현장무선통신 정보의 시각화가 현장지휘관의 의사결정에 미치는 영향 연구: AR 글래스 기반 가상화재 시뮬레이션을 이용하여

2-1 현장지휘관의 상황인식

현행 법령에 따른 사고나 재난 관련 현장지휘관은 긴급구조통제단장, 긴급구조지휘대장, 선착대장이며 재난현장표준작전절차에 따른 현장지휘관의 정의는 사고현장 관리의 총체적 책임을 지는 사람이다. 이러한 범위와 정의를 참고하여 본 연구에서는 각종 사고현장에 출동하여 지휘권 확립, 대응전략 결정, 단위 지휘관에 대한 임무 지시, 유관기관 공동 대응 등 복합적 임무를 수행하는 긴급구조지휘대장(서울시의 경우 소방서 현장대응단장)을 현장지휘관으로 상정하여 기술하였다.

Endsley는 상황인식(SA; Situation Awareness) 3단계 모델에서 상황인식을 특정 시간과 공간 내의 환경 요소들을 지각하고(1단계), 그 의미를 이해하며(2단계), 가까운 미래의 상태를 예측(3단계)하는 것으로 정의하면서 의사결정의 주요한 선행 조건이라고 주장했다[3].

화재가 발생한 현장에서의 지휘관의 상황인식도 Endsley의 상황인식 3단계 모델과 유사하다. 서울시 현장지휘 표준작전절차에서는 화재진압작전에 크게 영향을 주는 요소를 주요 화재현장요소로 제시하고 있으며 현장에 출동한 지휘관은 주요 화재현장요소를 파악(1단계)하여 상황을 판단(2단계)하고 피해확산범위, 구조대상자 존재 가능성 등을 예측(3단계)하여 임무지시를 하게 된다. 주요 화재현장요소는 표 1과 같이 건물, 용도, 배치, 인명위험, 화재 등으로 이루어져 있다[4].

Table 1.

Major fire incident factors

화재현장의 모든 소방대원은 각자의 위치와 시점에서 다양한 화재현장요소를 파악하여 상황을 판단하고 대응한다. 또한 각자의 상황인식과 대응계획은 필요 시 신속하게 팀 동료 또는 현장지휘관에게 공유하여 작전 목표를 달성하고 서로의 안전을 확보한다. 특히 현장지휘관은 위험이 상존하는 사고현장에서 시간적 압박을 극복하면서 다수가 제공하는 정보를 분석하고 상황판단을 통해 목표와 전략을 결정하여 각 출동대에 임무를 지시하는 등 핵심 의사결정을 수행해야 하기 때문에 인지적·심리적 부담이 매우 크다고 할 수 있다.

2-2 현장지휘관의 인지 부하와 의사결정의 어려움

출동지령을 접수한 현장지휘관은 5분(소방 출동대의 화재현장도착 목표시간) 내외의 시간 안에 신고정보를 토대로 건물의 규모, 용도, 인명위험, 화점 위치 등의 정보를 파악하고 대응전략과 계획을 구상하며 선착대 등에게 현장무선통신을 통해 임무를 지시해야 한다. 그러나 신고자 제공 정보에 핵심내용이 부족하거나 사고 위치 부정확 등 신뢰도가 낮은 경우 현장지휘관은 선착대장(현장에 최초로 도착한 소방대장)의 무선통신 보고를 기준으로 상황을 판단한다. 이 경우 신고 접수시간부터 일정 시간이 경과하면서 중요한 정보들이 파악되므로 현장지휘관은 더욱 더 시간적 여유없이 상황판단과 의사결정을 해야한다.

한편 인지심리학에 따르면 인간의 작업 기억(WM; Working Memory)은 정보를 일시적으로 유지하면서 동시에 조작하고 처리하는 심리적 기제이다. 단순히 정보를 저장하는 ‘단기 기억(Short-term Memory)’보다 능동적인 개념으로 추론, 학습, 이해와 같은 복잡한 인지 과제를 수행하는 데 필수적인 역할을 한다[5].

