도로 기하구조를 구성하는 설계요소에는 대표적으로 종단경사, 평면곡선반경, 편경사, 완화곡선 등이 있다. 이러한 도로 기하구조의 설계요소들은 도로의 기능별로 설계기준이 제시되어 있으며, 설계기준의 범위 안에서 다양한 조합을 통해 설계된다. 본 연구에서는 다양한 조합을 통해 건설된 고속도로를 종단경사와 평면곡선반경을 기준으로 동질구간으로 분할한 후 분석에 필요한 자료를 매칭하였으며, 구축된 자료를 활용하여 종단경사와 평면곡선반경에 대한 안전성능함수를 구축하고, 교통사고 노출률을 설명할 수 있는 사고수정계수를 산출하였다. 평면곡선반경 R=1,000m를 기준(1.0)으로 설정한 후 산출한 R=300m의 사고수정계수는 1.33으로 사고노출률이 33% 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 종단경사 0%를 기준(1.0)으로 설정한 후 오르막 경사와 내리막 경사에 대한 사고수정계수를 산출한 결과, 오르막 경사에서는 사고노출률이 감소하고 내리막 경사에서는 사고노출률이 증가함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 고속도로의 신설 및 개량 노선의 사업시행 전 선형설계 시 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
도로 기하구조를 구성하는 설계요소에는 대표적으로 종단경사, 평면곡선반경, 편경사, 완화곡선 등이 있다. 이러한 도로 기하구조의 설계요소들은 도로의 기능별로 설계기준이 제시되어 있으며, 설계기준의 범위 안에서 다양한 조합을 통해 설계된다. 본 연구에서는 다양한 조합을 통해 건설된 고속도로를 종단경사와 평면곡선반경을 기준으로 동질구간으로 분할한 후 분석에 필요한 자료를 매칭하였으며, 구축된 자료를 활용하여 종단경사와 평면곡선반경에 대한 안전성능함수를 구축하고, 교통사고 노출률을 설명할 수 있는 사고수정계수를 산출하였다. 평면곡선반경 R=1,000m를 기준(1.0)으로 설정한 후 산출한 R=300m의 사고수정계수는 1.33으로 사고노출률이 33% 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 종단경사 0%를 기준(1.0)으로 설정한 후 오르막 경사와 내리막 경사에 대한 사고수정계수를 산출한 결과, 오르막 경사에서는 사고노출률이 감소하고 내리막 경사에서는 사고노출률이 증가함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 고속도로의 신설 및 개량 노선의 사업시행 전 선형설계 시 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
The representative design elements of the road geometric structure are longitudinal slope, horizontal curve radius, super elevation, and transition curve. According to the function of a road, the design standards of these elements is applied by diverse combinations of them. This study divided expres...
The representative design elements of the road geometric structure are longitudinal slope, horizontal curve radius, super elevation, and transition curve. According to the function of a road, the design standards of these elements is applied by diverse combinations of them. This study divided expressway into homogeneous segments based on longitudinal slope and horizontal curve radius. And then, data required for analysis were matched to each segment, and the safety performance function was built by using the established data. crash modification factors which can explain traffic accident exposure rate were calculated. When the threshold value of horizontal curve radius R=1,000 m was set to 1.0, the crash modification factors at R=300 m was calculated as 1.33, which means that the accident exposure rate is increased by 33%. When the threshold value of the longitudinal slope 0% was set to 1.0, the crash modification factors demonstrated that the accident exposure rate decreases on the upward slope and the accident exposure rate increases on the downward slope. The results of this study can be used as basic information in the design of expressway geometries during the improvement or the construction of expressways.
The representative design elements of the road geometric structure are longitudinal slope, horizontal curve radius, super elevation, and transition curve. According to the function of a road, the design standards of these elements is applied by diverse combinations of them. This study divided expressway into homogeneous segments based on longitudinal slope and horizontal curve radius. And then, data required for analysis were matched to each segment, and the safety performance function was built by using the established data. crash modification factors which can explain traffic accident exposure rate were calculated. When the threshold value of horizontal curve radius R=1,000 m was set to 1.0, the crash modification factors at R=300 m was calculated as 1.33, which means that the accident exposure rate is increased by 33%. When the threshold value of the longitudinal slope 0% was set to 1.0, the crash modification factors demonstrated that the accident exposure rate decreases on the upward slope and the accident exposure rate increases on the downward slope. The results of this study can be used as basic information in the design of expressway geometries during the improvement or the construction of expressways.
