선진 4개국의 도로교통스톡 분석 연구

최재성 한국도로학회 2016 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.06

본 연구에서는 선진 4개국(미국, 영국, 독일, 일본)의 도로교통스톡 수준을 분석하였습니다. 한국과 각 국가별 도로 연장 수준을 비교하기 위해 2005년과 2013년 국토계수당 도로연장*을 산정하였습니다. 2005년 국토계수당 도로 연장을 살펴보면, 미국·독일·영국은 3.0 이상을 상회하며, 4개국 국제평균 (4.12)대비 높은 수치를 보였으며, 일본은 5.7으로 상대적으로 매우 높은 수준이 확인되었습니다. 반면 한국은 1.47로 4개국 평균의 절반수준에도 훨씬 못 미치는 것으로 나타났습니다. 한편, 2005년도와 비교 하여 미국의 2013년 국도계수당 도로 연장은 감소하였으며, 독일・영국・일본은 다소 증가하였습니다. 한 국(1.48)은 소폭 증가하였으나 2013년에도 여전히 4개국 평균(4.15)보다 훨씬 낮은 수준을 보여주고 있습 니다. 자동차 등록 대수 부문에서는 2005년과 2013년에 미국이 가장 높은 수치를 보이고 있으며, 이례적 으로 일본이 2005년에 비해 2013년의 자동차 등록수가 감소하였습니다. 도로화물운송 부문에서는 2005년과 2013년을 비교했을 때 미국과 한국은 도로화물운송이 점차 증가하 였으나, 독일・영국・일본은 도로화물운송이 감소하였습니다. 도로여객수송 부문은 2005년과 2013년 모두 미국이 상대적으로 높은 수준이었으며, 이어 독일이 높은 수치를 보였습니다. 이례적으로 일본이 2005년 에는 1km당 933,005 백만 인을 수송하다가 2013년에는 76,000 백만인-km로 현저히 낮아졌는데, 이는 2010년 이후 계속 유지되고 있는 추세로 보입니다. 한국은 2005년과 비교하여 2013년에 도로여객수송이 증가하였지만, 여전히 선진국 평균에 비교해서는 낮은 수치를 보이고 있습니다. 도로부문의 에너지소비량 은 2005년 대비 2013년 한국을 제외한 4개국에서 점차 에너지 소비량이 감소하고 있는 추세를 보이며, 도로부문의 인프라 투자의 경우 일본을 제외한 미국・독일・영국・한국은 2005년 대비 2013년 투자를 확대 하였습니다.

도로포장의 미래 정책 이슈와 기술

남정희 한국도로학회 2022 도로 : 도로학회지 Vol.24 No.2

누적사고건수비율/누적도로연장비율을 이용한 도로환경요인별 미끄럼 저항과 고속도로 교통사고 특성 분석

권순민,손덕수,이재훈,김찬중,김인태 한국도로학회 2016 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.06

도로 안전에는 다양한 요인들이 복합적으로 작용한다. 이러한 요인들 중 미끄럼 저항은 도로 포장면과 타이어 사이의 마찰 저항을 말하며, 도로 안전에 매우 중요한 요소이다. 비 오는 날은 시야확보가 어렵고, 미끄러운 노면 때문에 조향과 제동에 어려움을 겪게 되어 사고위험성이 높아지게 된다. 비 오는 날 교통 사고의 위험성은 교통사고 100건당 사망자수인 치사율을 보면 알 수 있는데, 교통안전정보관리시스템의 통계에 의하면 2012~2014년의 교통사고 중 맑은 기상상태에서는 치사율이 2.16%이지만 비, 눈 상태의 치사율은 각각 2.76, 2.63%로 높게 집계되었다. 또한 도로교통공단의 통계에 따르면 2009~2011년 고속 국도의 야간 치사율은 10.6명으로 도로종류 중에서 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 고 속도로의 노면의 상태(건조, 젖음)와 시간(심야, 첨두, 비첨두)을 고려하여 고속도로의 미끄럼 저항 관리 기준 방안 제시를 위하여 고속도로 교통사고와 미끄럼 저항간의 관계를 누적사고건수비율/누적도로연장 비율을 평가지수로 이용하여 경부고속도로와 영동고속도로를 중심으로 분석하였다. 교통사고와 미끄럼 저항간의 관계 분석을 통하여 포장종류, 노면상태, 시간에 따라 누적사고건수비율/ 누적도로연장비율이 달라지는 것을 다음과 같이 확인하였다. 경부, 영동 고속도로 모두 미끄럼 저항이 낮 을 때 평가지수가 높은 것으로 분석되었다. 또한 젖은 노면 상태에서 평가지수가 높게 나타났다. 향후 본 연구결과를 토대로 고속도로 미끄럼 저항 관리기준을 합리적으로 수립할 수 있는 방안을 마련할 계획이 며, 고속도로 안전관리에 단계별 관리기준을 제공하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

