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문제 정의
- 그러나 기존 연구에서는 과적에 의해 포장에 미치는 영향 등에 관한 연구, WIM 검지기 자체의 성능평가 등 제한적인 분석이 이루어졌다. 따라서 본 연구에서는 WIM을 통해 과적단속이 시행됨에 따라 실제적으로 화물차 교통량, 총중량 등이 시행 전과 후로 어떻게 변화하였는지를 분석하여 통계적으로 WIM을 통한 과적단속의 시행효과와 가능성을 분석하고자 하였다. 특히 본 연구는 고속 축중기를 이용한 시범단속의 시행 전후의 효과를 분석하였으므로 향후 본 연구를 통해 고속 축중기의 확대 적용에 기여할 것으로 판단된다.
- 그러나 기존 연구에서는 과적에 의해 포장에 미치는 영향 등에 관한 연구, WIM 검지기 자체의 성능평가 등 제한적인 분석이 이루어졌다. 따라서 본 연구에서는 WIM을 통해 과적단속이 시행됨에 따라 실제적으로 화물차 교통량, 총중량 등이 시행 전과 후로 어떻게 변화하였는지를 분석하여 통계적으로 WIM을 통한 과적단속의 시행효과와 가능성을 분석하고자 하였다. 특히 본 연구는 고속 축중기를 이용한 시범단속의 시행 전후의 효과를 분석하였으므로 향후 본 연구를 통해 고속 축중기의 확대 적용에 기여할 것으로 판단된다.
- 따라서 화물차의 과적단속은 반드시 필요하며, 보다 효율적인 과적단속을 위한 다양한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 고속 주행환경에서도 중량 검측이 가능하여 기존 저속 축중기에 비해 효율적으로 화물차의 과적단속이 가능한 고속 축중기를 이용한 고속도로 과적 시범단속 시행효과를 분석하고 시사점을 도출하고자 한다.
- 본 연구에서는 WIM을 통해 과적단속이 시행됨에 따라 실제적으로 화물차 교통량, 총중량 등이 시행 전과 후로 어떻게 변화하였는지를 분석하여 통계적으로 WIM을 통한 과적단속의 시행효과와 가능성을 분석하고자 하였다. 특히 일부에서 우려하는 것처럼 WIM을 설치해도 과적차량이 WIM이 설치된 구간만을 우회하여 통행하여 WIM을 이용한 과적단속의 효과가 적재량 감소의 효과보다는 교통량 감소의 효과가 클 수 있다는 점을 착안하여 실제 시범단속이 이루어진 기간 전후의 교통량 및 총중량의 변화량을 분석하고 이에 대한 통계적인 차이를 확인하고자 하였다.
가설 설정
- 본 연구에서는 과적단속 시행 전‧후의 교통량 및 총중량의 감소여부의 통계적인 검증을 위해 T-test를 실시하였다. 고속도로를 이용하는 화물차량은 정기적으로 특정한 지역을 운행하는 경우도 있지만, 부정기적인 화물수송이 더 많으므로 본 연구에서는 독립표본으로 가정하여 분석을 시행하였다. 과적단속 시행 전과 후, 교통량과 총중량에 대한 변화를 T-test로 검증하였으며, 결과는 [Table 2]와 같다.
제안 방법
- (2012) 연구에 제시된 결과를 준용하도록 한다. 동 연구에서는 한국도로공사에서 운영하고 있는 고속축중기의 법정계량기 대비 상대오차를 계산하고 WIM의 중량 검측 정확도에 따른 등급을 분류하기 위해 시험차량 3대를 이용하여 법정계량소 및 고속축중기에서 중량을 검측하였다. 2011년 9월에서 12월 사이 4회의 평가 시험을 실시하였다.
- 따라서 본 연구에서는 5종부터 12종 까지, 중·대형 화물차종에 한하여 비교 분석을 실시하였다.
- 전술한 것과 같이 등분산 검증결과 김천과 선산 모두 등분산으로 판정되지 않았으며, 이는 계절별 요인과 과적 시범단속에 의해서 교통량과 총중량의 변화가 커 발생된 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 보다 세부적인 패턴을 분석하기 위해 주별 비교 분석을 시행하였다.
