Ⅰ.서 론

최근 도로, 교통안전 및 부대시설 등 주요 도로 기반시설의 노후화로 인해 유지관리의 중요성이 부 각되면서 도로․교통 시설물 공사의 빈도가 증가하 고 있다. 특히, 교통량이 많고 고속으로 주행하는 고속도로 및 도시간선도로의 도로 보수․확장 공사 는 체계적이고 효율적인 공사계획을 필요로 한다. 이러한 도로 공사구간은 도로의 교통처리 용량을 저하시켜 혼잡을 야기한다. 또한 대부분의 도로 공 사구간은 도로를 점용하는 공사로 교통의 흐름이 불안정하고 원활하지 않아 운전자의 주의를 더욱 요구한다. 만약 도로 공사구간에 적절치 못한 도 로․교통 안전시설이 설치될 경우, 급격한 속도 감 소 및 차로변경으로 인한 차량 간 상충으로 인해 운전자와 작업자 모두 교통사고에 노출된다. 그러 므로 도로 공사구간 계획 시 교통류에 미치는 부정 적 영향을 줄이는 동시에 운전자가 공사구간을 원 활히 통과할 수 있는 효과적인 교통관리전략이 필 요하다. 이를 위해서 공사구간 교통관리시스템 적 용 시 운전자의 반응특성 및 교통류의 변화를 분석 하고 공사구간 교통관리시스템에 관한 효과평가가 수행되어야 한다. 공사구간 교통관리시스템 중 가 변속도제한시스템(VSL：Variable Speed Limit)은 가 변속도와 함께 차로 제한, 차로 허용, 도로주변의 환경 등 운전자에게 필요한 다양한 정보를 제공할 수 있다. 공사구간에 VSL 적용시 기대되는 효과를 체계적으로 분석하여 계량화하는 것은 VSL의 설계 및 운영을 위해 대단히 중요한 기초 작업이라고 할 수 있다.

본 연구에서는 메타분석 기법을 적용하여 교통 운영효율성 및 교통안전성 측면에서 공사구간 VSL 적용 효과를 통계적으로 제시하였다. 메타분석은 동일한 연구주제에 대한 누적된 연구결과물들을 하 나의 정량적인 값으로 통합하여 효과 및 효율성을 평가하기 위한 통계적 기법이다. 즉 연구들마다 서 로 상이한 분석방법으로 도출된 결과 값들을 하나 의 표준화된 지표로 평가하기 위하여 통합 효과크 기를 산출하였다.

선행연구논문의 수집을 통해 VSL 적용 전․후 운전자의 반응특성 및 교통류의 변화 결과값을 추 출하였다. 선행연구논문은 국내 학술지의 경우 연 구재단 등재 학술지에 게재된 논문으로 한정하며, 국외 연구 사례의 경우 SCI(Science Citation Index), SCIE(Science Citation Index Expanded) 급의 학술지 및 기관보고서를 대상으로 수집되었다. 수집된 연 구 중 VSL을 평가할 수 있는 효과척도로 교통운영 효율성 측면에서 통과교통량, 교통안전성 측면에서 주행속도를 선정하였다. 선정된 효과척도를 기반으 로 메타분석을 수행하였으며, 교통운영효율성과 교 통안전성 측면에서 VSL의 유용성을 평가하였다. <Fig. 1>에 본 연구의 수행과정을 제시하였다.

Ⅱ.이론적 고찰

1.공사구간 교통관리 관련 연구 고찰

1)공사구간의 개념

도로 공사구간은 공용중인 도로에서 점용공사로 인하여 통행에 제한을 주는 도로의 일정한 구역 또 는 구간으로 정의되며, 구간별 교통관리가 필요한 구간이다[1]. 도로 공사구간 유형은 공사장 이동여 부에 따라 고정 공사와 이동 공사로 구분하고, 고정 공사는 공사기간에 따라 장기, 중기, 단기, 단시간 공사로 구분한다. 단기이상 고정 공사 교통관리는 공사장 상류부로부터 하류부까지 교통류 특성이 다 르기 때문에 <Fig. 2>와 같이 주의구간, 완화구간, 작업구간, 종결구간으로 구분하여 세부적으로 관리 한다. 주의구간은 운전자가 전방의 교통상황 변화 를 사전에 인지할 수 있도록 확보하는 구간이다. 완 화구간은 진행 중인 차로를 변화시키는 구간이다. 작업구간은 완충구간과 실제 공사를 수행하는 작업 활동구역으로 구성되며, 여기서 완충구간은 운전자 및 작업자를 보호하는 구간이다. 종결구간은 작업 구간을 통과하여 공사 이전의 정상적인 교통흐름으 로 복귀하는 구간이다.

