Journal of Daegu Gyeongbuk Development lnstitute Vol. 11. No.3 2012. 12. pp 1~10 1 GIS 공간분석을활용한어린이보호구역설정에관한연구 1) 2) 주승민 * 최진호 ** 3) A Study on Selecting the School Zone Using GIS Spatial Analysis Seung-Min Joo Jin-Ho Choi 국문요약본연구는기존어린이보호구역의설정에대한문제점을제시하고보완하기위해 GIS 공간분석을활용한방법으로서새로운어린이보호구역을제시하고, 현행의어린이보호구역과비교평가하여어린이보호구역설정에개선방안을제시하였다. 본연구결과 GIS 공간분석을이용한경우현행어린이보호구역설정의경우와많은차이점이발생하였고실제로어린이인구밀도가높은지역에까지어린이보호구역이설정되어있지않은결과가나타났다. 따라서개선방안으로어린이인구밀도가높은지역을선정하여학교까지의최단거리분석을통한새로운어린이보호구역을제시하였다. 차후현지조사를통하여 GIS 공간분석의타당성을검증하였다. 주제어 : 어린이보호구역, GIS, 공간분석, 교통사고 Abstract This study is to suggest the improvement of school zone to problems current school zone setting boundary and GIS spatial analysis of new school zone that is problems in the process of current school zone. As a result of this study, There were many differences in the case of the current school zone is actually the children population density in the region of high school zone is set is not using GIS spatial analysis results showed. Therefore, This study is to propose of selecting the local high children population density is presented through the analysis of the shortest distance from the school a new school zone. and GIS spatial analysis was validated through field work. Keywords :School Zone, GIS, Spatial Analysis, Traffic Accident 이논문은공간정보전문인력양성사업의지원을받아수행된연구임. * 주저자 : 경북대학교공간정보학과석사과정 (Master s course, Department of Spatial Information Science, Kyungpook National University), E-mail : jooseacool@me.com ** 교신저자 : 경북대학교공간정보학과박사과정 (Doctor s course, Department of Spatial Information Science, Kyungpook National University), E-mail : metalsea@knu.ac.kr, Tel : 010-9414-0147 Journal of Daegu Gyeongbuk Development lnstitute
