1. 서 론
2. 터널 만족도 조사 및 분석
2.1 조사 대상 및 조사 방법
2.2 설문조사 결과 및 분석
3. 설문조사의 신뢰성 분석
3.1 내적 일치도 분석
3.2 신뢰성 분석 결과
4. 결 론
1. 서 론
최근 도시화와 인구 증가로 인한 지상 교통의 혼잡이 심각한 사회 문제로 부각되고 있다. 주요 도시의 교통 혼잡으로 인한 경제적 손실이 매년 증가하고 있으며, 이로 인한 환경 오염과 에너지 소비 문제도 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 지하 공간의 활용, 특히 장대 터널과 지하고속도로가 지상 공간의 제약을 극복하고 교통 흐름을 개선하는 효과적인 대안으로 주목받고 있다.
그러나 이러한 지하 교통 환경에서 운전자의 심리적 안정성과 안전 운전에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 충분하지 않다. 장대 터널과 지하고속도로에서 운전자는 제한된 공간과 단조로운 환경으로 인해 인지 부하(불안감, 피로도, 폐쇄감 등)를 경험할 수 있다(Hancock and Warm, 1989; Fuller, 2005). 이러한 심리적 요인은 색채, 패턴, 조명과 같은 시각적 환경 요인에 크게 영향을 받는다(Elliot and Maier, 2014).
본 연구의 목적은 장대 터널과 지하고속도로의 시각적 환경 요인(색채, 패턴, 조명)이 운전자의 인지 부하(Sweller, 1988)에 미치는 영향을 정량적으로 분석하는 것이다. 이를 통해 운전자의 안전과 편의를 증진시키는 터널 디자인 가이드라인을 제시하고자 한다. 기존 연구들이 주로 터널의 구조적 안전성에 초점을 맞춘 반면, 본 연구는 운전자의 심리적 요인에 주목함으로써 터널 디자인의 새로운 관점을 제시한다.
최근 Niu et al. (2024)은 가상 현실(VR) 기술을 활용하여 터널 디자인이 운전자의 주의력과 스트레스 수준에 미치는 영향을 연구하였다. 이러한 최신 기술의 적용은 터널 환경에 대한 더욱 정확한 이해를 가능케 한다. 본 연구는 이러한 최신 연구 동향을 반영하여, 문헌 연구를 통한 이론적 고찰과 실증적 설문조사를 병행하였다. 구체적으로, 서울 신월여의지하도로, 인제양양터널, 서울 서부간선지하도로에서 총 186명의 운전자를 대상으로 5점 리커트 척도법(Likert, 1932)을 사용하여 불안감, 긴장감, 피로감, 폐쇄감 등의 감정적 요소와 색채, 패턴, 조명에 대한 만족도를 측정하였다. 설문 데이터의 신뢰성은 크론바흐 알파(Cronbach’s alpha) 계수를 통해 검증하였다. 크론바흐 알파 계수(Cronbach, 1951)는 설문 문항들이 동일한 개념을 일관성 있게 측정하는지를 평가하는 지표로서, 값이 0.9 이상이면 신뢰할 수 있는 수준으로 간주된다(Nunnally and Bernstein, 1994).
본 연구를 통해 터널 디자인 요소가 운전자의 심리적 반응에 미치는 영향을 종합적으로 분석함으로써, 안전하고 쾌적한 주행 환경을 조성하는 데 기여하고자 한다.
2. 터널 만족도 조사 및 분석
2.1 조사 대상 및 조사 방법
본 논문에서는 국내 장대 도로터널 중 7 km 이상의 “서울 신월여의지하도로(Shinwol-Yeoui Underground Road)”, “인제양양터널(Inje-Yangyang Tunnel)”, “서울 서부간선지하도로(West Arterial Underground Road)” 세 개의 터널(Fig. 1)을 대상으로 운전자 만족도 조사를 실시하였다. 이 조사에서는 터널을 주행하는 동안 운전자들이 경험하는 다양한 감정적 상태와 색채 및 패턴에 대한 인식, 그리고 조명에 대한 불만족도를 측정하였다. 설문은 총 186명이 참여하였으며, 5점 리커트 척도법을 사용하여 정량적인 데이터를 수집하였다.