Sweller 등이 제창한 인지 부하 이론(Cognitive Load Theory)에 따르면 작업 기억은 한번에 처리할 수 있는 정보량이 제한되어 있고 학습자가 인지적 탐색 과정에 참여하는 경우 작업 기억에 과중한 요구를 부과받기 때문에 인지 부하가 커질 수 있다. 또한 정보를 단순히 유지하는 것이 아니라 처리해야하는 복잡한 상황에서는 그 용량이 2~3개 수준으로 떨어진다고 하였다[6].

또한 Endsley에 따르면 스트레스 요인은 상황인식을 감소시킬 수 있으며, 특히 주의력의 범위가 좁아져서 사람들은 가장 중요해 보이는 상황의 일부분에만 집중하고, 다른 관련 정보를 배제하는 경향이 있다고도 하였다[7].

현장에 도착한 지휘관은 자신이 위치한 공간에서 보이는 상황을 바탕으로 양손에 소지한 무전기 2개를 활용하여 단위 지휘관(출동대장), 긴급구조지휘대 요원 등 10명 이상의 인원들과 무선통신 또는 대면으로 의사소통을 해야한다.

현장의 피해규모가 상당하거나 급격하게 위험성이 증가하는 경우 현장지휘관은 변화하는 상황과 각 출동대의 임무 진행사항을 파악해야하는 동시에 더 많은 출동대장으로부터 임무지시와 같은 의사결정을 요청하는 무선통신을 동시다발적으로 수신하게 된다. 이러한 상황에서 다수의 구조대상자 정보까지 겹칠 경우 현장지휘관의 작업 기억은 긴급하고 과다한 정보 주입으로 인해 작업기억 용량이 초과되면서 인지 과부하 상태에 놓이게 되고 최악의 경우 현장지휘관은 터널효과에 빠질 수 있다.

2-3 소방기관의 현장무선통신 도입 및 현황

소방기관의 무선통신은 1960년대 서울 등 일부 대도시에서 지휘의 효율성을 위해 차량용 무전기를 도입하였고 1971년 대연각 호텔 화재 이후 지휘관을 대상으로 무전기 보급이 이루어지기 시작하였다. 이후 1993년부터 재난현장 지휘용 광역 통신망의 확보를 위한 정부의 교부세 지원사업이 시작되어 전국적으로 34개의 UHF주파수를 4개 권역으로 나누어 할당하고, 고지대 무선중계소, 소방관서용 고정 무선국, 소방차량용 이동무전국, 개인휴대 무전기 등의 장비 보강을 통하여 소방무선통신망 운영기반이 구축되었다. 구조·구급 업무량 증가에 따라 1997년에 추가로 UHF주파수 22개 채널, VHF주파수 15개 채널 등 37채널을 할당하여 무선통신 난청지역 해소와 통신장비의 증가에 대응하는 등 통신망 개선을 위한 사업을 2000년대까지 지속적으로 시행하였다[2]. 최근에는 재난대응능력의 중요성 증가 및 지속적인 여건 변화에 따라 PS-LTE 기반 재난안전통신망을 정부 주도로 구축하여 현재는 PS-LTE 통신망을 지휘용으로, UHF 통신망을 작전용으로 구분하여 사용하고 있다.

이러한 현장무선통신은 무선 전파가 전달되는 범위 안에서는 기지국, 차량 또는 대원들이 소지한 무전기를 통해 활성화된다. 현장대원에게 지급되는 단말기인 휴대용 무전기는 고열의 화재현장이나 기상여건이 좋지않은 현장에서도 작동하며 안정성이 우수하여 현장대원들의 신뢰도가 높은 편이다. 또한 현장 무전수칙을 준수하여 사용하면 다수의 출동대들이 실시간으로 음성을 통해 정보를 공유받을 수 있는 장점이 있다.