2 주승민 최진호 Ⅰ. 서론 1. 연구의배경및목적 2010년을기준으로국내에서발생한전체교통사고 (226,878건) 가운데보행자교통사고는총 50,431건으로이중어린이의보행교통사고비율이 46.6% 로매우높은실정이다 ( 통계청, 2010). 이로인해정부는 1995년부터 도로교통법 에 어린이보호구역의지정및관리에관한규칙 을제정하고, 초등학교및유치원정문에서반경 300m 이내의주통학로를보호구역으로지정하여교통안전시설물및도로부속물설치로학생들의안전한통학공간을확보하여교통사고를예방하기위한 어린이보호구역 (School Zone) 제도를도입, 이에따라교통약자들에보행안전을확보하고자하는정책을시행하고있다. 그러나현재어린이보호구역의지정및운영의측면에서보도시설, 과속방지시설, 노면표시등형식적측면에대해서는활발한논의가이루어고있으나, 그제도의설치효과검증에대한미흡한채로진행되고있다 ( 이호원등, 2012). 특히최근까지대부분초등학교에어린이보호구역을설정했음에도불구하고어린이교통사고는꾸준히증가하고있는것으로알려져있으며, 2012년실시된국정감사자료에따르면지난 5년간어린이보호구역 (School Zone) 설정지역은 77% 증가한반면어린이교통사고와사상자수는각각 118% 와 110% 이상증가한것으로나타나고있다 (2012, 국정감사정보시스템 ). 이러한문제점은어린이보호구역의설정이효율적으로운영되지못하고있다는반증이며, 어린이보호구역설정과정에서다양한요인과정성적인측면을고려하지못한일편적인적용이원인인것으로판단된다. 특히현행어린이보호구역설정 기준은단순히물리적인거리를바탕으로주출입구로부터반경 300m 이내로설정 지정하고있어교통사고를유발하는주요인자인어린이인구밀도와주변교통망등을고려하지못하고있는문제점이있다 ( 박재영, 김도경, 2010). 따라서보다효과적으로어린이보호구역설치및운영의근본목적을달성하기위해서는각각의개별학교에대한정확한평가관련자료등의객관적인증거에기초한공간적문제를분석하여제시되어야할필요성이있다. GIS(Geographic Information System) 은학교정보및지역계획등공간을대상으로하는여러가지정보를수집 관리하기용이하고이러한정보를사용목적에따라다양하게분석하여필요한결과를생산관리할수있다. 특히이러한 GIS의기능은많은속성정보를통합분석을통해체계적이면서객관적인분석결과를제시할수있는장점이있다 ( 김영표, 1998). 이에본연구에서는 GIS의공간분석의이와같은장점을이용하여, 현행어린이보호구역의문제점을인지하고어린이인구밀도와주변의교통망등의특징을고려하여연구대상지의어린이들의주통행로를추적하여최적의어린이보호구역을제안하고자한다. 2. 관련연구동향어린이보호구역설정과관련된사례는국내 외에서다양한방안을시행하고있으며, 관련연구또한다양하게진행되고있다. 도로교통안전협회 (1997) 은어린이보호구역설치및운영에관하여기준을보완하고현장에서쉽게적용가능한기준적용예시모델을개발을제안하였다. 차후국내다양한지역을사례지역으로하여어린이보호구역실태분석에따른개선과운영그리고안전대책과관련된연구가수행되었으나 ( 박시우, 2005 ; 문 대구경북연구제 11 권제 3 호
GIS 공간분석을활용한어린이보호구역설정에관한연구 3 대식, 2005), 정책적제언에그친한계가있으며, 어린이보호구역설정에근본이될수있는방법론에대한연구는미비한실정이다. 이호원외 (2012) 는차량속도와교통사고와의상관관계를입증하고과속방지턱, 고원식횡단보도등의시설물을통한어린이보호구역내교통안전시설의구간통행속도에미치는효과를분석하였다. 정광섭외 (2009) 은어린이보호구역의합리적도출을위해선행연구고찰및전문가설문, 네트워크분석법을통해평가지표를선정하였다. 어린이보호구역에관한외국의사례를살펴보면우리나라와비슷하거나다른방식으로어린이보호구역을설치하고운영하고있다. 미국의통학로상어린이교통사고방지의대표적인노력은학교순찰대를운영하고있다. 학교순찰대의경우일정기간의훈련을받은고학년어린이들이도로횡단지도를하기위한조직으로서저학년어린이들의도로횡단사고예방에일조하고있다. 또한제도적측면을살펴보면 MUTCD2000( 미국교통안전시설편람 ) 에서어린이보호구역설치및운영기준을정하여공시하고있다. 