자동차에 관한 교통 안전이나 교통 계획은 광범위한 분야에 걸쳐 다양한 수준의 연구가 전개되고 있습니다. 이것에 비해 자전거에 특화한 활동은 국내는 물론 해외에서도 그다지 활동하지 않는 것이 현실입니다.
그런 분위기에서 여러명의 연구자들이 자전거를 주목해서 각 전문분야에서 연구를 거듭하면서 연계하는 유니크한 프로젝트가 실시되고 있습니다.
이번에 소개하는 것은 토쿠시마 대학교 대학원 Socio Techno Science 연구부 (공학부 건설공학과 도시 디자인 연구실)입니다. 그중에서 특히 야마나카 히데오 교수님이 지도하시는 '교통팀'에 초점을 맞췄습니다
그는 자전거를 중심으로 한 교통 계획에 관한 연구에서 풍부한 실적이 있는뿐만 아니라 공익 사단 법인 토목학회에서는 자전거 공간 연구 소위원회 소위원장을 맡으시는 등 일본의 해당 분야를 리드하시는 분이십니다. 학교 내외 네트워크, 정보통신기술(ICT)을 구사하고 정력적인 활동을 계속하고 계십니다.
이번 취재에서는 토쿠시마 대학교 대학원 1년 첨단기술과학교육부 도시 디자인 연구실 소속의 이노우에씨도협력해주셔서 자전거 시뮬레이터를 사용한 실험을 재현했습니다.
 |
| ▲토쿠시마 대학교 대학원 Socio Techno Science 연구부 야마나카 교수님 |
| 도시 디자인 연구실의 위치 부여 자전거를 중심으로 하는 연구 흐름 |
| 토쿠시마 대학으로 바뀌기 전인 도쿠시마 사범 기성 학교가 세워진 것은 1874년입니다. 그 후 1949년에 학예 학부·의학부·공학부의 3 학부에서 이루어지는 국립 대학 토쿠시마 대학으로서 새롭게 시작했습니다. 또한 학교에 대학원 공학 연구과가 들어간것은 1964년이며 2003년 국립 대학 법인법 제정에 근거하는 국립 대학교 법인 토쿠시마 대학교로 2004년에 이행해서 대학원 공학 연구과는 2006년에 개조되었습니다. 연구 활동을 하는 교원들이 소속하는 대학원 Socio Techno Science 연구부 그리고 학생들이 교육을 받는 첨단 기술 과학 교육부가신설되었습니다. 야마나카 히데오 교수님은 대학원Socio Techno Science 연구부에 소속하시면서 대학원 및 공학부 건설 공학과에서 사회 시스템 공학 수업을 담당하십니다. 더불어 건설 공학과를 구성하는 12개 연구실 중 도시 디자인 연구실에서 지도 교관을 맡고 계십니다. 이 연구실 교통팀에는 대학원생이나 학부생 약 10명 정도가 있습니다. 자전거 이용 공간, 지역 수준 관점에서 교통 안전 등 교통 계획에 관한 연구를 하고 있습니다. 그는 원래 주택가 등 커뮤니티 도로의 교통 안전에 대해서 연구를 하셨습니다. 교통류를 관측하고 자동차 속도 억제를 위해서 험프나 크랭크 등을 어떤식으로 마련하면 효과적일지 검토를 하셨었습니다. 그러다가 작은 교차점에서는 차와 마주치는 등 자전거 관련 사고가 많이 발생한다는 것을 실감하셔서 안전성을 높이는 목적으로 연구 웨이트는 자전거에 관한 것으로 점점 바뀌어갔습니다 특히 국토 교통성 (당시 건설성)이 1998년도부터 전국 19개 도시를 모델 도시로 지정하고 자전거 이용 촉진 · 환경 정비의 중점적인 지원을 실시하셨습니다. 그들은 자전거 이용 관점에서 도로를 정비하는 방법에 문제가 있는것이 아닐까 도로 정비를 주목했습니다. 자전거와 보행자의 관계가 위험하게되는 조건,혹은 자전거의 속도를 억제 가능한 포장 연구, 자전거 주행시의 속도와 핸들이나 브레이크의 조작 상태 계측등을 진행해 왔습니다. 그 사이에 자전거가 정확한 거동을 측정하기 위해서 각종 센서 등 ICT를 장비한 프로브 바이시클 또는 보행자와 자전거가 혼재하는 교통류를 공중에서 촬영해서 분석하는 시스템등을 개발하셨습니다. 그리고 ITS(고도 도로 교통 시스템) 일환으로 차 속도와 위치를 재는 각종 센서와 연동하고 소규모 교차점에서 일시ㅠ 정지할 것 같지 않은 차 드라이버에게 경고와 그 존재를 자전거에 알리는 장치도 개발하셨습니다. |
 |
|
| ▲국토 교통성와의 공동 연구 (「자전거 중속 그린 모드에 배려한 도로 공간 구성 기술에 관한 연구」정보 전달 WG 자료 참고) |
 |
 |
|
| ▲토쿠시마 대학교 대학원 외관(토쿠시마현 토쿠시마시) | ▲국도 192호 토쿠시마역 앞에 설치된 노면 마크 |
| 토목 학회 소위원회를 기반으로 국가공동연구 공동 연구. 중(中)속도 교통에의 정보 전달성에 초점 |
"이번 연구를 시작한 배경엔 국가가 새로 전국 98군데 모델 지역을 지정하고 자전거 주행 환경을 향상시키기 위한 도로 정비 프로젝트를 시작한 적이 있습니다"
국토 교통성과 경찰청은 2007년도 자전거 이용 니즈가 높아지면서 자전거와 보행자가 관계되는 교통 사고가 급증하고 있다는 것에 대처했습니다. 그 안전성 향상을 향해 자전거 이용 환경을 다시 보려고 문제점을 조사하고 중 · 장기에 걸치는 계획적인 환경 정비 추진 체제를 확립했습니다. 더불어 자전거 주행 공간을 전략적으로 정비하는데있어서 모범이 될 모델 지역을 지정했습니다.