반면에 지형 지물 등에 의해 전파가 차단받거나 간섭받게되면 양질의 통신이 어렵고 사용자의 음성 뿐만 아니라 현장의 소음까지 전달되어 통신내용 인식이 어려운 경우도 종종 발생한다. 이 밖에도 반이중통신 방식의 한계로 인해 복수의 사용자가 무전기를 통한 발언을 동시에 시도할 경우 혼선이 생기게 되어 중요하거나 시급한 정보가 전달되지 못하는 상황도 발생한다. 또한 현장지휘관은 무선통신에 의한 청각정보를 실시간 기록된 방식으로 제공받기가 어렵기 때문에 전달된 정보 중 현장지휘관이 명확하게 인지 못한 내용은 긴박한 상황에서도 무선통신 발신자와 내용을 재확인하면서 시간을 비효율적으로 소비해야 하는 경우도 있다.

특히 급박한 상황에서 통신 장애가 발생하면 현장지휘관은 상황 판단이 어려워지며 신속한 임무지시도 할 수 어렵게 된다. 따라서 무선통신을 통해 현장지휘관에게 전달되는 정보 중 중요하고 시급한 정보는 청각과 함께 시각으로도 제공되는 방식의 대안 등이 절실하다.

2-4 정보 시각화와 인공지능 기술

정보 시각화(Information Visualization)에 대해 널리 인용되는 정의는 추상적인 데이터를 대화식의 시각적인 형태(interactive visual representations)로 사용하여 인지적 증강(cognitive amplification)을 지원하는 것이다[8].

인지적 적합성(Cognitive Fit) 이론에 따르면 정보 시각화 유형에서 강조되는 정보와 과제 유형에서 요구되는 정보 사이에 일치가 있을 때 의사결정자의 과제 처리가 더 효율적이고 효과적일 것이라고 제안하면서 정보 시각화가 기록 및 공유, 인지적 증강, 사용자 상호작용 등의 속성을 가지고 있다고 주장했다[9].

이러한 정보 시각화의 속성 중 인지적 증강은 청각 정보 기반인 재난현장 무선통신의 단점을 보완하는 효과를 제공해 줄 수 있을 것으로 기대된다. 현장지휘관과 대원들에게 중요한 무선통신 정보를 시각화하여 제공한다면 인지 부하가 증가한 상황에서도 중요 정보에 대한 인식이 강화되어 임무 지시 및 보고가 명확해지고 신속한 작전을 통해 재난현장에서 위험에 빠진 국민의 생명과 재산을 한층 더 보호할 수 있게 될 것이다.

최근 미국 등에서 발매되고 있는 스마트 글래스는 현장지휘관에게 시각 정보를 제공하는데 적합한 기능을 갖추고 있다. 스마트 글래스는 일반 안경처럼 보이지만 컴퓨팅 기능이 내장된 웨어러블 기기로 사용자의 명령이나 주변 환경 정보를 받아, 눈 앞이나 귀를 통해 필요한 정보를 제공한다. 내부에는 CPU, 카메라, 마이크, GPS, 가속도 센서, 저장장치, 네트워크 연결 기능 등이 탑재되어 있으며, 증강현실과 혼합현실 기능을 구현할 수 있다[10].

2025년 9월 미국의 메타는 시각표시 기능을 갖춘 스마트 글래스를 상용화하여 출시하였고 이후 중국의 전자기기 제조사에서도 표 2와 같이 제품을 출시하였다. 최근에는 스마트 글래스라는 명칭 대신에 AI 글래스라는 명칭으로 변경하여 사용하는 추세이다.

Table 2.

AI glass launched in USA, China

이 밖에도 현장무선통신 정보를 시각화하여 현장지휘관에게 제공하기 위해서는 음성인식기술도 필요하다. 대표적인 기술은 STT(Speech to Text)로 사람이 말하는 음성을 문자로 실시간 변환하는 인공지능 기술이다.

