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휠체어 탑승자 및 보조자를 고려한
경사로 설계방안 제시
2010.10.23(Sat)
POSTECH 휴먼 시스템 디자인 연구실
이동훈, 박동국, 이호진, 김충식, 정민근
Contents
Introduction
Method




Participants
Apparatus
Experimental design
Procedure
Results & Discussion
 Mean movement velocity
 Physical discomfort
 Psychological discomfort
Conclusion
POSTECH
Human System Design Laboratory
Introduction
휠체어 이용자의 증가
 2008년 전체 장애인 수: 213.7만 명
 수동 휠체어 사용자 수: 9.7만 명 (한국보건사회연구원, 2009)
POSTECH
Human System Design Laboratory
Introduction
경사로 구성요소
너비
높이
밑면길이
기울기 = 높이 : 밑면길이
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Introduction
국내외 관련 법률
 국내
‘장애인, 노인, 임산부 등의 편의증진보장에 관한 법률 시행규칙’ (보건복지부,
2010)

– 기울기를 1:12 이하로 설치하는 것을 원칙
– 높이가 100cm 이하이며 구조상 1:12가 어려울 경우 1:8까지 허용
 국외
ADA & ABA AG (United States Access Board, 2004)

– 기울기를 1:12이하로 설계하도록 제시함
– 높이에 따라 최대 1:8까지 허용
관련 연구
기울기
연구자
피실험자
경사면 길이
1:6 ~ 1:6.7
Elmer (1957)
Canale et al. (1991)
Young & Healthy
-
1:10
Walter (1971)
김충식
Young & Healthy
300cm
Diverse
1:12
ADAAG (1997)
Sanford et al. (1997)
Diverse physical capacity
900cm
1:16 ~ 1:20
Steinfeld et al. (1979)
Older people
1200cm
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Introduction
보조자를 고려한 평가
 1:12 를 기울기 기준으로 제시하고 있는 국내외 법률의 근거가 명확하지 않음
 기존 연구의 경우 연구자 마다 결과가 상이함
 기존 연구의 경우 탑승자만을 고려하여 평가함
 휠체어의 경우 직접 이용하는 경우도 있지만 장애 또는 부상 정도가 심각 할 경우
보조자가 동행하여야 함
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Method
Participants
 만 18세 이상의 성인 남/녀 각각 20명 (총 40명)
 신장, 체중 및 양손의 최대 미는/당기는 힘 측정

힘 측정기의 높이는 휠체어 보조 손잡이 높이(85cm)와 동일하게 설정
Mean(SD)
<표 1. 실험참여자 정보>
구분
만 연령[세]
남
여
전체
21.8 (1.9)
22.0 (2.3)
21.9 (2.1)
신장[cm]
173.9 (4.5)
162.7 (4.4)
168.3 (7.1)
체중[kg]
69.1 (6.7)
51.1 (4.2)
60.1 (10.7)
미는 힘[N]
435 (78)
230 (34)
333 (120)
당기는 힘[N]
289 (54)
188 (20)
238 (65)
 2인 1조로 구성하여 교대로 탑승자, 보조자 역할 수행

남성 – 남성 5조[10명], 남성 – 여성 10조[20명], 여성 –여성 5조[10명]
POSTECH
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Method
Apparatus
 경사로


너비 120cm, 높이 45cm – 합판으로 제작된 기울기가 서로 다른 5개 경사로
기울기 – 1:6, 1:8, 1:10, 1:12, 1:14
[그림1. 실험에 사용된 경사로]
 휠체어 (MIRAGE22, 미키코리아㈜) – 수동 휠체어

길이 100cm, 폭 62cm, 높이 86cm
 디지털 캠코더 이용, 실험장면 촬영
POSTECH
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Method
Experimental design

Independent Variables

User group(보조자 – 탑승자)
–

Ramp slope(높이:밑면길이)
–

(M – M), (M – F), (F – M), (F – F)
1:6, 1:8, 1:10, 1:12, 1:14
Dependent Variables

작업 수행도 측면
–

평균 이동 속도(cm/s)
주관적 불편도 측정 (Borg’s CR 10 scale)
–
–
심리적 불편도: 탑승자가 느끼는 공포, 불안, 안전 등의 심리적 인지 정도
물리적 불편도: 보조자가 느끼는 힘, 노력 등의 물리적 불편 정도
[그림2. Borg’s CR10 Scale and Anchors]
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Method
Procedure
 실험 목적 및 방법 등 전반적 시험 내용에 관한 숙지
 평지 및 경사로에서 실험을 위한 연습 수행
 Task

5가지 Ramp slope 에 대해 3가지 task를 수행
– 전방으로 올라가기(Forward Up;
– 전방으로 내려오기(Forward Down;
– 후방으로 내려오기(Backward Down;

