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ISSN : 1225-8857(Print)
ISSN : 2288-9493(Online)
Journal of Korean Society of Rural Planning Vol.21 No.2 pp.11-21
DOI : https://doi.org/10.7851/ksrp.2015.21.2.011

Traffic Vulnerability Analysis of Rural Area using Road Accessibility and Functionality in Cheongju City

Jeongbae Jeon, Hyunkyo Oh, Jinseon Park, Seongsoo Yoon†
Department of Agricultural and Rural Engineering, Chungbuk National University

Corresponding author : Yoon, Seong Soo Tel : 043-261-2575 yss@cbnu.ac.kr
April 3, 2015 April 13, 2015 May 13, 2015

Abstract

This study carried out evaluation of vulnerability in accessability and functionality using road network that was extracted from Intelligent Transportation System(ITS) and digital map. It was built in order to figure out accessability that locational data which include community center, public facilities, medical facilities and highway IC. The method for grasping functionality are Digital Elevation Model(DEM) and land slide hazard map provided by Korea Forest Service. The evaluation criteria for figure out accessability was set to related comparison of average time in urban area. Functionality value was calculated by the possibility of backing the vehicle possibility of snowfall and landslides. At last, this research computed weighting value through Analytic Hierarchy Process (AHP), calculated a vulnerable score. As the result, the accessability of rural village came out that would spend more time by 1.4 to 3.2 times in comparison with urban area. Even though, vulnerability of the road by a snowfall was estimated that more than 50% satisfies the first class, however, it show up that the road were still vulnerable due snowing because over the 14% of the road being evaluated the fifth class. The functionality has been satisfied most of the road, however, It was vulnerable around Lake Daechung and Piban-ryung, Yumti-jae, Suriti-jae where on the way Boeun. Also, the fifth class road are about 35 km away from the city hall on distance, take an hour to an hour and a half. The fourth class road are about 25 km away from the city hall on distance, take 25 min to an hour. The other class of the road take in 30 min from the city hall or aren't affected of weather and have been analyzed that a density of road is high. In A result that compare between distribution and a housing density came out different the southern and the eastern area, so this result could be suggested quantitative data for possibility of development.


도로 접근성과 기능성을 이용한 통합청주시 농촌지역의 교통 취약성 분석

전 정배, 오 현교, 박 진선, 윤 성수†
충북대학교 농업생명환경대학 지역건설공학과

초록


    I.서 론

    우리나라 전통적 농촌마을은 자연발생적으로 형성된 경우가 대부분으로 주거지들이 무질서하게 배치되어 있 다(Bae et al., 2014). 자연발생적으로 형성된 마을은 도보 및 우마차 등을 통행수단으로 하는 시대적 조건으로 인 하여 도로망의 폭이 좁고 굴곡이 심하다. 1950년 이후 지역사회개발사업을 시작으로 하여, 도로의 개선 및 구 조 정비가 지속적으로 이루어지고 있다. 그러나 지금까 지의 도로 정비는 획일적인 방법으로 이루어져 마을 또 는 농촌의 특성이 반영되지 못하였고, 그 내용이 국지적 인 수준에 머물러, 서비스 제공이나 이용 적합성 측면에 서 한계를 보이며 사업의 효율성을 극대화하지 못하였다 (Jo et al., 2010). 이로 인하여 농촌지역의 도로 건설과 유지·관리에 있어서 도시와 비교하여 상대적으로 소외되 고, 도로와 대중교통의 공급이 수요에 따라 결정되기 때 문에 지역발전을 이루기 위한 기회요소가 줄어들고 삶의 질이 떨어지게 된다.

    농촌지역은 소재중심지인 읍이나 면을 중심으로 인구 집중이 두드러지고, 중심지로부터 멀리 떨어질수록 인구 밀도가 낮은 소규모 주거지역으로 형성되어 있다. 이로 인해 문화, 산업, 행정, 교육, 보건 등 사회서비스 전반에 걸쳐 소외되고 있으며, 열악한 생활환경이 지속되고 있 다. 농촌지역의 주민은 고령화율(65세 이상 인구비중)이 33.7%에 달하여 많은 고령인이 분포하고 있으며(Lee et al., 2012), 이들은 자가용을 직접 운전하여 생활하는 세 대가 적고 대부분은 대중교통을 이용하거나 오토바이 등 을 활용하는 경우가 많다. 대중교통을 이용하는 경우 대 중교통의 대기시간과 한정된 배차간격으로 인하여 이동 의 편의성이 떨어지게 되며, 오토바이를 이용하는 경우 사고의 발생 가능성이 높은 것으로 조사되고 있다. 65세 이상의 차종별 교통사고 통계로 보면 전체의 15.9%가 이륜차 및 원동기장치를 장착한 자전거로 보고되고 있다 (Road Traffic Authority, 2014). 이러한 이유로 인하여 도 시보다 고령화가 진행된 농촌은 사회적 편의를 위한 접 근성이 상대적으로 취약하게 된다.