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문제 정의
횡단면 분석기법을 적용한 기하구조의 안전성평가는 도로 설계요소(종단선형, 평면곡선반경 등), 교통사고, 교통량 등을 통합한 자료를 기반으로 분석된다. 국내 교통사고 분석을 위한 도로교통공단의 통합DB (TAAS)는 2010년에 구축되어 횡단면 분석기법을 적용한 안전성 평가는 아직 이루어지지 않고 있어 본 연구에서는 국외 문헌을 중점적으로 고찰하고자 한다.
또한, 국내에서도 도로기하구조, 교통량, 교통사고, 교통안전시설물과 관련된 교통안전성 통합DB가 미구축되어 도로기하구조에 대한 효과평가 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 주요 6개 노선을 대상으로 도로 기하구조의 설계요소인 평면곡선 반경과 종단경사에 따른 사고수정계수를 산출하고자 한다. 평면곡선반경 및 종단경사의 사고수정계수는 평면곡선반경이 직선구간에서의 종단경사 변화, 평지구간에서의 평면곡선반경의 변화에 대해서 분석하였다.
따라서 본 연구에서는 연평균일교통량(AADT, Annual average daily traffic)과 구간길이를 모수로 한 종단경사와 평면곡선 반경에 대해서 안전성능함수를 개발하고자 한다. 먼저, 종단경사에 따른 사고수정계수는 곡선반경이 없는 직선부를 대상으로 종단경사 그룹별 안전성능함수를 개발한다.
고속도로의 설계요소 중 길어깨 및 도로 폭은 설계기준에 의거하여 설치되고 있어 사고수정계수를 산출하는데 어려움이 따른다. 따라서 운전자의 시거와 차량의 주행속도에 영향을 미치는 종단경사 및 평면선형에 대한 사고수정계수를 개발하여 상대적 교통사고 발생률을 제시하고자 하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
2008년 국정과제로 ‘교통사고 사망자 절반 줄이기’가 채택되었고, 이에 발맞춰 한국도로공사에서도 교통사고 예방을 위해 운전자 의식개선 활동, 도로 및 교통 안전시설물을 설치하는 등의 노력을 기울이고 있다. 또한 예비타당성 조사와 도로교통안전진단 제도를 통해 안전한 도로환경을 조성하고 교통사고를 예방하고자 힘쓰고 있다.
본 연구는 고속도로의 기하구조 설계요소와 교통사고와의 상관성을 규명하는 연구의 일환으로 수행되었다. 고속도로의 설계요소 중 길어깨 및 도로 폭은 설계기준에 의거하여 설치되고 있어 사고수정계수를 산출하는데 어려움이 따른다.
본 연구에서는 앞서 기술한 예비타당성 조사와 도로교통안전진단의 한계점을 극복할 수 있는 객관적이고, 정량화된 고속도로 기하구조 관련 안전성능함수를 이용한 사고수정계수를 개발하였다. 안전성능함수는 고속도로 전 구간의 공통 변수인 구간길이, 교통량, 사고발생년도 더미를 설명변수로 한 모형을 구축하였다.
가설 설정
음이항 회귀식은 최대우도법(Maximum likelihood estimate)을 기반으로 각각의 계수들이 추정되며, 통계적 유의성을 검토하기 위해 t-test 및 pseudo Mcfadden's R2값이 비교・분석된다. 그리고 개발된 안전성능함수의 설명변수 중 종단경사를 제외한 설명변수는 통제된다는 가정 하에 그룹별 교통사고 예측건수를 산출한다. 종단경사의 변화에 따른 사고수정계수(CMF)는 Eq.