- 따라서 본 연구에서는 이러한 차종별 변화를 확인하기 위해 T-test를 세부적으로 시행하였다. 김천의 경우 교통량은 6종을 제외하고는 모두 교통량의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 총중량은 6종과, 10종, 12종은 변화가 없고, 나머지는 변화가 있는 것으로 나타났다.
- 축중기에서 과적으로 검측된 차량은 과적으로 고발되고 고속도로 진입이 금지된다. 본 시범기간 동안은 고속 축중기에서 측정된 중량정보를 전방에 설치된 VMS를 통해 제공하고 과적여부를 명시하였다. 과적의심 차량은 이동단속반에 의해 휴게소 혹은 졸음쉼터 등 중량을 재 검측할 수 있는 공간으로 안내되고, 재검측 이후 고발되었다.
- 연구의 시간적 범위는 시범 과적단속을 시행하기 전 2011년 11월 21일에서 2012년 1월 15일까지, 시행 후 2012년 1월 16일에서 3월 11일까지, 시행 전과 후 각각 8주간의 기간이다. 분석은 일단위와 주단위(week)로 시행하였다. 연구의 공간적 범위는 시범 단속구간인 경부고속도로 195.
- 분석을 위해 WIM 데이터를 이용하였으며, 제공되는 정보 중 분류된 차종과 교통량 그리고 총중량 정보를 추출하여 분석하였다. 분석에 앞서 WIM 데이터의 정확도에 대한 논란이 있을 수 있으며, 본 연구에서는 Kwon et al.
- 둘째, 시행 전‧후를 각각의 변수로 설정하여 T-Test 검증을 실시하였다. 셋째, 화물차종별 과적단속 시행 전‧후의 교통량 및 평균 총중량의 변화 추이를 주별로 분석하였다.
- 2011년 9월에서 12월 사이 4회의 평가 시험을 실시하였다. 시험방법은 콘크리트 분동을 이용하여 시험차량에 하중을 재하 하였으며, 법정계량기에서 총중량 및 축별 중량을 측정, 기록한 후 고속축중기 설치지역을 통과하여 생성된 데이터와 비교하였다. 분석 결과, 총중량은 상대오차 ±5%, 축중량은 ±10% 미만으로 분석되었으며, 이를 COST 323 등급판정 기준에 의해서 평가하면 A(5) 등급으로 판정되었음을 밝히고 있다[8].
- 주요 분석내용은 다음과 같다. 첫 번째로, 화물차 종별 과적단속 시행 전‧후의 총 교통량 및 평균 총중량을 비교하였다. 둘째, 시행 전‧후를 각각의 변수로 설정하여 T-Test 검증을 실시하였다.
- 화물차종별로 과적단속 시행 전‧후의 총 교통량 및 평균 총중량을 비교하였다. 비교 결과는 [Table 1]과 같다.
대상 데이터
- 동 연구에서는 한국도로공사에서 운영하고 있는 고속축중기의 법정계량기 대비 상대오차를 계산하고 WIM의 중량 검측 정확도에 따른 등급을 분류하기 위해 시험차량 3대를 이용하여 법정계량소 및 고속축중기에서 중량을 검측하였다. 2011년 9월에서 12월 사이 4회의 평가 시험을 실시하였다. 시험방법은 콘크리트 분동을 이용하여 시험차량에 하중을 재하 하였으며, 법정계량기에서 총중량 및 축별 중량을 측정, 기록한 후 고속축중기 설치지역을 통과하여 생성된 데이터와 비교하였다.
- 분석은 일단위와 주단위(week)로 시행하였다. 연구의 공간적 범위는 시범 단속구간인 경부고속도로 195.0k(김천, 서울방향)와 중부내륙고속도로 119.5k(선산, 여주방향)로 선정하여 분석을 실시하였다.
- 5k(선산) 구간에서 과적단속을 시범적으로 실시하였다. 연구의 시간적 범위는 시범 과적단속을 시행하기 전 2011년 11월 21일에서 2012년 1월 15일까지, 시행 후 2012년 1월 16일에서 3월 11일까지, 시행 전과 후 각각 8주간의 기간이다. 분석은 일단위와 주단위(week)로 시행하였다.
