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문제 정의
- 본 연구에서는 관찰적 사전·사후 평가의 방법론 중 단순비교방법, 비교그룹방법, 경험적 베이즈 방법을 통해서 신호위반 단속카메라를 설치한 교차로의 사고감소 효과에 대해 분석하였다.
- 이를 통해 각 평가방법이 가지는 장·단점을 파악하였고, 신호위반 단속카메라가 설치된 교차로에서 발생하는 사고 경향에 대해서 확인하고자 하였다.
제안 방법
- 관찰적 사전·사후 평가방법을 통한 효과평가에 관한 연구들을 살펴보면 임병인 외(2007)는 관찰적 사전·사후 방법 중의 하나인 Empirical Bayes Method(경험적 베이즈 방법)를 이용하여 2002년도와 2003년도 ‘교통사고 잦은 지점 개선사업’보고서를 통해 도로부대시설물 개선에 가장 많이 적용된 개선기술인 미끄럼방지 포장의 효과에 대해 연구하였다. 개선기술 적용 전과 후 3년 사고자료와 교통량자료를 통해 음이항모형을 활용하여 각 지점별로 사고모형을 구축하였고, 경험적 베이즈 방법을 통하여 사고감소율을 산정하여 감소효과를 평가하였다.
- 김(2009)의 연구에서는 기존의 연구들보다 많은 표본을 활용하여 유의한 결과를 제시하고자 하였다. 경험적 베이즈 방법을 적용하기 위해 교차로의 사고자료와 교통량 및 기하구조자료 등의 변수로 사고예측모형을 구축하였고, 이 모형을 이용하여 추정된 기대사고건수와 설치 후 실제사고건수의 비를 이용하여 사고감소 효과를 산정하였다.
- 경험적 베이즈 방법을 활용하기 위해 선정된 비교그룹의 사고데이터와 기하구조로 사고예측모형을 구축하고 개선사업을 시행하지 않았을 때 기대사고건수를 추정하였다. 변수들의 값은 제1종 오류(Type I error)와 제2종 오류(Type II error)를 고려하여 신뢰수준 90%( α=0.
- 동·북·서·남쪽 접근로의 교통량, 주·부도로의 교통량, 신호위반 단속카메라 설치지점의 교통량, 중차량 교통량, 차로 수, 좌회전차로수와 신호주기, 신호현시, 전적색시간 횟수 및 시간, 교차로면적, 버스정류장 수, 접근부 경사로 총 26개의 변수이며 교통량은 LN(Log)을 사용하였고, 면적은 단위를 ha로 환산하였다.
- 변수들의 값은 제1종 오류(Type I error)와 제2종 오류(Type II error)를 고려하여 신뢰수준 90%( α=0.10)에서 음이항회귀모형으로 개발하였다.
- 추후 연구로는 사고심각도에 대한 단속카메라의 효과 분석을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 사고빈도를 가지고 효과분석을 수행하였다. 안전의 또 다른 지표인 사고의 심각도에 대한 연구는 그동안 사고빈도에 비해 상대적으로 미흡하게 이루어져 왔다.
- 연구의 흐름으로 우선 신호위반 단속카메라, 단순비교방법, 비교그룹방법, 그리고 경험적 베이즈 방법과 관련된 문헌의 고찰을 통하여 연구의 방향을 설정한 후 수집된 교통사고자료와 교통운영 및 기하구조와 관련된 변수를 정리하여 사고예측모형을 구축하였다. 본 연구에서는 수집한 교통사고자료 중 측면직각 충돌사고자료를 활용하였으며 단순비교방법, 비교그룹방법, 경험적 베이즈 방법을 적용하여 사고감소효과를 비교하였다. 이를 통해 각 평가방법이 가지는 장·단점을 파악하였고, 신호위반 단속카메라가 설치된 교차로에서 발생하는 사고 경향에 대해서 확인하고자 하였다.