곡선반경에 따른 안전성능함수를 구축한 결과를 토대로 사고수정계수를 산출하였다. 단, 순수한 곡선반경의 사고수정계수 산출을 위해 AADT와 연도별 더미변수는 항상 같다는 가정 하에 곡선반경 변수만을 고려한 상대적사고건수를 Eq. (7)로 산출하였다.
제안 방법
고속도로의 종단경사별 평균사고 건수를 비교하기 위하여 곡선반경이 무한대(∞)인 구간만을 이용하여 km당 연평균사고 건수를 예측하였다.
곡선반경에 따른 안전성능함수를 구축한 결과를 토대로 사고수정계수를 산출하였다. 단, 순수한 곡선반경의 사고수정계수 산출을 위해 AADT와 연도별 더미변수는 항상 같다는 가정 하에 곡선반경 변수만을 고려한 상대적사고건수를 Eq.
곡선반경에 따른 영향력을 살펴보기 위해 종단경사가 ±1%인 구간을 전제조건으로 모형을 구축하였다.
본 연구에서는 다른 요인을 통제하기 위해 통제요인과 함께 안전성능함수를 추정하였다. 구간길이의 경우 유의성이 확보되지 않기 때문에 연평균사고건수/km를 종속변수로 설정하여 분석하였다. 시간에 따른 추세(Time trend)의 영향력 역시 통제를 목적으로 연도별 더미(Dummy)변수를 활용하였다.
길어깨폭 사고수정계수는 도로 및 길어깨 형태에 따른 세 가지를 제시하였다. 첫 번째, 지방부 2차로 도로의 길어깨폭 사고수정계수는 6ft를 기본상태(1.
Elvik (2013)은 곡선반경의 사고수정계수에 대한 메타분석(meta analysis)을 실시하였다. 독일, 영국, 뉴질랜드, 노르웨이, 포르투갈, 스웨덴, 미국의 연구를 종합하였는데, 사고수정계수는 대부분 곡선반경 1,000m를 기본구간(1.0)으로 설정하였으며, 최소곡선반경 50~100m까지 사고수정계수를 개발하였다. 한편 스웨덴의 경우, 3,500m를 기본구간으로 설정하였으며, 최소곡선반경 300m까지 사고수정계수를 개발하여 제시하였다.
둘째, 기하구조의 구성요소인 종단선형과 평면곡선반경을 기준으로 동질구간을 분할 후 교통량, 교통사고 등 분석에 필요한 설명변수 자료를 매칭하였다.
하지만, 곡선반경이 설계속도 대비 일정 크기 이상일 경우에는 완화곡선을 설치하지 않아도 차량이 원곡선을 주행하는데 영향을 받지 않는데, 고속도로에서 완화곡선을 설치하지 않아도 되는 곡선반경은 설계속도 120km/h일 때인 3,000m에 해당한다. 따라서 본 연구에서는 Elvik (2013)의 선행 연구와 유사한 3,500m 미만의 곡선반경을 가진 구간을 대상으로 200m 단위로 평균사고건수를 산출하였다.
또한 일반적으로 사고발생에 영향을 미치는 요인들 역시 구간분할의 기준으로 설정된다고 볼수 있다. 따라서 본 연구에서는 노선별 기하구조, 교통량, 교통사고 자료를 활용하여 하나의 입력자료 형태로 구성하도록 구간을 분할하고 자료를 매칭하였다. 즉, 해당 단위구간의 이정을 기준으로 개당 구간에 포함되는 기하구조 요소 및 교통량, 교통사고 발생건수 등을 매칭하는 방법으로 자료를 구축하였다.
195로 신뢰수준 90%에서 유의하지 않은 것으로 분석되어 공학적 판단에서의 설명력이 저하되는 것으로 판단된다. 따라서 연도별 교통사고를 더미화 하지 않고, 일반변수화 한 모형을 구축하였다.
따라서 종단경사에 따른 유의미한 안전성능함수를 구축하기 위해 시간에 다른 추세를 더미변수로 반영하지 않고 일반 변수로 적용하여 모형을 구축하였다. 그 결과, Table 15와 같이 종단경사, AADT, 연도별 사고 요인이 신뢰수준 90%에서 유의한 것으로 분석되어 본 모형을 이용한 사고수정계수를 추정하였다.
