본 연구의 목적은 승강기 갇힘 사고 시 승객의 불안감을 해소할 수 있는 가장 안정적인 색 온도를 제안하는 것이다. 승강기 내부 조명의 색온도를 4단계(3000 K, 6000 K, 9000 K, 12000 K)로 조절하였다. 실험은 20대 성인 남성 20명을 대상으로 진행이 되었다. 각 상황별 이용자의 자율신경계 반응을 관찰하기 위해 심전도를 측정하여 분석하였다. 분석결과, 12000 K와 비교 시 3000 K, 6000 K, 9000 K에서 교감신경계 활성도가 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이가 인정되었다(p < 0.01). 그 중 3000 K의 조건에서 교감신경계 활성도가 가장 낮았다. 본 연구를 통해 승강기 갇힘 사고 시 3000 K의 색 온도가 승객으로부터 안정감을 유발하는 사실을 알 수 있었다. 본 연구결과를 활용한다면 승강기 갇힘 사고 시 승객의 안정성을 확보할 수 있을 것으로 보인다.
본 연구의 목적은 승강기 갇힘 사고 시 승객의 불안감을 해소할 수 있는 가장 안정적인 색 온도를 제안하는 것이다. 승강기 내부 조명의 색온도를 4단계(3000 K, 6000 K, 9000 K, 12000 K)로 조절하였다. 실험은 20대 성인 남성 20명을 대상으로 진행이 되었다. 각 상황별 이용자의 자율신경계 반응을 관찰하기 위해 심전도를 측정하여 분석하였다. 분석결과, 12000 K와 비교 시 3000 K, 6000 K, 9000 K에서 교감신경계 활성도가 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이가 인정되었다(p < 0.01). 그 중 3000 K의 조건에서 교감신경계 활성도가 가장 낮았다. 본 연구를 통해 승강기 갇힘 사고 시 3000 K의 색 온도가 승객으로부터 안정감을 유발하는 사실을 알 수 있었다. 본 연구결과를 활용한다면 승강기 갇힘 사고 시 승객의 안정성을 확보할 수 있을 것으로 보인다.
This study aims to suggest the most stable color temperature that can relieve the anxiety of passengers in case of an elevator trapped accident. The experiment was conducted on 10 adult men in their 20s. The color temperature of the interior lighting of the elevator was adjusted to four stages (3,00...
This study aims to suggest the most stable color temperature that can relieve the anxiety of passengers in case of an elevator trapped accident. The experiment was conducted on 10 adult men in their 20s. The color temperature of the interior lighting of the elevator was adjusted to four stages (3,000 K; 6,000 K; 9,000 K; and 12,000 K). Electrocardiogram (ECG) was measured and analyzed to observe the reaction of the user's autonomic nervous system decline in 3,000 K; 6,000 K; 9,000 K compared with 12,000 K, where a statistically significant difference was recognized (p < 0.01). Among them, the activity of the sympathetic nervous system was the lowest under the condition of 3,000 K. Through this study, it was found that the color temperature of 3,000 K induced a sense of stability among passengers in the event of an elevator jam. If the results of this study are used, it seems that the stability of passengers will be secured in the event of an elevator jam.
This study aims to suggest the most stable color temperature that can relieve the anxiety of passengers in case of an elevator trapped accident. The experiment was conducted on 10 adult men in their 20s. The color temperature of the interior lighting of the elevator was adjusted to four stages (3,000 K; 6,000 K; 9,000 K; and 12,000 K). Electrocardiogram (ECG) was measured and analyzed to observe the reaction of the user's autonomic nervous system decline in 3,000 K; 6,000 K; 9,000 K compared with 12,000 K, where a statistically significant difference was recognized (p < 0.01). Among them, the activity of the sympathetic nervous system was the lowest under the condition of 3,000 K. Through this study, it was found that the color temperature of 3,000 K induced a sense of stability among passengers in the event of an elevator jam. If the results of this study are used, it seems that the stability of passengers will be secured in the event of an elevator jam.
