Traffic Accident Reduction Effects of the All-Red Clearance Interval (ARCI) Operation

(1)

전적색신호시간 운영에 따른 교통사고 감소효과

박병호¹*․정용일²․김경환³

1충북대학교 도시공학과, ²도로교통공단 충북지부, ³충북대학교 대학원

PARK, Byung Ho¹*․JUNG, Yong Il²․KIM, Kyung Hwan³

1Department of Urban Engineering, Chungbuk National University, Chungbuk 361-763, Korea

2Chungbuk Branch, Road Traffic Authority, Chungbuk 363-789, Korea

3Graduate School, Chungbuk National University, Chungbuk 361-763, Korea

Abstract

This study deals with the relationships between signal operation and traffic accident of signalized intersections.

The objective of this study is to analyze the traffic accident reduction effects on the operation of all-red clearance interval (ARCI). This study gives particular attentions to evaluating the traffic accident reduction effects of ARCI at 37 signalized intersections in Cheongju using before-after evaluation with comparison group.

The main results are as follows. First, the number of traffic accidents, fatalities and injuries has changed before operating ARCI and thereafter. Second, the result of before-and-after evaluation with comparison group showed that the number of accidents was reduced by 20.0% and that the number of fatalities and injuries was reduced by 28.0%. Finally, reduction effects from operating ARCI were evaluated to be 6.0~35.0% in the number of accidents and 18.0~37.0% in the number of fatalities and injuries.

이 연구는 신호교차로의 신호운영과 교통사고의 관계를 다루고 있다. 연구의 목적은 전적색신호시간(ARCI) 운영 에 따른 교통사고 감소효과를 분석하는데 있다. 이를 위해 이 연구는 청주시 37개 신호교차로를 대상으로 비교그룹 방법을 사용하여 ARCI의 교통사고 감소효과를 평가하는데 중점을 두고 있다.

주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 교통사고 건수와 사상자 수는 ARCI 도입 전․후가 다른 것으로 평가되었다. 둘 째, 교통사고 감소효과를 비교그룹방법으로 분석한 결과, 사고건수는 20.0%, 그리고 사상자 수는 28.0% 감소한 것으 로 분석되었다. 마지막으로, 전적색신호시간 운영에 따른 사고건수의 감소 효과는 6.0～35.0%, 사상자 수의 감소 효 과는 18.0～37.0%로 평가되었다.

Key Words

Traffic Accident, Paired-Sample t-test, Before-After Evaluation with Comparison Group, Accident Reduction, All-red Clearance Interval

교통사고, 대응표본 t 검정, 비교그룹 사전․사후평가, 사고감소, 전적색신호시간

* : Corresponding Author

[email protected], Phone: +82-43-261-2496, Fax: +82-43-264-2496

(2)

Introduction (Background and Goal)

↓

Literature Review

Operational

Characteristics Methodology

↓

Data Collection / Test

↓

Reduction Effect of Accidents (C·G Method)

No. of Accidents No. of Fatality and Injury

↓ Conclusion

<Figure 1> Flowchart of Study

Ⅰ. 서론

1. 연구의 배경 및 목적

2010년 전국 교통사고 발생건수는 총 226,878건 이며, 사망자는 5,505명, 부상자는 352,458명으로 집계되었다(경찰청, 2011). 교통사고로 인한 사회적 비용도 2009년 기준으로 GDP에 1.1% 규모인 11조 8천억 원에 이르는 것으로 추정되었다(도로교통공단, 2010).

전체 교통사고 중 교차로 교통사고는 총 101,547건으 로 전체 교통사고의 44.8%의 높은 비율을 나타내고 있 으며, 신호위반에 의한 교통사고도 전체의 11.4%로 나 타나 교차로 사고감소가 중요한 이슈로 대두되고 있다.

FHWA(2009)에서는 교차로 교통사고 감소를 위한 다양한 신호운영 방안들을 제시하고 있으며, 이 중 전적 색신호시간은 신호위반(late exits 포함) 방지를 위한 가장 저비용의 교통안전 제고방안이라 소개하고 있다.

미국 디트로이트시의 경우, 지역 내 33개 신호교차로 를 대상으로 전적색신호시간 도입 및 신호등 렌즈크기 확대를 통해 약 33.3%의 사고감소, 45.5%의 인피사고 감소효과를 도출한 것으로 보고된다(FHWA, 2009).