종단경사의 사고수정계수는 통행속도 55mph인 12ft 차로폭과 평면곡선반경이 무한대(∞)인 직선구간을 대상으로 하였다. 또한, 대상구간의 교통량은 원시자료를 활용하였으며, 사고유형은 차량단속사고와 전체사고로 분류하고 사고심각도는 고려하지 않은 상태에서 사고수정계수를 산출하였다. 종단경사가 0%인 상태를 기본조건으로 한 사고수정계수를 산출한 결과, 종단경사가 1% 증가할 때마다 차량단독사고 만을 고려할 경우에는 4%, 전체사고를 고려할 경우에는 2%의 사고발생률이 증가하는 것으로 분석되었다.
따라서 본 연구에서는 연평균일교통량(AADT, Annual average daily traffic)과 구간길이를 모수로 한 종단경사와 평면곡선 반경에 대해서 안전성능함수를 개발하고자 한다. 먼저, 종단경사에 따른 사고수정계수는 곡선반경이 없는 직선부를 대상으로 종단경사 그룹별 안전성능함수를 개발한다. 그리고 곡선반경에 따른 사고수정계수는 종단경사가 0%인 평지부를 대상으로 곡선반경 그룹별 안전성능함수를 Eq.
민자고속도로를 포함하는 우리나라 고속도로 총 40개 노선(재정고속도로 28개 노선, 민자고속도로 12개 노선) 중 주요 6개 노선을 공간적 범위로 설정하여 분석하였으며, 사고수정계수는 고속도로 기하구조 설계요인 중 대표성을 가진 종단경사와 평면곡선반경으로 한정하여 개발하였다.
본 연구에서는 고속도로 교통사고, 교통량(AADT), 기하구조 설계요소 자료의 구득가능성을 고려한 시간적・공간적 범위를 Table 1과 같이 설정하였다. 고속도로 교통사고 및 교통량 자료는 2001~2010년까지의 자료를 구득하였고, 기하구조 자료는 고속도로 특성상 최종적으로 선형개량이 이루어진 최근의 기하구조 자료(고속도로 설계도서)를 기반으로 분석자료를 구축하였다.
본 연구에서는 다른 요인을 통제하기 위해 통제요인과 함께 안전성능함수를 추정하였다. 구간길이의 경우 유의성이 확보되지 않기 때문에 연평균사고건수/km를 종속변수로 설정하여 분석하였다.
도로의 기하구조에 대해 어떻게 구간을 구분하느냐에 따라 모형식의 형태 및 결과가 달라지기 때문에 적절한 구간 분할단위를 정립하는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 종단선형 및 평면선형에 대한 사고수정계수 산출을 목표로 하기 때문에 2가지 요인을 세분화 하였으며, 그룹화 기준은 Table 9와 같이 정하였다.
(2000)는 1985~1995년 미국 캘리포니아州 고속도로 자료를 바탕으로 1988~1992년에 시행된 5가지 안전조치에 대한 사고수정계수 개발연구를 수행하였다. 시행된 안전조치는 곡선부 선형조정, 종단경사조정, 요철포장, 길어깨 확장 등 도로 기하구조 및 안전시설이 개선된 구간에 대해서 선형 회귀식을 이용하여 안전성능함수를 구축하고 경험적 베이지안 방법에 의한 사고수정계수를 개발하였다.
본 연구에서는 앞서 기술한 예비타당성 조사와 도로교통안전진단의 한계점을 극복할 수 있는 객관적이고, 정량화된 고속도로 기하구조 관련 안전성능함수를 이용한 사고수정계수를 개발하였다. 안전성능함수는 고속도로 전 구간의 공통 변수인 구간길이, 교통량, 사고발생년도 더미를 설명변수로 한 모형을 구축하였다. 구축된 모형을 토대로 도로선형 조건에 따른 교통사고 위험도를 제시함으로써, 우리나라 고속도로 실정에 맞는 기하구조 안전성 평가가 가능할 것으로 기대된다.