임시 교통통제시설은 도로 공사구간의 원활한 교통운영과 안전을 위해 사용되는 도로․교통 안전 시설을 통칭한다. 운전자에게 주의, 경고, 안내, 규 제하기 위해 사용되며 원활한 차량주행을 유도한 다. 또한 임시 교통통제시설은 독립적으로 설치할 수 있으며, 다른 시설과 조합․부착하여 사용할 수 있다. 표지와 노면표시, 도류화시설, 임시방호울타 리, 충격 흡수시설, 기타시설로 구분된다[1].

2)공사구간 교통관리 기법

도로 공사구간에서 차량의 주행속도를 관리하기 위해 규제 및 단속을 수행하는 방법은 다음과 같다. Stationary Enforcement는 공사구간 내에 경찰차량이 주차하여 지속적으로 제한속도 위반차량을 단속하 는 방법이다. Mobile Enforcement는 주기적으로 레 이저 센서를 사용하여 제한속도 위반차량의 영상을 수집하고 차량의 번호를 식별하여 데이터를 수집하 는 방법이다. Dynamic Speed Display는 차량의 주행 속도를 검지하여 운전자에게 속도를 표출하는 방식 이다. 만약 제한속도를 초과하면 표출되는 메세지 는 깜빡거리거나 빛을 낸다[2]. Innovative Flagging 은 교통 통제수가 깃발을 들고 다른 한 손으로는 제한속도표지판을 가리키며 속도를 낮추게 하는 방 법이다[3].

공사구간에 표지 및 도로 포장에 변화를 주는 등 시설물 설치를 통한 공사구간 교통관리 방법은 다 음과 같다. Fluorescent Orange Sheeting은 공사구간 표지 색상을 형광 주황색 색상으로 바꾸어 시인성 을 증가시키는 방법이다[4]. Removable Rumble Strips은 시각적, 청각적 또는 차량 흔들림으로 부주 의 차량에게 주의 및 경각심을 주는 방법이다. 기존 의 요철포장 보다 설치비용 및 설치시간이 줄고 제거가능하다는 장점이 있다[5]. Portable Rumble Strips은 공사구간과 같이 도로 상황이 변화하는 구 간의 상류부에 운전자가 속도를 줄이거나 정지하도 록 유도한다. 일반적으로 양방향 2차로 도로 공사 의 경우 사용된다[6].

공사구간 진입 전 운전자의 행동 변화를 유도하 기 위해 정보를 제공하는 시스템은 다음과 같다. Portable Changeable Message Sign(PCMS)은 다양한 메시지를 표출하는 장치로 이동이 가능하다는 장점 이 있다. 운전자에게 하류부의 교통상황이나 도로 선형의 변화 등과 같은 메세지를 표출한다[4]. Queue Warning System은 공사구간에서 갑작스런 정 지 및 감속하는 차량이 검지되거나 대기행렬이 길 어지면 상류부 운전자들에게 PCMS로 경고 메시지 를 표출한다. 또한, 운전자는 표출되는 메시지를 통 해 최적의 차로합류 방식을 따르며 그 방법은 다음 과 같다. Dynamic Late Merge System은 실시간 교통 상황에 따라 가장 효율적인 차로합류를 위해 운영 되며 혼잡 시 더욱 효과적인 시스템이다. 점유율이 15% 이상일 때 PCMS를 통해 합류지점에서 “TAKE YOUR TURN and MERGE HERE” 라는 메시지를 표출한다[7]. Intelligent Lane Merge System은 지능화 된 교통정보 검지 방법을 사용하여 실시간 교통상 황에 따라 최적의 차로합류 전략을 선택한다. 차로 합류 방식은 VMS 메시지를 통해 운전자에게 표출 된다[8].

2.가변속도제한시스템(VSL) 관련 연구 고찰

VSL은 교통상황, 기상상태 등에 따라 제한속도 를 일시적으로 또는 시간대별로 변화시켜 교통류를 관리하는 기법이다. VSL 시스템을 통해 가변속도와 함께 차로 제한, 차로 허용, 도로주변의 환경 등 운 전자에게 필요한 다양한 정보를 제공할 수 있다. 이 에 따라 운전자는 적정 주행속도를 유지함으로써 부적절한 속도로 인한 교통사고를 예방할 수 있다. 또한 속도의 편차를 줄이는 동시에 차두간격의 균 일화를 이루어 추돌사고의 위험을 줄일 수 있다. 공 사구간에서 VSL은 운전자에게 도로의 선형이나 차 로의 횡단구성의 변화에 따른 적절한 제한속도를 제공한다[9].

