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문제 정의
- 본 논문은 이론개발 등의 학술적 의미보다는 교통약자를 고려한 도로설계 기준을 정립하기 위한 실증연구로서 방법론을 정립하는 것이 목적이다. 다만 표본수가 충분치 않아 한계점이 있으나 임상실험을 통해 유의미한 결과를 도출하고 향후 표본수 확대를 통해서 도로설계 기준 제시에 활용할 수 있도록 하는 것이 목적이다.
- 이에 본 연구에서는 휠체어이용자와 안대 및 스틱 이용자(시각장애인)의 인체생리학적 특성을 도출하는 임상실험을 시행하여 보도 턱낮추기 구간 보도와 차도간의 높이차 및 연석경사로 경사의 기준을 도출하기 위한 기초연구를 수행하였다. 본 논문은 이론개발 등의 학술적 의미보다는 교통약자를 고려한 도로설계 기준을 정립하기 위한 실증연구로서 방법론을 정립하는 것이 목적이다. 다만 표본수가 충분치 않아 한계점이 있으나 임상실험을 통해 유의미한 결과를 도출하고 향후 표본수 확대를 통해서 도로설계 기준 제시에 활용할 수 있도록 하는 것이 목적이다.
- 이에 본 연구에서는 휠체어이용자와 안대 및 스틱 이용자(시각장애인)의 인체생리학적 특성을 도출하는 임상실험을 시행하여 보도 턱낮추기 구간 보도와 차도간의 높이차 및 연석경사로 경사의 기준을 도출하기 위한 기초연구를 수행하였다. 본 논문은 이론개발 등의 학술적 의미보다는 교통약자를 고려한 도로설계 기준을 정립하기 위한 실증연구로서 방법론을 정립하는 것이 목적이다.
가설 설정
- 비장애인의 경우 4가지 인체생리학적반응 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 즉, 단차높이 0cm, 6cm에 따라서 인체생리학적반응 정도가 모두 같다는 귀무가설을 채택하였다. 휠체어 사용자의 경우 이마발한량(sig.
제안 방법
- 경사보도판의 4가지 경사도에 따라서, 비장애인, 안대 및 스틱 이용자, 휠체어 사용자의 인체생리학적반응(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)이 차이가 있는지 검증하였다. 4가지 경사도를 비교하기 때문에 ANOVA 분석을 수행하였으며, 비장애인의 경우 표본수가 30개를 넘지 않아 비모수 검정방법인 KruskalWallis test를 수행하였다.
- 단차보도판의 높이에 따라서, 비장애인, 안대 및 스틱 이용자, 휠체어 사용자의 인체생리학적반응(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)이 차이가 있는지 검증하였다. 안대 및 스틱이용자는 2가지 높이(0cm, 6cm)를 비교하기 때문에 t검정을 수행하였으며, 휠체어 사용자는 3가지 높이(0cm, 1cm, 3cm)를 비교하므로, ANOVA 분석을 수행하였다.
- 본 연구는 비장애인과 장애인 모두 실험에 참가하여, 보도경사(0%, 5%, 6.3%, 8.3%)와 보도단차(0cm, 1cm, 3cm, 6cm)에 대해 인체생리학적 반응항목(피부온도, 가슴발한량, 이마발한량, 심박수)에 대한 차이를 도출하였다. 비장애인은 보도경사와 단차에 따라 인체 생리학적 반응이 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 비장애인 5명의 경우는 30개 이상의 표본수가 확보되지 않고, 정규성을 따르지 않아 비모수검정 방법을 이용하였다. 시각장애인 단차는 2개그룹을 비교하는 것이므로 비모수검정 방법 중 Willcoxon rank sum test를 수행하였으며, 나머지는 3개 그룹 이상을 검증시에 사용하는 Kruskal-Wallis test를 사용하였다.
