행태로 소분류 되었다.
- 상기 분류된 현황과 개선 시에 대한 횡단행태 개선가능여부 분류에 따른 보행량에 따라 모의실험을 수행하였다. 분석 도구는 VISSIM 6.
- ‘자료 분석’ 단계에서는 현장조사를 통해 보행자의 횡단행태의 영상자료를 수집한다. 수집된 영상자료로부터 보행자 횡단보행행태를 공간적/시간적으로 분류하여 분석한다. ‘상충 분석’ 단계에서는 공간적/시간적으로 분류된 횡단보행행태 자료를 바탕으로 VISSIM(Verkehr In Stadten Simulation model) 을 이용하여 모의실험을 수행한다.
- 시공간적으로 분류된 횡단행태에 대하여 상기 설정한 제안된 시설이 적용 될 경우 기대되는 횡단행태의 개선가능 여부를 분류하였다. 제안된 시설 도입 시 횡단행태 개선가능여부를 판별하기 위한 그룹은 A부터 D까지 총 4개로 분류하였다.
- 0을 사용하였으며, 숙대입구역 중앙버스정류소부 실시설계 도면을 바탕으로 교통환경 구현 후 현장조사를 통해 수집된 첨두시 승용차 및 버스 교통량 자료를 모의실험에 입력 값으로 적용하였다. 운영상황(현황, 개선)별 무작위 난수를 변경하며 각각 10회씩 모의실험을 수행하였으며, 분석시간은 오전첨두 기준 1시간(08:00~09:00)을 대상으로 하였다. 차량 및 보행자의 도착패턴은 포아송분포(Poisson distribution)를 가정 하였으며, 보행자 및 차량의 통행행태는 시스템에서 기본적으로 제공하는 모델을 적용하였다.
- 본 연구에서는 무단횡단 억제를 위한 물리적 차단시설 도입을 통하여 안전성 증진효과를 분석하기 위한 방법론을 수립하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 현장조사에서부터 효과평가까지의 일련의 과정을 1개 지점 Case Study를 통하여 진행하였다. 중앙버스전용차로 정류소 횡단보도부에서 관측되는 보행자의 무단횡단 행태를 분석하여 물리적 차단시설 도입을 통한 횡단통행행태 개선가능성을 검토한다.
- 보행자 횡단행태를 공간적으로도 분류하였다. 이를 위해 대상지역을 공간적으로 그룹화 하여 일련 번호를 부여하였고 시종점 및 중간 경유지를 일련 번호로 연결함으로서 궤적정보를 추출하였다. 횡단 보행의 시종점은 ‘횡단보도부’와 ‘외부’로 이분류하며 ‘외부’는 (1) ‘노변 보도측’, (2) ‘중앙섬 끝단’, (3) ‘중앙정류소 탑승부’ 세 가지로 구성된다([그림1] 참조).
- 시공간적으로 분류된 횡단행태에 대하여 상기 설정한 제안된 시설이 적용 될 경우 기대되는 횡단행태의 개선가능 여부를 분류하였다. 제안된 시설 도입 시 횡단행태 개선가능여부를 판별하기 위한 그룹은 A부터 D까지 총 4개로 분류하였다.
- 통행패턴이 다른 주중과 주말로 구분하여 동영상 자료를 수집하였다. 주중과 주말 각각 8시간(08:00 ~ 11:00, 12:00 ~ 15:00, 16:00 ~ 18:00)으로서 총 16시간의 영상자료를 수집하였다.
- 중앙버스전용차로 정류소 보행안전에 관한 선행 연구를 고찰하고 현재 설치되거나 연구되고 있는 횡단보행자 안전증진 시설에 대한 진단을 수행한다.
- 중앙버스전용차로 정류소 횡단보도부에 무단횡단을 억제하기 위한 물리적 차단시설이 설치될 경우의 안전성 증진효과를 정량화하기 위하여 모의실험과 상충분석을 수행하였다.
- 현장조사는 숙대입구 정류소의 양측 대향정류소가 동시에 확인 가능한 인접 건물 옥상에서 비디오 촬영을 하는 형태로 진행하였다. 통행패턴이 다른 주중과 주말로 구분하여 동영상 자료를 수집하였다.
