KR101349640B1 - 가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법 - Google Patents

가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법 Download PDF

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김원규
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한국항공대학교산학협력단
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Abstract

도로전광표지(VMS)에 대한 운전자의 감성요인을 고려하여 도로전광표지의 인지성능과 선호도를 평가할 수 있도록 함으로써, 보다 안전하고 효율적으로 도로전광표지를 운영할 수 있도록 한 가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법이 개시된다.
개시된 가변안내표지판의 인지성능 평가방법은, 데이터 추출부에서 운전자의 개인속성, 도로 전광표지 표출 면의 구성요소, 감성요인을 변수로 한 차량 시뮬레이터를 이용한 실험을 통하여 피실험자들의 데이터를 수집하는 단계; 인지성능 평가부에서 수집한 데이터에 대한 측정오차를 고려하여 데이터를 수정하고, 잠재변수인 개인속성과 표출면 구성요소 및 감성요인 간의 상관계수를 고려하여 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값을 산출하는 단계; 상기 산출한 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값에 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지도를 산출하는 단계; 상기 산출한 인지도와 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지성능 및 선호도를 산출하고, 상기 산출한 인지성능 및 선호도를 기반으로 도로 전광표지의 성능을 평가하는 단계를 구비한다.

Description

가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법{Evaluation apparatus and process for driver's cognitive performance on variable message sign}
본 발명은 가변안내표지판(variable message sign; VMS)의 인지성능 평가장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도로전광표지(VMS)에 대한 운전자의 감성요인을 고려하여 도로 전광표지의 인지성능과 선호도를 평가할 수 있도록 함으로써, 보다 안전하고 효율적으로 도로 전광표지를 운영할 수 있도록 한 가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하나의 매체를 사용하여 불특정 다수에게 문자 및 화상을 전달하는 수단으로 전광판장치가 널리 이용되고 있으며, 이러한 전광판장치의 응용범위는 점차 확대되어 운동장의 대형 안내판, 도로의 교통정보안내판, 옥외용 광고판 등으로 널리 사용되고 있다.
그 중 도로의 교통정보안내판으로 사용되는 도로 전광표지는 전방의 도로 및 교통상황이나 교통사고, 전방도로의 공사정보 및 기상정보 등을 제공함으로써 도로 이용자의 안전을 향상시킴은 물론, 교통의 분산을 통하여 교통혼잡을 완화할 수 있도록 주의정보를 제공하는 장치이다. 이러한 도로 전광표지는 사고발생 빈도를 줄이기 위하여 도로에 설치하는 시설로 지능형 교통시스템(Intelligent Transport Systems, ITS)의 첨단교통관리체계(Advanced Traffic Management Systems, ATMS) 구축사업의 일환으로 설치 운영되고 있다.
전술한 바와 같은 도로 전광표지는 주행 중의 운전자에게 시시각각 변화되는 전방의 교통상황정보, 돌발상황(교통사고, 도로차단 및 안개지점의 통과 등)정보, 통행시간정보 및 감속 정도 등의 교통관련정보와 도로 및 기상정보를 실시간으로 제공하는 기능을 수행한다.
또한, 전술한 도로 전광표지는 상습정체, 상습안개지역, 위험지역 및 사고다발지역 등과 같이 안전성 확보가 요구되는 구간 등의 지역에 전략적으로 설치하여 교통 흐름을 효율적으로 안전하게 관리함은 물론, 사고감소의 효과를 얻을 수 있도록 하며, 궁극적으로 도로 서비스의 질을 높이는 기능을 수행한다.
이러한 도로 전광표지는 주로 LED, 전구, 광섬유 등의 발광형이나 반사형 소자로 구성되어 시인성이 성능 수준을 좌우하는 중요한 요인이 되므로, 그 시인성을 평가하는 것이 중요한 문제로 대두하고 있다.
도로 전광표지의 시인성을 평가하기 위한 종래의 기술이 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 20-0372967호(2005.01.14. 공고)(고안의 명칭: 도로 전광표지의 시인성 평가 시스템)(이하, "종래기술"이라 약칭함)에 개시된다.
