고속도로등에서 발생하는 교통사고는 인적요인, 도로환경요인, 기상환경요인, 교통환경요인, 차량요인에 의하여 발생한다. 따라서, 교통사고의 원인을 분석하고 예방하기 위해서는 각각의 요인들을 종합적으로 고려한 연구가 필요하다.
교통사고발생등과 관련한 기존의 연구를 살펴보면, 속도, 가속도의 변화량과 기하구조등을 이용한 연구가 주로 진행되었다. 하지만, 기존 연구에서 사용된 속도자료는 검지기에서 수집된 특정 지점의 집계화된 속도이므로 속도변화 원인을 기존의 검지기 자료를 이용한 분석방법에는 한계가 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 센서를 장착한 프로브차량을 이용하여 기존 연구의 검지기 등에서 수집하기 어려운 개별차량의 속도, 가속도변화 패턴등을 수집하였으며, 수집자료를 사고발생과 관련된 잠재적 변수로 설정하였다. 특히, 정보이론에서 불확실성, 무질서의 척도로써 사용되는 엔트로피를 변수로 설정하여 기존연구와의 차별성을 부여하였다.
본 연구에서는 서해안 고속도로(서평택JCT~군산IC)를 분석대상구간으로 선정하고, GPS(Global Positing System)수신기와 my-IMU 장치에 내장된 가속도센서(Accelerometer)를 이용하였다. 20대 후반의 남성 운전자 10명이 센서가 장착된 프로브차량을 비첨두시간에 주행하여 주행궤적자료를 수집하였다. 또한, 서해안 고속도로의 최근 3년간 발생한 사고자료중에서 최초사고지점이 본선과 관련이 없는 사고를 제외한 사고자료를 사용하여 속도, 가속도의 변화량과 매칭하였다.
본 연구에서는 이항 로지스틱 회귀분석, 순서형 프로빗 모형, 조건부 로지스틱 회귀분석을 분석방법으로 적용하였다. 확률에 대한 로지스틱 변환을 고려하여 분석하는 이항 로지스틱 회귀분석을 이용하여 사고발생가능성을 분석하고, 순서형 프로빗 모형을 이용하여 사고심각도에 고려한 분석을 실시하였다. 또한, 대응된 사례-대조에 대하여 각 독립변수의 차이를 이용하여 사고발생가능성에 대한 분석이 가능한 조건부 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 분석에 사용된 독립변수는 속도 및 가속도의 대푯값(ViAVG, AXiAVG, AYiAVG, AZiAVG), 분석단위구간내 변량(차이)의 대표변수(Vi8515, AXi8515, AYi8515, AZi8515, ViMM, AXiMM, AYiMM, AZiMM)와 엔트로피가 적용된 변수(ViH1, ViH2, AXiH1, AXiH2, AYiH1, AYiH2, AZiH, AZiH2)로 설정하였으며, 기하구조관련변수는 램프유·무 변수로 설정하였다. 종속변수는 사고발생유·무 및 사고심각도에 따른 구분으로 설정하여 분석하였다. 분석결과, 3개(ViH2, AXiH2, RAMP)의 변수가 사고발생에 영향을 미치는 변수로 도출되었다. 특히, Shannon이 제시한 엔트로피를 이용하여 도출된 ViH2, AXiH2를 Surrogate Safety Measure로써 판단할 수 있다는 결론을 제시하였다.
본 연구에서 제시한 Surrogate Safety Measure로써 도출된 변수와 변수도출 방법론은 고속도로의 사고발생 안전진단 및 신설 고속도로의 위험구간을 사전에 평가하는 방법론으로써 활용될 것으로 기대된다.