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표제지
국문초록
목차
I. 서론 15
1. 연구 배경 및 목적 15
2. 연구 범위 및 내용 17
3. 논문의 구성 18
4. 연구의 주요 토론 21
II. 문헌고찰 25
1. 도로 안전과 조명 25
1.1. 정지시거 기준 및 시거분석 25
1.2. 도로 조명 기준 34
1.3. 도로 조명과 안전 47
2. 운전자 시각 특성과 도로 안전 51
2.1. 인간의 시각 특성 51
2.2. 운전자 시각 특성을 고려한 도로 조명 및 전조등 설계 52
3. 연구의 착안점 56
III. 자료수집 및 분석 57
1. 자동차 전조등 기반 공급시거 자료 조사 57
1.1. 자동차 전조등 기반 사물 인식 거리 및 조도 57
1.2. 자동차 전조등 조사 영역 및 분포 특성 분석 79
2. 최소 요구시거 자료 조사 85
2.1. 차량 시뮬레이터를 이용한 인지반응시간 조사 85
2.2. 차종별 제동거리 조사 92
2.3. 최소 요구시거 산정 94
IV. 전조등 시거를 이용한 무조명 도로 안전성 평가 방법 개발 및 도로 안전성 평가 96
1. 무조명 도로 평면곡선반지름별 안전성 평가 방법 개발 96
1.1. 자동차 전조등 조사 영역 및 분포 특성 분석 96
1.2. 평면곡선반지름별 전조등 공급시거 모형식 개발 103
2. 주행속도 기반 무조명 도로 위험구간 분석 방법 개발 110
3. 무조명 도로 안전성 평가 114
3.1. 설계속도별 설계 기준 시거 대비 전조등 공급시거 비교 114
3.2. 설계속도별 최소 요구 시거 대비 전조등 공급시거 비교 120
V. 무조명 도로 안전성 평가 사례 분석 및 적용방안 127
1. 사례지역 안전성 평가 127
1.1. 도로 조명 조건별 주행속도 조사 127
1.2. 주행속도 기반 야간 무조명 도로 위험구간 평가 133
2. 무조명 도로 안전성 평가 방법의 적용 방안 140
2.1. 도로 조명 측면에서의 활용 140
2.2. 교통 운영 측면에서의 활용 145
VI. 결론 및 향후 연구과제 147
1. 결론 147
2. 향후 연구과제 149
참고문헌 151
부록 8
부록 A. 피사체 인지 거리 및 조도 측정 결과 157
부록 B. 차량 시뮬레이터 실험 결과(인지반응시간) 160
Abstract 163
표 2.1. 정지시거 비교 26
표 2.2. AASHTO 정지시거 인자의 변화 27
표 2.3. 인지반응시간 결정에 관한 기존 연구 29
표 2.4. 국가별 최소정지시거 비교 30
표 2.5. 조명 용어 및 정의 35
표 2.6. 차도 폭에 대한 조명기구의 설치높이와 최대 간격 37
표 2.7. 곡선부에서의 조명기구 설치간격 38
표 2.8. 보행자에 대한 조명 기준 39
표 2.9. 도로의 종류별 도로 조명 등급 40
표 2.10. 운전자에 대한 도로조명의 휘도기준 41
표 2.11. M 조명 등급 선택 파라미터 43
표 2.12. 노면휘도에 근거한 조명 등급 44
표 2.13. 권장 조명 등급 범위 45
표 2.14. ME-시리즈의 조명 등급 46
표 2.15. MEW-시리즈의 조명 등급 46
표 2.16. 도로 안전성 향상을 위한 투자 대비 효과 49
표 3.1. 피사체 색상별 인식거리의 대응표본 t-검정(승용차, 검정색 : 회색) 62
표 3.2. 피사체 색상별 인식거리의 대응표본 t-검정(승용차, 검정색 : 흰색) 63
표 3.3. 피사체 색상별 인식거리의 대응표본 t-검정(승용차, 회색 : 흰색) 63
표 3.4. 피사체 색상별 인식거리의 대응표본 t-검정(승합차, 검정색 : 회색) 64
표 3.5. 피사체 색상별 인식거리의 대응표본 t-검정(승합차, 검정색 : 흰색) 65
