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층간소음문제 해결을 위한 증거기반 종합솔루션 연구
A Study on the Evidence-based Comprehensive Solution for Solving the Problems of Floor-noise
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 학제간융합연구사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2016S1A5B6914007
선정년도 2016 년
연구기간 1 년 (2016년 09월 01일 ~ 2017년 08월 31일)
연구책임자 임동균
연구수행기관 서울시립대학교
과제진행현황 종료
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 본 연구는 도시소음, 특히 최근 들어 중요한 사회적 갈등요인으로 부각되고 있는 층간소음 문제를 보다 체계적이고, 학제적이며, 새로운 방법으로 분석하여 자료를 수집하고, 이렇게 구축된 데이터를 바탕으로 한 증거기반적 접근(evidence- based approach)을 통해 문제의 원인과 메커니즘을 규명하고 구체적인 해결방안을 내놓고자 한다. 층간소음 문제는 소음발생이라는 물리적 문제의 기술공학적 측면을 가지고 있을 뿐 아니라, 갈등상황 발생 시 거주민들에게 미치는 심리적 영향, 인간관계의 갈등, 공동체의 사회적 자본과 거버넌스와 같은 다양한 인문사회적 문제들이 복합적으로 얽혀있다. 본 연구는 층간소음 문제 해결을 위하여 사회심리, 도시행정, 환경공학, IT 및 빅데이터 분석과 같은 학제간 연구 협력을 통해, 융합적 해결방안을 도출함으로써 문제해결력의 극대화를 꾀하고자 한다.
    보다 구체적으로, 본 연구는 다음과 같은 목표를 달성하고자 한다. 첫째, 층간소음으로 인한 사회적 갈등과 일탈행동으로까지 이어질 수 있는 주민들 간 대립을 최소화하기 위해, 층간소음과 관련된 사회심리학적 요인들을 체계적으로 분석하고, 소음으로 인해 발생되는 갈등과 감정격화, 반목, 스트레스 등의 문제를 해결하기 위하여 다양한 심리학적 갈등조정, 분쟁완화 기법들을 사용하여 솔루션을 제공하는 것을 목표로 한다. 둘째, 도시행정적, 사회학적 접근 방식으로, 층간소음 문제를 둘러싼 보다 넓은 범위에서 사회적 자본과 거버넌스 시스템을 향상시켜, 층간소음 문제가 발생할 수 있는 공동체적 삶의 기본적 구성을 질적으로, 제도적으로 변화시킬 수 있는 방법을 발견, 제시하고자 한다. 셋째, 기존의 층간소음을 측정하던 환경공학적 방법을 획기적으로 개선하여, 소음을 보다 면밀하게 측정할 뿐 아니라 실시간 데이터로 모니터링, 저장하여 이후에 통계적 분석과 경고 시스템 구축을 가능하게끔 한다. 넷째, IT/빅데이터 기술을 활용, 기계학습을 통해 층간소음을 자동으로 분류하고, 지역, 건축년도, 층, 계절, 시간대, 평형, 시공사 등 다양한 변수에 따른 소음 분석을 실시한다. 또한 소음유형과 크기, 인체신호, 사회심리적 측정에 의한 데이터, 주변 환경에 대한 데이터들을 축적하여 그것들 간의 인과관계를 분석하여, 층간 소음의 원인과 결과에 해당하는 요인들이 어떻게 엮여지는지를 통해 규명하기로 한다. 이를 바탕으로 층간소음에 대한 총체적인 이해가 수립된 후, 그 데이터들을 활용하여 층간소음 문제에 대한 증거기반 종합 솔루션 제시를 하고자 한다.
  • 기대효과
  • 본 연구는 층간소음에 대한 과학적 이해 뿐 아니라, 궁극적으로 층간소음 문제에 대한 총체적이고 종합적인 솔루션을 제공하는 것을 목표로 한다. 층간소음 문제에 대한 기존의 연구들은 기술적 문제에 대해서만 집중하거나, 아니면 갈등문제 조정을 위한 제도적 개입에 대해서만 논하는 등 문제를 대하는 접근 방식에 있어 통합되지 못한 형태로만 존재해왔다. 본 연구는 기술공학적 문제를 웨어러블 디바이스를 통한 인체신호 분석과 기계학습과 같은 기존과는 다른 새로운 방식으로 접근할 뿐 아니라, 그러한 데이터를 인문사회학적 솔루션 제시에 활용하는 융합적 접근방식을 취한다.