- 현재 중앙버스정류소 횡단보도의 이용행태를 분석하였다. 이를 위해 분리형 횡단보도로 운영되고 있는 숙대입구 중앙버스정류소 횡단보도를 대상으로 현장조사를 수행하였다.
- 고양시(2012)가 횡단보도 안전성 증진을 위하여 설치한 시설은 음향적인 경보를 제공하는 시설이다. 횡단보도 진입부 양측경계에 검지기를 설치하고 보행신호와 연동시킴으로서 보행 적색 신호시 횡단보도에 진입하고자 하는 보행자를 검지한다. 보행자가 검지된 경우 음향 경보장치를 통하여 위험 경보를 알림으로서 무단횡단을 하고자 하는 보행자의 행태 개선을 촉구하는 시설이다.
- 수집된 16시간의 영상자료로부터 총 1만 9천 여명의 횡단보행자 자료를 수집하였다. 횡단보행행태의 시공간적 분류를 위하여 개별 횡단보행자의 이동궤적을 이동시간에 따라 분류하는 작업을 수행하였다. 분석도구로서 동영상 자료를 30프레임 분할하여 전후 조정이 가능한 Adobe Premier Pro CS 6.
- 횡단을 진입하는 지점과 진출하는 지점이 ‘횡단보도부’와 ‘외부’ 둘 중 어느 곳 인지에 따라 총 네가지 그룹(a, b, c, d)으로 대분류 하였다.
- 상기 분석 결과는 횡단행태를 공간적, 시간적 측면 별개로 분류하여 분석한 결과이다. 횡단행태의 정상, 위반여부를 분류하기 위하여 공간적 분류자료와 시간적 분류자료를 통합하여 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 ‘보행자-차량’상충뿐만 아니라 무단횡단 발생 시 급정지로 인한 차량-차량간의 상충 또한 분석 대상지역의 안전성을 평가하기 위한 요소로서 고려하였다, 보행모의실험에 의한 결과 중 SSAM 분석에 적용한 영역은 횡단보도 정지선으로부터 35m 상류까지를 대상으로 하였다.
- 본 연구에서는 도로구간 내 정류장(mid-block-station) 중 무단횡단이 빈번히 관측되는 “분리형 횡단보도”의 기하구조를 갖는 정류소를 연구범위로 제한한다. 분리형 횡단보도를 갖는 서울시내 주요 중앙버스정류소 중 대향방향 정류소간 무단횡단이 다발하는 것으로 문제가 지적되고 있는 숙명여대 입구 중앙버스정류소 횡단보도부를 대상으로 연구를 수행한다.
- 수집된 16시간의 영상자료로부터 총 1만 9천 여명의 횡단보행자 자료를 수집하였다. 횡단보행행태의 시공간적 분류를 위하여 개별 횡단보행자의 이동궤적을 이동시간에 따라 분류하는 작업을 수행하였다.
- 현재 중앙버스정류소 횡단보도의 이용행태를 분석하였다. 이를 위해 분리형 횡단보도로 운영되고 있는 숙대입구 중앙버스정류소 횡단보도를 대상으로 현장조사를 수행하였다. 숙대입구 정류소는 도로중앙선 부근 안전지대를 이용하여 대향 정류소간 무단횡단이 빈번하게 발생하고 있으며, 숙대입구 지하철 진출구와 정류소 횡단보도가 인접하여 지하철 이용자들의 버스 환승시 무리한 횡단 행태가 자주 발생하는 지점이다.
- 현장조사는 숙대입구 정류소의 양측 대향정류소가 동시에 확인 가능한 인접 건물 옥상에서 비디오 촬영을 하는 형태로 진행하였다. 통행패턴이 다른 주중과 주말로 구분하여 동영상 자료를 수집하였다. 주중과 주말 각각 8시간(08:00 ~ 11:00, 12:00 ~ 15:00, 16:00 ~ 18:00)으로서 총 16시간의 영상자료를 수집하였다.
데이터처리
- 6 과 연계하여 상충분석을 수행하였다. SSAM 분석을 통해 수집된 TTC 자료의 평균값과 표준편차를 비교하여 평균 10% 보다 표준편차가 작아지는 범위 내에서 SSAM 분석 횟수를 제어하였다.
이론/모형
- ‘상충 분석’ 단계에서는 공간적/시간적으로 분류된 횡단보행행태 자료를 바탕으로 VISSIM(Verkehr In Stadten Simulation model) 을 이용하여 모의실험을 수행한다.