- 본 연구에서는 신호교차로 중 신호위반 단속카메라가 설치된 교차로에 대하여 관찰적 사전·사후 평가방법중 단순비교방법, 비교그룹방법, 경험적 베이즈 방법 세 가지를 각각 적용하였다.
- 비교그룹은 본 연구에서 분석하고자 한 대상교차로와 교통과 도로환경이 비슷한 지점 중 신호위반 단속카메라가 설치되지 않은 지점을 선정하여 자료를 구축하였으며, 이러한 고려사항들로 Hauer(1997)가 주장한 비교그룹 조건의 부합여부(사전·사후기간, 사고발생요인, 대상지점과 비교그룹의 사고발생패턴, 비교그룹의 사고건수)에서 출발하였다.
- 신호위반 단속카메라에 관한 연구로 이건호 외(2004)는 시스템 운영에 따른 교차로 교통사고유형을 시스템을 먼저 도입한 외국의 추세와 더불어 국내에 시스템 도입 전과 후의 사고자료를 분석·연구하였다. 사고유형으로는 직각충돌, 후미추돌, 정면충돌, 차대사람, 차로변경접촉 등으로 세분화하여 유형별로 분석하였다.
- 연구의 흐름으로 우선 신호위반 단속카메라, 단순비교방법, 비교그룹방법, 그리고 경험적 베이즈 방법과 관련된 문헌의 고찰을 통하여 연구의 방향을 설정한 후 수집된 교통사고자료와 교통운영 및 기하구조와 관련된 변수를 정리하여 사고예측모형을 구축하였다. 본 연구에서는 수집한 교통사고자료 중 측면직각 충돌사고자료를 활용하였으며 단순비교방법, 비교그룹방법, 경험적 베이즈 방법을 적용하여 사고감소효과를 비교하였다.
- 이에 본 연구에서는 신호위반 단속카메라의 효과분석을 사전·사후 평가의 방법들을 통해 실시하였다.
- 이를 위해서는 대상지점과 유사한 특성을 가지며 개선사업이 시행되지 않은 비교그룹을 선정해야한다. 추정된 사고건수와 대상지점의 실제 사고건수를 가중평균하고 대상 지점의 사업시행 후 사고건수와 비교하여 효과를 분석한다.
- 본 연구에서는 신호교차로 중 신호위반 단속카메라가 설치된 교차로에 대하여 관찰적 사전·사후 평가방법중 단순비교방법, 비교그룹방법, 경험적 베이즈 방법 세 가지를 각각 적용하였다. 특히 앞서 살펴본 통계자료를 토대로 교차로에서 일어나는 사고유형 중에서 사고비율이 가장 높은 측면직각 충돌사고에 대해 효과평가에 대한 연구를 수행하였으며 신호위반 단속카메라 운영에 의해 측면직각 충돌사고에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다.
대상 데이터
- 2009년~2010년 동안 신호위반 단속카메라가 새롭게 설치된 신호교차로 59개 지점에 대해 단속카메라 설치 전인 2007년~2009년 교통사고 유형별 사망 및 부상건수와 단속카메라 설치 후인 2011년~2012년 교통 사고 유형별 사망, 부상건수 자료를 수집하였다. 사전·사후 평가에서는 사망건수와 부상건수의 합을 사용하였고, 지점 51번부터 59번 신호교차로의 사전기간은 2년(2007년~2008년)이다.
- 본 연구에서는 2009년부터 2010년 사이에 신호위반 단속카메라가 새롭게 설치된 신호교차로 중 임의로 59개 지점을 선정하여 해당 지점에서 일어난 교통사고자료와 교통운영 및 기하구조자료를 수집하였고, 2007년~2009년을 사전기간으로 2011년~2012년을 사후기간으로 정하여 사전·사후 분석을 수행하였다.
