1. 서 론
골든타임이란 재난 대응 목표시간 관리 개념으로, 응급상황에서 인명구조 조치를 하기 위한 초기 집중 대응 시간을 의미한다(1). 소방청에서는 국민의 생명과 재산을 최대한으로 지키기 위해 재난 현장 소방차량 도착시간을 7 min으로 하는 골든타임을 제시하고 있다. 최근 발생하는 화재 사고의 경우 주된 문제로 필로티 건축물이나 가연성 외장재로 구축된 건물 등의 화재 취약성 또는 불법 주⋅정차된 차량으로 인해 화재진압 차량의 접근이 어려운 점이 있으며(2), 도심 내 교통혼잡으로 인해 재난 현장까지 도착하기 어려운 점 또한 큰 문제이다. 2017년부터 2018년까지 2년간 소방청 긴급차량 출동 통계와 전국 긴급차량 교통사고 통계 등을 바탕으로 분석한 결과에 따르면 화재 사고로 인한 소방차량의 출동 수는 하루 평균 118회로 나타났으며(3), 최근 5년간 골든타임 도착률이 상승곡선을 이루고 있는 것에 비해, 경북(43.0%)과 강원(44.5%)은 도착률이 절반에 미치지도 못하였고 또한 경기(51.7%)와 충북(51.1%)은 도착률이 절반 수준으로 나타났다(4).
도심 내 혼잡한 교통상황에서 소방차량과 같은 긴급차량의 신속한 통행은 매우 절실한 편이다. 소방차량의 우선 통행을 위한 진로 양보와 길 터주기, 법규위반 특례조항을 규정하고 있으나, 차량정체 구간 통과, 사고 책임과 처벌 등으로 소방공무원이 현장에 신속 대응하기에는 한계가 분명하다(5). 대표적으로 특정범죄 가중처벌 등에 관한 법률 제5조의 13 ‘어린이 보호구역에서 어린이 치사상의 가중처벌’이 시행되면서 소방차량 등 공무상 긴급한 차량도 스쿨존 내 어린이와 사고가 발생하였을 경우 똑같이 가중처벌을 받게 되며, 스쿨존 내 안전 운전 의무를 지키지 못하였을 경우 최대 무기 또는 3년 이상의 징역에 처할 수 있다. 소방공무원은 해당 법으로 처벌받게 되면 공무원 자격이 박탈당할 수 있어 긴급 상황에서 운영되는 소방차량에 대한 면책 규정이 요구되고 있다.
소방차량과 같은 긴급차량을 위한 특례조항을 새로 규정하거나 대국민 홍보를 통해 양보를 얻는 것 뿐만으로는 효과적으로 골든타임을 확보하기는 어려운 실정이다. 소방차량은 출동 시 교통사고 위험에 항시 노출되어 있으며 실제로 소방청의 소방차 운용역량강화센터 설치모델 개발 및 추진전략 연구보고서에 따르면 2013년에서 2019년까지 7년간 발생한 소방차량 교통사고는 3,756건이 발생하였다. 2013년 424건을 기준으로 평균 10.4%씩 증가하였으며, 소방차 출동 건수가 2,760,000건에서 3,860,000건으로 연평균 5.8% 증가한 점을 생각하면 정책적인 개선이나 대국민 홍보만으로 소방차량을 신속하고 안전하게 현장까지 출동시키기엔 한계점이 분명하다. 또한 최근 7년간 발생한 소방차량 사고 운전 소방관의 운전경력은 ‘1년 이상～5년 미만’, ‘6년 이상 10년 미만’, ‘11년 이상 15년 미만’, ‘16년 이상 20년 미만’, ‘21년 이상 25년 미만’, ‘26년 이상 30년 미만’, ‘30년 이상’ 순으로 나타났다(6). 출동 시 소방차량의 사고 위험성을 줄이기 위해 정책개선이나 대국민 홍보, 사고 위험성 분석 등 자체적인 노력이 시행되고 있으나 근본적인 해결법이 될 수 없다고 판단된다. 긴급차량으로 분류되어있는 소방차량의 원활한 출동환경을 조성하기 위해서는 현재 구축되고 있는 우선신호시스템에 대한 확대 방안이 필요한 실정이다.
우선신호시스템이란 우선 신호를 요청하는 차량단말기를 탑재한 긴급차량이 우선신호 제어 교차로에 접근하면 정지하지 않고 통과할 수 있는 교통신호를 제어하는 방식의 시스템을 일컫는다. 교통신호를 제어하는 신호제어기와 우선신호제어 요청을 처리할 우선신호제어(priority and preemption controller, PPC)보드, 차량의 위치정보와 함께 우선신호제어(signal request message, SRM), 요청정보를 송수신하는 노변기지국(roadside equipment, RSE), 차량단말기(on-board equipment, OBE)로 구성된다(7).
