1. 연구배경 및 목적

우리나라에서 자동차 등록대수는 1970년 10만대에 불과하였으나 2019년 2,368만대로 증가하였으며, 현재에도 매년 꾸준히 증가하고 있다. 또한 도로 교통사고 건수는 2010년 226,878건에서 2019년 229,600건으로 비슷한 수준을 유지하고 있으나, 자동차 1만대당 교통사고건수는 2.6건에서 1.2건으로 감소하는 추세이다. 교통사고로 인해 한해 수천명의 사망자가 발생하며, 이로인한 사회적 비용은 연간 23조 7천억원에 달하고 있다(^{KOSIS, 2019}). 특히 2019년 전체교통사고 대비 야간 교통사고는 90,197건으로 41.5 %에 달하며, 야간 사망자는 1,863명으로 전체사망자 대비 49.27 %로 야간 교통사고의 치사율이 더 높았다. Fig. 1은 지난 10년간 주야간 교통사고 비율 및 주야간 교통사고 치사율을 나타낸 그래프이다.

꾸준한 교통사고 예방활동 및 국민들의 법규준수의식 향상으로 자동차 1만대당 교통사고 건수, 사망자는 감소추세를 이어가고 있으나 OECD 주요 가입국에 비해 여전히 하위권에 위치하고 있으며 범국민적인 교통사고 사망자 줄이기 노력이 필요하다. 특히 야간 교통사고의 경우 주간에 비해 치사율이 높아 야간 교통사고의 사망자 줄이기에 더 많은 노력이 필요할 것이다(^{KOSIS, 2019}).

이에 본 연구에서는 야간에만 교통사고가 많이 발생하는 야간 특화 교통사고 다발구간을 선정하고자 한다. 야간 특화 교통사고 다발구간의 선정은 CRP (Continuous Risk Profile) 분석을 이용하고자 한다. 특히 CRP (Continuous Risk Profile) 분석을 시행하는 과정에서 여러 변수들을 국내 실정에 맞춰 재설정하고, 노선의 구간에 따른 주야별 교통량을 반영하고자 한다. 또한 야간 특화 교통사고 다발구간 선정을 위해 CRP 분석의 장점을 이용하여 야간교통사고 CRP 값에서 주간교통사고 CRP 값을 빼, 주간과 야간 모두 교통사고가 많이 발생하는 구간은 야간 특화교통사고 다발구간에서 제외하도록 한다.

이처럼 본 연구는 첫째, CRP (Continuous Risk Profile) 분석을 이용하여 야간 특화교통사고 다발구간을 선정하는 방법론을 개발하는 목적을 가진다. 둘째, 본 연구는 CRP 분석을 이용하여 선정된 야간 특화 교통사고 다발구간의 유형을 분류하여 그 특성을 제시하는 것을 목적으로 한다.

2. 국내 연구문헌 고찰

2.1 기존의 교통사고 평가지표에 대한 고찰

2.1.1 전체그룹 선호도분석 설계

교통사고 건수법(Accident Frequency)은 현황판에 가장 표기하기 쉬운 방법으로 지점 또는 도로구간에 따라 기록한 후 특별히 많은 교통사고가 발생한 지역을 사고잦은지역으로 선정한다(^{Lee et al., 2001}). 이 방법은 쉽고 단순해 사용하기 쉽다. 또한 미시통계와 거시통계 등 광범위하게 이용되고 있다. 하지만 교통사고 건수법은 사고잦은지역 선정 시 교통량을 고려하지 않아 도로 특성을 반영하지 않는다(^{Yu, 2008}).

2.1.2 사고심각도에 의한 방법

사고심각도법(EPDO)은 사망사고, 부상사고, 대물사고의 피해를 고려하여 교통사고 잦은지점을 선정한다. 사고심각도법(EPDO)은 통계의 상호비교가 가능하고 단위교통사고당 심각도의 산출이 가능한 장점이 있다.

2.1.3 사고율에 의한 방법

사고율법(Crash rate)은 기회(Exposure)을 고려한 방법으로 교통량을 고려한다. 또한 특정 구간의 사고율을 비교하기 위해 분석대상 구간 전체의 교통사고율 계산이 이루어 져야한다(^{Lee et al., 2001}). 사고율법은 교통사고 건수와 교통량 및 주행길이를 고려한다. 하지만 심각도는 고려하지 않는다.

