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문제 정의
- 본 논문은 도로교통전문가가 회전교차로 주행 혹은 설계 시 느끼는 만족도에 영향을 미치는 다양한 요인을 기초로 인적요인, 운전행태요인, 감성요인 등 정성적 지표를 활용하여 구조방정식 모형을 개발하고 회전교차로 안전성 확보를 위해 물리적요인 뿐만 아니라 인적요인을 감안하여 우선순위를 규명하였다는 점에서 차별성이 있다. 또한 대부분의 이용자 만족도에 관한 구조방정식 모형 개발 논문이 잠재변수 간에 직접효과만을 도출하는 것에 반해 본 논문에서는 간접효과까지 산출하였다는 점에서 특징이 있다 하겠다.
- 그리고 환경적 측면에서의 효과성에 대한 분석이 있었다. 본 논문은 도로교통전문가가 회전교차로 주행 혹은 설계 시 느끼는 만족도에 영향을 미치는 다양한 요인을 기초로 인적요인, 운전행태요인, 감성요인 등 정성적 지표를 활용하여 구조방정식 모형을 개발하고 회전교차로 안전성 확보를 위해 물리적요인 뿐만 아니라 인적요인을 감안하여 우선순위를 규명하였다는 점에서 차별성이 있다. 또한 대부분의 이용자 만족도에 관한 구조방정식 모형 개발 논문이 잠재변수 간에 직접효과만을 도출하는 것에 반해 본 논문에서는 간접효과까지 산출하였다는 점에서 특징이 있다 하겠다.
- 연구는 먼저 회전교차로 주행 시 느끼는 만족도에 영향을 미치는 다양한 요인들을 고려한 회전교차로 주행환경 만족도 모형을 개발하고, 회전교차로 안전성과 관련하여 인적·물리적요인으로 구성된 평가요인을 결정 후 AHP분석을 통해 요인들의 우선순위를 선정한다. 향후 교차로 기하구조에 따른 주행성뿐만 아니라 감성적 측면에서의 주행성을 복합적으로 고려할 수 있는 운전자 중심의 안전하고 쾌적한 회전교차로 설계가 이뤄질 수 있도록 기초 자료를 제공하는데 목적이 있다. 연구는 2부분으로 구성되며 회전교차로 주행환경 만족도 분석을 위해 개인속성과 운전행태속성 및 회전교차로 주행 경험에 의해 느끼는 감성요인에 해당하는 만족요인속성간의 인과관계를 구조방정식 모형을 이용한다.
제안 방법
- 개인속성과 운전행태속성은 회전교차로 주행성 인지에 대해 직접효과 외에 만족요인 속성을 통해 간접적인 효과를 주어 이에 대한 간접효과를 분석한다. 예를 들어 Fig.
- 구성된 계층구조를 바탕으로 평가요소들 간의 상대적 중요도를 구하기 위해 도로·교통전문가를 대상으로 한 쌍대비교 설문조사를 통해 가중치를 부여하고 최적의 우선순위를 선정하였다.
- 단일요인 모델에 의해 수용가능 한 적합도를 보이는 지를 판단하기 위해 확인적 요인분석을 수행하였으며, 단일 차원성을 저해하는 항목을 제거하였다.
- 응답자 성별(Gender), 연령(Age), 1일 운전시간(Time), 운전 경력기간(Experience)은 명목척도로 분류하고, 회전교차로 운영에 대한 감성적 측면을 측정하기 위해 운전습관을 나타내는 법규준수 여부(Law), 양보운전(Concession), 끼어들기(Interposition), 표지준수(Sign), 지체감소효과(Delay), 안전성 향상(Safety), 도로용량증대(Capacity), 도로미관개선(Sight), 피로감소효과(Fatigue), 교차로 유지관리(Management), 접근성(Access), 환경개선효과(Environment), 충돌사고 감소효과(Collision), 심각한 사고 감소효과(Severity), 자전거 이용편의효과(Bicycle), 보행자 이동편의효과(Pedestrian)와 회전교차로 주행 만족도(Satisfaction) 등이 조사되었다. 만족도에 영향을 미치는 변수는 정성적인 변수이므로 정량화를 위해 5점 척도를 활용하여 서열척도로 분류하였다. 변수간의 인과관계분석을 위해 결과변수로는 회전교차로 주행 중 느끼는 전체적인 만족도가 활용된다.