표 3.6. 피사체 색상별 인식거리의 대응표본 t-검정(승합차, 회색 : 흰색) 66
표 3.7. 차종별 피사체 인식거리의 대응표본 t-검정(검정색) 67
표 3.8. 차종별 피사체 인식거리의 대응표본 t-검정(회색) 68
표 3.9. 차종별 피사체 인식거리의 대응표본 t-검정(흰색) 68
표 3.10. 피사체 색상별 조도의 대응표본 t-검정(승용차, 검정색 : 회색) 71
표 3.11. 피사체 색상별 조도의 대응표본 t-검정(승용차, 검정색 : 흰색) 72
표 3.12. 피사체 색상별 조도의 대응표본 t-검정(승용차, 회색 : 흰색) 73
표 3.13. 피사체 색상별 조도의 대응표본 t-검정(승합차, 검정색 : 회색) 73
표 3.14. 피사체 색상별 조도의 대응표본 t-검정(승합차, 검정색 : 흰색) 74
표 3.15. 피사체 색상별 조도의 대응표본 t-검정(승합차, 회색 : 흰색) 75
표 3.16. 차종별 피사체 인식 조도의 대응표본 t-검정(검정색) 76
표 3.17. 차종별 피사체 인식 조도의 대응표본 t-검정(회색) 77
표 3.18. 차종별 피사체 인식 조도의 대응표본 t-검정(흰색) 77
표 3.19. 차종별 전조등 제원 80
표 3.20. 승용차 종류별 등조도(5 lx) 곡선 범위 수치 데이터 83
표 3.21. 주간 주행속도 80kph와 100kph에서의 t-검정 결과 88
표 3.22. 야간 주행속도 80kph와 100kph에서의 t-검정 결과 89
표 3.23. 주행속도 80kph에서의 주·야간 t-검정 결과 89
표 3.24. 주행속도 100kph에서의 주·야간 t-검정 결과 90
표 3.25. 차종별 제동거리 92
표 4.1. 평면곡선반지름 및 방향(좌·우)별 전조등 조사 길이 103
표 4.2. 전조등 공급시거 독립표본 t-검정(우로 굽은 곡선 1, 2차로) 107
표 4.3. 전조등 공급시거 독립표본 t-검정(조로 굽은 곡선 1, 2차로) 107
표 4.4. 무조명 도로 공급시거 모형식 109
표 4.5. 설계속도별 최소 정지시거 및 최소 평면곡선반지름 115
표 4.6. 전조등 시거 확보 비율(설계 기준 적용) 115
표 4.7. 요구시거에 따른 공급시거(전조등 시거)의 확보 비율 121
표 4.8. 설계속도별 시거 확보 여부 126
표 5.1. 조명 조건별 주행속도 측정 현장조사 대상지 128
표 5.2. 방향별 주행속도 측정 결과 131
표 5.3. 곡선부에서의 조명기구 설치간격 140
표 5.4. 무조명 도로 시거 확보 방안(도로 조명) 142
표 5.5. 조명 설치 간격 비교 143
표 5.6. 최소 조명 설치 간격(제안) 144
표 5.7. 운용 측면에서의 주행 안전성 향상 방안 146
그림 1.1. 연구수행 과정도 20
그림 2.1. 국가별 최소정지시거 비교(그림없음) 31
그림 2.2. 부족시거 개념도(그림없음) 32
그림 2.3. 평면곡선(좌)에 의한 정지시거 제약 개요 32
그림 2.4. 조명 조건별 보행자 인식 차이 50
그림 2.5. 명소시, 박명시, 암소시 영역 52
그림 2.6. 자동차 전조등 진폭 및 설치 위치 53
그림 2.7. 외부 조건별 전조등 조사 범위 및 길이 조절 장치 55
그림 3.1. 무조명 구간 피사체 인식 거리 및 조도 측정 장소 58
그림 3.2. 피사체 인식 거리 및 조도 측정 장비 59
그림 3.3. 피사체 색상 및 차종별 인식 거리 분포(그림없음) 60
그림 3.4. 피사체 색상 및 차종별 인식 거리(그림없음) 61
그림 3.5. 피사체 색상 및 차종별 인식 조도 분포 69
그림 3.6. 차종 및 피사체 색상별 인식 조도(그림없음) 70
그림 3.7. 조도 누적곡선(그림없음) 78