국내의 경우 교차로가 매우 넓어 현시변경에 의한 사 고의 위험이 있을 때, 교차로를 횡단하는 보행자를 보호 하고, 대향방향의 차량과 교차로를 벗어나지 못한 차량 간의 충돌을 피하기 위하여 전적색신호를 운영할 것을 권장하고 있다. 또한 황색신호시간을 최대 5초로 하고 이를 넘는 경우 1～2초의 신호시간을 적용할 것을 권장 하고 있다(경찰청, 2005).

하지만, 다양한 해외 연구결과에 비해 전적색신호시 간 도입에 따른 국내 연구사례를 찾아보기 힘들다. 전적 색신호시간 도입에 따른 효과분석은 김용석(2010)에 의 해 수행된 연구가 유일하며, 김용석의 경우도 국내 관련 연구의 부재와 더불어, 다양한 검증방법론에 대한 아쉬 움을 표현하고 있다.

이에 본 연구는 2008년 7월, 청주․청원 사고 잦은 지점을 대상으로 시행된 전적색신호시간 도입사례를 토 대로, 사전-사후분석(비교그룹방법)을 통해 도입효과를 분석하고자 한다.

2. 연구의 수행과정

본 연구의 수행과정은 <Figure 1>과 같다. 우선 기존 문헌을 통해 전적색신호시간 관련 국내외 운영특성, 관 련연구 및 분석방법론을 고찰한다. 다음으로 사전-사후 자료를 구축하고 평균의 독립성 검정을 위해 대응표본 t 검정을 시행한다. 이후 전적색신호시간 도입에 따른 분 석지표별 교통사고 감소효과를 추정하고, 신뢰구간을 설 정한다. 마지막으로, 연구결과를 정리하고 향후 과제를 제시한다.

Ⅱ. 문헌 연구

1. 전적색신호시간 운영특성 및 관련연구

전적색신호시간의 적용기준은 다음과 같다.

국내의 경우에는 황색시간은 최대 5초로 하며, 이를 넘는 나머지 시간은 2초 범위 내에서 전적색신호시간을 사용하도록 규정하고 있다. 교차로 폭과 접근속도에 따 른 황색시간은 식(1)과 같이 정의된다.¹⁾

1) 국내의 경우는 황색시간과 전적색신호시간을 포함해서 7초를 초과하지 못하도록 하며, 교차로 폭과 접근속도에 따라 황색시간 및 전적색신 호시간을 표로 제시하고 있다(경찰청(2005), 교통신호기 설치‧관리 매뉴얼, p.42.).

(3)

_{  }



 



_ ₍₁₎

여기서, 는 황색신호시간(), _{는 인지반응시간} (1.0), 는 접근속도(), 는 정지감속도(5.0

^), 는 교차로 횡단거리(), 은 차량길이(), 그리고 는 출발인지 반응 및 여유시간(1.5)이다.

미국의 경우 주(州)별로 조금씩 상이하기는 하나, 기 본적으로 ITE에서 제시하고 있는 식(2)를 바탕으로 적 용되고 있다.

      

  

  

(2)

여기서, 는 황색신호시간(), 는 인지반응시간(일 반적으로 1), 는 설계속도(), 는 가속도(일반 적으로 3.0^), 는 중력가속도(9.8^), _는 접근로경사(, 내리막경사 값은 음수), 는 정지 선에서 충돌이 없는 지점까지 거리(), 그리고 은 차 량길이(일반적으로 6.0)이다.

전적색신호시간 관련 연구를 살펴보면, 앞서 기술한 것과 같이 국내 사례는 김용석(2010)의 연구가 유일하 다. 그는 전적색신호시간을 도입한 10개 교차로를 대상 으로 비모수검정을 통해 전적색신호시간 도입이 교차로 직각충돌사고에 미치는 영향을 검증하였다.

한편, 국내와 달리 해외에는 많은 연구가 진행되고 있 으며 사례를 살펴보면 다음과 같다.

Retting(2002)은 뉴욕주의 122개 4지 교차로를 대 상으로(분석대상, 비교대상) 전적색신호시간 도입에 따 른 교통사고 감소효과를 분석하였으며, 분석결과 전체 사고건수는 8% 감소(p=0.08), 인피 사고건수는 12%

감소(p=0.03), 그리고 보행자·자전거 사고건수는 37%

가 감소(p=0.03)한 것으로 제시하고 있다.

Schattler(2003)는 미시건주의 사례를 근거로, 전 적색신호시간 적용에 따른 신호위반 및 차량의 후반부 유출 빈도의 감소를 분석하였다.

Souleyrette(2004)는 미네아폴리스 38개 교차로를 대상으로 횡단면분석 및 사전-사후 분석을 통하여 전적 색신호시간 도입 후 교통사고 감소효과를 밝히고 있다.