Jurewicz and Pyta (2013)는 빅토리아의 연속된 지방부 도로 2,900km 구간에 대하여 접속되는 도로의 폭, 노면상태, 길어깨 폭, 차로 폭, 평면선형, 종단경사, 연평균일교통량 자료를 통합하였다. 일방향 60m 구간 당 도로 외 구간 좌회전 사망사고 건수를 예측하기 위해 음이항 로그선형모형(Negative binomial log-linear model)을 개발하였다.
자료구축 시 각 노선(방향 고려)을 동질구간별로 구분하고 각각의 ID를 부여함으로서 안전성능함수(SPF) 및 사고수정계수(CMF) 도출시 사고 자료와의 상호 참조가 가능하도록 설계하였으며, 향후 추가분석 및 업데이트의 용이성을 고려하였다.
종단경사가 실제 교통사고 발생에 미치는 영향을 분석하기 위해 다른 요인들을 통제한 상태에서 종단경사에 따른 사고 건수의 변화를 살펴보았다. 고속도로의 종단경사별 평균사고 건수를 비교하기 위하여 곡선반경이 무한대(∞)인 구간만을 이용하여 km당 연평균사고 건수를 예측하였다.
종단경사에 따른 안전성능함수를 구축한 결과를 토대로 사고수정계수를 산출하였다. 단, 순수한 종단경사의 사고수정계수 산출을 위해 AADT와 연도변수는 항상 같다는 가정 하에 종단경사 변수만을 고려한 상대적사고건수를 Eq.
종단경사에 따른 안정성능함수를 추정하기 위해 종속변수를 km당 사고건수로 설정하고, 설명변수를 AADT와 종단경사, 시간에 따른 추세(Time trend) 효과를 배제하기 위하여 연도별 더미변수를 사용하여 일반화추정방정식(GEE)으로 추정하였다.
따라서 본 연구에서는 노선별 기하구조, 교통량, 교통사고 자료를 활용하여 하나의 입력자료 형태로 구성하도록 구간을 분할하고 자료를 매칭하였다. 즉, 해당 단위구간의 이정을 기준으로 개당 구간에 포함되는 기하구조 요소 및 교통량, 교통사고 발생건수 등을 매칭하는 방법으로 자료를 구축하였다.
차로폭 사고수정계수는 지방부 2차로 도로, 지방부 비분리형 다차로 도로, 지방부 분리형 다차로 도로에 대한 사고수정계수를 제공하고 있으며, 고속도로에 대한 사고수정계수는 제시하지 않고 있다. 지방부 도로에서의 차로폭 보정계수는 12ft를 기본상태(Base condition) 1로 고정시키고, 차로 폭의 감소(9ft, 10ft, 11ft)에 따른 사고수정계수를 제시하였다. 차로폭에 따른 사고수정계수는 차로폭이 감소할수록 교통사고가 발생할 확률이 높은 것으로 나타났다.
첫째, 미국 HSM의 기하구조 사고수정계수에 대한 고찰과 더불어 국내 적용의 한계점을 도출하고, 차별성을 제시하였다.
첫째, 우리나라 고속도로를 대표하는 주요 6개 노선을 대상으로 기하구조, AADT, 교통사고 자료를 통합하여 동질한 구간단위로 자료를 통합하였다.
(2010)는 텍사스州를 대상으로 진출입로 밀도의 영향이 직선구간에 비해 곡선구간에서 다르게 적용되는지를 확인하였다. 텍사스州 지방부 4차로 고속도로를 대상으로 5년간(1997~2001년)의 진입로 및 구간 교통사고 건수 자료를 바탕으로 분석을 실시하였고, 진입로 밀도, 차로폭, 길어깨폭, 중앙분리대 유형, 경사도 등을 독립변수로 하는 음이항 회귀모형을 구축하였다.
편경사 사고수정계수는 지방부 2차로 도로를 대상으로 분석을 수행하였으며, 편경사의 차이(Superelevation Variance)가 0.01(1%) 이하인 상태를 기본조건으로 설정하여 사고수정계수를 제시하고 있다.