    농촌지역의 일부는 산지에 형성되어 기상의 영향을 받게 된다. 눈이 지속적으로 내린다면 산지의 마을로 접 어드는 도로의 기능을 잃게 되어 고립되는 경우가 발생 하게 되거나, 또는 우회도로가 없는 외통길일 경우에 도 로의 기능이 상실되기 때문에 마을에서의 고립될 가능성 은 도시보다는 상대적으로 높아지게 된다. 만약 도로의 기능적 상실 빈도가 높거나 접근성이 좋지 않은 지역에 마을이 위치하고 있다면, 생활적 측면에서 편의를 제공 할 수 있는 발전 가능성이 낮아지게 되며, 이로 인하여 농촌 마을은 도로밀도가 높은 읍·면 단위를 중심으로 발 전하게 되고, 도로 밀도가 낮은 지역은 소규모의 마을로 남아있게 된다.

    기존의 연구를 살펴보면, Chun(2014)는 강원도를 사례 로 도서관의 좌석수, 자료수, 문화프로그램 횟수를 가중 치로 산정하여 접근성평가를 실시하였고, 한국교통연구 원은 생활권 도로를 기반으로 자동차 측면, 보행자 측면, 자전거 통행측면 등 6개의 관점으로 도로의 기능성을 파 악하였다. Koo et al.(2013)은 부산광역시를 대상으로 경 사도, 향 및 표고분석을 기반으로 설해에 의한 도로의 취약지역을 산정하였으며, Minisry of Land, Infrastructure, and Transport(2013)에서 기후변화에 따른 폭우, 폭염, 폭 설, 가뭄, 강풍등의 재해취약성 메뉴얼을 제공하고 있다. 그러나 기존의 연구는 대부분이 도시지역을 기반으로 한 정하고 있어 농촌지역에 적용하기에는 한계로 작용하고 있어, 농촌지역에 적용가능한 연구가 필요한 실정이다.

    따라서 본 연구에서는 도로망을 기반으로 마을단위의 접근성을 평가하고, 기후에 따른 도로의 기능적 상실과 산사태에 의한 기능적 상실을 평가하여 마을단위의 교통 취약성을 평가하고자 한다.

    II.연구대상지역 및 연구 방법

    1.연구대상지역

    연구의 공간적 범위는 2014년 7월 1일부로 청주시와 청원군이 통합된 통합청주시를 대상으로 하였다. 충청북 도 청원군은 2010년 부용면 일부를 세종특별자치시로 흡수시키고, 2014년 청주시의 2개의 구(흥덕구, 상당구) 와 1개의 군(청원군)에서 4개의 구(흥덕구, 서원구, 상당 구, 청원구)로 통합되었다. 통합청주시는 서울과 부산을 연결하는 제 1 고속국도인 경부고속도로가 지나고 있으 며, 경기도 하남시와 경상남도 통영시를 연결하는 중부 고속도로, 충청북도와 경상북도를 연결하는 청주-상주 고속도로가 지나고 있다. 통합된 청주시의 지형은 동쪽 은 산악지대, 서쪽은 평야와 얕은 산지가 혼재하여 저지 대를 형성하고 있다. 행정구역은 4구 3읍 10면 30동 464 리로 구성되어 있지만, 법정리에 해당하는 243개의 마을 만을 대상으로 설정하였다(Figure 1).

    2.연구방법

    본 연구에서는 지리적 접근성과 도로기능성을 기반으 로 농촌마을 단위의 도로 취약성을 파악하고자 한다. 지 리적 접근성은 리단위별 마을회관 및 노인정 등 마을을 대표할 수 있는 기반시설로부터 공공시설, 의료시설, 교 육시설, 고속도로 IC까지의 접근시간을 기준으로 산정하 였다. 공공시설은 도청, 시청, 구청, 읍면사무소로 설정하 였으며, 의료시설은 응급실을 기준으로 하였다. 의료시설 의 경우에는 1차, 2차, 3차 의료시설로 분류되지만, 지역 보건법령에 따라 보건소 및 보건지소를 읍면동 단위로 설치하고 있기 때문에 평상시의 의료 접근성은 제외하 고, 응급환자를 위한 응급실이 존재하는 3차병원만을 대 상으로 산정하였다. 교육시설은 초·중·고등학교를 대상으 로 하였으며, 대학은 해당 학군을 필수적으로 선택하지 않고 본인 혹은 주변의 여건에 따라 타 지역으로 입학이 가능하기 때문에 연구에서 제외하였다. 고속도로 IC는 통합청주시를 관통하는 경부·중부·청주-상주간 고속도로 의 IC를 대상으로 하였다. 도로 기능성은 강설일 경우에 차량별 등판 가능 경사를 기준으로 산정하였다. 농촌지 역의 주민이 사용하는 교통수단으로는 가까운 거리일 때 는 도보를 이용하지만, 거리가 멀어질수록 자가용과 버 스를 이용이 전체의 90%를 넘는 것으로 조사되어(Kim, 2012), 차량별 등판 가능성을 고려하여 산정하는 것이 타당할 것으로 판단된다. 또한 도로 주변부의 산사태 위 험지도로부터 산사태 취약지역을 산정하였다.