개시된 종래기술은, 도로 전광표지를 장착하여 도로 전광표지를 원하는 위치로 이동시킬 수 있는 고니오미터(goniometer), 고니오미터에 장착되는 도로 전광표지에 인공적인 빛을 조사하는 태양 시뮬레이터, 전광표지로부터 방출되는 빛을 감지하는 센서, 고니오미터와 태양 시뮬레이터 및 센서에 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치, 센서로부터 신호를 수신하여 도로 전광표지의 성능을 평가하는 평가장치를 포함하는 랙 시스템, 랙 시스템을 제어하는 제어기로 구성된다.
이렇게 구성된 종래기술은 도로 전광표지의 시인성을 평가하는 데 있어서 평가 결과에 영향을 미치는 외부 인자를 통제하여 정밀하고 객관적으로 도로 전광표지의 시인성을 평가하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래기술은 도로 전광표지의 시인성을 평가하는 데 있어 평가 결과에 영향을 미치는 외부 인자를 통제하여 좀 더 정밀하고 객관적인 도로 전광표지의 시인성을 평가할 수 있으나, 운전자가 느끼는 감성인 운전자의 감성요인이 고려되지 않아 인지성능(시인성) 평가가 최적이라고 할 수 없다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 제반 단점을 해결하고 최적의 도로 전광표지의 인지성능 평가를 제공하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도로 전광표지(VMS)에 대한 운전자의 감성요인을 고려하여 도로 전광표지의 인지성능과 선호도를 평가할 수 있도록 함으로써, 보다 안전하고 효율적으로 도로 전광표지를 운영할 수 있도록 한 가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 운전자의 감성요인을 고려하여 도로 전광표지의 인지성능과 선호도를 평가할 수 있도록 하여, 도로 전광표지의 개발시 이를 반영하도록 함으로써 운전자의 시인성 및 이해도를 증진시킬 수 있도록 한 가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 도로 전광표지의 평가시 인간의 감성을 정성, 정량적으로 측정 및 평가하고 이를 제품개발이나 환경설계에 응용하여 인간의 삶을 쾌적하게 하고자 한 가변안내표지판의 인지성능 평가장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 가변안내표지판의 인지성능 평가방법은,
(a) 데이터 추출부에서 운전자의 개인속성, 도로 전광표지 표출 면의 구성요소, 감성요인을 변수로 한 차량 시뮬레이터를 이용한 실험을 통하여 피실험자들의 데이터를 수집하는 단계;
(b) 인지성능 평가부에서 수집한 데이터에 대한 측정오차를 고려하여 데이터를 수정하고, 잠재변수인 개인속성과 표출면 구성요소 및 감성요인 간의 상관계수를 고려하여 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값을 산출하는 단계;
(c) 상기 인지성능 평가부에서 상기 산출한 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값에 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지도를 산출하는 단계;
(d) 상기 인지성능 평가부에서 산출한 인지도와 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지성능 및 선호도를 산출하고, 상기 산출한 인지성능 및 선호도를 기반으로 도로 전광표지의 성능을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (b)단계의 상기 개인속성은 성별 및 연령 정보를 포함하고, 상기 표출면 구성요소는 노드 수, 문자체, 외곽선 존재 여부, 문자높이, 통행시간, 도로 선형, 주행속도 정보를 포함하며, 상기 감성요인은 전달력 있는, 안전에 도움이 되는, 감각적인, 주의를 끄는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계의 연산은 아래의 수식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112012057539400-pat00001
여기서 η은 인지도를 나타내고, ξ1, ξ2, ξ3은 잠재변수로서 개인속성, 표출면 구성요소, 감성요인을 각각 나타내며, γξ1, γξ2, γξ3 은 각각의 잠재변수에 오차가 고려되어 산출된 값을 나타내며, ζ은 오차를 나타낸다.
상기에서 (d)단계의 연산은 아래의 수식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112012057539400-pat00002
여기서 Y는 인지성능 및 선호도를 나타내고, η은 인지도를 나타내며, ε은 오차를 나타낸다.