가까운일본의경우 1972년어린이보호구역제도가처음으로등장하여초등학교, 유치원등을중심으로반경 500m지역을설정하여도로시설물을정비하고자동차속도나통행규제등의교통규제를시행하고있다. 학교통학로어린이보호구역에서주로시행되고있는교통규제로는차량의속도제한과통행제한들을들수있는데, 차량의속도규제는 20km/h 이하로제한하고, 어린이들의통근시간대에맞추어통행제한도제한적으로실시하고있다. 독일의경우우리나라와유사한 300m 이내의지역을어린이보호구역으로설정하여차량속도를 30km/h 로규제하고있다. 다만어린이보호구역내의녹색신호주기를어린이보폭에맞추어조정하고있다. 또한어린이보호구역내의횡단보도지점은도로를협착시켜차량의속도를인위적으로낮추고있다. Ⅱ. 데이터취득및연구방법 1. 연구대상지 본연구에서는어린이보호구역에대한체계적이고효과적인구역설정을위한조건을도출하고이를통해최적의어린이보호구역을도출하고자하였다. 이에연구대상지로대구광역시도심지역에위치한대구초등학교의통학구역 1) 을사례로연구를진행하였다. 도로교통공간의 2010년교통사고통계분석에따르면전국 232개기초자치단체별로인구 100명당교통사고현황을분석한결과대구광역시중구가 5.4건으로전국에서가장높은수치를기록하였으며, 서울시중구 5.0건, 부산강서구 4.9건이뒤를이었다. < 그림 1> 인구 100 명당교통사고발생건수다발시군구 상위 5 위 자료 : 도로교통공단, 2010 년교통사고통계분석, 참조재구성 1) 교육장이통학거리및취학아동수등을감안하여일정지역거주자는특정공립초등학교에취학하도록설정한구역을말한다. 학생통학의편의를도모하고학교간수용능력에기초하여과밀학급및과대학교해소를통한쾌적한교육환경조성으로교육효과를극대화하고자설정하고있다 ( 초 중등교육법시행령, 2012). Journal of Daegu Gyeongbuk Development lnstitute
4 주승민 최진호 연구대상지로선정한대구초등학교의경우전국에서 100명단교통사고발생건수가가장높은대구광역시중구의도심지역에위치하여있으며, 학교의통학로가차량의통행이많은큰도로가형성되어있어사고위험도가상당히높으므로, 연구대상지로서적합한지역이라고판단된다. 대구초등학교의경우 1906년에개교하여 100년이넘는역사를가진초등학교로서대구광역시중구명륜로 23길 80에위치해있다. 2012년현재총학생수는 405명이며연구대상지의위치및통학구역은 < 그림 2> 와같다. < 그림 2> 대구초등학교와통학구역반경의 Quick Bird 위성영상 - 대구초등학교의통학구역현황은남산 1 동 1~6 통, 남산 2 동 1~5 통, 12 통대봉 2 동 1~10 통, 삼덕동 1 통, 성내 1 동 7~13 통이다 ( 대구광역시교육청, 2012). 석을통하여산출하여새로운어린이보호구역의제안하고자한다. 데이터분석과구축에는공간데이터를가공하고분석하는과정에서지도제작및공간분석등다양한분야에널리쓰이고있는 ESRI사의 ArcGIS 를활용하였다. < 표 1> 연구흐름도및진행과정 연구대상지역선정 -대구광역시대구초등학교및통학구역 데이터취득 -수치지형도(1 ; 5000) -위성영상(QuickBird 위성영상 ) -어린이인구데이터 ( 통계청 ) 데이터가공 -수치지형도와연속지적도를활용통학구역경계추출 -통학구역과위성영상중첩도로네트워크데이터구축 -현행어린이보호구역추출 -어린이인구데이터시각화 -어린이인구분포지도를도로네트워크로 Extract by Mask -결과분석및평가 분석결과검증및결론 -분석결과에대한현지조사검증 -개선방안 -결론 Ⅲ. GIS 기반의어린이보호구역설정 2. 연구방법 본연구의시 공간적범위는대구광역시대구초등학교통학구역으로선정하였고 2010년의수치지형도와연속지적도, Quick Bird 위성영상을이용하여연구대상지도로망네트워크를구축하여활용하였다 ( 그림 2 참조 ). 차후어린이인구분포를가시적으로표현한데이터를토대로전술된도로망네트워크데이터와중첩하고, 도로망상의어린이인구분포를학교와최단거리를네트워크분 1. 데이터취득본연구의 GIS를활용하여대상지를구축하기위해 NGIS(1:5000) 수치지도와연속지적도를이용하였다. 아울러통학구역내어린이들이이용하는통행로와인근주민들의주출 퇴근로를추출하기위해위성영상을이용하여주통행로를구축하였다. 이때활용한위성영상은미국 Digtal Globe 사의 Quick Bird 위성영상을이용하였으며, 대구경북연구제 11 권제 3 호
