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문제 정의
- 교통약자 단말기와 인식장치 간에 2.4GHz의 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역인 2.4~2.48GHz 대역에서 무선 출력 및 RSSI값의 적정성을 검증하고자 한다. 특히 검증 지역 내에 같은 대역의 다른 무선 장치가 존재하여 무선 충돌이 발생할 수 있지만 ISM 2.
- 등하교 알림 문자 서비스, 위험상황 발생 시 SOS 서비스 등) 개발에 대한 연구와 서비스 지역 확대노력이 병행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 시각장애인, 어린이, 치매노인과 같은 교통약자의 안전한 이동권 확보를 위한 통합 시스템 구축이라는 목적하에 추진되었으나 시스템 개발 시 요소별 중요도평가가 이루어지지 않아 아쉬움을 갖는다. 물론 시스템 요소별 중요도 평가는 일반적으로 구축된 시스템의 직접 사용자를 대상으로 수행되는 바 본 연구에서 다루기는 무리가 있다고 판단된다.
- 본 연구는 지능형교통시스템 개발 및 구축 사업에서 그 동안 상대적으로 소외되어 왔던 교통약자의 안전한 이동권을 확보하기 위해 구축된 “교통 약자 보호시스템”을 제시하고 현 시스템의 만족도와 개선방향을 현장평가와 설문조사를 통해 분석하였다.
- 본 연구에서는 “교통약자 보호시스템”의 만족도 평가를 위해 전맹 시각장애인과 학부모를 대상으로 현장 조사와 설문조사를 실시하였다.
- 구축된 교통약자 보호시스템은 기존의 시각 장애인용 음향신호기의 단점을 극복하기 위한 자동 음성안내시스템과 그간 별도의 시스템으로 개발·운영되어 왔던 교통약자 위치추적 시스템을 통합한 것이다. 본 연구에서는 이러한 통합시스템 (교통약자 보호시스템)을 경기도 성남시 분당구에 시범운영하여 이 시스템의 활용도와 개선방향을 분석하여 교통약자의 이동권 향상과 유비쿼터스 기반의 공공통합 시스템구축 및 서비스의 확대에 기여하고자 하였다. 시스템에 대한 현장 평가 및 설문조사 분석결과 시각장애인을 대상으로 하는 음성안내 서비스 전반에 대한 만족도와 횡단만족도는 보통 이상으로 나타나 본 시스템이 기존 시각장애인용 음향신호기의 단점을 해소할 수 있을 것으로 판단된다.
- 이에 아래의 과 같이 기존 음향신호기에 대한 문제점을 이번 교통약자 보호 시스템 개선하고자 한다.
제안 방법
- RF 출력값과 RSSI값은 과 같이 교통약자 인식장치와 단말기 간 서비스 가능 거리를 50cm 단위로 늘려가며 보행방향별로 측정하였다.
- 실제 도로상황과 인체 공학 및 첨단 무선기술을 응용한 연구 배경 하에 본 연구는 시각 장애인용 음향 신호 및 현재 위치 음성 안내 시스템과 초등학생 등 교통약자의 위치 정보 제공 서비스에 활용될 수 있는 “통합 교통약자 보호 시스템”을 구축하였다. 구축된 시스템은 성남시 분당구에서 시범 운영되었으며, 현장 설문 조사를 통해 구축된 통합 교통약자 보호시스템의 만족도와 개선방향을 분석하여 제시하였다.
- 또한 많은 보행자가 동시에 존재할 경우에 대한 무선 인식율에 대한 분석으로 과같이 밀집도가 적고 높음에 따른 무선 장비간 인식율 차이에 대해서 검증하였다.
- 또한 시각 장애인이 보도를 통행할 때 인식장치를 활용하여 현재 위치와 시간을 제공 (e.g. 현재위치는 ○○○ 인근 지역입니다.) 하여 보행 시 위치를 인식할 수 있도록 하였으며 야간에 교차로 횡단 시에는 단말기에 부착된 LED를 발광시켜 차량 운전자의 주의를 환시시켰다. 이처럼 <표 4>에서와 보는 봐와 같이 교통약자 보호 시스템의 시각장애인용 음성 안내 서비스는 기존의 시각 장애인용 음향신호기의 단점을 개선한 것으로 교차로에서 시각 장애인의 접근을 자동으로 인식하여 적절한 음성정보를 선 제공함으로써 시각 장애인이 안전하게 보행할 수 있도록 설계하였다.
