Journal of the Korean Society of Safety, Vol. 27, No. 6, pp. 178-184, December 2012 Copyright@2012 by The Korean Society of Safety(pISSN 1739-3803) All right reserved. 기상상태에따른국내원형교차로사고모형 박병호 한수산 충북대학교도시공학과 (2012. 1. 18. 접수 / 2012. 11. 20. 채택 ) Accident of Circular Intersections by Weather Condition in Korea Byung Ho Park Su San Han Department of Urban Engineering, Chungbuk National University (Received January 18, 2012 / Accepted November 20, 2012) Abstract : This study deals with the traffic accidents by weather condition. The objectives are to comparatively analyze the characteristics, and to develop the models of traffic accidents by weather condition. In pursuing the above, this paper gives particular attentions to testing the differences between two groups, and developing the models(poisson and negative binomial regression) using the data of domestic circular intersections. The main results are as follows. First, three Poisson models and one negative binomial models which were all statistically significant were developed using the number of accident and EPDO by the clear weather and other as the dependant variables. Second, the differences between two models were comparatively analyzed using the chosen variables. This paper might be expected to give some implications to traffic safety policy-making to reduce and prevent the traffic accidents in circular intersections. Key Words : circular Intersection, accident models, weather condition, correlation analysis, poisson and negative binomial regression models 1. 서론 1.1. 연구의배경및목적교통사고중맑은날씨가전체사고의대부분을차지한다. 그러나맑은날을제외한나머지기상상태에서는교통사고비율보다사망자비율이높게나타난다. 이와같이기상상태에따른사고특성을분석하고그에따른대책을수립하기위해다양한기상조건에따른도로구간및교차로의사고에대한연구가진행되어야한다. 우리나라에서는유럽과미국등세계에서우수성이검증된회전교차로의국내도입을위한검토가이미시작되었고, 현재기존로터리형식의교차로를회전교차로형식의교차로로전환하거나, 일부신호교차로및무신호교차로에회전교차로가도입되고있다. 그러나운영되고있는교차로는완벽한회전교차로의모습을보이지못하고있어, 이연구에서는국내에서운영되고있는회전교차로와로터리를아울러잠정적으로원형교차로라정의하였다. 이러한원형교차로의기상상태에따른교통사고 분석및모형에대한연구는거의미비한실정이다. 이연구는기상상태별원형교차로사고를다루고있다. 연구의목적은기상상태별교통사고특성을비교분석하고, 사고모형을개발하는데있다. 이를위해본연구에서는전국원형교차로를중심으로기상상태별사고특성을파악하고, 자료를검증하여포아송및음이항회귀모형을개발하는데중점을두고있다. Table 1. The traffic accidents due to weather conditions Weather conditions The number of accidents The number of fatal Ratio traffic accidents ( 단위 : 건, %) Fatality ratio Sunny 174,561 4,733 82.5 76.8 Rainy 20,704 751 9.8 12.2 Cloudy 13,405 570 6.3 9.2 Misty 562 53 0.3 0.9 Snowy 1,328 46 0.6 0.7 Etc 1,102 13 0.5 0.2 Total 211,662 6,166 100 100 주 : 2009년사고자료통계 (http://www.korsad.or.kr) Corresponding Author: Byung Ho Park, Tel: 82-43-261-2496, E-mail: bhpark@chungbuk.ac.kr Department of Urban Engineering, Chungbuk National University, 410, Seongbong-ro, Heungdeok-gu, Cheongju-si, Chungbuk 361-763, Korea 178