- ‘상충 분석’ 단계에서는 공간적/시간적으로 분류된 횡단보행행태 자료를 바탕으로 VISSIM(Verkehr In Stadten Simulation model) 을 이용하여 모의실험을 수행한다. 모의실험 결과로부터 대리척도를 이용하여 안전성을 평가하는 모형인 SSAM(Surrogate Safety Assessment Model)을 이용하여 상충발생 정도를 정량적으로 분석한다.
- 상기 분류된 현황과 개선 시에 대한 횡단행태 개선가능여부 분류에 따른 보행량에 따라 모의실험을 수행하였다. 분석 도구는 VISSIM 6.0을 사용하였으며, 숙대입구역 중앙버스정류소부 실시설계 도면을 바탕으로 교통환경 구현 후 현장조사를 통해 수집된 첨두시 승용차 및 버스 교통량 자료를 모의실험에 입력 값으로 적용하였다. 운영상황(현황, 개선)별 무작위 난수를 변경하며 각각 10회씩 모의실험을 수행하였으며, 분석시간은 오전첨두 기준 1시간(08:00~09:00)을 대상으로 하였다.
- 횡단보행행태의 시공간적 분류를 위하여 개별 횡단보행자의 이동궤적을 이동시간에 따라 분류하는 작업을 수행하였다. 분석도구로서 동영상 자료를 30프레임 분할하여 전후 조정이 가능한 Adobe Premier Pro CS 6.0를 사용하였다.
- 천승훈(2008)은 중앙버스정류소 접근구간 보행환경 평가에 관한 연구를 진행하였다. 중앙버스정류소가 도로 중앙에 설치됨으로서 보행군이 형성되며, 보행자의 지체 현상이 발생하는 것을 대기행렬이론을 적용하여 분석하였다. 중앙버스정류소 구간의 보행환경을 평가하기 위한 방법론을 정립하였으나 상충 및 보행안전에 대한 요소는 고려하고 있지 않다.
성능/효과
- ∙ 무단횡단 한 건의 억제는 해당 무단횡단 보행자와 여러 차량(개별 차로 주행 차량)과의 잠재상충을 유발하고, 인접 영역 내 다른 차량차량 잠재상충을 유발한다.
- ∙ 보행안전 개선효과를 해석하는 지표로 ‘무단횡단 발생 건수’를 사용하는 경우에 비하여 ‘횡단보도 주변 잠재상충 수’를 지표로 사용하는 경우 개선효과가 큰 것으로 분석된다.
- 이 중 그룹 D는 위반 행태가 정상적으로 개선될 것이라는 판단이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 그룹 D에 대해서 50%의 개선이 있을 것이라고 추정하였으며, 이는 전체 보행량 중 차지하는 비율이 매우 적어(0.9% ; 10/1,122) 분석 결과에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단하였기 때문이다.
- 한번의 무단횡단으로 여러 차량(다른 차로를 주행하는 차량)과의 상충(차량-보행)이 발생한다. 또한 해당 상충을 회피하고자 급정거하는 전방 주행 차량과 이를 뒤 따르는 후방차량과의 잠재 추돌상충(차량-차량)도 감소하는 것으로 분석된다.
- 본 연구에서 제안한 시설은 중앙버스정류소 횡단보도 진출입부 횡단보도 무단횡단을 통제한다. 분석 결과, 물리적 차단시설이 대향정류소 중앙섬 및 보도측을 포함하여 횡단보도 진출입부 8개소에 설치될 경우 현황 대비 상충발생 가능성이 약 24.9% 감소하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 성과 및 한계를 정리하면 다음과 같다.
- 임준범(2012)는 음이항 회귀모형을 통한 분석모형을 정립하여, 서울시 중앙버스전용차로와 가로변버스전용차로의 사고 영향 요인을 분석하였다. 분석결과 중앙버스전용차로구간은 중앙차로 정지선과 횡단보도 이격거리가 버스사고에 유의한 영향을 미치고 있는 것을 확인하였으나, 사고발생 객체를 버스를 중심으로 연구를 진행하여 보행자와 일반차량간의 상충에 대한 영향을 고려하지 않고 있다.