- , 일본)를 사용하여 가슴에서 1분 간격으로 측정하였고 국소발한량은 발한량측정기(SRP7-2000, SKINOS, 일본)를 사용하여 이마와 가슴에서 1분 간격으로 측정하였다. 심박수는 심박수 측정기(RS400, Polar Electro, 핀란드)를 사용하여 1분 간격으로 측정하였다. 실험모습은 Fig.
- 평균 나이(23±1.6세, 24±1.7세), 신장(173±2.3, 173±1.9cm), 체중(74±1.2, 74±2.4kg)의 피험자는 모두 금연자로 전일부터 커피와 알코올 섭취를 피하도록 하였다.
- 측정항목은 피부온도, 국소발한량(이마, 가슴), 심박수이다. 피부온도는 피부온도 측정기(LT-8A, Gram Co., 일본)를 사용하여 가슴에서 1분 간격으로 측정하였고 국소발한량은 발한량측정기(SRP7-2000, SKINOS, 일본)를 사용하여 이마와 가슴에서 1분 간격으로 측정하였다. 심박수는 심박수 측정기(RS400, Polar Electro, 핀란드)를 사용하여 1분 간격으로 측정하였다.
- 피험자의 생체리듬을 최소화하기 위해 동일한 시간대에 실험을 실시하였다. 실험조건은 경사보도판과 단차보도판 2가지 조건이다.
- 피험자는 실험실에 도착 후 컨디션을 보고하고 실험의복을 착용 후 의자에 앉는다. 휠체어 이용자는 휠체어에 앉아서 안정 20분 후 각 조건의 보도판을 10회 왕복하였고, 안대와 스틱 이용자는 의자에 앉아서 안정 20분 후 안대를 착용하고 스틱을 지참하여 각 조건의 보도판을 10회 왕복하였다. 실험순서는 Fig.
대상 데이터
- 실험조건은 경사보도판과 단차보도판 2가지 조건이다. 경사보도판은 갈바늄과 체크철판으로 제작되었으며 경사는 0, 5, 6.3, 8.3%이다. 단차보도판은 합판으로 제작되었으며 크기는 1120×2240mm이고 높이는 0, 1, 3, 6cm이다.
- 단차보도판은 합판으로 제작되었으며 크기는 1120×2240mm이고 높이는 0, 1, 3, 6cm이다.
- 독일과 마찬가지로 단차영역 앞에 점자블록을 2단계로 60~80cm 깊이로 설치하고 있다. 덴마크도 노르웨이와 사정이 비슷하고 단차영역 전 점자블록의 소재를 철로 제작하고 깊이는 40~60cm 정도이다. 프랑스도 2cm 단차기준을 갖고 있고 단차영역 전 점자블록으로 경고표시를 하고 있다.
- 피험자의 생체리듬을 최소화하기 위해 동일한 시간대에 실험을 실시하였다. 실험조건은 경사보도판과 단차보도판 2가지 조건이다. 경사보도판은 갈바늄과 체크철판으로 제작되었으며 경사는 0, 5, 6.
- 보도판의 단차와 경사의 제시는 무작위로 진행하였고 휠체어 이용자의 경우 단차 6cm의 경우는 휠체어 사용이 불가능하여 데이터를 수집하지 않았다. 측정항목은 피부온도, 국소발한량(이마, 가슴), 심박수이다. 피부온도는 피부온도 측정기(LT-8A, Gram Co.
- 피험자는 심장 등 병력이 없고 일상적으로 휠체어를 사용하지 않고 시각 장애가 없는 남성(비장애인) 5명, 시각장애인 남성 5명, 지체장애인 남성 5명, 비장애인이나 안대와 스틱을 사용한 남성 5명, 비장애인이나 휠체어를 이용한 남성 5명 총 25명이다. 평균 나이(23±1.
