<313120B9DABAB4C8A32E687770>

Size: px

Start display at page:

Download "<313120B9DABAB4C8A32E687770>"

진각 근
5 years ago
Views:

1 Journal of the Korean Society of Safety, Vol. 30, No. 2, pp , April 2015 by The Korean Society of Safety (pissn , eissn ) All right reserved. 국내 4 지원형교차로법규위반별사고모형개발 박병호 김경용 충북대학교도시공학과 ( 접수 / 수정 / 채택 ) Development of Accident Model by Traffic Violation Type in Korea 4-legged Circular Intersections Park, Byung Ho Kim, Kyeong Yong Department of Urban Engineering, Chungbuk National University (Received March 19, 2012 / Revised January 21, 2013 / Accepted March 23, 2015) Abstract : This study deals with the traffic accident of circular intersections. The purpose of the study is to develop the accident models by traffic violation type. In pursuing the above, this study gives particular attention to analyzing various factors that influence traffic accident and developing such the optimal models as and Negative binomial regression models. The main results are the followings. First, 4 negative binomial models which were statistically significant were developed. This was because the over-dispersion coefficients had a value greater than Second, the common variables in these models were not adopted. The specific variables by model were analyzed to be traffic volume, conflicting ratio, number of circulatory lane, width of circulatory lane, number of traffic island by access road, number of reduction facility, feature of central island and crosswalk. Key Words : roundabout, poisson regression model, negative binomial regression model, traffic violation 1.1 연구의배경및목적 1. 서론 회전교차로는평면교차로의일종으로교차로중앙에원형교통섬을두고교차로를통과하는자동차가이원형교통섬을우회하도록하는형식의교차로이다. 기존로터리도회전교차로의일종이지만, 회전교차로에진입할경우끼어들기를원칙으로하는운영방식이다. 그러나현대식회전교차로는교차로내로진입하는자동차가교차로내부에서회전하는자동차에게양보하는것을기본원리로운영된다. 우리나라의경우외국기준을검토하여회전교차로에대한잠정지침이제시되었으나사회적인인식부족과회전교차로운영방에대한국내운전자들의미적응으로많은법규위반의문제가발생하고있다. 도로에서안전하고원활한교통을확보하기위하여법률로써차량과사람의운행을규제하고있으며, 이를따르지않을경우엔벌칙을가하고있다. 도로교통 법으로규정하고있는내용들이그대표적인예로볼수있다. 교통법규위반사항에대한경찰의꾸준한단속에도불구하고매년많은운전자들이법규위반사고를일으켜본인뿐아니라타인의생명과재산에심각한피해를입히고있다. 따라서이연구에서는국내원형교차로에서발생한법규위반의종류에따른모형을개발하여교통사고의감소에작은기여를하고자한다. 1.2 연구의내용및방법현재우리나라는기존로터리형식의교차로를회전교차로로전환하고있는실정이지만, 로터리방식에익숙한운전자들이회전교차로의통행방법을혼돈하고있다. 따라서이연구에서는국내에서운영되고있는회전교차로와로터리를모두잠정적으로원형교차로라명명한다. 이연구는국내 30개의 4지원형교차로에서발생한교통사고를다루고있다. 여기서는 9개의법규위반별 Corresponding Author : Byung Ho Park, Tel : , bhpark@chungbuk.ac.kr Department of Urban Engineering, Chungbuk National University, 52 Naesudong-ro, Seowon-gu, Cheongju, Chungbuk , Korea 70