본 발명에 따르면 도로 전광표지(VMS)에 대한 운전자의 감성요인을 고려함으로써, 도로 전광표지의 인지성능과 선호도를 신뢰성 있게 평가할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 신뢰성 있는 도로 전광표지의 인지성능과 선호도를 평가할 수 있으므로, 보다 안전하고 효율적으로 도로 전광표지를 운영할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 운전자의 감성요인을 고려하여 도로 전광표지의 인지성능과 선호도를 평가할 수 있으므로, 도로 전광표지의 개발시 이를 반영하도록 함으로써 운전자의 시인성 및 이해도를 증진시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 도로 전광표지의 평가시 인간의 감성을 정성, 정량적으로 측정 및 평가함으로써, 제품개발이나 환경설계에 응용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가변안내표지판의 인지성능 평가장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 가변안내표지판의 인지성능 평가방법을 보인 인지성능 평가 모형도이고,
도 3은 본 발명에서 시뮬레이션 내 고정 요소 예시도이고,
도 4는 독립변수 속성 예시도이고,
도 5는 표출면 사이즈 선호도 결과표이며,
도 6a 내지 도 6d는 표출면 예시도이고,
도 7은 피실험자 구성도이고,
도 8은 1차 실험 감성 형용사 예시도이고,
도 9는 KMO와 Bartlett의 검정표이고,
도 10은 공통선분석 결과 예시도이고,
도 11은 본 발명에서 설명된 총분산의 예시도이고,
도 12는 회전된 성분행렬 예시도이고,
도 13은 모형의 추정계수이고,
도 14는 모형의 적합도지수를 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 가변안내표지판의 인지성능 평가방법이 적용되는 도로 전광표지 성능 평가시스템의 개략 구성도로서, 피실험자의 시뮬레이션을 위한 각각의 변수를 입력하는 변수 입력부(10), 실제 차와 유사하게 구성되고 핸들과 엑셀레이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 주변 환경, 교통 상황 등 실제 환경과 유사하게 구성된 가상 공간을 주행하며, VMS 메시지의 판독이 시작된 시점과 판독이 완료된 시점에 대한 시간 정보를 측정하는 시뮬레이터(20), 상기 시뮬레이터(20)에서 측정되는 피실험자들의 데이터를 추출하는 데이터 추출부(30), 상기 데이터 추출부(30)에서 추출한 피실험자의 데이터를 도출된 구조방정식 모형에 대입시켜 도로 전광표지의 인지성능을 평가하는 인지성능 평가부(40)로 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 가변안내표지판의 인지성능 평가방법을 보인 구조방정식 모형도로서, (a) 데이터 추출부(30)에서 운전자의 개인속성, 도로 전광표지 표출 면의 구성요소, 감성요인을 변수로 한 차량 시뮬레이터를 이용한 실험을 통하여 피실험자들의 데이터를 수집하는 단계(S10); (b) 인지성능 평가부(40)에서 수집한 데이터에 대한 측정오차를 고려하여 데이터를 수정하고, 잠재변수인 개인속성과 표출면 구성요소 및 감성요인 간의 상관계수를 고려하여 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값을 산출하는 단계(S20); (c) 상기 인지성능 평가부(40)에서 상기 산출한 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값에 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지도를 산출하는 단계(S30); (d) 상기 인지성능 평가부(40)에서 산출한 인지도와 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지성능 및 선호도를 산출하고, 상기 산출한 인지성능 및 선호도를 기반으로 도로 전광표지의 성능을 평가하는 단계(S40)를 포함한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가변안내표지판의 인지성능 평가방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에서는 운전자의 가변안내표지판 인지성능 및 선호도 측정을 위한 지표 설정을 위하여 감성공학적인 접근법을 이용하여 구조방정식 모형을 도출한다. 여기서 감성공학(Kansei Engineering)이란 인간의 감성을 정성, 정량적으로 측정 평가하고 과학적으로 분석하여 이를 제품이나 환경설계에 응용하여 보다 편리하고 안락하며 안전하게 하고, 더 나아가 인간의 삶을 쾌적하게 하고자 하는 기술이다.
