작품 내용요약

보행자와 차량 간 교통사고는 치명적인 인명피해가 발생할 수 있는 동시에 보행자와 운전자 사이의 과실에 관한 분쟁이 종종 일어나 주요한 사회적 문제로 거론된다. 특히 어린이 보호구역(스쿨존)에서의 어린이 교통사고는 해마다 끊임없이 발생하여 화제가 되곤한다. 최근에는 ‘민식이 법’이 국회를 통과하면서 운전자에게 과도한 책임을 무는 것이 아니냐는 논란도 일었다. 이러한 사회적 문제에 착안하여 우리 조에서는 보행자가 사고의 발생 가능성을 능동적으로 인지하고 주의하도록 하는 경보장치를 제작하기로 했다.

기능적인 면에서는 주차장 입구의 출차 주의 경고 사이렌을 모티브로 하고 형태적인 면에서는 주차장 바닥의 차량 인식 센서를 모티브로 했다. 여기에 센서 및 경보를 도로를 따라 바닥 중앙에 설치하고 차량의 존재 및 진행에 대한 정보를 실시간으로 반영해 보행자에게 감각적으로 알려주는 동적인 경보 기능을 더한다. 최종적으로는 모형으로 제작한 도로를 장소로 하여 바닥의 초음파 센서가 위로 지나가는 차량을 인식하면 전방의 센서 장치 3개를 켜 차의 진행 정보를 알려주는 일련의 장치 메커니즘을 완성했다. 이것으로 보행자가 차량의 존재를 일정 거리 앞에서 미리 인지할 수 있게 되어 보행자의 부주의로 인한 사고를 예방할 것으로 기대하며, 완성된 작품을 이용한 가상의 도로 횡단 상황 구현을 통해 사각지대에서 등장하는 차량을 빨리 알아채 주의하는 데 특히 큰 도움이 될 수 있음을 확인했다. 더 나아가 센서를 어떤 종류의 도로든지 그 형태에 맞게 배치할 수 있어 다양한 상황에서 효과적으로 적용할 수 있는, 실용적으로 가치가 있는 작품이 될 것이다.

과제의 목적, 개발 동기 및 필요성

최근 스쿨존 어린이 교통사고 문제의 심각성이 대두되고 있다. 기존의 스쿨존 안전장치로 보행 펜스, 과속 방지턱, 꺾인 차선 등이 사용됐지만, 경찰 DB에 따르면 2019년 스쿨존내 어린이(12세 이하) 교통사고 건수와 사망자 수는 전년도보다 오히려 증가했다. 스쿨존 어린이 사망사고 역시 꾸준히 발생하여 이에 문제의식을 느끼는 여론이 형성되어 국회에서도 일명 ‘민식이 법’을 통과시키는 등 스쿨존에서의 사고 예방에 힘쓰고 있다.

그러나 ‘민식이 법’과 같은 법의 시행에는 사고 원인에 대한 운전자의 책임을 높이고 운전자를 잠재적 범죄자로 두는 것 아니냐는 논란이 따른다. 따라서 보행자가 더욱 능동적인 존재로서 사고를 예방할 수 있는 안전장치가 필요하다고 느꼈다. 특히 불법 주정차나 담벼락과 같은 장애물이 만드는 사각지대로 인해 빈번하게 발생하는 보행자 사고를 줄이기 위해, 보행자가 진입하는 차량의 접근 사실을 미리 알 수 있게끔 효과적으로 나타낼 수 있는 장치가 있으면 좋겠다고 생각해 아이디어를 구체화 시켜 연구를 시작하였다. 위와 같은 안전장치가 개발된다면 스쿨존뿐만 아니라 노인보호구역, 장애인 보호구역, 보행자 사고다발구역 등에도 사용할 수 있어 범용성이 클 것으로 기대된다.

과제의 해결방안 및 수행과정

센서 장치를 도로를 따라 선형으로 설치한다. 차량이 주행함에 따라 아래에 있는 센서가 차례로 작동되며, 차량의 진행 방향대로 전방에 있는 일정 개수의 센서 장치에 LED를 켜 차량이 오고 있다는 사실을 효과적으로 전달한다. 센서 배치 및 작동 구상의 이미지는 오른쪽과 같다.

센서 장치 하나당 초음파센서, LED, 버저를 이용하기 위해 최소한 3개의 핀이 필요하다. 많은 Input과 Output 부품을 아두이노 하나에 모두 연결할 수 없으므로, I2C 통신을 이용해 마스터 아두이노에 센서 장치 4개씩을 담당하는 슬레이브 아두이노를 여러 개 연결하여 사용 가능한 센서 장치의 개수를 늘렸다. 본 작품은 슬레이브 아두이노에서 수집한 각 센서의 정보를 마스터 아두이노에서 모아 차량 접근 여부를 판정하고 Output 명령을 내리도록 설계했다.

과제의 내용

16개의 장치는 개별적으로 작동하므로 어린이 보호구역 내 여러 대의 차량에 대해 독립적으로 작동한다. 두 대 이상의 차가 연속해서 주행하는 경우 각 차량에 대한 알림 신호들이 충돌할 수 있고, 차량이 센서 장치를 지나간 즉시 LED, 버저 신호가 꺼지게 하여 충돌 상황을 방지한다.

기대효과 및 활용 방안

[범용성] 본 작품은 스쿨존 내 어린이 교통사고 예방을 목적으로 제작했지만, 결과적으로 노인 보호구역, 장애인 보호구역, 보행자 사고 다발 구역 등 보행자 교통사고 예방이 요구되는 모든 구역에 다양하게 활용될 수 있다.