- net)를 통해 추적할 수 있도록 구축하였다 (그림 4 참조). 또한 전술한 서비스를 이용하기 위해서는 공공 아이핀 (i-pin)을 사용토록 하여 개인정보의 유출을 막을 수 있도록 설계하였다.
- 무선 인식 범위는 하보도 폭을 고려하여 3.5m로 선정하였으며, worst case를 시험하기 위해 역방향 상황에서 무선 송수신이 가장 어려운 상태인 테스터가 교통약자 인식장치와 평행하게 위치하여 시험한 내용을 평가하였다. 평가방법은 보행 시 실질적인 위치 음성 안내를 위해 무선 인식 범위를 반경 5~10m로 하여 평가방법은 교통약자 인식장치의 RSSI값을 충분히 높게(RSSI 160) 잡은 후 보행하면서 적정한 RF 출력 범위를 테스트한 결과가 <표 5> 와 같이 -16d BM으로 확인하였다.
- 본 연구를 통해 구축된 교통약자 보호시스템의 무선 인식 범위 적정성 테스트를 위해 노변의 교통약자 인식장치와 단말기 간 RF출력 및 RSSI값을 비교·분석하였다.
- 본 장에서는 본 연구를 통해 구축된 교통약자 보호 시스템의 활용성 및 개선점을 평가하기 위해 수행된 “무선 인식 범위 적정성 평가”와 교통약자 보호 시스템의 사용자 만족도 측정을 위한 “이용자 만족도 평가”의 수행 방법 및 결과를 제시하였다.
- 설문조사 항목은 교통약자 보호시스템에 대한 전반적인 만족도, 횡단만족도, 보행만족도로 구성하였으며 만족도는 리커트 9점 척도 (1: 매우 불만족∼9: 매우 만족)로 측정하였다.
- 실제 도로상황과 인체 공학 및 첨단 무선기술을 응용한 연구 배경 하에 본 연구는 시각 장애인용 음향 신호 및 현재 위치 음성 안내 시스템과 초등학생 등 교통약자의 위치 정보 제공 서비스에 활용될 수 있는 “통합 교통약자 보호 시스템”을 구축하였다.
- 우측보행을 고려하여 제작된 교통약자 단말기를 테스터의 왼쪽 팔에 부착하여, 2가지 이동방향으로 나누어 테스트를 시행했다. 본 연구에서는 교통약자 인식장치와 교통약자 단말기 간에 마주보며 보행하는 경우를 정방향 보행으로 정의하였으며, 반대방향으로 보행하는 경우를 역방향 보행으로 정의하였다 (그림 7 참조).
- 음성 안내 서비스 평가 참여자 (시각장애인)는 시범사업 구역 내 횡단보도와 보행자도로 통행 시 교통약자 보호시스템의 시각 장애인용 단말기를 휴대하고 음성 안내 서비스를 체험하였으며, 평가자들의 만족도는 체험을 마친 후 설문을 통해 조사되었다. 설문조사 항목은 교통약자 보호시스템에 대한 전반적인 만족도, 횡단만족도, 보행만족도로 구성하였으며 만족도는 리커트 9점 척도 (1: 매우 불만족∼9: 매우 만족)로 측정하였다.
- 또한 각 시스템은 시각장애인 또는 어린이만을 대상으로 별도로 운영되고 있어 다양한 처지에 있는 교통약자를 모두 고려할 수 있는 통합 시스템의 구축과 이에 대한 검증이 요구된다. 이러한 기존 시스템 고찰 결과를 토대로 본 연구에서는 시각 장애인, 어린이, 노약자 등 다양한 교통약자의 안전한 이동권을 증진시킬 수 있는 통합 시스템 (이하 교통약자 보호 시스템)을 구축하여 성남시 분당구에서 시범운영하였다. 본 장에서는 교통약자 보호 시스템의 구체적인 장비 구성 및 서비스 내용을 제시하였다.