단지 일본에서는 자전거에 관한 공학적인 연구가 다른나라들보다 활발하지 않았기 때문에 자전거 시책을 받아 토목 학회는 토목 계획학 연구 위원회 안에 자전거 공간 연구 소위원회를 설치. 자전거 이용 공간에 대해서 공학적인 입장에서 제언하는 것을 목표로 하게 되었습니다. 이 소위원회는 활동 일환으로 국토 교통성과 공동 연구인 '자전거 등 중(中)속도 그린 모드에 배려한 도로 공간 구성 기술에 관한 연구' (연구 대표자 : 야마나카 교수님)을 시작했습니다.
이 공동 연구는 중(中)속도 교통 역할을 근거로 하고 그 이용을 유지하는 공간 구성, 룰, 정보 제시 같은 도로 공간 야이교수님과 오사카 시립 대학교 ・요시다 강사님), 교통 공존성 면에서 도로 공간 구성 정비를 목표로 하는 평가 분석WG(이바라키 대학교 · 김 교수님), 도로 환경 정보전 달성에 주목하는 정보 전달 WG (야마나카 교수님) 이 네 분을 중심으로 하는 3WG로부터 구성됩니다. 2008년도부터 3년에 걸쳐 해외의 현지조사도하면서 각 WG가 수집 · 분석해서 얻은 지견의 공유와 그것에 근거하는 지침 제안에 이어지도록 하고 있습니다.
야마나카교수님이 주도하신 정보 전달 WG에서는 초년도, 자전거용 표시 체크를 실시하고 있습니다. 예를 들어 자전거가 빠른 속도로 주행했을 경우 노면 마크를 어느정도 세로로 길게 하지 않으면 본래의 그 모습으로 보이지 않습니다. 거기서 법정 사이즈 자전거 마크와 그것과는 사이즈나 모양이 다른 여러 마크를 카펫으로 작성해서 그것들을 토쿠시마 대학교 캠퍼스에있는 실험용 노면에 설치했습니다. 자전거를타고 주행하는 피험자들에게 마크 몇m 앞에서 우좌회전하게 해서 그 마크가 무엇이었는지를 물어보고 어느 사이즈 혹은 어느 모양이면어느정도거리에서 볼 수 있을 지 그런 것들을 확인했습니다.
2009년에는 단체 노면 마크뿐이면 자전거 이용자가 못보고 넘겨 갈 수도 있다는 관점에서 마크를 연속해서 배치하는 방법을 고안해서 어느 정도 간격이 적절한지를 조사하는 실험을 실시했습니다. 국도192호·도쿠시마 역앞에서 분리 울짱이 설치된 자전거 통행대에 중앙선을 배치하고 각방향을 나타내는 컬러 연속형 노면 마크를 마련해사 각각의 효과를 확인했습니다.
| 현지 실험 제약에서 시뮬레이터에 착목. 과연비 프로젝트기에 UC-win/Road을 채용 |
공동연구에서는 현지에 표시 판을 두고 시인성을 확인했습니다. 그런 시도를 통해 다양한 종류에 대해서 실험할 수 없는 등 제약도 현재화. "시뮬레이터를 사용하는 방법은 어느 정도 가능성이 있을 것인가 그런 것들이 작년부터 우리 사이에서 화제가 되고 있었습니다. "
그런 와중에 과학 연구비 보조금 대상 프로젝트로서「자전거 시점 특성을 고려한 정보 제시 기술 개발에 관한 연구」 (야마나카 교수님 대표)를 2010년에 3년 계획으로 시작했습니다.
이것은 자전거 주행시의 주시점 분석을 도입한 실험으로 인해 각종 표시 사이즈, 계출 간격 차이로 인한전망 모서리, 혹은 시인 시간이 자전거 시인에 미치는 영향을 명확하게 해서 자전거 이용 환경에 적합한 정보 제시 기준이 되는 지견을 얻는 것이 목적입니다. 그 구체적인 어프로치 중 하나는 아이 마크 리코더나 두부 자세 센서와 함께 다양한 실험 조건을 구축 가능한 드라이브 시뮬레이터(DS)을 채용한 실험 시스템으로 도입하고 자전거 이용자의 시인 특성을 밝히는 것이 위치가 부여되었습니다.
