안개와 휘도에 따른 도로전광표지의 판독거리 산출모형 개발 - 김철용 (The Graduate School, Ajou University, 2018)
본 연구는 도로안개 발생 시 운전자에게 정보전달의 정확도 및 콘텐츠 인식을 향상시키고 도로상의 안개로 인한 대형 교통사고를 감소시키고 안전을 향상시키기 위해 일반 도로전광표지 기술의 한계를 극복한 기상대응형 도로전광표지를 개발하였고, 우리나라 최초로 안개상황 모의환경을 구축하여 안개농도에 따라 도로전광표지의 색상별 휘도를 변화시켜 판독거리에 대한 피시험자 실험을 통해 자료를 수집하여, 안개와 휘도에 따른 도로전광표지의 색상별 판독거리 산출모형을 개발하고 검증하여 결과를 도출하였다. 본 연구의 핵심 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 기상대응형 도로전광표지의 듀얼렌즈 표출부를 개발하여 휘도계로 실험한 결과 기존과 개발 듀얼렌즈 표출부 각각의 휘도는 약 10,000cd/㎡에서 약 61,631cd/㎡로 약 6배가 향상되었다. 또한 맑은 날과 안개 시 도로전광표지의 빔폭을 조정하여 판독성을 향상시켰다. 둘째, 안개농도에 따른 휘도 변화 실험의 결과와 Lambert-Beer 법칙과 Koschmieder 법칙에서 산출된 투과율을 비교하면 오차가 모두 ± 10% 이내로 나타났다. 그러므로 안개농도의 증가는 광소멸계수의 증가로 인해 투과율이 감소하고 도로전광표지의 휘도를 감소시킨다. 결론적으로 안개농도의 증가는 휘도가 감소되어 판독성이 저해되는 것이다. 셋째, 도로전광표지 적색의 안개상황 모의실험 결과 시정거리 10m에서 휘도 2,000cd/㎡와 20,000cd/㎡ 일 때의 판독거리는 각각 10.2m와 18.8m로 나타났고 휘도가 증가함에 따라 판독거리가 약 84% 향상되었다. 시정거리 20m에서는 판독거리가 약 34% 향상되었고, 시정거리 30m에서는 약 17% 향상된 것으로 나타났다. 도로전광표지의 녹색, 청색, 황색, 백색도 적색과 비슷한 결과로 나타났다. 도로전광표지의 판독거리는 안개농도가 증가할수록 휘도의 영향을 많이 받는 것으로 나타났고, 안개농도가 감소할수록 휘도의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 넷째, 수집된 자료를 분석하여 안개와 휘도에 따른 도로전광표지의 판독거리 산출모형을 5가지 색상별(적색, 녹색, 청색, 황색, 백색) 다중회귀모형과 전체 색상을 통합한 다중회귀모형으로 개발하였다. 또한 개발된 판독거리 산출모형을 추가로 수집된 자료와 비교하여 검증하였다. 본 연구의 결과를 통해 첫째 도로전광표지의 LED 렌즈 설계기술 및 광학기술 발전을 향상시켰으며, 둘째 국내외 도로전광표지의 안개 시 휘도 기준 정립의 기초가 될 것이며, 셋째 안개 시 도로교통 안전시설물의 실험방법론에 도움이 될 것이다. 넷째 도로전광표지 제조 및 운영관리 기술을 향상시켰으며, 다섯째 안개 시 도로전광표지의 판독거리 향상으로 대형 교통사고 감소 및 예방 등으로 국가 정책 대응과 사회적 비용이 절감되고 환경오염을 감소시켜 삶의 질에 대한 국민들의 눈높이와 기대에 부응할 것으로 기대된다.
학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :건설교통공학과,2018. 8
Keywords: 도로전광표지; 판독거리; 안개; 휘도