주요 작동 방식은 음향 신호 수집 및 디지털화, 딥러닝 기반의 음향 모델을 통한 음향 신호를 음소 단위로 분할·인식, 언어 모델이 가장 적합한 단어 및 문장 조합 생성하는 일련의 신경망 처리 과정을 거친다[11]. 이미 음성 대화, 회의록 작성, 실시간 번역, 음성 명령 인식 등 다양한 응용 서비스가 출시되었으며 AI 기반 음성 인식 기술로 수많은 다국어 뿐만 아니라 배경 잡음, 사투리, 억양 등 다양한 음성 변형도 높은 수준으로 인식해 나가고 있는 단계이다.

3-1 연구대상 및 산출근거

연구대상자는 서울시 소방재난본부 소속 소방공무원 중 1년 이상의 현장지휘관 근무 경력이 있거나 중급 이상의 현장지휘관 교육과정을 이수한 34명의 현직 소방공무원이었다. 34명 중 남성은 31명(91.2%), 여성은 3명(8.8%)이었고 재직기간 15년 미만은 8명(23.5%), 15년 이상은 26명(76.5%)이었다. 또한 지휘팀장 등 지휘관 근무경력 1년 미만은 14명(41.2%), 1년 이상은 20명(58.8%)이었다.

기존 현장무선통신 방식에 추가로 시각정보(Visual Information, VI)를 추가로 제공하는 경우 인지적으로 유의미한 차이가 기대되므로 효과 크기를 중간 수준(Cohen’s dₓ=0.5)으로 가정하였다. 유의수준(α=.05) 및 검정력(power of the test) 80%를 기준으로 G*Power로 산출한 결과, 대응표본 t-검정(Paired t-test)을 사용하여 높은 검정력을 확보하는 방식으로 설계할 경우 필요한 최소 표본 수는 34명(그룹당 17명)으로 산출되었으므로 본 연구의 대상자 수인 34명은 적절한 것으로 판단된다[12].

3-2 연구절차

본 연구는 시각정보 제공 여부를 참여자 내 변인(within-subjects factor)으로 설정하고, 시각정보 제공 순서(제공→비제공 vs 비제공→제공)를 참여자 간 변인(between-subjects factor)으로 설정한 2×2 혼합요인 설계로 구성하였다. 이는 시각정보 제공이 현장지휘관의 상황인식 및 의사결정에 미치는 영향을 검증함과 동시에, 반복 측정 설계에서 발생할 수 있는 순서효과를 통제하기 위함이다.

3-3 가상 화재 시뮬레이션을 이용한 실험

기존의 현장무선통신(무전기) 기반의 의사소통방식에 추가로 AI 글래스를 통한 시각정보를 제공하는 방안을 가정한 가상화재 시뮬레이션을 연구대상자에게 제공하였다. 이는 국내에 AI 글래스가 출시되지 않은 관계로 기술 검증이 아닌 개념 검증 수준의 실험임을 밝힌다.

1) 실험 장비

연구대상자에게 가상화재 시뮬레이션을 제공하기 위해 그림 1과 같이 콘텐츠 재생용 스마트폰과 연결된 AR 글래스를 실험장비로 활용하였다. AR 글래스는 착용위치, 양손의 자유도(Hands Free), 시각정보 표시 등이 AI 글래스와 유사하므로 본 연구의 목적에 부합한 실험장비로 판단하였다.

Fig. 1.

Simulation tool (Samsung Galaxy S10 & XREAL ONE) and simulation progress scene*The text shown in the left figure is important situation information.

2) 가상화재 영상콘텐츠

서울시 재난현장 지휘역량 강화센터에서 지휘관 훈련용으로 사용 중인 VR훈련 콘텐츠를 참고하여 가상의 아파트 화재 상황을 그림 2와 같이 영상으로 제작하였다. 영상은 연구대상자가 현장지휘관의 입장에서 다수의 인명구조 상황 등을 인식하거나 의사결정을 얼마나 정확하게 할 수 있는 지를 측정하기 위한 내용으로 구성하였으며 제공되는 중요 정보량에 차이를 두어 2개로 구분되는 과업(Task1, 2)을 지원하게 하였다. 중요 정보량의 차이, 시각정보 제공 여부를 고려하여 표 3과 같이 총 4개의 영상을 제작하여 활용하였다.