    본 연구는 층간소음 문제에 대하여 크게 인문사회적 솔루션과, 과학기술적 솔루션을 제공하고자 한다. 심리적 접근을 통한 갈등 조정 모델을 제시하고, 대화기법을 통해 분노, 적대감 등의 감정을 완화하며 숙의적 대화모델을 정착해나가는 방법을 제시한다. 사회적 접근방법을 통해 신뢰 및 규범 구축을 통한 사전 예방 및 사후 관리, 참여 및 네트워크 구축을 통한 갈등 저감 방안 등을 제시할 수 있다. 그리고 행정/제도적 접근을 통해 문제의 조기진단 및 컨설팅 시스템 구축, 문제유형별 다층적 거버넌스 양식을 구축할 수 있다. 과학기술적 솔루션은 실시간 모니터링을 통해 파악된 층간소음 양상 중 특히 타거주민에게 심리적 영향을 많이 미칠 수 있는 유형의 소음을 최소화 시키도록 하고, 특별히 스트레스를 유별하는 종류의 소음에 대해 사전 고지하도록 한다. 또한 소음을 원천적으로 저감시킬 수 있는 공학적 솔루션을 제공한다. 이러한 층간소음 문제해결 종합 솔루션을 통하여, 이 연구는 정온한 거주환경의 조성과 사회적 갈등 발생의 가능성이 일상적으로 최소화될 수 있는 튼튼한 공동체적 삶의 조건 마련을 하는데 기여할 것으로 기대된다.
  • 연구요약
  • 본 연구는 크게 층간소음 문제에 대한 증거분석 단계와 이를 바탕으로 문제해결 종합 솔루션을 제시하는 두 단계로 구성되어 있다.
    증거분석 단계에서는, 문제의 진행단계에 따른 원인과 결과, 매개변수 등의 관계를 분석하되, 문제의 종합적 이해를 위해 인문‧심리적 차원, 기술적 차원, 사회‧제도적 차원 등 세 가지 차원에서 층간소음 문제를 둘러싼 여러 가지 문제에 대한 분석이 이뤄진다. 먼저 층간소음의 발생의 원인과 관련해서는 개인 및 가구 특성에 따라 층간소음 발생 정도가 다르게 나타날 수 있고, 커뮤니티의 사회적 자본 및 거버넌스 형태, 소음 관련 법적 규제 및 제도가 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 인문‧심리적 차원 및 사회‧제도적 차원의 분석을 실시한다. 이를 위해 개인의 연령이나 생애주기, 심리상태에 대한 조사, 커뮤니티의 사회적 자본 및 거버넌스 양태에 대한 조사가 이루어진다. 다음으로 층간소음 발생에서부터 인체에 미치는 영향까지의 과정에 대해서는 주로 기술적 차원의 분석이 이뤄진다. 이 과정에서는 층간소음의 정도를 기술적 방법으로 측정, 모니터링, 분류하는 작업을 진행하고, 이러한 층간소음이 사람의 신체 및 심리상태에 어떤 영향을 미치는지를 모니터링 한다. 고정형 모니터링 시스템과 신체부착형 모니터링 장비를 이용하여 층간소음의 정확한 상태를 파악하고, 이렇게 측정된 소음은 물리적 특성 및 변환에 따른 기계학습을 통해 몇 가지 유형으로 분류한다. 또한 층간소음에 따른 인체반응도를 측정하고 이에 대한 데이터베이스를 구축하여, 층간소음과 인체의 영향에 관한 상관관계를 분석한다. 마지막으로 층간소음이 개인에 대한 영향을 넘어서 민원 및 갈등과정으로 발전해가는 과정에 대해서는 주로 사회‧제도적 차원에서 분석이 이뤄진다. 커뮤니티 특성이나 법‧제도적 조건이 갈등 양상에 미치는 영향을 검토할 것이다. 커뮤니티 내의 사회적 자본의 증가는 층간소음 발생량 감소와 민원 및 갈등발생을 줄이는 효과가 있을 수 있고, 층간소음 문제를 둘러싼 거버넌스 역시 문제 발생과 해결에 영향을 미칠 수 있는 부분이다. 이와 같은 커뮤니티 특성과 층간소음 발생 및 갈등발생과의 관계 분석을 위해 사회조사를 실시할 것이며, 또한 층간소음과 관련된 현행 법 ‧제도적 조건을 분석하여 층간소음 발생과 갈등해결 과정에서의 의의와 한계를 확인하도록 한다.
    솔루션 제시 단계에서는 앞서 진행한 증거분석을 바탕으로 인문/사회적 솔루션과 과학 기술적 솔루션을 제시할 것이다. 인문/사회적 솔루션으로는 심리적 접근, 사회적 접근, 행정‧제도적 접근을 바탕으로 한 해결 방안을 제시할 것이며, 과학 기술적 솔루션으로는 효율적 모니터링과 공학적 소음 저감 대책을 제시할 것이다.
