Distracted driving-related fatal pedestrian crashes in Ghana : patterns using cluster corresponding analysis

Beverlyn Eili Adoah 서울시립대학교 국제도시과학대학원 2023 국내석사

Pedestrian crashes are among the most fatal crashes, particularly in Low- and middle-income countries (LMICs). These crashes are mostly caused by distracted driving. Although some studies have been conducted to understand the key factors influencing distracted driving pedestrian-involved crashes, less attention has been paid to exploring the patterns and groups of risk factors influencing distracted driving pedestrian-involved crashes, particularly in developing countries Against this backdrop, this study seeks to identify latent patterns/associations of critical clusters in distracted driving-related fatal pedestrian crash data. To achieve the purpose of this study, a machine learning technique known as the Cluster Corresponding Analysis was employed as the research methodology. Data containing distracted driving-related pedestrian crashes from 2014 – 2018 in Ghana sourced from a police report managed by the Building and Road Research Institute (BRRI) of the Council for Scientific and Research Institute (CSIR) was used for the study. The data was analysed using the R open-source data mining tool. The study assigned pedestrian crash observation to 7 clusters and observed a reduction of the sum of squares by 99.88%, implying a high-level clustering performance. The study’s key finding showed that distracted driving-related crashes generally occur in broad daylight when the weather is clear because drivers are likely to be inattentive, less cautious, over-speed, and drive irresponsibly. Poor visibility results from drivers’ failure to adjust their speeds to the changing lighting conditions (from daylight to dark needs at night). The study showed that distracted driving-related crashes are likely to include defective large goods vehicles, and trucks driven by experienced drivers between the ages of 45 and 65 due to low vision at night. Also, the study showed that distracted driving-related crashes at night occur due to over-speeding and fatigue which increases the risk of them skidding off the road, colliding with oncoming traffic, and killing pedestrians. Again, the study showed that distracted driving-related crashes involving pedestrians at night are most likely to be hit-and-run. These hit-and-run accidents will likely result in death since the pedestrian tends to be run over by another car, worsening their injuries. Based on these findings, the study recommended that the Ghana Highway Authority should prioritize roadway lighting to aid visibility for drivers, especially the older ones, during night-time. Also, visible road markings, placing of barriers, guard rails, and speed bumps should be strategically placed on roads. The study further recommended that continuous road safety education and awareness as well as increased police vision visibility on the road should be used to curb the menace. The government of Ghana should engage all stakeholders National Road Safety Authority (NRSA) and formulate a comprehensive policy that takes into consideration the training of private car users, and bus/minibus operators on road safety. 보행자 사고는 특히 중저소득국가(Low- and Middle-Income countries, LMIC)에서 가장 치명적인 사고 중 하나이다. 이러한 충돌사고는 대부분 주의분산 운전으로 인해 발생한다. 주의분산 운전으로 인한 보행자 관련 충돌사고에 영향을 미치는 주요 요인을 파악하기 위해 몇몇 연구가 수행된 바 있지만, 특히 개발도상국에서 주의분산 운전으로 인한 보행자 관련 충돌사고에 영향을 주는 위험요인의 패턴 및 그룹을 충분히 다루지 못했다. 이러한 배경에서 이 연구는 주의분산 운전과 관련된 치명적인 보행자 사고에 대한 중요 데이터 클러스터를 통해 잠재 패턴/연관성을 식별하려고 하였다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 연구 방법론으로 클러스터 대응 분석(Cluster Corresponding Analysis, CCA)이라는 기계학습기법을 사용하였다. 과학연구기관 협의회 (Council for Scientific and Research Institute, CSIR)의 건축물 및 도로 연구소 (Building and Road Research Institute, BRRI)에서 관리하는 경찰 보고서에 나타난 2014~2018년 동안 가나에서 발생한 주의분산 운전으로 인한 보행자 충돌사고를 포함하는 데이터를 연구에 사용하였다. 데이터는 오픈소스 데이터 마이닝 도구 R을 사용하여 분석하였다. 이 연구는 보행자 사고 감시를 7개의 클러스터로 할당하여 제곱합이 99.88% 감소하는 것을 관찰하여 높은 수준의 클러스터화를 시사하였다. 이 연구의 주요 결과에 따르면 운전자가 부주의하고, 덜 조심하고, 과속하고, 무책임하게 운전함으로 인하여 일반적으로 날씨 좋은 대낮에 주의분산 운전 관련 사고가 발생하였다. 부족한 시야는 운전자가 변화하는 조명 조건 (낮의 밝음에서 밤의 어두움까지)에 따라 속도를 조절하지 못했기 때문이다. 연구에 따르면, 주의분산 운전으로 인한 사고에는 결함이 있는 대형 물류차량, 야간에 시력이 좋지 않은 45~65세 사이의 숙련된 운전자가 운전하는 트럭이 연관되어 있을 수 있다고 한다. 또한 야간에 주의분산운전에 기인한 사고는 과속과 피로로 인해 도로에서 미끄러질 위험을 높여 다가오는 차량과 충돌해 보행자를 사망에 이르게 할 위험을 높이는 것으로 나타났다. 이 연구는 야간에 보행자 관련 주의분산운전으로 인한 사고가 뺑소니일 가능성이 가장 높다는 것을 다시 한번 보여주었다. 이러한 뺑소니 사고는 보행자가 다른 차에 치여 부상을 악화시키는 경향이 있기 때문에 사망으로 이어질 가능성이 높다. 이러한 조사를 바탕으로 이 연구는 가나 도로 당국이 야간에 운전자, 특히 나이가 많은 운전자의 시야를 보장하기 위해 도로조명을 우선적으로 확보해야 한다고 권고하였다. 또한 눈에 잘 보이는 도로 표시, 장벽 설치, 가드레일, 과속방지턱 등을 도로에 전략적으로 배치해야 하겠다. 나아가 이 연구는 위협을 억제하기 위해 지속적인 도로 안전 교육 및 인식개선은 물론 도로에서 경찰의 가시성을 높여야 한다고 권고했다. 가나 정부는 도로안전청(National Road Safety Authority, NRSA)의 모든 이해관계자를 참여시켜 자가용 운전자, 버스/미니버스 운영자의 도로안전교육을 고려한 포괄적인 정책을 수립해야 한다.