국내 논문 중 Lee 등(8)의 연구에 따르면 우선신호시스템을 도입하면 긴급차량의 이동속력를 측정하여 효과성을 밝혔으며, Hong 등(9)의 연구에서는 교통 시뮬레이션 분석을 통해 우선신호시스템의 효과성을 검증하였다. 우선신호시스템에 대한 효과성 연구는 다수 존재하지만 현재 구축되어있는 우선신호시스템의 실효성 분석과 확대 도입을 위한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 현재 우선신호시스템의 실효성을 분석하고 사용자인 소방공무원을 대상으로 설문조사를 수행하여 확대 방안의 타당성을 확보하였으며, 실제 구축된 1개 지역을 선정하여 시뮬레이션 모델 분석을 통해 소방차량의 우선신호시스템 효과성과 설치 확대 방향성을 도출하고자 하였다.
2. 연구방법
본 연구에서는 체계적인 연구를 위해 우선신호시스템 확대 방향성 수립을 위한 우선신호시스템 사용자 설문조사 및 실효성 분석을 수행하였으며, 우선신호시스템의 효과성을 분석하기 위해 교통 시뮬레이션 분석을 추가로 수행하였다.
2.1 우선신호시스템 사용자 설문조사
우선신호시스템 확대의 타당성을 확보하기 위해 실사용자인 소방공무원 2,477명을 대상으로 구글(Google) 설문지를 통해 총 3가지 항목인 인지도⋅관심도, 필요성, 개선사항을 리커트 척도(likert scale)로 응답을 기록하였다.
2.2 우선신호시스템 실효성 분석
우선신호시스템이 구축된 소방본부를 대상으로 우선신호시스템의 효과성을 분석하기 위해 구축기반, 적용구간, 적용차량, 전문인력, 주 출동로 여부를 통해 현황을 분석하였으며, 우선신호시스템 구축 전⋅후 각각 6개월간 실제 출동기록을 취합하여 우선신호시스템의 실효성을 분석하였다. 출동기록에 대판 평균 분석은 통계분석 프로그램인 statistical package for the social sciences (SPSS) 27.0을 이용하여 동일 집단에 대한 대응되는 두 변수의 평균 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t-검정을 수행하였다. 출동기록은 소방 분야별 세부적인 비교를 위해 구조차(rescue), 구급차(ambulance), 펌프차(pumper)로 구분하였으며, 시⋅도별 우선신호시스템 구축 시점을 기준으로 6개월간 현장까지의 출동 거리와 소요 시간을 합산한 출동 속력으로 비교분석 하였다.
2.3 우선신호시스템 시뮬레이션 분석
교통류를 해석하고 묘사하는 시뮬레이션 모형은 일반적으로 개별 차량의 움직임을 차량 추종이론과 차로 변경이론에 의해 묘사하는 미시적 모형과 교통량, 속도, 밀도와 같은 거시적 변수들의 관계를 이용하여 해석하는 거시적 모형으로 구분된다. 본 연구에서 우선신호시스템 구축에 따른 효과성을 분석하기 위해 차량 추종, 차로 변경, 간격 수락을 모형화 할 수 있으며, 승용차, 트럭, 버스, 일반철도 light rail transit (LRT), 자전거, 보행자 등의 다양한 교통수단에 대한 교통류를 재현할 수 있는 있는 미시적(microscopic) 시뮬레이션인 VISSIM 소프트웨어를 사용하였다.
우선신호시스템의 시뮬레이션 분석을 위해 도로 기하구조는 인터넷 포털 사이트 지도를 활용하였으며, 신호현시 자료는 충북경찰청의 협조를 받아 분석 대상 구간의 신호현시 자료를 취득하였다. 청주시의 교통 변화에 따른 우선신호시스템 효과를 확인하기 교통량/용량비(volume/capacity, V/C)로 교통상황을 비포화(unseturated, V/C = 0.4), 근포화(near-saturated, V/C = 0.6), 포화상태(saturated, V/C = 0.8)로 구분하였으며, 우선신호시스템 시행 여부를 시나리오에 포함하였다. 효과척도는 평균 통행속력(km/h), 평균 통행시간(min)으로 정의하였으며, 시뮬레이션 분석 시간은 총 2 h으로 시뮬레이션 구간 내 배경 교통량을 생성하기 위해 소요되는 세팅 시간은 초기 30 min으로 설정하였다(Figure 1).