- 특히 어린이들의 위치 정보를 실시간을 수집하기 위해 교통약자 인식장치는 초등학교 주변 횡단보도와 교통사고 다발 지점에 설치되었으며, 어린이들에게 제공되는 지킴이 단말기는 액세서리 형태로 제작하여 휴대가 간편하게 설계하였다. 지킴이 서비스를 통해 보호자는 단말기 휴대자의 위치를 실시간으로 웹사이트 (weak.cans21.net)를 통해 추적할 수 있도록 구축하였다 (그림 4 참조). 또한 전술한 서비스를 이용하기 위해서는 공공 아이핀 (i-pin)을 사용토록 하여 개인정보의 유출을 막을 수 있도록 설계하였다.
- 데이터 수집기로부터 올라오는 정보를 이용한 종합 시스템 관리 및 운용서버 역할을 수행토록 구성하였다. 특히 본 시스템에서 사용된 서버는 서비스 특성에 따라 대상 지자체와 같은 공동 시설로의 정보 공유가 가능 (SERVER : Web Query 기능과 SMS 공지 기능 제공)토록 구성하였다.
- 지킴이 서비스는 단말기를 휴대한 이용자가 서비스 권역 내를 통행할 때 이용자의 위치를 추적하여 보호자들에게 노약자의 위치정보를 실시간으로 제공하는 서비스이다. 특히 어린이들의 위치 정보를 실시간을 수집하기 위해 교통약자 인식장치는 초등학교 주변 횡단보도와 교통사고 다발 지점에 설치되었으며, 어린이들에게 제공되는 지킴이 단말기는 액세서리 형태로 제작하여 휴대가 간편하게 설계하였다. 지킴이 서비스를 통해 보호자는 단말기 휴대자의 위치를 실시간으로 웹사이트 (weak.
대상 데이터
- 데이터 수집기는 교통신호 정보를 노변의 교통 약자 인식장치에 전달하는 기능과 교통약자 단말기로부터 올라오는 이용자의 GPS 좌표를 서버로 전송하는 역할을 수행하며, 데이터 수집기의 통신은 424.7MHz의 무선통신대역을 이용한다.
- 먼저 음성 안내 서비스에 대한 시각장애인의 현장 시스템 평가는 시각장애인협회 1∼3급 전맹 시각장애인 30인을 대상으로 2010년 4월 6일~4월 14일 한솔초교를 시점으로 수행되었다 (그림8 참조).
- 시범 시스템은 데이터 수집기 15대, 교통약자 인식장치 205대 (학교인근: 91대, 신호등 주변 114대)로 구성되어 있으며, 시스템은 기존 가로시설물과 방범용 CCTV 등을 최대한 이용하여 설치함으로써 가로경관 등 미관 저해가 최소화되도록 하였다 (그림 5 참조).
- 전술한 “교통약자 보호시스템”은 경기도 성남시 분당구 수내동과 정자동 일원의 3개 초등학교 (초림, 한솔, 내정초등학교) 인근에 시범 구축되었다.
- 한편 본 연구를 통해 구축된 교통약자 보호시스템의 또 다른 주요서비스인 “지킴이 서비스 (초등학생 위치 추적 시스템)”의 만족도를 시범서비스 구역 내에 위치하고 있는 초등학교의 학부모를 대상으로 조사하였다.
데이터처리
- 각 설문 항목별 만족도 분석을 위해 사용된 부호검정은 표본에서 얻은 만족도의 중심경향치인 중앙값 (M)이 “보통 (5.0)”보다 높거나 낮은지를 검정하기 위해 수행되었으며 (즉 H0: M=5.0이고 대립가설은 항목별로 단측검정을 수행), 검정결과는에 제시하였다.