Park et al.(2008)은 고속도로 공사구간의 기존 교 통운영기준보다 VSL 적용 시 교통소통 및 교통안 전 측면에서 더욱 유리하다고 제시하였다. 이는 공 사구간에 VSL을 적정한 간격으로 설치하여 단계적 인 속도감소를 유도하는 것이 교통소통 및 교통안 전 측면에서 효과적인 것으로 나타났다[10]. Lyles et al.(2004)은 미국 미시건 주 I-96 고속도로 공사 구간에 VSL 적용시 운전자의 제한속도 준수 여부 를 평가하였다. 제한속도준수율이 높을수록 과속차 량비율의 감소로 안전성이 향상되고, 통행시간의 감소로 교통흐름이 개선되었다[11]. Lin at al.(2004) 은 시뮬레이션 분석 결과 VSL은 통과교통량을 약 4~17% 증가시키고, 주행속도를 최대 30%까지 감소 시킨다고 제시하였다. 또한 속도 편차의 감소로 공 사구간의 교통 안전성 향상에 기여한다고 평가하였 다[12]. Kang et al.(2004)은 공사구간에서 통과교통 량을 극대화하고 도로 교통사고를 감소시키기 위한 VSL 알고리즘을 도출하였다. VSL 알고리즘 구현 결과 통과교통량은 5~30% 증가하였고, 주행속도는 4~13% 감소하였다. 알고리즘에 따른 적절한 속도 제어는 사고의 감소와 운영효율성을 향상시킨 것으 로 나타났다[14]. Kwon et al.(2006)은 미국 미네소타 주 I-494 고속도로 공사구간에서 충돌사고를 감소 시키기 위해 VSL을 적용하였다. 공사구간 상류부부 터 2단계에 걸쳐 제한속도를 낮추면 급격한 속도 감소로 인한 충돌사고를 감소시킨다고 제시하였다 [15]. Wilson and Saito(2012)은 공사구간 VSL 적용 시 주말 야간 첨두시간에 속도의 분산이 감소한 결 과를 제시하였다. 이는 원활한 교통류 흐름을 제공 하고 안전성이 향상된 분석결과를 도출하였다[16]. Edara et al.(2013)은 공사구간의 혼잡/비혼잡에 따른 VSL 적용 효과를 분석하였다. 교통 혼잡시 VSL은 이동성 측면에서 대기행렬길이, 브레이크 횟수를 감소시키며 통과교통량을 증가시켰다. 반면, 교통 비혼잡시 VSL은 안전성 측면에서 주행속도를 감소 시키고 제한속도준수율을 8배 증가시켰다[17].

3.메타분석을 적용한 효과평가 연구 고찰

Elvik(1995)은 가드레일 설치에 관한 선행 연구논 문을 바탕으로 메타분석을 수행하였다. 메타분석의 효과척도는 승산비를 통해 산정하였으며, 분석결과 가드레일 설치 시 교통사고율은 30% 증가, 사망률 20%감소, 부상률 10% 감소한 것으로 나타났다[18]. Park et al.(2015)는 2008년부터 2012년까지 부산광 역시 도심형 중앙분리대 구간에서 해당 시설의 설 치 전․후 발생한 교통사고 수를 메타분석 프로그 램을 통해 안전성 효과를 평가하였다. 그 결과, 도 심형 중앙 분리대 설치 후 교통사고 수가 증가한 것으로 나타났으며 부산광역시 전역에 걸쳐 교통사 고 건수는 약 22.4% 증가한 것으로 나타났다[19]. Choi(2016)는 신호교차로 안전개선을 위해 교차로 교통사고 발생건수를 종속변인으로 하는 선행 연구 논문 24건을 수집하였다. 수집된 논문에서 신호교 차로에 설치 및 운영되고 있는 도로안전시설 및 회 전 전용신호운영에 대하여 메타분석을 수행하였다. 분석결과 도로안전시설물이 사고감소에 영향을 준 다는 통계적인 결과자료를 도출하였다[20].