- Saaty에 의해 제안된 기법으로서, 현재까지 전문가들을 대상으로 의사결정을 하는 문제에 있어 가장 널리 사용되고 있는 방법론이다. 먼저 회전교차로 안전성 확보를 위해 고려해야 할 평가항목을 결정하고 의사결정 모델 계층구조를 구성하였다. 구성된 계층구조를 바탕으로 평가요소들 간의 상대적 중요도를 구하기 위해 도로·교통전문가를 대상으로 한 쌍대비교 설문조사를 통해 가중치를 부여하고 최적의 우선순위를 선정하였다.
- 회전교차로 안전성 향상을 위한 평가 모형 구축을 위해 설문설계를 실시하였다. 설문설계는 도로 이용자들의 운전행태 및 도로 설계 전문가적 경험 측면에서의 설계요소 등을 고려하여 다음과 같은 내용으로 구성 설계하였다.
- 향후 교차로 기하구조에 따른 주행성뿐만 아니라 감성적 측면에서의 주행성을 복합적으로 고려할 수 있는 운전자 중심의 안전하고 쾌적한 회전교차로 설계가 이뤄질 수 있도록 기초 자료를 제공하는데 목적이 있다. 연구는 2부분으로 구성되며 회전교차로 주행환경 만족도 분석을 위해 개인속성과 운전행태속성 및 회전교차로 주행 경험에 의해 느끼는 감성요인에 해당하는 만족요인속성간의 인과관계를 구조방정식 모형을 이용한다. 또한, 회전교차로 설치·운영에 따른 안전성 확보를 위한 평가요인의 우선순위를 선정하기 위해다속성 의사결정기법 중 하나인 계층화분석기법(Analytic Hierarchy Process; AHP)을 이용한다.
- 연구는 먼저 회전교차로 주행 시 느끼는 만족도에 영향을 미치는 다양한 요인들을 고려한 회전교차로 주행환경 만족도 모형을 개발하고, 회전교차로 안전성과 관련하여 인적·물리적요인으로 구성된 평가요인을 결정 후 AHP분석을 통해 요인들의 우선순위를 선정한다.
- 연구에서는 주성분분석에서 그룹화 된 변수를 토대로 회전교차로 주행성 인지에 영향을 주는 잠재속성간의 상호관계에 대한 모형구축과 부합도를 평가한다. 특정 외생변수가 특정 내생변수에 주는 영향은 직접적인 효과 외에 다른 변수를 통한 간접적인 효과가 존재할 수 있으므로 이러한 인과관계의 파악은 다양한 요소가 복합적으로 작용하는 회전교차로 주행 만족도 분석에서는 매우 중요하다.
- 연구에서는 주성분분석을 사용하여 회전교차로 주행 만족도에 대한 의사결정인자를 그룹화하고, 그룹화 된 요인들에 대한 반응이 속성별로 어떠한 차이가 있는 지 분석한다.
- 연구에서는 회전교차로 안전성 평가를 위한 평가항목으로 기하 구조와 교통시설물 등 회전교차로 설계요소와 교통환경 등 물리적 요소 및 운전자 특성과 관련된 인적요소를 검토하여 의사결정모델 계층구조를 Fig. 4에 제시하였다.
- 연구에서는 회전교차로 주행 시 느끼는 만족도에 영향을 미치는 요인을 분석하기 위해 회전교차로 주행성 인지와 만족요인속성을 구조방정식모형의 내생잠재변수로, 개인속성과 운전행태속성을 외생잠재변수로 설정하여 모형을 추정하였다. 잠재변수들을 설명하기 위한 관측변수에는 성별, 연령, 운전시간, 운전경력, 법규준수, 양보운전, 표지준수, 끼어들기, 지체감소, 안전성, 용량증대, 미관개선, 환경개선, 심각사고, 자전거, 주행만족도 등 총 16개 변수가 포함되었으며, 도로·교통전문가를 대상으로 한 설문조사 데이터 226개를 표본으로 이용하였다.