2 국내 4 지원형교차로법규위반별사고모형개발 사고자료를파악하여모형을개발하기위해현장조사및비디오촬영을통해사고관련변수를수집및분석한다. 도로교통공단의 교통사고분석시스템 (TAAS) 을활용하여총 428 건의사고자료를도출하였다. 이자료를근거로 SPSS 17.0 과 LIMDEP 3.0 을이용모형을개발하였다. 연구의수행절차는우선선행연구의고찰을통해원형교차로의사고와관련된연구를살펴본후, 사고자료를수집및정리한다. 마지막으로수집된자료를토대로모형을개발하여사고에영향을주는요인을파악한후이를위한모형을개발한다 포아송및음이항모형 이연구에서사용되는 사고건수를이산적확률변수 (discrete random variable) 로해석 하는포아송회귀모형 ( regression model) 의일반식은식 (1) 과같다. 여기서, 는사고 이지점 에서발생할확률, 는평균사고건수 ( exp ) 를의미한다. 그리고 은사고수를결정하는지점 의속성, 그리고 는회귀계수를나타낸다. exp (1) 2.1. 선행연구고찰 2. 기존연구고찰 사고모형을구축하기위하여원형교차로사고모형또는기타사고모형에관한연구를검토한다. 분석결과법규위반을토대로진행된연구는법적연구와사고통계분석의연구가대부분이었다. 검토내용은다음과같다. 나희등 2) 은국내 20 개의로터리를대상으로사고발생위치를구분하여그에대한각각의사고모형을개발하였다. 분석결과 4 개의포아송모형과다중선형회귀모형이개발되었다. 나희등 3) 은 ZAM 을이용하여국내원형교차로에서발생한사고를사고원인별로구분하여분석을하였다. 그결과교통량과회전차로폭이사고에많은영향을주는요인으로나타났다. 김준용등 4) 은로터리의교통사고모형을개발하기위해로터리교통사고에영향을주는여러법규위반요소들을분석하고이를설명할적정모형을개발하였다. 유두선등 6) 은주간과야간의교통사고특성과사고모형을비교 분석하기위하여다중선형, 다중비선형과포아송및음이항모형을개발하여 12 개의사고모형을개발하였으며, 모형의공통변수와특정변수를활용하여모형의차이를비교 분석하였다. 한수산등 7) 은원형교차로내의차대사람사고, 차대차사고, 차량단독사고등다양한사고유형을차악하여모형을통해심각도를분석하고사고유형별영향을미치는요인을비교 분석하였다. Chin, Hoong Chor 8) 은기존의모형분석의한계를설명하고, 싱가폴신호교차로에서발생한사고에대한음이항모형을구축한후, 사고발생과기하구조사이의관계를비교 분석하였다. 형태의계수 를추정하기위해서는표준최우추정법 (standard maximum likelihood method) 을사용하는데, 이때우도함수 (() 는식 (2) 와같다. exp exp exp 아울러이연구에서는과분산의문제를해결하기위해 분산이평균보다크다는가정에서출발 하는음이항회귀모형 (negative binomial regression model) 이사용된다. 음이항분포는사고건수항 ( ) 에오차항 ( ) 이포함되며, 다음식 (3) 과같다. (2) exp (3) 여기서, exp 는 평균이 1 이고분산이 α 인감마 분포를따르는 오차항이며, 이를조건부확률로나타내면식 (4) 와같다. exp exp exp (4) 식 (4) 에 을합하면 의비조건분포가되며, 이를 식으로나타내면식 (5) 와같다. (5) 여기서, 를의미하며, 이경우우도함수는아래식 (6) 과같고, 이를최대화하는 를산출하며, 은사고지점의총수를의미한다. (6) 한국안전학회지, 제 30 권제 2 호, 2015 년 71