2.2 설문조사 결과 및 분석
2.2.1 감정적 상태
본 절에서는 터널 주행 시 운전자가 경험하는 주요 감정적 상태를 불안감, 긴장감, 피로감, 폐쇄감으로 분류하고, 이러한 감정적 상태를 평가하기 위해 연구 대상인 세 곳의 터널에서 운전자들을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 각 터널 주행 시 경험하는 감정 상태의 정도를 5점 리커트 척도로 측정하였으며, 그 결과를 Fig. 2에 그래프로 제시하였다. 여기서, 5점 리커트 척도는 응답자가 특정 질문에 대해 자신의 의견이나 태도를 평가할 때 사용되는 심리 측정 도구이다. 이 척도는 주로 5개의 응답 옵션으로 구성되며, 일반적으로 ‘매우 그렇지 않다’, ‘그렇지 않다’, ‘보통이다’, ‘그렇다’, ‘매우 그렇다’와 같은 형식으로 구성된다. 응답자는 주어진 질문에 대해 가장 적합한 응답을 선택함으로써 자신의 의견을 표현할 수 있다. 이 척도는 직관적이며, 다양한 조사에서 응답자의 인식과 태도를 측정하는 데 효과적이다.
불안감(anxiety) 측면에서 “서울 신월여의 지하차도”에서 가장 높은 수준의 불안감을 느껴고, “인제양양터널”은 중간 수준, “서울 서부간선지하도로”는 상대적으로 낮은 수준의 불안감을 나타냈다. 응답자의 77.2%는 터널에서의 불안감이 전방 예측불허하는 공간감에 기인한다고 응답하였다.
긴장감(tension)에 대해서는 “서울 신월여의 지하차도”와 “서울 서부간선지하도로”에서 유사하게 높은 긴장감이 보고되었으며, “인제양양터널”에서는 상대적으로 낮은 긴장감이 나타났다. 운전자의 50.5%는 터널 내 단조로운 벽면과 좁은 공간 특성이 긴장감의 원인이라고 응답하였다.
피로감(fatigue)의 경우, “서울 서부간선지하도로”에서 가장 높은 피로감이 나타났고, 그 다음으로 “인제양양터널”, 마지막으로 “서울 신월여의 지하차도” 순이었다. 피로감의 원인으로는 응답자의 57.4%가 터널 내 단조로운 시각환경(동일한 회색 벽면)을, 59.4%가 지속적인 집중력 요구를 지목하였다.
폐쇄감(claustrophobia) 측면에서는 “서울 신월여의 지하차도”와 “서울 서부간선지하도로”에서 높은 폐쇄감이 보고되었으며, “인제양양터널”은 다른 두 터널에 비해 폐쇄감이 낮았다. 응답자의 51.5%는 터널 내 시야의 제한(터널 내에서 전후 및 좌우 시야가 장시간 제한됨)이 폐쇄감의 원인이라고 응답하였다.
이러한 결과는 터널의 구조적 특성, 길이, 교통 상황, 그리고 도심 여부가 운전자의 감정 상태에 복합적으로 영향을 미친다는 점을 시사한다. 그 내용을 다음과 같이 정리할 수 있다.
1) 구조적 특성: “인제양양터널”의 경우, 전 차종 통행이 가능한 넓은 폭과 높은 천고로 인해 긴장감과 폐쇄감이 상대적으로 낮게 나타났다. 이는 터널의 물리적 공간이 운전자의 심리적 안정감에 직접적인 영향을 미칠 수 있음을 보여준다.
2) 터널길이: “인제양양터널”은 국내 최장 도로 터널임에도 불구하고 피로감이 중간 수준으로 나타났다. 이는 차선의 폭, 적절한 조명과 환기 시스템, 그리고 주기적인 시각적 변화가 장거리 주행에서의 피로감을 완화시킬 수 있음을 시사한다.
3) 도심여부: “서울 신월여의 지하차도”와 “서울 서부간선지하도로”에서 높은 폐쇄감과 긴장감이 보고된 것은 도심 터널의 특성인 복잡한 교통 상황과 좁은 차선 폭 때문일 수 있다. 이는 도심 터널 설계 시 운전자의 심리적 요인을 더욱 고려해야 함을 나타낸다.