VR 운전시뮬레이터를 사용한 운전 중 시각 및 청각 과제 수행에 대한 주의 분산 연구

김선우 숭실대학교 대학원 2018 국내석사

For safe driving, a driver should always keep eyes on the road and focus on surrounding circumstances. But many drivers still conduct activities unrelated to driving, such as using cell phones or eating while driving, which increases distraction and traffic accident possibilities. Additionally, rapid development of IT technologies and vehicle electricalization have caused an increase in control factors while driving. Any activity that diverts attention from driving is defined as ‘distracted driving’, which could be categorized into 3 types: manual, visual and cognitive distraction. To reduce visual distraction, many vehicle OEMs apply voice recognition or voice guidance as an alternative input method, but this could potentially increase cognitive distraction rather than decreasing visual or manual distraction. This experiment implements Detect Response Time (DRT), which is one of the distraction measurement methods, using Virtual Reality (VR) and the experiment task involves selecting an item from a 5-item lists. The task is designed 2 types and 3 ways, find the name or navigation POI with address from visual information, auditory information and a combination of visual and auditory information. Then, compare each task response time with visual information task. According to the result, simple information such as name, visual accompanied with auditory information can decrease driving distraction than visual only. However, selecting complicated information such as navigation POI, have high driver distraction in all cases. This study provides a driver distraction guide for use of visual and auditory information, by testing similar in-vehicle circumstances using VR. It could also serve as reference for designing user interfaces that involve visual and auditory information. 안전한 운전을 위해, 운전자는 전방을 주시하고 운전 상황에 집중해야 한다. 그러나 실제 운전 중 휴대폰을 사용하거나, 음식을 먹는 등의 다른 행동을 하고 있으며, 이에 따른 운전 집중도 하락에 따라 사고의 위험은 증가한다. 여기에 IT기술의 급격한 발전과 자동차의 전장화로 인해 조작의 요소는 더욱 증가하고 있다. 안전한 운전 행위에 집중하지 않는 모든 행동을 운전 중 주의 분산이라 정의하며, 조작적 주의 분산, 시각적 주의 분산, 인지적 주의 분산으로 분류된다. 운전 중 시각적 주의 분산을 최소화하기 위대 음성인식 또는 음성안내를 대안으로 적용하고 있으나, 이는 시각적 주의 분산을 감소시킬 수 있으나 인지적 주의 분산을 증가시킨다. 주의 분산 측정을 위한 방법 중, 반응 시간 측정 기법(DRT)을 VR로 구현하고, 이를 통해 시각 정보와 청각 정보, 시각과 청각 정보의 양을 2가지 형태로 제공(사람 이름, 내비게이션 목적지)하여 5개의 보기 중 정답을 선택하는 과제에 대한 반응 시간을 측정함으로써 주의 분산의 정도를 비교하였다. 실험 결과 사람 이름과 같은 간단한 정보에 대하여, 시각 정보만을 통한 선택에 비해 시각과 청각 정보가 함께 제공되는 것이 주의 분산을 감소시켜 위험도가 낮았으며, 내비게이션 목적지와 같은 복잡한 정보에 대하여는 어떠한 방법도 주의 분산이 높아 위험하다는 것이 확인됐다. 본 연구에서 실제 자동차 제조사에서 제공되고 있는 유사한 인터페이스 환경을 통해 VR로 구현하여 시각 정보와 음성 정보 중 어떠한 방법으로 제공되어야 위험도가 낮을 수 있는지에 대한 가이드를 제공함으로써, 자동차 제조사에서 인터페이스 설계를 하는 방향성에 기여할 것이라고 기대한다.

