[논문]교육과 차량 내 정보 제공 장비가 에코 드라이빙 행동과 운전자 작업부하에 미치는 영향에 대한 검증

이계훈; 오세진

doi:10.14346/jkosos.2013.28.5.66

교육과 차량 내 정보 제공 장비가 에코 드라이빙 행동과 운전자 작업부하에 미치는 영향에 대한 검증
Relative Effects of Education and In-vehicle Information System on Eco-driving and Driving Workload 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.28 no.5, 2013년, pp.66 - 70

Abstract ▼ AI-Helper

This study examined the relative effects of education and eco-IVIS(in-vehicle information system) to reduce fuel consumption and greenhouse gas emissions. Also the study investigated the increasing of driving workload when drivers interact with intervention technique. Thirty participants randomly assigned into two groups(training and eco-IVIS) and conducted driving before and after the each intervention technique. While driving, we observed three driving behaviors: Frequency of excessive RPM, percent of speeding, and mean fuel efficiency. Also the Driver Activity Load Index was used to rate participants' subjective ratings of driving workload. Although the results showed positive impact of both education and eco-IVIS to increasing the eco-driving behaviors, eco-IVIS was more effective than education. However, we found comparable level of driving workload in the education and eco-IVIS.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

위와 같이 교육적 접근법과 공학적 접근법이 에코 드라이빙과 작업 부하의 변화에 있어서 서로 다른 영향력을 미칠 수 있다는 이론적 근거에도 불구하고, 각 접근법의 효과성을 실증적으로 검증한 연구는 아직 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 에코 드라이빙에 대한 교육과 차량 내 정보 제공 장비(eco-IVIS)가 에코 드라이빙 행동과 운전자의 작업부하에 미치는 영향을 검증하는 것이다.
본 연구는 에코 드라이빙을 증가시키기 위한 교육적 방법과 차량 내 정보 제공 방법이 운전자의 에코 드라이빙 행동과 작업부하에 미치는 영향에 대하여 검증하였다. 연구 결과, 에코 드라이빙에 대한 지식을 전달하는 교육적 방법보다 운전 행동에 대한 차량 내 정보 제공 방법이 에코 드라이빙 행동과 평균 연비 향상에 있어서 보다 효과적인 것으로 나타났다.
본 연구는 차량의 연료 소비, 온실가스 배출 및 교통사고 감소에 정적인 영향을 미칠 수 있는 에코 드라이빙 행동을 효과적으로 향상시키기 위한 교육적 방법과 차량 내 정보 제공 방법의 효과성이 검증되었으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구에서는 교육과 eco-IVIS 두 가지 처치 방법이 운전자의 작업부하에 미치는 영향을 검증하였으며, 각 처치 집단과 실험 단계에 따른 DALI 점수는 Table 1에 제시되어 있다. 각 실험 단계에서의 집단 간 작업부하의 차이를 살펴보면, 기저선 단계에서 두 집단의 DALI 점수 차이는 0.
본 연구에서는 세 가지 에코 드라이빙 관련 행동과 운전에 대한 작업부하가 측정되었다. 먼저 에코 드라이빙 관련 변인으로는 초과 RPM빈도, 과속 비율, 연비가 측정되었다.

