도로교통소음과 철도소음의 복합 노출지역에서 성가심 정량평가모델에 관한 연구 = (A) study on the quantitative assessment model in the area exposed by the combined noise due to road traffic and railway

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 도로교통소음과 철도소음이 혼재되어 있는 복합소음지역에서의 개별 교통소음 및 복합소음에 대한 정량평가모델에 관한 연구를 하였다. 도시 내의 교통소음의 공간적 분포를 파악하기 위하여 소음지도를 이용하였다. 소음지도제작은 3차원 지형 모델과 3차원 건물모델을 이용한 3차원 도시공간모델의 구성을 기반으로 하였다. 도시의 교통소음의 경우 교통량, 속도, 도로표면정보 그리고 도로의 위치정보를 데이터베이스와 철도소음의 경우 철도운행 및 속도에 관한 정보를 포함하는 데이터베이스를 통합하여 도심 교통 소음원에 관한 통합적인 데이터베이스를 구축하여 3차원 소음지도를 제작하였다. 교통소음의 노출로 인한 성가심 반응을 조사하기 위하여 총 693가구에 대하여 설문조사를 실시하였으며, 설문조사는 소음에 관한 항목과 비소음원에 관한 항목으로 구성되어 있으며, 연구 대상지역중 도로교통소음 및 철도소음이 복합적으로 영향이 있는 지역을 대상으로 하였다. 설문조사를 통한 성가심 반응과 소음지도를 이용한 소음도를 연결하여 데이터베이스를 구축하여 도로교통소음과 철도소음이 혼재된 지역에서의 성가심 반응에 대하여 통계 분석을 실시하였다. 복합 소음지역에서 개별 소음원 우세지역을 구분하기 위하여 상관분석을 한 결과 도로교통소음과 철도소음의 차가 5 dB(A)이상에서 개별 소음원에 대한 상관관계가 높았으며, 5 dB(A)이내 지역에서는 복합소음이 우세한 것으로 분석되었다. 이와 같은 소음원 우세지역에서의 성가심 반응에 대한 소음 변수 및 비 소음 변수의 영향을 파악하기 위하여 다중회귀분석과 구조방정식 모델의 경로분석을 실시하였다. 다중회귀 분석결과 성기심 반응에 대한 영향정도는 도로교통소음 및 철도소음 우세지역에서는 개별 소음원의 소음변수가 가장 큰 영향이 있었으며, 복합소음 우세지역에서는 소음에 관한 변수보다는 소음에 대한 민감도와 주변 환경에 대한 만족도 등 비소음원 변수가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 구조방정식 모델의 경로분석에서는 개별 소음우세지역에서는 다중회귀분석 결과와 비슷한 결과를 보였으며, 복합소음우세지역에서는 철도 성가심 반응에 대하여 철도 소음의 영향정도가 가장 큰 것으로 분석되었으며, 비 소음원 변수는 영향정도는 작은 것으로 분석되었다. 도로교통소음 및 철도소음 그리고 복합소음에 대한 성가심 반응과 노출 소음도를 이용하여 개별 소음원에 대한 성가심 반응 비율을 이용하여 성가심 예측 모델을 구성하였다. 도로교통소음의 %HA의 경우 외국의 경우와 본 연구의 성가심 반응 비율은 비슷한 경향을 나타내는 반면 %A의 경우에는 외국의 선행연구보다는 본 연구의 성가심 반응 비율이 높은 것으로 분석되었다. 철도소음에 대한 %HA와 %A성가심 반응 비율은 모두 외국 성가심 반응 비율보다 높은 것으로 분석되었으며, 이러한 결과는 일본이나 국내의 다른 연구에서도 비슷한 경향을 보이고 있다. 도로교통소음의 성가심 반응 비율과 비교하여 보면 외국의 선행연구는 도로교통소음의 성가심 반응 비율보다 낮은 경향을 보이고 있으나, 국내의 경우에는 도로교통 소음보다 높은 성가심 반응 비율을 보이고 있어 환경기준의 설정에 있어서 도로교통소음 보다 철도소음의 환경기준이 더욱더 엄격해야 할 것으로 판단된다. 복합소음으로 인한 %HA의 반응 비율은 철도소음의 성가심 반응과 도로교통소음 성가심 반응에 각각 영향을 받는 것으로 분석되었다. 도로교통소음의 성가심 예측모델을 이용하여 국내의 소음환경기준을 평가하였으며, 국내 소음환경기준의 미 설정 소음원인 철도소음원에 대하여 적정한 소음환경기준에 대한 검토를 하였다. 또한 소음지도의 소음도를 성가심 예측 모델에 적용하여 annoyance map을 제작하여 도로교통소음으로 인하여 발생할 수 있는 성가심 반응의 공간적 분포를 예측 할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발된 복합소음지역에서 노출소음에 대한 성가심 반응 비율을 이용한 성가심 정량 평가모델은 소음정책의 수립에 있어서 의사결정의 수단을 제공할 뿐만 아니라 도로교통소음과 철도소음이 혼재된 지역에서 소음으로 인한 정량적인 평가가 가능하여 도시의 정온한 환경 조성에 활용이 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This dissertation studies for establishing the quantitative assessment model of combined noise in areas due to transportation source using the three-dimensional noise map and field survey. The three-dimensional noise map is used to calculate the noise level in each building and the field survey is experimented to investigate annoyance response and non-noise factors. The three-dimensional city spatial model of noise map is obtained from city spatial information, which consists of digital elevation model and three-dimensional building ones, for finding the distribution of transportation noise in urban areas. The field survey is conducted to investigate the annoyance response of 693 households affected by of combined noise. In which, there are only three annoyance responses by reason of both noise factors like the road traffic, railway and combined noise, and non-noise ones such as demography factor, house type, sensitivity and satisfaction of environment. It is very difficult to assess the adverse effect of the transportation noise in the areas exposed to the combined noise since domestic noise environment standard does not support. Database sets composed of result from the field survey and noise level extracted from the noise map are made. And the relationship between transportation noise and annoyance is analyzed by multiple