4) 시각적 환경: 모든 터널에서 단조로운 시각 환경이 피로감과 긴장감의 주요 원인으로 지목되었다. 이는 터널 내 시각적 다양성과 적절한 조명 설계의 중요성을 강조한다.
5) 터널 특성에 따른 감정 변화: 각 터널마다 우세하게 나타나는 감정이 다르다는 점은 터널의 특성에 따라 운전자가 경험하는 주된 심리적 부담이 달라질 수 있음을 의미한다.
2.2.2 색채에 대한 만족도
본 절에서는 터널 주행 시 운전자가 경험하는 터널 내 색채 환경에 대한 불만족도를 평가하였다. 평가 항목은 색채의 명도, 채도, 색의 톤, 조명과의 상호작용, 그리고 터널 입출구와 내부의 색채 연계성으로 구성되었다. 연구 대상인 세 곳의 터널에서 각 항목에 대한 불만족 정도를 5점 리커트 척도로 측정하였으며, 그 결과를 Fig. 3에 그래프로 제시하였다.
명도(brightness) 측면에서 “서울 신월여의 지하차도”에서 명도에 대한 불만족도가 가장 높게 나타났다. 이는 해당 터널의 조명 강도나 분포가 적절하지 않을 가능성을 시사하며, 조명 시스템의 개선이 필요함을 나타낸다.
채도(saturation) 및 색의 톤(color tone)에 관해서는 “서울 서부간선지하도로”에서 높은 수준의 불만족도가 보고되었다. 이는 터널 내부의 색채가 회색으로 단조롭거나 불쾌감을 줄 수 있는 톤으로 구성되어 있기 때문으로 판단된다. 운전자의 시각적 편안함을 높이기 위해 색채의 선명도와 조화를 개선할 필요가 있다.
조명과의 상호작용 효과(interaction effects with lighting)에 대해서는 “서울 신월여의 지하차도”에서 불만족도가 높게 나타났다. 이는 조명과 터널 내부 색채가 조화롭게 설계되지 않았을 가능성을 보여준다. 따라서 터널의 조명 설계와 색상 구성을 통합적으로 재검토하여 개선하는 것이 필요하다.
마지막으로, 터널 입출구와 내부의 색채 연계성(color coordination between tunnel entrance/exits)에 대한 불만족도는 “인제양양터널”에서 가장 높게 나타났다. 이는 장대 터널의 특성상 입구에서 내부로, 그리고 내부에서 출구로 이동할 때 운전자의 시각적 적응(암순응 및 명순응)을 고려한 색채 및 조명 설계가 미흡할 수 있음을 시사한다. 운전자의 시각 적응을 돕고 안전성을 높이기 위해 터널 입출구와 내부의 색채 및 조명을 단계적으로 변화시키는 설계가 필요하다.
위의 결과는 터널 내 색채 환경이 운전자의 심리와 안전에 중요한 영향을 미치며, 각 터널의 특성에 따라 다양한 개선이 필요함을 나타낸다. 색채는 단순히 미적 요소를 넘어 운전자의 시각적 피로, 심리적 안정감, 그리고 터널 주행의 안전성과 직접적으로 연관된다. 그 내용을 다음과 같이 정리할 수 있다.
1) 명도와 조명의 상호작용은 운전자의 시야 확보와 피로도에 영향을 미치므로, ‘서울 신월여의 지하차도’와 같은 도심 터널에서의 개선이 시급하다.
2) 채도와 색의 톤은 운전자의 심리적 안정감에 기여하므로, ‘서울 서부간선지하도로’에서 나타난 높은 불만족도는 운전자의 스트레스 감소를 위한 색채 계획의 필요성을 보여준다.
3) 장대 터널인 ‘인제양양터널’에서 두드러진 입출구와 내부의 색채 연계성 문제는 암순응과 명순응을 고려한 단계적 색채 및 조명 설계의 중요성을 강조한다.