운전 중 주의 분산 저감을 위한 스마트폰 내비게이션 UX 디자인 연구 : 티맵(TMAP)을 중심으로

임소현 이화여자대학교 대학원 2026 국내석사

The widespread adoption of smartphones has provided users with a high level of convenience while simultaneously intensifying problems of overdependence. This phenomenon is also evident in driving contexts, where smartphone use while driving has been continuously identified as a major factor contributing to driver distraction and an increased risk of traffic accidents. In particular, although many drivers are aware of the risks associated with smartphone use while driving, they fail to reduce habitual usage, revealing the limitations of simple regulations or warning-based approaches in producing meaningful behavioral change. While domestic navigation services provide safety-related functions based on driving data, there remains a lack of research that designs functions specifically aimed at reducing smartphone use while driving or empirically verifies their effectiveness. Accordingly, this study proposes four functions designed to reduce smartphone use while driving, centered on TMAP, the most widely used in-vehicle navigation service in Korea: 1) voice warning guidance, 2) delayed screen interaction speed, 3) gamification (goals, rewards, and rankings), and 4) a reward system (short-term and long-term). These four functions were evaluated in real driving environments, with the aim of empirically verifying their effectiveness in reducing smartphone use and visual distraction while driving. In the theoretical review, this study analyzed smartphone overdependence, the causes of driver distraction, and the relationship between smartphone use while driving and traffic accidents. In addition, theories of behavior change and gamification were examined to establish the theoretical foundations for function design. Through case analysis, domestic and international legal regulations were compared with the functions and strategies of overseas services aimed at reducing smartphone use while driving, confirming that a stepwise structure—raising risk awareness, regulating behavior, fostering motivation, and reinforcing habits through repetition—is effective in promoting behavioral change. Based on these findings, four functions suitable for the domestic driving environment and the usage context of TMAP were derived. The user study was conducted with drivers in their 20s and 30s who use TMAP, employing ride-along observations during actual driving and in-depth interviews. The results showed that although participants recognized the risks of smartphone use while driving, their understanding of legal regulations and penalties was relatively low, and unconscious smartphone use during traffic signal stops was particularly prevalent. Function-specific analysis indicated that personalized voice warnings had a more positive effect on risk awareness than general warnings. The delayed screen interaction speed function demonstrated higher user acceptance when implemented as a voluntary, choice-based mechanism rather than a forced blocking approach. Gamification features based on goals, missions, and rankings were evaluated as enhancing motivation and the potential for behavioral change, with reward-based structures proving more effective for motivation than mission-based elements. The reward system combining short-term and long-term incentives was also identified as the most realistic approach for significantly increasing user motivation. The evaluation of real driving situations in which the prototype functions were applied showed that the four functions produced different effects across the stages of cognition, behavior regulation, motivation formation, and behavior reinforcement. Compared to simple repetitive warnings, the use of family voices or context-specific messages resulted in higher risk awareness and faster visual attention