4.시사점

기존문헌 고찰 결과, 미국과 유럽 등 여러 나라 에서는 공사구간 VSL 적용에 관한 효과평가 연구 가 다수 진행되었다. 또한 VSL 적용시 최적의 설치 기준, 방법 등을 도출하기 위한 알고리즘에 관한 연 구도 수행되었다. 따라서 공사구간 VSL 적용에 관 한 다양한 연구결과를 종합적으로 분석하여 보다 일반적이고 객관적인 결과를 제시하는 것이 필요하 다. 또한 통과교통량과 주행속도 외에 통행시간, 속 도 표준편차, 최대속도, 과속차량대수를 효과척도로 선정하여 공사구간 내 VSL 적용에 따른 효과를 분 석한 연구들도 수집되었다. 총 80건의 연구결과 중 12건을 제외한 절반 이상의 연구들이 통과교통량 41건, 평균속도 27건을 효과척도로 설정하여 분석 하였다. 따라서 본 연구에서는 체계적이고 종합적 으로 연구결과를 통합하기 위하여 통과교통량과 주 행속도를 효과척도로 선정하여 분석에 활용하였다. 다만 통과교통량과 평균속도를 통한 공사구간 내 VSL 적용에 따른 효과 평가를 한 연구들이 대다수 여서 향후 연구에서는 다양한 효과척도를 통한 분 석이 필요할 것으로 판단된다.

다양한 연구결과의 종합적인 분석을 위하여 각 연구별 특성을 고려한 효과평가가 요구된다. 본 연 구에서는 메타분석 기법을 통해 공사구간 VSL 적 용 효과를 교통운영효율성과 교통안전성 측면에서 통계적으로 제시하였다. 메타분석을 통해 도출된 결과는 공사구간 VSL 적용에 관한 기초 연구 자료 로 사용될 것이라 판단된다.

메타분석에 사용된 연구결과물은 동일한 효과척 도로 환산될 수 있는 자료로 수집하였으며 표준화 된 효과척도 개념을 이용하였다. 표준화된 효과척 도 산출시 메타분석 통계적 모형은 랜덤효과모형을 적용하였으며 Stata 프로그램을 이용하여 VSL 적용 시 효과를 평가하였다.

Ⅲ.분석방법론

메타분석은 자료수집 및 실험환경 등의 서로 다 른 제약조건으로 인해 발생할 수 있는 일관적이지 않은 연구 결과들 속에서 타당한 결론을 도출하기 위해 활용되는 통계기법이다[21].

메타분석의 장점으로는 연구별 서로 다른 분석 결과 값들에 대한 표준화를 통해 단위를 통일함으 로 하나의 결론으로 종합하는 것이 가능하다는 것 이다. 따라서 많은 양의 연구결과를 체계적으로 요 약하여 보다 일반적이고 객관적인 정보를 제공할 수 있다. 둘째는 메타분석으로 종합된 결과값은 큰 표본크기를 이용하므로 한정된 결과값보다 신뢰할 수 있고, 높은 통계적 검증력을 가진다[22]. 셋째는 동일한 연구가설을 검증한 선행연구들이 서로 다른 결과를 도출하였을 때, 모든 연구물을 분석대상으 로 포함시켜 객관적이고 통합적인 결론에 도달할 수 있다[23]. 마지막으로 메타분석을 통해 도출된 선행연구들의 결과는 기초 연구 자료로 사용되어 효율적인 연구를 진행할 수 있다[24].

1.메타분석 기법 수행 절차

1)연구문제 설정 및 변수의 정의

본 메타분석은 ‘공사구간에서 VSL 적용시 교통 운영효율성과 교통안전성이 향상될 것이다’라는 연 구가설을 검증하기 위해 선행 연구 논문을 조사하 였다. 각 연구는 현장조건 및 시뮬레이션환경이 다 름으로 개별 연구의 이질성을 반영하기 위한 변수 를 설정하였다. 개별 연구의 효과크기(Effect Size)에 영향을 미칠 것이라고 예상되는 변수는 기존 차로 수, 차단된 차로 수, 공사 기간, 주/야 공사 여부 등 이 있다. 여기서 효과크기란 선행 연구들의 다양한 연구 결과값을 표준화하여 공통된 단위로 만든 표 준화된 값을 말한다.

2)연구결과물 수집

공사구간 VSL 적용 효과와 관련된 선행 연구결 과물을 대상으로 논문과 보고서를 최대한 수집하였 다. 이때 수집된 연구 결과물이 메타분석에 포함되 기 위해서는 연구결과의 분석통계값이 표준화된 평 균차, 상관계수, 승산비 등의 효과크기의 형태로 변 환이 가능해야 한다.

본 연구를 위해 SCI(E) 급의 학술지 및 기관보고 서를 대상으로 공사구간에 VSL 적용 효과를 연구 한 논문들을 수집하였다. 선행 연구 논문 및 보고서 7건에 대한 연구 결과물은 총 80건이 수집 되었으 며, 개별 연구의 분석 결과값은 승산비로 정리하였 다. 수집된 80건의 연구결과물 중 효과척도로 통과 교통량, 주행속도를 사용한 68건의 연구결과를 최 종 분석자료로 선정하였다. <Table 1>에 수집된 자 료를 정리하여 제시하였다.