    3.사용데이터

    본 연구에서는 통합청주시의 도로를 기반으로 한 취 약성을 파악하기 위하여 2014년도에 제작된 1:25,000 축 척의 수치지형도 데이터를 수집하였다. 통합청주시에 포 함되는 수치지형도 20매를 병합하여 데이터를 구축하였 고, 도로의 속성을 가지고 있는 3111번 레이어에서 3117 번 레이어까지 추출하였다. 또한 도로데이터의 최대 시 속과 차선수를 입력하기 위하여 국토해양부의 지능형교 통체계관리시스템(Intelligent Transportation System, ITS)에 서 제공하고 있는 표준노드링크데이터를 병합하였다. 표 준노드링크에서 제공되는 데이터 속성이 포함되지 않는 도로데이터는 “도로의 구조·시설 기준에 관한 규칙”에 따라 최대시속을 레이어 별로 입력하였으며(Table 1), 차 선 수는 양방향 1차선으로 등록하였다. 또한 기하보정을 위하여 세계측지계인 International Terrestrial Reference Frame 2000(ITRF2000)를 이용하여 좌표계를 설정하였다. 이상의 방법으로 전처리된 데이터는 Figure. 2와 같다.

    도로 기능성을 판단하기 위하여 수치지형도로부터 지 형의 속성을 가지고 있는 7111번 레이어와 7114번 레이 어를 추출하고(Table 2), 불규칙삼각망(Triangulated Irregular Network, TIN) 추출모듈을 실행하여 수치표고모 형(Digital Elevation Model, DEM)을 작성하였다. 또한 DEM으로부터 지형의 경사도를 추출하여 도로별 경사도 를 구축하였다. 단, 터널은 땅속을 진입하는 도로로 경사 도는 포함되지 않기 때문에 터널구간은 제외하였다. 또 한 산사태의 위험지표를 산출하기 위하여 산림청(2014) 에서 제공하고 있는 산사태 위험지도를 이용하였다.

    분석에 사용된 마을회관 및 노인정 등 마을을 대표할 수 있는 기반시설과 공공, 의료, 교육, 고속도로 IC의 위 치데이터는 농촌진흥청 어메니티정보시스템의 마을중심 지 주소와 Google Map을 이용한 경위도 데이터를 수집 하여 이용하였다. 마을중심지 주소는 오픈 API를 이용하 여 경위도 좌표로 변환하였으며, 데이터의 일관성을 유 지하기 위하여 ITRF2000 좌표계로 기하보정을 실시하였 다. 통합청주시의 리단위 마을의 개수는 행정리를 기준 으로 총 465개의 마을이 위치하고 있으나, 본 연구에서 는 법정리의 중심마을만을 산정하여 총 243개 마을을 대 상으로 분석하였다.

    III.접근성과 기능성에 따른 취약성 분석

    1.접근성 평가 기준

    충청북도 청주시와 청원군이 통합됨에 따라 도시개발 계획은 통합시로서의 기능수행을 위해 기존 계획보다 확 대 되어야 할 필요가 있다. 공간 구조에 근간이 되는 도 로는 사회적 편의를 제공하는 대표적인 기반시설로서, 고속국도, 일반국도, 지방도, 시도, 군도, 구도 등으로 분 류되고 있다. 농촌지역은 시가지역과 달리 주거지가 밀 집되어 있지 않고, 넓은 지역에 분포되어 있기 때문에 사회적 편의시설을 이용하기 위한 접근성이 낮다. 따라 서 농촌마을에서 사회적 편의시설까지의 접근성 분석이 필요하다. 접근성 분석은 네트워크 이론을 기반으로 한 네트워크 분석으로 가능하다. 네트워크 분석을 위하여 ArcGISTM의 Network Analysis Tool을 이용하여 분석을 수행하였다. Network Analysis Tool은 도로망의 Network Dataset(ND)과 연결성 정보인 ND_Junction을 자동으로 설 정 해주기 때문에 물류관리, 근린분석, 최적경로설정에서 많이 이용되는 Tool이다.