recovery. The delayed screen interaction speed function demonstrated high user acceptance, as it allowed users to voluntarily select the function and receive corresponding benefits. Gamification elements incorporating automatic goal setting, rewards, and rankings, together with combined short-term and long-term reward systems, directly linked smartphone non-use to incentives, thereby encouraging short-term engagement and promoting behavioral change. Overall, the four functions contributed to reducing the frequency of smartphone use while driving, decreasing visual distraction, and improving driving-related cognitive awareness and concentration. These findings suggest that the proposed functions constitute an effective strategy for reducing smartphone use while driving based on a stepwise cognition–behavior–motivation–reinforcement framework. However, the results also indicate that short-term experimentation alone is insufficient for fully establishing sustained behavioral change, highlighting the need for a more refined reward structure that accounts for long-term use. This study is significant in that it concretely designs features aimed at reducing smartphone use while driving based on TMAP, the leading navigation service in Korea, and empirically verifies their effects in real driving environments. Furthermore, by proposing UX design directions that consider the domestic driving context to mitigate driver distraction caused by smartphone use, this study provides foundational insights that can inform the development of smart driving partner services that support driver safety in the future. 스마트폰 보급의 확산은 사용자에게 높은 편의성을 제공하는 동시에 과의존 문제를 심화시키고 있다. 이러한 현상은 운전 상황에서도 그대로 나타나며, 운전 중 스마트폰 사용은 주의 분산과 사고 위험 증가의 주요 요인으로 지속적으로 지적되고 있다. 특히 많은 운전자들이 위험성을 인지함에도 습관적 사용을 줄이지 못해, 단순 규제나 경고만으로는 실질적 행동 변화가 이루어지지 않는 한계가 드러나고 있다. 국내 내비게이션 서비스에서는 운전 데이터를 활용한 안전 기능이 제공되고 있지만, 스마트폰 사용 감소를 목표로 한 기능 설계나 그 효과를 실증적으로 검증한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 국내에서 가장 많이 사용하는 운전 내비게이션 서비스인 티맵을 중심으로, 운전 중 스마트폰 사용 감소를 목표로 한 네 가지 기능 1)음성 경고 안내, 2)화면 인터랙션 속도 지연, 3)게임화(목표·리워드·랭킹), 4)보상 시스템(단기·장기)을 제안하였다. 이 네 가지 기능을 실제 주행 환경에서 평가하여, 운전 중 스마트폰 사용과 시선 이탈을 감소시키는 효과를 검증하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 이론적 고찰에서는 스마트폰 과의존과 주의 분산 원인, 운전 중 스마트폰 사용과 사고의 연관성을 분석하였다. 또한 행동 변화 및 게임화 이론을 검토하여 기능 설계의 이론적 근거를 마련하였다. 사례 분석을 통해 국내외 법적 규제와 해외 스마트폰 사용 감소 서비스의 기능과 전략을 비교함으로써, 위험을 인지시키고 행동을 조정하며, 동기를 형성하고, 반복을 통해 습관을 강화하는 단계적 구조가 행동 변화에 효과적임을 확인하였다. 이를 기반으로 국내 운전 환경과 티맵의 사용 맥락에 적합한 네 가지 기능을 도출하였다. 사용자 조사는 티맵을 사용하는 20~30대 운전자를 대상으로 실제 주행 동승 관찰과 심층 인터뷰를 진행하였다. 조사 결과, 사용자들은 운전 중 스마트폰 사용이 위험하다는 사실을 인지하고 있음에도 법적 규제나 처벌 수준에 대한 이해는 낮았고, 특히 신호 대기 시 스마트폰을 무의식적으로 사용하는 반복 행동이 두드러졌다. 기능별 분석에서는 개인화 된 음성 경고가 일반 경고보다 위험 상황 인지에 더 긍정적이라는 영향을 미치는 것으로 나타났다. 화면 인터랙션 속도 지연 기능은 강제 차단이 아닌 자율적 선택 기반일 때 수용성이 높다는 점이 확인되었다. 목표·미션·랭킹 기반 게임화 기능은 참여 동기 형성과 행동 변화 가능성을 높이는 요소로 평가되었으며, 특히 미션보다 리워드 구조가 동기 부여에 더 효과적이라는 점이 확인되었다. 보상 시스템 역시 단기·장기 보상을 결합한 혼합형 보상 구조가 가장 현실적이며, 참여 동기를 크게 높일 수 있다는 점이 확인되었다. 프로토타입 기능을 적용한 실제 주행 상황 평가 결과, 네 가지 기능은 인지, 행동 조정, 동기 형성, 행동 강화에 해당하는 단계에서 서로 다른 방식으로 효과를 나타냈다. 첫째, 단순 반복 경고보다는 가족 음성이나 상황에 맞춘 메시지를 활용했을 때 위험 인식과 시선 복귀 속도가 더욱 높게 나타났다. 둘째, 화면 인터랙션 속도 지연 기능은 사용자가 스스로 기능을 선택할 수 있고 이에 따른 혜택을 받을 수 있다는 점에서 높은 수용성을 보였다. 셋째, 자동 목표 설정·리워드·랭킹을 활용한 게임화 요소와 단기·장기 보상 시스템은 스마트폰 미사용을 보상과 직접적으로 연결하여, 단기적 참여를 유도하고 행동 변화를 이끌어내는 효과를 보였다. 더불어 네 가지 기능은 전반적으로 운전 중 스마트폰 사용 빈도를 낮추는 데 도움을 주었으며, 시선 이탈이 감소하고 운전 인지 능력이 향상되면서 운전 집중도 역시 개선되는 효과가 확인되었다. 이와 같은 결과는 제안된 네 가지 기능이 인지-행동-동기-강화로 이어지는 단계적 구조를 기반으로 운전 중 스마트폰 사용을 감소시키는 효과적인 전략임을 시사한다. 다만 단기간 실험만으로는 행동 변화가 완전히 정착되기에는 어렵고, 장기적 사용을 고려한 보상 구조의 정교화가 필요하다는 한계도 확인되었다. 본 연구는 국내 대표 내비게이션 서비스인 티맵을 기반으로 운전 중 스마트폰 사용 감소를 위한 기능을 구체적으로 설계하고, 실제 주행 환경에서 그 효과를 실증적으로 검증했다는 점에서 의의를 갖는다. 또한 국내 주행 환경의 특성을 반영하여 운전 중 스마트폰 사용으로 인한 주의 분산을 완화할 수 있는 UX 설계 방향을 제시함으로써, 향후 운전자 안전을 보조하는 스마트 주행 파트너 서비스 개발에 참고할 수 있는 기초 자료를 제공한다.