자동기상관측장비를 활용한 실시간 노드링크 단위 노면상태 판별 알고리즘

이무훈,김민규,이종학 한국도로학회 2016 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.06

도로기상정보시스템(RWIS; Road Weather Information System)은 날씨에 따라 수시로 변하는 도로 의 기상상태를 실시간으로 운전자에게 예보하는 첨단 교통기상 정보 시스템이다. RWIS는 도로변에 설치 된 기상관측장비와 도로 표면에 설치된 노면센서로 구성된 도로기상관측시스템(RWOS; Road Weather Observation System)으로부터 차량 운전에 위험이 되는 기상 상황을 사전에 운전자에게 알려준다. 도로 의 기상상황 및 노면상태를 관측하는 RWOS는 고가의 장비로 도로의 전 구간에 설치하여 고해상도의 도 로기상 정보를 제공하기 힘든 실정이다. 그리고 도로기상 정보 중에서 안전사고와 가장 밀접한 노면상태 (ice, snow, wet)는 도로의 특정 구간에서 노면센서나 영상을 통한 노면상태 판별에 대한 연구만 수행되 어 왔다. 특히 노면상태는 기상조건과 밀접한 관계를 갖고 있기 때문에 고해상도로 설치된 자동기상관측 장비(AWS; Automatic Weather System)를 활용한 노면상태 판별 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서 는 기계학습 도구로 유명한 weka의 AdaBoostM1 분류기를 활용하여 실시간으로 노면상태를 판별하는 알 고리즘을 제안한다. 이를 위해 RWOS와 AWS의 관측자료를 시계열로 매핑하여 학습데이터를 구성하고, 기계학습을 통해 노면상태 판별 모델을 구축하였다. 이를 통해 서울시 주요도로의 노드링크에 대해 기상 정보 추출하여 제공하고 기상정보를 기반으로 노면상태를 판별하여 실시간으로 제공할 수 있도록 하였다. 도로기상 관측 데이터는 그림 1과 같이 정릉터널 입출구에 설치되어 있는 RWOS의 노면상태 관측자료 와 정릉터널 입출구 인근 AWS 6개소의 기상관측자료를 시계열로 매핑하고 노면상태와 기상조건에 대한 상관성 분석을 수행하였다. 학습 모델은 수집된 관측자료(2015/1/23–2015/10/19) 387,187건으로 학습 데 이터를 구성하였다. 서울시 주요도로의 노드링크는 22,184개이며, 개별 노드링크의 위경도 좌표에 따라 SK Planet에서 구축한 AWS(255개소) 관측자료를 실시간으로 IDW(Inverse Distance Weight)로 산출하 여 학습 모델의 입력자료로 활용하였다. 학습 데이터를 기반으로 Decision Tree, SVM(Support Vector Machine), MLP(Multi-Layer Perceptron), Ensemble Learning 기법을 활용하여 실험을 수행하였고, 그 중에서 가장 좋은 분류 성능을 보여준 AdaBoostM1을 활용하여 노면상태 판별 학습 모델을 구축하였 다. 그림 2와 같이 학습 모델의 판별 성능은 10-fold cross validation으로 검증하였으며, 정확율 (precision rate)이 평균 90%, 재현율(recall rate)이 평균 89%의 성능을 보였다.