이론/모형
- 분석과정에 있어서 사고건수가 0인 경우, 관련 계산식의 분모가 0이 되어 계산이 불가능한 문제점을 해결하고자 Harwood 외(2002)와 문승라 외 (2013)의 연구에서와 같이 사고건수 0을 0.5로 바꾸어 계산하는 방법을 활용하였으며 결과에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 대상지점의 사고감소 효과(θ)는 신호위반 단속카메라 설치 전 기대사고건수 (λ)와 설치 후 발생한 실제사고건수(π)의 비율로써 여기서는 단속카메라가 없을 시 발생하게 될 사망·부상 1건당 설치 후 사고건수로 해석할 수 있다.
성능/효과
- 대상지점의 사고감소 효과(θ)는 신호위반 단속카메라 설치 전 기대사고건수 (λ)와 설치 후 발생한 실제사고건수(π)의 비율로써 여기서는 단속카메라가 없을 시 발생하게 될 사망·부상 1건당 설치 후 사고건수로 해석할 수 있다. 결과 값이 0에 근접할수록 단속카메라의 효과가 나타나는 신호교차로이며 1보다 크면 오히려 사고건수가 더 증가한 것으로 설치 후에도 효과가 없는 것이다. 이러한 분석결과를 요약한 것이 Table 5이다.
- 교차로에서 차량이 좌회전할 때 일어날 수 있는 사고에 대해서 부도로 교통량과 교차로 면적은 양(+)적 영향을 나타냈다. 이는 부도로 교통량이 많아질수록 직각 충돌 사고가 일어날 확률이 높다는 것을 의미하며 교차로면적이 넓다는 것은 교차로 통과 시 다른 접근로에서 진행하는 차량에 대해서 인지해야할 범위가 넓어 사고발생 가능성이 높은 것으로 판단된다.
- 단속카메라의 효과적 측면에서 살펴보면, 본 연구의세 분석방법 모두 평균 25~30%의 감소효과를 보이고 있다. 이러한 감소율은 김태영 외(2009)의 연구처럼 단속카메라 설치에 따른 측면직각 교통사고의 감소효과 (-47.
- 이는 부도로 교통량이 많아질수록 직각 충돌 사고가 일어날 확률이 높다는 것을 의미하며 교차로면적이 넓다는 것은 교차로 통과 시 다른 접근로에서 진행하는 차량에 대해서 인지해야할 범위가 넓어 사고발생 가능성이 높은 것으로 판단된다. 반면 부도로 좌회전 차로수는 음(-)적 영향을 나타냈는데, 좌회전차로수가 확보되는 만큼 직각 충돌에 있어서 사고건수가 낮아지는 것으로 분석되었다.
- 안전의 또 다른 지표인 사고의 심각도에 대한 연구는 그동안 사고빈도에 비해 상대적으로 미흡하게 이루어져 왔다. 본 연구에서 나타난 바와 같이 신호위반 단속카메라 설치가 사고의 빈도를 줄이는 데는 효과적이지만. 사고의 심각도 측면에서는 다른 효과분석 값을 제시할 수 있다.
- 본 연구에서는 관찰적 사전·사후 평가의 방법론 중 단순비교방법, 비교그룹방법, 경험적 베이즈 방법을 통해서 신호위반 단속카메라를 설치한 교차로의 사고감소 효과에 대해 분석하였다. 분석결과 단순비교방법은-25.6%, 비교그룹방법은 -27.8%, 경험적 베이즈 방법은 -29.7%로 신호위반 단속카메라 설치 후 측면직각 충돌사고에 대해서 사고가 각각 감소한 것으로 나타나 사고에 대한 안전성 향상을 보장할 수 있다. 사고감소에 대한 상대적 효과분석에서는 세 가지 방법론 중 경험적 베이즈 방법이 무인신호 단속카메라의 효과가 가장 크고 비교그룹방법, 단순비교방법 순서로 효과가 감소하는 것으로 나타났다.