운전 수행 시와 운전 중 주의 분산 요인에 의해 활성화된 뇌 영역간의 유효 연결성 차이 : 뇌 기능 연구

유나래 건국대학교 대학원 2015 국내석사

본 연구에서는 뇌 기능 영상(functional magnetic resonance imaging, fMRI)을 이용하여 80km/h로 운전만 수행할 때와 운전과 주의 분산 과제를 동시에 수행할 때 활성화되는 뇌 영역의 유효 연결성(effective connectivity)차이를 확인해보고자 한다. 실험은 한 블록 당 1분간의 휴식, 2분간의 운전 또는 운전+주의 분산 과제(덧셈과제)로 구성되며, 3회 반복실험을 수행하였다. 운전만 수행할 때(우뇌: Inferior Temporal Gyrus, Precuneus, Lingual Gyrus / 좌뇌: Inferior Parietal Lobule, Superior Temporal Gyrus, Inferior Frontal Gyrus)와 운전과 주의 분산 과제를 동시에 수행할 때 (우뇌: Insula, Thalamus, Precentral Gyrus / 좌뇌: Lingual Gyrus, Precentral Gyrus, Superior Temporal Gyrus)활성화 된 영역 중 z-score가 가장 큰 영역을 선택하고, Dynamic Causal Modeling(DCM)기법을 이용하여 유효 연결성을 추출하였다. 운전만 수행할 때 우뇌의 경우, 세 영역간의 양방향 연결성이 모두 크게 나타났고, visual pathway와 유사한 연결을 확인 할 수 있었다. 좌뇌의 경우, 세 영역간의 양방향 연결성이 모두 크게 나타났고, 경계, 집중에 의한 연결성이 크게 나타났다. 우뇌+좌뇌의 경우에는 Left Superior Temporal Gyrus에서 Right Inferior Temporal Gyrus, Right Lingual Gyrus, Left Inferior Parietal Gyrus, Left Inferior Frontal Gyrus로의 연결성이 크게 나타났고, 청각과 시각, 주의, 집중에 관한 연결성이 크게 나타났다. Right Lingual Gyrus에서 Right Precuneus의 연결성은 Right Lingual Gyrus에서 Right Inferior temporal Gyrus의 연결성보다 크게 나타났다. 이는 시각에 의한 공감각적인 인지가 더 크게 나타났다는 것을 의미한다. Right Inferior Temporal Gyrus에서 Left Inferior Parietal Lobule의 연결성이 크게 나타났으며, 이는 spatial attention과 관련된 연결성이다. Left Inferior Frontal Gyrus에서 Right Precuneus의 연결성이 크게 나타났고, 이는 위험회피, 경계에 관련된 연결성이다. 운전과 주의 분산 과제를 동시에 수행할 때, 우뇌의 경우, Thalamus에서 Insula, Insula에서 Thalamus, Precentral Gyrus의 연결성이 크게 나타났고, 이는 motor pathway와 유사한 연결성이다. 좌뇌의 경우, Superior Temporal Gyrus에서 Lingual Gyrus, Precentral Gyrus의 연결성과, Precental Gyrus와 Lingual Gyrus의 양방향 연결성이 크게 나타났고, 이는 듣고 말하기에 관련된 영역과 시각 및 motor영역과 관련된 연결성이다. 우뇌+좌뇌의 경우, Right Thalamus에서 Right Insula, Left Precentral Gyrus, Left Superior Temporal Gyrus, Left Lingual Gyrus의 연결성이 크게 나타났고, 이는 motor pathway와 유사하며, 주의 분산 과제로 인해 운전 중 불필요한 움직임을 제어하기 위한 연결성이 크게 나타났다. 운전만 수행할 때는 주의력 분산 없이 운전에만 집중 했기 때문에 집중에 의한 연결성과 공감각적 인지가 큰 visual pathway와 유사한 연결성이 크게 나타났다. 운전과 주의 분산 과제를 동시에 수행할 때는 motor pathway와 유사한 연결성이 크게 나타났고, 과제에 의한 듣고 말하기와 관련된 연결성도 크게 나타났다. 또한 주의 분산 과제로 인해 운전에 방해를 받아 불필요한 움직임의 제어와 관련된 연결성도 크게 나타났다. This study tries to check the differences of effective connectivity in the brain region which is activated when subjects just drive cars at the speed of 80km/h and when they drive cars with secondary task by using functional magnetic resonance imaging (fMRI). The experiments consisted of three blocks, each block consisting of both a Rest phase (1 min) and a Driving phase (2 min). During the Rest phase, the drivers were instructed to look at the stop screen and not to perform driving tasks. During the Driving phase, the drivers either drove (Driving) or drove while performing additional secondary tasks (Driving+task) at 80 km/h. The highest z-score were selected in the activated regions when the subjects just drive cars (Right hemisphere: Inferior Temporal Gyrus, Precuneus, Lingual Gyrus / Left hemisphere: Inferior Parietal Lobule, Superior Temporal Gyrus, Inferior Frontal Gyrus) and when they drive cars with secondary task (Right hemisphere: Insula, Thalamus, Precentral Gyrus / Left hemisphere: Lingual Gyrus, Precentral Gyrus, Superior Temporal Gyrus) and effective connectivity was extracted by using the Dynamic Causal Modeling (DCM) technique. On Driving, bidirectional connectivity among three regions in the right hemisphere is all high and connectivity was similar with the visual pathway. In the same condition, bidirectional connectivity among three regions in the left hemisphere is all high and both connectivity by guard and concentration was high. The connectivity in the Right and left hemispheres have found from Left Superior Temporal Gyrus to Right Inferior Temporal Gyrus, Right Lingual Gyrus, Left Inferior Parietal Gyrus, and Left Inferior Frontal Gyrus. These connection related to auditory sense, vision, attention, and concentration. Connectivity from Right Lingual Gyrus to Right Precuneus as found to be higher than connectivity from Right Lingual Gyrus to Right Inferior temporal Gyrus. This means that synaesthetic cognition by vision is higher. Connectivity of Left Inferior Parietal Lobule in Right Inferior Temporal Gyrus has found to be high and this is the connectivity related to spatial attention. Connectivity of Right Precuneus in Left Inferior Frontal Gyrus has found to be high and this is the connectivity related to risk aversion and guard. On Driving+Task, connectivity from Thalamus to Insula and from Insula to Thalamus and Precentral Gyrus in the right hemisphere is high. This is the connectivity which is similar with the motor pathway. In the same condition, connectivity from Superior Temporal Gyrus to Lingual Gyrus and Precentral Gyrus, bidirectional connectivity of Precental Gyrus and Lingual Gyrus in the left hemisphere are high. This is the connectivity related to listening and speaking and the motor region. The connectivity in the Right and left hemispheres have found from Right Thalamus to Right Insula, Left Precentral Gyrus, Left Superior Temporal Gyrus and Left Lingual Gyrus. This is similar with the motor pathway, and connectivity to control movements which are unnecessary while driving due to distraction tasks is high. On Drivng, connectivity by concentration and the connectivity which is similar with the visual pathway including high synesthetic cognition are high because they concentrated on driving without dispersion of attention. On Driving+Task, connectivity which is similar with the motor pathway is high and connectivity related to listening and speaking by tasks is high. And connectivity related to control of the movements which are unnecessary by disturbing driving due to secondary tasks has found to be high.

