국내 도로 통행 정점의 구조적 원인 연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 환경대학원 : 환경계획학과, 2014. 8. 장수은.선진 유럽 국가들의 연구에 따르면, 경제발전이 안정기에 이른 선진국들의 경우 2000년대에 접어들면서 자동차 교통량의 성장세가 둔화되거나, 일부 국가(특히 대도시)에서는 감소하는 추세를 보여 왔다. 즉, 시간의 변화에 따른 수요를 예측하는 성장곡선모형에서와 유사한 양상을 보이는 것이다. 성장곡선모형에 따르면 완만한 성장을 보이는 도입기, 가파른 성장세를 보이는 성장기를 지나 성숙기(안정기)에는 성장이 포화수준에 이르렀다가 쇠퇴기에는 미미한 수준으로 감소하는데, 발전된 국가에서의 자동차 교통량은 이러한 성숙기를 의미하는 통행 정점(Peak Car Travel)을 겪고 있다는 분석이 지배적이다. 자동차 교통량이 이같은 추세를 보이는 국가들은 다음과 같이 여러 측면에서 공통적인 변화양상을 보이며, 그러한 공통적 양상이 통행 정점의 원인으로 작용하는 것이라 추측된다. 그 중 국가적 수준에서의 저성장(경제 안정), 인구성장률의 둔화, 전세계적 경제 문제(유가 상승 등) 등은 대부분의 연구에서 일반적인 요인으로서 널리 받아들여지고 있다. 이외에도 대중교통 이용 증대, 걷기와 자전거이용 장려 추세 등 변화하는 교통정책 및 환경이 주된 원인으로 논의된다. 또한, 운전면허취득 및 자동차보유 경향 변화, 인터넷기반 사회네트워크의 발달, 전자상거래의 보편화, 원격근무 현실화 등 개인적 선호와 라이프스타일의 변화 역시 자동차교통량에 영향을 주는 요인으로 제기된다. 그러나 해당 연구들은 이러한 공통적인 양상들이 통행 정점에 어떠한 방향으로, 그리고 각각 어느 정도로 영향을 미치는지를 밝히고 있지는 않다. 즉, 통계적으로 분석된 공통적인 양상과 통행 정점 현상 사이에 상관관계가 존재한다는 것을 정성적으로 논의할 뿐 구체적인 인과관계를 정량적으로 제시하지는 않은 것이다. 따라서 본 연구는 다음을 밝히는 것을 목표로 한다. 1) 우리나라의 자동차 통행량이 선진국과 비슷한 양상으로 통행 정점에 이르렀다 볼 수 있는가? 2) 그렇다면 그 수치적, 구조적 요인에는 어떤 것들이 있으며, 어느 정도의 영향력을 가지는가? 교통량의 분석 단위로는 일반적으로 자동차 총 주행거리(Vehicle Kilometer Travelled)가 사용된다. 본 연구에서는 교통안전공단의 자동차 주행거리 자료를 바탕으로, 연구의 범위 및 목적을 고려하여 지역별 자가용승용차 연간 인당 총 주행거리(km)를 통행량 지표로 설정하였다. 또한 선행연구들을 종합․분류한 후 우리나라의 실정에 특수적합한 요인을 추가하여 설명변수를 재구성하였다. 경제적 요인, 교통환경적 요인, 토지이용적 요인, 생활양식․선호도 요인의 4개 평가항목(잠재요인)으로 분류된 총 12개의 측정지표(관측요인)가 설명변수를 이룬다. 이를 바탕으로 구조방정식 모형을 활용하여 중요요인을 평가하였다. 구조방정식 모형은 행동과학 분야에서 개발된 이론에 기초한 확인적 요인분석 방법과 계량경제학에서 개발된 다중회귀분석 방법이 결합된 모형으로, 모형을 구성하고 있는 개념간의 복잡한 관계를 처리하는 데 용이하다. 따라서 구조방정식 모형은 다중적인 요인의 영향이 복합적으로 작용하는 사회적 현상을 분석하는 경우에 적합하다. 주요한 연구결과를 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 우리나라 역시 선진국들의 사례와 유사한 통행 정점 현상이 나타나고 있으며 해당 수치 또한 유사하다. 수집된 표본의 자동차 대당 평균 주행거리는 눈에 띄게 감소하고 있으며, 이를 토대로 추정된 총주행거리는 둔화 추세를 보인다. 