GIS 공간분석을활용한어린이보호구역설정에관한연구 5 영상의상세제원은 < 표 2> 와같다. Quick Bird 위성영상은고해상도위성영상으로수치지도제작과공간분석등에널리쓰이고있다. 본연구에서는대구시지역의 2011년 3월 8일영상을활용하였다. 어린이인구밀도는통계청의통계지리서비 스를이용하여학교주변 5~14세어린이인구밀도를활용하였다. < 그림 3> 은연구대상지의어린이인구밀도를나타낸것이며, < 그림 4> 는연구대상지초등학교통학구역내주통행로를나타낸것이다. < 표 2> QuickBird 위성영상제원 공간해상도분광해상도주기해상도방사해상도 Panchromatic Basic : 0.61m(nadir) ~0.72m(25 off-nadir) Standard & Orthorectified : resampled to 0.6m/0.7m 450~900 nano 1~3.5 Day 11 bits Multi-Spectral Basic : 2.44m(nadir) ~2.88m(25 off-nadir) Standard & Orthorectified : resampled to 2.4m/2.8m Blue : 450~520 nano Green : 520~600 nano Red : 630~690 nano NIR : 760~900 nano < 그림 3> 어린이인구밀도 < 그림 4> 통근반경내도로망 2. 어린이보호구역설정현행어린이보호구역의선정기준은학교의주출입구로부터반경 300m 이내를지정하고있다. 대구초등학교의경우주출입구는학교의북측에 위치한정문이있었으며, 이를시작점으로현행어린이보호구역은 < 그림 5> 와같다. 본연구의방법론을이용한어린이보호구역을설정하기위하여어린이인구밀도지도를도로망에중첩시켜 Journal of Daegu Gyeongbuk Development lnstitute
6 주승민 최진호 어린이밀도가높은도로를추출하였다 ( 그림 6). 도로상의붉은색부분은상대적으로어린이인구밀도가높은지역이며, 노란색으로표시는부문은상대적으로어린이인구밀도가낮은지역이다. 도로망상의어린이인구밀도분석결과 A지역과 B 지역과같이어린이인구밀도가높음에도불구하고주출입구로부터 300m 이상이라는이유로인하여어린이보호구역이설정되어있지않음을확인할수있다. 본연구에서의어린이보호구역설정에관한기본전제는어린이가실제로많이분포하는지역, 즉어린이통행이빈번한도로를추출 하여어린이보호구역을설정하는데에있다. A지역과 B지역과같이인구밀도가높게나타난구역으로부터대구초등학교정문까지의최단거리를추출하기위해네트워크분석의최단거리경로분석을수행하였다. 먼저핫스팟 (Hot Spot) 지역을추출하여핫스팟지점으로부터대구초등학교정문의도착점까지의최단거리네트워크분석을실시하였다. 분석결과현행어린이보호구역과상이한위치의후보지를제안하였다. < 그림 7> 은 GIS 공간분석을활용한새로제안하는어린이보호구역의그림이다. < 그림 5> 현행어린이보호구역 < 그림 6> 어린이인구밀도중첩 < 그림 7> 어린이보호구역제안 대구경북연구제 11 권제 3 호