- 설문조사 항목은 교통약자 보호시스템에 대한 전반적인 만족도, 횡단만족도, 보행만족도로 구성하였으며 만족도는 리커트 9점 척도 (1: 매우 불만족∼9: 매우 만족)로 측정하였다. <그림 9> 에 제시된 바와 같이 기초 자료탐색 결과 만족도 모집단의 정규성과 대칭성을 단언하기 어렵기 때문에 본 연구에서는 비모수 통계 기법인 부호검정 (sign test)을 사용하였다[10].
성능/효과
- 그러나 낮은 보행 만족도에도 불구하고 시스템 전반에 대한 만족도는 7.50으로 “보통”보다 유의하게 큰 것으로 나타났는데 이는 본 시스템을 통해 제공되는 음성 안내 서비스 중 횡단보도 안내정보에 대한 중요도가 보행 시 제공받는 부가적 음성안내의 중요도에 비해 높기 때문인 것으로 분석된다.
- 전장에서 살펴본 바와 같이 교통약자의 안전한 이동권 확보를 위해 다양한 시스템이 사용되고 있다. 그러나 시각 장애인용 시스템은 이용자의 위치 정보 및 경로정보를 수동으로 입력해야 하는 등 이용자의 특성을 반영하지 못한 문제점을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 또한 각 시스템은 시각장애인 또는 어린이만을 대상으로 별도로 운영되고 있어 다양한 처지에 있는 교통약자를 모두 고려할 수 있는 통합 시스템의 구축과 이에 대한 검증이 요구된다.
- 따라서 교통약자 인식 장치 주변 5~10m이내서 보행 시 단말기 배터리 소모 및 경제적인 측면을 고려하여 단말기와 장비간 통신주기를 3초로 하였으나 가장 빠른 보행속도인 2.0m/s도 경우에서도 3번 이상의 횟수로 인식 장치와 단말기 무선통신을 하기 때문에 에서와 같이 모두 다 인식율이 좋았다.
- 본 시스템을 통해 제공되는 서비스는 전 절에서 기술한 데이터 수집기, 교통약자 인식장치, 단말기뿐만 아니라 서버를 통합 구축하여 실시간 장비 관리·유지보수가 가능하여 지속적인 서비스가 제공된다.
- 시스템에 대한 현장 평가 및 설문조사 분석결과 시각장애인을 대상으로 하는 음성안내 서비스 전반에 대한 만족도와 횡단만족도는 보통 이상으로 나타나 본 시스템이 기존 시각장애인용 음향신호기의 단점을 해소할 수 있을 것으로 판단된다. 본 시스템의 또 다른 주요 서비스인 지킴이 서비스에 대한 만족도 평가 결과 이용자의 87%가 보통 이상의 만족도를 보이는 것으로 나타나 궁극적으로 본 시스템은 시각 장애인뿐 아니라 어린이와 치매 노인의 안전한 이동을 도모할 수 있을 것으로 나타났다. 이러한 현 시스템의 안정성 및 만족도를 살펴봤을 때 향후 교통 약자 보호시스템을 스쿨 존 안심서비스 및 타 U-city 서비스와 연계하여 확장할 수 있도록 지속적인 연구개발을 추진해야 할 것으로 판단된다.
- 설문조사를 통해 얻은 만족도의 중앙값은 6.00으로 “보통 (5.00)”보다 조금 높게 분석되었으며 부호검정 결과 이는 유의수준 0.05에서 유의한 것으로 나타났다 (p-value<0.001).
- 본 연구에서는 이러한 통합시스템 (교통약자 보호시스템)을 경기도 성남시 분당구에 시범운영하여 이 시스템의 활용도와 개선방향을 분석하여 교통약자의 이동권 향상과 유비쿼터스 기반의 공공통합 시스템구축 및 서비스의 확대에 기여하고자 하였다. 시스템에 대한 현장 평가 및 설문조사 분석결과 시각장애인을 대상으로 하는 음성안내 서비스 전반에 대한 만족도와 횡단만족도는 보통 이상으로 나타나 본 시스템이 기존 시각장애인용 음향신호기의 단점을 해소할 수 있을 것으로 판단된다. 본 시스템의 또 다른 주요 서비스인 지킴이 서비스에 대한 만족도 평가 결과 이용자의 87%가 보통 이상의 만족도를 보이는 것으로 나타나 궁극적으로 본 시스템은 시각 장애인뿐 아니라 어린이와 치매 노인의 안전한 이동을 도모할 수 있을 것으로 나타났다.