또한 총 68건의 연구 중 저널 별 수집건수를 살펴보 면, SCI(E)저널의 논문의 연구가 62건, 보고서가 4건으 로 전체 수집건수의 94%를 차지하였다. 연도 별로 살 펴보면, 모든 연구가 2000년도 이후로 분류되어 최근 15년간의 연구가 활발히 진행된 것으로 나타났다. 시 뮬레이션을 통하여 실험한 연구가 63건으로 대부분의 연구가 시뮬레이션을 사용하였다. 공사구간 내 VSL 적용에 따른 자료 수집 결과는 <Fig. 3>에 제시하였다.

3)효과크기 계산

선행연구 결과의 다양한 결과값을 표준화된 공 통 단위 효과크기로 도출하기 위해 본 연구에서는 효과크기 산출시 상관계수와 승산비를 제시하였다. 여기서 상관계수는 두 연속변수 사이의 관계정도를 나타내는 지수이고, 승산비는 비교대상간의 관계를 수량화한 값이다.

승산비(Odds Ratio)는 식(1)과 같이 1을 기준으로 1보다 크면 효과척도와 교통관리시스템의 관계가 양의 관계, 1보다 작으면 음의 관계로 해석하였다. 예를 들어, 공사구간에 VSL 적용 시 통과교통량이 21% 증가하면 승산비는 1.21이다.

연구결과로 제시되는 효과크기는 직관적으로 이해 하기가 어렵기 때문에 이러한 단점을 극복하기 위해 효과크기의 표현방식 별로 large, medium, small로 구분 한다[13, 24]. <Table 2>에 효과크기 표현방식 별 효과크 기 정도를 제시하였다. 효과크기 표현방식 중 r은 상관 계수, Odds Ratio는 승산비를 의미한다.

본 연구에서는 개별 연구의 결과값을 승산비로 수집하였다. 그러나 승산비의 통합 효과크기 산출 을 위해서는 개별 연구의 실험군, 대조군의 표본수 자료가 필요하다. 따라서 승산비로 수집된 개별 연 구의 결과값들을 가중치를 적용하여 표준화된 상관 계수 효과크기로 변환하였다. 마지막으로 표준화시 킨 상관계수 효과크기를 승산비를 통한 통합 효과 크기로 변환하였다.

표준화된 공통 단위 효과크기를 도출하기 위한 과정은 다음과 같다. 우선, 공사구간 VSL 적용 시 개별 연구의 분석결과 값(공사구간 VSL 적용 시 통 과교통량과 주행속도 평균값)은 승산비로 수집한다. 개별 연구의 승산비는 상관계수로 변환하며 수식으 로 표현하면 식(2)와 같다[25].

상관계수는 Fisher가 제시한 z값으로 표준화시키 기 위해 식(3)와 같이 변환하며 표준화된 효과크기 ES 로 정의한다. 가중치를 부여하기 위해 분산은 식 (4) 같이 계산된다. <Fig. 4>에 표준화된 효과크기를 산출하는 과정을 제시하였다.(5)

각 연구별로 산출한 표준화된 효과크기는 역분 산 가중치로 구해지는 가중평균 효과크기로 식(6) 과 같이 계산한다. 가중평균 효과크기는 식(7)을 통 해 승산비의 효과크기로 나타낼 수 있다.

4)메타분석의 통계적 모형 선택

각 연구마다 도출된 효과크기를 결합하여 통합효과 크기를 추정하기 위해서는 통계적 모형이 필요하다. 메타분석의 통계적 모형은 고정효과모형(Fixed Effect Model)과 랜덤효과모형(Random Effects Model)으로 구 분된다. 고정효과모형은 각 연구의 효과크기를 동일한 값으로 가정하는 모형으로 같은 모집단에서 연구 결과 가 얻어졌다는 동질성을 가정한다. 랜덤효과모형은 연 구 간의 이질성을 고려하여 효과크기가 동일하지 않다 고 가정하는 통계 모형이다. 하지만, 효과크기의 동질 성 검증결과 연구별 효과크기가 동질 하다고 도출되어 도 분석자가 연구별 특성의 차이를 반영하여 랜덤효과 모형의 메타분석을 진행할 수 있다. 따라서 본 연구에 서는 각 연구조건이 이질적이라고 판단하여 통계적 모형으로 랜덤효과모형을 적용하였다.

5)메타분석 및 메타회귀분석 수행

일반 통계 프로그램 중 광범위한 내용의 통계분 석이 가능하여 메타분석이 손쉽게 수행되는 통계 패키지인 Stata를 이용해 메타분석과 메타회귀분석 을 수행하였다. 메타분석은 각 연구별 표준화된 상 관계수와 표준오차(se, 분산의 제곱근 값)를 분석 자료로 사용한다. 메타분석의 결과값으로 통합 효 과크기와 유의확률 및 신뢰구간이 도출된다.

