[논문]신뢰도를 활용한 도로시설 교통안전성 평가기법

오흥운

doi:10.7855/ijhe.2016.18.4.077

신뢰도를 활용한 도로시설 교통안전성 평가기법
Evaluation of Highway Traffic Safety using Reliability Theory 원문보기

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.18 no.4 = no.78, 2016년, pp.77 - 82

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PURPOSES : This paper proposes a reliability index for the safety evaluation of freeway sections. It establishes a reliability index as a safety surrogate on freeways considering speeds and speed dispersions. METHODS : We collated values of design elements including radii, curve lengths, vertical slopes (absolute values), superelevations, and vertical slopes from seven freeway sections in Korea. We also collected data about driving speeds, traffic accidents, and their deviations. We established a reliability index using these variables. RESULTS : The average radii, curve lengths, and superelevations are highly correlated with the incidence of traffic accidents. Deviations in radius and curve lengths show an especially high correlation. The reliability index, derived from speed and speed dispersions of the seven freeway sections, also correlated highly with accidents with a correlation index of 0.63. CONCLUSIONS : Since the reliability index obtained from speed and speed dispersions are highly correlated with traffic accidents, we conclude that a reliability index can be a safety surrogate on freeways considering speeds and speed dispersions together in terms of design and operational levels.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

또한 이 특정지점의 기하구조 자료 그리고 운영속도 자료를 신뢰도 지수에 적용하여 교통사고율과의 비교를 통하여 신뢰도지수의 교통안전성에 대한 대체지수로써 가능성을 검토하고자 한다.
본 논문에서는 특정지점의 기하구조 자료 그리고 운영속도 자료를 신뢰도 지수에 적용하여 교통사고율과의 비교를 통하여 신뢰도지수의 교통안전성에 대한 대체지수로써 가능성을 검토하고자 한다. 그 대상지의 특성은 아래와 같다.
본 논문은 신뢰도지수에 나타난 신뢰도지수를 활용하여 고속도로 속도를 이용하여 교통안전성을 표현할 수 있는 그리고 확률적인 교통안전성을 대체하고자 하는 신뢰도 모델을 제시하고자 한다.
본 연구는 신뢰도지수를 활용하여 기존의 고속도로 교통사고 대체 평가 지표인 속도와 속도 편차를 하나의 지표에 표현하고자 하는 연구이다.
이에 따라 본 본문에서는 고속도로에서 설계속도를 활용하고 기하구조에 나타난 설계속도의 확률분포를 통계자료로 이용하고 운영속도와 그 통계적 확률분포를 이용하여 신뢰도 지수를 산출해보고자 한다.

제안 방법

신뢰도지수를 이용하여 설계요소의 변수 그리고 설계요소의 표준편차, 운영속도, 운영속도의 표준편차를 하나의 식으로 표현하였다. 그리고 교통사고와의 관계를 상관도로써 표현하였다.
본 연구를 통하여 특정구간에서 설계요소 변수의 평균값과 교통사고의 상관분석을 하였다. 그 결과 곡선반경, 곡선 길이, 편경사 등의 평균값이 km당 교통사건수와 상관성이 높은 것으로 나타났다.
본 연구에서는 곡선구간의 설계요소인 곡선반경, 곡선 길이, 종단경사 절대값, 편경사, 종단경사 등과 교통사고, 운영속도 등을 7개 구간의 고속도로 구간에서 조사하였다. 이에 따라 구간마다 설계요소와 조사항목의 표준편차를 알 수 있었고 이를 통하여 설계요소와 운영속도에 대한 확률적 분석이 가능하게 되었다.
신뢰도지수를 이용하여 설계요소의 변수 그리고 설계요소의 표준편차, 운영속도, 운영속도의 표준편차를 하나의 식으로 표현하였다. 그리고 교통사고와의 관계를 상관도로써 표현하였다.
신뢰도지수에 소요되는 용량(Capacity)는 설계속도로 표현하였고, 수요(Demand)는 운영속도로 표현하였다. 그리고 각 표준편차를 반영한 결과 산출된 신뢰도지수는 7개 구간에서 -3.
추가로 특정구간에서 설계요소 변수의 표준편차와 교통사고의 상관분석을 하였다. 그 결과 곡선반경, 곡선 길이의 표준편차가 km당 교통사건수와 상관성이 높은 것으로 나타났다.

대상 데이터

본 연구를 위해 고속도로 곡선구간의 설계요소인 곡선 반경, 곡선 길이, 종단경사 절대값, 편경사, 종단경사 등과 운영속도, 교통사고 통계가 수집되었고 비교되었다.
운영속도의 평균은 해당고속도로 구간에서 자유교통류 상태에서의 평균속도를 구하였다. 이를 위하여 고속도로 교통관리시스템에서 야간에 단독운행중인 차량의 자료를 사용하였다. 운영속도의 표준 편차는 이러한 속도의 표준편차를 구하여 사용하였다.

