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RPNB 모형을 이용한 고속도로 인터체인지 구간에서의 교통사고모형 - 인터체인지 형태별/지역별로
Random Parameter Negative Binomial Models of Interstate Accident Frequencies on Interchange Segment by Interchange Type/Region 원문보기

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.16 no.5 = no.67, 2014년, pp.133 - 142  

이근희 (한국건설기술연구원 도로교통연구실) ,  박민호 (한국건설기술연구원 도로교통연구실) ,  노정현 (한양대학교 도시대학원)

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PURPOSES : The objective was to develop the advanced method which could not explain each observation's specific characteristic in the present negative binomial method that results in under-estimation of the standard error(t-value inflation) and affects the confidence of whole derived results. METHOD...

주제어

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문제 정의

  • 기존에 많이 사용되는 FNB모형에서 한단계 발전한 RPNB모형을 적용함으로써, 기존의 모형에서는 도출할 수 없었던 구간별로 상이할 수 있는 특성을 반영한 결과를 설치된 조명의 형태 변수에서 미약하지만 도출할 수 있었다. 그리고, 기존의 인터체인지 연결로 자체에서 발생한 사고 분석보다 인터체인지 연결로가 접속한 본선 구간에서의 사고발생을 지역별/인터체인지 형태별로 분석함으로써, 고속도로 설계 시, 본선의 인터체인지 연결로 구간에서 안전성 향상을 위해 개선해야 할 사항을 파악하고자 하였다.
  • 우선, 연구의 배경 및 목적을 제시하고, 기존문헌을 통해 기존의 교통사고모형을 고찰 및 문제점을 파악하고자 한다. 그리고, 연구에 사용될 자료를 분석하고, FNB와 RPNB모형을 통해 계수 값을 도출하여, 계수 값에 대한 결과분석 및 향후 연구내용을 제시하고자 한다.
  • 2003), 이에 대한 해결책은 실제 다양하게 존재하는 관측 값에 대하여 계수 값이 부분 혹은 전체적으로 다른 값을 가질 수 있다는 이질성(heterogeneity)에 대한 고려를 통하여 접근할 수가 있다. 이 논문에서는 random parameter를 통하여 이러한 계수 값의 다양성에 대해서 접근하고자 한다.
  • 이 연구는 미국 워싱턴 주(州)에 위치하고 있는 7개의 고속도로 중 인터체인지가 위치한 본선구간에서 9년 동안 발생한 사고건수 및 기하구조 등의 자료를 이용하여 기존의 사고모형(FNB)과 자료의 이질성(heterogeneity)을 고려한 RPNB 모형을 구축하고자 한다. 모형 구축을 위하여 LIMDEP 4.
  • 이번 연구에서는 미국 워싱턴 주에 위치한 7개 고속도로에서 인터체인지가 설치된 본선 구간에서 9년 동안 발생한 교통사고와 기하구조와의 관계를 파악하였다. 기존에 많이 사용되는 FNB모형에서 한단계 발전한 RPNB모형을 적용함으로써, 기존의 모형에서는 도출할 수 없었던 구간별로 상이할 수 있는 특성을 반영한 결과를 설치된 조명의 형태 변수에서 미약하지만 도출할 수 있었다.
  • 이에 이 연구에서는 인터체인지가 설치된 본선구간(형태별/지역별)에서 발생한 사고 및 기하구조자료를 사용하여 기존의 음이항 모형(Fixed Negative Binomial, 이하 FNB)과 이질성을 고려한 음이항 모형(Random Parameter Negative Binomial, 이하 RPNB)을 구축하여, 향후 교통사고 분석모형의 정립에 도움이 되고자 한다.
  • 96값을 보여 통계적으로 0과 다름을 보인다. 즉, 포아송 모형보다 음이항 모형이 적합한 것으로 분석되어, 포아송 모형의 결과를 제외한 음이항 모형(FNB)과 이 논문에서 제시하는 RPNB 모형에서의 중요한 결과에 대해서 분석하고자 한다. 그리고, random parameter의 적용을 위한 밀도함수(density function)는 정규(normal), 로그정규(log-normal), 균등(uniform)분포 등이 고려되었으나, 정규분포가 통계적으로 가장 최적의 값을 가지는 것으로 나타났다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
교통사고를 분석하는 모형으로 널리 이용되는 모형들은 어떤 것인가? 교통사고를 분석하는 모형측면에서도 많은 노력이 있어왔으며, 주로 가산모형(Count Model)-포아송 모형 (Poisson Model)과 음이항 모형(Negative Binomial Model)이 널리 이용되고 있다. 하지만, 대부분의 경우, 모형에서 도출되는 계수 값(coefficient)이 관측 값/자료 (observation)에 대해서 고정(fixed)되어 있다는 가정을 하고 있어서, 관측 값이 가지고 있는 다양성을 고려하지 못하고 있는 실정이다.
교통사고를 분석하는 모형 대부분의 실정은 어떠한가? 교통사고를 분석하는 모형측면에서도 많은 노력이 있어왔으며, 주로 가산모형(Count Model)-포아송 모형 (Poisson Model)과 음이항 모형(Negative Binomial Model)이 널리 이용되고 있다. 하지만, 대부분의 경우, 모형에서 도출되는 계수 값(coefficient)이 관측 값/자료 (observation)에 대해서 고정(fixed)되어 있다는 가정을 하고 있어서, 관측 값이 가지고 있는 다양성을 고려하지 못하고 있는 실정이다. 실제로는 다양하게 존재할 수 있는 계수 값을 하나의 상수(constant, fixed) 값으로 제약할 경우, 결과가 모순(inconsistent)되고, 편향(bias)될 수 있으며(Washington et al.
교통사고 모형으로 기준에 사용되던 선형회귀식의 단점은? 교통사고는 음수가 아닌 형태이므로, 가산모형 (count model)이 주로 사용되어 왔으며, 포아송/음이항 모형이 대표적인 모형이다. 이전에는 선형회귀식(linear regression model)이 사용되기도 하였으나, 교통사고자료 특성상, 등분산성(homoscedasticity)를 충족하지 못하는 경우가 발생되며, 모형의 특성상 음의 사고수를 예측하는 단점이 있었다. 이러한 문제점으로 인하여, 사고건수를 이산확률변수(discrete random variable)로 접근하는 포아송 회귀식이 제안되었다(Jovanis & Chang, 1986; Joshua & Garber, 1990).
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참고문헌 (15)