- 분석결과, 분석대상지점의 정상적인 보행 행태는 57.8% 이며, 위반 보행행태가 42.2%를 차지하는 것으로 나타났다. 시간적 위반을 포함하는 횡단행태는 전체의 8.
- 분석을 통하여 시간적 위반에 해당하는 7.6%((80+10×0.5)/1,122) ([표 5] 참조) 무단횡단 감소만으로도 그 이상의 총 잠재상충 수를 감소시키는 것으로 분석되었다.
- 비정상적인 횡단궤적 중 가장 많은 유형은 ‘횡단보도부’로 진입하지만 ‘외부’로 진출하는 위반행태로서 전체의 27.3%(306)인 것으로 나타났다([표 2]참조).
- 7건/시간 발생한다. 제안된 물리적 차단시설이 도입되는 경우 발생하는 잠재상충 수는 98.9건/시간으로 현황대비 약 24.9% 감소하는 것으로 분석되었다. 잠재상충 분석에 반영된 전체 횡단행태 중 제안된 방법을 통하여 개선된 그룹B와 그룹D 50%의 합계는 전체 횡단통행량 대비 약 7.
- 5)/1,122) ([표 5] 참조)수준에 지나지 않는다. 해당 분량의 감소에 영향 받아 차량-보행자 상충건수가 현황 대비 58.5% 감소하는 것으로 분석되었다.
- 횡단시간에 대한 부분을 배제하고 공간적으로만 분류하였을 경우, ‘횡단보도부’로 진입하고 동일한 ‘횡단보도부’로 진출하는 정상적 횡단행태가 64.3%(721)를 차지하는 것으로 나타났으나, 횡단보도부가 아닌 지점을 이용하는 유형도 확인되었다.
후속연구
- 연구 한계로부터 향후 연구로는 횡단신호 연동 무단횡단 억제시설과 더불어 인접 구역에 고정식 진입 억제시설의 병행설치를 통한 안전성 증진효과 분석이 필요하다. 또한, 버스탑승여부와 연계하여 버스승차전과 하차후의 보행자 횡단행태에는 차이가 발생할 것으로 사료되므로 이에 대한 분석을 수행해야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서 정립된 방법론을 바탕으로 상기 추론에서 제시한 내용을 명확하게 하기 위한 숙대입구 중앙버스정류소 이외의 추가지점에 대한 연구가 향후연구로 수행될 필요가 있다.
- 또한, 버스탑승여부와 연계하여 버스승차전과 하차후의 보행자 횡단행태에는 차이가 발생할 것으로 사료되므로 이에 대한 분석을 수행해야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서 정립된 방법론을 바탕으로 상기 추론에서 제시한 내용을 명확하게 하기 위한 숙대입구 중앙버스정류소 이외의 추가지점에 대한 연구가 향후연구로 수행될 필요가 있다.
- 본 연구에서는 도로구간 내 정류장(mid-block-station) 중 무단횡단이 빈번히 관측되는 “분리형 횡단보도”의 기하구조를 갖는 정류소를 연구범위로 제한한다.
- 연구 한계로부터 향후 연구로는 횡단신호 연동 무단횡단 억제시설과 더불어 인접 구역에 고정식 진입 억제시설의 병행설치를 통한 안전성 증진효과 분석이 필요하다. 또한, 버스탑승여부와 연계하여 버스승차전과 하차후의 보행자 횡단행태에는 차이가 발생할 것으로 사료되므로 이에 대한 분석을 수행해야 할 것으로 판단된다.
- 상기 결과해석은 본 연구를 통해 도출된 분석결과를 토대로 한다. 추가의 자료를 토대로 이들 해석명제에 대한 기술적 검토가 수행될 필요가 있음을 지적한다. 향후 지속적인 토의주제로 의미가 있을 것으로 판단한다.
- 이는 어느 한쪽의 교통량 혹은 보행량이 높아질 경우에는 높아지는 쪽의 사고발생 가능성이 높아지는 것으로 해석하고 있다. 해당 연구는 분석에 사용한 조사자료가 횡단보도 3곳 4시간 자료에 국한되어 일반화를 위한 샘플수가 확보되지 않았다는 한계를 갖는다.
- 추가의 자료를 토대로 이들 해석명제에 대한 기술적 검토가 수행될 필요가 있음을 지적한다. 향후 지속적인 토의주제로 의미가 있을 것으로 판단한다.
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