기상상태에따른국내원형교차로사고모형 1.2. 연구의범위및방법 기상상태의특성을분석하고모형을개발하기위해이연구는국내원형교차로 20 개소를대상으로하고있다. 사고자료는도로교통공단의 2007 년부터 2009 년까지의 TAAS( 교통사고분석시스템 ) 자료를활용한다. 우선기상상태별로맑음, 비, 흐림, 눈, 안개및기타자료를구분하여자료를코딩하고, 교차로교통사고발생에영향을미칠것으로판단되는도로의기하구조변수들은위성사진과현장조사를통해수집한다. 연구의방법은다음과같다. 첫째, 국내 외기존연구된문헌고찰을통해전반적인사고모형의기법및연구의흐름을파악한다. 둘째, 자료를수집하고이를재정리한후, 상관분석을통해종속변수와독립변수를선정한다. 셋째, 선정된종속변수와독립변수를통계프로그램 SPSS 17.0 과 LIMDEP 4.0 을이용하여포아송및음이항회귀모형을개발한다. 넷째, 기상상태별사고모형을검증하고, 비교하여특성및차이점을분석한다. 마지막으로, 원형교차로의기상상태별교통사고모형을통해개선방안을제안하고, 연구의한계점및향후연구과제를제시한다. 2.1. 자료수집및분석 2. 기존문헌고찰 기상상태가사고에미치는영향을분석하기위하여각기상상태별로사고발생률과사고치명도를구하여비교한결과, 기상상태별의변화는사고의치명도에매우중요한영향을주는것으로분석되었다 1). 또한고속도로 377 개소에서 4 년동안수집한교통사고를바탕으로노면요철포장설치전 후의사고감소원인을분석한결과, 맑음, 비, 흐림기상상태에서노면요철포장으로인한교통사고감소의차이가유의한것으로분석되었다 2). 서해안고속도로의전구간을직선부, 곡선부, 교량, 터널로분류하고, 구간별주요사고특성 ( 인적 물적, 기하구조, 요일, 날씨, 주야 ) 을분석하여그에따른사고건수, 사고율, 사고심각도를도출한결과가있다. 전체구간에서는곡선반경과기상 ( 안개 ) 특성이교통사고와가장밀접한관련이있는것으로나타났다. 특히, 교통사고와날씨와의관계중안개낀날의사고율및심각도가다른특성들에비해월등히높게분석되었다. 3) 기상조건이기종점간통행특성에미치는영향 을분석한결과강우일의통행량및통행거리는비강우일때보다감소한다는것을확인하였고, 강우시주말 평일별차종별로통행특성의차이는있으나, 강우수준에따른통행량의차이는크지않다는것이제시되었다 4). 관련국외의연구에서는기상상태와사망사고의발생율에대한지역간비교연구를실시한바있다. 두가지의외국문헌은평균기온과사망사고비율사이에는뚜렷한음의관계가있음을나타내고있다 5,6). 그들은날씨가교통사고에중요한영향을미치는이유와관련하여이들환경에따른노면상태가중요한사항으로판단하였다. 2.2. 연구의차별성 이연구의차별성은다음과같다. 첫째, 모형의구축에있어직접적이고단순한방법인사고건수법과위험에대한노출을고려하여사고의심각도를설명할수있는대물피해환산계수법을모두종속변수로사용하였다. 또한기존연구와비교하여다루어지지않은기상상태별로나누어원형교차로의교통사고와기하구조의관계를중점분석하였다. 둘째, 기존연구에서는신호교차로및고속도로에서기상상태에따른모형을개발하였지만, 이연구에서는원형교차로를대상으로모형을개발하여어떤요인이구체적으로사고에영향을미치는지를채택된변수를통해비교 분석하였다. 또한개발된모형을통해교차로운영방식에대한개선방안을제시한점에기존연구와의차별성이있다. 3. 분석틀의설정 3.1. 자료의수집및분석모형개발을위해서는관련자료들을수집하는작업이선행되어야한다. 교통사고및관련변수에대한자료의수집은세가지로구분할수있다. 먼저도로교통공단홈페이지에서교통사고분석시스템자료에서원형교차로의사망, 중상, 경상, 부상등의사고자료를수집하였다. 둘째, 교차로의자료는위성사진과현장조사를통해수집하였으며, 사고에영향을줄것으로예상되는변수들은기존문헌을참고하여선정하였다. 원형교차로기상상태별교통사고는 Table 2와같다. 총사고건수는 173건이고, 경상및부상이 52.6% 로가장많은비중을차지하고있으며, 중상 46.82%, 한국안전학회지, 제 27 권제 6 호, 2012 년 179