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문제 정의
하지만 위와 같은 선행연구는 3000K~6000K 사이의 색온도만을 사용하였고 교실 등의 학습을 위한 환경이나 주택 환경에 대한 연구들이 대부분이고 승강기에서 색온도가 끼치는 영향에 관련된 연구는 부족한 실정이다. 그렇기에 본 연구는 색온도(3000K, 6000K, 9000K, 12000K)를 승강기에 적용하여 이용자의 갇힘 사고 시 안정감을 유발할 수 있는 최적의 색온도를 심전도 반응을 통해 탐색하는 것이 본 연구의 목적이다.
본 연구에서는 승강기 갇힘 사고 시 긴장감을 줄이고 안정을 느낄 수 있는 환경을 조성하기 위해 색온도 (3,000K, 6,000K, 9,000K, 12,000K)를 제안하고 이를 승강기 이용자 생체신호를 통해 증명하고자 하였다.
본 연구에서는 이러한 상황에 대한 해결방안으로 승강기 안의 조명장치를 통해 내부의 환경을 조성하여 이용자의 안정을 유도할 수 있는 적합한 색온도를 탐색하고자 한다. 실제로, 조명은 색온도에 따라 인간의 감성에 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다(Lee et al.
선행연구(Kim, 2007)에서는 인간공학 중심의 쾌적한 조명환경을 만드는 가이드 라인을 제시하였다. 이러한 선행연구를 바탕으로 승강기에서 갇히는 특수한 상황에서 이용자가 불안감이나 공포감을 느끼는 것을 해소할 수 있는 색온도를 찾고자 한다.
이는 과부감지장치, 비상통화장치, 승강기내 비상조명장치, 출입문잠금장치, 전자-기계 브레이크, 완충기, 문닫힘안전장치, 추락방지안전장치, 과속조절기, 파이널리미트스위치, 상승과속방지장치, 개문출발방지장치 등 여러 안전 장치의 개발로 인한 효과이다. 이러한 장치들은 승강기에 문제가 발생하였을 경우 추락을 방지하고 승강기 안에서 이용자를 안전하게 보호하는 목적으로 설계되었다. 그러나 승강기가 정전, 오작동 및 이용자의 부주의 등으로 고장이 발생하여 멈추게 되면 이용자가 승강기 안에 갇히게 되는 경우가 발생할 수 있다.
제안 방법
기준으로 정규화를 진행하였다. 이후 Table 3과 같이 교감신경과 부교감신경계의 활동을 나타내는 대역에 대해 Power 값을 평균하여 데이터를 산출하였다(Moon et al.
대부분의 연구가 위와 같이 3000~6000K의 범위에서 이루어졌다. 본 연구는 등간격으로 12000K의 색온도를 추가하여 진행하였다.
생체신호 측정이 끝난 후, 승강기 안에서 주관평가를 실시하였다. 색온도 제시는 순서 효과를 배제하기 위해 4가지 색온도 제시순서를 연구대상자 간 무작위로 겹치지 않게 난수를 생성하여 제시함으로써 순서를 상이하게 하였다.
3과 같이 진행되었다. 생체신호 안정화를 위해 각 색온도 제시 전 5분간 눈을 감은 상태로 안정을 취하도록 하였다. 승강기에 탑승한 연구대상자는 3,000K, 6,000K, 9,000K, 12,000K의 색온도에 5분씩 노출되었으며 기존의 승강기 멈춤 시 제시되는 안내멘트(고장 안내방송 고장입니다.
)와 함께 노출되었다. 생체신호 측정이 끝난 후, 승강기 안에서 주관평가를 실시하였다. 색온도 제시는 순서 효과를 배제하기 위해 4가지 색온도 제시순서를 연구대상자 간 무작위로 겹치지 않게 난수를 생성하여 제시함으로써 순서를 상이하게 하였다.
