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교통공학
교통공학(交通工學, traffic engineering, Transportation Engineering)은 사람과 물류를 빠르고, 안전하게 그리고 효율적으로 이동할 수 있도록 각종 교통시설물의 계획, 설계, 운영, 관리에 필요한 기술 및 공학적 원리를 탐구하는 학문이다.
개요[편집]
교통공학은 교통의 기능과 안전성의 향상, 주변 환경과의 조화 등을 공업적인 부분에서 연구하는 학문이다. 교통공학은 현재경제사회의 의식주행 중에 하나인 교통분야는 1950년대 미국에서 학문화의 기틀을 다지기 시작했다. 미국의 대표적 교통 공학 전문가인 뉴욕 공과대학의 Roess 교수는 교통공학에 대해서 '도시 가로 및 도로상의 승객과 화물이동을 안전하고 효율적으로 하기 위한 공학의 한 분야'라 하였다. 미국교통기술자회(ITE: Institute of Transportation Engineers)의 정의는 '교통공학은 승객과 화물의 이동을 안전, 신속, 편안, 편리, 경제적이며 환경친화적으로 가능케 하기 위해 각종 교통시설물의 계획, 설계, 운영, 관리에 필요한 기술과 과학적 원칙을 적용하는 것'이다.
- 교통공학의 정의
홈부르거(Homburge)는 교통공학을 "사람과 재화의 이동을 안전성, 신속성, 편리성, 경제성의 관점에서 원활하게 하기 위해 교통시설의 운영 및 관리, 기능적 설계, 계획에 관한 전문적이고 과학적인 원칙의 응용"이라고 정의를 내리고 있다. 한편 몰록(Morlok)은 교통공학을 "과학(科學, science)과 수학(數學, mathematics)을 이용하여 사람에게 편리하고 유용하게끔 승객과 화물을 이동시키는 공학(工學, Engineering)"이라고 정의한다. 로저 로제(Roger P. Roess)는 교통공학을 "도시 가로 및 도로상의 승객과 화물이동을 안전하고 효율적으로 하기 위한 공학의 한 분야" 라고 정의하고 있다.
이러한 개념에서 볼 때 교통공학은 실재 교통현상을 대상으로 하는 경험적 학문으로서 복합적인 기술과 과학적인 원리의 적용을 위한 이론과 접근방법, 그리고 사회경제활동을 위한 인간의 행태 등 다양한 분야가 집적된 종합학문으로서의 영역을 구축하고 있다. 또한 교통공학은 적용대상이 공공적 관점에서 사회를 대상으로 한다는 점에서 볼 때 행위 자체가 사회적 책임이 수반되고 있다.
교통공학은 학문의 본질상 융복합학문으로 공학(工學, engineering), 물리학(物理學, physics), 경제학(經濟學, economics), 도시공학(都市工學, urban engineering), 사회학(社會學, sociology), 통신(通信, communication), 컴퓨터공학(-工學, computer engineering), 경영과학(經營科學, management science) 등 다양한 학문분야의 도움 없이는 교통에 관련된 제반 현상을 설명하기 어려운 포괄적인 성격을 가지고 있다. 보편적인 수준에서 타 학문과의 제휴범위와 관계를 보면 아래 그림과 같다.
넓은 의미의 교통공학이란 사람이나 물자를 신속하고 안전하게, 편리하고 쾌적하게, 값싸게, 그리고 환경에 손상을 주지 않으면서 질서 있게 이동시키기 위하여 교통시설을 계획하고 설계하며 운영함에 있어서 과학적인 원리와 기술을 적용하는 학문을 의미한다.
이와 같은 광의의 교통공학(transportation engineering) 분야는 교통구성요소의 특성과 교통류의 특성 및 이론, 교통운영의 기법 등을 다루는 전통적인 교통공학(traffic engineering)과 교통시설 설계를 포함하며 교통시설계획, 대중교통운영, 정책분석방법, 재원조달문제 등을 포함하는 교통계획(transportation planning) 등으로 이루어진다.
교통공학 학문의 역사[편집]
체계적인 교통공학 학문의 역사는 그다지 길지는 않으나 기원전부터 전쟁이 발생하였고 전쟁을 치루기 위해서는 효율적이고 빠른 병력의 이동이 절대적이기 때문에 인류의 역사와 함께 교통의 학문도 존재했을 것으로 추정된다. 1904년에 최초의 교통조사가 미국의 각지에서 실시되었으며, 선구자는 윌리엄 펠프스 이노(William Phelps Eno)로서 그가 창설한 Eno 재단은 교통연구사업을 계속하고 있다.
현대경제사회를 요약하는 의(衣)·식(食)·주(住)·행(行)의 한 분야를 차지하는 교통공학분야는 1950년대 구미선진국에서 학문의 기틀을 다지기 시작하였으며, 국내에서는 사실상 1970년대부터 관심의 대상이 되어 왔다.