- 회전교차로 안전성 향상을 위한 평가 모형 구축을 위해 설문설계를 실시하였다. 설문설계는 도로 이용자들의 운전행태 및 도로 설계 전문가적 경험 측면에서의 설계요소 등을 고려하여 다음과 같은 내용으로 구성 설계하였다.
대상 데이터
- 2012년 11월부터 12월까지 회전교차로를 설계하고 주행경험이 있는 전국의 도로·교통관련 박사, 교통기술사 및 교통관련기관 전문가 등 도로·교통전문가 250명을 대상으로 우편설문을 실시하여 응답이 누락되어 있는 설문지를 제외한 총 226개의 표본을 대상으로 분석을 하였다.
- Saaty (1980)의 합리적 일관성 비율(CR : Consistency Ratio)기준을 적용하기 위해 일관성 비율이 0.1이하인 자료만 사용하였다. 따라서 각각의 쌍대비교 질문항목별로 응답자 개별 분석을 실시하여 일관성 비율이 0.
- 잠재변수들을 설명하기 위한 관측변수에는 성별, 연령, 운전시간, 운전경력, 법규준수, 양보운전, 표지준수, 끼어들기, 지체감소, 안전성, 용량증대, 미관개선, 환경개선, 심각사고, 자전거, 주행만족도 등 총 16개 변수가 포함되었으며, 도로·교통전문가를 대상으로 한 설문조사 데이터 226개를 표본으로 이용하였다.
- 조사된 도로·교통전문가는 학계 8명, 도로·교통전문기관 17명, 연구기관 5명, 공무원 8명, 도로·교통관련업체 188명으로 평균 실무경력은 10년에 달하였다.
데이터처리
- 기초자료분석에서는 회전교차로 운행 시 느끼는 성별, 연령, 운전경력, 운전시간에 있어 만족도 차이를 t-test와 ANOVA분석(일원분산분석)을 이용하여 평가하였다.
- 모든 측정변수는 구성요인을 추출하기 위해 주성분 분석(principle component analysis)을 이용하였으며, 요인적재치의 단순화를 위하여 직교회전방식인 Varimax를 채택하였다. 요인적재량(factor loading)은 각 변수와 요인간의 상관관계의 정도를 나타내며 각 변수들은 요인적재량이 높은 요인에 속하게 된다.
이론/모형
- 구성된 계층구조를 바탕으로 평가요소들 간의 상대적 중요도를 구하기 위해 도로·교통전문가를 대상으로 한 쌍대비교 설문조사를 통해 가중치를 부여하고 최적의 우선순위를 선정하였다. 각 평가요소의 쌍대비교는 Saaty (1980)가 제안한 9점 비율척도로 하였으며, Expert Choice 프로그램을 사용하였다.
- 또한, 회전교차로 설치·운영에 따른 안전성 확보를 위한 평가요인의 우선순위를 선정하기 위해다속성 의사결정기법 중 하나인 계층화분석기법(Analytic Hierarchy Process; AHP)을 이용한다.
- 모델추정 방법으로 최대우도법(MLE : maximum likelihood estimation), 일반최소자승법(GLS : general least square), 비가중 최소자승법(ULS : unweighted least square), Browne의 점근분포 자유법(ADF : asymptotically distribution free) 등이 있으나, 본 논문에서는 측정변수가 다변량 정규분포를 따를 때 정확한 미지수의 추정이 가능하며 자료에 결측치가 없을 때 일반적으로 이용하는 최대우도법을 적용하였다.