2.2 CRP 분석에 대한 고찰

CRP (Continuous Risk Profile) 분석은 이동식 윈도우 기법의 한계를 극복하는것에 초점을 맞춘 도로의 연속적인 사고 위험도를 평가하는 방법이다. 또한 CRP 분서은 사고테이터를 거리에 따라 누적하여 규모조정계수와의 차이가 통해 도로 위험 구간을 선정하는 방법이다.

여러 문헌에서 제시하고 있는 CRP (Continuous Risk Profile) 분석의 장점은 다음과 같다. 먼저, 짧은 구간에 대한 분석이 가능하며 상호비교가 용이하다(^{Safe Transportation Research and Education Center, 2012}). 또한 사고심각도, 고령자사고, 악천후 사고 등 특정 교통사고에 대한 취약구간을 선정할 수 있어 특정 사고를 목표로 한 안전개선대책 수립에 활용될 수 있다(^{Hwang et al., 2008}). 이밖에 사고다발구간의 개선 후 효과분석 시 사고지점 전후구간 까지 파악이 가능해 정책적인 면에서 활용성이 높으며, 기존의 사고다발구간 선정 시 단절성을 극복할 수 있다. 위와같은 이유로 캘리포니아 도로국에서는 사고다발구간의 선정 시에 CRP (Continuous Risk Profile) 분석 기법을 적용하고 있다.

^{Hwang et al.(2008)}는 이러한 CRP 분석기법의 장점등을 활용하여 도로상태에 따른 차량 충돌 비율 특히, 노면이 젖어있는 도로상태에서만 교통사고가 많이 발생하는 구간을 선정하고자 하였다. 이를위해 노면이 젖어있는 도로상태에서의 CRP 값에서 노면이 건조한 도로상태의 CRP 값을 빼는 방법을 도입하였다. 다음의 Fig. 2는 노면이 젖어있는 도로상태의 CRP 분석 내용이다(^{Hwang et al., 2008}).

3. 방법론

3.1 대상 노선의 선정 및 교통사고 CRP 분석

본 연구에서는 야간 특화 교통사고 다발구간의 선정을 위해 청주상주고속도로(상주방향)의 2010년부터 2015년 까지 6년간의 교통사고 발생데이터를 분석하였다. Table 1은 대상노선의 시공간적 범위이다. Table 2는 대상노선의 IC-IC간의 주야별 교통량이다.

야간 특화 교통사고다발구간 선정을 위한 CRP (Continuous Risk Profile) 분석의 절차는 Fig. 3과 같다. 먼저 대상노선의 교통사고 데이터를 주야별로 구분한다(Fig. 4). 두 번째로 대상노선의 거리[d]에 따라 누적사고 건수 A[d]를 계산한다.

세 번째로 이정에 따른 평균사고건수를 누적하여 규모조정계수로 설정한다(Fig. 5). 이때 규모조정계수는 $B[d-d_0]$이다 (^{Lee et al., 2013}).

네 번째로 누적사고건수 A[d]에서 이정에 따른 평균누적사고건수 $B[d-d_0]$를 뺀다. 다섯 번째로 이동평균법을 이용하여 pre- filtering 수행한다. 다음은 ^{Chung and Ragland (2007)}에서 제시한 교통사고 CRP 분석에 쓰이는 이동평균법 공식이다.

Where, $l$= window increment

$d_0$= beginning postmile

$d_{end}$= ending postmile

$2L$= size of the moving average

Fig. 6은 교통사고 CRP 분석에 쓰이는 변수이다.

여섯 번째는 그래프의 누적속성을 지점별 위험도로 표현하기 위한 단계이다. 이때, 음(-)이 되는 지점은 교통사고 평균값보다 낮은 지점으로, 교통사고 평균값 보다 높은값을 가지는 지점만 표현하기 위해 제외한다. 다음은 이를 위한 공식이다.

Where, $l$=increment

일곱 번째는 2010년부터 2015년(6년간)까지의 지점별 CRP값을 평균내어 주는 단계이다. 여덟 번째는 CRP값을 교통량으로 나눠주는 단계이다. 아홉 번째는 야간 교통사고 CRP값에서 주간 교통사고 CRP값을 빼 야간 특화 교통사고 CRP값을 도출하는 단계이다.

야간 특화 교통사고 다발구간의 선정을 위해 야간의 이정별 CRP 값에서 주간의 이정별 CRP 값을 빼는 이유는 야간에만 교통사고가 많이 발생하는 구간을 산정하기 위함이다. 이는 주야에 관련없이 교통사고가 많이 발생하는 구간은 기하구조의 문제 등으로 야간에만 교통사고를 유발하는 요인(야간 시인성 또는 조명시설 등)에서 기인한 것이 아닐 수 있다.