데이터처리
- 경사보도판의 4가지 경사도에 따라서, 비장애인, 안대 및 스틱 이용자, 휠체어 사용자의 인체생리학적반응(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)이 차이가 있는지 검증하였다. 4가지 경사도를 비교하기 때문에 ANOVA 분석을 수행하였으며, 비장애인의 경우 표본수가 30개를 넘지 않아 비모수 검정방법인 KruskalWallis test를 수행하였다. 분석결과는 Table 3과 같다.
- ANOVA 분석결과 통계적으로 유의한 차이를 보이는 항목에 대해서는 어떤 그룹에서 차이를 보이는지 사후검정을 실시하였다. 사후검정 결과는 Table 4와 같다.
- 시각장애인 단차는 0cm, 6cm 2가지를 비교하므로 t검정 방법을 사용하였으며, 그 외에는 모두 3개 그룹 이상을 비교하게 되므로 ANOVA 분석을 실시하였다. ANOVA 분석에서 통계적으로 유의한 차이를 보인 그룹이 있으면 사후분석을 하게 되는데 Tukey방법을 사용하였다.
- 결과의 통계분석은 피실험자들이 충분한 안정을 취한 후(20분) 경사판과 단차에 따라 이동시(3~4분)에 계측된 생체신호(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)계측값을 사용하였다.
- 안대 및 스틱이용자는 2가지 높이(0cm, 6cm)를 비교하기 때문에 t검정을 수행하였으며, 휠체어 사용자는 3가지 높이(0cm, 1cm, 3cm)를 비교하므로, ANOVA 분석을 수행하였다. 비장애인의 경우 표본수가 30개를 넘지 않고 2가지(0cm, 6cm) 높이에 대해서 비교하므로, 비모수 검정방법인 Willcoxon rank sum test를 수행하였다. 분석결과는 Table 5과 같다.
- 휠체어 이용자와 안대 및 스틱 이용자가 단차보도판과 경사보도판 사용에 따른 인체생리학적 측정항목들(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)에 대해서 통계적으로 차이가 있는지 분산분석과 t검정을 통해서 검정하였다. 비장애인의 경우는 표본수 30개를 넘지 않아 비모수검정 방법인 Kruskal -Wallis test와 Willcoxon rank sum test로 검정하였다.
- 시각장애인(비장애인이 안대를 착용하여 참여한 5명 포함)과 지체장애인(비장애인이 휠체어를 사용한 5명 포함)의 경우는 각 10명으로 30개 이상의 표본수를 확보하여 모수검정을 실시하였다. 시각장애인 단차는 0cm, 6cm 2가지를 비교하므로 t검정 방법을 사용하였으며, 그 외에는 모두 3개 그룹 이상을 비교하게 되므로 ANOVA 분석을 실시하였다. ANOVA 분석에서 통계적으로 유의한 차이를 보인 그룹이 있으면 사후분석을 하게 되는데 Tukey방법을 사용하였다.
- 비장애인 5명의 경우는 30개 이상의 표본수가 확보되지 않고, 정규성을 따르지 않아 비모수검정 방법을 이용하였다. 시각장애인 단차는 2개그룹을 비교하는 것이므로 비모수검정 방법 중 Willcoxon rank sum test를 수행하였으며, 나머지는 3개 그룹 이상을 검증시에 사용하는 Kruskal-Wallis test를 사용하였다.
- 시각장애인(비장애인이 안대를 착용하여 참여한 5명 포함)과 지체장애인(비장애인이 휠체어를 사용한 5명 포함)의 경우는 각 10명으로 30개 이상의 표본수를 확보하여 모수검정을 실시하였다. 시각장애인 단차는 0cm, 6cm 2가지를 비교하므로 t검정 방법을 사용하였으며, 그 외에는 모두 3개 그룹 이상을 비교하게 되므로 ANOVA 분석을 실시하였다.