  1. Bauer K. M., D. W. Harwood(1997), "Statistical Models of accidents in Interchange Ramp and Speed-Change Lanes", FHWA-RD-97-106. 

  2. Bhat, C.(2003), "Simulation estimation of mixed discrete choice models using randomized and scrambles Halton sequences", Transportation Research Part B, Vol.37, No.1, pp.837-855. 

  3. Greene, W., 2007. Limdep, Version 9.0. Econometric Software Inc., Plainview, NY. 

  4. Jovanis, P. P. and Chang, H. L. (1986). "Modeling the Relationship of Accidents to Miles Traveled." Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol. 1068, pp. 42-51, Transportation Research Board, Washington D.C. 

  5. Kim, T.Y., Lee, Y.M., Byeon, S.C., Park, B.H., (2007), Proceeding of the 57th KOR-KST Conference, pp.404-411. 

  6. Noh, C. G., Park, J. S., Son, B. S.(2008), "A Study of Accident Models for Highway Interchange Ramps", J. Korea Soc.. of Transportation Eng., Vol.26, No.4. pp.29-40. 

  7. Milton, J., Shankar, V. and Mannering, F. (2008). "Highway accident severities and the mixed logit model: an exploratory empirical analysis." Accident Analysis and Prevention, Vol. 40, No. 1, pp. 260-266. 

  8. Park M. H.(2013), "Relationship between Interstate Highway Accidents and Heterogeneous Geometrics by Random Parameter Negative Binomial Model - A case of Interstate Highway in Washington State, USA", J. Korea Soc. of Civil Eng., Vol.33, No.6, pp.2437-2445. 

  9. Park M. H., Noh, K. S, Kim, J.M.(2014)", Relationship Between Accidents and Non-homogeneous Geometrics: Main Line Sections on Interstate", J. Korean Soc. Transp. Vol.32, No.2, pp.170-178, 2014. 

  10. Sarath, C. J. and Nicholas, J. G. (1990). "Estimating truck accident rate and involvements using linear and poisson regression models." Transportation Planning and Technology, Vol. 15, No. 1, pp. 41-58. 

  11. Shankar, V., Mannering, F., and Barfield, W. (1995). Effect of Roadway Geometrics and Environmental Factors on Rural Freeway Accident Frequencies. Accident Analysis and Prevention. Vol.27, No.3, 371-389. 

  12. Shankar, V. N., Albin, R.B., Milton, J.C., Mannering, F.L.(1998). Evaluation of median crossover likelihoods with clustered accident counts: an empirical inquiry using the random effect negative binomial model. Transport. Res. Record. 1635, 44-48. 

  13. Train, K., 1997. Mixed logit models for recreation demand. In: King, C., Herriges. J.(Eds), Valuing the Environment Using Recreation Demand Models. Elgar Press. New York. 

  14. Washington, S.P., Karlaftis, M.G., Mannering. F.L., 2003. Statistical and Econometric Methods for Transportation Data Analysis. Chapman & Hall/CRC. 

  15. Yoon, B. J., Oh, Y. T., Lee, S. H., Ji, D.H.(2006), "A Study on the Characteristics of Traffic Accidents on Trumpet IC Ramp", J. Korea Soc. of Transportation Eng., Vol.24, No.7, pp.41-51. 

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