KAAI-LM: 운전자 시선 주의 감시 및 위험 완화를 위한 다중 모드 데이터와 대형 언어 모델 기반 운전 안전 지원 시스템

후흔동 국민대학교 자동차모빌리티대학원 2024 국내석사

본 연구는 운전자와 도로 환경에 대한 멀티모달 센서 데이터와 대규모 언어 모델 (LLM)을 활용하여 운전자의 주의 분산을 감지하고 경고하는 운전 안전 지원 시스 템을 개발하였다. 특히, 차량 외부 환경 센서 데이터로부터 주목해야 할 물체를 식 별하고, 운전자의 시선 데이터를 통해 해당 물체를 주시하고 있는지를 실시간으로 모니터링하며, 주의가 필요한 물체에 시선이 향하지 않을 경우 자연어로 경고를 제 공하여 운전 안전성을 향상시켰다. 이를 위해 본 연구에서는 Swin Transformer를 활용해 주변 물체를 인식하고, SUM 모델을 통해 주의 집중이 필요한 물체를 판별 하였다. 또한, 착용형 시선 추적기를 이용해 수집한 운전자의 응시점을 전방 카메라 이미지에 투영함으로써 위험 물체에 대한 주의 집중 여부를 판단하였다. 더불어, 대 규모 언어 모델인 LLaMA2를 도입하고 LoRA(Low-Rank Adaptation) 기술을 적용 해 주행 시나리오 기반 자연어 질의응답 작업에 시스템을 최적화시킴으로써, 운전 자의 주의가 분산된 상황에서 자연어로 경고를 제공할 수 있도록 하였다. 이러한 통합적 접근을 통해 시스템의 실시간 피드백 성능을 강화하고, 인간과 기계 간의 상호작용 편의성을 높여 미래 지향적인 운전자 인터페이스 구현에 기여하였다. This study presents the development of a driver safety assistance system designed tomonitor and mitigate driver distraction by leveraging multimodal sensor data from boththe driver and the surrounding road environment, integrated with a large languagemodel (LLM). The system identifies attention-critical objects using external vehiclesensor data, tracks the driver’s focus through gaze monitoring, and delivers naturallanguage warnings when the driver fails to concentrate on hazardous objects, therebyenhancing overall driving safety. To implement this functionality, the system employs the Swin Transformer forrecognizing surrounding objects and the SUM model to pinpoint objects that demandfocused attention. The driver’s gaze data, collected via a wearable eye tracker, isprojected onto front-facing camera images to assess whether the driver is attentive topotential risks. Furthermore, the large language model LLaMA2 is incorporated andfine-tuned using the Low-Rank Adaptation (LoRA) method, optimizing it for naturallanguage question-and-answer tasks specific to driving scenarios. This allows thesystem to provide real-time verbal alerts in distraction-prone situations. By integrating these advanced technologies, the system not only enhances real-timefeedback but also improves the efficiency and intuitiveness of human-machineinteraction, contributing to the advancement of future-oriented driver assistance interfaces.

운전 중 IVIS 조작 상황에서 과제의 난이도와 Motor cue가 과제 전환과 운전 주행에 미치는 영향

유은현 연세대학교 대학원 2018 국내석사

As information technology is more actively incorporated into automobiles, the role of IVIS(In-Vehicle Infotainment System) is becoming increasingly important as the main medium that provides convenience and entertainment for the drivers. However, using the infotainment systems while driving requires task switching between two tasks, as it involves attending to two visual resources simultaneously. We simulated a setting where participants have to drive while interacting with the infotainment system and examined how task difficulty and motor cues impact driver’s task-switching and driving performance, specifically whether the effect of motor cues differ depending on the task difficulty. For the infotainment display, we used two types of number array depending on the congruency between the digit repetition and the chunking unit, while task difficulty was manipulated by the size of the touch-keys. Participants were instructed to dial two numbers on the screen while we recorded the dialing time, lateral position, inter-key press intervals, and steering wheel control. We found that dialing time and lateral position was affected by task difficulty, while the type of number array had no effect. However, the inter–key press intervals between chunked numbers and the steering wheel movement both increased when participants had to dial an incongruent number array, which indicates that if number digits are repeated, chunking is ignored by the drivers. Our findings indicate that in a dual-task condition, motor cues offset the effect of chunking and that motor cues can effectively signal the timing for task switching. 최근 자동차와 IT 기술의 융합으로 차량 내 인포테인먼트 시스템이 운전자에게 편의 및 오락 기능을 제공하며 역할이 중요해지고 있다. 하지만 운전과 인포테인 먼트 시스템을 조작하는 것은 동시에 시각 리소스를 요구하는 과제로 과제를 전환 하며 수행해야 한다. 따라서 본 연구는 운전 중 인포테인먼트 시스템 조작 상황에 서 조작 과제의 난이도와 motor cue 가 과제 전환과 운전 주행능력에 미치는 영향 과 함께, motor cue 의 효과가 조작 과제의 난이도 수준에 따라 차이가 있는지 보 고자 하였다. motor cue 와 조작 과제 난이도의 효과를 살펴보기 위해 반복되는 숫 자가 청크 단위와 일치하는지에 따라 두 종류의 번호를 사용하였으며, 터치 키의 크기로 난이도 수준을 조절했다. 실험에서 참가자들은 모의 주행을 하며 스크린에 번호를 입력하도록 지시받았고, 과제 수행 중 번호 입력시간, 차선 유지능력, 숫자 키 입력 시간 간격과 핸들 움직임을 측정했다. 그 결과, 난이도 수준에 따라 운전 주행 능력과, 번호 입력 시간의 차이가 유의미했고, 번호 종류에 따른 차이는 나타 나지 않았다. 하지만 Incongruent 번호 입력 시, 청크로 구분된 두 숫자를 입력하는 시간의 간격과 핸들 움직임이 크게 증가하였다. 이는 반복된 숫자가 청크로 구분되어도 청크를 무시하고 한 번에 입력하였음을 나타낸다. 종합하면, 다중 과제 상황에서 청크 단위는 motor cue 에 의해 상쇄되며 과제 전환 시점을 결정하는 데 에 motor cue 의 효과가 있음을 시사한다.