녹색도로 구현을 위한 기술 우선순위 결정에 관한 연구

이유화,조원범,김세환 한국도로학회 2012 한국도로학회논문집 Vol.14 No.3

It is not surprising to hear news about irresistible natural disasters all over the world due to climate change. Korean Government has focused on developing a variety of green technologies to reduce green house gasses, in particular, carbon dioxide. This study suggested 18 technology divisions for achieving green highway technology development in six different sub-sectors considering life-cycle of roadway and surveyed 29highway and/or transportation professionals of three institutes using AHP(Analytical Hierarchy Process) analysis to construct “Green Highway”and realize carbon emission reductions and energy use efficiency in a road sector in Korea. Expert Choice Software was used to rank 18 technology divisions weighted by two-level choices. Transport Operating Infrastructure Improvement, Roadway Policy Implementation,Green Transportation(such as Pedestrian and Bicycle) were highly ranked by respondents according to results of the AHP modeling. Among the 18 divisions, technology policy for supporting R&D investments from development to commercialization was ranked as the most significant one to be focused. Green Transportation Facility Design/Construction/Operation and Eco-Friendly Roadway Plan were followed as expected since professionals have thought that the planning/design step of the life-cycle is a starting point to reduce carbon dioxide from roads more and more. Additionally, comparing the results with the Government investment trend 2006-2011 for the roads, it can be interpreted that the Government should invest to the R&D area more widely than before to promote element and core technology development for Green Highway Construction. Above all, small and mid-sized businesses have to be invested as well as encouraged to undertake green highwayrelated objects to accomplish the divisions which ranked high. 기후 변화로 인하여 발생하는 자연재해에 대한 뉴스는 더 이상 놀라운 일이 아니다. 우리나라 정부는 온실가스 특히 이산화탄소 저감에 대한 녹색기술 개발에 박차를 가하고 있다. 본 연구는 탄소 저감 및 에너지 효율화를 실현하고, 미래지향적인 녹색도로를 구현하기 위하여, 녹색도로기술을 정의하고, 기술의 우선순위를 결정하는 것을 목적으로 한다. 국내 도로와 교통 전문가 29인에게 AHP기법을 통하여 설문조사를 수행한 후에, Expert Choice 프로그램을 활용하여 선택의 가중치를 분석하였다. 생애주기변화와 도로 건설 특성을 고려한 1계층 분야와 녹색도로기술을 통하여 달성하고자 하는 목표인 2계층 분야를 구분하여 전문가들의 선택을 분석한 결과, 탄소저감과 에너지 절감을 위해서는 1계층에서는 교통운영 인프라개선, 도로교통정책, 녹색교통 순으로우선순위 가중치가 높으며, 2계층에서는 녹색도로 관련 기술 R&D투자 및 정책 지원, 녹색교통시설 설계 및 운영, 친환경 도로계획 순으로 우선순위 가중치가 높았다. 추가적으로 전문가들의 기술 우선순위와 국가 재정투자를 비교하기 위하여 2011년까지 5년간의 국토해양부 도로투자를 살펴보았다. 우리나라는 최근 도로건설에 대한 투자보다는 도로의 효율성을 강조하고 이용자의 편의를 도모하는 도로 관리로 전환하고 있는 추세다. 하지만 전문가들이 응답한 기술 목표를 달성하고 최종적으로 녹색도로 구현을위한 핵심 및 요소기술 개발과 중소기업 기반 도로 산업 육성을 위한 투자는 아직 미진하다고 볼 수 있다. 따라서 녹색도로 건설구현을 위하여 녹색도로기술 개발 R&D투자를 도모하고 상업화를 지원하는 풍토가 조성되는 것이 필요하다고 판단된다.

조선시대 도로역사를 되돌아보며

한국도로학회 한국도로학회 2017 도로 : 도로학회지 Vol.19 No.3

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한국도로학회 한국도로학회 2017 도로 : 도로학회지 Vol.19 No.3

