[논문]운전자 인지반응시간의 시대적 진화 연구

장명순; 이성관; 김진수; 홍성민; 이강진

운전자 인지반응시간의 시대적 진화 연구
The Chronological Evolution of Driver's Perception Reaction Time 원문보기

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문제 정의

본 연구는 기존에 사용되는 인지반응시간을 시대적 변화에 맞도록 감소시켜 운전자에게 안전한 도로를 제공하면서 경제성을 도모하기 위한 인지반응시간을 제시하였다.
제한속도가 상향됨에 따라 정지시거가 길어져 기존 설계된 도로 기하구조를 재정비하는 경제적문제도 대두되고 있다. 본 연구에서는 현실적인 상황을 반영해 설계속도별 인지반응시간을 재검토해 봄으로써, 도로설계시 안전성을 유지하면서도 경제성을 높일 수 있는 대안을 찾는 시발점을 제시해 보고자 한다.
설계속도의 변화에 따라 인지반응시간이 변할 때 영향을 받는 기하구조 요소의 민감도를 에 제시하였다.

제안 방법

^[2] 이 연구 외에도 기존연구들에서 인지반응시간을 도출하기위한 실험에서 사용된 주행속도를 종합하여 <표 4>와 같이 요약하였다. 기존 연구의 실험 대상 속도가 범위로 주어진 경우, 범위의 중앙값을 사용하였으며 인지반응시간은 평균 인지반응 시간을 제시하였다.
기존 국내외문헌에 의한 연구를 통해 기존 인지반응시간이 현대에 맞지 않는 높은 수치로 적용되고 있다고 판단되었다. 또한, 기존 문헌들의 실험에서 나타난 속도와 인지반응시간의 관계를 이용하여 설계속도에 따른 인지반응시간을 제시하였다. 과거 수행된 실험결과들의 추세를 바탕으로 적정 인지반응시간을 설계속도 60kph 이하 일 때 2.
실험결과에 따르면 주행속도가 약 10kph 증가할 경우, 0.1초씩 감소하는 것으로 나타나 이를 적용하여 와 같은 설계속도 별 인지반응시간을 제안하였다.
인지반응 시간은 위험을 인지하고 발이 가속페달에서 떨어질 때까지의 시간(t1), 발이 가속페달에서 브레이크 페달로 이동하는데 소요되는 시간(t2) 및 브레이크페달을 밟기 시작하여 실제 제동력이 발휘되기 까지의 시간(t3)으로 구성된다. 이를 분류하고 시대의 흐름에 따라 인지반응시간이 어떤 추세를 보이는지 확인하였다.
첫째, 1960년 ~ 2010년 50년간의 인지반응시간의 변화를 문헌조사를 통하여 분석하였다.

