고속도로 교통사고 번역(한국어 원본)I. 연구의 배경
최근 5년간(2006-2010년) 한국의 고속도로 교통사고 자료에 따르면 전체 고속도로 교통사고는 2006년 2,583건에서 2010년 2,368건으로 약 8% 감소하였으나, 유출입구간에서 발생한 교통사고의 비중은 2006년 11.6%에서 2010년 12.8%로 증가한 것으로 나타나 고속도로의 유출입구간의 교통사고 감소를 위한 대책마련이 필요한 것으로 나타났다. 이는 유출입구간 영향권의 차량들은 차선변경이 잦고 본선의 차량들과 연결로의 차량들이 혼재되어 발생한 문제로 판단된다. 특히, 엇갈림 구간은 유입연결로 바로 다음에 유출 연결로가 있으며 이 두 연결로가 보조차로로 연결되어 있는 구간을 말한다. 이러한 엇갈림 구간은 운전자들이 원하는 도로 지점으로 접근하기 위해 필수적인 차로 변경이 요구되는 구간으로 다른 도로 구간보다는 상충빈도가 높아 교통혼잡이나 사고발생 가능성이 더 높다.
그러므로 현재 엇갈림 구간을 평가하는 효과척도로서 통행상태의 질만을 평가하는 밀도만을 이용하여 서비스수준을 결정하고 있으나 교통사고 감소를 위하여 통행상태의 질뿐만 아니라 교통안전을 평가하기 위한 효과척도가 필요하다. 또한, 엇갈림 구간에서는 고속의 차량과 저속의 차량이 혼재되어 차량들의 잦은 가감속이 발생하게 되는데 이러한 자동차의 속도의 변화는 배기가스와 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 즉, 엇갈림 구간의 설계 시, 차량들의 배기가스 배출량을 예측함으로써 저탄소 녹색성장에 부합하는 적절한 설계기준을 수립할 수 있을 것이다.
이에 본 연구의 목표는 교통안전과 교통환경을 고려한 고속도로 엇갈림 구간의 평가기법을 개발하는 것이다. 본 연구결과는 통행상태의 질만을 평가하던 기존의 방법에서 엇갈림 구간의 안전 및 환경상태의 질까지 평가함으로써 교통사고 및 대기오염 감소를 위한 개선 우선구간 선정과 같은 교통운영전략에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
II. 기존문헌 및 이론적 고찰
1. 기존문헌 고찰
본 연구에서는 엇갈림 구간에 대한 기존의 연구, 교통안전 평가에 대한 연구, 교통환경 평가에 대한 연구들에 대하여 고찰을 하였다.
Yoo(1988)는 고속도로 엇갈림 구간에 대하여 현장자료를 활용하여 경험적 분석을 통해 결과를 제시하였다. 연구결과 엇갈림 구간에서의 통행특성은 일반도로구간 진출입램프 구간의 통행행태와 유사하며, 차로변경 패턴은 시발지점의 교통상태, 차두시간의 특성은 종착차로의 교통상태에 영향을 받는 것으로 나타났다. Lee et al.(1999)는 엇갈림 구간의 속도추정 및 용량분석을 수행하기 위해 수학적 확률식에 의거하여 엇갈림 구간 주행속도 예측모형을 개발하여 범용적으로 적용될 수 있는 방법론을 제시하였다. Lee(2006)는 엇갈림 구간에 대하여 차량간 상충현상을 분석하여 도로 및 교통조건에 따른 상충의 발생 원인을 해석할 수 있는 추정모델을 구축하였다. Fazio and Rouphail(1986)는 엇갈림 구간에서 차로수와 진입 및 진출차로의 상대적인 위치를 기반으로 엇갈림 차량이 수행하는 차로변경수를 예측하는 회귀식을 개발하였다.