도로배수 취약구간의 개선방안에 대한 연구

이만석,김흥래,이경하,강민수,송민태 한국도로학회 2011 한국도로학회논문집 Vol.13 No.2

This research aims to investigate the cause of the occurrence of a weak road drainage section scientifically and specifically through a site survey for a poorly drained section occurring due to rainfalls during road operation. This paper deeply reviewed the existing research results and current situation data on the poorly drained sections accumulated in Korea Expressway Corporation in order to investigate the cause of the occurrence of a weak road drainage section, and deeply verified and analyzed the weak sections for the road surface drainage facilities and the other road drainage facilities by visiting the expressway controlled by the 6 local headquarters and 33 branches of Korea Expressway Corporation. As a result of site surveys for the weak road drainage sections, i) in a road surface section, occurrence of ponding in the road shoulder pavement due to slope changes,bad collection of water in the collecting well at a median strip, shortage of road shoulder dike height, and inferior construction, etc. was analyzed to be the main cause of the occurrence of poorly drained sections, and ii) in a road neighborhood section, the occurrence of pavement height difference in a main road and shoulder section due to inferior ditches on a slope and the bad drainage at the inlet and outlet of a culvert due to soil deposits,debris, etc. were analyzed to be the main cause of the occurrence of weak sections. Proposed as a plan to improve the poorly drainage section of road were i)calculation of capacity through material changes at the ditch, enhancement of vertical sections and hydraulic analysis in terms of construction and other aspects, ii)derivation of a combined slope considering a slope and a vertical linearity and maintenance of proper distance between drainage structures in a vertical concave section in terms of geometrical structure, and iii)calculation of the drainage facility installation interval using a minutely rainfall intensity formula and a non-uniform flow analysis technique in terms of hydraulics and hydrologics and prompt removal of rainfalls from the road surface according to a linear drainage method. 본 연구는 도로 운영시 강우로 인하여 발생하는 배수 취약구간에 대하여 현장 조사를 통하여 도로 배수 취약구간의 발생 원인을 과학적이고 구체적으로 규명하는데 목적이 있다. 도로 배수 취약구간의 발생 원인을 규명하기 위하여 배수취약구간에 대한 기존 연구결과 및 현황 자료를 검토하였으며, 도로 노면 배수시설과 도로 인접지 배수시설에 대한 취약구간을 조사 및 분석한 결과, 시공 및 기타의 원인으로 발생한 배수 취약구간이 45.7%, 도로의 기하구조가 원인이 된 배수 취약구간은 32.3%, 도로의 수리・수문의 원인은22.0%로 분석되었으며, 분석된 원인 별 개선 방안으로서 ⅰ)시공 및 기타 부분에서는 토사측구의 재료 변경, 단면의 크기 상향 및 수리학적 근거를 바탕으로 한 용량의 산정을, ⅱ)도로의 기하구조 측면에서는 편경사 및 종단선형을 고려한 합성경사의 도출 및 범위 산정과 종단 오목부 구간의 배수구조물 적정 간격의 제시를, ⅲ)도로의 수리₩수문 측면에서는 1분단위 강우강도식의 사용과 노면 강우의 부등류 흐름 해석 기법의 적용과 선형 배수방식에 따른 도로 노면 강우의 신속배제를 개선 방안으로 제안하였다.

도로안전을 고려한 한국형 도로 낙하물 수거 장비 개발

김진국,양충헌 한국도로학회 2017 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2017 No.10

국토교통부는 매년 고속도로에서 평균 3만∼4만 건에 달하는 화물적재규정 위반 등 운행제한차량에 대해 단속·적발하고 있지만 도로 낙하물 사고는 매년 증가하고 있는 추세이다. 또한, 지속적인 도로연장의 증가, 도로와 산림 및 녹지간 공간적 거리가 가까워짐에 따라 단절된 녹지를 통과하기 위해 도로로 뛰어드는 야생동물들로 인해 로드킬 발생 빈도도 매년 증가하고 있다. 도로 낙하물로 인한 교통사고는 연쇄 추돌사고 등 대형사고로 이어질 확률이 매우 높다. 따라서 도로 낙하물로부터 운전자뿐만 아니라 이를 처리하는 도로작업자들을 보호할 수 있는 예방책을 마련할 필요가 있다. 기존 도로 청소차의 경우 도로에 떨어진 부피가 큰 쓰레기 및 적재물이나 로드킬 등의 낙하물을 제거하지 못하는 문제점이 있다. 그러나 본 연구에서는 로드킬, 타이어 조각, 종이박스, 나무판넬 등 부피가 있는 낙하물 까지 수거가 가능하도록 설계‧개발하였다. 국내의 경우 일부 기관에서 이미 낙하물 수거 장비를 사용하고 있지만 안전성에 대한 검증이 이루어지지 않았기 때문에, 특수 도로관리 목적으로 고속도로 등 연속류에만 제한적으로 사용되고 있다. 따라서 본 연구를 통해 설계‧개발된 도로 낙하물 수거 장비는 도로 상의 로드킬을 포함한 각종 낙하물들을 신속하고 안전하게 수거할 수 있다. 국내의 경우 도로 낙하물 및 로드킬로 인한 사고는 지속적으로 증가하는 추세지만, 외국과 달리 비교적 소형 낙하물이 주류를 이루고 있기 때문에 아직까지 심각성이 대두되지 못하고 있다. 고규격 도로 및 차량 보유 대수 증가로 인해 도로 낙하물 및 로드킬로 인한 도로작업자 안전사고 및 2차 추돌사고 문제는 매우 심각해질 전망이다. 기존 청소차 및 낙하물 수거 장비의 경우 도로변의 사고잔해, 유리, 철재 등 부피가 작은 낙하물에 대해서만 수거가 가능하다. 그러나 도로 낙하물 수거 장비의 개발이 완료될 경우, 처리하기 힘든 로드킬, 타이어 조각, 종이박스, 나무판넬 등 부피가 있는 낙하물 까지 신속하게 수거가 가능하므로 도로 유지관리업무 및 교통안전 확보에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.

