상관성이 있는 변수를 고려한 주성분 분석 기반의 안전성능함수 개발

Abstract

본 연구에서는 안전성능함수 구축 시 변수 간 상관성 문제를 해결하기 위하여 주성분 분석의 활용성을 검토하였다. 모형 구축에 있어 상관성 있는 변수를 동시에 사용하면 해당 요인들의 효과가 편향되어 과대, 과소 추정이 일어날 수 있다. 주성분 분석은 서로 직교하는 요인을 추출하여 변수들의 상관성을 해결해줄 수 있다. 이를 위하여 경부, 영동, 서해안 고속도로의 2008년부터 2012년까지의 자료를 사용하였고, 종속 변수는 사고 건수, 독립 변수로는 AADT, 구간길이, 평면선형, 종단선형, 차로수가 사용되었다. 사례 분석 결과, AADT와 차로수의 상관관계가 높았고, 두 변수가 동시에 모형에 적용되었을 때 문제를 확인할 수 있었다. 이를 해결하기 위해 주성분 분석을 통해 안전성능함수를 구축하였다. 산포도를 통해 확인한 결과, 변수 간 상관성 문제가 해결됨을 확인할 수 있었다. 또한 CURE plot과 절대평균편차 (Mean Absolute Deviation, MAD), 평균제곱오차의 제곱근 (Root Mean Square Error, RMSE)을 통해 모형의 적합도와 예측력을 확인해 본 결과, 모형의 fit도 적합했으며 기존 모형에 비해 예측력도 비교적 높음을 확인할 수 있었다. 본 결과는 보다 정확한 안전시설물 및 사고 요인 분석에 사용 될 수 있을 것으로 판단된다.