- 단차보도판의 높이에 따라서, 비장애인, 안대 및 스틱 이용자, 휠체어 사용자의 인체생리학적반응(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)이 차이가 있는지 검증하였다. 안대 및 스틱이용자는 2가지 높이(0cm, 6cm)를 비교하기 때문에 t검정을 수행하였으며, 휠체어 사용자는 3가지 높이(0cm, 1cm, 3cm)를 비교하므로, ANOVA 분석을 수행하였다. 비장애인의 경우 표본수가 30개를 넘지 않고 2가지(0cm, 6cm) 높이에 대해서 비교하므로, 비모수 검정방법인 Willcoxon rank sum test를 수행하였다.
- 1를 적용하여 해석하였다. 자료수집 및 통계분석은 Excel과 SPSS(Ver 18.0)를 이용하였다.
- 휠체어 이용자와 안대 및 스틱 이용자가 단차보도판과 경사보도판 사용에 따른 인체생리학적 측정항목들(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)에 대해서 통계적으로 차이가 있는지 분산분석과 t검정을 통해서 검정하였다. 비장애인의 경우는 표본수 30개를 넘지 않아 비모수검정 방법인 Kruskal -Wallis test와 Willcoxon rank sum test로 검정하였다.
이론/모형
- 단차보도판은 합판으로 제작되었으며 크기는 1120×2240mm이고 높이는 0, 1, 3, 6cm이다. 사용 휠체어는 KS 규격 (KSP6114:2014)에 준한 전동 휠체어(electric wheelchairs)로 건강보험관리공단에 등록된 모델로 진행하였다. 비장애인이나 장애인의 조건을 위해서 사용한 안대는 시력을 완전히 가릴 수 있는 것으로 하였으며, 스틱은 최소 지지를 충족시키는 일반적인 제품으로 선정하였다.
성능/효과
- Table 2는 단차보도판과 경사보도판 사용에 따른 피험자의 인체생리학적 측정항목들(피부온도, 심박수, 이마발한량, 가슴발한량)의 평균과 표준편차를 나타낸다. 각 항목들의 평균값은 비장애인의 경우 경사도별, 단차별로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 휠체어 이용자와 안대 및 스틱이용자의 경우 단차가 높아질수록 심박수, 이마발한량, 가슴발한량의 평균값이 커지는 경향을 보였으며, 피부온도는 낮아지는 경향을 보였다.
- 이는 이마발한량과 가슴발한량의 증가로 인해 피부온도는 감소하는 경향인 것으로 보인다. 경사도의 경우는 높아질수록 심박수, 이마발한량, 가슴발한량의 평균값이 높아지며, 피부온도는 낮아지는 경향을 나타냈다. 휠체어 이용자, 안대 및 스틱이용자 모두 피부온도 항목에서는 측정값의 변화가 크지 않았다.
- 경사보도판의 경우, 휠체어 사용자의 경우 6.3%일 때 심박수가 증가하는 것으로 나타났으며, 안대 및 스틱이용자의 경우는 5.0%일 때 가슴발한량이 증가하는 것으로 나타났다. 종합적으로 보면 보도의 경사도는 5% 미만으로 하는 것이 인체생리학적 반응의 변화를 주지 않는 것으로 판단된다.
- 단차보도판의 경우, 휠체어 사용자의 경우 0cm, 1cm, 3cm를 비교했을 때 1cm부터 이마발한량이 증가하는 것으로 나타났으며, 안대 및 스틱이용자의 경우는 0cm와 6cm를 비교했을 때 이마발한량, 가슴발한량, 심박수 모두 6cm가 증가하는 것으로 나타났다. 종합하면 휠체어 사용자의 경우 보도의 단차 0cm 기준으로 1cm부터 차이를 보여 결론적으로 0cm로 설치하는 것이 인체생리학적 불편함이 없는 것으로 판단된다.
- 휠체어 사용자는 지속적인 팔 사용으로 이용자의 정신적, 신체적 부담을 반영하는 것으로 판단할 수 있다. 또한 경사보도판 이용에 따른 휠체어 이용자의 소요 힘을 측정한 결과에서는 보도판의 경사가 커질수록 필요한 힘도 함께 커지는 것으로 나타났다. 즉, 경사 5%의 경우는 0.