3.2 교통사고 CRP 분석시 변수의 설정

본 연구에서는 교통사고 CRP 분석에 쓰이는 변수 I, 2 L에 대해 다음과 같이 설정하였다.

첫 번째로 변수 I의 설정이다. 변수 I는 이동평균법을 실시할 때 윈도우의 이동단위로 캘리포니아에서는 교통사고 발생시 0.01마일(약 16 m)단위로 기록관리 하고 있어 I값을 0.02마일 단위로 세분화해서 분석하는 것이 타당하다(^{Yu, 2008}). 하지만 우리나라는 교통사고를 고속도로의 경우 100 m 단위로 기록관리 한다. 이에 따라 본 연구에서는 변수 I를 100 m로 설정하였다.

두 번째로 변수 2 L의 설정이다. 변수 2 L은 이동평균법을 실시할 때 윈도우의 크기로 캘리포니아에서는 0.2마일(약 320 m)로 설정하였다(^{Chung et al., 2010}).

하지만 본 연구에서는 우리나라 고속도로에서 사고잦은지점 선정 시 사용하고 있는 반지름 200 m를 2 L의 값으로 선정하였다. 변수 L값은 그 값을 크게 할수록 음성반응결과(높은 위험도가 있는 구간임에도 사고잦은지점으로 선정되지 않는 지점)가 커지며, 값이 작을수록 잘못된 양성반응 결과(사고잦은지점으로 선정되었음에도 실제로는 도로상의 특별한 결함이 존재하지 않는 지점)가 커질 수 있다(^{Chung et al., 2010}). ^Yu(2008)에 따르면 변수 L값은 균일한 속성의 도로에서는 큰 L값이 타당하며 변화가 많은 도로에서는 작은 L값이 타당한데 미국은 지형적으로 평지가 대부분인 반면 우리나라의 경우 국토의 70 %가 산지지역으로 미국에 비해 선형의 변화가 심한 편이다. 이러한 이유로 현재 우리나라 고속도로에서 사고잦은지점 선정 시 사용하고 있는 반지름이 200 m이므로 해당 값을 변수 2 L로 선정하였다. 사고잦은지점 선정 시 사용하는 반지름 200 m는 도로의 구조시설기준에 관한 규칙에 의하여 설계속도가 100 km/h인 경우 최소정지시거를 기준으로 설정된 값이다.

4. 분석결과

4.1 야간 특화 교통사고 CRP 분석결과

다음은 야간 특화 교통사고 CRP 분석결과이다. Figs. 7 and 8은 대상노선의 이정별 주간교통사고의 평균(6개년) CRP 분석결과와 대상노선의 이정별 야간교통사고의 평균(6개년) CRP 분석결과이다.

본 연구에서는 야간에만 교통사고가 많이 발생하는 야간 특화교통사고 다발구간의 특성을 분석하고자한다. 이에 야간 특화 교통사고 다발구간 선정을 위해 CRP 분석의 장점을 이용하여 야간교통사고 CRP 값에서 주간교통사고 CRP 값을 제외하였다. 야간 특화 교통사고 다발구간의 선정을 위해 야간의 이정별 CRP 값에서 주간의 이정별 CRP 값을 빼는 이유는 야간에만 교통사고가 많이 발생하는 구간을 산정하기 위함이다. 이는 주야에 관련없이 교통사고가 많이 발생하는 구간은 기하구조의 문제 등으로 야간에만 교통사고를 유발하는 요인(야간 시인성 또는 조명시설 등)에서 기인한 것이 아닐 수 있기 때문이다. 다음은 야간 특화 교통사고 평균 CRP 분석결과이다(Fig. 9).

다음은 대상 노선을 IC 구간별로 나누어 나타낸 야간 특화 교통사고 평균 CRP 분석결과이다(Table 3).

4.2 기존 사고다발구간 분석방법을 통한 사고다발구간과의 비교

기존의 사고다발구간 또는 사고잦은곳의 선정방법은 연간 3회 이상의 교통사고가 발생한 지점을 선정하는 방법이다. 기존의 방법론에 따라 본 논문에서의 조사대상구간인 청주-상주고속도로의 사고다발구간 또는 사고잦은곳을 분석한 결과 Table 4와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

기존의 사고다발구간 또는 사고잦은곳의 선정방법은 주야에 상관없이 연간 사과발생횟수에 따라 선정한다. 이와 달리 본 연구에서는 야간에만 교통사고가 많이 발생하는 야간 특화 교통사고 다발구간을 선정하고자 하였으며. CRP방법론을 사용하였다. Fig. 10은 CRP 교통사고 분석을 통한 야간 특화 교통사고의 지점별 추이를 나타내는 것이다.