우선신호시스템의 효과성을 분석하기 위해 실제 해당 시스템을 수행하는 청주시를 대상으로 선정하였으며, 시스템이 운영중인 A축을 기준으로 우회가 가능한 B축과 C축을 추가적으로 선정하였다. 또한 도로의 기하구조와 대상 구간의 신호현시 자료가 수집하여 최종적으로 시뮬레이션 분석 교통축을 선정하였다(Table 1).
3. 우선신호시스템 확대 방안 분석 결과
3.1 우선신호시스템 사용자 설문조사 결과
우선신호시스템 사용자의 인지도 및 관심도는 5가지 질문으로 이루어져 있으며, 우선신호시스템을 알고 있는지(1번), 그 기능과 목적을 설명할 수 있는지(2번), 어떠한 제어방식(중앙 또는 현장)이 있는지(3번), 관할구역 내 해당 시스템이 구축되어 있는지(4번), 해당 시스템을 사용해본 적이 있는지(5번)를 물어보았다. 1번 질문에서 76.1%의 응답자가 우선신호시스템에 대해 알고 있는 것으로 나타났으며, 2번 질문에서는 62.9%의 응답자가 우선신호시스템의 기능과 목적을 설명할 수 있다고 답변하였다. 3번 질문에서는 60.4%의 응답자가 우선신호시스템의 제어방식에 대해 알고 있었으며, 4번 질문에서는 69.7%의 응답자가 관할구역 내 우선신호시스템이 구축되어있다는 것을 알고 있었다. 마지막으로 5번 질문에서는 51.7%의 응답자가 우선신호시스템을 사용해보았다고 응답하였다(Table 2).
Table 2
The Likert Scale Answer of Awareness & Interest Questions (n = 2,477)
우선신호시스템 사용자의 필요성은 8가지 질문으로 이루어져 있으며, 우선신호시스템의 출동 시간 영향 여부(1번), 긴급한 출동으로 인한 교통사고 위험 노출 여부(2번), 신속한 출동을 위한 교통신호 관리 필요 여부(3번), 해당 시스템 확대 적용 필요 여부(4번), 해당 시스템은 신속한 출동에 도움이 되는지(5번), 출동 안전을 위한 연구 필요 여부(6번), 해당 시스템이 소방공무원의 안전에 이바지할 수 있는지(7번), 우선신호시스템에 대한 고도화 연구가 필요한지(8번)를 물어보았다. 1번 질문에서 77.5%의 응답자가 출동 시 교통신호가 출동시간에 영향을 준다고 응답하였으며, 2번 질문에서 65.3%의 응답자가 긴급한 출동으로 교통사고 위험에 노출된 적이 있었다고 응답하였다. 3번 질문에서 85.1%의 응답자가 신속한 출동을 위해 교통신호 관리가 필요하다고 응답하였으며, 4번 질문에서 80.2%의 응답자가 우선신호시스템의 확대 적용이 필요한 것으로 응답하였다. 5번 질문에서 81.4%의 응답자가 우선신호시스템의 확대 적용이 신속한 출동에 도움이 될 것이라 응답하였으며, 6번 질문에서 85.5%의 응답자가 소방대원의 출동 안전을 위한 연구가 필요하다고 응답하였다. 7번 질문에서 82.0%의 응답자가 우선신호시스템 연구는 소방공무원의 안전에 이바지 할 수 있다 응답하였으며, 8번 질문에서 82.5%의 응답자가 우선신호시스템의 고도화를 위한 확대 방안 연구가 필요하다 응답하였다(Table 3).
Table 3
The Likert Scale Answer of Necessity Questions (n = 2,477)
우선신호시스템 개선사항은 7가지 질문으로 이루어져 있으며, 우선신호시스템의 개선 필요 여부(1번), 우선신호시스템이 적용된 신호 사이 거리의 적합성(2번), 적용 신호 개수 적합성(3번), 출동로 내 구축 여부(4번), 단말기 사용 조작성(5번), 단말기 사용 편리성(6번), 단말기 조작이 필요 없는 우선신호시스템(7번)에 대해 물어보았다. 1번 질문에서 60.5%의 응답자가 현재 사용하고 있는 우선신호시스템의 개선이 필요하다 응답하였고, 2번 질문에서 32.9%의 응답자가 우선신호시스템이 적용된 신호사이의 거리가 적합하다 응답하였다. 3번 질문 29.5%의 응답자가 우선신호시스템이 적용된 사거리 신호 개수가 적합하다 응답하였다. 4번 질문에서 28.9%의 응답자가 우선신호시스템이 주 출동로에 구축되어 있지 않다 응답하였으며, 5번 질문에서 26.2%의 응답자가 우선신호시스템 단말기의 조작이 불편하다고 응답하였다. 6번 질문에서 21.6%의 응답자가 단말기를 통한 우선신호시스템 사용이 불편하다 응답하였으며, 7번 질문에서 58.5%의 응답자가 단말기 조작이 없는 우선신호시스템이 필요하다 응답하였다(Table 4).
