패널교통사고자료 기반 기대교통사고건수 추정기법 평가

Assessing Estimation Methods of the Expected Crashes using Panel Traffic Crash Data

  • 신강원 (경성대학교 도시공학과)
  • 투고 : 2010.08.23
  • 심사 : 2011.01.25
  • 발행 : 2011.02.28

초록

유사한 특성을 갖는 지점 (또는 구간)들에서 연속되고 동일한 시간 간격 동안 관측된 패널 (panel) 교통사고 자료를 시간의 흐름에 따라 비교분석하여 분석지점의 기대교통사고건수를 추정하는 과정은 교통안전 개선사업의 효과 평가와 교통안전 개선사업 수행의 우선순위 결정과 같은 교통안전연구의 핵심이다. 패널 교통사고 자료를 이용한 기대교통사고건수 추정기법은 관측교통사고건수 기반 기법과 경험적 베이지안 기법으로 대별할 수 있으며, 본 연구에서는 시간의 흐름에 따른 기대교통사고건수의 변화 여부와 다양한 패널 교통사고 자료 구조에 따라 전술한 두 가지 기법의 추정오차를 모의실험을 통해 비교 분석하였다. 분석결과 시간의 흐름에 따른 기대교통사고건수의 변화 여부와 패널교통사고자료 구조의 특성과 관계없이 관측교통사고건수 기반 추정치인 평균 관측교통사고건수와 평행비교 추정치의 추정오차는 경험적 베이즈 추정치의 추정오차보다 항상 크게 나타나 향후 패널교통 사고자료를 이용한 교통안전 연구 수행 시 경험적 베이지안 추정기법의 적용이 필요하다고 판단된다. 한편 시간의 흐름에 따라 기대교통 사고건수가 변화하지 않을 경우 분석기간이 늘어날수록 두 가지 기법의 추정오차는 모두 현저하게 감소하는 것으로 분석되어, 현재 국내의 교통사고 잦은 곳 선정 연구에서 기준치로 사용되고 있는 분석기간인 "1년"을 연장하여 보다 효율적으로 시간 불변 기대교통사고건수를 추정할 필요가 있다고 판단된다.

To evaluate highway safety countermeasures or identify high risk sites, the expected crashes for a site (or segment) have been estimated using the panel crash data. Past studies show that two different methods can be employed to estimate the expected crashes: observed crash based method and empirical Bayes (EB) method. This study conducts a simulation study to analyze how the estimation errors of the two estimates are affected by the different structures of the panel crash data and the presence of the change in safety over time. The results disclose that the estimation errors of the observed crash based estimates (i.e. the mean observed crash and comparative parallel estimate) are always greater than those of the EB estimates regardless of the structure of the panel crash data and the presence of the change in safety over time. Thus, it is highly recommended that the EB method be used in the study of traffic safety to obtain more reliable estimates for the expected crashes. In addition, this study corroborates that the estimation errors of the two estimates decrease as the analysis periods increase if safety does not change over time. Hence, it is also recommended that the 1-year analysis period used for identifying high risk sites in Korea be extended to produce more efficient estimates of the time-constant expected crashes.

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참고문헌

  1. 도로교통공단(2009), "2009년 교통사고 잦은 곳 기본개선계획 및 효과분석".
  2. 신강원(2010), "교통사고 추정방법 비교 연구: 경험적 베이즈 추정치 vs. 관측교통사고건수", 대한토목학회 논문집, 제30권 제5D호, 대한토목학회, pp.453-459.
  3. Abbess, C., Jarrett, D., and Wright, C. C. (1981), "Accidents at Blackspots: Estimating the Effectiveness of Remedial Treatment, with Special Reference to the 'regression-to-mean' Effect", Traffic Engineering and Control, Vol. 22, No. 10, pp.535-542.
  4. Guo, G.(1996), "Negative Multinomial Regression Models for Clustered Event Counts", Sociological Methodology, Vol. 26, pp.113-132. https://doi.org/10.2307/271020
  5. Hauer, E.(1997), "Observational Before-After Studies in Road Safety: Estimating the Effect of Highway and Traffic Engineering Measures on Road Safety", Pergamon, Elsevier Science Ltd..
  6. Hauer, E., Harwood, D. W., Council, F. M., and Griffith, M. S.(2002), "Estimating Safety by the Empirical Bayes Method: A Tutorial", In Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 1784, pp.126-131.
  7. Hilbe, J. M.(2007), "Negative Binomial Regression", Cambridge University Press.
  8. Johnson, N. L., and Kotz, S.(1969), "Distributions in Statistics: Discrete Distributions", Houghton Mifflin Company.
  9. Lord, D., and Miranda-Moreno, L. F.(2008), "Effects of Low Sample Mean Values and Small Sample Size on the Estimation of the Fixed Dispersion Parameter of Poisson-gamma Models for Modeling Motor Vehicle Crashes: A Bayesian Perspective", Safety Science, Vol. 46, No. 5, pp.751-770. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2007.03.005
  10. Miaou, S.-P., and Lord, D.(2003), "Modeling Traffic Crash-flow Relationships for Intersections: Dispersion Parameter, Functional Form, and Bayes versus Empirical Bayes Methods", In Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 1840, pp.31-40.
  11. Miranda-Moreno, L. F., and Fu, L.(2007), "Traffic Safety Study: Empirical Bayes or Full Bayes?", Transportation Research Board 86th Annual Meeting, Washington, D.C.
  12. Shin, K. and Washington, S.P.(2010). "Empirical Bayes Methods in the Study of Traffic Safety via Heterogeneous Negative Multinomial Model", Transportmetrica, DOI: 10.1080/18128601003680976