GIS 공간분석을활용한어린이보호구역설정에관한연구 7 Ⅳ. 연구결과의검증본연구의방법론을적용하여설정된어린이보호구역의경우현행어린이보호구역과상이한결과가나타났다. 현행어린이보호구역의경우학교의주출입구를기준으로하여주변 300m 지역도로를모두포함하는지역을어린이보호구역으로지정하고있다. 하지만본연구의방법론을적용하여설정된어린이보호구역의경우학교의주출입구를기준으로어린이인구밀도가높은지역을연결한최단거리를추적하여적용하였기때문에 300m이상의통행로에서도어린이보호구역이지정되었으며, 300m 안에위치하고있더라도어린이인구밀도가높지않은지역및그지역을연결하는도로가아닌통행로의경우어린이보호구역에서제외되었다 ( 그림 8 참조 ). 본연구의결과검증을위해대구초등학교의통 행로상의도로가교차하는지점 < 그림 9> 을선정하여초등학교등 하교시간대의어린이유동통행을알아보았다. 조사기간은 2012년 10월 8일 ~ 13일까지총 6일간진행되었으며, 해당초등학교의통학시간을고려하여 07~09시의어린이유동인구를조사하였다. 초등학교의경우등교시간은모든학년이동일하지만하교시간의경우저학년과고학년과의차이가나기때문에등교시간만을대상으로조사하였다. 조사지점은총 22개지점으로 < 그림 9> 에서노란색으로표시된 A지점의경우현행어린이보호구역에위치한도로교차점이며, 녹색으로표시된 B지점의경우본연구의결과로설정된새로운어린이보호구역, 보라색으로표시된 C지점은현행어린이보호구역과새로운어린이보호구역이겹치는지점, 마지막으로붉은색으로표시된 D지점은현행어린이보호구역과새로운어린이보호구역모두에도속하지않는지점이다. a. 현행어린이보호구역 b. 새로운어린이보호구역제안 < 그림 8> 현행어린이보호구역과새로운어린이보호구역비교 Journal of Daegu Gyeongbuk Development lnstitute
8 주승민 최진호 < 그림 9> 연구결과검증조사지점 < 표 3> 은각각의조사지점별어린이유동인구를기술통계분석한결과이다. 우선통근시간대의각지점별유동인구를살펴보면전체조사지점의평균은 105.6명으로나타났다. 평균이상이나타난지점은 C지점으로대부분이학교출입입구에인접한지점으로서현행어린이보호구역과새로운어린이보호구역이겹치는지점으로나타났다. A 지점의경우현행어린이보호구역에해당하는지점으로평균 40.6명의어린이유동인구를가지는지역으로나타났다. B지점의경우새로운어린이보호구역에해당하는조사지점으로평균 61.8명의유동인구가나타났으며, 현행어린이보호구역과새로운어린이보호구역어디에도속하지않은 D 조사지점의경우 43.5명의어린이유동인구가발생하였다. D-4 조사점의경우에는높은유동인구 가발생하였는데이는인접한다른초등학교의영향으로판단된다. 어린이유동인구조사를종합하면현행어린이보호구역으로지정된일부지역의경우본연구에서제안한어린이보호구역에비하여어린이유동인구가적음에도불구하고어린이보호구역으로설정되어있으며, 또한어린이유동인구가많은지역에어린이보호구역이설정되어있지않아불의의사고로부터어린이들을보호하지못한다는점을시사한다. 종합하여이는현행어린이보호구역의설정방법으로적용중인출입점반경 300m라는단순설정방식에문제점이있다는것을극명하게나타내고있으며, 본연구에서제안한방법론을통하여더욱합리적인어린이보호구역의지정이가능함을나타내었다. 대구경북연구제 11 권제 3 호
GIS 공간분석을활용한어린이보호구역설정에관한연구 9 < 표 3> 조사지점별어린이유동통행량기술통계분석결과 조사점 유동인구 ( 명 ) 8일 9일 10일 11일 12일 13일평균 A-1 37 19 34 24 32 34 30.0 A-2 14 16 12 17 24 22 17.5 A-3 61 68 72 58 59 63 63.5 A A-4 23 42 28 34 21 33 30.2 A-5 64 58 51 68 64 55 60.0 A-6 31 28 32 35 33 44 33.8 B C D 평균 38.3 38.5 38.2 39.3 38.8 41.8 39.2 B-1 62 55 68 57 59 60 60.2 B-2 59 79 55 61 59 71 64.0 B-3 42 33 38 44 42 39 39.7 B-4 98 103 105 87 81 93 94.5 B-5 72 81 74 77 72 80 76.0 B-6 29 44 38 34 41 32 36.3 평균 60.3 65.8 63.0 