Table 4
The Likert Scale Answer of Improvement Requirement Questions (n = 2,477)
전반적으로 소방공무원은 소방차량의 우선신호시스템에 대해 관심을 가지고 알고 있었으며, 우선신호시스템이 소방차량 출동 시 필요하다고 밝히고 있다. 하지만 개선사항에서 시스템의 개선이 필요하나 전반적인 설치 현황에는 만족하며, 사용을 위한 사용자 편의성이 강화되어야 한다는 의견이 전반적이었다.
3.2 우선신호시스템 실효성 분석
우선신호시스템 실효성 분석은 전국을 대상으로 조사되었으며, 2021년 4월 기준 총 19개(경기 북부 포함) 중 11곳(57.9%)에서 구축⋅운영 중이었으며, 서울, 부산, 대구, 인천, 광주, 충남, 전북, 경남은 우선신호시스템을 운영하고 있지 않았다. 강원도는 우선신호시스템이 구축되어있다고 응답하였으나, 세부적인 현황에 대해서는 응답하지 않았다. 우선신호시스템을 운영하는 11곳 중 중앙제어방식을 사용하는 곳은 5곳, 현장제어방식을 사용하는 곳은 4곳으로 나타났으며, 경기의 경우 중앙제어방시식과 현장제어방식을 모두 사용하고 있었다. 또한 intelligent trasport system (ITS)와 같은 교통 시스템 기반이 있는 경우 중앙제어방식의 우선신호시스템을 운영하였으며, 기반이 없는 경우 현장제어방식으로 운영하였다(Table 5).
Table 5
The Status of Contruction with The Signal System
우선신호시스템의 적용구간은 신호의 개수와 거리를 기준으로 나타내었으며, 적용구간의 총 신호수는 2,382개, 거리는 956 km 이상으로 파악되었다. 중앙제어방식으로 구축되어있는 시⋅도와 다르게 현장제어방식으로 구축된 시⋅도는 구간 신호수와 거리가 상대적으로 적거나 짧게 나타났으며, 경기도 안산시의 경우 우선신호시스템이 시내 전 구간에 구축되어 있어 그 거리를 산출할 수 없었다(Table 6).
Table 6
The Status of Signal & Section with The Signal System
우선신호시스템 적용 차량은 총 771대로 파악되었으며, 펌프차, 구조차, 지휘차, 구급차, 기타 순이었다. 소방업무 특성상 출동이 잦은 구조⋅구급 차량과 물탱크로 인해 상대적으로 기동력이 낮은 펌프차에 단말기 지급이 우선시 된 것으로 파악된다(Table 7).
Table 7
The Status of Firefighting Vehicles with The Signal System
우선신호시스템의 구축 전⋅후 출동 속력의 평균차이를 보기 위해 모든 소방차량의 출동 속력을 비교하고 이를 세분화하여 소방차량별 효과를 비교분석을 하기 위해 구급, 구조, 화재 분야별로 추가적인 분석을 포함한 총 39가지의 경우로 분석을 수행하였다. 구축 전의 집단과 구축 후의 집단의 비교를 위해 귀무가설(H0)은 ‘우선신호시스템의 구축 전⋅후에 평균 출동 속력의 차이는 없을 것이다.’이며 대립가설은(H1)은 ‘우선신호시스템의 구축 전⋅후에 평균 출동 속력의 차이는 있을 것이다.’로 설정하였다. 39개의 경우 중 18건은 유의수준 0.05였을 때, 유의확률 p < 0.05이므로, 귀무가설(H0)을 기각할 수 있다. 따라서 우선신호시스템 구축 후 평균 출동 속력의 차이는 있다고 할 수 있으며, 18건 중 특히 13건은 출동 속력이 우선신호시스템 구축 후 빨라진 것으로 나타났다. 우선신호시스템 구축 후 출동 속력이 빨라진 13가지의 경우는 대전광역시(구급 출동), 울산광역시(전체출동), 울산울산광역시(구급 출동), 경기도(전체출동), 경기도 북부(전체출동), 경기도 북부(구급 출동), 충청북도(전체출동), 충청북도(구급 출동), 충청북도(화재 출동), 경상북도(구급 출동), 창원시(구급 출동), 제주도 특별자치시(전체 출동), 제주도 특별자치시(구급 출동)이다. 분야별 효과성을 보인 경우는 ‘구급’ 6가지 경우, ‘전체’ 5가지 경우, ‘화재’ 1가지 경우, ‘구조’ 1가지 경우 순으로 그 수가 많았으며, 13가지의 경우 중 중앙⋅현장제어방식을 모두 사용하는 경기도를 제외하였을 때, 8가지 경우는 중앙제어방식을 사용하는 우선신호시스템이였으며, 나머지 3가지는 현장제어방식의 우선신호시스템이었다. 시⋅도별 교통의 특성이나 신호현시 등 다양한 교통상황을 고려하였을 때 특정 방식의 우선신호시스템이 좋다고 보기 어려웠다. 하지만 총 9가지 구급출동의 경우 중 6가지의 경우가 우선신호시스템으로 출동 속력이 높아진 것으로 나타났으며, 구급에서의 우선신호시스템의 효과는 화재나 구조 분야보다 그 효과성이 상대적으로 높은 것으로 생각된다(Table 8).