성능/효과
- 05보다 커 통계적 유의성이 없어 남성과 여성간 만족도에 대한 차이는 없는 것으로 나타났다. Table 2의 연령, 운전경력, 운전시간에 따른 만족도 분석결과, 연령과 운전경력은 유의확률이 0.026과 0.007로 집단간 만족도 차이가 존재하였으나, 일일 총운전시간은 유의확률이 0.546으로 집단간 차이가 없는 것으로 분석되었다. 집단간 차이를 분석한 결과, 운전경력 15년이하 운전자와 21년 이상 운전자 집단간에는 만족도에 유의한차이가 있는 것으로 나타났다.
- 요인적재량(factor loading)은 각 변수와 요인간의 상관관계의 정도를 나타내며 각 변수들은 요인적재량이 높은 요인에 속하게 된다. 고유값 기준 1.0이상을 기준으로 요인분석 결과 총 3개의 요인을 적용하였으며, 각 요인의 고유값은 주성분1이 4.225, 주성분2가 2.209, 주성분3이 1.864로 분석되었다.
- 설문결과에서는 미관개선, 지체감소, 충돌사고감소, 심각사고감소 순으로 회전교차로의 효과성에 대해 응답하여 회전교차로는 일반교차로에 비해 도시미관개선과 차량지체감소에 효과가 있는 것으로 판단되나, 회전교차로의 만족도를 높이기 위해서는 도시미관과 같은 심미적인 요소보다는 차량지체감소, 교통안전성 향상, 도로용량증대 등 신속성과 안전성과 같은 통행비용감소에 영향을 주는 요소가 중요하다. 넷째, 외생잠재변수인 개인속성과 운전행태 속성의 추정계수와 t값을 분석할 때 개인속성이 내생잠재변수인 만족요인속성에 대해 통계적으로 유의한 것으로 나타났으며, 통계적으로 중요치 않은 운전행태속성은 만족요인속성에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다. 이는 연령이 높고 운전시간이 길며 운전경력이 많은 도로교통전문가일수록 만족요인에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있다.
- 이는 연령이 높고 운전시간이 길며 운전경력이 많은 도로교통전문가일수록 만족요인에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있다. 다섯째, 개인속성과 운전행태속성의 내생잠재변수이자 회전교차로 주행성인지의 외생잠재변수인 만족 요인속성은 추정계수와 t값이 높게 나타나서 주행 만족도를 양호하게 설명하고 있다. 이는 차량지체감소, 교통안전성 향상, 도로용량증대, 도시미관개선, 교통환경개선, 심각사고 감소, 자전거 이용이 편리한 회전교차로 일수록 주행 만족도가 높다는 것을 의미한다.
- 교차로 기하구조및 교통시설물 요인과 관련하여 차량지체감소, 교통안전성 증대, 도로용량 증대, 도시미관과 교통환경 개선, 대형 교통사고 감소, 자전거이용 편리성 등을 갖추어 설계·시공되어진 회전교차로일수록 도로이용자의 주행 만족도를 향상시킨다. 도로교통전문가 인적 요인과 관련하여 남성일수록, 연령이 높을수록, 운전시간이 길수록, 운전경력이 많을수록 즉, 교통노출이 많은 운전자가 주행 만족도가 높은 것으로 분석되었다.
- 도로교통전문가의 개인속성 요인에 해당하는 성별, 연령, 운전시간, 운전경력 변수 모두 t값(C.R.값)이 ±1.96이상으로 통계적으로 유의하였으며, 모델 적합도 검정결과 적합한 것으로 분석되었다.
- 첫째, 도로교통전문가의 개인속성인 성별, 연령, 운전시간, 운전경력의 추정계수와 t값을 분석할 때, 잠재변수인 개인속성에 대해 통계적 유의성을 보이고 있으며, 특히 성별은 음(-)의 계수값을 보여 남성이 여성보다 개인속성에 영향을 더 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 교통법규 준수 및 운전태도를 나타내는 교통법규와 양보운전이 잠재변수인 운전행태속성에 대해 추정계수와 t값이 높게 분석 되어 잠재변수를 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다. 이는 올바른 운전행태는 교통법규 준수여부와 양보운전 여부가 좌우한다 하겠다.