사실상 제2차 세계대전 직후부터 제1차 유류파동(oil shock)이 일어난 1970년대 초까지만 해도 교통공학이란 용어는 매우 생소한 것이었고, 일반인들은 대개 도로공학이라는 분야를 통해 알려진 기법을 가지고 도로를 건설하는 것이 교통공학분야에서 수행할 수 있는 모든 것이라고 생각했다.
현재 사용되는 교통계획 기법은 그 근원을 1950년대 미국의 디트로이트 시와 시카고시에서 수행한 분석기법에 두고 있으며, 이 과정은 CATS(Chicago Area Transportation Study)라고 하는 교통계획사업이다. 1980년대부터 교통공학의 학문은 급속도로 발달되어 현재는 IT기술을 이용한 C-ITS(Cooperative-Intelligence Transportation System)분야까지 다루는 분야로 확대되었다. 우리나라에서 도로공학의 용어가 사용된 것은 1960년 말 경이며, 1982년에 교통학회가 창립되어 1983년부터 교통공학에 관한 연구논문이 본격적으로 발표되기에 이르렀다.
교통공학의 특성[편집]
교통공학은 학문적 틀에서 보면 직접 관찰 가능한 사람과 차량의 이동과 같은 교통현상을 연구대상으로 하여 발전해 왔기 때문에 경험과학(經驗科學, empirical science)의 부류에 속하며 다음과 같은 특성이 있다.
① 교통수단의 발달과 관련하여 살펴보면, 교통공학이 인간의 문명사와 함께 발전해 왔음을 알 수 있다. 또한 교통수단의 발전을 통해 도시계획의 역사가 진전되고 경제활동이 이루어지는 점을 생각할 때, 교통공학은 곧 모든 분야의 학문과 깊이 연관되어 있음을 알 수 있다.
② 교통공학의 영역은 실생활 속 모든 시민의 삶에 그 뿌리를 내리고 있으며 교통공학이 정치적, 사회적 문제가 되는 경우를 종종 보게 된다. 특히 교통사고의 심각성을 고려해 볼 때 교통공학의 위치는 시민의 생활과 매우 직접적인 관계를 갖고 있다.
③ 교통공학은 도시내의 블록단위로부터 행정구역 단위인 시나 도 차원까지의 공간적 범위를 가지고 있다. 더욱이 대륙간 철도건설계획이나 국제공항건설계획에 관련한 교통계획수립과정은 국제적인 공간적 범위를 갖게 된다. 또한 공간적 구분과 더불어 교통문제의 접근 방법에 있어 작게는 어느 한 교통시설물의 입지 및 설계에서부터 크게는 국가 교통정책 수립에 이르기까지 실로 그 범위는 매우 넓다고 할 수 있다.
④ 교통공학 분야에서 이해하고 있어야 할 이론들은 도시공학, 토목공학(土木工學, civil engineering), 통계학(統計學, statistics), 컴퓨터공학, 경제학, 경영과학(經營科學, management science), 인문사회과학(人文社會科學, humanities and social sciences), 법학(法學, jurisprudence, science of law) 등 다른 학과에서 출발한 것을 교통공학의 고유문제에 적용한 것이 많다. 학과목이 다양하다는 것은 교통공학이 융복합적 학문성격을 가지고 있으며 그만큼 학문의 영역이 탄력적이라고 생각할 수 있다.
교통공학의 분류[편집]
교통공학은 매우 다양한 분야가 융복합적으로 형성된 학문으로 그 범위가 매우 넓다. 크게는 교통계획(交通計劃, transportation planning)과 교통공학으로 구분될 수 있으나 세부적으로는 교통계획, 교통운영, 도로교통(道路交通), 교통경제(交通經濟, transportation economics), 교통물류(交通物流, transport logistics), 교통안전(交通安全, traffic safety), 교통환경(交通環境, transportation environment), 대중교통(大衆交通, public transportation), 지능형교통체계 등으로 분류될 수 있다.
- 1) 교통계획
교통계획은 수송의 주체인 사람이나 화물을 안전하고, 편리하고, 쾌적하고, 경제적으로 이동할 수 있도록 과학적인 방법을 이용하여 현재 상황을 묘사할 수 있는 모형을 개발하고, 모형을 통하여 장래를 예측하고 대안을 분석, 평가하여 최선의 대안을 선택하여 집행하는 과정이다. 특히 현재의 조사된 인구, 경제, 토지이용자료와 교통패턴과 관계를 연구하여 미래의 인구, 경제, 토지이용을 기반으로 장래의 교통수요를 추정하는 것으로 모형을 도출하는 과정을 4단계로 구분하여 교통발생, 교통분포, 교통수단 선택, 노선배정 등에 관하여 다루는 분야이다.
