Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회논문집)

Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회)
권호 표지

Decision Making Process for Wind Barrier Installation Considering Car Accident Risk

차량사고 위험도를 고려한 방풍벽 설치기준

  • 김동현 (군산대학교 해양건설공학과) ;
  • 이일근 (한국도로공사 도로교통연구원, 한양대학교) ;
  • 권순덕 (전북대학교 토목공학과) ;
  • 조병완 (한양대학교 토목공학과)
  • Received : 2009.07.09
  • Accepted : 2009.10.21
  • Published : 2010.02.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study presents a decision making process for installation of wind barrier which is used to reduce the wind acting on running vehicle on expressway. At the first stage of this study, the lateral deviations of running vehicles under side winds were computed from the commercial softwares, CarSim and TruckSim, and then the critical wind speeds for car accident were evaluated from predefined risk index. To determine whether it is needed to install wind barrier or not, cost and benefit from wind barrier are calculated during lifetime. In obtaining car accidental risk, probabilistic distribution of wind speed, daily traffic volume, mixture ratio in the volume, and duration time for wind speed range are considered. It is recommended to install wind barrier if benefit from the barrier installation exceed construction cost. In the numerical examples, case studies were shown for risk and benefit calculation and main risky regions on Korean highway were all evaluated to identify the number of installation sites.

본 연구에서는 강풍에 의한 차량의 주행안정성 확보를 위해 설치하는 방풍벽의 설치기준을 제안하였다. 이를 위하여 먼저 차량전용해석 수단인 CarSim 및 TruckSim을 사용하여 풍속 및 차량속도에 따른 횡방향 이탈량을 계산하고, 이로부터 차종별 위험 풍속을 결정하였다. 그리고 방풍벽 설치 여부의 판단을 위해 방풍벽 설치로 인해 얻을 수 있는 사고위험과 주행편익 등을 생애주기 동안의 비용으로 환산하였다. 사고위험 계산을 위해 해당지역의 풍속확률분포, 일평균통행량, 차종별 혼입율 및 구간풍속 지속시간 등을 이용하였다. 방풍벽 설치 전과 후의 총 비용과 편익을 비교하여 방풍벽 설치로 인한 편익이 설치 비용보다 큰 경우 방풍벽을 설치하는 것으로 판정하였다. 수치해석을 통해 고속도로 상의 두 곳을 대상으로 방풍벽 설치 여부에 대한 판정을 수행하였다.

Keywords

References

  1. 건설교통부 (2007) 교통시설 투자평가지침.
  2. 권순덕, 정운용 (2005) 강풍시 도로의 주행안정성을 확보하기 위한 종합적인 방풍대책, 한국강구조학회 논문집, 17(3).
  3. 권순덕, 정운용 (2003) 강풍에 의한 차량 주행 안전성 평가. 대한토목학회 논문집, 23(5A).
  4. 이승호, 송호성, 조준상, 권순덕 (2009) 고속도로 방풍벽 설계 변수에 관한 연구, 대한토목학회 논문집, (심사중).
  5. 정운용, 권순덕, 정봉조, 박태규 (2003) 도로의 주행안전성 확보를 위한 팽창메탈형 방풍벽, 한국강구조학회지, 15(1).
  6. 정운용, 박태규 (2002) 다공성 방풍벽의 방풍성능에 대한 실험적 평가, 대한토목학회 논문집, 22(6A).
  7. 조효남, 지광습, 윤정현, 김이현, 최현호 (2008) 구조신뢰성공학, 구미서관.
  8. 한국도로공사 (2003) 고속도로 강풍지역 차량주행 안정성 확보방안 연구, 연구보고서.
  9. 한국도로공사 (2008) 업무통계(2003-2007년 실적분).
  10. 황진득, 하영철, 곽윤근 (1995) 강풍 시 풍속의 지속시간 추정에 관한 연구, 대한건축학회 논문집, 11(2).
  11. Baker, C.J. (1986) A Simplified Analysis of Various Types of Wind Induced Road Vehicle Accidents, J. of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 22, pp.69-85. https://doi.org/10.1016/0167-6105(86)90012-7
  12. Mechanical Simulation Corporation (2007) http://www.carsim.com/.
  13. Emmelman, H.J. (1981) Driving Stability in Side Winds, Aerodynamics of Road Vehicles, Hucho (ed.), Vargel Verlag, pp.201-221.
  14. Gawthorpe, R.G. (1994) Wind Effects on Ground Transportation J. of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, pp.52.
  15. Gillespie, T.D. (1992) Fundamentals of Vehicle Dynamics, Society of Automotive Engineers
  16. Smith, B.W., Barker, C.P. (1998) Design of Wind Screens to Bridges, Experience and Application on Major Bridges, Bridge Aerodynamics, Balkema, pp.289-298
  17. Sorgats, U. (1976) Simulation of Directional Behavior of Road Vehicles, Vehicle System Dynamics, pp.47-66.
  18. Wyatt, T.A. (1992) Recent British Developments: Wind Shielding of Bridges for Traffic, Aerodynamics of Large bridges, Balkema, pp.159-170.