- 이와 같이 제한된 범위 내에서 연구가 진행되었으나, 본 연구에서는 가슴 피부온도, 발한량, 심박수 등 인체생리학적반응을 평가항목으로 하여, 휠체어 이용자와 안대 및 스틱이용자를 대상으로 실험을 실시한 의미있는 시도라고 판단된다. 인체생리학적반응이 평가항목으로 유의미한 결과를 보임으로써, 측정항목의 타당성을 확인하였다. 향후 상기 측정항목을 활용하여 데이터를 축적해 간다면 상대적으로 저비용, 단시간으로 재현성 있는 측정항목 산출이 가능할 것으로 기대된다.
- 0%일 때 가슴발한량이 증가하는 것으로 나타났다. 종합적으로 보면 보도의 경사도는 5% 미만으로 하는 것이 인체생리학적 반응의 변화를 주지 않는 것으로 판단된다.
- 단차보도판의 경우, 휠체어 사용자의 경우 0cm, 1cm, 3cm를 비교했을 때 1cm부터 이마발한량이 증가하는 것으로 나타났으며, 안대 및 스틱이용자의 경우는 0cm와 6cm를 비교했을 때 이마발한량, 가슴발한량, 심박수 모두 6cm가 증가하는 것으로 나타났다. 종합하면 휠체어 사용자의 경우 보도의 단차 0cm 기준으로 1cm부터 차이를 보여 결론적으로 0cm로 설치하는 것이 인체생리학적 불편함이 없는 것으로 판단된다. 안대 및 스틱이용자의 경우도 0cm, 6cm 두 가지만 비교했을 때 6cm에서 인체생리학적 반응이 차이가 있기 때문에 0cm가 적합한 것으로 판단된다.
- 비장애인의 경우 4가지 인체생리학적반응 모두 통계적으로 유의한 차이를 나타나지 않았다. 즉, 경사도 0%, 5%, 6.3%, 8.3%에 따라서 인체생리학적반응 정도가 모두 같다는 귀무가설을 채택하였다.
- 즉, 비장애인에 비해서 휠체어 사용자와 안대 및 스틱 이용자의 경우는 경사도에 따라서 인체생리학적반응에 차이를 보이는 것으로 나타났다.
- 000) 항목에서 유의한 차이를 나타냈다. 즉, 비장애인에 비해서 휠체어 사용자와 안대 및 스틱이용자의 경우는 단차높이에 따라서 인체생리학적반응에 차이를 보이는 것으로 나타났다.
- 서울시‘무장애(Barrier-free) 공간조성 기본 및 실시설계(2009)’에 의하면 횡단보도 턱낮추기 구간과 차도와의 단차가 클수록 이동하는데 어려움이 발생하며 완만한 경사 및 단차를 줄이는 방안이 필요함을 제시하고 있다. 횡단보도 턱낮추기가 아닌 구간 이용시 지체장애인(휠체어 및 지팡이 이용자)의 불편횟수가 타 이용자에 비해 크게 증가하는 것으로 나타났으며 시각장애인의 경우도 불편횟수가 3회 이상(2.4%), 10회 이상(2.8%)으로 크게 나타나 지체장애인과 함께 턱낮추기가 아닌 구간에서 불편함이 큰 것으로 판단할 수 있다.
- 휠체어 사용자의 경우 가슴발한량(sig. 0.006), 심박수(sig. 0.068) 항목에서 통계적으로 유의한 차이를 나타냈으며, 안대 및 스틱 이용자의 경우 피부온도(sig. 0.039), 이마발한량(sig. 0.044), 가슴발한량(sig. 0.000) 항목에서 유의한 차이를 나타냈다.
