동적표지판이 운전자 행동에 미치는 영향 종합분석

초록

본 연구는 고충실도 운전 시뮬레이터를 활용해 다양한 동적표지판(DMS)의 내용·구조·형식이 운전자의 우회·경로선택·준수 행동에 미치는 영향을 무작위 숲(Random Forest) 모델로 분석하였다. 65명의 참가자를 대상으로 390회의 시뮬레이션을 수행한 결과, 차선 폐쇄·지연 정보를 담은 안내형 메시지가 우회에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 색상코드형 DMS와 회피 경로 제안이 경로선택에, 색맹 친화형 색상코드 DMS가 준수율 향상에 가장 크게 기여함을 확인하였다.

상세 분석

이 연구는 기존 교통정보시스템 연구에서 간과되던 ‘표지판 형식’과 ‘시각적 인지 효율성’의 상호작용을 정량적으로 평가한 최초 사례라 할 수 있다. 실험 설계는 크게 세 가지 변수군으로 구분되었다. 첫째, 메시지 내용(차선 폐쇄, 지연, 사고 등)과 전달 방식(알파벳·숫자형 vs. 색상코드형 vs. 혼합형)이다. 둘째, 구조적 요소(단일 라인, 다중 라인, 아이콘 포함 여부)이며, 셋째, 메시지 유형(경고, 안내, 권고)이다. 각 변수는 사전 설문을 통해 인지 부하와 선호도를 측정한 뒤, 시뮬레이션 중 실시간 운전 데이터(속도, 차선 변경 횟수, 경로 재선택 여부 등)와 결합하였다.

데이터 전처리 단계에서는 결측값을 평균 대체하고, 범주형 변수는 원-핫 인코딩을 적용하였다. 무작위 숲 모델은 500개의 결정트리를 구성했으며, 변수 중요도는 Gini impurity 감소량을 기준으로 산출하였다. 세 가지 행동 분석(우회, 경로선택, 준수) 각각에 대해 별도의 모델을 구축했으며, 교차 검증을 통해 평균 정확도는 87 %(우회), 82 %(경로선택), 90 %(준수)로 나타났다.

특히, 변수 중요도 결과에서 ‘차선 폐쇄 + 지연 정보 + 권고형 메시지’ 조합이 우회 모델에서 가장 높은 기여도를 보였고, 색상코드(빨강/노랑/초록)와 회피 경로 제시가 경로선택 모델에서 상위 3위 안에 들었다. 준수 모델에서는 색맹 친화형 색상코드와 간결한 알파벳·숫자 혼합 메시지가 가장 큰 영향을 미쳤다. 이는 색상 인지 차이가 운전자의 의사결정 속도와 정확도에 직접적인 영향을 미친다는 기존 심리학 연구와 일치한다.

또한, 사전·사후 설문 분석을 통해 참가자들의 인지 시간과 만족도가 색상코드 DMS에서 평균 1.8초 단축되고, 만족도 점수가 0.6점 상승한 것으로 확인되었다. 이러한 정량적·정성적 증거는 색상코드 DMS가 특히 고속도로나 복잡한 교통 상황에서 운전자의 주의 분산을 최소화하고, 신속한 행동 전환을 유도한다는 실용적 함의를 제공한다.