3 박병호 김경용 이두모형중어느모형을사용할것인가를결정하기위해식 (6) 이사용되며, 가 0에가까우면포아송회귀모형이바람직하고, 0에가깝지않으면음이항회귀모형을사용하는것이적합하다. 최종적으로도출된모형에대한설명력과모형의적합성을검증하기위하여우도비 ( ) 와 값 (t-value) 을이용한다 연구의차별성 기존에진행된연구는신호교차로나일반가로구간및고속도로에한해진행되어왔다 1). 하지만이제우리나라도신호교차로를회전교차로로전환하고있는사업이시행중에있다. 그러므로이연구는기존연구의주제에서벗어나원형교차로에서발생하고있는사고에대한연구를진행하였다. 사고를살펴보면가장많이발생한법규위반은안전운전불이행이며, 가장적게발생한위반은차로위반으로분석되었다. 안전운전불이행항목은 4 년간 127 건에서 144 건, 168 건, 192 건으로증가하며, 안전거리미확보는 22 건에서 24, 24, 26 건으로증가하고있다. 또한보행자주의의무위반은 22 건에서 24, 27, 41 건의순으로증가하며, 나머지법규위반항목은 90 건에서 97, 103, 113 건의순으로증가하는추세를보이고있다. 따라서이연구에서는운행방법혼돈으로인해발생할수있는법규위반항목인안전운전불이행과안전거리미확보미보행자주의의무위반항목으로구분하여연구를진행하였다는데기존연구와의차별성이있다 법규위반별사고건수 3. 분석의틀설정 이연구의대상인 30 개의 4 지원형교차로에서발생한교통사고는총 428 건으로나타났다. Table 1. List of traffic violation Traffic violation Cases of accidents 1 drive safely protect pedestrians 56 3 Violating the operational method of intersection 40 4 Interruption of drive 11 5 Violation of lane 4 6 Centerline invasion 14 7 Traffic signal violation 33 8 Violation of safe distance 56 9 Other violations 8 Total 변수의선정및상관관계분석이연구에서는법규위반내용중가장많이발생한법규위반내용인안전운전불이행 ( ) 과안전거리미확보 ( ), 보행자주의의무위반 ( ) 과사고건수가적은법규위반 ( 진로방해, 차로위반, 중앙선침범, 신호위반, 과속 ) 을통합한기타사고 ( ) 를종속변수로선정하였다. 독립변수로는선행연구와비디오촬영및현장조사를통해 11개의관련변수가선정되었다. 변수의종류와정의는 Table 2와같다. 특히이연구에서는일반교차로와달리원형교차로에서는중앙교통섬, 분리교통섬, 회전차로등으로인해발생하는사고가많아기하구조를교통량등과함께독립변수로선정하여연구를진행한다. 변수와변수가서로어떤관련성을가지고있다면이것을상관이있다고한다. 이런관계를밝히는것을상관분석이라하며상관계수인 Pearson의 R계수를사용하여변수간의관련유무와방향, 정도를파악한다. 상관관계분석결과 4개의종속변수에있어교통량, 중앙교통섬직경및회전차로수가높은상관관계가있는것으로분석된다. 또한변수들간다중공선성의여부를확인하기위해분석을진행한결과각변수들의 VIF값이 10미만으로나타나변수간다중공선성의문제는없는것으로평가된다. Table 2. List of independent variables Dependent and independent variables Definition Mean (ln) Traffic volume Traffic volume of intersection 9.5 Conflict ratio 5m, the two vehicles stopped or 2.06 If the observation approach within decelerated Central island width Width of central island Circulatory roadway width Width of Circulatory roadway width 5.49 Number of circulatory roadway Number of circulatory roadway 1.50 Splitter island of Approach Number of reduction facility Number of splitter island by Approach 0.63 Number of reduction facility 0.22 Whether the installation of the street Streetlight light - Circular of traffic island Traffic Islands is circular or not. - Number of crosswalk Number of crosswalk 1 Whether the installation of the Crosswalk crosswalk - 72 Journal of the KOSOS, Vol. 30, No. 2, 2015