- 각 항목들의 평균값은 비장애인의 경우 경사도별, 단차별로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 휠체어 이용자와 안대 및 스틱이용자의 경우 단차가 높아질수록 심박수, 이마발한량, 가슴발한량의 평균값이 커지는 경향을 보였으며, 피부온도는 낮아지는 경향을 보였다. 이는 이마발한량과 가슴발한량의 증가로 인해 피부온도는 감소하는 경향인 것으로 보인다.
후속연구
- 그러나 시각장애인은 만져서 느낄 수 있는 단차가 이동의 안전을 보장하며, 휠체어이용자는 보도와 차도의 경계를 느낄 수 없는 것을 요구한다. 고령화속도가 빨라지면서 휠체어이용자와 시각장애인의 수도 증가하여 모집단의 특성이 변화하기 때문에 3cm 단차의 타당성도 재검토를 요한다. 이에 독일도로교통협회(FGSV)는 2011년에 새로운 설계지침을 제안하였는데, 휠체어 이용자는 3cm 이하 단차를, 시각장애인은 6cm단차를 분리하여 보도연석을 설계하는 것이다(FGSV, “Hinweise fu¨barrierefreie Verkehrsanlagen”, 2011).
- 본 실험의 결과는 휠체어 이용자 및 시각장애인의 이동환경을 개선하고 신체적 스트레스를 줄여 그들 삶의 질 향상에도 도움이 될 것으로 생각된다. 본 실험은 실험실 환경에서 진행하였으나 향후, 실제 보도환경 조건을 추가하여 진행할 필요가 있으며 신체적 변화뿐만 아니라 심리적 변화 데이터의 확보도 필요하다고 생각된다.
- 즉, 보도설계에 있어 현재, 법적 기준 보도단차 2cm, 보도횡단 기울기 1/25를 일률적으로 적용하기 보다는 교통약자의 유형별로 차등적용이 필요하다. 본 실험의 결과는 휠체어 이용자 및 시각장애인의 이동환경을 개선하고 신체적 스트레스를 줄여 그들 삶의 질 향상에도 도움이 될 것으로 생각된다. 본 실험은 실험실 환경에서 진행하였으나 향후, 실제 보도환경 조건을 추가하여 진행할 필요가 있으며 신체적 변화뿐만 아니라 심리적 변화 데이터의 확보도 필요하다고 생각된다.
- 특히, 실제 실험에 참가한 장애인들의 경우 그 등급도 다양하기 때문에 모든 장애인들에 대한 결과라고 할 수는 없다. 피실험자의 참여자를 좀 더 보강하여 통계적인 신뢰성을 더욱 확보할 필요는 있을 것으로 판단된다. 다음으로 휠체어 이용자가 보도단차를 이용 시 휠체어를 뒤로 이동하는 방법을 허용하지 않았다.
- 향후 상기 측정항목을 활용하여 데이터를 축적해 간다면 상대적으로 저비용, 단시간으로 재현성 있는 측정항목 산출이 가능할 것으로 기대된다. 한계점들에 대해서 좀 더 보완하면 보도판의 단차와 경사에 따른 휠체어 및 안대와 스틱이용자의 신체적 부담감의 객관적, 정량적인 데이터가 확보될 수 있다. 이를 통해 휠체어, 스틱 등 보행 보조 장비를 이용하는 이용자에게는 신체, 생리적 부담이 가중되어 신체적, 심리적 스트레스의 발생 가능성이 매우 높다고 판단할 수 있다.
- 인체생리학적반응이 평가항목으로 유의미한 결과를 보임으로써, 측정항목의 타당성을 확인하였다. 향후 상기 측정항목을 활용하여 데이터를 축적해 간다면 상대적으로 저비용, 단시간으로 재현성 있는 측정항목 산출이 가능할 것으로 기대된다. 한계점들에 대해서 좀 더 보완하면 보도판의 단차와 경사에 따른 휠체어 및 안대와 스틱이용자의 신체적 부담감의 객관적, 정량적인 데이터가 확보될 수 있다.
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