데이터처리
- 고속도로를 이용하는 화물차량은 정기적으로 특정한 지역을 운행하는 경우도 있지만, 부정기적인 화물수송이 더 많으므로 본 연구에서는 독립표본으로 가정하여 분석을 시행하였다. 과적단속 시행 전과 후, 교통량과 총중량에 대한 변화를 T-test로 검증하였으며, 결과는 [Table 2]와 같다.
- 즉, 화물 교통량이 줄어서 평균 총중량이 줄어든 것이 아니라, 시범단속을 통해서 그 효과가 나타났다는 것이다. 다만 본 분석에서는 T-test 시행 시 양측검정을 시행하였으며, 이는 중량 측면에서는 줄어든다는 것은 단측 검정이 맞으나, 교통량은 증가하거나 감소할 수 있으므로 전체적인 측면에서 변화를 고려한다는 측면에서 양측 검정을 시행하였다.
- 첫 번째로, 화물차 종별 과적단속 시행 전‧후의 총 교통량 및 평균 총중량을 비교하였다. 둘째, 시행 전‧후를 각각의 변수로 설정하여 T-Test 검증을 실시하였다. 셋째, 화물차종별 과적단속 시행 전‧후의 교통량 및 평균 총중량의 변화 추이를 주별로 분석하였다.
- 본 연구에서는 과적단속 시행 전‧후의 교통량 및 총중량의 감소여부의 통계적인 검증을 위해 T-test를 실시하였다. 고속도로를 이용하는 화물차량은 정기적으로 특정한 지역을 운행하는 경우도 있지만, 부정기적인 화물수송이 더 많으므로 본 연구에서는 독립표본으로 가정하여 분석을 시행하였다.
성능/효과
- 비교 결과는 [Table 1]과 같다. 과적단속 시행 전 대비 시행 후를 비교한 결과, 교통량과 총중량 모두 감소한 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 김천과 선산 모두 동일하게 나타났다. 김천의 경우 시행 후에 9.
- 과적단속 시행 전‧후 총 교통량 및 평균 총중량을 비교 분석한 결과, 교통량과 총중량이 김천과 선산 모두 과적단속 시행 후에 감소하는 추이를 나타내고 있었다. 이에 대한 T-test를 실시한 결과, 교통량의 경우는 시행 전과 후의 차이가 없는 것으로 분석되었고, 총중량의 경우는 시행 전과 후의 차이가 있는 것으로 분석되었다.
- 과적단속 시행 전‧후로 교통량 및 총중량이 감소하였지만, 교통량은 통계적으로 차이가 없고, 총중량은 차이가 있는 것으로 나타났다. 단 [Table 3]처럼 이 추세는 차종별로 차이가 있는 것으로 보인다.
- 교통량은 5종 화물차가 가장 많게 나타났으나, 평균 총중량은 7종 화물차가 가장 높은 것을 알 수 있었다. 특히 선산의 경우 과적단속 시행 이전의 평균 총중량이 50톤에 육박하여 WIM을 통한 과적 단속이 시급한 것으로 나타났다.
- 왜냐하면 일각에서 우려하고 있는 WIM을 통한 과적단속의 부정적 측면은 과적차량이 WIM이 설치된 구간만을 우회하여 통행한다는 것이다. 그러나 본 분석을 통해 확인된 화물차량의 통행패턴은 WIM을 통해 화물차의 전체적인 통행량은 통계적으로 유의미한 변화가 없지만, 총중량에서는 유의미한 변화가 있다는 것이다. 즉, 화물 교통량이 줄어서 평균 총중량이 줄어든 것이 아니라, 시범단속을 통해서 그 효과가 나타났다는 것이다.