따라서 본 연구에서는 고속도로 주요 6개 노선을 대상으로 도로 기하구조의 설계요소인 평면곡선 반경과 종단경사에 따른 사고수정계수를 산출하고자 한다. 평면곡선반경 및 종단경사의 사고수정계수는 평면곡선반경이 직선구간에서의 종단경사 변화, 평지구간에서의 평면곡선반경의 변화에 대해서 분석하였다. 본 연구의 결과는 향후 고속도로 설계 전 도로안전성 평가와 더불어 공용 중인 고속도로의 안전성 평가 시 활용이 가능할 것으로 판단된다.
대상 데이터
본 연구에서는 고속도로 교통사고, 교통량(AADT), 기하구조 설계요소 자료의 구득가능성을 고려한 시간적・공간적 범위를 Table 1과 같이 설정하였다. 고속도로 교통사고 및 교통량 자료는 2001~2010년까지의 자료를 구득하였고, 기하구조 자료는 고속도로 특성상 최종적으로 선형개량이 이루어진 최근의 기하구조 자료(고속도로 설계도서)를 기반으로 분석자료를 구축하였다. 또한, 교통사고 자료는 평균으로의 회귀(Regression To the Mean) 편의를 최소화할 수 있도록 최근자료를 기반으로 한 3~5년 이상의 자료를 사용하였다.
고속도로 교통사고 및 교통량 자료는 2001~2010년까지의 자료를 구득하였고, 기하구조 자료는 고속도로 특성상 최종적으로 선형개량이 이루어진 최근의 기하구조 자료(고속도로 설계도서)를 기반으로 분석자료를 구축하였다. 또한, 교통사고 자료는 평균으로의 회귀(Regression To the Mean) 편의를 최소화할 수 있도록 최근자료를 기반으로 한 3~5년 이상의 자료를 사용하였다.
종단경사의 사고수정계수는 통행속도 55mph인 12ft 차로폭과 평면곡선반경이 무한대(∞)인 직선구간을 대상으로 하였다.
이론/모형
구간길이의 경우 유의성이 확보되지 않기 때문에 연평균사고건수/km를 종속변수로 설정하여 분석하였다. 시간에 따른 추세(Time trend)의 영향력 역시 통제를 목적으로 연도별 더미(Dummy)변수를 활용하였다. 일반화추정방정식(GEE)으로 추정한 결과를 Table 11과 같이 나타내었으며, 모든 설명변수가 신뢰수준이 99% 이상에서 유의한 것으로 분석되었다.
성능/효과
00000991’로 추정되었다. 곡선반경에 대한 평균사고건수 변화를 확인한 결과, Table 10과 같이 3,500~3,300m 구간을 기준으로 보았을 때 특정한 패턴을 보이지 않지만, 1,000m 미만에서는 지속적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 우리나라 고속도로의 곡선반경 사고수정계수는 1,000~300m 구간을 대상으로 개발하는 것이 가장 바람직할 것으로 판단된다.
넷째, 평면곡선반경의 사고수정계수는 종단경사가 0%인 구간에서의 안전성능함수를 개발한 후, 기본그룹의 기대사고건수를 활용하여 평면곡선반경의 변화에 따른 교통사고 노출률을 산출하였다.
넷째, 평면곡선반경이 무한대인 직선구간만을 대상으로 종단경사, AADT, 연도별 교통사고변수를 고려한 안전성능함수를 구축한 결과, 모든 설명변수가 신뢰수준 90%에서 유의한 것으로 분석되었다.
다섯째, 종단경사 0%를 기준으로 오르막 경사와 내리막 경사 1% 단위로 사고수정계수를 분석한 결과, 오르막 경사에서는 교통사고가 감소하는 한편, 내리막 경사에서는 교통사고가 증가하고 있음을 확인하였다.