    연구에 사용된 사회적 편의시설은 크게 공공기관, 교 육기관, 응급의료기관, 고속도로로 구분하여 사용하였다. 공공기관은 지역기반의 성장 발전을 주도하고, 지역민의 행정서비스를 효율적으로 지원해주기 위한 기반시설로 써, 농촌공간에서 공공기관의 지리적 위치는 읍·면의 시 가지 내에 위치하는 경우가 많다(Kim and Kim, 2006, Lim and Lee, 2010). 도시지역의 공공기관은 기존 시가지 내외에 위치하며, 도로망과 대중교통의 활성화로 인하여 접근성이 높지만, 농촌지역은 넓은 지역에 주거가 분포 하고 대중교통의 열악한 조건 등으로 인하여 도시지역에 비하여 상대적으로 접근성이 낮게 나타나고 있다. 교육 기관은 “고등학교 이하 각급 학교 설립·운영 규정”과 “학급총량제”의 법적인 제한에 의하여 학생수용인원을 시·도별로 할당하기 때문에 전체 학생수에 따라 학교의 수는 한정되어 있다. 이에 도시지역과 농촌지역은 학생 수용인원이 같다고 하더라도 인구밀도의 차이에 의하여 도시지역에 비하여 상대적으로 학교 간의 거리가 멀어질 수 밖에 없다. 이와 같은 이유로 농촌지역에서 교육시설 까지의 접근시간은 도시지역에 비하여 상대적으로 길어 진다. 응급의료기관은 인구가 밀집되어 있는 도시지역에 위치하고 있어 농촌지역에서의 접근시간은 도시지역도 상대적으로 멀어질 수 밖에 없다. 마지막으로 고속도로 는 일정한 사용료를 지불하고 이용하는 도로로써 고속도 로 이용차량에 따른 경제적인 여건에 따라 고속도로가 배치되며, 국가의 정책에 따라 유동적으로 개발 되는 도 로이다. 이에 본 연구에서는 통합청주시를 통과하는 고 속도로의 IC를 대상으로 접근성을 파악하였다. 위와 같 은 조건을 기반으로 본 연구에서는 접근성 지표는 도시 지역과의 상대적인 접근성으로 도시지역의 평균 접근시 간과 편차시간을 이용하여 아래의 식 (1)과 같이 설정하 였다.

    AG i = μ i + n σ i
    (1)

    where, AG : Accessibility grade

    μ : Average time in urban area

    σ : Time deviation in urban area

    n : Grade count

    i : Element

    접근성 지표는 총 5개의 지표로 분류하였다. 1등급은 도시지역에서의 평균시간을 기준으로 하여 평균시간 이 내의 접근시간을 가지는 지역으로 설정하였으며, 다음등 급은 도시지역의 평균시간에 편차시간을 순차적으로 더 하여 설정하였다.

    2.도로 기능성 평가 기준

    도로를 이용한 교통에 영향을 주는 외부 요인은 다양 하게 존재하고 있다. 외부 요인으로는 기상요인, 행사 및 시위, 테러, 전염병 등이 포함되며, 이런 외부요인으로 인하여 도로를 이용하고자 하는 이용자에게 직·간접적으 로 부정적인 영향을 미친다(Jeong et al., 2012). 외부 요 인 가운데 농촌지역에 발생가능성이 높은 요인은 강설과 집중호우, 산사태 등의 기상요인과 구제역, 조류독감과 같은 가축 전염병에 대한 요인으로 분류될 수 있다. 이 중 가축 전염병 발생은 불확실요소가 많으며, 전염병 발 생을 사전에 차단하기에는 한계가 있기 때문에 하나의 지표로서 관리하기에는 어려움이 많다. 이에 따라 전염 병 발생에 대한 기능성은 배제를 하고 기상 요인이 따른 기능성만을 평가하였다. 기상요소에 따른 기능성은 강설 시 도로 노면의 상태에 따른 차량의 등판 가능성과 집중 호우에 따른 산사태의 발생에 따른 요소로 분류될 수 있 다. 차량의 등판 가능성을 파악하기 위하여 도로의 경사 도와 차량의 중량, 기상상태를 고려한 도로의 상태를 기 준으로 산정하였다. 차종별 및 노면상태 별 등판가능각 도를 최대등판능력(Gmax)을 기준으로 산정한 바 있다 (Raad et al., 2000). 차종에 따른 최대등판능력은 Table 3 와 같이 정의하고 있다.