- 따라서 본 연구에서는 이러한 차종별 변화를 확인하기 위해 T-test를 세부적으로 시행하였다. 김천의 경우 교통량은 6종을 제외하고는 모두 교통량의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 총중량은 6종과, 10종, 12종은 변화가 없고, 나머지는 변화가 있는 것으로 나타났다. 특히 평균 총중량이 40톤을 넘었던 7종의 경우 시범단속 전후의 총중량 차이가 통계적으로 유의한 것으로 나타나 WIM을 이용한 시범단 속의 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 특히, 총중량의 경우 시범단속 기간의 후반부에는 급격한 증가추세를 보여 지속적인 단속이 필요할 것으로 판단된다. 두 번째로 총중량이 높은 차종은 7종, 11종, 12종 화물차로 나타났다. 국토교통부의 분류기준에 따르면, 7종은 중형화물차, 8종~12종은 대형화물차로 구분되지만, 실제 차종별 총중량은 7종이 가장 높게 나타났다.
- 특히 김천의 12종, 선산의 7종은 각각 45톤에서 약 50톤에 이르던 총중량이 WIM을 이용한 시범단속 이후 모두 40톤 이하로 떨어져 시범단속의 효과가 매우 크다는 것을 직관적으로 알 수 있다. 따라서 결과적으로 WIM을 통한 과적단속이 효과적이라고 판단된다.
- 이는 전술한 것과 같이 계절 요인과 과적 시범단속 등에 의해서 교통량과 총중량의 변화가 커 발생된 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 등분산이 아닌 분포에서의 T-test를 시행하였고, 그 결과 김천의 경우 교통량은 동일하지만, 총중량은 동일하지 않은 것으로 판정되었다. 선산도 김천과 마찬가지로 교통량은 동일하지만, 총중량은 동일하지 않은 것으로 판정되었다.
- 특히 평균 총중량이 40톤을 넘었던 7종의 경우 시범단속 전후의 총중량 차이가 통계적으로 유의한 것으로 나타나 WIM을 이용한 시범단 속의 효과가 있는 것으로 나타났다. 선산의 경우 교통량은 5종을 제외하고는 모두 교통량의 변화가 있는 것으로 나타났으며, 총중량은 6종, 8종, 9종, 11종은 변화가 없고, 나머지는 변화가 있는 것으로 나타났다. 김천과 마찬가지로 평균 총중량이 50톤에 육박했던 7종이 시범단속 전후 총중량 차이가 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.
- 시행 전과 후를 주별로 총 교통량 및 평균 총중량 추이를 분석한 결과, 과적단속 시작 일을 시점으로 급격하게 총 교통량 및 평균 총중량이 감소했다가, 다시 점차 증가하는 추이를 보이고 있었다. 이는 시범단속에 대한 풍선효과로 지속적인 과적단속이 필요함을 알 수 있다.
- 이를 보완하기 위해 설치한 3열 다중패드 또한 대형 화물차량의 축조작을 적발하기에는 한계가 있다. 실제 5, 6축 차량을 동원하여 축조작 시험을 실시한 결과 5축 화물차의 경우 3축의 압력조정으로 3열 다중패드는 2.35톤, 단패드는 최대 8.8톤의 중량 감소가 가능한 것으로 확인되었다. 따라서 고속국도의 경우 저속축중기의 축조작 차량 적발 한계에 따라 고속축중기에 의한 무인 고속 단속체계 수립이 필요하다.
- 이에 대한 T-test를 실시한 결과, 교통량의 경우는 시행 전과 후의 차이가 없는 것으로 분석되었고, 총중량의 경우는 시행 전과 후의 차이가 있는 것으로 분석되었다. 이는 화물 교통량이 줄어서 총중량이 줄어든 것이 아니라, 시범단속을 통해 총중량이 감소함을 의미한 것으로 과적단속의 효과가 있음을 알 수 있었다. 따라서 WIM을 통한 과적 시범단속의 효과는 충분한 것으로 판단된다.