- 만족요인에 해당하는 모든 변수의 t값(C.R.값)이 ±1.96이상으로 통계적으로 유의하였으나, 모델 적합도 검정결과 보행자, 충돌사고, 접근성, 유지관리, 피로감소 등 5개 변수를 제거하여야 모델 적합도 기준치에 부합하는 것으로 분석되었다.
- 모형 추정결과, 회전교차로 주행만족도는 지체감소, 안전성, 용량증대, 미관개선, 환경개선, 심각사고, 자전거 등 만족요인속성에 직접적인 영향을 받으며 성별, 연령, 운전시간, 운전경력 등 개인속성에 간접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 특히 만족요인속성 중에서는 차량지체 감소, 교통안전성 향상, 도로용량 증대를 나타내는 변수인 지체감소, 안전성, 용량증대 요인이, 도로교통전문가 개인 속성에서는 총 운전경력 기간을 나타내는 운전경력 요인이 해당 잠재변수에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
- 이는 올바른 운전행태는 교통법규 준수여부와 양보운전 여부가 좌우한다 하겠다. 셋째, 도로교통전문가가 회전교차로 주행경험에 의해 느끼고 있는 이미지를 바탕으로 한 만족요인속성은 차량지체감소, 교통안전성 향상 및 도로용량증대를 나타내는 지체감소, 안전성, 용량증대 요인이 추정계수와 t값이 다른 만족요인에 비해 높게 나타나 도로교통전문가가 느끼는 주행만족도에 가장 크게 영향을 주는 요인으로 분석되었다.
- 546으로 집단간 차이가 없는 것으로 분석되었다. 집단간 차이를 분석한 결과, 운전경력 15년이하 운전자와 21년 이상 운전자 집단간에는 만족도에 유의한차이가 있는 것으로 나타났다.
- 첫째, 도로교통전문가의 개인속성인 성별, 연령, 운전시간, 운전경력의 추정계수와 t값을 분석할 때, 잠재변수인 개인속성에 대해 통계적 유의성을 보이고 있으며, 특히 성별은 음(-)의 계수값을 보여 남성이 여성보다 개인속성에 영향을 더 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 교통법규 준수 및 운전태도를 나타내는 교통법규와 양보운전이 잠재변수인 운전행태속성에 대해 추정계수와 t값이 높게 분석 되어 잠재변수를 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다.
- 잠재속성들의 인과관계구조에 대한 설명력을 확인하기 위해 전반적인 적합도 평가를 Table 11에서 보여준다. 카이자승치는 122.515, 확률치는 0.055로 산정되었으며, GFI, AGFI, CFI 모두 0.9이상으로 기준치에 부합되어 모형 적합도는 수용가능한 수준이라고 평가할 수 있다.
- 모형 추정결과, 회전교차로 주행만족도는 지체감소, 안전성, 용량증대, 미관개선, 환경개선, 심각사고, 자전거 등 만족요인속성에 직접적인 영향을 받으며 성별, 연령, 운전시간, 운전경력 등 개인속성에 간접적인 영향을 받는 것으로 분석되었다. 특히 만족요인속성 중에서는 차량지체 감소, 교통안전성 향상, 도로용량 증대를 나타내는 변수인 지체감소, 안전성, 용량증대 요인이, 도로교통전문가 개인 속성에서는 총 운전경력 기간을 나타내는 운전경력 요인이 해당 잠재변수에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
- 회전교차로 안전성 확보에 영향을 미치는 평가요인들 간의 우선 순위 선정을 위한 AHP 분석결과, 회전교차로 안전성 확보를 위해서는 회전교차로 기하구조의 회전반경과 운전자특성의 운전습관이 가장 중요한 요소로 선정되었다.