생체신호의 스펙트럼에 대해 처치 간 변화를 살펴보기 위해 비교를 하였다. 총 네 가지 처치(3,000K, 6,000K, 9,000K, 12,000K)에 대해 LF/HF값의 변화를 관찰하였으며 처치 간의 비교를 위해 RM-ANOVA (Repeated Measure ANOVA)를 실시하였다.
, 2012). 스펙트럼 분석으로 수집된 데이터는 LF/HF 비율을 통해 교감신경계 활성도를 도출하였다.
승강기 내의 색온도 및 조도 조절을 위한 조명은 중국 Xiaomi사의 Yeelight LED smart bulb (Color-10W)로 어플리케이션을 통해 조도와 색온도의 조절이 가능한 가변조명을 3개를 사용하여 3000K, 9000K, 12000K의 색온도를 제시하였고(Fig. 2), 6000K의 경우에는 기존 승강기 안의 조명을 이용하여 제시하였다.
심전도 측정 시 Sampling rate 1000Hz로 설정하였으며, 3전극 유도법을 통해 양쪽 가슴과 왼쪽 복부에 전극을 부착하여 측정하였다(Fig. 4). 사용된 장비는 BioPac사의 MP30을 사용하였다(Table 2).
자율신경계의 반응을 관찰하기 위해 심전도를 측정하였으며 신체적 이완의 지표인 HF와 긴장의 지표인 LF에 대해 교감신경계 활성도를 분석하여 신체적 반응을 관찰하고자 하였다. 심전도 실험 결과 12,000K이 3000K, 6000K, 9000K 보다 긴장감을 유발시키는 것을 알 수 있었고, 3000K, 6000K, 9000K 간 유의한 차이는 발생하지 않았다.
수집된 심전도 데이터는 Lab Chart8 프로그램을 사용하여 분석하였다. 전처리 작업으로 Digital filtering을 통해 Noise를 제거한 후 주파수 분석을 하였다. 개인간의 편차가 큰 것을 고려하여 식 (1)과 같이 안정기를
대상 데이터
4). 사용된 장비는 BioPac사의 MP30을 사용하였다(Table 2).
실험은 실제 승강기를 통해 진행하였으며 승강기 전문가의 통제를 받아 진행되었다. 실험에 사용된 승강기는 LG산전(주)사의 Di1으로 폭 1,800 mm, 깊이 1,500 mm, 높이 2,100 mm의 규격이다(Fig. 1).
연구대상자는 SNS를 이용한 실험공고를 통해 대전 H 대학생 성인 남성 10명을 모집하였다. 실험참여자들의 평균 연령은 23.
데이터처리
총 네 가지 처치(3,000K, 6,000K, 9,000K, 12,000K)에 대해 LF/HF값의 변화를 관찰하였으며 처치 간의 비교를 위해 RM-ANOVA (Repeated Measure ANOVA)를 실시하였다. RM-ANOVA로 귀무가설이 기각되었을 경우, 최소 유의차 사후검정을 통해 수준 간 차이를 비교하였다. RM-ANOVA 분석 결과 유의수준 1%에서 통계적으로 유의차가 인정되었다.
수집된 심전도 데이터는 Lab Chart8 프로그램을 사용하여 분석하였다. 전처리 작업으로 Digital filtering을 통해 Noise를 제거한 후 주파수 분석을 하였다.
위와 같이 수집된 심전도 데이터와 주관평가 데이터는 SPSS 통계분석 패키지를 통해 반복측정분산분석(RM-ANOVA)을 실시하여 검정을 하였다.
기준으로 정규화를 진행하였다. 이후 Table 3과 같이 교감신경과 부교감신경계의 활동을 나타내는 대역에 대해 Power 값을 평균하여 데이터를 산출하였다(Moon et al., 2015; Patel et al., 2011; Kim et al., 2014; Lee et al., 2012). 스펙트럼 분석으로 수집된 데이터는 LF/HF 비율을 통해 교감신경계 활성도를 도출하였다.