- 과적단속 시행 전‧후 총 교통량 및 평균 총중량을 비교 분석한 결과, 교통량과 총중량이 김천과 선산 모두 과적단속 시행 후에 감소하는 추이를 나타내고 있었다. 이에 대한 T-test를 실시한 결과, 교통량의 경우는 시행 전과 후의 차이가 없는 것으로 분석되었고, 총중량의 경우는 시행 전과 후의 차이가 있는 것으로 분석되었다. 이는 화물 교통량이 줄어서 총중량이 줄어든 것이 아니라, 시범단속을 통해 총중량이 감소함을 의미한 것으로 과적단속의 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 특히 김천과 선산은 교통량 및 하중에서도 서로 다른 분포를 나타냈다. 전술한 것과 같이 등분산 검증결과 김천과 선산 모두 등분산으로 판정되지 않았으며, 이는 계절별 요인과 과적 시범단속에 의해서 교통량과 총중량의 변화가 커 발생된 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 보다 세부적인 패턴을 분석하기 위해 주별 비교 분석을 시행하였다.
- 그러나 본 분석을 통해 확인된 화물차량의 통행패턴은 WIM을 통해 화물차의 전체적인 통행량은 통계적으로 유의미한 변화가 없지만, 총중량에서는 유의미한 변화가 있다는 것이다. 즉, 화물 교통량이 줄어서 평균 총중량이 줄어든 것이 아니라, 시범단속을 통해서 그 효과가 나타났다는 것이다. 다만 본 분석에서는 T-test 시행 시 양측검정을 시행하였으며, 이는 중량 측면에서는 줄어든다는 것은 단측 검정이 맞으나, 교통량은 증가하거나 감소할 수 있으므로 전체적인 측면에서 변화를 고려한다는 측면에서 양측 검정을 시행하였다.
- 과적단속 시행 전과 후의 교통량 및 평균 총중량을 주별로 분석한 결과는 다음과 같다. 첫 번째로 교통량과 총중량은 과적단속 시작을 기점으로 하여 급격하게 줄었다가 약 2~3주 후 부터는 다시 증가하는 추세를 보였다. 과적단속에 대한 효과가 있었지만, 시범단속으로 인해 다시 그 효과가 감쇠되는 현상을 보이고 있음을 알 수 있다.
- 교통량은 5종 화물차가 가장 많게 나타났으나, 평균 총중량은 7종 화물차가 가장 높은 것을 알 수 있었다. 특히 선산의 경우 과적단속 시행 이전의 평균 총중량이 50톤에 육박하여 WIM을 통한 과적 단속이 시급한 것으로 나타났다. 전체적으로 총중량이 높은 차종은 7종, 11종, 12종으로, 이들 차종은 다른 화물차종에 비해 과적운행의 가능성이 높다는 것을 의미하므로, 이에 대한 대비책이 마련되어야 할 것으로 판단된다.
- 김천의 경우 교통량은 6종을 제외하고는 모두 교통량의 변화가 없는 것으로 나타났으며, 총중량은 6종과, 10종, 12종은 변화가 없고, 나머지는 변화가 있는 것으로 나타났다. 특히 평균 총중량이 40톤을 넘었던 7종의 경우 시범단속 전후의 총중량 차이가 통계적으로 유의한 것으로 나타나 WIM을 이용한 시범단 속의 효과가 있는 것으로 나타났다. 선산의 경우 교통량은 5종을 제외하고는 모두 교통량의 변화가 있는 것으로 나타났으며, 총중량은 6종, 8종, 9종, 11종은 변화가 없고, 나머지는 변화가 있는 것으로 나타났다.
후속연구
- 7종은 1단위 차량 중 가장 축수가 많은 화물차이며, 11종, 12종은 2단위 차량으로 풀 트레일러 혹은 세미트레일러가 해당된다. 7종, 11종, 12종 화물차의 경우 다른 화물차종에 비해 과적운행의 가능성이 높다는 것을 의미하므로, 이에 대한 대비책이 마련되어야할 것으로 판단된다.
- 다만 이는 고속도로가 일반 국도에 비해 우회가 힘들고, 김천과 선산 각각 한 곳에서만 시범단속을 시행하였고, 또한 WIM을 이용한 시범단속의 홍보효과 등이 복합적으로 작용했을 가능성도 있으므로, 본 효과를 일반적으로 적용하기에는 무리가 있을 것으로 판단되며, 향후 보다 세부적이고 구체적인 분석이 필요할 것으로 보인다.