    강설에 의한 차량별 등판은 가장 작은차가 등판을 하 지 못한다면 모든 차량의 등판은 불가능하기 때문에 차 량무게가 가장 낮은 승용차에 대해서만 고려하였다. 또 한 차량이 경사진 노면의 등판 여부를 결정하는 중요한 변수는 노면의 상태에 따라 달라진다. 눈길에서 노면의 마찰계수는 0.15~0.42의 범주로 보고 있다(Sokolovskij, 2007). 이에 마찰계수를 0.15로 채택하여 최악의 상황으 로 가정하였다. 이를 기준으로 한 등판 가능성 지표 (Climbing ability Index, CI)는 아래의 식 (2)로 산정하였 다. 여기에서 μ는 마찰계수, Gmax(i) 는 차종별 최대등 판능력, θ 는 구간에 대한 경사도를 나타낸다.

    CI = 1 θ G max × μ
    (2)

    if, CI ≤ 0, Impossible climbing

    0 <CI < 1, Stochastic possible climbing

    CI = 1, Possible climbing

    CI 값이 1에 가까울수록 해당 조건에서의 통행이 가 능함을 의미하며, 0 또는 0 이하가 되면 특정 구간의 노 면상태에서 차량이 발휘하는 최대등판능력보다 경사도가 크다는 것으로 등판이 불가능하다는 의미가 된다. 마지 막으로 CI 값이 0과 1사이의 값일 경우에는 확률적으로 등판이 가능한 범위로써 기능성 지표를 CI 를 기준으로 아래의 Table 4와 같이 설정 하였다.

    또한 산림청에서는 집중호우, 국지성 폭우 시에 도로 변 절사면의 붕괴, 산사태 등의 정보를 2004년부터 산사 태 위험 관리시스템으로 제공하고 있다. 기존의 산사태 위험 관리시스템은 수치지형도, 수치임상도, 수치입지도, 수치지질도를 이용하여 산사태 위험지표를 산정하였으 나, 강우에 대한 조건은 포함되지 않았다(Lee et al., 2002). 이후 강우량 자료와 산사태 발생이력자료를 포함 한 산사태 위험지표를 산출하였으며(Yun et al., 2009), 이를 기준으로 산림청에서는 산사태위험지도를 제공하고 있다. 산사태위험지도는 1등급에서 5등급까지로 설정하 고 있으며, 등급의 기준은 아래의 Table 5와 같이 설정 하고 있다.

    마지막으로 기능성은 벡터기반의 등고선으로부터 레 스터기반의 DEM을 이용하여 산정하고 있기 때문에 폴 리라인의 속성인 선의 개념을 사용하지 않고 일정한 면 적을 가지는 픽셀 개념을 이용하여 산정하였다. 따라서 선의 길이가 아닌 등급별 면적을 기준으로 최종등급을 산정하였다. 최종등급은 아래의 식 (3)과 같이 설정하였 으며, 여기서 A ·R ·i는 등급별 면적비율을 의미하고, S i 는 등급별 점수로 5점에서 1점까지 순차적으로 부여하였 다. 상수 500은 전체 5등급의 전체점수 500점을 의미한 다.

    Grade = A . R i × S i 500
    (3)

    3.도로 취약성 기준

    본 연구에서 설정한 접근성과 기능성을 기반으로 한 교통취약성을 평가하기 위하여 중요도를 계층분석기법 (AHP)를 이용하여 산정하였다. 신뢰할 수 있는 중요도를 산정하기 위해 관련 전문가 및 실무전문가를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 전문가로는 농촌계획과 관련이 있는 농촌계획학회 소속의 교수 및 박사과정을 대상으로 조사였다. 조사된 설문지 가운데 일관성비율(Consistency ratio, C.R.)값이 10% 이내의 자료만을 이용하여 가중치 를 설정하였다. 일관성비율은 아래의 식 (4)와 같이 산정 하였으며, 이때 C ·F ·는 일관성지수, R ·I ·는 확률지수, λmax는 최대고유값, N 은 행렬의 크기를 의미한다.

    C . R = C . F R . I . = λ max N N 1 × 1 R . I
    (4)

    또한, 접근성과 기능성은 앞절에서 1등급에서 5등급까 지의 지표로 설정하였다. 본 연구에서는 접근성과 기능 성을 포함하는 하나의 도로 기반의 취약성으로 설정하기 위하여 1등급에서 5등급까지를 순차적으로 5점에서 1점 까지 점수로 변환하여 AHP로부터 산정된 가중치를 곱하 여 접근성과 기능성 점수로 변환하였으며, 각 평가인자 들에 대한 계산은 아래의 식 (5)와 같이 표현할 수 있다. 여기서, A ·S ·는 접근성점수, F ·S ·는 기능성점수, γδ 는 가중치를 말하며, x는 각각의 요인을 의미한다.