Table 8
The Result of Paired T-test
| Paired Differences | t | df | Sig. (2-tailed) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Mean | Sth. Deviation | Sth. Error Mean | 95% Confidence Interval of the Difference | ||||||
| Lower | Upper | ||||||||
| Pair 1 |
Daejeon Pre-Post Total |
-0.59216 | 12.4578 | 0.348342 | -1.27555 | 0.091221 | -1.700 | 1278 | 0.089 |
| Pair 2 |
Daejeon Pre-Post Ambulance |
-0.65949 | 7.679209 | 0.256401 | -1.16271 | -0.15628 | -2.572 | 896 | 0.010** |
| Pair 3 |
Daejeon Pre-Post Rescue |
0.279434 | 18.19467 | 1.223906 | -2.13265 | 2.691515 | 0.228 | 220 | 0.820 |
| Pair 4 |
Daejeon Pre-Post Pumper |
-1.60309 | 16.09697 | 1.268619 | -4.10848 | 0.902311 | -1.264 | 160 | 0.208 |
| Pair 5 |
Ulsan Pre-Post Total |
-0.27558 | 7.25459 | 0.137839 | -0.54586 | -0.0053 | -1.999 | 2769 | 0.046* |
| Pair 6 |
Ulsan Pre-Post Ambulance |
-0.63501 | 7.002021 | 0.146002 | -0.92132 | -0.3487 | -4.349 | 2299 | 0.000*** |
| Pair 7 |
Ulsan Pre-Post Rescue |
0.364261 | 7.47976 | 0.364109 | -0.35144 | 1.079959 | 1.000 | 421 | 0.318 |
| Pair 8 |
Ulsan Pre-Post Pumper |
0.961895 | 6.114398 | 0.882537 | -0.81354 | 2.737331 | 1.090 | 47 | 0.281 |
| Pair 9 |
Sejong Pre-Post Total |
1.728284 | 7.016026 | 1.002289 | -0.28695 | 3.743522 | 1.724 | 48 | 0.091 |
| Pair 10 |
Sejong Pre-Post Ambulance |
1.533595 | 9.398016 | 2.279354 | -3.29842 | 6.36561 | 0.673 | 16 | 0.511 |
| Pair 11 |
Sejong Pre-Post Rescue |
2.334964 | 5.444204 | 1.283211 | -0.37237 | 5.042303 | 1.820 | 17 | 0.086 |
| Pair 12 |
Sejong Pre-Post Pumper |
-0.88421 | 6.444283 | 1.860304 | -4.97872 | 3.210289 | -0.475 | 11 | 0.644 |
| Pair 13 |
Gyeonggi-do Pre-Post Total |
-1.22844 | 16.91406 | 0.233592 | -1.68638 | -0.7705 | -5.259 | 5242 | 0.000*** |
| Pair 14 |
Gyeonggi-do Pre-Post Ambulance |
0.224284 | 11.03682 | 0.185604 | -0.13962 | 0.588186 | 1.208 | 3535 | 0.227 |
| Pair 15 |
Gyeonggi-do Pre-Post Rescue |
-0.96705 | 38.57198 | 1.136438 | -3.19677 | 1.262673 | -0.851 | 1151 | 0.395 |
| Pair 16 |
Gyeonggi-do Pre-Post Pumper |
-0.1682 | 20.50918 | 1.127287 | -2.38578 | 2.049371 | -0.149 | 330 | 0.881 |
| Pair 17 |
Gyeonggi-do (North) Pre-Post Total |
-7.78316 | 40.1384 | 1.048676 | -9.84023 | -5.72609 | -7.422 | 1464 | 0.000*** |
| Pair 18 |
Gyeonggi-do (North) Pre-Post Ambulance |
-0.83405 | 10.23822 | 0.371135 | -1.56262 | -0.10547 | -2.247 | 760 | 0.025* |
| Pair 19 |
Gyeonggi-do (North) Pre-Post Rescue |
-2.05371 | 46.72583 | 1.776249 | -5.5412 | 1.433782 | -1.156 | 691 | 0.248 |
| Pair 20 |