데이터처리

본 논문에서는 설계속도의 표준편차를 반영하기 위해 시하구조 특성의 표준편차를 반영하는 방법론을 사용하였다. 설계속도의 표준편차는 설계된 도면에서 곡선반경을 찾아서 그 곡선반경에 적합한 속도를 계산하고 이의 표준편차값으로 표현하였다.
운영속도의 평균은 해당고속도로 구간에서 자유교통류 상태에서의 평균속도를 구하였다. 이를 위하여 고속도로 교통관리시스템에서 야간에 단독운행중인 차량의 자료를 사용하였다.
이를 위하여 고속도로 교통관리시스템에서 야간에 단독운행중인 차량의 자료를 사용하였다. 운영속도의 표준 편차는 이러한 속도의 표준편차를 구하여 사용하였다.
구간에서 직선구간은 배제하였고 곡선위주로, 이정, 곡선반경, 곡선길이, 종단경사, 편경사, 속도, 교통사고 건수가 수집되었다. 이 자료에 따라 곡선반경의 표준편차, 곡선길이의 표준편차, 종단경사 절대값의 표준편차, 편경사의 표준편차, 운영속도 표준편차, 사고 건수(km당)의 표준편차를 계산하였다.

이론/모형

그러나 설계속도의 표준편차는 설계과정에서 설계속도를 반영하기 어렵다. 본 논문에서는 설계속도의 표준편차를 반영하기 위해 시하구조 특성의 표준편차를 반영하는 방법론을 사용하였다. 설계속도의 표준편차는 설계된 도면에서 곡선반경을 찾아서 그 곡선반경에 적합한 속도를 계산하고 이의 표준편차값으로 표현하였다.

성능/효과

결론적으로 신뢰도지수는 기존의 고속도로 교통사고 대체 평가 지표인 설계속도, 운영속도와 각 속도의 편차 지표를 하나의 지표에 표현시킬 수 있게 되었다.
구체적으로 곡선반경의 평균값은 교통사고건수와 상관계수가 0.67로 나타났다. 곡선길이의 경우는 0.
본 연구를 통하여 특정구간에서 설계요소 변수의 평균값과 교통사고의 상관분석을 하였다. 그 결과 곡선반경, 곡선 길이, 편경사 등의 평균값이 km당 교통사건수와 상관성이 높은 것으로 나타났다. 운영속도의 평균값 또한 상관성이 상대적으로 높았다.
추가로 특정구간에서 설계요소 변수의 표준편차와 교통사고의 상관분석을 하였다. 그 결과 곡선반경, 곡선 길이의 표준편차가 km당 교통사건수와 상관성이 높은 것으로 나타났다. 종단경사의 표준편차는 평균값보다도 교통사고와의 상관성이 커지는 것으로 나타났다.
신뢰도지수에 소요되는 용량(Capacity)는 설계속도로 표현하였고, 수요(Demand)는 운영속도로 표현하였다. 그리고 각 표준편차를 반영한 결과 산출된 신뢰도지수는 7개 구간에서 -3.44에서 -0.98의 범위로 나타났다. 그 결과 교통사고와의 연관성은 -0.
그리고 신뢰도지수가 교통사고 발생과 큰 연관성(ρ=0.63)을 나타내는 것을 알 수 있었다.
종단경사 등과 종단 경사 절대값은 교통사고와의 상관성이 상대적으로 낮았다. 설계요소가 교통사고에 중요한 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다.
그 결과 곡선반경, 곡선 길이, 편경사 등의 평균값이 km당 교통사건수와 상관성이 높은 것으로 나타났다. 운영속도의 평균값 또한 상관성이 상대적으로 높았다. 종단경사 등과 종단 경사 절대값은 교통사고와의 상관성이 상대적으로 낮았다.
그 결과 곡선반경, 곡선 길이의 표준편차가 km당 교통사건수와 상관성이 높은 것으로 나타났다. 종단경사의 표준편차는 평균값보다도 교통사고와의 상관성이 커지는 것으로 나타났다. 이는 설계요소의 확률적 분포특성이 교통사고에 영향을 주는 것을 나타내는 것으로 판단할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	토목 구조분야에서 구조 시설물을 어떻게 평가하는가?	특히 토목 구조분야에서는 신뢰도를 이용하여 구조시설물을 설계하여 그 성능을 평가하고 있다(Har, 1997). 그 평가척도는 신뢰도 지수(Reliability Index)라는 표현을 사용하여 평가하고 있다.
	토목공학에서 신뢰도 이론은 어떻게 사용되는가?	신뢰도 이론은 확률적 평가 방법론의 하나이고 특히 토목공학에서 다양하게 사용하는데 특정 시설의 성능을 확률적으로 표현하는데 사용된다. 특히 토목 구조분야에서는 신뢰도를 이용하여 구조시설물을 설계하여 그 성능을 평가하고 있다(Har, 1997).
	곡선구간의 설계요소에는 무엇이 있는가?	본 연구에서는 곡선구간의 설계요소인 곡선반경, 곡선 길이, 종단경사 절대값, 편경사, 종단경사 등과 교통 사고, 운영속도 등을 7개 구간의 고속도로 구간에서 조사하였다. 이에 따라 구간마다 설계요소와 조사항목의 표준편차를 알 수 있었고 이를 통하여 설계요소와 운영 속도에 대한 확률적 분석이 가능하게 되었다.

참고문헌 (18)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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