현재 도로의 위험도를 평가하는 기준 척도로 널리 사용되는 지표는 사고로 이는 실제 발생한 사고에 대한 결과물을 토대로 도로의 위험도를 평가하여 개선사업에 반영하고 있다. 그러나 사고는 매우 드물게 임의의 장소에서 발생하므로 자료수집에 한계를 가지고 있다(Lee, 2006). 이에 최근 연구에서는 교통상충기법을 응용하여 차량추종 및 차로변경 이벤트를 분석함으로써 교통사고 개연성을 계량화하여 나타낼 수 있는 Surrogate Safety Measure (SSM)을 안정성 평가를 위해 다양하게 이용하고 있다(Gousios, 2009; Cunto, 2009). 주로 이용되는 SSM은 안전정지거리, Time To Collision(TTC), Speed Variation, Acceleration Noise 등 이다(Oh, 2009; Jeong and Oh, 2011; Joo, 2012)
Han et al.(2011)은 신호교차로에 대하여 차량의 주행실험 결과를 토대로 차량 움직임을 운동학적 접근법을 사용하여 모형화하고 배출량을 산정하는 모형을 구축하였다. 그리고 구축된 모형의 검증을 위해 미시적 교통류 시뮬레이터와 외부확장모듈을 이용하였다. Hong(2013)은 고속도로 유출연결로의 감속유도 노면표시의 설치 시, 변화된 배기가스 배출량을 산출하기 위하여 미시적 교통류 시뮬레이션과 차량 배출가스 시뮬레이터를 활용하여 분석하였다. Sone(2010)은 Roundabout 교차로에 대한 연구결과, Roundabout의 반경, 교통류 특성에 따라 도로의 용량 및 배출가스는 다른 것으로 나타났다. 반경이 클 경우, 용량을 증가시키고, 중차량의 비율 및 차두시간은 클수록 용량을 감소시키는 것으로 나타났다. 그러나 배출가스는 모든 변수들과 양의 상관 관계를 가지는 것으로 나타났다.
2. 이론적 고찰
엇갈림 구간의 서비스수준을 평가하기 위하여 속도 추정식 또는 현장조사에 의해서 엇갈림 교통류와 비엇갈림 교통류의 속도를 구한다. 구한 속도를 활용하여 엇갈림 구간의 효과척도인 밀도를 계산한다.
엇갈림 구간의 속도 추정식은 식(1)~(3)과 같다.
기존 연구들의 검토 결과, 엇갈림 구간에서의 지정체 관리 또는 교통안전에 대한 많은 연구가 수행되었으며 교통안전 평가를 위하여 SSM을 많이 사용하는 것으로 나타났다. 또한, 교통환경 평가는 다양한 교통시설물에 대하여 이루어지고 있으나, 엇갈림 구간에 대한 연구는 없는 것으로 나타났다. 이에 본 연구에서는 엇갈림 구간에 대하여 지정체, 교통안전뿐만 아니라 환경적 측면도 고려한 평가기법을 개발하고자 한다.
III. 분석 방법
계획 또는 설계 중인 엇갈림 구간에 대해서는 식(1)~(3)과 같이 속도 추정식을 활용하고, 운영 중인 고속도로 엇갈림 구간에서 실제 차량의 주행패턴을 조사하기 위해 현장조사가 가장 적절한 방법일 것이다. 이를 위하여 적절한 분석대상 구간의 선정 후, 실제 주행실험, 가상주행실험, 미시적 교통류 시뮬레이터을 통한 실험 등 다양한 실험을 통하여 밀도를 이용한 해당 구간의 서비스수준과 SSM을 이용한 교통안전 수준, 차량 배출가스 모형을 통한 교통환경 수준을 제시할 수 있을 것이다. 그러나 이때 밀도를 이용한 서비스수준(Level A~F)과 같이 교통안전 및 교통환경의 수준에 대하여 적절한 기준에 의한 구분이 필요할 것이다. 이는 군집분석과 같은 통계적 분석방법의 적용이 가능할 것으로 판단된다.
IV. 기대효과
본 연구에서 제안하는 방법을 이용할 경우, 계획 또는 설계 중인 엇갈림 구간은 통행상태, 교통안전, 그리고 환경을 고려한 설계가 가능할 것으로 기대되며, 운영 중인 구간에 대해서는 교통안전 취약구간을 선정하여 개선 운선순위에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. |
고속도로 교통사고 번역(영어 번역본)I. Background
Overall Korean highway traffic accidents in the last 5 years (from 2006 to 2010) have decreased by about 8% from 2,583 incidents in 2006 to 2,368 incidents in 2010. However, the ratio of accidents at the highway entrances and exits has increased from 11.6% in 2006 to 12.8% in 2010. This result prompts a strategy for decreasing traffic accidents at the entrances and exits. Higher ratio of accidents in these areas is thought to be caused by frequent lane change and mixing of vehicles in the main lanes and incoming or outgoing vehicles. Especially, weaving segment refers to the segment in which a highway exit is located right after an entrance and the exit and the entrance are connected by an auxiliary lane. Such weaving segment requires a vehicle to change its lane in order to approach a desired location, which increases the frequency of conflict compared to other roads and thus makes traffic congestion and accident more probable.