Gyeonggi-do (North) Pre-Post Pumper |
-0.64008 | 36.38782 | 2.470166 | -5.5088 | 4.228633 | -0.259 | 216 | 0.796 |
| Pair 21 |
Chungcheongbuk-do Pre-Post Total |
-43.6893 | 1261.288 | 19.1192 | -81.1727 | -6.20593 | -2.285 | 4351 | 0.022* |
| Pair 22 |
Chungcheongbuk-do Pre-Post Ambulance |
-54.9632 | 1420.765 | 24.26267 | -102.534 | -7.39245 | -2.265 | 3428 | 0.024* |
| Pair 23 |
Chungcheongbuk-do Pre-Post Rescue |
2.043859 | 45.4248 | 1.739405 | -1.37138 | 5.4591 | 1.175 | 681 | 0.240 |
| Pair 24 |
Chungcheongbuk-do Pre-Post Pumper |
-8.57141 | 40.23939 | 2.60287 | -13.699 | -3.4438 | -3.293 | 238 | 0.001** |
| Pair 25 |
Gyeongsangbuk-do Pre-Post Total |
4.446425 | 38.88612 | 7.626196 | -11.26 | 20.15287 | 0.583 | 25 | 0.565 |
| Pair 26 |
Gyeongsangbuk-do Pre-Post Ambulance |
-8.97971 | 12.00602 | 3.208743 | -15.9118 | -2.04764 | -2.799 | 13 | 0.015* |
| Pair 27 |
Gyeongsangbuk-do Pre-Post Rescue |
96.14057 | 62.36873 | 36.0086 | -58.7919 | 251.0731 | 2.670 | 2 | 0.116 |
| Pair 28 |
Gyeongsangbuk-do Pre-Post Pumper |
-4.45007 | 9.780457 | 3.260152 | -11.968 | 3.067856 | -1.365 | 8 | 0.209 |
| Pair 29 |
Gyeongsangnam-do Pre-Post Total |
4.363267 | 15.16534 | 2.723776 | -1.19943 | 9.925959 | 1.602 | 30 | 0.120 |
| Pair 30 |
Gyeongsangnam-do Pre-Post Ambulance |
2.48648 | 10.89602 | 2.642674 | -3.11574 | 8.088699 | 0.941 | 16 | 0.361 |
| Pair 31 |
Gyeongsangnam-do Pre-Post Rescue |
7.020037 | 19.5777 | 5.651596 | -5.41904 | 19.45912 | 1.242 | 11 | 0.240 |
| Pair 32 |
Gyeongsangnam-do Pre-Post Pumper |
1.082224 | 35.7015 | 0.277818 | 0.537671 | 1.626777 | 3.895 | 16513 | 0.000*** |
| Pair 33 |
Changwon Pre-Post Total |
-0.16865 | 9.007482 | 0.079963 | -0.32539 | -0.01191 | -2.109 | 12688 | 0.035* |
| Pair 34 |
Changwon Pre-Post Ambulance |
6.82332 | 72.65273 | 1.209536 | 4.451878 | 9.194762 | 5.641 | 3607 | 0.000*** |
| Pair 35 |
Changwon Pre-Post Rescue |
1.184405 | 15.494 | 1.051801 | -0.8887 | 3.257513 | 1.126 | 216 | 0.261 |
| Pair 36 |
Changwon Pre-Post Pumper |
-0.74308 | 15.32885 | 0.168317 | -1.07303 | -0.41314 | -4.415 | 8293 | 0.000*** |
| Pair 37 |
Jeju-do Pre-Post Total |
0.000574 | 12.92194 | 0.158878 | -0.31088 | 0.312025 | 0.004 | 6614 | 0.997 |
| Pair 38 |
Jeju-do Pre-Post Ambulance |
-3.53899 | 20.91855 | 0.518288 | -4.55557 | -2.5224 | -6.828 | 1628 | 0.000*** |
| Pair 39 |
Jeju-do Pre-Post Rescue |
-2.05662 | 16.41556 | 2.321511 | -6.72187 | 2.608632 | -0.886 | 49 | 0.380 |
3.3 우선신호시스템 시뮬레이션 분석
구축된 축별 소방차량의 이동성 개선 여부를 분석하기 위해 차량 속력을 분석한 결과 일반신호 대비 우선신호시스템 적용 시 소방차량의 효과척도가 크게 개선되었다.
