이어폰 착용에 따른 보행자의 시각 탐색 특성 변화 분석: 도심 보행 환경을 중심으로 = Effects of Earphone Use On Pedestrians' Visual Attention in Urban Walking Environments

국문 초록 (Abstract)

최근 스마트기기 사용의 일상화로 보행 중 이어폰을 착용하여 음악을 청취하는 보행자가 증가하고 있다. 본 연구는 이러한 청각 정보의 제한이 실제 보행환경에서 보행자의 시각 탐색 특성에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고, 이에 따른 보행 안전 환경 조성 방안을 도출하는 데 목적이 있다.
이를 위해 20대 참여자를 대상으로 이어폰 착용 유무에 따른 보행 실험을 수행하였으며, 시선추적(eye-tracking) 장비를 활용하여 데이터를 수집하였다. 실험 구간은 시각 단서(신호등) 유무가 다른 상업지역 횡단보도, 주택가 이면도로, 가로수가 식재된 보도환경 등 총 4개 유형으로 구성되었으며, 수집된 데이터는 혼합효과모형(Mixed-effect model)과 시선 분포 히트맵(Heatmap)분석을 통해 검증하였다.
분석 결과, 이어폰 착용 시 보행자의 시야 분산(dispersion)은 유의하게 감소하고, 주시 횟수(fixation count)는 유의하게 증가하였다. 이는 청각 정보가 제한된 상황에서 보행자가 시각 탐색의 범위를 좁히는 대신, 해당 범위 내에서 정보를 빈번하게 확인함으로써 환경의 불확실성을 해소하려는 감각 보상 메커니즘이 작동한 것으로 해석된다. 특히 이러한 시각적 주의 집중 현상은 환경적 맥락에 따라 다른 양상을 보였다. 명확한 시각 정보가 존재하는 구간에서는 시선이 해당 정보에 효과적으로 집중되었으나, 시각 단서가 부재하거나 불분명한 구간에서는 시선이 시야 중심부에 고착되어 주변 탐색이 제한되는 경향이 확인되었다. 반면, 가로수와 같은 환경 요소는 보행자의 시선을 자연스럽게 분산시키는 효과를 보였다.
본 연구는 이어폰 착용이 보행자의 시각적 주의를 구조적으로 변화시키며, 이 과정에서 환경 내 시각 단서의 역할이 중요해짐을 실증하였다. 따라서 향후 보행 안전 정책은 단순히 보행자의 주의를 환기하는 것을 넘어, 좁아진 시야각 내에 필요한 정보를 전달할 수 있는 시선 유도 장치 설치, 가로 시설물 배치를 통한 시선 유도 등 보행자의 변화된 감각 특성을 고려한 환경 중심의 설계가 이루어져야 함을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the increasing ubiquity of smart devices, the number of pedestrians listening to music via earphones is rising. This study aims to experimentally investigate the impact of such auditory restriction on pedestrians' visual search characteristics in real-world walking environments and to derive design strategies for creating safer walking environments.
To this end, a walking experiment was conducted with participants in their 20s, with and without earphones, collecting data using eye-tracking devices. The experiment sites consisted of four types: commercial crosswalks with and without visual cues (e.g., traffic lights), residential backstreets, and sidewalks with street trees. The collected data were analyzed using Linear Mixed-effect Models (LMM) and gaze distribution Heatmap analysis.
The results indicated that earphone use significantly reduced gaze dispersion while significantly increasing fixation counts. This suggests a sensory compensation mechanism wherein pedestrians, under restricted auditory conditions, narrow their visual search range but increase the frequency of information checks within that range to reduce environmental uncertainty. Notably, this concentration of visual attention varied depending on the environmental context. In sections with clear visual cues, gaze was effectively focused on those cues; however, in sections where visual cues were absent or unclear, gaze tended to fixate on the central visual field, thereby limiting peripheral search. Conversely, environmental elements such as street trees were found to naturally disperse pedestrians' gaze.
This study demonstrates that earphone use structurally alters pedestrians' visual attention, highlighting the critical role of environmental visual cues in this process.
Consequently, the findings suggest that future pedestrian safety policies should move beyond simple alerts and prioritize environment-centered design—such as installing visual guidance devices within the narrowed field of view and arranging street furniture to induce natural gaze dispersion—that accounts for pedestrians' modified sensory characteristics.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 구성 4
• Ⅱ. 선행연구 고찰 및 이론적 틀 6
• 1. 이론적 프레임: 계획행동이론과 생태이론의 통합적 시각 6
• 가. 계획행동이론(Theory of Planned Behavior) 6
• 나. 생태이론(Ecological Theory) 9
• 다. 통합적 틀 11
• 2. 감각 제한 메커니즘 12
• 3. 보행 중 주의 분산: 자극 유형별 증거 13
• 4. 연구의 차별성 17
• Ⅲ. 연구 방법론 19
• 1. 연구 설계 19
• 가. 연구의 범위 19
• 나. 데이터 수집 방법 22
• 1) 시선추적 실험 데이터 22
• 2) 윤리적 고려 22
• 다. 분석 절차 23
• 1) 분석 절차 및 데이터 전처리 23
• 2) 분석 방법 26
• 가) 통계 분석 26
• 나) 히트맵 분석 27
• Ⅳ. 결과 및 논의 28
• 1. 통계 분석 결과 28
• 가. 시야 분산에 대한 선형혼합모형 분석 결과 29
• 나. 주시 횟수에 대한 음이항 일반화 선형혼합모형 결과 30
• 2. 보행자 시선 분포(Heatmap) 결과 31
• 3. 논의 36
• 가. 연구 결과의 해석 36
• 나. 정책적 시사점 및 제언 37
• Ⅴ. 결론 39
• 참고문헌 41
• 부록 45
• Abstract 53