박병호 한수산 Table 2. Roundabout traffic accidents by weather conditions Weather Number of conditions accidents The number injury level ( 단위 : 건 ) Fatal Severe injury Minor injury Sunny 126 1 64 61 Rainy 36 0 10 26 Cloudy 8 0 5 3 Snowy 3 0 2 1 Total 173 1 81 91 사망 0.58% 순으로분석되었다. 20 개원형교차로의지점별사고건수는 Table 3 과같다. 맑음사고건수는총 126 건으로, 원형교차로전체사고수의 87.5% 로가장많은비중을차지하는것으로조사되었고, 기타는 47 건으로분석되었다. 원형교차로 20 개소중동해시시청로터리의사고건수가 30 건으로가장많은것으로분석되었고, 그다음으로는영주시꽃동산로터리 (29 건 ), 진주시봉곡광장사거리 (22 건 ) 순으로나타났다. Table 3. The number of traffic accidents by weather condition and location ( 단위 : 건 ) Classifi cation Intersection name The number of traffic accidents sunny 1 동해시시청로터리 24 6 2 화천군화천대교오거리 1 1 3 청원군오산원형교차로 1 1 4 청원군서평원형교차로 1 0 5 진천군원동교차로 1 0 6 서산시 1호광장로터리 13 5 7 논산시동산교차로 3 0 8 김제시시청오거리 9 4 9 김제시경찰서오거리 7 3 10 무주군적상삼거리 0 0 11 무주군라제통문삼거리 0 0 12 고창군월곡원형교차로 4 2 13 진안군남광교차로 0 0 14 구례군군청앞오거리 4 2 15 화순군교리교차로 5 2 16 영주시꽃동산로터리 23 8 17 진주시오죽광장사거리 10 4 18 진주시봉곡광장사거리 15 7 19 제주시금악교차로 3 1 20 서귀포시서광서리교차로 2 1 합계 126 47 Etc 3.2. 변수의선정본연구는종속변수의선정에있어비, 흐림, 눈상태의사고건수가매우적어하나의변수로설정하여맑음 (Y 1, Y 2), 기타기상상태 (Y 3, Y 4) 의사고건수및 EPDO으로구분하여선정하였다. EPDO 는식 (1) 에의해산출된다. 물피건수 부상건수 사망건수 (1) 이연구에서는현장조사를분석한결과와기존문헌조사를통해독립변수를선정하였다. 이때, 다중공선성의문제가있는변수를제거하여교통사고와관련성이있는 11 개의독립변수를추출하였다. 아울러신뢰수준을 95%(=0.05) 로하여 Pearson 상관계수를통해변수들간의상관성을분석하였으며, 결과는 Table 4 와같다. 독립변수의정의과기술통계분석결과는 Table 5 과같다. 중앙교통섬직경의경우분산이 56.45 로다른요인에비해가장높아교차로직경의자료분포가고르지못한것으로판단된다. 다른변수의경우자료의분포가고른것으로나타났다. 4. 원형교차로사고모형개발 본연구에서는맑은상태및기타사고의사고건수와 EPDO 총 4 개 (2 2=4) 의종속변수를대상으로포아송및음이항회귀모형을구축하여이를비교 분석하였다. 4.1. 맑음사고건수와 EPDO(Y 1 과 Y 2) 모형구축결과, Table 6과같이교통량 (X 1), 우회전별도차로 (X 8) 가독립변수로채택되었고, 이변수들의 p값은신뢰수준 95%(a=0.05) 에유의한것으로분석되었다. 이는통행교통량이많아질수록진출입구수가많고우회전별도차로수가적을수록사고심각도가높아지는것으로판단된다. 과분산계수 (Φ) 값은 0.007이며, 모형의설명력을나타내는우도비 ( ) 는포아송이 0.584로음이항보다높아포아송모형이적합한것으로판단된다. 맑음 EPDO(Y 2) 모형은 Table 7에서보는바와같이과분산계수 (Φ) 값이 5.275이며, 포아송회귀모형의우도비 ( ) 가 0.693로나타나포아송보다는음이항모형이적합한것으로분석되었다. 변수는맑음사고건수와동일하게교통량 (X 1), 우회전 180 Journal of the KOSOS, Vol. 27, No. 6, 2012
기상상태에따른국내원형교차로사고모형 Table 4. Results of correlation analysis(independent and dependent variables) Classificati on Y 1 Y 2 X 1 X 2 X 3Z X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X 10 X 11 Y 1 1 - - - - - - - - - - - - Y 2 0.500** 1 - - - - - - - - - - - X 1 0.451* 0.451* 1 - - - - - - - - - - X 2 0.503* 0.503* 0.682** 1 - - - - - - - - - X 3 0.567** 0.567** 0.276 0.320 1 - - - - - - - - X 4 0.250 0.250 0.179 0.164 0.061 1 - - - - - - - X 5 0.090 0.090-0.082 0.007 0.327-0.123 1 - - - - - - X 6 0.450* 0.450* 0.403* 0.457* 0.584** 0.278 0.669** 1 - - - - - X 7 0.462* 0.462* 0.009 0.125 0.578** -0.061 0.624** 0.528** 1 - - - - X 8 0.362 0.362 0.051 0.124 0.499* 0.099 0.636** 0.505* 0.860** 1 - - - X 9-0.329-0.329-0.197-0.237-0.101-0.294 