A축의 경우 우선신호시스템을 시행하였을 때 미시행 대비 평균속력은 비포화의 경우 일반차량은 3.5 km/h (15.0%)가 감소하였으며, 소방차량은 8.1 km/h (34.6%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 5.4 min (28.6%)이 증가하였으며, 소방차량은 3.3 min (21.4%)이 감소하였다. 근포화의 경우 일반차량은 3.6 km/h (17.2%)가 감소하였으며, 소방차량은 9.9 km/h (47.4%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 1.8 min (23.1%)이 증가하였으며, 소방차량은 1.9 min (24.4%)이 감소하였다. 포화의 경우 일반차량은 1.8 km/h (10.5%)가 감소하였으며, 소방차량은 4.4 km/h (25.6%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 2.7 min (31.8%)이 증가하였으며, 소방차량은 1.2 min (14.1%)이 감소하였다.
B축의 경우 우선신호시스템을 시행하였을 때 미시행 대비 평균속력은 비포화의 경우 일반차량은 3.4 km/h (13.8%)가 감소하였으며, 소방차량은 7.7 km/h (31.3%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 1.3 min (27.1%)이 증가하였으며, 소방차량은 0.9 min (18.8%)이 감소하였다. 근포화의 경우 일반차량은 3.6 km/h (16.2%)가 감소하였으며, 소방차량은 9.6 km/h (43.2%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 2.0 min (23.0%)이 증가하였으며, 소방차량은 1.8 min (20.7%)이 감소하였다. 포화의 경우 일반차량은 1.7 km/h (8.9%)가 감소하였으며, 소방차량은 3.9 km/h (20.5%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 2.8 min (29.5%)이 증가하였으며, 소방차량은 1.5 min (15.8%)이 감소하였다.
C축의 경우 우선신호시스템을 시행하였을 때 미시행 대비 평균속력은 비포화의 경우 일반차량은 5.4 km/h (20.6%)가 감소하였으며, 소방차량은 9.7 km/h (37.0%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 1.5 min (26.3%)이 증가하였으며, 소방차량은 1.5 min (26.3%)이 감소하였다. 근포화의 경우 일반차량은 5.5 km/h (22.7%)가 감소하였으며, 소방차량은 12.3 km/h (50.8%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 2.1 min (20.8%)이 증가하였으며, 소방차량은 3.1 min (30.7%)이 감소하였다. 포화의 경우 일반차량은 4.2 km/h (19.1%)가 감소하였으며, 소방차량은 5.5 km/h (25.0%)가 증가하였다. 평균 이동시간은 일반차량은 3.3 min (25.2%)이 증가하였으며, 소방차량은 2.4 min (18.3%)이 감소하였다.
특히 소방차량의 이동성 측면은 근포화 교통상황에서 소방차량 통행시간 절감과 주행속력 향상이 가장 컸으며, 비포화인 경우 비교적 높은 주행속력으로 통행할 수 있어 개선 효과가 크지 않았다. 포화인 경우 차량 혼잡으로 인해 소통의 불편이 존재하여 근포화인 상태의 이동성 효과만큼 나타나지 않았다.
평균 통행시간의 경우 분석 결과 평균 통행속력과 유사한 결과가 도출되었다. 또한 A축보다 C축의 통행속력 및 시간의 효과가 높았는데, 이는 C축의 경우 대부분 4현시로 연동이 일정하기 때문으로 판단된다. 세부적으로 비포화상태인 경우(case 1, 2) A축, B축 순으로, 근포화상태인 경우(case 3, 4) C축, A축, B축 순으로, 포화상태인 경우(case 5, 6) A축, C축, B축 순으로 나타났다. 소방차량의 이동시간 단축을 위해 우선신호시스템을 적용한 결과 소방차량의 평균 통행속력은 근포화일 경우 가장 높은 효과가 있는 것으로 분석되었다. 교통량/용량비가 포화일 때 긴급차량의 이동시간에 대한 감소 효과는 크지 않은 것으로 분석되었는데, 이는 정해진 도로의 용량비에 비해 차량 포화도가 높아 전체적인 교통 혼잡이 발생하여 우선신호시스템의 효과성이 가장 낮았던 것으로 판단된다. 이와 반대로 포화도가 제일 낮은 비포화시에는 우선신호시스템이 개입되어도 이미 원활한 차량 통행으로 이동속력 향상과 이동시간 감소에 효과가 크지 않았다. 우선신호시스템의 효과성이 가장 컸던 근포화시에는 우선신호 적용 시 차량정체가 상대적으로 포화시보다 원활하여 소방차량의 주행 속력 및 이동시간에 큰 효과를 나타냈다(Table 9).
