[논문]퍼스널 모빌리티 사고 유형별 상해 위험성 분석

김규현

doi:10.22680/kasa2020.12.1.006

퍼스널 모빌리티 사고 유형별 상해 위험성 분석
The Analysis of Injury Risk for the Type of Accident by Personal Mobility 원문보기

자동차안전학회지 = Journal of Auto-Vehicle Safety Association, v.12 no.1, 2020년, pp.6 - 14

김규현 (홍익대학교 기계시스템디자인공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Personal mobility, which was used exclusively for leisure activities, has recently been used as a means of transportation, and it is expected to increase its role as the next generation transportation. Sales of personal mobility are increasing rapidly, but the problem is that traffic accidents are also increasing. In this study, human body injury caused by various collisions between electric wheel users and road users that occur on bicycle or pedestrian roads mainly used by personal mobility is analyzed through collision analysis and collision risk analysis. In the case of the collision accident for electric wheel, it is analyzed that the road users are more likely to be injured on the pedestrian road than the bicycle road. In addition, the head hit each other or fall and hit the floor caused severe head injury.

주제어

표/그림 (22)

그림 Fig. 1 Type of personal mobility
그림 Fig. 2 The modeling of electric wheel board
그림 Fig. 3 The modeling of bicycle
표 Table 1 The number of accidents for personal mobility
그림 Fig. 4 The modeling of ATD
그림 Fig. 5 Frontal collision between PM and bicycle
그림 Fig. 6 Rear collision between PM and bicycle
표 Table 2 Requirements of injury criteria
그림 Fig. 7 Frontal collision between PM and pedestrian
그림 Fig. 8 Lateral collision between PM and pedestrian･pole
그림 Fig. 9 Rear collision between PM and pedestrian
표 Table 3 The results of analysis at frontal collision between wheel board and bicycle
그림 Fig. 10 Head acceleration for one wheel at frontal collision
그림 Fig. 11 Head acceleration for one wheel at rear collision
표 Table 4 The results of analysis at rear collision between wheel board and bicycle
표 Table 5 The results of analysis at frontal collision between wheel board and pedestrian
그림 Fig. 12 Acceleration curves for one wheel at frontal collision between one wheel board and pedestrian
표 Table 6 The results of analysis at lateral collision between wheel board and pedestrian･pole
그림 Fig. 13 Acceleration curve for one wheel at lateral collision between two wheel board and pedestrian
그림 Fig. 14 The comparison of combined injury possibility (%) at lateral collision
그림 Fig. 15 The comparison of combined injury probability (%) at rear collision
표 Table 7 The results of analysis at rear collision between wheel board and pedestrian

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 최근 국내에서 급격히 증가하고 있는 퍼스널 모빌리티(1휠, 2휠)가 자전거 도로 또는 보행자 도로에서 운행되면서 도로 이용자와의 충돌로 인한 사고 발생시 충돌해석을 통한 인체상해 위험성 등을 분석하였다.
본 연구에서 퍼스널 모빌리티(Personal Mobility, PM)중 전동휠이 주로 이용하는 자전거 도로와 보행자 도로인 인도에서 발생하는 전동휠 이용자와 상대방 간의 다양한 충돌로 인한 인체상해 등을 충돌해석을 통해 분석하고 충돌 위험성을 비교분석 함으로써 사고의 위험성과 보다 안전한 이용환경 방안을 제시하고자 한다.

가설 설정

자전거와의 정면충돌의 경우 상호 인지하여 감속함을 가정하여 Fig. 5와 같이 PM(전동휠)과 자전거의 충돌속도를 각각 15km/h로 설정하였으며, 자전거 도로에서 추돌의 경우 자전거 또는 전동휠이 전방으로 이동하고 있음을 가정하여 Fig. 6과 같이 추돌 속도를 20km/h로 하였다. 자전거 도로에서 PM(전동킥보드)와의 정면 및 측면충돌 관련 충돌해석 연구에서 충돌속도는 동일한 속도로 수행된 바 있다.

제안 방법

PM의 충돌로 인체의 상해 평가 기준은 자동차를 48.3km/h로 고정벽에 정면충돌하였을 때 요구하는 안전기준으로 하였으며, Table 2와 같이 자동차 충돌시험에 사용되는 Hybrid III 50% lie 성인남성 인체모형의 머리, 목, 가슴등의 상해 기준을 평가 기준으로 사용하였다.^(10~12)
PM은 현재 차도로만 주행할 수 있으며 자동차의 주행속도가 일반적으로 높은 관계로 충돌사고 시 자전거 도로나 보행자 도로에서의 사고 보다 이용자가 더 위험할 것으로 예상된다. 여기서는 PM 중 전동휠이 많이 이용하는 자전거 도로와 보행자 도로에서 발생하는 전형적 충돌사고를 유형화하여 충돌방법을 설정하였으며, 전동휠의 충돌속도는 전기자전거의 전기 동력 보조 기능 최고속도인 25km/h로 설정하였다. 여기서, ‘퍼스널 모빌리티(PM) 이용자’를 ‘PM’으로, ‘자전거 탑승자’를 ‘자전거’ 등으로 운송수단만으로 표기하기로 한다.
자전거와 PM의 충돌을 모사하기 위하여 Fig. 3과 같이 자전거 모델을 구성하고, 탑승자와 충돌 가능성 있는 바퀴와 본체는 변형체로 모델링 하였다.