또한, 구조방정식 모형은 발명자가 설정한 인과관계에 대한 모형을 검증하기에 적합한 분석기법으로, 모델에 포함된 관측변수의 측정오차를 고려하여 잠재변수 간의 순수한 구조계수를 파악하기에 적합하다.
도형식 가변안내표지판의 표출면을 설계하고 피실험자가 시뮬레이션 구간을 주행한 뒤 감성 형용사를 이용한 5점 척도의 감성평가를 수행하게 된다. 이를 위해서 문헌 고찰 등을 통해 미리 도출된 18개의 감성 형용사로 1차 실험을 진행하여 영향력이 높은 대표 형용사를 도출하고, 2차 실험에서는 도출된 대표 형용사들에 대하여 운전자들에 설문조사를 시행하며 결과 분석을 통하여 구조방정식 모형을 도출하게 된다.
그리고 가상 주행 시뮬레이터를 이용하여 실험을 수행할 경우, 피실험자는 실제 차와 유사하게 구성된 시뮬레이터에서 핸들과 엑셀레이터를 이용하여 시뮬레이터를 조작하게 되며, 운전자가 VMS 메시지의 판독이 시작된 시점과 판독이 완료된 시점에서 시간을 측정할 수 있어야 하며, 수집된 데이터 중 이상치 데이터 제거를 위하여 판독정확도를 측정하여야 한다. 이와 같은 요소를 고려하여 본 발명에서는 UC Winroad 패키지를 이용하여 실험을 수행하였다.
시뮬레이션 내 고정 요소로는 도 3과 같으며, 도형식 가변안내표지판의 표출면 구성과 관련된 독립변수 속성 및 수준은 도 4와 같다.
실험에 사용할 표출면 구성을 위하여 직교계획법을 사용하였으며 총 16개의 표출면 구성이 도출되었으며, 표출면 사이즈를 4800*2400, 4800*3600, 4800*4800 총 3가지로 구분하여 제공 정보량 및 문자높이에 따라 적절한 사이즈를 사전 선호도 설문조사를 통하여 결정하였다. 사전 선호도 설문조사는 교통전공자 및 가변안내표지판 연구진 20명에게 시행되었으며 설문조사 결과는 도 5와 같으며, 표출면 예시는 도 6a 내지 도 6d와 같다.
여기서 1회 실험마다 피실험자에게 메시지를 임의로 제공하며, 중복된 표출면 이미지를 주행하지 않도록 하였다. 또한, 주행속도의 영향을 측정하기 위하여 피실험자에게 30km/h, 40km/h, 50km/h 중 하나의 속도를 권고하여, 정해진 속도를 유지하도록 하였다.
피실험자는 VMS를 인지하기 시작한 시점과 판독을 완료한 시점에 구비된 시뮬레이터(20)에 구비된 버튼을 눌러 시간을 측정하도록 하며, 로그 파일로 기록된 시간의 차이를 이용하여 판독소요시간을 측정한다. 피실험자에게 하나의 지명을 알려주며 목적지에 도착하기 위한 경로선택 또는 예상시간을 확인하여 피실험자가 정보를 이해했는지를 판단하여 이상치 데이터를 구분한다. 여기서 피실험자는 운전면허 소지자의 연령별 및 성별 분포에 따라 구성되며, 도 7과 같다. 예를 들어, 20대는 남성 8명, 여성 6명, 30대는 남성 10명 여성 8명, 40대는 남성 11명 여성 8명, 50대는 남성 8명 여성 5명, 60대 이상은 남성 5명 여성 3명으로 해서, 남성 총 42명, 여성 30명으로 피실험자를 구성하였다.
한편, 인지성능 평가지표 도출을 위해 본 발명에서는 감성 형용사 도출을 위해 도 8과 같이 36개의 감성 형용사에 대해서 교통전공자 10명을 대상으로 1차 실험을 진행하였다.
이후 공통성 분석을 통해 도 10과 같은 18개의 대표 감성 형용사를 추출하였다. 공통성 분석은 추출된 요인들에 의해서 설명되는 변수의 분산으로 일반적으로 0.5 이상이면 어느 정도 설명된 것으로 판단한다. 여기서 18개의 대표 감성 형용사 추출은 요인 분석 기법을 이용하였다.