Table 9
The Analysis Result of Traffic Simulation (VISSIM)
| Case | Traffic Saturation | The Priority Signal System | A | B | C | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Average Speed of Traffic (km/h) | Average Travel Time (min) | Average Speed of Traffic (km/h) | Average Travel Time (min) | Average Speed of Traffic (km/h) | Average Travel Time (min) | |||||||||
| N1) | F2) | N | F | N | F | N | F | N | F | N | F | |||
| 1 | Unsaturated (V/C 0.4) | X | 23.4 | 4.2 | 24.6 | 4.8 | 26.2 | 5.7 | ||||||
| 2 | O | 19.9 (▽3.5) | 31.5 (△8.1) | 5.4 (△1.2) | 3.3 (▽0.9) | 21.2 (▽3.4) | 32.3 (△7.7) | 6.1 (△1.3) | 3.9 (▽0.9) | 20.8 (▽5.4) | 35.9 (△9.7) | 7.2 (△1.5) | 4.2 (▽1.5) | |
| 3 | Near -Saturated (V/C 0.6) | X | 20.9 | 7.8 | 22.2 | 8.7 | 24.2 | 10.1 | ||||||
| 4 | O | 17.3 (▽3.6) | 30.8 (△9.9) | 9.6 (△1.8) | 5.9 (▽1.9) | 18.6 (▽3.6) | 31.8 (△9.6) | 10.7 (△2.0) | 6.9 (▽1.8) | 18.7 (▽5.5) | 36.5 (△12.3) | 12.2 (△2.1) | 7.0 (▽3.1) | |
| 5 | Saturated (V/C 0.8) | X | 17.2 | 8.5 | 19.0 | 9.5 | 22.0 | 13.1 | ||||||
| 6 | O | 15.4 (▽1.8) | 21.6 (△4.4) | 11.2 (△2.7) | 7.3 (▽1.2) | 17.3 (▽1.7) | 22.9 (△3.9) | 12.3 (△2.8) | 8.0 (▽1.5) | 17.8 (▽4.2) | 27.5 (△5.5) | 16.4 (△3.3) | 10.7 (▽2.4) | |
4. 결 론
본 연구는 긴급차량인 소방차량의 신속한 출동을 위한 우선신호시스템의 현황과 실효성, 확대 적용을 위한 효과성 분석을 중점으로 수행하였다. 실사용자인 소방공무원을 대상으로 설문조사와 우선신호시스템의 구축 현황 그리고 출동기록을 통한 평균속력 비교를 통해 실효성을 알아보았다. 추가로 우선신호시스템을 미시적 교통 시뮬레이션인 VISSIM을 통해 효과성을 비교하였다. Jeong과 Kim(10)의 연구와 같이 우선신호시스템은 소방차의 출동 시간 단축에 효과적으로 나타났으며 추가로 본연구결과에서는 차량의 포화도까지 고려하였을 때 근포화시 더 효과성이 높다는 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결론들은 우선신호시스템의 확대 적용 시 적용구간을 선정하는데 단순 주 출동로 기준으로 설치할 것이 아니라 교통 특성과 효과성을 분석하여 구축해야 한다는 점을 나타내고 있다. 하지만 실효성 분석에서 소방의 출동기록을 협조받아 분석하였으며 출동기록의 정확성과 해당 지역의 지역별 교통 특성이 반영되지 않은 점이 한계점으로 나타났다. 국토교통부의 C-ITS 정책에 맞추어갈 수 있는 우선신호시스템의 확대 적용이 필요하며, 기반뿐만 아니라 실사용자의 편의성에도 초점을 둔 우선신호시스템의 개선이 필요할 것으로 생각된다. 본 연구는 소방출동 시 골든타임 확보를 통한 국민의 생명을 지키고 나아가 소방공무원의 안전한 출동환경 개선에 필요한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
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