FU)
FD)
BD)
모든 실험 조건 (5*3 회) 수행 후 역할을 바꾸어 위 조건의 task를 재 수행
② Forward Down (FD)
① Forward Up (FU)
진입/도착 지점
③ Backward Down (BD)
[그림3. 3가지 Task]
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[그림4. 실험장면 예시]
Results & Discussion
ANOVA Results
 Dependent variables (평균이동속도, 심리적/물리적 불편도) 에 대한 분산분석
[표1. 분산분석 결과요약]
Dependent variables
(α = 0.05)
User group
Ramp slope
User * Ramp
p-value
p-value
p-value
*V_FU
0.31
<.0001
0.7099
*Phy_FU
<.0001
<.0001
0.0164
*Psy_FU
0.1583
<.0001
0.6374
V_FD
0.1352
<.0001
0.8628
Phy_FD
0.0006
<.0001
0.7508
Psy_FD
0.012
<.0001
0.2385
V_BD
0.0384
0.0053
0.929
Phy_BD
<.0001
<.0001
0.0093
Psy_BD
0.0067
<.0001
0.0759
*V – 평균이동속도, *Phy – 물리적 불편도, *Psy – 심리적 불편도
 위 결과 및 실험 조건 별 기술통계량을 바탕으로 사후 분석 실시
POSTECH
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Results & Discussion


FU, FD, BD 모두에서 Ramp slope가
증가 할 수록 속도가 감소하는 경향 보임
1:12 와 1:14의 이동 속도 차이는
유의하지 않음
 User group별 평균 이동 속도


M – M일 때 가장 빠름
M – F 일 때 가장 느림
80
60
67.29
51.95
73.49
75.27
59.34
40
20
0
D
C
B
A
A
1:6
1:8
1 : 10
1 : 12
1 : 14
Ramp slope (height : length)
<그림 5. Ramp slope 에 따른 평균 이동속도(FU)>
Mean velocity (cm/s)
 Ramp slope에 따른 평균 이동 속도
Mean velocity (cm/s)
평균이동속도
80
64.32
60
51.99
55.41
61.49
40
20
0
A
B
AB
AB
M-M
M-F
F-M
F-F
User group (attendant - occupant)
<그림 6. User group 별 평균 이동속도(BD)>
POSTECH
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Results & Discussion
물리적 불편도

Ramp slope가 증가 할 수록 물리적 불편도
증가함
10
Physical Discomfort
 Ramp slope에 따른 물리적 불편도
8
6
5.33
4.38
3.42
4
2.75
2.50
2
0
A
B
C
D
D
1:6
1:8
1 : 10
1 : 12
1 : 14
Ramp slope (height : length)
 User group별 물리적 불편도

남성 보조자의 경우 여성 보조자 보다
물리적 불편도가 낮음
Physical Discomfort
<그림 7. Ramp slope에 따른 물리적 불편도(FU)>
10
8
6
4
4.71
4.51
2.89
2.59
B
B
A
A
M-M
M-F
F-M
F-F
2
0
User group (attendant - occupant)
<그림 6. User group 별 물리적 불편도(FU)>
POSTECH
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Results & Discussion
 Ramp slope에 따른 심리적 불편도

Ramp slope 증가함에 따라
심리적 불편도 증가함
Psychological Discomfort
심리적 불편도
10
8
6
4
2.50
1.84
1.51
1.32
0.95
A
B
C
C
D
1:6
1:8
1 : 10
1 : 12
1 : 14
2
0
Ramp slope (height : length)
 User group별 심리적 불편도

탑승자가 여성일 경우 남성 보조자 일 때
심리적 불편도가 감소함
Psychological Discomfort
<그림 8. Ramp slope에 따른 심리적 불편도(FU)>
10
8
6
4
2
0
1.93
2.75
1.39
1.68
AB
B
B
A
M-M
M-F
F-M
F-F
User group (attendant - occupant)
<그림 9. User group 별 심리적 불편도(FD)>
POSTECH
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Conclusion
User group특성에 따른 결과



Up/Down 상황 각각에서 남녀 보조자 간의 속도 차이가 거의 없음
여성 보조자의 경우 남성에 비해 물리적 노력이 더 높음(남성에 비해 약 2배)
경사로 내려올 시 여성 탑승자의 경우 남성 보조자가 수행 시 심리적 불편도가 낮음
Ramp slope에 따른 사용성 평가 결과



Ramp slope 증가할수록 휠체어 이동속도 감소
Ramp slope 증가할수록 물리적/심리적 불편도 모두 증가함
1:12  1:10 변화 시 증가 폭이 큼
기존 연구 및 법률과의 비교
 ‘ADA & ABA AG’  1:12 제안
 ‘장애인, 노인, 임산부 등의 편의 증진 보장에 관한 법률 시행규칙’  1:12 제안
 Sanford et el. (1997)  1:12 제시
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Conclusion
연구 결과
 기존 법률 및 연구에서 1:12 를 제안/제시함
 본 연구 결과 1:12와 1:14는 큰 차이를 보이지 않음
 1:12  1:10으로 변화 시 물리적/심리적 불편도 및 속도 변화량 큼
 보조자를 고려 시에도 기존 연구 및 제안과 유사한 결과를 얻음
 기존 휠체어 사용자만을 고려한 연구 결과와 더불어 경사로 설계지 참고 자료로
활용 할 수 있음
FD vs. BD
 경사로를 내려오는 두 가지 상황 FD / BD 에 대한 결과 비교



경사로를 내려 올 때 Ramp slope가 감소할 수록 평균 이동 속도차이 커짐
FD가 더 빠른 것으로 나타남
물리적/심리적 불편도 역시 FD에서 더 좋은 결과를 보임
 경사로를 내려 올 때 전방/후방의 방향성에 대한 추후 연구 필요
POSTECH
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