● 교통혼잡은 인간의 삶의 질에 부정적인 영향을 줄 수 있으며, 실제로 운전자들은 지연과 이로 인한 스트레스에 시달리며 환경오염도 증가함. 그러나 지금까지 교통혼잡이 주행 안전에 미치는 영향은 명확하게 보고된 바 없음

● 본 고에서는 기존 문헌 고찰(Literature Review)을 통해 고속도로에서의 교통혼잡과 안전과의 관계에 대해 살펴보고 아래와 같은 가설을 검증함

1) 교통사고 빈도는 교통혼잡 수준에 따라 증가한다.

2) 교통사고 빈도와 심각성, 유형은 교통혼잡이 발생할 시의 교통 흐름 조건(peak time or non peak time 등)의 변화에 영향을 받는다.

3) 교통혼잡이 시작되면 대형 교통사고는 줄어들며, 차량 행렬의 꼬리 부분에서 심각한 후미 교통 사고가 예상된다.

4) 교통혼잡이 안전에 미치는 영향은 운전자의 교통혼잡에 대한 반응에 의존한다.(예를 들어 교통 혼잡 유형, 차량 행렬의 위치와 교통 상황과 관련된 다양한 신호 등)

● 첫 번째 가설 검증 결과, 다양한 조건에서의 분석 결과가 일관적이지 못함. 특정 분석에서는 도로의 용량 대비 차량 수가 많을수록 사고 발생확률은 증가하나, 심각한 교통 사고 수는 줄어드는 것으로 나타남. 그러나 다른 연구에서는 혼잡도가 증가할수록 교통 사고 빈도는 줄어들며, 일부 연구에서는 차량 혼잡도와 사고 빈도, 사고의 심각성 간에 유의한 관계가 있음을 밝히지 못함

● 두 번째 가설의 경우 연구결과의 일관성이 발견됨. 연구결과, 차량 운행 속도의 변동성(불안정적인 운행 조건 지표)이 증가함에 따라 사고 발생률이 증가함. 또한 교통 혼잡도가 높을수록 차량 운행 속도의 변동성에 따라 사고가 많이 발생함. 그리고 도로 용량 대비 차량 수가 많을수록, 사고의 심각성은 감소함. 이는 Golob, Recker & Pavlis(2008)의 연구결과와 일치함. 그리고 본 연구에서는 불안정적 운행 조건일수록 차량 후미 교통 사고가 더 자주 발생함을 밝힘.

● 세 번째 가설은 관련 선행 연구의 부족으로 완벽하게 논의하지는 못함. 단, Golob, Recker & Pavlis(2008)의 연구를 참조하면, 일단 교통 혼잡이 시작되면 사고의 심각성은 현저히 감소함. 단, 고정된 물체에 대한 사고 빈도는 증가함. 그리고, 왼쪽 Lane과 주행 Lane이 혼잡하면, 후미 및 측면 사고 빈도가 증가함.

● 네 번째 가설(구조적인 또는 임시적인 혼잡) 또한 관련 선행 연구 부족으로 검증하지 못함.

● 미래 수행 연구로서, 저자들은 고속도로상에서의 혼잡도와 안전과의 관계 규명을 위한 보다 세부적인 연구로서, 교통량 관련 자료와 혼잡 및 사고 자료와의 연결을 제안함.

1. 서론

● 네덜란드에서 고속도로 교통 혼잡으로 인한 지연은 2000년~2008년 사이 58% 증가

● 교통 혼잡은 경제의 생산성 저하, 사람의 삶의 질 저하 등 부정적인 영향

● 그러나 교통혼잡이 주행 안전에 미치는 영향은 명확하게 보고된 바 없음. Rietveld & Shefer(1994)가 교통 혼잡이 주행 속도 감소에 따라 치명적인 사고 감소에 긍정적인 영향을 미친다고 주장했으나, 교통 혼잡이 안전에 미치는 영향에 대한 세부적인 분석은 미흡함.

● 즉, 차량 흐름의 안정성, 교통 혼잡이 형성될 때의 차량 속도 변화폭에 따라 후미 사고의 발생, 그리고 구조적인 교통 혼잡(항상 차량 흐름이 도로 용량을 초과)으로 인해, 운전자들의 우회도로 검색에 따른 사고 위험 증가 등에 대한 설명은 부족함.

1.1 문제 정의(가설)

1) 교통사고 빈도는 교통혼잡 수준에 따라 증가한다.

2) 교통혼잡이 시작되려고 할때, 평균 주행 속도는 감소하나 교통 흐름 조건은 불안정하기 시작한다. 주행 속도 감소에 따라 심각한 사고 발생은 소수에 그칠 것이나, 불안정한 주행에 따라 후미 충돌 사고 빈도는 증가할 것이다. 즉, 사고의 심각성？유형은 교통 흐름 조건 변화에 영향을 받을 것이다.