0.115-0.195-0.233-0.092 1 - - X 10 0.434* 0.434* 0.464* 0.438* 0.179-0.083 0.199 0.300 0.392* 0.385* -0.344 1 - X 11 0.381* 0.381* 0.123 0.212 0.708** -0.013 0.622** 0.571** 0.713** 0.771** 0.042 0.208 1 주 : pearson 상관계수주 : 1차상관분석후유의확률이높은변수들을선정하여재정리 Table 5. Definitions and descriptive statistics of independent variables Independent variables Symbol Definition Scope Mean Std deviation Dispersion 교통량 X 1 LN 일평균교통량 ( 대 / 일 ) 4.37-7.68 6.45 0.92 0.85 중앙교통섬 X 2 교차로중앙교통섬직경 (m) 11-38 23.35 7.51 56.45 차로수 X 3 교차로회전차로수 ( 차로 ) 1-3 1.60 0.75 0.57 차로폭 X 4 교차로회전차로폭 (m) 4-15 8.20 2.67 7.14 진출입구수 X 5 교차로진출입구수 ( 개 ) 3-7 4.25 1.12 1.25 분리교통섬수 X 6 교차로분리교통섬수 ( 개 ) 2-5 3.95 0.94 0.89 분리교통섬돌출수 X 7 교차로분리교통섬돌출수 ( 개 ) 0-3 1.21 1.21 1.47 우회전별도차로 X 8 교차로우회전별도차로수 ( 개 ) 0-1 0.30 1.26 1.59 조명시설 X 9 교차로조명시설수 ( 개 ) 0-7 1.94 2.06 4.26 과속방지턱 X 10 교차로과속방지턱수 ( 개 ) 0-5 1.62 1.62 2.62 횡단보도수 X 11 교차로횡단보도수 ( 개 ) 1-7 1.67 1.67 2.79 Table 6. Poisson and negative binomial regression models(y 1) X 1 일평균교통량 (ADT) -7.389-7.386 (-5.671) (-5.972) p-value 0.000 1.302 (7.097) 1.302 (7.059) -0.282-0.283 우회전별도차로유무 X 8 (-5.373) (-0.768) Chi- squared 119.996 - Alpha() 0.007-0.584 - 한국안전학회지, 제 27 권제 6 호, 2012 년 181
박병호 한수산 Table 7. Poisson and negative binomial regression models(y 2) -6.290-4.439 (-8.362) (-7.953) p-value 0.000 1.302 8.564 일평균교통량 X 1 (12.292) (11.253) -0.282-0.324 우회전별도차로유무 X 8 (9.307) (-7.940) Chi- squared - 359.988 Alpha() - 5.275-0.693 Table 8. Poisson and negative binomial regression models(y 3) -0.195-0.214 (-0.245) (-0.151) p-value 0.006 0.166 0.168 회전차로폭 (2.159) (0.978) p-value 0.031 0.028 0.000 0.982 0.982 진출입구수 (2.815) (2.272) p-value 0.005 0.023 0.000 횡단보도수 0.991 0.991 (3.559) (3.096) p-value 0.000 0.002 0.000 Chi- squared 32.996 - Alpha() 0.101-0.347 - 별도차로수 (X 8) 가채택되었다. 모형구축결과교통량이증가하고우회전별도차로수가감소할수록사고의심각도가높아지는것으로판단된다. 이에따라원형교차로의사고를줄이기위해서는우회전별도차로의설치가바람직할것으로판단된다. 4.2. 기타사고건수와 EPDO(Y 3, Y 4) 기타사고건수 (Y 3) 모형구축결과는 Table 8 와같이, 회전차로폭 (X 4), 진출입구수 (X 5) 및횡단보도수 (X 11) 가독립변수로채택되었다. 변수들의 p 값은신뢰수준 95%(a=0.05) 에유의한것으로분석되었으 며, 횡단보도수의계수가 0.991 로나타나회전차로폭 (0.166) 과진출입구수 (0.982) 에비해사고심각도에더큰영향을미치는것으로분석되었다. 원형교차로에익숙하지않은운전자가비, 흐림, 눈과같은좋지않은기상조건으로인해시야확보가되지않아회전차로폭과진출입구수및횡단보도수에의해교통사고로이어지는것으로판단된다. 기타 EPDO 모형은기타사고건수모형과동일하게음이항보다포아송회귀모형이적합한것으로분석되었다. 채택된독립변수는회전차로폭 (X 4) 과횡단보도수 (X 11) 이며, 우도비는 0.217 로분 182 Journal of the KOSOS, Vol. 27, No. 6, 2012