둘째, 통행 정점에 영향을 미치는 잠재요인들의 요인적재량은 경제적 요인, 교통환경적 요인, 토지이용적 요인, 생활양식․선호도 요인의 순으로 높게 나타났다. 또한 경제적 요인 중에서는 지역내총생산과 유가가, 교통환경적 요인 가운데는 대중교통 수송실적이, 생활양식․선호도 요인에서는 고령화와 여성 경제활동 참가율이 통행정점을 유의하게 예측하는 요인으로 나타났다. 즉, 소득이 높고, 유가가 낮으며, 대중교통을 적게 이용하고, 고령화가 덜 진행되고 여성의 경제활동 참가율이 낮을수록 자동차 교통량이 많은 것으로 확인되었다. 그러므로 소득증가가 안정세에 접어들고, 유가가 높으며, 대중교통체계가 발달하고, 여성 경제활동인구의 비중이 큰 고령화 사회는 자동차 교통량의 증가수준이 포화상태에 이를 수 있는 것이다. 우리나라의 경우 위의 조건들을 이미 충분히 갖추었거나 갖춰나가고 있는 추세라 볼 수 있으므로, 결과적으로 자동차 교통량의 증가 둔화(또는 절대적 감소) 현상이 앞으로도 계속될 것이라 판단할 수 있다. 통행 정점 현상은 자동차에의 의존성 감소를 시사하므로, 자동차 사용의 미래 성장가능성에 대하여 지난 수십년 간 당연하게 여겨졌던 정도까지의 일반적이고 지배적인 관점은 더 이상 존재하기 어렵다. 그러나 교통 계획과 정책의 많은 부분이 미래 성장에 대한 예측에 기초하고 있기 때문에, 자동차 사용이 의미있게 줄어들거나, 정체되는 등의 가능성은 중요한 의미를 가진다. 통행 정점 현상은 도로교통수요의 분석 또는 예측 방향의 변화 가능성을 시사하여, 시설 및 서비스 공급 측면에서 교통자원을 언제․어떠한 규모로 투자할 것인가의 판단 기준으로 작용 가능한 것이다. 즉, 본 연구에서 유의한 것으로 분석된 요인들을 비롯하여 통행 정점 현상에 유의미한 영향을 미치는 사회문화적 특성들을 도로교통수요 분석에 반영한다면, 보다 적극적인 방법으로 수요변화에 대응할 수 있을 것이다. 이외에도 현 시점과 미래의 중요한 환경적 이슈인 지속가능한 교통의 개발 맥락에서, 자동차 감소 정책의 타당성 판단에 근거를 제시한다. 또한 통행정점 현상은 다른 사회문화적 변화의 원인으로서 작용할 수도 있을 것이다. 본 연구는 현 시점까지의 현상만을 연구대상으로 하므로, 관찰된 경향이 미래에는 어떠한 양상으로 진행될지 정확한 판단을 내리기는 어렵다. 또한 국가 간 통행정점 비교에 있어 본 연구에서는 측정 단위가 맞는 경우에 한하여 국가 수준에서 대략 비교하였으나, 국가 간 교통환경 특성의 차이가 현저하므로 절댓값의 단순비교가 큰 의미를 가지지는 않는다는 한계가 있다. 이외에도, 비중있게 다루고자 했던 관측요인 중 수치가 지역별․연도별로 큰 차이를 보이지 않는 경우 자료의 유의확률이 낮게 나타났는데, 이는 패널데이터의 한계에서 일부 기인한 것으로 보인다. 후속 연구에서 연구 목적에 부합하게 구조화된 설문지를 구성하여 연구를 진행한다면, 본 연구에서 나타난 이차자료․집계자료의 한계를 보완하여 보다 정확한 모형을 구축할 수 있을 것이다. 지역별(또는 도시유형별) 모형을 다르게 예측하는 일도 가능하다. 마지막으로, 개발도상국 등 도로교통수요가 성장기에 있는 국가들을 대상으로 보다 활용가능한 모형을 구축한다면, 도로통행 정점의 시기 및 해당시기의 수요량을 예측하여 보다 발전된 교통정책의 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.