- 다만, 본 연구는 시범단속이라는 특정한 기간에 대한 이루어진 연구로 향후 WIM 설치 전과 후에 대한 장기간의 교통량 및 총중량의 변화에 대한 분석과 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 또한 교통량 및 총중량의 변화는 차종별로 또한 계절별로 다양한 특성을 보일 수 있으므로 이러한 세부적인 패턴을 반영하기 위해 분석을 위해 향후 시계열 분석 및 카테고리 분석 등이 필요할 것으로 보인다.
- 따라서 고속국도의 경우 저속축중기의 축조작 차량 적발 한계에 따라 고속축중기에 의한 무인 고속 단속체계 수립이 필요하다. 따라서 화물차의 과적단속은 반드시 필요하며, 보다 효율적인 과적단속을 위한 다양한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 고속 주행환경에서도 중량 검측이 가능하여 기존 저속 축중기에 비해 효율적으로 화물차의 과적단속이 가능한 고속 축중기를 이용한 고속도로 과적 시범단속 시행효과를 분석하고 시사점을 도출하고자 한다.
- 본 연구는 고속 축중기를 이용한 과적단속의 시해효과를 직접적으로 분석하였지만, 사회적 비용 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 또한 고속 축중기는 저속 축중기와는 달리 영업소가 아닌 고속도로 본선에 설치되며, 단속 역시 직접 단속이 아니라 재검측에 의한 간접 단속되므로 적정 단속 지점, 단속 체계, 단속 방법 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
- 다만, 본 연구는 시범단속이라는 특정한 기간에 대한 이루어진 연구로 향후 WIM 설치 전과 후에 대한 장기간의 교통량 및 총중량의 변화에 대한 분석과 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 또한 교통량 및 총중량의 변화는 차종별로 또한 계절별로 다양한 특성을 보일 수 있으므로 이러한 세부적인 패턴을 반영하기 위해 분석을 위해 향후 시계열 분석 및 카테고리 분석 등이 필요할 것으로 보인다.
- 본 연구는 고속 축중기를 이용한 과적단속의 시해효과를 직접적으로 분석하였지만, 사회적 비용 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 또한 고속 축중기는 저속 축중기와는 달리 영업소가 아닌 고속도로 본선에 설치되며, 단속 역시 직접 단속이 아니라 재검측에 의한 간접 단속되므로 적정 단속 지점, 단속 체계, 단속 방법 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
- 특히 선산의 경우 과적단속 시행 이전의 평균 총중량이 50톤에 육박하여 WIM을 통한 과적 단속이 시급한 것으로 나타났다. 전체적으로 총중량이 높은 차종은 7종, 11종, 12종으로, 이들 차종은 다른 화물차종에 비해 과적운행의 가능성이 높다는 것을 의미하므로, 이에 대한 대비책이 마련되어야 할 것으로 판단된다.
- 따라서 본 연구에서는 WIM을 통해 과적단속이 시행됨에 따라 실제적으로 화물차 교통량, 총중량 등이 시행 전과 후로 어떻게 변화하였는지를 분석하여 통계적으로 WIM을 통한 과적단속의 시행효과와 가능성을 분석하고자 하였다. 특히 본 연구는 고속 축중기를 이용한 시범단속의 시행 전후의 효과를 분석하였으므로 향후 본 연구를 통해 고속 축중기의 확대 적용에 기여할 것으로 판단된다.
- 과적단속 전후 김천과 선산의 교통량 변화율은 유사하나 총중량 변화율은 큰 이유는 김천의 경우 주로 대구 경북권역에서 움직이는 차량으로 과적단속에 덜 민감하지만, 선산을 이용하는 차량은 대구경북권에서 수도권으로 이동하는 차량으로 과적에 민감하게 반응한 것으로 판단된다. 향후 수송품목, 토지이용패턴, 산업구조 등에 대한 복합적인 분석이 이루어진다면 이에 대한 세부적인 특성을 파악할 수 있을 것으로 판단되며, 이는 WIM 설치 위치 등에도 충분히 영향을 미칠 것으로 판단된다.
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