- 가장 높은 감소율을 보인 지점은 11번이며 가장 낮은 감소율을 보인 지점은 30번 지점이다. 사고가 감소한 지점들의 평균이 -111% 정도로 대부분의 감소율이 80~90%대로 단순비교방법과 비교그룹방법에 비해 모든 지점이 고른 감소율을 보이고 있으며, 평균 감소율은 경험적 베이즈 방법 -29.7%, 비교그룹방법 -27.8%, 단순비교방법 -25.6%로 경험적 베이즈 방법으로 분석 시 가장 높은 감소율을 보이고 있다. 이러한 결과값의 차이는 경험적 베이즈 방법이 다른 방법들에 비해 사고예측모형을 통해 사고의 설명요인들을 최대한 반영하기 때문이다(Hauer, 1997).
- 7%로 신호위반 단속카메라 설치 후 측면직각 충돌사고에 대해서 사고가 각각 감소한 것으로 나타나 사고에 대한 안전성 향상을 보장할 수 있다. 사고감소에 대한 상대적 효과분석에서는 세 가지 방법론 중 경험적 베이즈 방법이 무인신호 단속카메라의 효과가 가장 크고 비교그룹방법, 단순비교방법 순서로 효과가 감소하는 것으로 나타났다. 분석방법론별 효과척도가 다른 점에 대해서는 각 방법론이 갖고 있는 통계적 차이점에서 효과결과의 상이성을 찾을 수 있을 것이다.
- 위의 선행연구들은 본 연구의 분석유형과 비슷한 교통사고유형인 측면직각 충돌사고로써 분석지점들은 상이하지만, 본 연구에서도 평균감소율이 -25.6%로 선행연구들과 비슷하거나 조금 낮은 수준으로 분석되었다. 대부분의 교차로에서 개선효과가 있는 것으로 판단되나 몇몇 교차로는 단속카메라 설치에도 불구하고 오히려 사고가 증가한 것으로 나타났다.
- 총 59개 신호교차로 중에서 18번 신호교차로의 오즈비 (Odds ratio, θ)가 0.03으로 사고감소율(E)이 -96.8%를 나타내 측면직각 충돌사고에 대한 단속카메라의 효과가 가장 큰 교차로로 분석되었다.
후속연구
- 1%)으로 교차로에서 발생한 차대 차 사고 중에서 가장 심각성을 나타냈다. 또한 교차로에서 발생한 사고의 유형 중에서 측면직각 충돌사고가 42,135건으로 43.4%를 차지해 가장 비중이 높은 교통사고로 나타났고, 같은 사고로 인한 사망자수가 463명(58%)으로 가장 치명적인 사고로 집계되어 측면 직각 충돌사고에 대한 분석과 대책이 요구된다. 통계자료에 의하면 이러한 교통사고는 대부분 법규위반에서 비롯된 것으로 나타났으며, 그 중 신호위반 사고가 19,503건(24%)이었다.
- 신호위반 단속카메라의 도입은 단속의 효과뿐만 아니라 위반에 의한 사고를 방지하는 효과를 가졌다는 점에서 사고에 중요한 영향을 미치는 인자가 된다. 본 연구의 결과는 향후 신호위반 단속카메라의 설치 및 제거를 위한 정책적 결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 다만, 교통전문가는 교통사고의 원인분석에 있어 같은 분석대상을 대할 때 어떤 방법론을 쓰느냐에 따라 그 결과가 달라질 수 있다는 점을 유의해야 할 것이다.
- 사고감소에 대한 상대적 효과분석에서는 세 가지 방법론 중 경험적 베이즈 방법이 무인신호 단속카메라의 효과가 가장 크고 비교그룹방법, 단순비교방법 순서로 효과가 감소하는 것으로 나타났다. 분석방법론별 효과척도가 다른 점에 대해서는 각 방법론이 갖고 있는 통계적 차이점에서 효과결과의 상이성을 찾을 수 있을 것이다.
- 추후 연구로는 사고심각도에 대한 단속카메라의 효과 분석을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 사고빈도를 가지고 효과분석을 수행하였다.
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