제안 방법

DALI는 작업부하를 측정하는데 일반적으로 많이사용되는 NASA-TLX 설문지를 운전 상황으로 수정 보완한 것이며, 문항의 내용을 제외한 척도의 구성 및 계산법은 NASA-TLX와 동일하다¹²⁾. DALI를 통해 작업 부하량을 계산하는 방법은 다음과 같다: 첫째, 6개 하위 항목에 대하여 총 15회의 짝비교(pair-wise comparison)를 실시하여 각 항목에 대한 가중치를 설정; 둘째, 간격 당 5점으로 배정된 20점 척도(범위=5점~100점)의 각 하위 항목 6개에 대하여 지각된 부하량을 기록; 셋째, 각 하위 항목 가중치 점수와 부하량 점수를 곱한 후 모든 항목을 더하여 총점을 계산하고 짝비교 횟수 15를 나누어 전체 작업 부하량을 계산(전체 DALI 점수 범위=5점~100점).
본 단계를 시행하기 전 참가자들은 약 5분간 운전을 실시하여 차량에 익숙해지는 시간을 가졌다. 그 후 자동항법장비를 보면서 정해진 주행 구간을 주행하였다. 참가자들이 주행을 실시하는 동안 연구 보조원이 함께 차량에 탑승하여 과속 비율을 측정하고, 나머지 측정 변인이 올바르게 측정되고 있는지 확인하였다.
그리고 과속 비율은 [과속 시간 / 전체 주행 시간 ×100]으로 정의되었으며, 과속 시간을 측정하기 위해서 연구 보조원이 차량 뒷좌석에 탑승한 후, 차량의 현재 속도와 주행 도로의 규정 속도를 비교하여 과속 시간을 측정하였다.
기저선 단계에서 주행이 끝난 직 후 참가자들은 DALI 설문을 실시하였다. 기저선 단계가 종료되고 1주일 후, 각 참가자들을 대상으로 에코 드라이빙에 대한 교육을 실시하였다. 에코 드라이빙 교육은 참가자들이 정해진 교육 자료를 읽는 형태로 진행되었다.
이에 따라 본 연구에서는 혼합요인실험설계(mixed design)가 적용되었다. 따라서 참가자들은 15명씩 독립변인 조건에 따라 무선적으로 할당되었으며, 모든 참가자들은 실험조건의 처치 전과 후 두 번씩 주행을 실시하였다.
본 연구에서는 세 가지 에코 드라이빙 관련 행동과 운전에 대한 작업부하가 측정되었다. 먼저 에코 드라이빙 관련 변인으로는 초과 RPM빈도, 과속 비율, 연비가 측정되었다. 초과 RPM빈도와 연비는 차량 진단 시스템인 OBD-II 단자와 연결된 EW200BT장비에서 자동적으로 측정되었다.
본 연구의 독립변인은 에코 드라이빙을 향상시키기 위한 접근법의 차이로, 에코 드라이빙에 대한 교육과 차량 내 정보 제공 두 가지로 구분되었다. 이에 따라 본 연구에서는 혼합요인실험설계(mixed design)가 적용되었다.
차량 내 정보 제공 집단(eco-IVIS). 차량 내 정보 제공 조건에 할당된 나머지 15명의 참가자들 또한 처치가 적용되기 전 기저선 수행을 측정 한 후, 에코 드라이빙 정보 제공 장비가 부착된 차량으로 주행을 실시하였다. 에코 드라이빙 정보 제공 장비에서는 총 세 가지 시각 정보(과속, 초과 RPM, 연비)를 참가자들에게 즉각적으로 제공하였다.
그 후 자동항법장비를 보면서 정해진 주행 구간을 주행하였다. 참가자들이 주행을 실시하는 동안 연구 보조원이 함께 차량에 탑승하여 과속 비율을 측정하고, 나머지 측정 변인이 올바르게 측정되고 있는지 확인하였다. 기저선 단계에서 주행이 끝난 직 후 참가자들은 DALI 설문을 실시하였다.
추가적으로 본 연구에서는 교육과 eco-IVIS 방법에 따라 운전자의 작업부하 차이가 검증되었다. 연구 결과, 교육적 방법의 경우 예상과 같이 운전자의 작업부하를 증가시키지 않는 것으로 나타났다.

대상 데이터

본 연구의 참가자는 운전면허를 소지한 운전자 30명이었으며, 참가자들의 평균 나이는 24.4세(SD=2.4)였다. 이들의 평균 운전 경력은 51.
실험에 참가한 참가자들의 대부분은(n=24) 본 연구에 참가하기 이전에 에코 드라이빙 정보 제공 장비가 부착된 차량에서 운전을 실시한 경험이 없었다. 실험 차량으로는 대우 마티즈 2005연식이 사용되었으며, 참가자들은 1회 운전을 실시할 때 서울 시내 및 고속화도로 20.7 km(평균 주행 시간=34분; SD=5분)를 주행하였다. 실험은 출퇴근 시간을 제외한 오전 10시부터 오후 4시까지 실시하였다.
7 km(평균 주행 시간=34분; SD=5분)를 주행하였다. 실험은 출퇴근 시간을 제외한 오전 10시부터 오후 4시까지 실시하였다.

데이터처리

두 실험 집단의 처치 사전 사후의 평균 및 표준편차는 Table 1에 제시되어 있으며, 본 연구에서는 처치 단계에 따른 각 집단의 평균 차이가 통계적으로 유의미한지 알아보기 위해서 t 검증을 실시하였다(Table 2).

이론/모형

본 연구의 또 다른 종속변인인 작업 부하는 자기보고식 설문지인 DALI(driving activity load index)를 사용하여 측정되었다. DALI는 작업부하를 측정하는데 일반적으로 많이사용되는 NASA-TLX 설문지를 운전 상황으로 수정 보완한 것이며, 문항의 내용을 제외한 척도의 구성 및 계산법은 NASA-TLX와 동일하다¹²⁾.
본 연구의 독립변인은 에코 드라이빙을 향상시키기 위한 접근법의 차이로, 에코 드라이빙에 대한 교육과 차량 내 정보 제공 두 가지로 구분되었다. 이에 따라 본 연구에서는 혼합요인실험설계(mixed design)가 적용되었다. 따라서 참가자들은 15명씩 독립변인 조건에 따라 무선적으로 할당되었으며, 모든 참가자들은 실험조건의 처치 전과 후 두 번씩 주행을 실시하였다.