메타분석의 결과만을 제시하는 것은 선행연구의 특성과 연구결과의 연관성 및 영향요인을 설명하기 어렵다. 따라서 메타회귀분석을 수행하여 각 연구 별 표준화된 효과크기에 영향을 미치는 요인을 도 출하고 정량화된 영향정도를 제시해야 한다. 본 연 구에서는 랜덤효과 메타회귀분석을 수행하였으며 개별 연구의 표준화된 효과크기를 종속변수로, 각 연구별 특징을 조절변수로 설정하였다

6)출판편의진단

출판편의(Publication Bias)란 통계적으로 유의한 결과값을 가진 논문만 출판되고, 유의성이 기각된 논문은 출판되지 않는 현상이다. 이에 따라, 메타분 석 수행시 학술지에 출판된 연구물만을 포함시킬 경우 왜곡된 값이 발생하여 연구결과가 편향될 수 있다. 따라서 메타분석의 신뢰도를 높이기 위해서 는 출판편의를 검정할 필요가 있다[26]. 출판편의가 존재하는 것으로 진단되면 출판된 연구물 외에 출 판되지 않은 석․박사학위논문과 학술대회 발표문, 단행본 등을 포함시킴으로 출판편의의 문제를 해결 하고자 노력해야 한다.

출판편의에 대한 보고를 할 때에는 Funnel Plot이 나 통계량을 제시하여 객관적으로 보고해야한다. 산점도를 통한 검증방법인 Funnel Plot은 개별 연구 들의 효과크기와 표준오차 역수에 대한 산점도로 효과추정의 정밀도 및 출판편의를 진단한다. 통계 적 검증방법인 Egger 검정은 표준정규편차(SND, 효 과크기를 표준오차로 나눈 값)을 종속변수로 두고 추정의 정밀도를 의미하는 표준오차의 역수 값을 독립변수로 하는 회귀모형으로 검증한다. 출판편의 가 없을 경우에 표준정규편차가 0이 되므로 Egger 검증은 절편을 통해 편의 여부를 판단한다[20].

Ⅳ.분석 결과

1.랜덤효과모형 메타분석 결과

공사구간에 VSL 적용에 관한 연구 결과물을 바 탕으로 랜덤효과모형 메타분석을 수행하였다. 랜덤 효과모형을 이용한 통과교통량 41건의 메타분석 결 과는 <Table 3>에 제시하였다. 통과교통량의 통합 효과크기는 0.038로 작은 효과크기를 나타내며 95% 신뢰구간은 (0.006~0.070)의 범위를 가진다. 승산비 의 효과크기는 1.164로 도출되어 공사구간에 VSL 적용 시 통과교통량이 16.4% 증가하는 것으로 분석 되었다. 또한 관련성 검정을 통한 유의확률은 Z＝ 2.33(p<0.05)으로 공사구간에 VSL 적용 시 통과교통 량의 증가는 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 한편, 효과크기의 동질성 검증 결과 Cochran’s Q 검 정에 따르면 χ² 은 1.52로 유의확률 p＝1.000(p>0.05) 이므로 연구 간의 효과크기에 서로 차이가 없는 것 으로 도출 되었다. 한편 Higgin’s I² 검정 결과 0.0% 로 각 연구별 특성이 동질한 것으로 나타났다. 운영 효율성 측면에서 수집한 연구들의 이질성을 가정하 여 분석하였지만 실제 연구 간 효과크기들이 동질 한 것으로 분석되었다. 그러나 분석가가 연구 조건 이 이질적으로 판단할 경우 랜덤효과모형을 사용할 수 있어 본 연구에서는 랜덤효과모형을 활용하여 메타분석에 적용하였다[20].

랜덤효과모형을 이용한 주행속도 27건의 메타분 석 결과는 <Table 4>에 제시하였다. 주행속도의 통 합 효과크기는-0.045로 작은 효과크기를 나타내며 95% 신뢰구간은 (-0.087~-0.004)의 범위를 가진 다. 승산비의 효과크기는 0.835로 도출되어 공사구 간에 VSL 적용시 주행속도가 16.5% 감소하는 것으 로 분석되었다. 또한 관련성 검정을 통한 유의확률 은 Z＝2.13(p<0.05)으로 공사구간에 VSL 적용시 주 행속도의 감소는 통계적으로 유의한 것으로 나타났 다. 효과크기의 동질성 검증 결과 Cochran’s Q 검정 에 따르면 χ² 은 2.27로 유의확률 p＝1.000(p>0.05)이 므로 연구 간의 효과크기에 서로 차이가 없는 것으 로 도출 되었다. 또한, Higgin’s I² 검정 결과 0.0% 로 각 연구별 특성이 동질한 것으로 나타났다. 안전 성 측면의 동질성 검정 결과 연구들이 동질한 것으 로 분석되었지만, 연구 조건들이 이질적으로 판단 되어 랜덤효과모형을 사용하여 분석하였다[20].