상기 요인 분석 기법은 도 9와 같은 KMO와 Bartlett검정을 이용한다.
KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)값은 입력변수들 간의 상관관계 정도를 나타내는 값으로, 0.5 이상이면 요인 분석을 수행할 수 있으며, Bartlett의 구형성 검정은 '상관행렬은 단위행렬이 아니다'라는 가설에 대한 검증이다.
요인 분석 결과 KMO값은 0.875로 도출되어 요인분석이 가능하며, 유의확률이 0.000으로 통계적으로 유의한 결과를 나타내었다.
추출한 18개의 감성 형용사는 모든 변수의 공통성이 0.5 이상으로 각 형용사에 대하여 추출된 요인들의 설명력이 높은 것으로 나타났다.
도 11은 설명된 총 분산의 예시도이다.
도 11의 설명된 총 분산에서 고유 값은 한 요인의 변수들이 가지고 있는 양의 분산을 설명하는 값으로 고유값이 1 이상인 성분을 대표 요인으로 도출하였다. 고유값이 1 이상인 요인이 4개이며 이를 대표 감성 형용사 그룹으로 추출하였다.
추출된 4개의 요인이 전체 입력변수들의 총분산을 약 82.86% 정도 설명하는 것으로 나타났다.
Varimax 회전방식을 적용하여 추출한 4개의 대표 요인에 속하는 형용사를 판정하였다. 회전된 성분행렬은 도 12와 같다.
1 요인으로 '전달력 있는'을 대표 형용사로 하는 정보에 대한 이해성을 설명하는 그룹이 도출되었으며, 눈에 띄는, 뚜렷한, 이해하기 쉽고 빠른, 명확한, 인식하기 쉬운, 자연스러운 등의 형용사를 포함한다.
2 요인으로 '안전에 도움이 되는'을 대표 형용사로 하는 정보 제공의 신뢰성과 안전성을 설명하는 그룹이 도출되었으며 편안한, 신뢰성 있는, 경로선택에 도움이 되는, 여유로운, 정보제공이 적절한 등의 형용사를 포함한다.
3 요인으로 '감각적인'을 대표 형용사로 하는 표출면의 심미성을 설명하는 그룹이 도출되었으며 세련된, 조화로운 등의 형용사를 포함한다.
4 요인으로 '주의를 끄는'을 대표 형용사로 하는 표출면에 대한 주목성을 설명하는 그룹이 도출되었으며, 흥미로운 등의 형용사를 포함한다.
이와 같이 실험을 통해 도출된 4개의 대표 형용사와 각 시나리오를 설명하는 요인, 운전자의 인적요소를 변수로 하여, 구조방정식 모형을 설정하였다.
구조방정식 모형은 발명자가 설정한 인과관계에 대한 모형을 검증하기에 적합한 분석 기법으로 모델에 포함된 관측변수의 측정오차를 고려하여 잠재변수 간의 순수한 구조계수를 파악하기에 적합하다.
도형식 도로 전광표지에 대한 인지 성능 평가 모형을 구축하기 위하여 먼저 경로 도형을 설정하였으며, 이에 대하여 아래의 [수학식1] ~ [수학식4]와 같은 방정식을 구축하였다.
Figure 112012057539400-pat00003
여기서 η은 인지도를 나타내고, ξ1, ξ2, ξ3은 잠재변수로서 개인속성, 표출면 구성요소, 감성요인을 각각 나타내며, γξ1, γξ2, γξ3 은 각각의 잠재변수에 오차가 고려되어 산출된 값을 나타내며, ζ은 오차를 나타낸다.
Figure 112012057539400-pat00004
여기서 Y는 인지성능 및 선호도를 나타내고, η은 인지도를 나타내며, ε은 오차를 나타낸다.