87로 길어깨폭이 작아질수록 교통사고 발생확률이 높은 것으로 나타났다. 두 번째, 포장된 우측 길어깨폭 8ft (1.00)를 기본 상태로 설정하고 6ft (1.04), 4ft (1.09), 2ft (1.13), 0ft (1.18)로 축소하였을 때 축소폭이 클수록 교통사고 발생확률이 높은 것으로 나타났다. 그리고 마지막으로 세 번째, 지방부 2차로도로에 대하여 길어깨폭(1ft, 2ft, 3ft, 4ft, 6ft, 8ft, 10ft) 및 유형(Paved, Gravel, Composit, Turf) 변화에 따라 사고수정계수를 제시하고 있다.
둘째, 종단경사가 0%인 구간만을 대상으로 평면곡선반경, AADT, 연도별 교통사고 더미변수를 고려한 안전성능함수를 개발한 결과, 모든 설명변수가 신뢰수준 99%에서 유의한 것으로 분석되었다.
곡선반경에 대한 평균사고건수 변화를 확인한 결과, Table 10과 같이 3,500~3,300m 구간을 기준으로 보았을 때 특정한 패턴을 보이지 않지만, 1,000m 미만에서는 지속적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 우리나라 고속도로의 곡선반경 사고수정계수는 1,000~300m 구간을 대상으로 개발하는 것이 가장 바람직할 것으로 판단된다.
(6)과 같이 나타낼 수 있으며, AADT는 정(+)의 부호로 교통량이 많을수록 교통사고빈도가 높은 것으로 분석되었다. 또한, 곡선반경은 부(-)의 부호로 곡선반경이 작을수록 교통사고가 더 높게 발생하고 있으며, 연도별 더미변수는 모두 부(-)의 부호조건을 가지는 것으로 나타났다. 이는 교통사고가 시간의 변화에 따라서 감소하고 있어, 연도별 추세를 잘 반영하고 있는 것으로 판단할 수 있다.
본 연구를 종합해 보면, 고속도로는 설계속도가 높은 고 규격화된 도로로 평면곡선반경이 작을수록 핸들을 과대하게 조작해야 하는 어려움 존재하여 교통사고가 많이 발생하는 것으로 판단된다. 또한, 종단경사는 오르막 경사보다 내리막 경사에서 교통사고발생 건수가 높게 나타나 차량의 주행속도 및 제동 상의 어려움이 문제 등으로 해석할 수 있다.
셋째, 안전성능함수 모형식을 이용하여 상대적 평면곡선반경에 따른 상대적 사고건수를 예측하고, 평면곡선반경 1,000m를 기준으로 한 사고성능함수를 구축한 결과, 곡선반경이 작을수록 교통사고율은 높아지고 있음을 확인하였다.
셋째, 종단경사의 사고수정계수는 평면곡선반경이 무한대(∞)인 구간에서의 안전성능함수를 개발한 후, 기본그룹의 기대사고건수를 활용한 종단경사의 변화에 따른 교통사고 노출률을 산출하였다.
시간에 따른 추세(Time trend)의 영향력 역시 통제를 목적으로 연도별 더미(Dummy)변수를 활용하였다. 일반화추정방정식(GEE)으로 추정한 결과를 Table 11과 같이 나타내었으며, 모든 설명변수가 신뢰수준이 99% 이상에서 유의한 것으로 분석되었다.
또한, 대상구간의 교통량은 원시자료를 활용하였으며, 사고유형은 차량단속사고와 전체사고로 분류하고 사고심각도는 고려하지 않은 상태에서 사고수정계수를 산출하였다. 종단경사가 0%인 상태를 기본조건으로 한 사고수정계수를 산출한 결과, 종단경사가 1% 증가할 때마다 차량단독사고 만을 고려할 경우에는 4%, 전체사고를 고려할 경우에는 2%의 사고발생률이 증가하는 것으로 분석되었다.
(11)에 의해 산출된 종단경사의 사고수정계수를 Table 16에 제시하였다. 즉, 종단경사 0%를 기준으로 교통사고의 증감을 평가하였을 경우에 오르막 구간은 교통사고가 감소하고, 내리막 구간에서는 증가하는 것으로 분석되었다. 이는 내리막 경사에서 주행속도를 높이는데 보다 용이하며, 차량 제동의 어려움으로 교통사고가 많이 발생하는 것으로 판단된다.