성능/효과

또한, 기존 문헌들의 실험에서 나타난 속도와 인지반응시간의 관계를 이용하여 설계속도에 따른 인지반응시간을 제시하였다. 과거 수행된 실험결과들의 추세를 바탕으로 적정 인지반응시간을 설계속도 60kph 이하 일 때 2.5초에서 약 0.5초 감소된 2.0초가 적절할 것으로 판단된다.
설계속도의 변화에 따라 인지반응시간이 변할 때 영향을 받는 기하구조 요소의 민감도를 <표 3>에 제시하였다. 기존 인지반응시간 2.5초를 사용할 경우 설계속도가 10kph 증가할 때 마다 정지시거는 평균 18.1%볼록, 오목종단곡선변화 비율은 각각 평균 32.8%, 21.0% 씩, 평면선형의 곡선반경은 평균 23.0%, 종거는 12.8%씩 증가하는 추세를 보인다. 검토결과와 같이 제한속도를 상향하였을 경우, 인지반응시간과 관련된 설계요소인 평면곡선반경 및 종단곡선변화비율이 증가하게 된다.
둘째, 속도 별 인지반응시간의 길이가 다르다는 것을 문헌조사를 통하여 알아내었으며, 속도와 무관하게 하나의 값으로 적용되어온 인지반응시간을 설계속도 별로 적용의 필요성을 도출하였다.
9%증가)하는 것을 알 수 있다. 분석결과, 설계속도가 증가함에 따라 정지시거의 길이가 길어지는 것으로 나타났다. 그러므로 제한속도를 상향할 경우, 유출입구간의 가감속차로 길이와 같은 정지시거 관련 설계요소들은 기존의 설계수준보다 높은 수준의 설계수준을 요구하게 된다.
셋째, 설계속도별 인지반응시간을 85percentile 기준으로 현행 2.5초를 60kph이하에서 2.0초, 80kph에서 1.8초, 100kph에서 1.6초, 110kph이상 에서 1.5초가 타당할 것으로 분석되었다.
이처럼 인지반응 시간을 2.5초로 고정하였을 때 주행속도가 증가함에 따라 공주거리 구성비(정지 거리에 차지하는 비율)는 60kph일 때 48.5%에서 120kph일 때 29.2%로 감소(8.9%)하지만, 공주거리는 41.7m에서 83.3m로 증가(10.9%증가)하는 것을 알 수 있다. 분석결과, 설계속도가 증가함에 따라 정지시거의 길이가 길어지는 것으로 나타났다.
즉, 설계속도 별 인지반응시간을 60kp이하 일 때 2.0초, 80kph시 1.8초, 100kph시 1.6초 그리고 120kph 이상일 경우 1.4초가 타당한 것으로 판단된다. 또한 모든 설계속도에 대하여 하나의 인지반응시간을 규정할 경우에는 인지반응시간을 2.

후속연구

0초가 적절한 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안한 인지반응시간을 적용하여 도로를 설계할 경우 안전성을 확보하면서 제한속도 상향구간의 공사비 절감뿐만 아니라 신설 도로의 공사비를 크게 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
향후연구로는 본 연구에서 제시한 인지반응시간은 국외사례를 중심으로 연구된 내용으로, 우리나라의 고령인구를 고려한 운전자들을 대상으로 설계속도별 적정 인지반응시간에 대한 실험을 통하여 인증할 필요가 있다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

인지반응시간이란?

인지반응시간(PRT: perception reaction time)이란 “운전자가 바라보는 시각에 비춰진 어떤 사물 또는 상황과 운전자가 반응을 최초로 나타내는 시간 간격”이라 Olson(1996)이 정의하였으며, 지각 (perception), 식별(identification), 행동 판단 (emotion), 반응 (volition) 4단계 과정으로 구분하였다. 현재 국내에서는 일반적으로 도로설계 시 American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO)에서 정한 인지반응 시간인 2.

기존에 사용되는 인지반응시간을 시대적 변화에 맞도록 감소시켜 운전자에게 안전한 도로를 제공하면서 경제성을 도모하기 위한 인지반응시간을 어떻게 제시하였는가?

즉, 설계속도 별 인지반응시간을 60kp이하 일때 2.0초, 80kph시 1.8초, 100kph시 1.6초 그리고 120kph 이상일 경우 1.4초가 타당한 것으로 판단된다. 또한 모든 설계속도에 대하여 하나의 인지반응시간을 규정할 경우에는 인지반응시간을 2.0초가 적절한 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안한 인지반응시간을 적용하여 도로를 설계할 경우 안전성을 확보하면서 제한속도 상향구간의 공사비 절감뿐만 아니라 신설 도로의 공사비를 크게 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

인지반응시간은 어떤 과정으로 구분할 수 있는가?

인지반응시간(PRT: perception reaction time)이란 “운전자가 바라보는 시각에 비춰진 어떤 사물 또는 상황과 운전자가 반응을 최초로 나타내는 시간 간격”이라 Olson(1996)이 정의하였으며, 지각 (perception), 식별(identification), 행동 판단 (emotion), 반응 (volition) 4단계 과정으로 구분하였다. 현재 국내에서는 일반적으로 도로설계 시 American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO)에서 정한 인지반응 시간인 2.

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