그림 3.8. 승용차 전조등 5 lx 조사 범위 81
그림 3.9. 승용차 종류별 등조도(5 lx) 곡선 82
그림 3.10. 차량 시뮬레이터 영상(그림없음) 86
그림 3.11. 주간(주행속도 80 kph) 인지반응시간(그림없음) 86
그림 3.12. 주간(주행속도 100 kph) 인지반응시간(그림없음) 87
그림 3.13. 야간(주행속도 80 kph) 인지반응시간(그림없음) 87
그림 3.14. 야간(주행속도 100 kph)인지반응시간(그림없음) 87
그림 3.15. 주간 인지반응시간(그림없음) 91
그림 3.16. 야간 무조명 도로 인지반응시간(그림없음) 91
그림 4.1. 승용차 전조등 등조도곡선(5 lx)모델링 97
그림 4.2. 전조등 조사 범위(직선부 1차로) 98
그림 4.3. 전조등 조사 범위(직선부 2차로) 98
그림 4.4. 전조등 조사 범위(우로 굽은 곡선부 1차로) 99
그림 4.5. 전조등 조사 범위(우로 굽은 곡선부 2차로) 100
그림 4.6. 전조등 조사 범위(좌로 굽은 곡선부 1차로) 101
그림 4.7. 전조등 조사 범위(좌로 굽은 곡선부 2차로) 102
그림 4.8. 평면곡선반지름별 전조등 공급시거(1차로)(그림없음) 105
그림 4.9. 평면곡선반지름별 전조등 공급시거(2차로)(그림없음) 106
그림 4.10. 평면곡선 방향별 전조등 공급시거(차로구분 없음)(그림없음) 108
그림 4.11. 설계 기준 적용 시거 확보 비교(i=6%) 116
그림 4.12. 설계 기준 적용 시거확보비율(i=6%)(그림없음) 117
그림 4.13. 설계 기준 적용 시거 확보 비교(i=8%) 118
그림 4.14. 설계 기준 적용 시거확보비율(i=8%)(그림없음) 119
그림 4.15. 무조명 도로 시거 비교(i=6%)(그림없음) 122
그림 4.16. 무조명 도로 시거확보비율(i=6%)(그림없음) 123
그림 4.17. 무조명 도로 시거 비교(i=8%)(그림없음) 124
그림 4.18. 무조명 도로 시거확보비율(i=8%)(그림없음) 125
그림 5.1. 현장조사 대상지 기하구조 조건 128
그림 5.2. 이동식 교통류 검지기(NC97) 129
그림 5.3. 자동차 주행속도 조사를 위한 검지기 설치 위치 130
그림 5.4. 주·야간 85%-tile 주행속도(대전 상행)(그림없음) 132
그림 5.5. 주·야간 85%-tile 주행속도(대전 하행)(그림없음) 133
그림 5.6. 주행속도 분석 대상구간 평면 선형 134
그림 5.7. 제한속도(80 kph)에서의 평면선형 조합별 시거(문경 상행) 136
그림 5.8. 제한속도(80 kph)에서의 평면선형 조합별 시거(문경 하행) 137
그림 5.9. 평면선형 및 주행속도별 요구시거 및 공급시거(문경 상행) 138
그림 5.10. 평면선형 및 주행속도별 요구시거 및 공급시거(문경 하행) 139
그림 5.11. 조명설치 간격(기준) 141
그림 5.12. 최소 조명설치 간격 개념도 141
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도로 설계 기준을 만족하고 정지시거가 확보된 도로라 할지라도 야간에 조명이 없는 도로에서는 자동차 전조등이 조사(照射)되는 길이와 폭만큼만 운전자가 전방을 볼 수 있기 때문에 안전상 문제가 발생할 수 있다. 즉, 무조명 도로에서 주간과 동일한 속도로 주행시 필요한 정지시거를 확보할 수 없어 위험에 노출될 수 있다. 이는 직선 구간보다 곡선 구간에서 안전에 더 취약할 것이며 평면곡선부 중에서도 좌로 굽은 곡선이 우로 굽은 곡선에 비하여 안전에 더 취약하다. 그 이유는 주행 차로 내에서 운전자 위치와 전조등 조사 영역이 평면곡선의 방향에 따라 차이가 발생하기 때문이다.