2.2.3 패턴에 대한 만족도
본 절에서는 터널 주행 시 운전자가 경험하는 터널 내 패턴에 대한 불만족도를 평가하였다. 평가 항목은 패턴의 복잡성, 방향성, 구조물과의 조화, 대비, 시각적 속도감 등의 요소에 대한 불만족도를 평가하였다. 연구 대상인 세 곳의 터널에서 각 항목에 대한 불만족 정도를 5점 리커트 척도로 측정하였으며, 그 결과를 Fig. 4에 그래프로 제시하였다.
“서울 신월여의지하도로”의 경우, 복잡성(complexity)에 대한 높은 불만족도가 보고되었다. 이는 터널 구조나 디자인의 복잡함, 또는 내부의 어두움 등이 운전자의 시각적 혼란을 유발하여 안전한 주행을 방해할 수 있음을 의미한다. 따라서 터널 내부 디자인의 단순화와 조명 밝기의 개선이 필요함을 시사한다.
“서울 서부간선 지하도로”에서는 시설물과의 조화(harmony with structures) 및 시각적 속도감(visual sense of speed)에 대한 불만족도가 가장 두드러졌다. 이는 터널 디자인이 운전자의 시각적 인식과 주행 경험에 부정적인 영향을 미치고 있음을 나타낸다. 특히, 시설물의 배치를 개선하고 시각적 속도감을 적절히 조절할 수 있는 디자인 요소의 도입이 필요하다.
“인제양양터널”은 다른 두 터널에 비해 상대적으로 양호한 결과를 보였으나, 여전히 개선의 여지가 존재한다. 특히 장대 터널의 특성을 고려하여 단조로움을 줄이고 운전자의 주의력을 유지할 수 있는 패턴 디자인의 구간별 도입이 필요하다.
이상의 결과는 장대 도로터널의 패턴 디자인이 운전자의 주행 경험과 안전에 중요한 영향을 미치며, 각 터널의 특성에 따라 차별화된 개선이 필요함을 시사한다. 전반적으로 패턴의 단순화 및 운전자 중심의 디자인 개선이 필요하지만, 동시에 터널의 위치와 길이에 따른 특수성을 고려해야 한다.
1) 도심 터널인 서울 신월여의지하도로와 서울 서부간선 지하도로의 경우, 복잡성 감소와 시설물과의 조화를 통해 운전자의 시각적 혼란을 줄이는 데 중점을 두어야 한다. 반면, 장대 터널인 인제양양터널의 경우, 단조로움을 피하고 운전자의 주의력을 유지할 수 있는 적절한 시각적 자극을 제공하는 패턴 설계가 필요하다.
2) 또한, 시각적 속도감 조절, 시설물과의 조화, 그리고 전반적인 주행 안전성을 고려한 통합적 접근이 요구된다. 이를 위해 정기적인 사용자 피드백을 수집하고, 이를 패턴 설계에 지속적으로 반영하는 과정이 필요하다. 더불어, 최신 인지공학 연구 결과를 적용하여 운전자의 심리적, 생리적 반응을 고려한 과학적 패턴 설계가 이루어져야 한다.
2.2.4 조명에 대한 만족도
본 절에서는 터널 주행 시 운전자가 경험하는 터널 내 조도, 색온도, 조명의 배치 및 각도, 조명 적응성 등의 요소에 대한 불만족도를 평가하였다. 연구 대상인 세 곳의 터널에서 각 항목에 대한 불만족 정도를 5점 리커트 척도로 측정하였으며, 그 결과를 Fig. 5에 그래프로 제시하였다.
조도(illuminance)와 색온도(color temperature) 측면에서, “서울 서부간선지하도로”에서 조도에 대한 불만족도가 가장 높게 나타났으며, “서울 신월여의 지하차도”에서는 색온도에 대한 불만족도가 가장 높았다. 이는 두 터널에서 각각 다른 조명 관련 문제가 존재함을 시사한다. 서부간선지하도로의 경우 전반적인 밝기 조절이 필요하며, 신월여의 지하차도에서는 조명의 색상 개선이 요구된다. 이러한 문제들은 운전자의 시각적 편안함과 주행 안전성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
조명의 배치와 각도(lighting arrangement and angle)에 관해서는 “서울 신월여의 지하차도”에서 조명의 배치와 각도에 대한 불만족도가 높게 나타났다. 이는 조명이 운전자의 시야를 방해하거나 불필요한 눈부심을 유발할 수 있음을 의미한다. 따라서 운전자의 시각적 피로를 감소시키기 위해 비대칭 조명의 도입이나 조명의 색온도를 시간대별로 조절하는 방안이 필요하다.