4 국내 4 지원형교차로법규위반별사고모형개발 4.1. 안전운전불이행 ( ) 4. 모형개발 안전운전불이행 모형에는 Table 3과같이교통량 ( ), 회전차로수 ( ) 그리고교통섬원형유무 ( ) 가독립변수로채택되었다. 채택된변수의 값은신뢰수준 90%( ) 기준에유의하다. 비록모형의설명력을나타내는우도비는포아송모형이음이항모형보다높지만, 과분산계수 의 값이 2.342로나타나, 포아송모형보다음이항모형이적합한것으로분석되었다. 채택된변수인교통량과회전차로수는많을수록사고에영향을더많이미치고, 교통섬은원형에가까울수록사고에영향을덜미치는것으로분석되었다. 따라서회전교통량이많은교차로에서는회전교통류의대기행렬이직진차로에까지영향을미쳐직진교통류의흐름에큰방해가될뿐아니라, 교통사고유발등안전에도좋지못한영향을미칠수있는것으로분석된다 안전거리미확보 ( ) 안전거리미확보 모형에서는 Table 4 와같이상충비, 감속시설수 그리고교통섬원형유무 가변수로채택되었다. 채택된변수의 값은신뢰수준 90%( ) 기준에유의하다. 과분산계수 의 값이 로포아송모형보다음이항모형이적합한것으로분석되었다. 모형의설명력을나타내는우도비는 로매우설명력이높은것으로나타났다. 채택된변수인상충비와감속시설수가많을수록사고에심각한영향을끼치고, 교통섬이원형에가까울수록사고에영향이덜한것으로분석되었다. 감속시 Table 4. and negative binomial regression models( ) p-value Coefficient 0.345(5.516) 0.279(1.137) p-value Coefficient 3.124(8.550) 3.903(2.462) p-value Coefficient (-5.710) (-2.119) Alpha( ) 설수의경우그수가많을수록사고의심각도가낮아지는것이일반적이나감속시설이많이설치되어있다고하더라도그것을인지하고판단하는운전자의행태에따라사고의심각도및빈도가달라지는것으로분석된다 보행자주의의무위반 ( ) 보행자주의의무위반 모형에서는 Table 5와같이회전차로수, 접근로별분리교통섬수, 그리고횡단보도설치여부가독립변수로채택되었다. 채택된변수의신뢰수준은모두기준에유의하다. 과분산계수 의 값이 1.961로음이항모형이적합한것으로나타났다. 회전차로수와접근로별분리교통섬수는양의관계를갖고, 횡단보도설치는음의관계를갖는것으로분석되었다. 횡단보도가설치되어있지않은교차로에서는보행자가다른방향에있는진입로로가고자할때, 무단으로횡단하기때문에차량운전자가횡단하는보 Table 3. and negative binomial regression models( ) Table 5. and negative binomial regression models( ) p-value Coefficient 0.172(9.099) 0.171(3.357) p-value Coefficient 0.657(9.081) 0.595(3.217) p-value Coefficient (-9.104) (-2.700) Alpha( ) p-value Coefficient 0.701(5.126) 0.559(2.322) p-value Coefficient 1.518(3.425) 1.489(2.181) p-value Coefficient (-3.297) (-1.996) Alpha( ) 한국안전학회지, 제 30 권제 2 호, 2015 년 73