Fig. 2.

Virtual fire simulation video (Left: Non VI/Right: VI)*The text shown in the figure is important situation information.

Table 3.

Simulation video’s contents (*VI; Visual Information)

3) 실험과정

연구대상자는 현장지휘관 입장에서 VR 글래스를 착용하고 가상의 아파트화재 시뮬레이션(Task1, Task2)를 경험하면서 연구책임자의 안내에 따라 설문지의 실험결과 기재란에 상황정보 또는 의사결정과 관련된 내용을 기록하였다. 각각의 과업(Task1, Task2)은 그림 3과 같이 시각정보 비제공 후 제공(Group1 기준) 방식으로 순차적으로 진행되며 연구대상자는 각 영상이 종료된 후 연구책임자의 안내에 따라 설문지의 지정서식에 응답사항을 기재하였다.

Fig. 3.

Fire simulation experiment process in groups 1 and 2 (Blue represents the order of provision after non-providing visual information, and red represents the order of non-providing after providing visual information)

3-4 측정도구

본 연구에서는 리커드 척도에 따른 설문 응답과 가상화재영상 실험 참여 후 지정서식 기재 등 2개 유형으로 구성된 설문지를 측정도구로 사용하였다. 리커드 척도에 따른 설문은 인구통계 및 일반 특성 9문항, 무선통신 기반 상황인식‧의사결정 한계에 대한 인식 관련 10문항, 시각정보 효과인식 관련 5문항 등 총 24문항으로 구성하였고 실험 관련 서식은 Task1 관련 2문항 16답항, Task2 관련 2문항 30답항으로 구성하였다.

연구도구 중 핵심인 가상화재영상 실험 및 측정의 내용 타당도를 확인하기 위해 ICT융합안전학과 전공교수 1인, 소방안전분야 박사 1인, 서울시 재난현장지휘역량강화센터 근무자 1인 등 총 3인에게 가상화재영상 시나리오, 실험과정, 측정지표 등에 대한 검증을 받았다. 또한, 설문문항에 대해서는 구성타당도(construct validity) 검증방법인 탐색적 요인분석(factor analysis)을 실시하였고 분석은 SPSS의 주성분 분석(PCA) 및 베리맥스(Varimax) 회전 방식을 사용하였다. 설문 및 실험 관련 측정항목의 세부 내용은 다음과 같다.

4-1 Group1과 Group2 사이의 순서효과 확인

Group1과 Group2 간의 실험(Task1, 2) 측정치에 대한 순서효과 유무 확인은 표 4와 같이 맨-휘트니 U 검정(Mann-Whitney U Test)을 거쳤다. 작업기억 정확도와 의사결정 정확도에서는 그룹 사이에 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않아 시각정보 제공 순서가 작업기억‧의사결정 정확도에 영향을 주지 않았음을 확인하였다(p>.05). 다만 시각정보 제공 조건에서의 의사결정 소요시간은 Group1(시각정보 비제공→시각정보 제공)의 경우 시각정보 비제공 조건보다 시각정보 제공 조건에서 16초 감소하였으나 Group2(시각정보 제공→시각정보 비제공)의 경우 시각정보 비제공 조건보다 시각정보 제공 조건에서 19초 더 소요되어 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p=.001).

Table 4.

Analysis of experimental results based on the provision of visual information by group (Mann-Whitney U test)

4-2 기존 현장무선통신에 대한 인식

지휘관 보직 초기 적응단계에서 어려운 점에 대하여 연구대상자들은 무선통신을 통한 현장상황판단 및 의사소통(61.8%), 출동대에 대한 임무 지시 등 의사결정(20.6%), 예상하기 어려운 긴박한 출동 상황(14.7%), 교대근무(2.9%) 순으로 응답하였다. 이는 현장지휘관이 현장무선통신에 기반한 상황판단 및 임무지시에 큰 부담을 갖고 있음을 시사한다.