차량 내 거치된 휴대전화와 운전자 간 조작 상호작용의 위험성 조사 연구

심재문 연세대학교 대학원 2021 국내석사

전세계적인 스마트폰 보급율의 상승은 운전 중 휴대전화 사용 문제를 유발하였다. 운전 중 휴대전화를 손에 쥐고 사용하는 행동은 법적으로 금지되었지만, 운전자의 휴대전화 사용 욕구는 사라지지 않고 휴대전화 거치대를 사용한 휴대전화 조작 행동이 등장하였다. 하지만, 운전 중 거치된 휴대전화를 조작하는 행동에 대한 위험성을 조사하는 연구는 수행되지 않았고 휴대전화 거치대에 대한 관심은 증가하고 있다. 본 연구는 운전 중 거치된 휴대전화를 조작하는 행동의 위험성을 휴대전화를 손에 쥐고 조작하는 행동과 비교하여 조사하였다. 휴대전화 거치 위치는 전면 유리, 대시보드, 통풍구, 컵 홀더 위치를 고려하였고, 휴대전화 조작 과업은 전화 송신, 전화 수신, SMS 읽기/보내기 과업을 선정하여 실험을 수행하였다. 결과 분석을 통해, 휴대전화 거치 방식이 휴대전화를 손에 쥐고 조작하는 방식보다 안전하지만 거치 위치에 따라 손에 쥐고 사용하는 방식과 동일한 위험도를 가질 수 있다는 사실을 확인하였다. 본 연구는 운전자가 휴대전화 거치대를 사용할 경우 거치 위치를 법 규정으로 제한해야 하는 필요성과 휴대전화 거치대의 사용이 사용자의 기대와 달리 위험할 수 있다는 결론을 도출하였다. The rise of smartphone penetration rate caused the problem of using a mobile phone while driving, and handheld mobile phone use while driving was prohibited by law. However, the driver's desire to use a mobile phone did not disappear, and manual interaction between mounted mobile phone and driver using the phone holder appeared. This study investigated the risk of manual interaction between mounted mobile phone and driver by comparing it with handheld mobile phone use. For the mounting position of mobile phone, the windshield, dashboard, vent, and cup holder were considered, and for the manual task of mobile phone, receiving a call, making a call, and reading/sending an SMS were considered. As a result, it was confirmed that mounted mobile phone use is safer than handheld mobile phone use, but it can have the same level of risk depending on the mounting position. In conclusion, it was confirmed that the need to restrict the mounting position of phone holder by law and that the use of the phone holder can be dangerous, contrary to the expectation of driver.

주의분산, 자극-반응 부합성 및 경고시점에 따른 보행자 충돌 청각경고 시스템의 효과

강현민 부산대학교 대학원 2014 국내석사

The present driving simulation study investigated the relative effectiveness of auditory pedestrian collision warning system as functions of stimulus-response compatibility(compatible vs. incompatible), warning timing(TTC: 2sec. vs, 4sec.) and types of driver distraction(control condition vs. auditory distraction vs. visual distraction). The dependent measures were time to initial steering wheel maneuvering, steering wheel rotation angle, clearance distance to the pedestrian(lateral separation) on passing, ratio of pedestrian-collision, and ratio of lane departure. The results can be summarized as followings. First, compared to 4-sec. TTC condition, 2-sec. TTC condition yielded larger steering wheel rotation angle, and higher ratios both in pedestrian-collision and lane departure. Second, the effects of stimulus-response compatibility appeared to differ as warning timing and types of driver distraction were varied. Third, among the types of driver distraction, the visual distraction impaired the driver most seriously to avoid the pedestrian. All together, stimulus-response incompatible warnings (i. e., warning the location of pedestrian rather than direction to avoid) than stimulus-response compatible warnings seemed to be more reliable and useful in providing pedestrian-collision warning to the drivers. In the following studies, other variables or efforts such as including visual or tactile warnings, diversity of road, weather, driver's age should be considered in designing the pedestrian-collision warning system.

運轉 중 速度 差異 認知와 主意 分散 要因이 腦 活性化에 미치는 影響: 腦 機能 硏究

윤희정 建國大學校 大學院 2013 국내석사