성능/효과

1) 교육적 방법과 차량 내 정보 제공 방법(eco-IVIS) 모두 운전자의 에코 드라이빙 행동을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났으나, 차량 내 정보 제공 방법이 더 효과적이었다.
2) 교육적 방법과 차량 내 정보 제공 방법 모두 운전자의 작업부하에 미치는 영향은 크지 않았다.
3) 따라서 차량 내 정보 제공 방법이 교육적 방법보다 행동의 증가에 보다 큰 영향을 미칠 수 있으며, 동시에 작업부하를 크게 증가시키지 않기 때문에 교육적 방법보다 차량 내 정보 제공 장비의 도입이 보다 효과적으로 연료 소비, 온실가스 배출의 감소를 실현할 수 있는 것으로 제안할 수 있다.
본 연구에서는 교육과 eco-IVIS 두 가지 처치 방법이 운전자의 작업부하에 미치는 영향을 검증하였으며, 각 처치 집단과 실험 단계에 따른 DALI 점수는 Table 1에 제시되어 있다. 각 실험 단계에서의 집단 간 작업부하의 차이를 살펴보면, 기저선 단계에서 두 집단의 DALI 점수 차이는 0.46점 이었으며 이는 유의 확률 0.05 수준에서 차이가 없었다. 반면 처치 단계에서 두 집단의 DALI 점수의 차이는 7.
그러나 각 집단별 처치 전과 후의 행동 변화를 살펴보면, 교육적 접근법도 차량 내 정보 제공 방법과 같이 에코 드라이빙 행동에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 교육적 방법이 행동에 대한 결과를 제공하지 않음에도 불구하고 에코 드라이빙 행동에 대해서 긍정적인 영향을 미치는 이유는, 에코 드라이빙을 실천할 때 운전자들은 스스로 잠재적 강화인을 발견할 수 있기 때문이다.
그리고 각 실험 집단에서 처치 전과 후의 작업부하 차이를 살펴본 결과, 교육 집단의 경우 기저선에 비하여 처치 단계에서 작업부하가 2.17점 향상하였지만 유의미한 차이는 없었다(p > 0.05).
다음으로 처치 단계에서의 두 집단 간 차이를 살펴보면, 초과 RPM빈도의 경우 교육 집단에 비하여 eo-IVIS 집단이 11.67회 낮았고, 과속 비율도 eco-IVIS 집단이 3.37% 낮았으며, 이 차이는 유의 확률 0.05 수준에서 유의미하였다. 또한 연료 소비에 보다 직접적으로 영향을 미치는 연비의 경우도 교육 집단보다 eco-IVIS 집단이 0.
05). 또한 eco-IVIS 집단의 경우도 처치 단계에서 작업부하가 기저선과 비교하여 10.24점 높았지만 유의 확률 0.05 수준에서 유의미한 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 3). 따라서 eco-IVIS 집단에서 운전에 대한 추가적인 정보를 제공한다고 할지라도 교육 집단에 비하여 작업 부하의 증가는 크지 않은 것으로 보고되었다.
또한 연료 소비에 보다 직접적으로 영향을 미치는 연비의 경우도 교육 집단보다 eco-IVIS 집단이 0.90 km/l 높은 것으로 나타났다 (p<0.05).
먼저 기저선 단계에서의 두 집단 간 에코 드라이빙 행동 차이를 살펴보면, 초과 RPM빈도, 과속 비율, 평균 연비 모두 유의 확률 0.05 수준에서 유의미한 차이가 없었으며, 이에 따라 처치 이전 집단 간 차이가 잘 통제된 것으로 나타났다.
추가적으로 본 연구에서는 교육과 eco-IVIS 방법에 따라 운전자의 작업부하 차이가 검증되었다. 연구 결과, 교육적 방법의 경우 예상과 같이 운전자의 작업부하를 증가시키지 않는 것으로 나타났다. 그러나 eco-IVIS 집단의 경우에도 운전자에게 실시간으로 정보를 제공했음에도 불구하고 작업부하의 증가는 크지 않았으며, 교육적 방법과의 집단 간 비교에서도 큰 차이가 나타나지 않았다.
본 연구는 에코 드라이빙을 증가시키기 위한 교육적 방법과 차량 내 정보 제공 방법이 운전자의 에코 드라이빙 행동과 작업부하에 미치는 영향에 대하여 검증하였다. 연구 결과, 에코 드라이빙에 대한 지식을 전달하는 교육적 방법보다 운전 행동에 대한 차량 내 정보 제공 방법이 에코 드라이빙 행동과 평균 연비 향상에 있어서 보다 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 교육과 같이 행동 이전의 자극을 변화시키는 처치기법들보다 eco-IVIS와 같이 행동의 발생 이후 행동에 대한 즉각적인 정보를 제공하는 것이 인간 행동의 변화에 더 효과적이라는 기존의 이론적 틀을 지지하는 것으로 나타났다⁶⁾.