추가적으로 조사한 현장무선통신 인지부담요인 및 의사결정 한계요인 인식에 대한 설문조사를 연구대상자의 재직기간, 현장지휘 총 수행기간, 최근 이수 교육과정 등의 기준으로 정규성(Shapiro-Wilk Test), 등분산성(Levene’s Test)을 확인한 결과 표본 수가 너무 적은 일부 응답군(N<3)을 제외하고 모든 응답군에서 정규성과 등분산성이 확인되었다.

재직기간, 지휘 보직 수행기간, 그리고 지휘관 인증 자격 보유 여부를 기준으로 한 현장무선통신 인지부담요인 인식 관련 t-검정을 실시한 결과에서는 표 5와 같이 모든 응답군에서 평균 4.1점 이상의 높은 점수를 기록하였다. 특히 재직기간 15년 미만인 응답군(M=4.58)은 15년 이상인 응답군(M=4.10)보다 현장무선통신에 대한 인지부담을 더 크게 인식하고 있는 것으로 나타났다.

Table 5.

Results of the test on differences in cognitive load factors according to tenure, etc

재직기간, 지휘 보직 수행기간, 그리고 지휘관 인증 자격 보유 여부를 기준으로 한 현장무선통신 의사결정 제한요인 인식 관련 t-검정을 실시한 결과에서는 표 6과 같이 모든 응답군이 평균 4.1점 이상의 높은 점수를 기록하였고 세부 구분에서는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지는 않았다.

Table 6.

Results of the test on differences in decision-making obstructing factors according to tenure, etc

4-3 시각정보 제공여부에 따른 실험(Task1, 2) 결과

Task1, Task2의 수행에 따른 작업기억 정확도, 의사결정 정확도, 의사결정 소요시간에 대한 정규성과 등분산성 확인 결과 정규성은 충족되지 않았고 등분산성은 모두 충족되었다. 세부 분석은 표 7과 같으며 대응표본 t-검정(Paired t-test)을 실시하였고 정규성이 충족되지 않은 점을 고려하여 비모수 검정방식인 윌콕슨 부호순위 검정(Wilcoxon Signed-Rank Test)을 병행하였고 결과는 표 7과 같다.

Table 7.

Results of the test on task 1, 2’s value according to whether VI is provided or not

먼저 Task1의 작업기업 정확도 측정에서는 시각정보 제공 조건(M=70.2%)이 시각정보 비제공 조건(M=52.9%)에 비해 작업기억 정확도가 약 17.3%p 향상된 것으로 나타났다. 또한 대응표본 t-검정(t=-4.336, p<.001)과 윌콕슨 부호순위 검정(Z=-3.546, p<.001) 모두에서 통계적으로 매우 유의미한 차이가 나타났다.

Task2에서의 의사결정 정확도는 시각정보 비제공 조건(M=46.5%)에 비해 시각정보 제공 조건(M=89.4%)에서 약 42.9%p 향상되었으며 통계적 유의수준(a=0.001)에서도 유의미(t=-8.971, p<.001)하게 나타났다. 또한 효과 크기(Cohen’s d=1.54)도 0.8을 상회하여 매우 큰 효과로 나타났다.

반면 순서효과가 확인된 의사결정소요시간은 전체 표본을 대상으로 한 분석에서는 시각제공 조건과 비제공 조건 간에 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다(t=-1.138, p>.05). 이를 명확히 규명하기 위해 시각정보 제공 여부(조건)와 실험 순서(그룹)를 고정효과로, 연구대상자 특성을 무작위효과로 통제한 선형 혼합모형(Linear Mixed-effects model) 분석을 실시한 결과, 조건과 그룹 간에 통계적으로 매우 유의미한 상호작용 효과가 확인되었다(p<.001).