이론/모형

PM 이용자, 자전거 탑승자 또는 보행자에 대한 모델링은 Fig. 4와 같이 ㈜알테어 엔지니어링에서 개발한 RADIOSS용 인체모형(Dummy) 해석모델을 사용하였으며, 관절 부위가 자유롭게 움직여서 적절한 자세를 취할 수 있도록 모델링 하였다.

성능/효과

1) 보행자 도로의 경우, PM이 보행자에 정면 또는 측면충돌 시 PM 보다 보행자의 복합상해가능성이 대체로 2~3배 높게 나타났으며, 특히 보행자가 넘어져 바닥에 부딪히면서 복합상해가능성이 매우 높게 나타났다.
5와 같이 PM(1휠, 2휠)이 자전거와 정면충돌 시 해석한 결과는 Table 3과 같이 나타났다. 1휠과 2휠이 자전거에 정면충돌한 경우 Fig. 10과 같이 이용자의 머리와 자전거 탑승자의 머리가 서로 부딪치면서 상해값이 매우 높게 나타났으며, 1휠 또는 2휠에 부딪힌 자전거의 복합상해가능성이 100%로 매우 높게 나타났다. 또한, 1휠, 2휠 및 자전거에서 목 상해값이 기준치를 초과하였으며, 자전거에서 대퇴골 또는 경골의 상해값이 기준치를 초과하는 것으로 나타났다.
2) PM과 자전거 또는 보행자 간의 충돌 시 PM 운전자와 자전거 탑승자의 머리가 서로 부딪치거나 충돌후 넘어지면서 바닥에 부딪혀 심한 머리 상해가 발생하는 것으로 나타났으며, 헬멧 착용이 필요한 것으로 사료된다.
PM(1휠, 2휠)이 보행자에 측면충돌 시 PM 보다 보행자의 상해가능성이 더 높게 나타났으며, 이는 보행자가 넘어져 바닥에 부딪히면서 머리는 물론 목, 또는 대퇴골 및 경골의 상해값을 증가시키는 것으로 나타났다. 2휠의 경우 Fig. 13과 같이 2휠의 가슴이 보행자의 어깨와 먼저부딪히고 머리와 부딪쳤는데 가슴 상해값이 기준을 크게 초과하며 복합상해가능성이 86%로 나타났으며, 보행자는 넘어져 바닥에 부딪히면서 머리, 목 및 대퇴골에 큰 충격이 가해져 복합상해가능성이 100%로 나타났다.
3) PM 충돌사고 시 자전거 도로보다 보행자 도로에서 도로 이용자의 복합상해가능성이 더 높은 것으로 분석되어 PM은 보행자 도로보다 자전거 도로에서 운행하는 것이 보다 안전한 것으로 사료된다.
PM(1휠, 2휠)과 자전거의 후면 추돌 시 Fig. 11과 같이 서로 부딪히며 자전거의 복합상해가능성이 더 높은 것으로 나타났다. 또한, 자전거가 2휠에 추돌 시 복합상해가능성은 자전거 69%, 2휠 14%로 자전거가 더 위험한것으로 나타났다.
7과 같이 PM이 보행자와 정면충돌 시 해석한 결과는 Table 5와 같이 나타났다. PM(1휠, 2휠)이 보행자에 정면충돌 시 PM 보다 보행자의 상해가능성이 더 높게 나타났으며, 이는 보행자가 넘어져 바닥에 부딪히면서 머리는 물론 목 또는 대퇴골 및 경골의 상해값을 증가시키는 것으로 나타났다. 2휠의 경우 Fig.
PM(1휠, 2휠)이 보행자에 측면충돌 시 PM 보다 보행자의 상해가능성이 더 높게 나타났으며, 이는 보행자가 넘어져 바닥에 부딪히면서 머리는 물론 목, 또는 대퇴골 및 경골의 상해값을 증가시키는 것으로 나타났다. 2휠의 경우 Fig.
PM(1휠, 2휠)이 보행자에 후면 추돌 시 1휠･2휠 및 보행자 모두 머리 상해값이 매우 높게 나타났으며, Fig. 15와 같이 복합상해가능성은 보행자가 모두 100%, 1휠이 100%, 2휠은 69%로 매우 위험한 것으로 나타났다. 또한, 2흴에 부딪힌 보행자가 넘어져 바닥에 부딪히면서 머리 상해값이 크게 초과하는 것으로 나타났다.
보행자 도로의 경우, PM(1휠, 2휠)이 보행자에 정면 또는 측면충돌 시 PM 보다 보행자의 상해가능성이 대체로 2~3배 높게 나타났으며, 특히 보행자가 넘어져 바닥에 부딪히면서 복합상해가능성이 95~100%로 매우 위험한 것으로 나타났다. PM(1휠, 2휠)이 보행자에 후면 추돌 시 PM 및 보행자 모두 머리 상해값이 매우 높게 나타났으며, 복합상해가능성이 보행자는 모두 100%, 1휠 100%, 2휠 69%로 매우 위험한 것으로 나타났다.
10과 같이 이용자의 머리와 자전거 탑승자의 머리가 서로 부딪치면서 상해값이 매우 높게 나타났으며, 1휠 또는 2휠에 부딪힌 자전거의 복합상해가능성이 100%로 매우 높게 나타났다. 또한, 1휠, 2휠 및 자전거에서 목 상해값이 기준치를 초과하였으며, 자전거에서 대퇴골 또는 경골의 상해값이 기준치를 초과하는 것으로 나타났다.
11과 같이 서로 부딪히며 자전거의 복합상해가능성이 더 높은 것으로 나타났다. 또한, 자전거가 2휠에 추돌 시 복합상해가능성은 자전거 69%, 2휠 14%로 자전거가 더 위험한것으로 나타났다.
보행자 도로의 경우, PM(1휠, 2휠)이 보행자에 정면 또는 측면충돌 시 PM 보다 보행자의 상해가능성이 대체로 2~3배 높게 나타났으며, 특히 보행자가 넘어져 바닥에 부딪히면서 복합상해가능성이 95~100%로 매우 위험한 것으로 나타났다. PM(1휠, 2휠)이 보행자에 후면 추돌 시 PM 및 보행자 모두 머리 상해값이 매우 높게 나타났으며, 복합상해가능성이 보행자는 모두 100%, 1휠 100%, 2휠 69%로 매우 위험한 것으로 나타났다.
자전거 도로의 PM(1휠, 2휠) 및 자전거의 인체상해를 총 10회 분석한 결과, 사고 시 사망가능성이 가장 높은 신체부위인 머리상해기준값(HIC)가 1,000을 초과한 것 이 5회(50%), 복합상해가능성이 90%를 초과한 것이 2회(20%)로 나타난 반면, 보행자 도로의 PM 및 보행자의 인체상해를 총 14회 분석한 결과 머리상해기준값이 1,000 을 초과한 것이 12회(86%), 복합상해가능성이 90%를 초과한 것이 9회(64%)로 분석되어 자전거 도로에서의 PM 운행이 상대적으로 보행자 도로보다 안전한 것으로 사료된다.
자전거 도로의 경우, 정면충돌하는 PM(1휠, 2휠)에 정면으로 부딪친 자전거는 복합상해가능성이 100%로 나타나 매우 위험한 것으로 나타났으며, 후면 추돌 시 PM보다 자전거의 복합상해가능성이 더 높게 나타났다.