Figure 112012057539400-pat00005
여기서 X1, X2는 개인속성 변수, X3 ~ X8은 도로 전광표지의 표출면 구성요소 변수, X9 ~ X12는 감성 형용사 변수를 각각 나타낸다. 다만, 도 2와 같은 본 발명에서는 추가로 도로 전광표지의 구성요소에 주행 속도를 포함한다. 따라서 [수학식3]에 부가로 주행 속도에 대한 변수를 추가하는 것이 바람직하다.
Figure 112012057539400-pat00006
여기서 φ은 개인속성, 표출면 구성요소, 감성 요인 상호 간의 상관계수를 나타낸다.
이러한 변수들을 바탕으로 본 발명에서는 도 2와 같은 인지성능 평가를 위한 인지성능 평가 경로 도형을 구축하였다.
예컨대, 도 1에서의 변수 입력부(10)에서 피실험자에 대해서 각각의 변수 정보를 입력하고, 시뮬레이터(20)에서 피실험자가 실제 도로를 주행하는 것과 동일한 환경에서 주행을 하면서 실험을 한다.
데이터 추출부(30)는 상기 시뮬레이터(20)에서 피실험자의 버튼 조작에 따라 시간 정보를 추출하고, 인지성능 평가부(40)는 상기 추출한 피실험자의 데이터를 기반으로 도 2와 같은 인지성능 평가 경로 도형을 통해 인지성능을 평가하게 된다.
즉, 단계 S10에서 운전자의 개인속성, 도로 전광표지 표출 면의 구성요소, 감성요인을 변수로 한 차량 시뮬레이터를 이용한 실험을 통하여 피실험자들의 데이터를 수집하게 된다.
그리고 단계 S20에서 수집한 데이터에 대한 측정오차를 고려하여 데이터를 수정하고, 잠재변수인 개인속성과 표출면 구성요소 및 감성요인 간의 상관계수를 고려하여 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값(λx1, λx2, λx3, λx4, λx5, λx6, λx7, λx8, λx9, λx10, λx11, λx12, λx13)을 산출하게 된다.
여기서 개인속성은 성별 및 연령 정보를 포함하고, 상기 표출면 구성요소는 노드 수, 문자체, 외곽선 존재 여부, 문자높이, 통행시간, 도로 선형, 주행속도 정보를 포함하며, 상기 감성요인은 전달력 있는, 안전에 도움이 되는, 감각적인, 주의를 끄는 것을 포함한다.
이후 단계 S30에서 상기 산출한 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값에 오차를 고려한 상기 [수학식1]과 같은 수식을 이용하여 연산을 통해 도로 전광표지의 인지도(η)를 산출하게 된다.
그리고 단계 S40에서 산출한 인지도와 오차를 고려한 상기 [수학식2]를 이용하여 연산을 통해 도로 전광표지의 인지성능 및 선호도(Y)를 산출하고, 상기 산출한 인지성능 및 선호도를 기반으로 도로 전광표지의 성능을 평가하게 된다.
이러한 과정을 통해 각각의 변수를 적용하여 최종 선정된 도형식 도로 전광표지의 인지평가 모형의 각 계수 값은 도 13과 같다.
개인 속성에서는 성별의 영향 정도 1.000 기준으로 하였을 때, 연령의 영향 정도는 상대적으로 낮게 나타났으며, 구성요소에서 노드 수의 영향 1.000을 기준으로 하였을 때 나머지 요소의 영향 정도는 노드 수보자 적게 나타남을 알 수 있다.
또한, 감성 요인의 4개 대표 형용사 그룹 중 가장 큰 영향을 미치는 감성 형용사는 '전달력 있는'으로 나타났다.
또한, 운전자의 성별과 감성 형용사들이 운전자의 선호도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 따라서 운전자는 표출면의 구성요소보다는 전체적인 조합에 의한 감성요소에 의해 선호도를 평가한다고 판단할 수 있다.
또한, 부호를 통하여 잠재변수 간의 관계를 고려해보면 개인속성의 연령과 구성요소의 노드 수의 계수가 (-)의 영향을 주고 있어 연령이 높을수록 표출면에 제공되는 노드의 수가 많을수록 운전자의 선호도가 낮아진다고 할 수 있다.