    A . S = i = 1 4 γ i x i F . S = i = 1 2 δ i x i
    (5)

    최종적인 취약성지표는 AHP로부터 산정한 가중치의 곱으로 이루어진 선형함수로 설정하였으며, 아래의 식 (6)과 같이 산정하였다. 이때 V ·S ·는 취약성 점수를 의 미하고, α, β 는 계수로써 평가요인별 가중치를 의미하 며 접근성과 기능성 점수는 등급을 기준으로 5점에서 1 점까지 순차적으로 적용하였다.

    V . S = α × A . S . + β × F . S .
    (6)

    IV.결과 및 고찰

    1.도로 접근성

    도로망도를 기반으로 리단위 마을회관에서 공공시설, 의료시설, 교육시설, 고속도로 IC까지의 접근시간을 파악 하였다. 분석된 결과 도시지역에서 공공시설까지 평균접 근시간은 4.33분으로 나타났으며, 농촌지역에서의 평균접 근시간은 5.62분으로 1.29분이 더욱 소요되는 것으로 분 석되었다. 또한 편차시간으로 살펴보면, 도시지역은 2.53 분, 농촌지역은 3.59분으로 농촌지역의 편차가 높은 것으 로 분석되었다. 의료시설은 도시지역이 2.94분, 농촌지역 이 9.39분으로 농촌지역에서의 의료접근성이 낮은 것으 로 분석되었다. 교육시설의 경우에는 도시지역과 농촌지 역에서 교육수준이 높은 학교일수록 시간이 증가되지만, 도시지역에서 보다 농촌지역에서의 편차시간이 높은 것 으로 분석되었다. 마지막으로 고속도로 IC까지의 소요시 간은 도시지역에서 7.86분이 소요되며, 농촌지역에서 11.35분이 소요되는 것으로 분석되어 농촌에서의 접근성 이 낮은 것으로 분석되었다. 이를 정리하면 Table 6과 같이 나타난다.

    또한 식(1)을 이용하여 접근성지표를 설정하였다. 도 시지역의 평균시간과 편차시간을 이용하여 1등급에 5등 급까지 설정하여 Figure 3과 같이 공간정보를 시각화하 였다. 공공시설(Figure. 3(a))의 경우에는 대부분이 1등급 지역으로 분류되었지만 통합청주시의 외곽지역에서 일부 접근성이 낮은 것으로 나타났다. 의료시설(Figure. 3(b))) 은 상당구의 북쪽지역이 낮은 접근성을 보이고 있으며, 특히 표고가 500m가 넘는 산지에서 낮은 접근성이 나타 나는 경향을 확인할 수 있다. 또한 흥덕구 서쪽으로 접 근성이 낮게 나타나고 있으며, 이 지역은 구릉성 산지와 미호천이 형성되어 있어 접근성이 낮은 것으로 파악된 다. 또한 서원구의 남쪽으로 접근성이 낮게 나타나고 있 으며, 이 지역은 대통령 별장인 청남대와 대청댐이 위치 하는 지역으로 2003년 청남대가 충청북도로 관리권이 이양되기 이전에는 민간인 비공개 지역이었으며, 대청호 인근지역은 상수원 보호구역 및 생태환경보호구역로 설 정되어 있기 때문에 개발 제한으로 접근성이 떨어지는 것으로 파악된다. 다음으로 초·중·고등학교의 경우에는 학교가 옛 청주시에 집중되고, 일부 학교가 읍면 소재지 에 배치되어 있기 때문에 통합청주시의 외곽지역에서 낮 은 접근성을 보이고 있다. 또한 교육수준 높아질수록 외 곽의 접근성이 두드러지게 떨어지는 경향이 나타나고 있 는데, 이는 학교 설립 당시 학생들의 접근성이 좋은 위 치에 우선적으로 학교가 들어섰기 때문인 것으로 판단된 다. 또한 현재의 분석은 도로에 따른 최대속도를 기준으 로 설정되어 있기 때문에 차후에 교통체증이나 신호체계 를 반영하여 정밀한 접근시간을 파악해야 할 것으로 판 단된다.

    2.도로 기능성

    도로의 기능성을 파악하기 위하여 도로망 DB와 1:25,000에서의 등고선을 이용한 DEM과 경사도 지도를 작성하여 도로의 차량별 등판 가능성을 파악하였으며, 식 (2)를 이용하여 차종별 등판 가능성지표를 1등급에서 5등급까지를 산정하였다. 분석된 결과를 살펴보면, 전체 도로 가운데 55.35%가 1등급의 비율로 나타나 대부분이 강설 시 차량 등판이 가능한 것으로 분석되었다. 그러나 5등급의 비율이 전체의 13.94%를 차지하여 많은 구간에 서 강설 시 차량 등판이 불가능한 것으로 분석되었으며, 확률적으로 등판이 가능한 2~4등급 구간은 전체의 30.71%를 차지하고 있었다(Table 7).

