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무인 교통 단속용 장비 구간의 차량 주행 행태 및 안전성 분석 연구

Analysis of Vehicle Driving Behavior and Safety in Unmanned Traffic Enforcement Equipment Sections

  • 채준병 (아주대학교 일반대학원)

초록/요약

본 연구는 무인 교통 단속용 장비의 효과를 분석하기 위해 드론을 활용하여 차량의 위치, 속도, 가속도, 차간거리 등을 실시간으로 수집하고, YOLO v8 객 체 인식 모델을 통해 데이터를 추출하였다. 이를 바탕으로 K-Means 군집화를 통해 차량의 주행 행태를 그룹화하고, MTTC, DRAC, SDI 등의 대리안전지표를 사용하여 각 군집의 안전성을 정량적으로 평가하였다. 연구 결과, 연속류 구간에서는 단속장비의 영향으로 차량의 속도와 간격이 안정화되며, 충돌 위험이 낮아지는 경향을 보였다. 이는 단속장비가 차량의 주 행 안정성을 향상시키고, 주행 흐름을 안정화하는데 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다. 단속류(신호통과)에서는 제한속도에 맞춰 안정적으로 속도가 증가 하고, 차간거리가 일정하게 유지되며 안전한 주행 패턴을 보였다. 대리안전지표 값 역시 일정하고 안전한 수준을 유지하여, 단속류 구간에서도 단속장비가 안 정적인 주행 흐름을 유도하는 것을 시사한다. 단속류(신호정지) 구간에서는 대리안전지표 값이 높은 충돌 위험을 나타냈으나, 이는 단속장비보다는 적색 신 호로 인한 주행 패턴 변화가 더 큰 영향을 미친 것으로 해석된다. 또한, K-Means 군집분석으로 각 구간의 주행 행태를 세부적으로 평가하였다. 연속류 구간에서는 전체적으로 안전한 주행 행태가 나타났고, 주행 속도와 감속도 등의 주행 패턴 차이가 있었으나, 단속장비로 접근하면서 주행 안정성 과 안전성이 높아지는 결과가 나타났다. 단속류(신호통과)에서는 일부 그룹에서 차간거리 감소와 속도 변화로 인해 위험한 주행 행태가 나타났지만, 전반적으로 단속장비의 개입으로 안전한 주행을 유지할 수 있었다. 단속류(신호정지) 구간에서는 두 그룹 모두 초기에는 빠른 속도를 유지하다가 신호에 의해 급격히 속도가 감소하며 감속도가 증가하는 현상이 발생하였다. 적색 신호로 인한 감 속과 정지가 주된 요인으로 작용한다. 이는 단속장비가 주행 안정성 향상에 기여하지만, 모든 위험 행태를 완전히 차단하기에는 한계가 있음을 시사한다. 본 연구는 기존의 사고 건수나 평균 속도 중심의 분석과 달리, 차량 간 간격, 속도 차이, 가감속 패턴 등을 기반으로 대리안전지표를 활용하여 안전성을 정량적으로 평가한 점에서 차별성을 가진다. 연구 결과를 통해, 단속장비는 교차로의 교통 흐름 안정화와 충돌 위험 감소에 중요한 역할을 하며, 전반적으로 주행 안정성을 향상시키는데 기여한다는 점을 실증적으로 입증하였다. 이를 통해 단속장비가 교차로 안전성을 높이고, 주행 안정성을 보장하는 중요한 요소임을 확인하였다.

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목차

1. 서론 1
1.1 연구의 배경 및 목적 1
1.2 절 연구의 방법 및 수행 절차 3
2. 현황 및 관련 문헌 고찰 4
2.1 무인교통단속시스템 이론 및 관련 연구 4
2.2 대리안전지표 이론 및 관련 연구 8
2.3 객체인식 및 차량 주행 궤적 연구 13
2.4 클러스터링 기법 및 활용 연구 17
2.5 본 연구의 차별성 및 시사점 20
3. 데이터 수집 및 분석 방법 21
3.1 대상지 선정 21
3.2 차량 행태 측정 방법 26
3.3 대리안전지표 선정 28
3.4 차량 행태 및 안전성 평가 방법 29
4. 분석 결과 30
4.1 차량 주행 행태 분석 결과 30
4.2 대리안전지표 분석 결과 36
5. 군집화 및 안전성 평가 40
5.1 K-Means 클러스터링 결과 40
5.2 그룹별 주행행태 분석 42
5.3 그룹별 대리안전지표 분석 47
5.4 군집 간 비교 및 구간별 안전성 평가 50
6. 결론 및 향후 연구과제 53
6.1 결론 53
6.2 향후 연구과제 54
참고문헌 56
Abstract 59

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