5 박병호 김경용 행자에대한적절한반응을하지못할경우보행자주의의무를위반하게된다. 5) 또한원형교통섬의경우에는차량이회전을하는경우에속도를낮추어안전한운행이가능하지만접근로에설치된분리교통섬은회전을하는경우가아니므로특별히속도에변화가없고, 보행자가무단으로횡단할때, 보통교통섬을거쳐통과하기때문에이를대처하지못한운전자에의해사고를당할확률이높다. 실제로원형교차로에서발생한보행자주의의무위반의사고내용을살펴보면무단으로횡단한보행자가교통섬을거쳐통과하는것을확인하지못한운전자가앞범퍼로보행자신체의하부와충돌하는사례가많은것으로분석된다 기타 ( ) 기타모형에는사고건수가적은진로방해, 차로위반, 중앙선침범, 신호위반의사고를통합하여구축하였다. 그결과는 Table 6 과같이회전차로폭, 회전차로수, 교통섬원형유무, 횡단보도설치여부가유의한독립변수로채택되었다. 변수의 값은신뢰수준 90%( ) 기준에유의하다. 모형의설명력을나타내는우도비는포아송모형이 0.568로높지만과분산계수 의 값이 2.009로분석되어음이항모형이포아송모형보다적합한것으로평가되었다. 채택된변수중회전차로폭과회전차로수는양의관계를나타내고있어폭이넓고차로수가많을수록사고발생이많아지게된다. 반면, 교통섬의원형유무와횡단보도의유무는음의관계를갖는것으로분석되어, 횡단보도가설치되지않았거나교통섬이타원형등원 Table 6. and negative binomial regression models( ) p-value Coefficient 0.269(3.643) 0.257(2.019) p-value Coefficient 1.403(10.332) 1.176(4.377) p-value Coefficient (-8.039) (-3.135) p-value Coefficient (-3.365) (-2.155) Alpha( ) 형이아닐경우사고의발생확률이높아지는것으로분석되었다. 위반내용중진로방해의사고내용은고의로뒷차의통행을방해하거나급정지로인한방해로발생한사고이었다. 차로위반의경우실제사고내용을살펴보면 2 차로로주행하던차량이 1 차로로진입하고있던차와충돌한사고가대부분이었다 모형결과종합전술한 4가지유형의모형들에서채택된모든독립변수의 값이신뢰수준 90%( ) 기준에유의한것으로분석되었다. 과분산계수의 값이모든모형에서 1.96 이상으로포아송모형보다음이항모형이적합한것으로평가되었다. 모형의설명력을나타내는우도비 ( ) 또한통계적으로의미있는것으로분석되었다. 안전거리미확보에대한사고가높은 4지원형교차로는일반교차로와는다르게교차로중앙에있는교통섬을우회하여통행하는교차로이다. 많이보편화되었다고하여도운전자들에게있어생소한통행방식이기에통행방법미숙지등에의한사고가빈번히발생하고있다. 예를들어교차로에서통행중이던차량이통행우선권을숙지하지못한채지체하고있어뒤에오던차와빈번히충돌하게된다. 이를해결하기위해중앙교통섬의정비와교통표지와같은부대시설을설치하여운전자들이쉽게통행할수있는방안을제시해주어야한다고판단된다. 종속변수로선정된 4개의법규위반항목에있어회전차로수와교통섬관련기하구조요인이사고에미치는영향이높다고판단된다. 안전운전불이행의경우운전자의심리상태를대부분반영하고있지만, 이는기하구조결함에의해서도발생할수있다. 교통량이많거나회전차로수가많아질수록사고가발생하게된다. 회전차로수의증가로인해운전자가본래의차선을혼동하여운행하여일어나는사고가많은것으로판단된다. 따라서평균회전차로수의수를숙지하여교차로를설계하여야한다. 안전거리미확보의경우는상충비와크게관련이있다. 로터리의운행방법과회전교차로의운행방법혼동으로인해우선권을가져야하는회전차로에서진입차로에진입하고있는차량을발견하여멈추게된다면, 회전차로내에있는차량들간에충돌이발생하게된다. 그렇기때문에운전자의안전교육및회전교차로에대한교육을강화하여정확한운행방법을숙지하도록해야한다고판단된다. 보행자가횡단보도가아닌접근로에설치된분리교통섬을거쳐통행하게될경우 74 Journal of the KOSOS, Vol. 30, No. 2, 2015