    1등급에서 5등급까지를 시각화하면 Figure 4와 같이 표현된다. 강설에 따른 등판 가능에 취약한 지역은 남쪽 지역에 집중이 되어 있음을 알 수 있다. 이 지역은 대청 호와 청남대가 접하는 지역으로 대부분의 도로가 산림지 역을 통과하고, 특히, 남동쪽지역을 연결하는 회남문의로 의 경우에는 급경사 산맥이 형성되어 있어 도로의 경사 를 낮추기 위한 지그재그 형태의 산악도로가 길게 조성 되어 있다. 또한 속리산국립공원이 위치하고 있는 보은 군을 통과하기 위한 피반령과 염티재, 수리티재 등 대체 로 높고 낮은 고갯길이 분포되어 있어서 다른 지역보다 는 확률적 등판 가능지역이 많은 것으로 판단된다.

    다음으로 산림청에서 제공하고 있는 산사태위험지도 를 이용하여 도로의 토사 재난가능성을 파악하였다. 산 사태위험지도는 수치지형도, 수치임상도, 수치입지도, 수 치지질도 등 도로의 속성을 직접적으로 사용하지 않은 상태에서 구축된 데이터이다. 그러나 수치지형도에서는 도로의 속성을 포함하여 제작된 데이터이기 때문에 본 연구에서는 도로의 속성이 포함되었다고 가정하였다. 산 사태위험지도를 이용하여 살펴본 결과 남부의 일부 지역 에서만 산사태 위험도가 파악되었다. 이 지역은 앞에서 와 마찬가지로 대청호와 청남대로 연결되는 도로로써, 대부분이 대청호에 인접한 호반도로이다. 대청호반도로 는 지리적특성상 한쪽은 물과 접하여 있고, 다른 한쪽은 산림과 연결되어 있다. 대청호의 계획된 저수위보다 높 은 지점에 도로를 개설하여, 홍수시에도 도로의 침수발 생 가능성은 적지만, 산림과 연결된 지역에서는 일부 산 사태의 가능성은 높은 편으로 파악된다. 또한 청주에서 보은군을 통과하는 피반령고개에서 일부 산사태의 위험 이 있는 것으로 파악되었다(Figure 5).

    3.도로 기반 취약성

    마을별 교통취약성을 파악하기 위하여 AHP분석을 통 해 가중치를 산정하였으며, 산정된 결과는 Table 8과 같 다. 전문가 및 실무진의 관점에서 도로의 취약성은 접근 성이 기능성보다 높은 것으로 조사되고 있으며, 접근성 은 의료시설이 가장 중요하다고 조사되었으며, 다음으로 고속도로 IC까지의 접근성, 교육시설의 접근성, 공공시설 로 접근성의 순서로 나타났다. 기능성의 관점에서는 강 설에 의한 것보다는 산사태로 인하여 발생되는 기능적 상실이 높은 것으로 조사되었다.

    산정된 가중치와 식 (6)을 이용하여 최종적인 도로기 반의 취약성을 계산한 결과 Figure 6과 같이 나타났다. 분석된 결과를 살펴보면, 취약성의 평균점수는 2.41점으 로 나타났으며, 편차점수는 0.81점으로 나타났다. 청주시 로 진입하는 도로가 많을수록 높은 점수로 나타났지만 동부지역과 남부지역에 낮은 취약성을 보이고 있다. 이 지역은 대부분이 산악지대로 타 지역보다 낮은 도로밀도 를 보이고 있거나, 대청호를 끼고 형성된 도로이거나 청 남대로 진입하는 도로로써 개발에 제한이 많은 지역이 다. 또한 1점에서 5점까지를 순차적으로 5등급에서 1등 급으로 분류를 하면 Figure 6(b)와 같다. 등급으로 살펴 보면 5등급의 지역은 총 2곳으로 나타났다. 이 지역들은 청주시청으로부터 약 35km 떨어진 지역으로 접근시간은 최소 1시간에서 최대 1시간 30분이 소요되는 지역이다. 또한 4등급의 지역들은 약 25km정도 떨어진 지역으로 청주시청까지 최소 25분에서 최대 1시간 까지 소요되는 지역들이 분포되어 있다. 나머지 등급은 접근시간이 30 분 내외의 지역으로 대부분의 지형이 평지에 속하여 기 상에 의한 영향이 적고, 도로밀도가 높은 지역들로 분포 되어 있다. 또한 1:25,000 수치 지형도의 주택 레이어만 을 추출하여 주택 밀도를 측정한 결과 Figure 6(c)와 같 다. 주택의 밀도 분포를 살펴보면 취약성의 분포와 같이 남쪽지역과 동쪽지역의 밀도가 낮은 것을 알 수 있다. 즉, 주택 밀도와 교통취약성의 상관관계가 유사하게 나 타내어, 향후 주택의 밀도 분포와 교통 취약성과의 상관 관계로부터 지역의 발전도를 파악할 수 있을 것으로 판 단된다.