"(DS를 채용하는) 가장 큰 계기가 된 것은 다채로운 종류의 표시에 대해서 실험을 하고 싶다고 했기 때문입니다. "
예를 들어 어느 정도 다가가면 표시 내용을 알 수 있을 까 하는 실험에서는 특정한 지점에서 표시가 순식간에 사라지는 상태를 설정하는 이벤트와 주시 시간을 컨트롤할 필요가 있었습니다. 그러나 시행착오하면서 모든 현지에서 실험하는 것은 어렵다는 결론을 내렸습니다.
한편에 대학교를 졸업한 후 포럼에이트에 취직한 학생이 하교 재학중에 3차원 실시간 VR 소프트웨어 「UC-win/Road」를 한 때 사용했었던 것도 있어서 야마나카교수님은 그 가능성에 전부터 주목하고 계셨다고 합니다.
하지만 이번 프로젝트에서 한정된 예산 안에서 UC-win/Road를 사용한 시뮬레이션과 프로브 바이시클를 사용해서 얻는 정보를 어떻게 실시간으로 연계시킬 것인가 그리고 시선이 높으면서도 지면까지 다 보인다고 하는 자전거 특성에 입각한 이미지 표시 방법을 어떻게 할 것인지가 큰 과제가 되었습니다. 그래서 전자에 대해서는 다양한 모색을 한 끝에 게임 컨트롤러 개조로 대응하고 후자는 3면 스크린을 사용하는 것으로하고 2010년 5월말쯤부터 UC-win/Road를 베이스로 하는 자전거 시뮬레이터의 개발을 착수했습니다.
그 때쯤 그들은 이 프로젝트와 병행하고 자전거 관광 안내 표시에 관한 나라현과의 공동 연구도 하고 있었습니다. 가공 간판, 간판 기둥, 노면표시의 유효성을 확인 할 필요가 있어서 UC-win/Road를사용해서 현지 시뮬레이션 데이터를 작성했습니다. 실험을한 12월 중순엔 아직 자전거와의 연계가 완성되지 않았기 때문에 각종 표시들이 설정된 동영상을 피험자들이 보고 (일부피험자는 아이 마크 리코더도 착용) 시인성을 확인했고 그 후 실시한 추가 실험 (12월말∼2011년 1월）에서는 개발한 자전거 시뮬레이터를 사용해서 시인성을 개선한 표시 비교도 실시했습니다.
 |
| ▲자전거 시뮬레이터를 사용한 실험 모습 (협조：첨단 기술 과학 교육부 도시 디자인 연구실 소속 이노우에씨) |
| 자전거 시뮬레이터 과제와 전개 |
UC-win/Road을 도입한 직접적인 계기가 된 과학 연구 소비용 프로젝트는 앞으로 자전거를 유도·제어하는데에효율적인 표시 세트 개발을 목표로 해 나아가겠습니다. 그 때 상황에 따라 바뀌는 표시를 잘 따라서 자전거 이용자가 그표시대로 주행할것인지 자전거 시뮬레이터를 사용해서 확인하는 것이 예정되어 있습니다. "나라현과의 공동 연구뿐만 아니라 자전거에 관해서는 다양한 길이 있는데다가 사람마다 주행하고 싶은 속도도 다르기 때문에 그것들에 따른 표시를 앞으로도 계속해서 개발할 필요가 있습니다."
그런 다양한 표시, 또는 사고가 발생할 것 같은 위험한 상태를 실험용으로 재현하기 위해서는 시뮬레이터가아니면 어려울 것이라고 야마나카 교수님은 말씀하십니다. 그 점에서 UC-win/Road는 커스터마이즈용 개발 킷인 「SDK」를 제공하는 등 개방적인 시스템이며 이번 시스템용 시뮬레이션 데이터도 1회 강습을 받은 어떤 학생이 3주정도로 어느정도 작성할 수 있었습니다. 그런 점에서 향후의 가능성을 기대하셔도 될 것입니다.
그렇다고 자전거 안전성에 관한 연구는 아직 그다지 깊게 들어가지 못 하는 게 현실입니다.그래서 야마나카씨는 시뮬레이터를사용한 실험과 현장에서 실험을 잘 조합시켜 가는 어프로치의 중요성을 강조합니다. " 그렇게 나아가면서 자전거 연구 자체가 진전할 기계가 될 것이라고 믿습니다.」
 |
 |
 |
| 노면 표시 | 간판 기둥 | 가공 간판 |
| 자전거 시뮬레이터를 사용해서 유효성 확인을 하는 표시 예 (가공 간판, 간판 기둥, 노면 표시 등) |
||
(취재／집필●이케다 타카시)