본 연구에서는 야간 무조명 도로구간의 위험성을 판단할 수 있도록 자동차 전조등에 의하여 제공되는 "공급시거" 모형식을 개발하고 무조명 도로에서 필요로 하는 최소 "요구시거" 산정 식을 제시하였다. 우선, 공급시거는 자동차 전조등 조사 영역 내에서 운전자가 사물을 인식할 수 있는 거리와 조도를 측정하여 시각 한계를 규명하였다. 또한, 국내에서 양산되는 자동차의 등조도곡선 분포 특성을 분석하여 운전자가 전방 사물을 볼 수 있는 범위를 확인하였다.
무조명 도로구간에서 자동차 전조등에 의한 사물 인식 거리와 조도 측정은 도로 설계 기준에서 제시된 15 cm 피사체를 이용하여 피사체 색상 및 차종별로 수행하였다. 그 결과, 사물 인식 거리에 대한 피사체 색상과 차종별 차이는 95% 신뢰수준에서 차이가 있다는 것으로 나타났으며 동일 차종에서 흰색 피사체가 가장 멀리 인지되었다. 차종간 피사체를 인식할 수 있는 조도의 차이는 없는 것으로 검정되었다. 이는 피사체 인식 거리와는 달리, 운전자가 피사체를 인식하는 차종별 조도의 크기는 차이가 없다는 것을 의미한다. 즉, 승합차의 전조등 조사 길이가 승용차보다 길어 더 먼 곳에 있는 피사체를 인식할 수 있지만 그 때의 조도 크기는 승용차와 같다는 것이다. 따라서 운전자가 사물을 볼 수 있는 최소 조도는 5 lx를 기준 값으로 설정하였다.
무조명 도로에서의 운전자 인지반응시간과 제동 특성은 일반적으로 도로 설계에 적용되는 값과는 다를 것으로 판단되어 본 연구에서 조사하였다. 인지반응시간은 차량 시뮬레이터를 이용하여 분석하였고 감가속도는 국내에 판매되는 자동차의 제동 성능 시험 자료를 근거로 분석하였다. 인지반응시간 측정은 차량 시뮬레이터 시나리오 구성 후 주간 및 야간에 대하여 직선과 곡선이 조합된 도로에서 운전자가 전방 물체를 인식하고 가속페달에서 브레이크로 발이 옮겨가는 시간을 측정하였으며 그 결과는 0.58초로 나타났다. 또한 국내에 판매되는 자동차 84종의 85%-tile 제동거리는 분석 결과 51.10 m로 나타났으며 정지시거 모형식을 이용하여 무조명 도로에서의 감가속도(a) 7.5581 m/s² 를 도출하였다.
위험구간 분석은 야간 무조명 도로에서 주행속도, 평면선형, 전조등 조건이 고려된 공급시거와 요구시거의 차이를 이용하여 부족시거로 제시하였다.
무조명 도로 안전성 평가는 설계속도별 설계 기준 시거 대비 전조등 공급시거 및 설계속도별 최소 요구시거 대비 전조등 공급시거를 비교하여 설계속도별 위험도 평가를 실시하였다. 위험도 평가는 시거 확보 가능 영역과 미확보 영역으로 구분하여 미확보 영역에 대한 시거 확보 방안을 제시하였다.
자동차 전조등 시거를 이용한 무조명 도로 안전성 평가 방법을 토대로 주행속도 기반 야간 무조명 도로 위험구간을 평가하였다. 또한 야간 도로 안전성 향상을 위한 무조명 도로 안전성 평가 방법의 적용은 최소 조명(Minimal Lighting) 조건을 고려한 도로 조명 설치 간격을 제안하였고 교통 운영 측면에서 야간 무조명 도로에서 공급시거 기반 권장 제한속도를 제안하였다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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