생체신호의 스펙트럼에 대해 처치 간 변화를 살펴보기 위해 비교를 하였다. 총 네 가지 처치(3,000K, 6,000K, 9,000K, 12,000K)에 대해 LF/HF값의 변화를 관찰하였으며 처치 간의 비교를 위해 RM-ANOVA (Repeated Measure ANOVA)를 실시하였다. RM-ANOVA로 귀무가설이 기각되었을 경우, 최소 유의차 사후검정을 통해 수준 간 차이를 비교하였다.
이론/모형
색온도 측정은 TES사의 TES-136 CHROMA METER 디지털 색차계를 사용하여 측정하였다.
조도 측정은 TES사의 TES-1335 Light Meter 디지털 조도계를 사용하여 조도를 측정하였다.
성능/효과
RM-ANOVA 분석 결과 유의수준 1%에서 통계적으로 유의차가 인정되었다. Mauchly의 단위행렬검정 결과 유의확률이 0.05 이상으로 등분산성이 증명되었다, 개체 내 효과 검정에서 구형성 가정의 유의확률이 0.000으로서 유의수준 0.05보다 작기 때문에 각 색온도의 차이에 따른 LF/HF의 값이 차이가 있음을 알 수 있었다. 이후 수준 간 비교를 위해 least significance difference(LSD) 사후검정을 실시한 결과, Table 4와 Fig.
RM-ANOVA로 귀무가설이 기각되었을 경우, 최소 유의차 사후검정을 통해 수준 간 차이를 비교하였다. RM-ANOVA 분석 결과 유의수준 1%에서 통계적으로 유의차가 인정되었다. Mauchly의 단위행렬검정 결과 유의확률이 0.
각 처치 간의 RM-ANOVA 결과 12,000K를 제외한 3,000K, 6,000K, 9,000K 끼리 비교한 결과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았고, 12,000K를 대상으로 각 처치 간 비교 시 3,000K(p<0.003), 6,000K(p<0.009), 9,000K(p<0.007) 모두 통계적으로 유의한 차이가 인정되었다.
결과적으로 절대값을 기준으로 3,000K의 색온도를 제시하였을 경우 신체적인 반응과 주관적인 반응에서 가장 안정을 유발하는 것으로 나타났고 일반적인 승강기의 색온도인 6000K는 중간값을 나타냈고 높은 색온도인 12,000K가 가장 긴장감을 유발하는 것으로 나타났다. 이는 낮은 색온도일수록 안정감을 유발한다는 선행연구(Lee et al.
또한, 갇힘사고 시 색온도로 인해 무서움이 얼마나 발생하는지에 대해 7점척도 설문지를 활용하여 주관평가를 실시한 결과 12000K에서 다른 색온도에 비해 무서운 감정을 더 느끼는 것을 알 수 있었다. 두 결과를 종합해보면 색온도가 높아질수록 LF/HF의 값이 커지고 무서운 감정을 유발한다는 것을 알 수 있다. 이는 LF/HF 값이 크면 공포감을 느낀다는 선행연구(Shin et al.
또한, 갇힘사고 시 색온도로 인해 무서움이 얼마나 발생하는지에 대해 7점척도 설문지를 활용하여 주관평가를 실시한 결과 12000K에서 다른 색온도에 비해 무서운 감정을 더 느끼는 것을 알 수 있었다. 두 결과를 종합해보면 색온도가 높아질수록 LF/HF의 값이 커지고 무서운 감정을 유발한다는 것을 알 수 있다.
71)의 값을 보였고 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Table 5). 색온도가 높아질수록 무서움을 느끼는 것을 알 수 있었다.
승강기 갇힘사고 상황에서 색온도의 변화에 대한 LF/HF의 값의 상승으로 인해 무서운 감정이 유발된 것인지를 알아보기 위해 연구대상자에게 7점 척도설문지로 각 색온도에서 느끼는 무서운 감정을 주관적 평가를 통해 측정한 결과, 3000K은 2.90(1.45), 6000K은 3.50(1.58), 9000K은 4.80(0.92), 12000K은 5.50(0.71)의 값을 보였고 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Table 5). 색온도가 높아질수록 무서움을 느끼는 것을 알 수 있었다.