지방부 도로에서의 차로폭 보정계수는 12ft를 기본상태(Base condition) 1로 고정시키고, 차로 폭의 감소(9ft, 10ft, 11ft)에 따른 사고수정계수를 제시하였다. 차로폭에 따른 사고수정계수는 차로폭이 감소할수록 교통사고가 발생할 확률이 높은 것으로 나타났다.
길어깨폭 사고수정계수는 도로 및 길어깨 형태에 따른 세 가지를 제시하였다. 첫 번째, 지방부 2차로 도로의 길어깨폭 사고수정계수는 6ft를 기본상태(1.00)로 설정하고, 0ft 1.50, 2ft 1.30, 4ft 1.15, 8ft 이상 0.87로 길어깨폭이 작아질수록 교통사고 발생확률이 높은 것으로 나타났다. 두 번째, 포장된 우측 길어깨폭 8ft (1.
후속연구
안전성능함수는 고속도로 전 구간의 공통 변수인 구간길이, 교통량, 사고발생년도 더미를 설명변수로 한 모형을 구축하였다. 구축된 모형을 토대로 도로선형 조건에 따른 교통사고 위험도를 제시함으로써, 우리나라 고속도로 실정에 맞는 기하구조 안전성 평가가 가능할 것으로 기대된다.
또한, 종단경사는 오르막 경사보다 내리막 경사에서 교통사고발생 건수가 높게 나타나 차량의 주행속도 및 제동 상의 어려움이 문제 등으로 해석할 수 있다. 본 연구 결과는 향후 고속도로의 신설 및 개량 노선의 사업시행 전 선형설계 시 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
평면곡선반경 및 종단경사의 사고수정계수는 평면곡선반경이 직선구간에서의 종단경사 변화, 평지구간에서의 평면곡선반경의 변화에 대해서 분석하였다. 본 연구의 결과는 향후 고속도로 설계 전 도로안전성 평가와 더불어 공용 중인 고속도로의 안전성 평가 시 활용이 가능할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
안전성능함수를 추정하여 교통안전시설물의 계수값을 이용하여 기하구조 사고수정계수를 구할 시 장점은?
기하구조 사고수정계수는 안전성능함수를 추정하여 교통안전시설물의 계수값을 이용하여 구할 수 있다. 이 방법은 계수값의 통계적 유의성을 확인할 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 일반화선형모형(GLM)보다는 표준오차를 정확하게 추정할 수 있는 일반화추정방정식(GEE)을 이용하여 개발된다.
일반화선형모형이란 무엇인가?
일반화선형모형(Generalized linear model)은 연도별 사고건수 추정 모형을 구축하는 일반적인 방법으로 종속변수에 연결함수(Link function)를 취하여 선형함수로 추정하는 방식을 의미한다.
평면선형은 어떻게 구분할 수 있는가?
평면선형의 과다한 직선 및 작은 곡선반경은 운전자들이 속도를 선택하는데 있어서 가장 큰 영향을 미치는 요인이다. 일반적으로 평면선형은 직선과 원곡선으로 구분할 수 있으며, 원곡선은 굽은 형태에 따라 좌곡선, 우곡선으로 구분할 수 있다. 고속도로는 100~110km/h의 속도로 주행하는 고규격화된 도로로 안전성을 고려한 본선부의 최소곡선반경은 340m 이상으로 설치하도록 제한하고 있다.
참고문헌 (8)
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Elvik, R. (2013). "International transferability of accident modification functions for horizontal curves." 2nd Annual Meeting of the Transportation Research Board, Washington, D.C.
Hanley, K. A., Gibby, R. and Ferrara, T. (2000). "Analysis of accidentreduction factors on california state highways." Transportation Research Record, No. 1717, pp. 37-45.
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Korea Transport Institute (KDI) (2001). Improvement of road safety evaluation scheme (in Korean).
Korea Transport Institute (KDI) (2004). An introductory study for developing the korean interactive highway safety design model (in Korean).
Park, B. J. and Lord, D. (2010). "Evaluating the effects of freeway design elements on safety." Transportation Research Board, Vol. 2195, pp. 58-69.
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