60.0 59.0 62.5 61.8 C-1 496 531 479 481 493 512 498.7 C-2 351 333 349 391 341 363 354.7 C-3 184 141 131 148 161 129 149.0 C-4 248 293 257 289 290 243 270.0 C-5 189 213 195 197 203 209 201.0 평균 293.6 302.2 282.2 301.2 297.6 291.2 294.7 D-1 29 37 31 28 22 24 28.5 D-2 34 38 47 41 32 38 38.3 D-3 37 37 29 31 34 35 33.8 D-4 91 105 89 98 120 115 103.0 D-5 13 9 12 14 19 16 13.8 평균 40.8 45.2 41.6 42.4 45.4 45.6 43.5 Ⅴ. 결론본연구는어린이교통사고의예방을위해실시되고있는어린이보호구역의설정에관하여문제점을제기하고, 이를해결하기위해새로운어린이보호구역을제시하고자하였다. 이를통하여출입점반경 300m의단순설정방법의현행어린이보호구역의문제점을지적하고이를보완한새로운어린이보호구역설정에관한방법을제시하였음에의의가있다. 본연구에서는합리적인어린이보호구역을설 정하기위해 GIS 공간분석을이용하여해당연구지의통행로, 어린이인구밀도등을고려하여어린이인구밀도가가장높은지점을중심으로학교주출입구까지의최단거리네트워크분석을통해새로운어린이보호구역을제시하였다. 연구결과현행어린이보호구역과상이한결과가가시적으로나타났다. 차후분석에서제시한어린이보호구역을검증하기위해 22개의조사지점을선정하여어린이유동인구를조사하였으며, 검증결과현행어린이보호구역보다본연구에서제시한어린이보호구역의어린이유동인구가더욱많이발생하는것을확인할수있었다. 이는어린이보호구역 Journal of Daegu Gyeongbuk Development lnstitute
10 주승민 최진호 의증가에도불구하고계속적으로늘어나고있는어린이교통사고에대한시사점을제시하고향후어린이보호구역설치에참고되어어린이보호구역설정을보완할수있는대책이요구된다고판단할수있다. 차후연구에서는어린이보행의행태, 사회, 경제적요소등다양한변수들을추가하고, 다양한사례조사를통해정형화된모델구축이필요할것으로판단된다. No.3, pp.124-132. 정광섭, 김태호, 박제진, 원제무, 2009, 네트워크분석 법 (ANP) 을이용한어린이보호구역평가항목개발, 대한토목학회, Vol.29 No.2, pp.191-197. 통계청, 2005, 사망원인통계연보. 논문접수일 : 2012. 11. 14, 심사완료일 : 2012. 12. 2 최종원고 : 2012. 12. 8 참고문헌 김영표, 1998, 입지선정을위한 GIS 활용방안연구, 국토개발연구원, p.38-39. 교육과학기술부, 학교제도기획과, 2012, 초 중등교육법시행령, 대한민국국회. 대구시동부교육지원청, 2012, 2012학년도초등학교통학구역현황, 대구광역시교육청. 도로교통공단교통사고종합분석센터, 2010, 교통사고통계분석, 도로교통공단. 도로교통안전협회, 1997, 어린이보호구역설치및운영에관한연구 : 안전시설물을중심으로, 교통과학연구원. 문대식, 김명수, 김영현, 2006, 어린이보호구역실태분석에따른개선방안 : 천안시를중심으로, 대한교통학회, 대한교통학회, 제53회학술발표논문집, pp.708-717. 박시우, 정헌영, 2005, 어린이보호구역의운영개선방안에관한연구, 부산대학교석사학위논문. 박재영, 김도경, 2010, 어린이보호구역에서의차량속도위반특성분석, 한국도로학회, Vol.12 No.2, pp.63-69. 이호원, 주두환, 현철승, 김동효, 박부희, 이철기, 2012, 어린이보호구역내교통안전시설이구간통행속도에미치는효과분석, 한국ITS 학회, Vol.11 대구경북연구제 11 권제 3 호