- Table 10은 잠재속성간의 간접효과의 결과로서 개인속성은 통계적 유의성과 함께 양(+)의 계수값을 보이고 있어 연령, 운전시간, 운전경력의 증가는 회전교차로 주행시 느끼는 만족도에 대해 간접적인 증가효과를 주고 있다. 회전교차로 주행만족도는 지체감소, 안전성, 용량증대, 미관개선, 환경개선, 심각사고, 자전거 등 만족요인속성에 직접적 영향을, 성별, 연령, 운전시간, 운전경력 등 개인속성에 간접적 영향을 받는 것으로 분석되었다. 교차로 기하구조및 교통시설물 요인과 관련하여 차량지체감소, 교통안전성 증대, 도로용량 증대, 도시미관과 교통환경 개선, 대형 교통사고 감소, 자전거이용 편리성 등을 갖추어 설계·시공되어진 회전교차로일수록 도로이용자의 주행 만족도를 향상시킨다.
후속연구
- 따라서 회전교차로 상의 교통사고를 줄이기 위해서는 회전교차로 설계 시 회전반경을 충분히 확보하고 올바른 운전습관이 정착될 수 있도록 관계당국은 운전자 교육 및 홍보에 힘써야 할 것으로 보인다. 국가 교통정책적으로 회전교차로 설치가 늘어나는 추세이므로 향후 본 연구의 결과는 회전교차로와 관련된 교통안전정책 및 개선방안 수립 시 평가 지표로 활용 가능할 것으로 판단된다.
- 이와 같이 회전교차로 안전성 확보에 있어 운전습관과 같은 운전자인적요인이 매우 중요한 요소임을 알 수 있다. 따라서 회전교차로 안전성 확보를 위해서는 무엇보다도 회전교차로의 회전부 회전반 지름, 진출입부 회전반지름과 같은 회전반경을 충분히 확보하고 양보운전을 비롯한 규정속도, 교통안전표시, 노면표시 준수와 같은 올바른 운전습관이 함양될 수 있도록 공공기관의 다양한 교육과 홍보가 필요할 것으로 판단된다.
- 마지막으로 본 연구는 설문항목이 일부 도로교통 전문지식을 요구함에 따라 설문조사 대상을 도로·교통전문가로 한정함으로써 다양한 계층을 반영하지 못하였으며, 모형 개발에 있어 회전교차로의 회전차로수, 회전반경 등 기하구조 및 교통시설물 등 실제 도로환경요인과 관련된 많은 변수들이 포함되지 못한 한계가 있다. 따라서, 향후에는 회전교차로 주행환경 만족도 모형구축을 위해 직업, 교통 사고 횟수, 회전교차로 기하구조, 교통시설물 등 다양한 변수에 대한 분석이 필요하며 회전교차로에서 발생한 교통사고 데이터 및 실제 회전교차로 주행 시 운전자들이 느끼는 생리적 현상을 실험으로 파악하여 본 연구에서 제시한 결과들에 대한 검증 및 비교에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다
- 마지막으로 본 연구는 설문항목이 일부 도로교통 전문지식을 요구함에 따라 설문조사 대상을 도로·교통전문가로 한정함으로써 다양한 계층을 반영하지 못하였으며, 모형 개발에 있어 회전교차로의 회전차로수, 회전반경 등 기하구조 및 교통시설물 등 실제 도로환경요인과 관련된 많은 변수들이 포함되지 못한 한계가 있다.
- 이에 2009년 100여개였던 회전교차로가 2012년 현재 269개소로 확대 설치·운영되고, 향후 2022년까지 지형에 맞는 회전교차로 1,592개소를 설치해 나갈 계획이다.
- 2000년대 후반 회전교차로가 도입이 본격화되면서 공학적 분석을 기반으로 회전교차로 효과성에 대한 연구는 활발히 진행되었으나, 회전교차로를 이용하는 운전자 특성이나 행태를 고려하고 회전교차로 주행 시 느끼는 감성요인 등 인적요인을 반영한 회전교차로 연구는 미비한 실정이다. 회전교차로는 회전차량 우선과 진입차량 양보를 기반으로 하나 아직까지 로터리 진입방식인 끼어들기에 익숙한 운전자들은 통행요령에 혼선을 겪고 있어 이로 인한 교통사고가 발생하고 있으며, 향후 국가 교통정책적으로 회전교차로가 증가함에 따라 회전교차로에서 교통사고 역시 늘어날 것이므로 안전성 확보를 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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