85세)였으며, 이들은 승강기에 대한 트라우마 및 폐소공포증이 없으며 조명의 색을 구별하는 데 문제가 없으며 심혈관계 질환이 없는 인원들이었다. 실험 전일 7시간 이상의 충분히 수면을 취하도록 하였으며 실험 당일 심전도 측정에 영향을 줄 수 있는 카페인, 약물 등의 복용을 금하였다.
자율신경계의 반응을 관찰하기 위해 심전도를 측정하였으며 신체적 이완의 지표인 HF와 긴장의 지표인 LF에 대해 교감신경계 활성도를 분석하여 신체적 반응을 관찰하고자 하였다. 심전도 실험 결과 12,000K이 3000K, 6000K, 9000K 보다 긴장감을 유발시키는 것을 알 수 있었고, 3000K, 6000K, 9000K 간 유의한 차이는 발생하지 않았다.
05보다 작기 때문에 각 색온도의 차이에 따른 LF/HF의 값이 차이가 있음을 알 수 있었다. 이후 수준 간 비교를 위해 least significance difference(LSD) 사후검정을 실시한 결과, Table 4와 Fig. 5를 보면 3,000K가 다른 요인들에 비해 LF/HF 비율이 제일 낮았고, 그다음으로는 6,000K, 9,000K, 12,000K 순으로 LF/HF 비율이 낮았다. 각 처치 간의 RM-ANOVA 결과 12,000K를 제외한 3,000K, 6,000K, 9,000K 끼리 비교한 결과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았고, 12,000K를 대상으로 각 처치 간 비교 시 3,000K(p<0.
후속연구
하지만, 실제로 운행 중인 승강기가 급작스럽게 멈춰 갇힌 환경이 아닌 정지되어있는 승강기에 갇혀있는 상황을 재연했다는 점과 남성들을 대상으로만 실험을 진행한 한계점이 있다. 추후 VR 등을 통한 승강기 갇힘 사고 가상 환경이나 긴장감을 주기 위한 환경을 조성하여 남성뿐만 아니라 여성들도 실험에 참여해 성별 간의 차이를 알아보고, 자율신경계 반응뿐 아니라 뇌파 측정을 통한 중추신경계의 반응과 승강기 안전 전문가 들을 대상으로 주관적인 평가를 실시해 이를 반영한 연구가 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
승강기의 역할은?
승강기는 우리 생활에 빠질 수 없는 필수품이 되었다. 승강기는 기술의 발전으로 고층 건물이 생겨나고 이용자의 편의 및 교통약자의 이동을 수월하게 도와주는 역할로써 우리 생활에 큰 부분을 차지하고 있다(Lee et al., 2001).
조명은 무엇에 따라 인간의 감성에 영향을 끼치는가?
본 연구에서는 이러한 상황에 대한 해결방안으로 승강기 안의 조명장치를 통해 내부의 환경을 조성하여 이용자의 안정을 유도할 수 있는 적합한 색온도를 탐색하고자 한다. 실제로, 조명은 색온도에 따라 인간의 감성에 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다(Lee et al., 2015; Jang et al.
상승과속방지장치 등 여러 승강기 안정장치의 개발 목적은?
이는 과부감지장치, 비상통화장치, 승강기내 비상조명장치, 출입문잠금장치, 전자-기계 브레이크, 완충기, 문닫힘안전장치, 추락방지안전장치, 과속조절기, 파이널리미트스위치, 상승과속방지장치, 개문출발방지장치 등 여러 안전 장치의 개발로 인한 효과이다. 이러한 장치들은 승강기에 문제가 발생하였을 경우 추락을 방지하고 승강기 안에서 이용자를 안전하게 보호하는 목적으로 설계되었다. 그러나 승강기가 정전, 오작동 및 이용자의 부주의 등으로 고장이 발생하여 멈추게 되면 이용자가 승강기 안에 갇히게 되는 경우가 발생할 수 있다.
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