6 국내 4 지원형교차로법규위반별사고모형개발 Table 7. Common and specific variables Classification drive safety Violation of safety distance protect pedestrians Other violations Specific Traffic volume, Number of circulatory roadway Table 8. by traffic violation Classification drive safety Violation of safety distance protect pedestrians Other violations Conflict ratio, Number of reduction facility Number of circulatory roadway, Separator island of Approach, Crosswalk Circulatory roadway width, Number of circulatory roadway, Circular of traffic island, Crosswalk Equation EXP EXP EXP EXP 무단횡단이증가하게되면서, 이로인해차량과의충돌이불가피하다. 따라서횡단보도수를늘리고접근로에설치된분리교통섬에도중앙교통섬처럼정원화또는울타리를설치하는등의작업을통해보행자의횡단을금지하여야한다고판단된다. Table 7 은개발된모형에서채택된변수를구분한표이며, 그리고 Table 8 은모형식이다. 4.6 모형의검정 이연구에서는대응표본 t 검정 (paired sample t-test) 을이용하여실측치와예측치사이의차이여부를통계적으로입증하여모형의적합성을검정한다. 구축된모형을대응표본 t 검정의유의확률이 0.636~ 로나타나 95% 신뢰수준에서귀무가설 ( : = 0) 을기각하지못하여, 실측치와예측치간에차이가있다고할수없는것으로분석되었다. 5. 결론 이연구는국내 4 지원형교차로에서발생한교통법규위반별사고를다루고있다. 연구의주요결과는다음과같다첫째, 통계적으로의미있는 4 개의음이항모형이 개발되었다. 이는모형의과분산계수 값이 1.96 보다큰값을나타내포아송모형보다는음이항모형이적합한것으로판단되었기때문이다. 음이항모형의적합성을판단하는우도비 의값은 0.210, 0.651, 및 로모형의설명력이높은것으로분석되었다. 둘째, 구축된모형에서는공통변수가채택되지않았다. 모형별특정변수로는교통량, 상충비, 회전차로수, 회전차로폭, 접근로별분리교통섬수, 감속시설수, 교통섬원형유무및횡단보도설치여부가채택되었다. 또한이연구의모형분석결과에서제시된정책적함의를바탕으로향후사고건수의추가수집을통해기타모형을재분류한항목별연구가진행되어야할것으로판단된다. References 1) J. S. Kim, T. Y. Kim, K. H. Kim and B. H. Park, Developing the Traffic Accident by the Function of Arterial Link Sections in the Case of Cheongju, International Journal of Highway Engineering, Vol. 13, No. 1, ) H. Na and B. H. Park, Developing Accident of Rotary by Accident Occurrence Location, Journal of Korean Society of Road Engineers, Vol. 14, No 4, pp , ) H. Na and B. H. Park, Accident of Circular Intersection by Cause Using ZAM, International Journal of Highway Engineering, Vol. 14, No 2, pp , ) B. H. Park and J. Y. Kim, Developing the Accident of Cheongju Arterial Link Sections using ZAM Model, International Journal of Highway Engineering, Vol. 12, No. 2, pp , ) B. H. Park, S. H, Park, Y. M. Lee and B. C. In, Accident Analysis of Unsignalized Intersections Using ZAM - In the Case of 3-legged and 4-legged Unsignalized Intersections in Cheongju, Journal of the Korea Planners Association, Vol. 43, No. 6, pp , ) D. S. Yoo, S. J. Oh, T. Y. Kim and B. H. Park, Comparative Analysis on the Characteristics and of Traffic Accidents by Day and Nighttime in the Case of Cheongju 4-legged signalized Intersections, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, Vol. 28, No. 2D, pp , ) S. S. Han, K. H. Kim and B. H. Park, Accident of Circular Intersections by Type in Korea, Journal of 한국안전학회지, 제 30 권제 2 호, 2015 년 75

7 박병호 김경용 Korean Society of Road Engineering, Vol. 13, No. 3, pp , ) H. C. Chin and M. A. Quddus, Applying the Random Effect Model to Examine Traffic Accident Occurrence at Signalized Intersections, Accident Analysis & Prevention 35, pp , ) Washington, Simon P, Matthew G, Karlaftis and Fred L, Statistical and Econometric Methods for Transportation Data Analysis, Champan & Hall/CRC, ) Yan Xuedong, Radwan, Essam and Abdel-Aty, Mohamed, Characteristics of Rear-end Accidents at Signalized Intersections using Multiple Logistic Regression, Accident Analysis & Prevention 37, pp , Journal of the KOSOS, Vol. 30, No. 2, 2015

<31372DB9DABAB4C8A32E687770>

<31372DB9DABAB4C8A32E687770> 김경환 박병호 충북대학교 도시공학과 (2010. 5. 27. 접수 / 2011. 11. 23. 채택) Developing the Traffic Severity by Type Kyung-Hwan Kim Byung Ho Park Department of Urban Engineering, Chungbuk National University (Received May