    V.결 론

    본 연구에서는 충청북도 통합 청주시 리단위 마을의 도로망을 기반으로 한 시간적 접근성과 강설과 산사태에 따른 도로의 기능성으로부터 취약성을 평가하였다. 접근 성의 평가 기준은 도시지역 평균시간과 편차거리에 따른 등급별 접근성을 산정하였으며, 기능성은 확률적 등판가 능성과 산사태 가능성을 기준으로 산정하였다. 산정된 결과는 다음과 같다.

    1. 접근성 평가를 수행한 결과 공공시설은 도시지역에 비하여 평균적으로 약 1.3배 정도의 시간이 더욱 소요되 었으며, 응급시설은 3.2배의 시간이 소요되었고, 교육시 설은 약 2.5배 정도, IC는 1.4배 정도 소요되어 상대적으 로 도시지역보다 접근시간이 많이 소요되는 것으로 분석 되었다.

    2. 접근성지표로부터 살펴보면 통합청주시의 동부지역 과 남부지역에서 낮은 접근성 등급이 나타나는데, 이 지역은 도로밀도가 낮은 산악지역이거나 청남대와 대청 호가 위치한 지역으로 생태계 혹은 군사적인 목적에 의 하여 개발이 제한된 구역으로 설정되어 접근성이 낮은 것으로 분석되었다.

    3. 승용차를 기준으로 한 등판 가능성을 보면 50%가 넘는 도로가 1등급의 도로로 분석되었으나 5등급에 해당 하는 도로가 약14%를 차지하여 많은 구간에서 강설에 의한 도로의 기능이 상실되는 것으로 분석되었으며, 대 부분의 지역은 청주시의 남부에 위치하고 있으며, 청주 와 보은을 잇는 피반령, 염티재, 수리티재 등의 도로가 특히 취약한 것으로 분석되었다.

    4. 산사태에 의한 도로의 기능상실은 대부분의 지역에 서 안전한 것으로 분석되었으나 대청호 주변의 호반도로 에서 일부 산사태의 가능성이 있는 것으로 분석되었으 며, 보은군을 통과하는 피반령고개 일부에서 산사태의 위험이 있는 것으로 분석되었다.

    5. 취약성지표를 최종적으로 설정하기 위하여 전문가 를 대상으로 한 AHP분석을 실시하여 가중치를 설정하였 으며, 이 가중치를 이용하여 취약성 점수를 산정한 결과 평균 2.41점, 편차 0.81점으로 분석되었으며, 점수를 등 급으로 변환하여 산정된 결과 5등급의 지역은 청주시청 으로부터 약 35km 정도 떨어진 지역에 접근시간은 최대 1시간 30분이 소요되는 지역으로 나타났으며, 4등급은 약 25km 정도 떨어진 지역으로 최소 25분에서 최대 1시 간까지 소요되는 지역이며, 그 외의 지역은 접근시간이 30분 내외의 지역이거나 평지의 지형으로 기상에 많은 영향을 받지 않고 도로밀도가 높은 지역으로 분석되었 다.

    6. 농촌 지역의 주택 밀도와 교통 취약성을 상대 비교 한 결과 통합청주시의 동쪽 지역과 남쪽 지역에서 낮은 취약성과 주택 밀도를 보여 서로 상관성이 있는 것으로 나타나고 있으며, 향후 주택의 밀도 분포와 교통취약성 과의 상관관계로부터 지역의 발전도를 파악해야 할 것으 로 판단된다.

    Figure

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    Study area

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    Road network in cheongju city

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    Accessibility of cheongju city

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    Climbing ability index in cheongju city

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    Climbing ability index in cheongju city

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    Vulnerability index based on road network and dwelling density

    Table

    Maximum speed by road layer

    Attribute of contour layer

    Maximum climbing ability by model

    Functionality grade using climbing ability

    Landslide grade using landslide risk

    The Average access time and deviation of urban and rural area (unit : min)

    Potential area ration climbing by snowfall (unit : m2 )

    Weight of assessment factors

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