이 외에도 디트로이트, 오클랜드, 인디아나 및 롱 아 일랜드 등 다양한 지역에서 전적색신호시간의 교통사고 감소효과가 보고되고 있다.

이처럼 해외의 경우 오랜 기간 동안 다양한 분석방법

론을 토대로 연구가 진행되어 온 것에 비하여, 국내에는 그 사례가 많지 않은 것이 아쉬운 실정이다.

특히, 전적색신호시간 도입에 따라 교통사고가 구체 적으로 얼마나 감소하였는지에 대한 사전-사후 분석은 본 연구가 유일하며, 그렇기에 본 연구의 필요성 및 중요 성이 대두된다.

2. 사전-사후 분석방법론

사전-사후 분석은 시설물의 효과분석에 활용되며, 단 순비교방법(simple before-after evaluation method), 일대일비교방법(one to one matching with yoked comparisons), 비교그룹방법(before-after evaluation with comparison group) 및 Bayes 방법(before- after evaluation with the Bayes approach) 등의 4가지 방법이 대표적이다(Hauer, 1997).

일반적으로 계산과정이 비교적 용이한 단순사고건수 비교방법과 일대일 비교방법보다는 비교그룹방법 및 Bayes 방법이 많이 활용되고 있다.

비교그룹방법의 경우 유사 특성을 지닌 지점을 비교 그룹으로 분류하여 분석함으로서, 한 지점을 선택함으로 써 발생할 수 있는 오류를 보완하는 장점이 있지만, 평균 으로의 회귀(RTM: regression to mean) 문제가 발생 하는 단점이 있다.

반면, Bayes 방법은 참조그룹의 안전성능함수(SPF:

safety performance function)를 활용하여 비교대상 사고 건수의 대표성을 높이고, RTM 문제를 해결할 수 있는 장점이 있는데 비해, 모형구축이 복잡하고 많은 자 료가 필요하다는 단점이 있다.

본 연구는 자료수집의 한계로 인하여, 비교그룹방법 을 활용한 분석을 시행하며, 전적색신호시간이 적용되지 않은 교통사고 잦은 곳 교차로를 비교대상 그룹으로 활 용함으로써, 참조집단 선정에 있어 유사성에 따른 문제 를 극복하고자 한다.

비교그룹을 이용한 사전-사후 분석방법의 기본개념은 특정 사업이 시행된 지점에서 사업 시행 후 발생한 사고 건수와 동일한 조건아래 사업이 시행되지 않았을 경우에 발생할 사고건수를 예측하여 비교하는 것이다.

비교그룹방법의 기본개념 및 수행과정은 <Figure 2>

와 <Table 1>과 같다.

일반적으로 비교그룹방법에서의 효과척도는 사고변화 건수(), 혹은 사고변화율()이 사용되며,   이면

(4)

Target group

Before (2007)

Accident data of 37 intersections (207) before ARCI introduction After

(2009)

Accident data of 37 intersections (2009) after ARCI introduction Compari-

son group

Before (2007)

Accident data (2007) of 208 intersections except target group After

(2009)

Accident data (2009) of 208 intersections except target group

<Table 3> Target and Comparison Groups Classifi-

cation

Yellow Time (All-red Time)

Total 3sec(2sec) 4sec(2sec) 5sec(2sec)

3-leg 7 3 2 12

4-leg 8 10 7 25

Total 15 13 9 37

<Table 2> Operational Conditions of All-red Clearance Interval (Unit : Number) Comparison Group

(_)

Target Group (_)

Estimation of  using _ and _

  _·  _· 



  

 

_{· }

Class. Target group

Comparis on group

Before K N

After L M

_ : ratio of accident between before and after installation in comparison group

_ : ratio of accident between before and after installation in target group

* Recited in the study of Lee, Soo Beom(2008)

<Figure 2> Concept of Comparison Group Method

Step Purpose Equations of Comparison Group Method Step

1

Forecas ting ,



^   ^  ·  ·    

 _·

Step 2

Forecas ting

^^,

^^

       ^·

__^_{ }_



  ^^

or  ^·

_







^

 

 ^  

    



^ ∴  ^≅ ·



^

  

  ^  

    



Step 3

Forecas ting

, 

^  

^_{ ≅ }

    __^_



 1 ^



Step 4

Forecas ting

^^,

^^

^^^  

^^^_{≅ }

    ^^

  ^    ^^

   ^^

^·^  ^

* Recited in the study of Lee, Soo Beom(2008)

<Table 1> Study Flow of Comparison Group Method