4.3 야간 특화 교통사고다발구간의 분류

Fig. 11은 야간 특화 교통사고 CRP 분석을 통한 교통사고 다발구간의 유형분류이다. 야간 특화 교통사고 CRP 분석결과에서 야간 특화 교통사고 CRP의 값이 큰 구간을 로드뷰를 통해 확인한 결과, IC시설이나 터널시설 인근 등에서 높은 값을 보였다. 다음은 야간 특화 교통사고 CRP 값과 그 이정에 IC 시설과 터널시설을 표시한 것이다.

이를 통해 시설(IC, 터널)등이 설치된 지점과 시설물이 설치되어 있지 않은 일반구간과의 CRP값의 편차가 심하다는 것을 알 수 있다. 이는 야간 특화 교통사고의 경우 시설물이 설치되어있지 않은 일반구간에 비해 IC나 터널시설 등이 설치된 지점에서 더 많이 발생한다는 것을 의미한다.

위처럼 야간 특화 교통사고의 CRP 값이 높은 구간은 IC시설이나 터널시설이 설치된 지점임을 알 수 있었다.

다음은 IC, 터널시설에 대한 야간 특화 교통사고 CRP 분석결과이다. IC 또는 터널시설 등 시설물의 설치지점에서 야간에만 교통사고 많이 발생하는 이유는 시설물구간의 전후 또는 내부에 설치된 조명시설로 인한 야간 시인성의 문제인 것으로 유추된다. 이러한 이유로 IC, 터널시설에 대한 야간 특화 교통사고 CRP의 도출은 IC, 터널시설 당 조명시작지점에서 조명종료지점으로 IC, 터널시설을 설정하여 도출하였다.

Fig. 12는 IC, JCT시설이 설치된 지점의 야간 특화교통사고 CRP값을 도출한 결과이다.

이를 통해 청주 JCT, 문의 IC, 남상주 JCT의 경우 다른 IC나 JCT에 비해 야간 특화교통사고 CRP 값이 높은 것을 알 수 있었다.

Fig. 13은 터널시설에 대한 야간 특화 교통사고 CRP 분석결과이다.

이를 통해 화서2터널, 내서2터널, 내서4터널의 경우 다른 터널에 비해 야간 특화교통사고 CRP 값이 높은 것을 알 수 있었다.

5. 결 론

본 연구에서는 야간에만 교통사고가 많이 발생하는 야간 특화 교통사고 다발구간을 선정하기 위해 그 방법론을 개발하고 야간 특화 교통사고 다발구간의 특성을 분석하였다.

야간 특화 교통사고 다발구간의 선정 방법론은 CRP (Continuous Risk Profile) 분석을 이용하였으며 국내실정에 맞는 변수의 설정을 통해 이루어 졌다. 또한 주야간 IC-IC구간별 교통량을 고려한 분석이 이루어졌다. 야간 특화 교통사고 다발구간 산정은 야간의 이정별 CRP 값에서 주간의 이정별 CRP 값을 빼는 방법을 통해 이루어졌으며, 그 이유는 주야에 관련없이 교통사고가 많이 발생하는 구간은 기하구조의 문제 등으로 야간에만 교통사고를 유발하는 요인에서 기인한 것이 아닐 수 있기 때문이다.

다음으로 CRP 분석을 통해 야간 특화교통사고 다발구간의 특성을 제시하였다. 야간 특화교통사고 CRP 분석결과 야간 특화교통사고의 경우 시설물이 설치되어 있지 않은 일반구간에 비해 IC나 터널시설 등이 설치된 지점에서 더 많이 발생하여 그 편차가 있었다. 또한 IC, 터널시설에 대한 야간 특화교통사고 CRP 분석결과 IC간에도 야간 특화 교통사고의 편차가 있었으며, 터널 간에도 야간 특화 교통사고의 편차가 있음을 확인하였다. 이처럼 야간 특화 교통사고가 IC, 터널시설에서 많이 발생하는 이유는 기하구조 등의 요인에 기인한 것이 아니라, 시설물의 전후 또는 내부에 설치된 조명시설로 인한 야간 시인성의 문제인 것으로 유추된다.

이를 통해 야간 특화 교통사고 다발구간선정을 위한 방법론을 제시하였으며, 야간 특화 교통사고 다발구간의 특성을 제시하였다.