Ⅰ. Introduction 1 1. Background and Purpose 1 2. Scope and Method 4 3. Structure of Thesis 5 Ⅱ. Advanced Research and Literature Review 6 1. Analysing Worldwide Trends 6 1) Aggregate Observed Trends at National Level 6 2) Diagnosis of Factors 8 2. Review of Structural Equation Model 13 1) Path Diagram of SEM 16 2) Mathematical Formulation of SEM 17 3) Evaluating Goodness-of-fit of SEM 19 Ⅲ. Data Analysis 26 1. Dependent Variable: Observed Trends in Korea 26 1) Basic Information on Data 26 2) Changing Trends of the Vehicle Kilometer Traveled in Korea 30 2. Measurement of the Explanatory Variables 34 1) Latent Variables 34 2) Observed Variables 34 3. Data Analysis Procedure 37 Ⅳ. Research Model and Hypothesis 39 1. Research Model 39 2. Research Hypothesis 42 Ⅴ. Research Findings 43 1. Descriptive Statistics of the Study Variables 43 2. Data Examination 44 3. Structural Equation Modeling for the Peak Car 47 Ⅵ. Conclusion 51 1. Discussion of Results 51 2. Limitation of the Study and Directions for Future Study 53 Bibliography 54 Attached Tables 57 ABSTRACT(Korean) 63Maste

DEVICE AND METHOD FOR GAIT PATTERN ANALYSIS WITH IMU

본 발명은 IMU를 이용한 보행환경 측정 장치 및 보행환경 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 IMU을 이용한 보행환경 측정 장치는, 발바닥이 지면과 평면을 이루는, 연속되는 제1 지점과 제2 지점을 측정하는 IMU(Inertia Measurement Unit) 및 상기 IMU가 갖는 tn 좌표계가, 상기 제1 및 제2 지점 각각에서, 각도 이동하는 정도를 이용하여, 상기 발바닥과 연관된 보행자의 보행 패턴을 분석하고, 상기 분석된 보행 패턴을 이용하여 보행 환경 데이터를 측정하는 프로세서를 포함할 수 있다.보행 중 발바닥이 지면에 닿고 정지한, 연속되는 제1 지점과 제2 지점을 측정하는 IMU(Inertia Measurement Unit); 및상기 IMU가 갖는 tn 좌표계가, 상기 제1 및 제2 지점 각각에서, 각도 이동하는 정도를 이용하여, 상기 발바닥과 연관된 보행자의 보행 패턴을 분석하고, 상기 분석된 보행 패턴을 이용하여 보행 환경 데이터를 측정하는 프로세서를 포함하고,상기 프로세서는,상기 tn 좌표계가, xy 좌표계를 기준으로 양(positive)의 방향으로 각도 이동하여 상기 제1 및 제2 지점에서 유지되면, 상기 보행 패턴을 경사 오름으로 분석 및 상기 경사 오름의 정도를 측정하고,상기 tn 좌표계가, 상기 xy 좌표계를 기준으로 음(negative)의 방향으로 각도 이동하여 상기 제1 및 제2 지점에서 유지되면, 상기 보행 패턴을 경사 내림으로 분석 및 상기 경사 내림의 정도를 측정하는IMU을 이용한 보행환경 측정 장치