Although density evaluates traffic condition as a measure of effectiveness (MOE) of weaving segments, MOE for evaluating traffic safety is required in order to reduce traffic accidents. Additionally, mixing of high- and low-speed vehicles at weaving segments forces vehicles to frequently accelerate and decelerate. Such change in vehicle speed is known to have close relationship to the emission level. Therefore, prediction of vehicle emission level during the design of weaving segments can help establish appropriate standards that conform to the low-carbon, green growth movement.
The purpose of current study is to develop a method for evaluating highway weaving segments that takes both traffic safety and traffic environment into account. Unlike the previous method that only evaluates quality of traffic condition, this method would also evaluate safety and environmental impact of weaving segments. Results from this study are expected to contribute to traffic management strategy such as selecting high-priority segments for reducing traffic accidents and air pollution.
II. Literature survey and theoretical considerations
1. Literature survey
In this study, we surveyed research on weaving segments, traffic safety evaluation, and traffic environment evaluation.
You (1988) has conducted empirical analysis using field data on highway weaving segments. Traffic characteristics at weaving segments were similar to those at on- and off-ramp of normal road segments, lane change patterns were affected by traffic condition at the origin, and time headway characteristics were affected by traffic condition at the destination. To estimate capacity and vehicle speed at weaving segments, Lee et al. (1999) developed a prediction model for vehicle speed at weaving segments by using mathematical probabilistic equations, and thereby presented a generally applicable methodology. Fazio and Rouphail (1986) have developed a regression equation for predicting the number of lane changes a vehicle at a weaving segment would perform, based on number of lanes and relative position of incoming or outgoing lane at the weaving segment.
The index that is widely used as a standard criterion for evaluating traffic safety is the number of accidents , which is based on data of actual accidents and evaluates road safety. It is used in projects aimed at improving road conditions. However, accidents rarely occur at a given location that is of interest to the study due to its random nature, and are thus limited source for data collection (Lee, 2006). Therefore, recent studies have employed surrogate safety measure (SSM), which uses traffic conflict techniques to analyze vehicle following and lane change events and thus can quantify probability of a traffic accident, in various ways to evaluate safety (Gousios, 2009; Cunto, 2009). Most frequently employed SSMs are safety stop distance (SSD), time to collision (TTC), speed variation, and acceleration noise (Oh, 2009; Jeong and Oh, 2011; Joo, 2012).
Based on vehicle driving tests at signalized intersections, Han et al. (2011) have established a kinematic model of vehicle movement and estimated emission. To validate the model, they used a microscopic traffic simulator and an external expansion module . Hong (2013) used a microscopic traffic simulator and the motor vehicle emission simulator (MOVES) to calculate the change in emission upon installation of pavement marking for inducing deceleration at the highway exit. Sone (2010) researched roundabouts and showed that the road’s capacity and emission differ depending on the radius of the roundabout and characteristics of the traffic. Roundabouts with large radius tended to have larger capacity, and larger ratio of heavy vehicle and higher headway resulted in lower capacity. At the same time, emission had positive correlation with all variables.
2. Theoretical considerations
In order to evaluate the level of service (LOS) at weaving segments, speed of traffic at weaving and non-weaving segments will be calculated by prediction equations or by site survey. The calculated speed will be used to calculate density, which is a MOE of weaving segments.
Prediction equations for speed at weaving segments are given in Eqs. (1) through (3).
Literature survey showed that much research has been performed on congestion management and traffic safety at weaving segments, and many studies have used SSM. Although evaluation of traffic environment is being conducted for various traffic facilities, there is no study on weaving segments. Therefore, we aim to develop a method for evaluating weaving segments in terms of congestion and traffic safety as well as the environment.
III. Methods
Prediction equations (1) through (3) will be used for weaving segments that are being planned or designed, and site survey will be performed for highway weaving segments that are currently being operated in order to survey driving pattern of actual vehicles. After selecting a segment for analysis, various tests such as actual driving test, virtual driving test, and microscopic traffic simulator test can be used to provide the LOS, traffic safety level from SSM, and level of traffic environment for the given segment. However, it would be necessary to classify levels of traffic safety and environment using appropriate standards as is done for LOS (from levels A through F) using density. Statistical methods such as cluster analysis may be used for such classification.
IV. Expected results
It is expected that the method proposed in this study will enable design of weaving segments that accounts for traffic condition, safety, and environment. For segments that are currently operated, those segments that are vulnerable to traffic accidents may be identified by the current method to be prioritized for improvements. |