2.랜덤효과 메타회귀분석 결과

1)교통 운영효율성 메타 회귀분석

랜덤효과 메타회귀분석 수행 시 종속변수는 표 준화된 효과크기로 설정하며, 조절변수는 종속변수 에 영향을 미치는 개별 연구의 특징으로 한다. 조절 변수는 공사구간 2→1 차로감소 여부(X₂₁ ), 3→1 차 로감소 여부(X₃₁ ), 3→2 차로감소 여부(X₃₂ ), 4→2 차로감소 여부(X₄₂ ), 4→3 차로감소 여부(X₄₃ ), 현장 실험 여부(X_field )로 설정하였다. 통과교통량의 표준 화된 효과크기에 영향을 미치는 조절변수는 <Table 5>와 같이 나타났다.

현장실험 여부 변수를 제외한 모든 조절변수들 이 공사구간에 VSL 적용 시 통과교통량 증가에 영 향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 본 연구에서 는 유의수준 95%를 기준으로 공사구간 2→1 차로 감소 여부 변수를 유의한 값으로 채택하였다. 따라 서 랜덤효과 메타회귀분석 결과 2→1 차로감소가 통과교통량의 표준화된 효과크기에 유의한 영향 (p<0.05)을 미치는 조절변수로 도출되었다. 다른 영 향요인은 배제함을 전제로 X₂₁ 변수는 통과교통량 의 표준화된 효과크기에 0.131 만큼 영향을 미친다. 즉, 2→1 차로감소 공사 시행 시 통과교통량이 13.1% 만큼 더 증가하는 것으로 도출되었다.

2)교통 안전성 메타 회귀분석

교통안전성 측면에서 주행속도의 표준화된 효과 크기를 종속변수로 설정하여 랜덤효과 메타회귀분 석을 수행한 결과는 <Table 6>에 제시하였다. 4→2 차로감소 여부, 4→3 차로감소 여부, 현장실험 여부 변수들이 공사구간에 VSL 적용 시 주행속도 감소 에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 유의수 준 95%를 기준으로 주행속도 감소에 유의한 영향 을 미치는 조절변수는 도출되지 않았다. 이를 종합 해 보면 교통 안전성 측면의 통합 효과크기는 공사 구간에 VSL 적용 시 주행속도 감소에 영향을 주는 것으로 나타났지만, 조절변수로 설정한 변수들은 주행속도 감소에 영향을 미치지 않는 것으로 분석 되었다.

3.출판편의진단

교통운영효율성 측면에서 통과교통량의 Funnel Plot 결과는 <Fig. 5>에 제시하였다. 대부분의 연구 는 큰 표준오차를 가지는 작은 규모의 연구로 A영 역에 분포하였다. B영역과 같이 통계적으로 유의하 지 않은 영역에서 결측된 부분이 발견되었으나 대 칭적 형태로 출판편의가 없는 것으로 보인다. <Fig. 6>는 교통안전성 측면에서 주행속도의 Funnel Plot 결과이다. A영역에서 큰 표준오차를 가지는 작은 규모의 연구가 나타났으며 B영역과 같이 비대칭적 형태로 출판편의의 가능성이 있다고 할 수 있다.

교통운영효율성 측면에서 통과교통량의 Egger 검 정 결과, 절편(bias)은 3.023으로 추정되었으며 유의 확률은 0.063으로 ‘절편이 0이다’라는 귀무가설을 채택하여 출판편의가 존재하지 않는다고 분석되었 다. 또한 절편의 신뢰구간이 0을 포함하므로 출판 편의가 존재하지 않는 것으로 판단된다.

교통안전성 측면에서 주행속도의 Egger 검정 결 과, 절편이-3.877로 추정 되었으며 유의확률은 0.00으로 ‘절편이 0이다’라는 귀무가설을 기각하여 출판편의가 존재하는 것으로 나타났다. 또한 절편 의 신뢰구간이 0을 포함하지 않으므로 출판편의가 존재하는 것으로 판단된다. 교통안전성 측면에서 주행속도에 관한 연구물간에 출판편의가 확인 되었 으므로 본 연구결과는 편향될 수 있다. 출판편의의 문제를 해결하기 위해 보다 심도있는 연구결과물 수집이 필요하다. 그러나 출판되지 않은 연구결과 를 찾는 것은 한계가 존재한다. 공사구간에서 교통 안전 관점에서 운영관리 방안을 설계하고 평가하는 연구가 향후 다각적으로 수행되어야 할 것이다.