regression analysis and path analysis of structural equation model. Pearson correlation coefficient is used to classify dominant areas of road traffic and railway noise. The difference between road traffic noise level and railway noise level of 5 dB(A) shows the highest correlation relationship between noise level and annoyance response. The multiple regression analysis and path analysis of structural equation model in each dominant area of noise source are conducted to analyze the relationship between dependent variables like annoyance and independent ones such as noise and non-noise factors. Result of the multiple regression analysis shows that impact of noise factors is the highest to annoyance in dominant areas of road traffic and railway noise. Meanwhile, impact of non-noise factors such as sensitivity and satisfaction of environment on annoyance is also extremely high in these areas. The path analysis result of structural equation model for multivariate analysis between various independent and dependent variables is similar to that of the multiple regression analysis. However, noise factor is the greatest factor influent on annoyance in the dominant areas of the combined noise. Annoyance prediction models in three dominant areas of noise are made by the relationship between annoyance response rate and transportation noise level for the quantitative assessment to environmental noise standard of the combined noise. In this study, annoyance response rate to transportation noise level is compared to by previous researches in Europe countries. Percentage of high annoyance (%HA) with road traffic noise is similar to that in Europe countries, but percentage of annoyance (%A) is higher than the one of Miedema's. Percentage of high annoyance and annoyance at railway noise is higher than Miedema's. These results are similar to those of Japanese and other domestic studies. Annoyance response rate of railway noise is higher than that of road traffic noise. In contrast, the foreign studies give more the annoyance response rate of road traffic noise than the one of railway noise. These results show that domestic people recognize more annoyance than the foreign countries' people against railway noise. It seems that the overpopulated land use in urban areas may be one of the most important causes for the difference in annoyance of railway noise between Korea and foreign countries. Percentage of high annoyance in dominant areas of combined noise is affected by annoyance response rate of railway and road traffic noise. Using the quantitative assessment model of annoyance response, annoyance map is made to predict the annoyance against transportation noise, and current environmental noise standard is compared th Mieadma's annoyance prediction curves. It is believed that the annoyance quantitative assessment model in areas exposed to combined noise can be used not only to establish the environmental noise policy but also to contribute to make the quiet urban environment.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구의 배경 = 1
• 1.2 연구의 목적 = 2
• 1.3 연구의 방법 = 3
• 1.4 연구 대상 지역의 설정 = 6
• 2. 이론적 배경 및 선행연구 = 9
• 2.1 소음지도 = 9
• 2.2 소음 평가 단위 = 19
• 2.3 소음지도 선행연구 = 19
• 2.4 성가심 (Annoyance) = 26
• 2.5 다중 회귀분석 = 37
• 2.6 구조방정식 모형과 경로분석 = 40
• 3. 도시단위 소음지도 제작 = 47
• 3.1 3차원 도시공간모델의 생성 = 47
• 3.2 소음 지도 제작 및 분석 = 59
• 4. 소음에 대한 영향 분석 = 67
• 4.1 설문조사 = 67
• 4.2 복합 소음 지역의 설정 = 80
• 4.3 소음 지역별 영향 요소 분석 = 86
• 5. 정량평가모델 개발 연구 = 108
• 5.1 회귀모델의 선정 = 108
• 5.2 교통소음의 성감심 반응 정량평가모델 = 108
• 5.3 성가심 정량평가모델의 활용 = 135
• 6. 결론 = 143
• 6.1 연구결과 검토 = 143
• 6.2 연구의 한계 = 148
• 6.3 연구의 활용방안 = 149
• 참고문헌 = 151
• 부록 = 157
• ABSTRACT = 167
• 감사의 글 = 171