이어서 Group별로 대응표본 t-검정을 실시한 결과, 표 7과 같이 Group1, 2 모두 시각정보 제공 여부와 관계없이 ‘두 번째로 수행한 과제’의 소요시간이 유의하게 단축되었다. 시각정보 비제공 조건을 먼저 수행한 Group1은 시각정보가 제공된 두 번째 과제에서 시간이 유의하게 단축되었고(t=2.253, p=.039), 반대로 시각 정보 제공 조건을 먼저 수행한 Group2 역시 두 번째 과제인 시각정보 비제공 조건에서 시간이 유의하게 단축되었다(t=-2.908, p=.010).

4-4 시각정보 제공 효과 인식

시각정보 제공 효과 인식에 대해 연구대상자의 재직기간, 현장지휘 총 수행기간, 최근 이수 교육과정 등을 기준으로 등분산성(Levene’s Test)을 확인한 결과 모두 충족하였으나 정규성 분석 결과 (Shapiro-Wilk Test)는 연구대상자들의 5점 기준 설문응답이 높은 점수대에 집중되어 있어서 대부분 정규성을 충족하지 못한 것으로 나타났다.

이에 대해 독립표본 t-검정(One-Sample t-test)을 실시한 결과, 표8과 같이 연구대상자들의 AI 글라스 기반 시각정보제공에 대한 긍정적 인식은 리커드 5점 척도 기준으로 평균 4.76점으로 나타났다. 또한 5개의 변수에서 모두 고르게 높은 평균치(M=4.62~4.88)와 유의수준(p<.001), 매우 큰 효과크기(Cohen’s d=2.93~5.76)가 나타났다.

Table 8.

Results of the test on the perception of visual information provision effects

5-1 현장무선통신에 대한 인식

연구에 참여한 현직 소방공무원들은 지휘관 보직 초기 적응단계에서 가장 어려운 점에 대하여 ‘무선통신을 통한 현장상황판단 및 의사소통(61.8%)’을 선정하였고, 현장무선통신에 대한 인지부담과 의사결정에 상당한 어려움을 느끼고 있는 것으로 나타났다. 현장무선통신 인지부담요인과 의사결정한계 요인에 대한 설문응답 분석결과 10개 요인 중 8개 요인에서 5점 척도 기준 평균 4점 이상의 높은 득점이 나왔다. 특히 재직기간 15년 미만인 응답군(M=4.58)은 15년 이상인 응답군(M=4.10) 보다 현장무선통신에 대한 인지부담을 더 크게 인식하고 있는 것으로 나타났다. 이는 재직기간이 길수록 현장무선통신(무전기)을 더 많이 사용하였거나 무선통신 장애 상황에 대한 다양한 경험을 축적하였을 가능성이 높기 때문으로 추정된다.

현장지휘의 중요성이 점점 더 부각됨에 따라 지휘관의 책임부담 역시 비례하여 커지고 있는 상황에서 지휘관 보직 수행에 대한 선호도는 높지 않은 실정이다.

이에 따라 현장경험이 상대적으로 낮은 재직기간 15년 미만의 직원들이 지휘역량 강화 교육과정을 거쳐 현장지휘관으로 배치되는 경우가 늘어나고 있다. 이들의 현장경험 부족에 따른 어려움을 해소하기 위해서는 인적 구성원의 역량강화에 초점을 맞춘 교육훈련 프로그램 외에 현장무선통신에 대한 인지부담을 낮출 기술적 해결방안도 필요한 상황이다.

5-2 시각정보 제공이 현장지휘관의 인지부하 및 의사결정 정확도에 미치는 영향

Task1에서 연구대상자의 작업기억 정확도는 시각정보 비제공 조건보다 제공 조건에서 평균 17.3%p 향상되는 것으로 나타났다. 이는 Task1의 시뮬레이션 영상 재생시간이 약 110초이고 이 중 연구대상자에게 시각정보가 표출되는 시간은 약 60초 정도로 제한되는 조건임에도 정보 시각화에 따른 인지적 증강 효과가 나타난 것이다.