이상의 결과는 장대 도로터널의 조명 설계가 운전자의 주행 경험과 안전에 중요한 영향을 미치며, 각 터널의 특성에 따라 차별화된 개선이 필요함을 시사한다. 조명은 운전자의 피로도를 줄이고 주행 안전성을 높이는 데 필수적인 요소로, 조도, 색온도, 그리고 조명의 배치 등 다양한 측면에서의 종합적인 접근이 요구된다.
1) “서울 서부간선지하도로”의 조도 문제와 “서울 신월여의 지하차도”의 색온도 및 조명 배치 문제는 각 터널의 고유한 환경과 사용 패턴을 고려한 맞춤형 해결책이 필요함을 보여준다. 이를 위해 중앙 통제 시스템을 통한 종합적인 조명 관리가 효과적일 수 있으며, 이 시스템은 시간대별, 교통량별로 조명 조건을 최적화할 수 있어야 한다.
2) 또한, 조명 설계 시 운전자의 생체리듬과 심리적 반응을 고려한 인간 중심적 접근이 필요하다. 예를 들어, 주간과 야간의 색온도 차이, 터널 입구와 출구에서의 점진적 조도 변화 등을 통해 운전자의 시각적 적응을 돕고 안전성을 높일 수 있다.
3) 마지막으로, 정기적인 사용자 피드백과 최신 조명 기술의 도입을 통해 조명 시스템을 지속적으로 개선하고 업데이트하는 것이 중요하다. 이러한 종합적이고 유연한 접근을 통해 장대 도로터널의 조명 환경을 개선하고, 궁극적으로 운전자의 안전과 편의를 증진시킬 수 있을 것이다.
3. 설문조사의 신뢰성 분석
설문조사의 신뢰성은 연구에서 중요한 부분을 차지하며, 특히 복잡한 개념을 측정할 때 설문 문항 간의 일관성을 확보하는 것이 중요하다. 신뢰성은 동일한 개념을 일관되게 측정하는지를 평가하며, 신뢰도가 높을수록 설문의 결과가 타당하게 해석될 수 있다. 신뢰성 분석은 설문의 타당성을 보완하는 과정이기도 하며, 결과의 신뢰도를 높이는 필수적인 단계이다. 본 장에서는 내적 일치도 분석 기법을 적용하여 설문의 신뢰도를 평가하고, 그 결과를 바탕으로 설문 문항의 개선 방안을 제시하고자 한다.
3.1 내적 일치도 분석
내적 일치도 분석은 설문 문항들이 동일한 개념을 얼마나 일관되게 측정하는지를 평가하는 기법이다. 이를 위해 주로 사용되는 방법은 크론바흐 알파(Cronbach’s alpha) 계수를 활용하는 것이다. 크론바흐 알파 계수는 0에서 1 사이의 값을 가지며, 일반적으로 0.7 이상의 값을 가지면 신뢰도가 높다고 평가한다. 이 계수는 설문 문항들이 동일한 구성 개념을 얼마나 잘 반영하고 있는지 평가하는 데 유용하다. 예를 들어, 운전자가 터널 내에서 색채와 패턴에 반응하는 인지 부하를 측정하는 설문이라면, 문항 간의 상관성이 높아야 한다.
본 연구에서는 각 터널 그룹에서 크론바흐 알파 계수를 이용한 내적 일치도 분석을 수행하였다. 터널 그룹별로 분석한 결과, Table 1과 같은 신뢰도 값을 얻었다:
Table 1.
Cronbach’s alpha coefficient by tunnel
이러한 결과는 설문 문항들이 매우 일관성 있게 구성되어 있다는 것을 시사한다. 그러나 크론바흐 알파 값이 지나치게 높은 경우, 이는 문항 간 중복성이 존재할 가능성도 있으므로 주의가 필요하다. 문항의 중복성은 응답자의 피로도를 유발할 수 있으며, 설문의 효율성을 저해할 수 있기 때문이다.