인지성능 평가 모형의 적합도를 평가하는 적합도 지수는 도 14와 같으며, CMIN, GFI, PGFI 등을 고려해 보았을 때 종합적으로 적절한 모형으로 판단되었다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10… 변수 입력부
20… 시뮬레이터
30… 데이터 추출부
40… 인지성능 평가부

Claims (6)

  1. 피실험자의 시뮬레이션을 위한 각각의 변수를 입력하는 변수 입력부;
    실제 차와 유사하게 구성되고 핸들과 엑셀레이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 주변 환경, 교통 상황을 포함하는 실제 환경과 유사하게 구성된 가상 공간을 주행하며, 가변안내표지판(VMS) 메시지의 판독이 시작된 시점과 판독이 완료된 시점에 대한 시간 정보를 측정하는 시뮬레이터;
    상기 시뮬레이터에서 측정되는 피실험자들의 데이터를 추출하는 데이터 추출부; 및
    상기 데이터 추출부에서 추출한 피실험자의 데이터를 도출된 구조방정식 모형에 대입시켜 도로 전광표지의 인지성능을 평가하는 인지성능 평가부를 포함하고,
    상기 인지성능 평가부는,
    운전자의 성별 및 연령 정보를 포함하는 개인속성, 노드 수, 문자체, 외곽선 존재 여부, 문자높이, 통행시간, 도로 선형, 주행속도 정보를 포함하는 도로 전광표지 표출 면의 구성요소, 전달력 있는, 안전에 도움이 되는, 감각적인, 주의를 끄는 것을 포함하는 감성요인을 변수로 설정하고, 상기 도출된 구조방정식 모형에 상기 변수 정보와 주행 속도 및 측정오차를 부가하여 도로 전광표지의 인지도를 산출하고, 산출한 인지도와 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지성능 및 선호도를 산출하고, 상기 산출한 인지성능 및 선호도를 기반으로 도로 전광표지의 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판의 인지성능 평가장치.
  2. 삭제
  3. (a) 데이터 추출부에서 운전자의 개인속성, 도로 전광표지 표출 면의 구성요소, 감성요인을 변수로 한 차량 시뮬레이터를 이용한 실험을 통하여 피실험자들의 데이터를 수집하는 단계;
    (b) 인지성능 평가부에서 수집한 데이터에 대한 측정오차를 고려하여 데이터를 수정하고, 잠재변수인 개인속성과 표출면 구성요소 및 감성요인 간의 상관계수를 고려하여 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값을 산출하는 단계;
    (c) 상기 인지성능 평가부에서 상기 산출한 개인 속성, 표출면 구성요소, 감성요인 값에 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지도를 산출하는 단계;
    (d) 상기 인지성능 평가부에서 산출한 인지도와 오차를 고려한 연산을 통해 도로 전광표지의 인지성능 및 선호도를 산출하고, 상기 산출한 인지성능 및 선호도를 기반으로 도로 전광표지의 성능을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판의 인지성능 평가방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 (b)단계의 상기 개인속성은 성별 및 연령 정보를 포함하고, 상기 표출면 구성요소는 노드 수, 문자체, 외곽선 존재 여부, 문자높이, 통행시간, 도로 선형, 주행속도 정보를 포함하며, 상기 감성요인은 전달력 있는, 안전에 도움이 되는, 감각적인, 주의를 끄는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판의 인지성능 평가방법.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 (c)단계의 연산은 아래의 수식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판의 인지성능 평가방법.
    Figure 112012057539400-pat00007

    여기서 η은 인지도를 나타내고, ξ1, ξ2, ξ3은 잠재변수로서 개인속성, 표출면 구성요소, 감성요인을 각각 나타내며, γξ1, γξ2, γξ3 은 각각의 잠재변수에 오차가 고려되어 산출된 값을 나타내며, ζ은 오차를 나타낸다.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 (d)단계의 연산은 아래의 수식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 가변안내표지판의 인지성능 평가방법.
    Figure 112012057539400-pat00008

    여기서 Y는 인지성능 및 선호도를 나타내고, η은 인지도를 나타내며, ε은 오차를 나타낸다.
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