- 2) 교통운영
교통운영은 기존 교통체계 내에서 교통류를 안전하고 효과적으로 제어하기 위한 방안과 이론들을 다루고, 이를 토대로 도시가로에 적용하게 될 최적 교통제어를 위한 운영 및 관리 방안들에 대해 다루는 분야이다. 신호등의 최적 운영을 통해 차량과, 보행자의 효율성과 안전성을 최대한 확보하는 기법이나 일방통행제, 버스전용차선제 등 공간적으로 볼 때 고밀도 도시내에서 적용하는 교통관련 기법들이 주를 이루고 있다. 교통운영 부문에서는 교통특성조사, 교통시설조사 교통제어 현황조사를 비롯한 미시적 교통 분석이 필요하게 되며 신호교차로, 도시간선도로 등에 대한 교통용량분석이 필수적인 검토사항이 된다.
- 3) 도로교통
도로교통은 도로의 물리적 형태를 결정하는데 작용하는 사항들을 총괄적으로 다루는 분야이다. 연속류 및 단속류 도로시설의 용량 분석을 통하여 도로시설의 계획, 평면과 종단선형(vertical alignment)설계 그리고 운영개선 방안을 도출하고, 도로의 기능별 분류방법, 차량운행특성, 도로의 횡단면구성 설계를 실시한다. 즉 교통 관련 시설물들의 유형별 기준 및 설계, 운영 등을 연구하여 원활한 교통류의 소통과 안전에 기여하는 제반사항을 다루는 분야이다.
- 4) 교통경제
다양한 계량경제 이론과 분석기법에 대한 전반적인 이해를 바탕으로 계량경제모형들을 교통공학 및 계획 분야에 효과적으로 적용하는 방법을 이해하기 위해 수요, 공급, 균형, 투자 및 요금정책 등 경제학 제반 이론을 기반으로 교통수요, 교통공급, 교통균형, 교통투자정책, 교통요금정책, 혼잡세 등의 내용을 다루는 분야이다.
- 5) 교통물류
물류는 제품을 생산하기 위해 원자재의 구입에서 보관, 운송, 판매에 이르기 까지 다양한 스펙트럼을 지닌다. 따라서 물류시스템의 계획과 운영에 대하여 포괄적으로 다루는 분야로 도로중심의 화물수송구조에서 도로/철도/해운 등을 연계 활용하여 복합수송체계로 전환하는 화물수송분담체계의 구축방안과 물류정보시스템의 구축, 복합화물터미널 등의 내용을 다룬다. 또한 화물수송에 있어서의 시간가치, 물류비용의 산정, 최적수송전략, 물류단지 및 유통단지의 최적입지문제 등 화물수송과 관련된 기법을 다루는 분야이다.
- 6) 교통안전
교통안전은 교통사고의 빈도나 심각도를 줄이는 방법, 이론, 제도를 연구하거나 적용하는 분야이다. 교통안전에서 제시하고 있는 3E 방법론인 공학(Engineering), 제도 및 단속(Enforcement), 교육(Education)으로 구분하여 교통안전시설물에 대한 이해와 교통안전을 확보하기 위한 체계적 접근 방법, 교통사고 원인 분석 및 사고예방을 위한 각종 공학적 사고 예방법 및 개선안 도출에 대해서 다루는 분야이다.
- 7) 교통환경
차량에 의한 발생되고 있는 대기오염 및 소음의 원인과 오염물질 발생에 관한 공학적 메커니즘에 대하여 다루는 분야이다. 소음 및 대기오염 확산 모의 모형을 통하여 교통여건의 변화에 따른 환경오염 예측기법을 다루며 교통수요조절, 법적규제, 공학적기법 등을 통한 오염물질 저감방안을 제시하는 분야이다.
- 8) 대중교통
대중교통의 역할 및 특성, 대중교통망의 설계, 운영 및 관리, 새로운 대중교통수단의 개발 등을 다루는 분야로 대중교통의 정류장, 운임, 서비스 수준, 생산성 증대방안 및 운영관리기법 등에 대해 다루는 분야이다. 또한 대중교통수단의 결절점이 되는 역이나 정류장의 최적입지와 대중교통체계를 최적상태로 운영하기 위한 노선결정, 투입대수, 운행간격산출 등에 관하여 다룬다.
- 9) 지능형교통체계
지능형교통체계란 교통시설의 이용을 극대화하고 교통수단의 수송효율을 높이기 위해교통체계의 운영·관리를 자동화·과학화하는 체계로서 교통시설과 교통수단 등 교통체계 구성요소에 교통·전자·통신·제어 등 첨단기술을 적용하여 교통시설·수단의 실시간 관리·제어와 교통정보의 실시간 수집·활용하는 미래형 교통체계분야이다.
따라서 지능형교통체계의 세부시스템인 첨단교통관리시스템, 여행자정보전달시스템, 첨단대중교통시스템, 상용차량운영시스템 등의 국내외 개발현황, 적용가능성, 시스템 구조 개발방향 등을 다루기 위해 지리정보체계의 응용 및 교통정보의 기초적 이론을 다루는 분야이다.
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
