터널 조명배열 유형과 운전자 주행행동 및 인식 간의 관계 분석

Exploratory research on the relationship between tunnel lighting design and driving behavior and cognition

최근 터널의 증가와 터널의 장대화로 터널 내 사고율의 위험성이 높아지고 있다. 터널의 폐쇄적이고 협소한 공간은 운전자들의 심리를 자극한다. 이에 따라 국내외 각종 터널 관련 문헌 조사 및 분석, 국내외 터널 조명 관련 분석 등을 바탕으로 1km 이상 터널을 외‧내부 디자인 요소별로 정량화하며 사고데이터와 관계를 분석한다. 데이터 기반 사전연구를 통해 터널의 어떤 디자인 요소가 사고량과 가장 연관성이 있는지 규명하고 이후 관련 요인에 대한 심층적 분석을 위해 운전 시뮬레이션을 이용한 2차 실험을 진행하여 정확하게 어떤 관계가 있는지 파악하는 것이 연구의 목적이다. 다중회귀분석으로 이행된 데이터 기반 사전연구에 의하면 터널의 넓이, 차선 수, 터널 곡선의 유무, 그리고 출구부 조명의 여부가 사고량과 유의미하게 관련이 있는 것으로 도출되었다. 이 외 조명 색의 다양성과 조명의 개수 및 위치가 미미한 관계를 보였는데, 이에 대한 심층적 요인 파악을 위해 시뮬레이션 실험을 총 18명의 피실험자를 대상으로 진행하였다. 몰입감 있는 운전 주행 시뮬레이션을 위해 게임 엔진인 Unity를 활용하여 실제 터널 모양과 유사하게 모델링 하였으며 현실감을 위해 Racing Wheel을 활용하였다. 각 참여자는 총 6가지의 터널 시나리오 중 하나의 시나리오를 배정받아 주행하였으며 각 시나리오는 3개의 터널에 3개의 충돌지점이 포함되어 설계되었다. 터널 주행 후에는 인터뷰를 진행하여 운전자들의 실제 도로 또는 터널 운전 경험에서 나오는 감정 요인을 파악하였다. 이 결과 터널 내에서의 조명개수 및 위치는 운전자 주행 행동 및 심리‧인지적 측면과 다소 복잡한 관계를 나타내고 있음을 알 수 있었다. 특히 조명배치가 1배열일 때 집중도가 높아졌다는 인터뷰 결과와 상반되는 2배열일때 충돌률이 줄어드는 수치적 결과는 오히려 조명 디자인이 너무 한곳에 집중되어 있으면 시각적 장애물 역할을 한다는 것을 유추할 수 있었으며, 조명이 전체적으로 너무 과할 경우, 눈에 피로도 또한 운전 주행에 방해가 될 수도 있다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 조명 디자인의 다양한 유형(색상, 배치 간격, 형태 등)에 관한 심층적 연구의 확장이 필요함을 강조할 수 있었다.

Recently, an increase in the number of tunnels and their elongation have raised the risk of accident rates in tunnels. The closed and narrow characteristics of the tunnels inevitably affect the psychology and the cognition of the drivers. In this research, we quantify tunnels over 1km by design elements, and the relationship with real-world accident data is analyzed using multiple linear regression. As a result, we found out that the tunnel’s width, number of lanes, presence of a curve, and presence of lighting in the tunnel’s end had a significant relationship to the accident data. Meanwhile, the number of lighting colors and lighting array types had a minimal relationship. To investigate the regression results more in-depth, we conducted experiments that simulate the driving situations with diverse lighting array counts and sides at curved parts of the tunnels. For the experiment, we designed six different scenarios, each with three different tunnels with three different crash points. There were 18 participants, and each was given one scenario to drive using a racing wheel for the sense of reality. After the simulation experiment, we interviewed the subjects to identify the drivers attitudes toward the actual road and tunnel driving experiences. From the interviews, we were able to identify that the relationship between the tunnel lighting designs and driving behaviors and cognition of the drivers is, in fact, complex. For instance, while the subjects answered that they felt more focused when there was a single array of lighting, the actual crash rate was substantially lower when there was a double line of lighting. These findings indicate that there needs further research with various lighting designs such as the color, spacing, and shape.