기상상태에따른국내원형교차로사고모형 Table 9. Poisson and negative binomial regression models(y 4) -0.541-1.656 (-1.598) (-1.724) p-value 0.010 0.168 0.260 회전차로폭 (5.262) (2.050) p-value 0.000 0.040 0.000 횡단보도수 0.260 0.330 (2.063) (1.784) p-value 0.000 0.074 0.000 Chi- squared 71.877 - Alpha() 1.634-0.217 - 석되었다. 결과는 Table 9 와같다. 4.3. 모형별비교분석 Table 10 은모형의채택된변수를식으로표기한것이다. 분석결과기상상태별로많은차이가나는것으로판단된다. 맑음사고건수의경우일평균교통량, 우회전별도차로의유무가채택되었고, 기타사고건수는회전차로폭, 진출입구수, 횡단보도수가각각채택되었다. 맑음사고건수 (Y 1) 는교통량 (1.302) 이우회전별도차로 (-0.282) 보다사고심각도에더영향을미치는것으로분석된다. 맑은날씨임에도불구하고사고가발생하는원인에는교통량의증가와우회전별도차로의부족에있는것으로보아교통흐름을완화시킬수있는우회전별도차로시설의확충이시급하다. 또한기타비, 흐림, 눈의기상상태는차로폭과진출입구수와같은기하구조의개선이필요한것으로판단된다. 4.4. 모형의검증 이연구에서는모형의개발과정에서적용된독립변수를구축한모형식에적용하여실측치와회귀식에적용된예측치의평균치비교를통해사고모형의적합성을검증한다. 실제사고건수와 EPDO, 그리고모형개발에따른예측사고건수와 EPDO 간의상호비교는대응표본 t 검정 (paired sample t-test) 을통해통계적으로검증한다. 그결과는 Table 11 과같다. 기상상태별모형을대응표본 t 검정을통해검증한결과, 유의확률이 0.558~0.913 으로나타나귀무가설 (H 0 : d 0=0) 을기각하지못하여, 실제값과예측 Table 10. Results of model development Classifica tion Y 1 Y 3 Y 4 Y 2 Poisson Negative Binomial exp exp exp exp 값간에차이가있다고할수없는것으로분석되었다. Table 11. Result of paired-sample t-test Classification t-value of correlation p-value (two-tailed) Sunny(the number of traffic accidents) -0.111 0.917 0.913 Sunny(EPDO) -0.596 0.926 0.558 Etc(the number of traffic accidents) 0.001 0.646 0.899 Etc(EPDO) -0.533 0.539 0.600 5. 결론 본연구는전국원형교차로 20 개소를대상으로기상상태에따른교통사고모형을다루었다. 기상상태종류별사고건수와 EPDO 을종속변수로포아송및음이항회귀모형을통해모형을구축한결과다음과같은결론을얻었다. 1) 구축된 4 개의모형을비교한결과, 통계적으로의미있는 3 개의포아송모형과 1 개의음이항모형이개발되었다. 한국안전학회지, 제 27 권제 6 호, 2012 년 183
박병호 한수산 2) 모형별채택된변수를비교한결과기상상태별로큰차이가나는것으로분석되었다. 맑음에는교통량과우회전별도차로, 그리고기타에는회전차로폭, 진출입구수및횡단보도수가큰영향을미치는것으로평가되었다. 따라서원형교차로사고감소에는기하구조의개선및우회전별도차로와같은교통안전시설물의설치가요구되는것으로판단된다. 이연구에서는조사의한계로인해국내원형교차로 20 개만을사용하여, 기상상태를맑음과기타로만구분하였다는점에서한계를지니고있다. 향후더욱설명력이있는연구를위해서는보다많은원형교차로에대한조사와사고자료를수집하여더세밀화된기상상태에따른사고모형이개발되어야할것이다. 감사의글 : 본논문은대한교통학회제 64 회학술발표회 (2011.2.19) 에서발표된내용을수정 보완하여작성된것입니다. 참고문헌 1) 김호덕, 도로환경특성이교통사고에미치는영향에관한연구, 서울대학교환경대학원석사학위논문, 2001. 2) 오흥운, 장정화, 노면요철포장으로인한사고감소효과, 한국도로학회논문집, 제 9 권, 제 4 호, pp. 65~74. 2007. 3) 강남원, 서해안고속도로구간별교통사고특성분석에관한연구, 전남대학교대학원석사학위논문, 2008. 4) 백승걸 김범진 임용택, 강우와고속도로통행특성의관계연구, 대한교통학회지, 제 26 권, 제 3 호, pp. 119~128. 2008. 5) R. Koshal, Death From Road Accident in the United States, Journal of Transport Economics and Policy. 1976. 6) T. J. Zlatoper, Factors Affecting Motor Vehicle Deathes in the USA : Some Cross-sectional Evidence, Applied Economics. 1987. 184 Journal of the KOSOS, Vol. 27, No. 6, 2012