후속연구

(1) 대도시화로 인한 출퇴근 교통혼잡, 주차문제를 해결하기 위한 방안 중의 하나로 퍼스널 모빌리티가 차세대 교통수단으로서 역할이 증대될 것으로 예상되며, 이를 통한 대기질 향상, 기존의 대중교통체계와의 효율적인 연계로 도심의 정체 해소에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
4) 퍼스널 모빌리티의 운전자가 자전거 도로, 또는 보행자 도로에서 운행을 위한 적정속도, 헬멧을 착용시 상해감소 효과 등 추가 연구가 필요한 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	퍼스널 모빌리티는 무엇인가?	퍼스널 모빌리티란 경량화, 소형화된 개인 이동수단으로 전동휠, 세그웨이, 전동킥보드 등 한 사람이 타고 이동할 수 있는 것을 지칭하며 전기에너지로 작동하는 것이 특징이다. 일반적으로 최고속도 20~30km/h, 최대 주행거리 30~40km 등의 성능을 가지고 있는데, Fig.
	자전거 도로에서 PM과의 자전거 충돌 시 상해가능성은 어떻게 분석되는가?	자전거 도로의 경우, 정면충돌하는 PM(1휠, 2휠)에 정면으로 부딪친 자전거는 복합상해가능성이 100%로 나타나 매우 위험한 것으로 나타났으며, 후면 추돌 시 PM보다 자전거의 복합상해가능성이 더 높게 나타났다.
	우리나라 퍼스널 모빌리티 이용객들이 사용하는 도로 현황은?	우리나라도 전동휠 등 퍼스널 모빌리티 이용자 수가 늘면서 교통사고도 급격히 증가하고 있다. 2019년 2월 한국소비자원이 이용자 200명을 대상으로 한 설문조사 결과, 상당수 이용자는 자전거 도로나 인도를 주로 이용하고 있었다. 공원･대학캠퍼스･아파트 단지 내 등 ‘도로 이외 장소’가 69.5%, 자전거 도로가 68.0%, 인도가 66.0%순이었다. 한편 이용자들은 주행공간 개선을 67.

참고문헌 (14)

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Gyuhyun Kim, Ouksub Lee, Seungsuk Yoo, 1997, "Experimental Study on Impact Absorbing Performance of Motorcycle Helmets", KSME International Journal, Vol. 11, No. 3, pp. 293-294.
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김사리, 2017, "스마트모빌리티 브리프", 한국교통 연구원 KOTI Brief, 2017 Vol. 1, No. 4, pp. 5-6.

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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