지표투과레이더를 이용한 도로 함몰 현장 조사

백종은,김부일,홍재청,박희문 한국도로학회 2014 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.9

공용중인 도로 상태를 조사 및 평가하기 위하여 다양한 종류의 비파괴시험 장비가 활용되고 있다. 이 중 에서 충격하중에 의한 표면처짐량을 측정하는 FWD(Falling Weight Deflectometer)는 포장 하부의 지지 력 평가를 위하여 널리 사용되고 있다. 하지만 표면처짐 또는 지지력만으로 복잡한 포장 하부의 상태를 정 확하게 평가하기에는 한계가 있다. 특히 최근 들어 사회적으로 큰 이슈가 되고 있는 도로함몰(일명 싱크 홀)은 일반적으로 도로하부에 발생한 공동으로 인하여 상부 포장층이 연쇄적으로 함몰되는 현상이다. 도로 함몰은 전조현상 없이 갑작스럽게 발생되기 때문에 이를 사전에 발견하기는 어려운 실정이다. 따라서 이를 사전에 예방하고, 발생 후 올바른 보수를 하기 위해서는 도로 하부에 존재할 수 있는 공동 여부를 비롯한 도로 하부 상태에 대한 철저한 조사가 우선되어야 한다. 석회암지대 또는 광산지대에서 주로 발생하는 대 규모의 싱크홀의 경우 전기비저항, 단층촬영 등과 같은 조사를 통하여 공동에 대한 조사가 가능하다. 하지 만 도로의 경우 조사 연장이 길고 교통통제가 어렵기 때문에 정적인 시험 보다는 이동하면서 조사할 수행 할 수 있는 지표투과레이더(Ground Penetrating Radar, GPR)가 보다 현실적으로 가능성이 높다. 본 연구에서는 두 가지 종류의 GPR을 이용하여 도로함몰이 발생한 현장에 대한 도로 하부 조사 결과를 비교 평가하였다. 조사에는 500MHz 접촉식 GPR과 1000MHz 비접촉식 GPR이 각각 사용되었다. GPR 조사는 도로함몰이 발생된 후 응급보수로 되메움 공사가 완료된 후에 추가적인 공동 여부를 확인하기 위 하여 실시하였다. 그림 1은 1000MHz 비접촉식 GPR 시험 장비와 조사 결과를 나타낸다. 도로함몰이 발 생한 구간의 경우 40~50cm 깊이까지 단면 교란이 발생하였나, 되메움 구간에 추가 공동이 발견되지는 않아 시공은 양호하게 이루어진 것으로 나타났다. 함몰 주변 도로 하부의 경우 60~70cm 깊이에서 체류 수가 존재하는 것으로 나타났다. 본 구간의 경우 도로 하부에 매설된 하수관이 일부 막히고 노후화로 인 한 파손으로 누수가 발생하여 세립분이 빠져나가 공동이 발생된 것으로 추정되었다. GPR 조사 결과 주변 에 추가적인 공동 또는 도로함몰 위험은 없는 것으로 나타났다. 따라서 되메움 후 덧씌우기를 실시하고, 주기적인 현장 점검을 통하여 추가적인 함몰 발생 조짐을 감시하는 것이 바람직하다고 판단된다.