후속연구

즉, 에코 드라이빙 행동은 행동 변화를 위한 외적 강화인(피드백, 인센티브 등)이 제공되지 않는다고 할지라도 주유비 절약, 온실가스 배출 감소 등의 잠재적 이익을 스스로 지각할 수 있었다¹³⁾. 따라서 본 연구의 결과 교육적 방법에 비하여 차량 내 정보 전달이 더 효과적이었으나, 두 방법 모두 행동 변화에 긍정적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 추후 연구에서는 두 방법 간 비용-이익 분석을 통하여 보다 효율적인 처치 기법이 검증될 필요가 있다.
구체적으로, 본 연구 참가자들의 연령대가 모두 20대였으며, 젊은 사람의 경우 운전에 대한 정보를 처리할 수 있는 인지적 자원 용량(cognitive resource capacity)이 나이 든 사람보다 상대적으로 더 크기 때문에¹⁵⁾ 처치의 제공에 따른 작업부하의 증가가 크지 않았을 수 있다. 따라서 처치의 제공과 작업부하의 관계를 보다 명확히 파악하기 위해서는 추후 다양한 연령대에서의 처치 제공에 따른 수행과 작업부하의 변화를 검증해볼 필요가 있다.
특히, 교육적 접근법의 경우 선행 연구들에서 행동의 유지가 잘 되지 않는 것으로 제안되어 왔기 때문에 본 연구에서도 행동의 유지에 대한 측정이 이루어질 필요가 있었다. 추후 연구에서는 두 처치 방법이 철회 되었을 때의 참가자들의 행동을 관찰함으로써 처치의 외적 타당도를 검증해볼 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	에코 드라이빙이란?	에너지 소비량을 줄이기 위한 노력의 일환으로 2000년대부터 운전자의 친환경 운전 행동을 유도하는 에코 드라이빙이 강조되고 있다. 에코 드라이빙은 과속, 급가속, 급제동, 공회전 등 기존의 공격적인 운전 행동을 친환경적인 운전 행동으로 전환시킴으로써 에너지 소비 및 온실가스 배출을 최소화 하는 운전법이다2) . 실제로 최근 실시한 연구 결과에 의하면 에코 드라이빙은 연료 소비량을 최대 25%까지 낮출 수 있는 것으로 보고되었다3).
	ecoIVIS에서 제공하는 운전에 대한 추가적인 정보에 따라 왜 운전자의 작업 부하는 증가하는가?	그리고 공학적 접근법의 적용에 있어서 보다 중요한 문제점은 eco-IVIS가 운전자의 수행을 향상시킬 수 있지만, 동시에 운전자의 작업부하(workload)도 증가시킬 수 있다는 점이다. 운전은 인간의 시각 및 청각적 주의를 요구하는 과업이며, 운전자는 운전 동안 끊임없이 정보의 탐색, 의사 결정의 과정을 반복하게 된다9). 따라서 ecoIVIS에서 제공하는 운전에 대한 추가적인 정보는 새로운 과업에 대한 주의를 요구하도록 하며 이에 따라 운전자의 작업 부하는 증가할 수 있다.
	에코 드라이빙은 연료 소비량을 최대 몇%까지 낮출 수 있는가?	에코 드라이빙은 과속, 급가속, 급제동, 공회전 등 기존의 공격적인 운전 행동을 친환경적인 운전 행동으로 전환시킴으로써 에너지 소비 및 온실가스 배출을 최소화 하는 운전법이다2) . 실제로 최근 실시한 연구 결과에 의하면 에코 드라이빙은 연료 소비량을 최대 25%까지 낮출 수 있는 것으로 보고되었다3). 그러나 에코 드라이빙과 관련한 실증 연구들은 아직 충분히 이루어지지 않았으며, 어떠한 방법을 통하여 에코 드라이빙을 향상시키는 것이 보다 효과적인 방법인지에 대한 탐색은 부족한 실정이다.

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