Ⅴ.결론 및 향후 연구과제

본 연구에서는 메타분석 기법을 적용하여 공사 구간 VSL 적용에 따른 효과를 교통운영효율성과 교통안전성 측면에서 분석하였다. ‘공사구간에서 VSL 적용 시 교통운영효율성과 교통안전성이 향상 될 것이다’라는 연구가설을 검증하기 위해 선행 연 구 논문을 수집하였다. 수집된 논문 중 VSL이 통과 교통량과 주행속도에 미치는 영향을 분석한 연구 결과물을 최종 메타분석 자료로 선정하였다. 선정 된 연구 결과물의 분석 결과값은 승산비로 정리하 였으며 표준화된 효과크기로 변환하기 위해 Fisher 가 제시한 z값 산출 방법을 적용하였다. 각 연구별 표준화된 효과크기와 표준오차는 랜덤효과모형 메 타분석의 분석 자료로 사용되었으며 분석 결과 통 합 효과크기와 승산비 효과크기를 도출하였다. 추 가적으로 선행연구의 특성과 연구결과의 연관성 및 영향요인 등을 분석하기 위해 랜덤효과 메타회귀분 석을 수행하였다. 또한, 메타분석의 신뢰도를 높이 기 위해 출판편의진단을 수행하였다.

공사구간에 VSL 적용 효과에 관한 총 80건의 연 구 결과물 중 통과교통량과 주행속도를 평가지표로 사용한 연구는 각각 41건, 27건 이였다. 랜덤효과모 형 메타분석 결과, 교통운영효율성 측면에서 공사 구간에 VSL 적용시 통계적으로 유의한 통과교통량 의 증가를 확인할 수 있었다. 통과교통량 승산비 효 과크기는 1.164로 공사구간에 VSL 적용시 통과교통 량이 16.4% 증가하는 것으로 분석되었다. 랜덤효과 메타회귀분석 결과, 2→1 차로감소 공사는 통과교 통량의 효과크기에 0.131 만큼 영향을 미치며 13.1% 만큼 더 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 교 통안전성 측면에서 랜덤효과모형 메타분석 결과 주 행속도는 감소한 결과를 나타내어 VSL이 속도감소 에 영향을 준다는 통계적인 결과자료를 도출하였 다. 주행속도 승산비 효과크기는 0.835로 공사구간 에 VSL 적용 시 주행속도가 16.5% 감소하는 것으 로 분석되었다.

출판편의진단 결과 유의수준 95% 수준에서 안전 성 측면의 주행속도에 관한 연구물간에 출판편의가 존재하는 것으로 도출되었다. 이는 공사구간 내 VSL 적용에 따른 효과크기가 큰 연구나 통계적으 로 유의한 결과값을 가진 논문만이 포함되어 안전 성에 관한 연구결과가 편향될 수 있다. 따라서 향후 공사구간 안전성에 관한 연구의 추가적인 수집과 출판되지 않은 석ㆍ박사학위 논문, 학술대회 발표 문, 단행본들을 포함시키는 노력이 필요한 것으로 판단된다.

본 연구에서 다음과 같은 추가적인 연구가 필요 하다. 첫째, 다양한 공사구간 환경 및 실험조건을 고려한 각 연구의 특성을 반영하여 추가적인 메타 회귀분석이 수행되어야 한다. 각 연구의 효과크기 에 영향을 미치는 조절변수를 도출하여 보다 정밀 한 결과를 제시해야 할 것이다. 둘째, 출판편의의 문제를 해결하기 위해 공사구간 안전성에 관한 연 구를 추가적으로 수집하여 메타분석의 신뢰도를 높 여야 한다. 셋째, 통과교통량 및 주행속도의 효과평 가 뿐만 아니라 다른 효과척도의 통계적 분석을 통 해 공사구간의 교통류 흐름 및 운전자 반응에 미치 는 영향을 분석해 볼 필요가 있다.

본 연구에서 사용한 메타분석 기법은 다수 연구 의 결과값을 통합하여 표준화된 값으로 도출함으로 써 보다 일반적이고 객관적인 정보를 제공할 것으 로 판단된다. 또한 메타분석을 통해 도출된 결과는 공사구간 VSL 적용에 관한 기초연구 자료로 공사 구간 교통관리 전략 수립 및 관련 정책수립을 위한 의사결정 지원에 활용될 것으로 기대된다.