- 5m에서 RSSI 168에 RF 출력 0에서 요구수준에 맞게 인식되었다. 전술한 측정결과는 보행정지 시 최악 조건의 테스트 자료이며, 보행 시는 오히려 수신 감도가 조금 높아도 무선 인식이 잘되어 실제 가로등에 교통약자 인식 장치 설치 시 RSSI는 172로 측정되어 큰 무리 없이 서비스가 이루어질 수 있는 것으로 나타났다.
- 한편 본 연구를 통해 구축된 교통약자 보호시스템의 또 다른 주요서비스인 “지킴이 서비스 (초등학생 위치 추적 시스템)”의 만족도를 시범서비스 구역 내에 위치하고 있는 초등학교의 학부모를 대상으로 조사하였다. 지킴이 서비스를 이용하는 초등학생의 보호자 249명에게 설문지를 배포하여 회수된 187개의 설문지를 분석한 결과 30명(16%)의 학부모가 지킴이서비스에 대한 만족도에 보통 이하로 답했으며, 나머지 157명(84%)의 학부모는 보통 이상의 만족도를 보이고 있는 것으로 분석되었다 (그림 10 참조).
- 참고로, 보행속도의 기준은 어린이 저속보행속도(0.5m/s), 시각장애인 보행속도(0.8m/s), 일반인 빠른 보행 속도(1.5m/s), 일반인 2배 보행속도(2.0m/s)로 산정하여 무선 장치 간 인식율을 확인하였다. 이 결과를 근거로 현재 성남시내에 구축된 교통약자 인식장치간 거리는 50m정도이며, 지속적인 보행시 약 1분마다 현재 위치 안내를 자동으로 받을 수 있다.
- 48GHz 대역에서 무선 출력 및 RSSI값의 적정성을 검증하고자 한다. 특히 검증 지역 내에 같은 대역의 다른 무선 장치가 존재하여 무선 충돌이 발생할 수 있지만 ISM 2.4GHz대역에서 흔히 쓰고 있는 무선 LAN 경우 25MHz 대역폭을 사용하여 무선 충돌 및 속도 저하 현상이 가끔 발생하나 교통약자 단말기 무선 대역폭은 12.5KHz로 1/2000배의 대역 밖에 쓰지 않는 협대역으로 무선 간섭이 적고 수긴감도가 좋아 2.4GHz 다른 장비와의 무선 충돌 가능성이 상대적으로 매우 적어 검증 및 실제 사용에 적합하게 설계하였다.
- 평가방법은 보행 시 실질적인 위치 음성 안내를 위해 무선 인식 범위를 반경 5~10m로 하여 평가방법은 교통약자 인식장치의 RSSI값을 충분히 높게(RSSI 160) 잡은 후 보행하면서 적정한 RF 출력 범위를 테스트한 결과가 와 같이 -16d BM으로 확인하였다.
후속연구
- 그러나 본문에서 밝힌 바와 같이 본 시스템의 부가적인 위치안내서비스에 대한 만족도인 보행만족도는 개별적인 실시간 네비게이션 기능 구현이 아닌 공공적 성격이 강한 본 시스템의 구축목적 때문인지 보통이하로 나타나 향후 음성 네비게이션 기능 개선을 위한 추가 연구가 요구된다. 또한 지킴이 서비스를 개선하기 위해 보다 적절한 부가서비스 (e.
- 이처럼 현장 평가 결과 본 시스템의 음성안내 서비스는 시각장애인의 안전한 이동권을 확보하는데 일조할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 시각장애인들의 보도 보행 시 보다 양질의 정보를 제공하여 안전한 이동을 도모해야 할 것으로 나타나 이에 대한 향후 연구가 요구되는 것으로 분석되었다.
