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Development of Accident Forecasting Models in Freeway Tunnels using Multiple Linear Regression Analysis

다중선형 회귀분석을 이용한 고속도로 터널구간의 교통사고 예측모형 개발

  • 박주환 (경기개발연구원 교통연구부) ;
  • 김상구 (전남대학교 물류교통학전공)
  • Received : 2012.11.28
  • Accepted : 2012.12.09
  • Published : 2012.12.31

Abstract

This paper analyzed the characteristics of traffic accidents in all tunnels on nationwide freeways and selected some various independent variables related to accident occurrence in tunnels. The study aims to develop reliable accident forecasting models using the various dependent variables such as the number of accident (no.), no./km, and no./MVK. Finally, reliable multiple linear regression models were proposed in this paper. This study tested the validity verification of developed models through statistics such as $R^2$, F values, multicollinearity, residual analysis. The paper selected the accident forecasting models considering the characteristics of tunnel accidents and two models were finally proposed according to two groups of tunnel length. In the selected models, natural logarithm of ln(no./MVK) is used for the dependent variable and AADT, vertical slope, and tunnel hight are used for the independent variables. The reliability of two models was proved by the comparison analysis between field data and estimating data using RMSE and MAE. These models may be not only effective in evaluating tunnel safety under design and planning phases of tunnel but also useful to reduce traffic accidents in tunnels and to manage the traffic flow of tunnel.

본 논문은 고속도로 터널구간을 대상으로 교통사고특성을 다각적으로 분석하여 다양한 독립변수를 선정하고 종속변수를 건, 건/km, 건/백만대km로 다양화하여 다중선형회귀모형을 개발하였다. 그리고 개발된 모형들은 상호 비교 검토하여 최종적으로 교통사고영향요인으로 구성된 신뢰성 있는 교통사고예측모형을 결정하였다. 교통사고예측모형은 모형의 $R^2$, F값 등 검정통계량 수준, 다중공선성, 잔차분석 등 모형검증과정이 수행되었고 터널구간의 교통사고특성 반영여부 등을 검토하여 최종적으로 터널길이에 따라 총 2개의 모형을 선정하였다. 선정된 종속변수는 ln(건/백만대km)이며, 독립 변수는 연평균일교통량(AADT), 종단구배, 터널높이로 구성되었다. 추정모형은 RMSE, MAE를 이용하여 예측한 값과 실제 관측값과의 차이를 분석하여 터널구간의 교통사고를 설명하는데 적합한 모형으로 파악되었다.

Keywords

References

  1. 진교남, "고속도로 교통사고의 원인 및 특성규명과 안전대책에 관한 연구", 대한교통학회지, 제1권, 제1호, pp.120-130, September 1983.
  2. 강정규, 임강원, "우리나라 고속도로의 기하구조 특성과 교통사고율과의 상관관계에 관한 연구", 대한교통학회지, 제3권, 제1호, pp.3-21, June 1985.
  3. 백승걸, 장현호, 강정규, "교통량과 통행길이를 고려한 고속도로 교통사고 예측 연구", 대한교통학회지, 제23권, 제2호, pp.95-105, April 2005.
  4. 이주환, "우리나라 고속도로 교통사고 특성분석 및 모형개발", 동국대학교 토목공학과 석사논문, February 1997.
  5. 강민욱, 도철웅, 손봉수, "고속도로 평면선형상 사고빈도분포 추정을 통한 음이항회귀모형 개발(기하구조요인을 중심으로)", 대한교통학회지, 제20권, 제7호, pp.197-204, December 2002.
  6. 강정규, "고속도로 선형조건별 교통사고 위험도 평가모형 개발(호남고속도로를 중심으로)", 대한교통학회지, 제20권, 제4호, pp.163-175, August 2002.
  7. 이수범, 김정현, 홍다희, 유창남, "도로등급 및 특성에 따른 교통사고예측모형개발", 대한토목학회논문집, 제23권, 제4호, pp.495-504, July 2003.
  8. C. V. Zegeer, J. Hummer, D. Reinfurt, L. Herf and W. Hunter, "Safety Effects of Cross-section Design for Two-Lane Roads", Federal Highway Administration, FHWA-RD-87-008, 1986.
  9. 박효신, "고속도로 인터체인지 연결로에서의 교통사고 예측모형 개발", 연세대학교 도시공학과 석사논문, December 2006.
  10. 김희경, "고속도로 분기점 형태별 교통사고 예측모형 개발에 관한 연구", 한양대학교 SOC 투자 및 개발학 전공 석사논문, August 2009.
  11. 하태준, 박찬모, 오재철, "고속도로 진출램프부 근의 교통사고예측모형 개발에 관한 연구", 대한토목학회 학술발표회, November 2002.
  12. 윤병조, "고속도로 트럼펫형 IC 연결로 유형별 교통사고 예측모형 개발", 대한토목학회논문집, 제27권, 제1호, pp.81-87, January 2007.
  13. 노창균, 박종서, 손봉수, "고속도로 연결로의 교통사고 추정모형 연구", 대한교통학회지, 제26권, 제4호, pp.29-40, August 2008.
  14. 한국도로공사, "고속도로 교통사고 통계", 2004- 2009.
  15. 국토해양부, "교량 및 터널현황 조서", pp. 1479-1522, August 2010.
  16. J. F. O' Hanlon and G. R. Kelly, "Comparison of performance and physiological changes between drivers who perform well and poorly during prolonged vehicular operation, In R. R. Mackie (Ed.)", Operational performance and physiological correlates, pp.87-109, 1977.

Cited by

  1. 온톨로지 기반 대용량 코호트 DB 검색 시뮬레이션 vol.25, pp.1, 2012, https://doi.org/10.9709/jkss.2016.25.1.029
  2. 교통 저해요소별 회전교차로 사고모형 vol.32, pp.1, 2012, https://doi.org/10.14346/jkosos.2017.32.1.128
  3. 계절 ARIMA 모형을 이용한 고령운전자의 안전운전불이행에 의한 교통사고건수 예측분석 vol.40, pp.1, 2012, https://doi.org/10.11627/jkise.2017.40.1.065
  4. 로지스틱회귀분석 모델을 활용한 도시철도 사상사고 사고예측모형 개발에 대한 연구 vol.20, pp.4, 2012, https://doi.org/10.7782/jksr.2017.20.4.482
  5. VR 자전거의 사용자 경험 설계 모델 예측에 관한 연구 vol.16, pp.11, 2012, https://doi.org/10.14400/jdc.2018.16.11.167
  6. 상태기반 유지보수 기법을 적용한 차량고장 진단 및 예측 시스템 연구 vol.18, pp.4, 2019, https://doi.org/10.12815/kits.2019.18.4.80