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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박준영
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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교통사고는 도로 구간의 기하구조, 교통, 운전자 특성과 같은 다양한 요인의 영향을 받아 발생한다. 사고발생과 요인간의 관계를 통계적으로 추정하기 위해 다양한 연구에서 안전성능함수를 활용하고 있으며 연구 목적에 따라 다양한 특성 변수가 사용되었다. 기존 국내 연구들은 일반적으로 교통량을 AADT와 같이 거시적인 집계 단위로 정량화하여 사고발생과 구간의 평균적인 특성의 상관관계를 분석하였으나 이는 실시간으로 변화하는 교통 특성을 반영하기 어렵다는 한계가 있다. 따라서 교통 환경의 특성을 탄력적으로 반영할 수 있는 효과적인 집계 단위에 대한 연구의 필요성이 제시된다.
본 논문에서는 기존 연구에서 사용되는 연 단위 사고예측모형에 추가적으로 1시간, 30분, 실시간(5분) 집계단위를 선정하여 고속도로의 시간대별 교통 특성을 세부적으로 반영할 수 있는 안전성능함수를 개발하고자 하였다. 또한 세부 단위별 모형간 예측 성능 평가를 통해 국내 고속도로 환경에 최적화된 사고예측모형을 선정하였다. 연 단위, 1시간, 30분 단위의 안전성능함수는 각 집계단위별 사고건수를 종속변수로 사용하며 포아송 회귀모형 및 음이항 회귀모형의 형태로 개발되었다. 추가적으로 보다 미시적인 단위의 사고예측을 위해 5분 단위의 실시간 사고발생 확률예측 모형을 개발하였으며 종속변수를 사고발생 유무의 이항형태로 선정함에 따라 로지스틱 회귀모형을 사용하여 개발되었다. 최종 선정된 시간단위별 최적 모형의 평가 데이터별 예측 성능을 비교를 수행하였다. 평가 결과 모든 모형에서 균일한 예측 성능을 보인 모형은 30분 단위 및 1시간 단위 모형으로 나타났다. 이는 기존 연 단위 모형보다 세부적인 시간단위의 교통특성을 반영한 1시간, 30분 단위 모형의 예측 성능이 평균적으로 높게 도출되었으며 세부 집계단위 안전성능함수가 실제 사고예측에서 충분히 활용될 수 있음을 제시하였다.
본 논문에서 제시된 사고예측모형과 구축 방법론은 향후 동적 특성을 고려한 고속도로 구간의 사고 위험요인 판단에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 시간대별 교통량 등의 교통 패턴이 명확하게 차이나는 구간에 대해 기존 모형으로 검토할 수 없었던 위험 요인을 반영할 수 있다는 점에 의의가 있다. 또한 본 논문의 모형간 예측성능 평가 결과는 고속도로 운영관리 측면에서 세부 집계수준 사고예측모형의 활용 가능성을 제시하고 데이터 유실 등으로 인한 문제에 유동적인 활용을 위한 모형의 전이성을 평가하는 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 기존 연구에서 사용되는 연 단위 사고예측모형에 추가적으로 1시간, 30분, 실시간(5분) 집계단위를 선정하여 고속도로의 시간대별 교통 특성을 세부적으로 반영할 수 있는 안전성능함수를 개발하고자 하였다. 또한 세부 단위별 모형간 예측 성능 평가를 통해 국내 고속도로 환경에 최적화된 사고예측모형을 선정하였다. 연 단위, 1시간, 30분 단위의 안전성능함수는 각 집계단위별 사고건수를 종속변수로 사용하며 포아송 회귀모형 및 음이항 회귀모형의 형태로 개발되었다. 추가적으로 보다 미시적인 단위의 사고예측을 위해 5분 단위의 실시간 사고발생 확률예측 모형을 개발하였으며 종속변수를 사고발생 유무의 이항형태로 선정함에 따라 로지스틱 회귀모형을 사용하여 개발되었다. 최종 선정된 시간단위별 최적 모형의 평가 데이터별 예측 성능을 비교를 수행하였다. 평가 결과 모든 모형에서 균일한 예측 성능을 보인 모형은 30분 단위 및 1시간 단위 모형으로 나타났다. 이는 기존 연 단위 모형보다 세부적인 시간단위의 교통특성을 반영한 1시간, 30분 단위 모형의 예측 성능이 평균적으로 높게 도출되었으며 세부 집계단위 안전성능함수가 실제 사고예측에서 충분히 활용될 수 있음을 제시하였다.
본 논문에서 제시된 사고예측모형과 구축 방법론은 향후 동적 특성을 고려한 고속도로 구간의 사고 위험요인 판단에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 시간대별 교통량 등의 교통 패턴이 명확하게 차이나는 구간에 대해 기존 모형으로 검토할 수 없었던 위험 요인을 반영할 수 있다는 점에 의의가 있다. 또한 본 논문의 모형간 예측성능 평가 결과는 고속도로 운영관리 측면에서 세부 집계수준 사고예측모형의 활용 가능성을 제시하고 데이터 유실 등으로 인한 문제에 유동적인 활용을 위한 모형의 전이성을 평가하는 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
목차
제 1장 서론 11.1 연구의 배경 및 필요성 11.2 연구 목적 3제 2장 기존 문헌 고찰 62.1 교통 특성의 시간적 패턴 분석 연구 62.2 교통사고예측모형 82.2.1 안전성능함수(Safety performance function) 82.2.2 안전성능함수 및 사고예측모형 분석 사례 112.2.3 실시간 사고발생확률 예측모형 132.3 교통사고 영향요인 분석 사례 152.3.1 도로 기하구조 152.3.2 동적 교통 특성 172.4 기존 연구와의 차별성 21제 3장 연구 방법론 223.1 연구 개요 223.2 데이터 수집 범위 233.3 분석 시간 단위별 예측 모형 구축 253.3.1 분석지표 정의 253.3.2 분석 집계단위 설정 263.3.3 교통사고 예측모형 구축 방법론 273.3.4 집계 단위별 최적 모형 선정 333.4 모형간 예측 성능 비교 343.4.1 평가 데이터 추출 343.4.2 모형간 예측 결과 비교 34제 4장 연구 결과 364.1 분석 자료 구축 결과 364.1.1 정적 변수 수집 결과 364.1.2 동적 변수 수집 결과 374.1.3 종속변수 집계 결과 414.1.4 분석 지표간 상관성 분석 결과 444.2 연 단위 모형 484.3 1시간 단위 모형 504.4 30분 단위 모형 524.5 실시간(5분) 단위 모형 544.6 모형 비교 및 평가 564.6.1 연 단위 데이터기반 사고예측 결과 574.6.2 1시간 단위 데이터기반 사고예측 결과 584.6.3 30분 단위 데이터기반 사고예측 결과 594.6.4 실시간(5분) 단위 데이터기반 사고확률 예측 결과 604.7 소결 61제 5장 결론 635.1 결론 635.2 한계점 및 향후 연구과제 65
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