3) 교통이 혼잡하면, 차량 행렬에 접근하는 차량은 이에 놀랄 수 있고, 이로 인해 심각한 후미 교통 사고가 차량 행렬 끝에서 발생할 수 있다.

4) 교통 혼잡에는 구조적인 혼잡(재발하는 혼잡)과 임시적인 혼잡(재발하지 않는 혼잡)이 있다. 구조적인 혼잡이 특정 시점과 특정 장소에서 발생해 운전자들이 예상할 수 있는 반면, 임시적인 혼잡은 운전자를 놀라게 하거나 예상치 못한 행동을 유발할 수 있다. 따라서 혼잡에 따른 안전성 영향은 교통 혼잡 유형과 혼잡에 대한 운전자의 놀람 정도에 따라 변화한다.

5) 혼잡에 따라 운전자들은 차량 내의 시스템과 다양한 신호 그리고 본인의 지식 네트워크와 정보에 따라 경로 선택을 할 수 있다. 이 때 경로 선택에 따라 안전성 문제가 대두될 수 있다.

2. 교통 흐름 이론에 대한 소개

2.2 교통혼잡도의 측정 방법

● 교통혼잡도는 도로의 Volume, Density, Occupancy, Queue, Length, Travel Time, Delay, Speed, Volume to Capacity Ratio(V/C), Level of Service(LOS) 등으로 측정

● 이중 V/C Ratio와 LOS는 오랜 기간 동안 고속도로 측정 기준으로 활용되었으며, LOS는 교통 흐름에서의 운용 상의 조건을 측정하는데 활용하는 질적 지표로 활용. LOS A이면, 교통 흐름이 원활하며, LOS F이면 혼잡을 의미.

● V/C Ratio는 일반적으로 0.8 또는 0.85를 넘어가면 혼잡 상태로 간주

● 또한 네덜란드 Ministry of Waterways and Public Works의 연구에 따르면, 시속 50km 이하 주행일 경우, 고속도로 상에서의 혼잡으로 간주

3. 문헌 고찰(Literature Review)

4. 결론 및 향후 연구과제

4.1 결론

● 첫 번째 가설에 대한 기존 연구에서의 결과는 일관성이 부족

- Chang & Xiang(2003), Zhou & Sisiopiku(1997)에서는 V/C Ratio가 높을수록, 사고율은 높아지나 심각한 사고율은 줄어든다고 주장

- 반면 Lord et al.(2005)는 교통 체증이 심할수록 사고율이 낮아진다고 주장하였으며, Wang, Quddus & Ison(2009)은 교통 채증과 사고 빈도ㆍ사고 심각성 간에는 아무런 영향이 없다고 밝힘

● 두 번째 가설은 연구결과의 일관성이 발견됨

- 차량 속도 변동성(운행조건 불안정성)이 증가할수록, 사고 발생률은 증가

- 주행선 간의 차량 속도 차이와 도로 Density 변동성이 클수록 사고 발생률은 증가

- 그러나 도로 혼잡도가 높을수록 사고의 심각성은 감소

- 사고 유형에 대한 고찰에서는 운행조건이 불안정할수록, 차량 후미 교통사고가 더 자주 발생

● 세 번째 가설은 관련 선행 연구 부족으로 완벽하게 규명하지 못함

- 단, Lee, Hellinga & Saccomanno(2003)의 연구에 따르면 사고는 차량 행렬의 형성과 소멸(Formation and Dissipation) 단계에서 교통사고가 더 많이 발생하며, Abdel-Aty & Pande(2006)은 차량 행렬 소멸 때 보다 형성 시에 교통사고가 더 많이 발생한다고 주장

- 단, Golob, Recker & Pavlis(2008)의 연구를 참조하면, 일단 교통 혼잡이 시작되면 전 차선의 교통량이 유사할 때, 사고의 심각성은 현저히 감소함. 단, 고정된 물체에 대한 사고 빈도는 증가함. 그리고 왼쪽 Lane과 주행 Lane이 혼잡하면, 후미 및 측면 사고 빈도가 증가함.

● 네 번째 가설 또한 관련 선행 연구 부족으로 검증이 부족

4.2 향후 연구과제

● 해결하지 못한 가설에 대한 검증을 위해 추가적인 Modelling, Observation, Data Analysis이 필요

- Modeling: 다양한 불안정적 교통 흐름 및 혼잡 과정을 분석할 수 있는교통 흐름 모델 마련

- Observation: 고속도로 상의 교통 흐름 분석

- Data Analysis: 관련 자료 수집 및 교통사고 기록보유 기관과의 연계 용이성 확보