또한 시각정보 이용시간에 제한이 없었던 Task2에서 연구대상자의 의사결정 정확도는 시각정보 비제공 조건보다 제공조건에서 평균 42.9%p 높게 나타났다. Task1, 2의 실험에서 연구대상자의 작업기억 정확도와 의사결정 정확도가 시각정보 제공조건에서 모두 증가한 것은 순차적으로 휘발되는 청각정보와 달리 지속적으로 유지되는 시각정보가 인지 과부하 방지와 의사결정의 정확도 향상에 기여했기 때문인 것으로 판단된다. 다중 자원 이론(Multiple Resource Theory)에 따르면 두 개 이상의 정보 처리 과업이 청각과 같은 동일한 감각 채널을 공유할 경우 심각한 과업 간섭과 인지적 병목현상이 발생하여 수행 능력이 저하되는 반면 교차 모달리티(Cross-modal, 예: 청각과 시각의 분리)를 활용하여 정보를 분산 제공할 경우 자원 간의 경합이 최소화되어 다중 작업의 효율성이 극대화된다[19].

이를 참고하여 청각 중심의 기존 시스템의 장점을 유지하면서 시각정보를 추가적으로 분산 제공해주는 서비스 제공으로 현장지휘관의 무선통신 인지부담요인 등을 기술적으로 해결할 필요가 있다. 시행방안으로는 현장무선통신 데이터를 학습한 sLLM(smaller Large Language Model)을 개발하고 무선통신 음성을 실시간으로 인식하면서 AI 글래스를 통해 중요정보를 표출해주는 방식의 시스템 개발을 제안한다.

주의할 점은 AI라는 첨단기술에 매료되어 시스템 개발 시 현장의 의견을 놓쳐서는 안된다. 현장이 원하는 것은 단순하면서 명확하고 신속한 기술인데 AI 글라스를 통해 동시에 표출되는 시각정보량 또는 표출 지속시간이 과다할 경우 착용자의 시야 방해, 시각정보 과다로 인한 인지 과부하 등의 부작용이 발생할 수도 있기 때문이다. 따라서 AI 글라스를 통해 표출되는 정보량 또는 표출 지속시간이 작업기억이나 의사결정의 정확도에 미치는 영향과 적정기준에 대한 추가 연구도 필요하다.

5-3 시각정보 제공이 현장지휘관의 의사결정 소요시간에 미치는 영향

Task 2에서 측정한 의사결정 소요시간은 전체 표본을 대상으로는 시각제공 조건과 비제공 조건 간에 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았지만 Group별로 분석한 결과에서는 Group1, 2 모두 시각정보 제공 여부와 관계없이 두 번째로 수행한 과제의 소요시간이 유의하게 단축되었음을 확인하였다.

McCaffrey 등의 연구에 따르면, 동일한 평가도구를 반복 수행할 경우 ‘속도 요소(speeded component)’가 포함된 과제에서 수행 시간의 단축과 같은 두드러진 학습 효과(Practice Effect)가 나타났다[20].

이를 고려하면 의사결정 소요시간 변화의 주요 원인은 시각정보 제공이 아니라 연구대상자가 반복된 측정을 통해 실험환경인 가상화재 시뮬레이션과 측정항목에 적응하면서 나타난 학습 효과일 가능성을 시사한다.

사고현장에서의 인명구조 작전은 지휘관의 정확하면서도 신속한 의사결정을 통해 개시된다. 따라서 향후 무선통신정보의 시각화가 적용된 새로운 시스템을 도입할 경우 사용자인 현장지휘관들의 요구사항을 다각도로 조사하여 정확성과 함께 신속성도 높일 수 있는 UI/UX가 기획되어야 한다. 또한 AI 글래스와 같은 기기에 대한 사용자의 수용도 차이를 고려하여 충분한 적응 이후에 현장에서 활용할 수 있도록 돕는 교육훈련프로그램도 마련되어야 할 것이다.