- 물론 시스템 요소별 중요도 평가는 일반적으로 구축된 시스템의 직접 사용자를 대상으로 수행되는 바 본 연구에서 다루기는 무리가 있다고 판단된다. 그러나 지속적인 교통약자 보호 시스템의 확장을 위해서는 시스템 요소에 대한 중요도-만족도 분석(Importance-Performance analysis)을 통해 시스템의 개선방향을 보다 세밀하게 분석하여야 할 것으로 판단된다.
- 그러나 시각 장애인용 시스템은 이용자의 위치 정보 및 경로정보를 수동으로 입력해야 하는 등 이용자의 특성을 반영하지 못한 문제점을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 또한 각 시스템은 시각장애인 또는 어린이만을 대상으로 별도로 운영되고 있어 다양한 처지에 있는 교통약자를 모두 고려할 수 있는 통합 시스템의 구축과 이에 대한 검증이 요구된다. 이러한 기존 시스템 고찰 결과를 토대로 본 연구에서는 시각 장애인, 어린이, 노약자 등 다양한 교통약자의 안전한 이동권을 증진시킬 수 있는 통합 시스템 (이하 교통약자 보호 시스템)을 구축하여 성남시 분당구에서 시범운영하였다.
- 또한 전술한 첨단 교통약자 보호 시스템으로 추가 인프라 구축 없이 또 다른 교통약자인 어린이 및 노약자의 위치정보를 파악하여 제공함으로써 교통약자의 “안전한 이동”을 보장하기 위해 사용될 수 있도록 구축되어야 한다.
- 그러나 본문에서 밝힌 바와 같이 본 시스템의 부가적인 위치안내서비스에 대한 만족도인 보행만족도는 개별적인 실시간 네비게이션 기능 구현이 아닌 공공적 성격이 강한 본 시스템의 구축목적 때문인지 보통이하로 나타나 향후 음성 네비게이션 기능 개선을 위한 추가 연구가 요구된다. 또한 지킴이 서비스를 개선하기 위해 보다 적절한 부가서비스 (e.g. 등하교 알림 문자 서비스, 위험상황 발생 시 SOS 서비스 등) 개발에 대한 연구와 서비스 지역 확대노력이 병행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 시각장애인, 어린이, 치매노인과 같은 교통약자의 안전한 이동권 확보를 위한 통합 시스템 구축이라는 목적하에 추진되었으나 시스템 개발 시 요소별 중요도평가가 이루어지지 않아 아쉬움을 갖는다.
- 본 시스템의 또 다른 주요 서비스인 지킴이 서비스에 대한 만족도 평가 결과 이용자의 87%가 보통 이상의 만족도를 보이는 것으로 나타나 궁극적으로 본 시스템은 시각 장애인뿐 아니라 어린이와 치매 노인의 안전한 이동을 도모할 수 있을 것으로 나타났다. 이러한 현 시스템의 안정성 및 만족도를 살펴봤을 때 향후 교통 약자 보호시스템을 스쿨 존 안심서비스 및 타 U-city 서비스와 연계하여 확장할 수 있도록 지속적인 연구개발을 추진해야 할 것으로 판단된다.
- 50으로 “보통”보다 유의하게 큰 것으로 나타났는데 이는 본 시스템을 통해 제공되는 음성 안내 서비스 중 횡단보도 안내정보에 대한 중요도가 보행 시 제공받는 부가적 음성안내의 중요도에 비해 높기 때문인 것으로 분석된다. 이처럼 현장 평가 결과 본 시스템의 음성안내 서비스는 시각장애인의 안전한 이동권을 확보하는데 일조할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 시각장애인들의 보도 보행 시 보다 양질의 정보를 제공하여 안전한 이동을 도모해야 할 것으로 나타나 이에 대한 향후 연구가 요구되는 것으로 분석되었다.
- 음성 네비게이션형 보행안내 기능은 방향 감지 및 장애물 감지 센서 기술 등 많은 기술이 접목되어야 하는 기술임을 알면서도 요청사항에 대한 표시로서 만족도가 높지 않았었다. 향후 연구범위 확대 및 점진적인 사업지역 확대함으로써 유사 기능 구현이 가능할 것으로 판단된다.
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