3.2 신뢰성 분석 결과
본 연구에서 실시한 신뢰성 분석 결과, 크론바흐 알파 계수를 기준으로 설문 문항들이 매우 높은 신뢰도를 보였다. 인제양양터널, 서부간선 터널, 신월-여의 터널 각각에서 크론바흐 알파 값이 0.95 이상으로 측정되었으며, 이는 설문 문항들이 응답자들 간에 매우 일관된 방식으로 개념을 반영하고 있음을 의미한다.
높은 크론바흐 알파 값은 설문 문항들이 신뢰성 있게 구성되었음을 나타내지만, 지나치게 높은 신뢰도 값은 문항 간 중복성이 존재할 가능성을 시사할 수 있다. 이는 설문이 동일한 질문을 반복하거나 응답자에게 불필요한 인지적 부담을 주고 있을 수 있음을 나타낸다.
4. 결 론
본 연구는 장대 도로터널에서의 운전자 경험을 색채, 패턴, 조명의 세 가지 주요 시각적 요소를 중심으로 분석하였다. 연구 결과, 이러한 요소들이 운전자의 심리적 상태, 안전성, 그리고 전반적인 주행 경험에 중대한 영향을 미치는 것으로 나타났다.
첫째, 색채 환경에 있어서는 터널의 특성에 따라 다양한 문제점이 발견되었다. 도심 터널에서는 주로 명도와 조명의 상호작용, 채도와 색의 톤에 대한 불만족이 높았으며, 장대 터널에서는 입출구와 내부의 색채 연계성이 주요 문제로 지적되었다. 이는 각 터널의 특성을 고려한 맞춤형 색채 설계의 필요성을 시사한다.
둘째, 패턴 디자인에 있어서는 복잡성, 시설물과의 조화, 시각적 속도감 등이 주요 이슈로 부각되었다. 특히 도심 터널에서는 시각적 혼란을 줄이는 방향으로, 장대 터널에서는 단조로움을 피하면서도 적절한 시각적 자극을 제공하는 방향으로의 개선이 필요함이 확인되었다.
셋째, 조명 설계에 있어서는 조도, 색온도, 조명의 배치 등 다양한 측면에서의 불만족이 확인되었다. 이는 단순한 밝기 조절을 넘어, 운전자의 생체리듬과 심리적 반응을 고려한 종합적인 조명 시스템의 필요성을 나타낸다.
이러한 연구 결과를 종합해 볼 때, 장대 도로터널의 시각적 환경 개선을 위해서는 다음과 같은 접근이 필요하다:
1) 터널별 특성을 고려한 맞춤형 설계: 각 터널의 위치, 길이, 교통량 등을 고려한 차별화된 접근이 필요하다.
2) 통합적 접근: 색채, 패턴, 조명을 개별적으로 가 아닌 상호 연관된 요소로 인식하고 통합적으로 설계해야 한다.
3) 인간 중심 설계: 운전자의 심리적, 생리적 반응을 고려한 과학적이고 인간 중심적인 설계가 이루어져야 한다.
4) 동적 관리 시스템: 중앙 통제 시스템을 통해 시간대별, 교통량별로 최적화된 시각 환경을 제공할 수 있는 동적 관리 시스템의 도입이 필요하다.
5) 지속적인 모니터링과 개선: 정기적인 사용자 피드백 수집과 최신 기술의 도입을 통해 지속적으로 시각 환경을 개선해 나가야 한다.
이러한 접근을 통해 장대 도로터널의 시각적 환경을 개선함으로써, 운전자의 안전성과 편의성을 높이고, 궁극적으로는 도로 인프라의 전반적인 질적 향상을 도모할 수 있을 것이다. 향후 연구에서는 이러한 개선 방안을 실제 터널에 적용하고 그 효과를 검증하는 실증적 연구가 필요하며, 터널 내에서 패턴 변화가 운전자의 주의력에 미치는 영향을 실시간으로 측정할 수 있는 심박수 모니터링, 눈 깜박임 빈도 측정(아이 트랙킹) 같은 생리적 데이터 수집 방안을 포함하고자 한다.