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 본 연구는 총 4개의 독립적 분과학문들에서(i.e., 사회학, 도시행정학, 환경공학, 기계정보학) 층간소음 문제에 대해 각각의 연구를 수행하고 이후 이를 최종적으로 종합하고자 한다. 각각의 분야별로 다음과 같은 연구를 수행하고자 하였다.
    첫째, 본 연구에서는 층간소음으로 인한 사회적 갈등과 일탈행동으로까지 이어질 수 있는 주민들간 대립을 최소화하기 위해, 층간소음과 관련된 사회심리학적 요인들을 체계적으로 분석하고, 소음으로 인해 발생되는 갈등과 감정격화, 스트레스 등의 문제를 해결하기 위하여 다양한 심리학적 갈등조정, 분쟁완화 기법들을 사용하여 갈등을 완화시키는 솔루션을 제시하는 것을 최종목표로 한다. 이를 위해 본 씨앗형 연구에서는 먼저 층간소음 문제로 인해 발생하는 심리적 스트레스와 갈등의 양상들을 측정할 수 있는 설문 모듈과 척도를 개발하기 위한 설문 조사를 실시하였다. 설문에서는 층간소음 갈등이나 피해를 겪은 대상자들을 대상으로, 그들이 겪은 층간소음 문제의 상황과 맥락, 기타 층간소음 문제와 관련된 여러 가지 태도와 의견, 인식 등을 조사하였다. (ex. 층간소음이 일어나서는 안된다고 생각하는 시간대, 공동주택의 경우 윗집의 조심과 배려 혹은 아랫집의 관용과 배려 중 어느 쪽이 더 책임이 있다고 생각하는지, 층간소음 갈등이 일어날 시 관리실이나 외부 기관 등을 거치는 문제 관련 등.) 다른 한편, 갈등 문제의 심리적 성격을 진단하기 위해 층간소음 관련 당사자들의 입장, 이해관계, 감정 등을 분석하는 인터뷰를 진행하였다. 이를 통해 갈등의 심층적 심리 구조를 탐색하여, 향후 층간소음 갈등해결을 위한 조정 모델을 수립하기 위한 기초자료들을 마련하였다.
    둘째, 이 연구는 도시행정적 접근 방식으로, 층간소음 문제를 둘러싼 보다 넓은 범위에서 사회적 자본과 거버넌스 시스템을 향상시켜, 층간소음 문제가 발생할 수 있는 공동체적 삶의 기본적 구성을 질적으로, 제도적으로 변화시킬 수 있는 방법을 발견, 제시하고자 하는 목표를 가지고 있다. 이를 위해 주민 간 소통을 통한 상호 신뢰 증진, 자율규약 등 규범의 마련 및 정착 등 층간소음을 원천적으로 저감시킬 수 있는 방안들을 제시하고, 소음으로 인한 갈등발생시 혹은 갈등처리 이후, 주민 간 네트워크 및 참여 증진을 통해 갈등을 최소화 하도록 하는 방안을 모색한다. 또한 갈등을 모니터링할 수 있는 거버넌스를 단계별로 구성하여, 직접적 문제 해결을 목표로 하는 1차 거버넌스, 그리고 그 거버넌스를 제도적으로 규정하고 관리하는 상위 메타거버넌스 등을 차례로 체계화하는 방안을 제시하였다.
    셋째, 본 연구는 기존의 층간소음을 측정하던 환경공학적 방법을 획기적으로 개선하여, 소음발생을 실시간 데이터로 모니터링, 저장하여 이후에 통계적 분석과 경고 시스템 구축을 가능하게끔 하는 목표를 가지고 있다. 이를 위해 웨어러블 디바이스(wearable device)를 사용하여 인체신호를 측정하여 심장박동변동(HRV)을 통한 소음에 따른 자율신경 흥분도를 파악하고, 각종 심혈관 지표를 활용한 신체상태 파악과 스트레스 측정 및 분석을 시도하고자 하였다. 이를 위해 두 종류의 웨어러블 디바이스를 실험하여, 인체신호의 실시간 모니터링과 데이터 분석을 위한 기초 실험들을 실시하였다. 이를 통해 층간소음의 24시간 모니터링 및 분석을 실시하고 신체 부착형(mobile) 모니터링 시스템을 활용한 실시간 소음 피폭량을 분석, 무선네트워킹을 활용한 신체위험도 경고 시스템을 구축하기 위한 토대를 마련하였다.
    넷째, 마지막으로 본 연구는 IT/빅데이터 기술을 활용, 기계학습(machine learning)을 통해 층간소음을 자동으로 분류하고(발소리, 문소리 등), 지역, 건축년도, 층, 계절, 시간대, 평형, 시공사 등 다양한 변수에 따라 나타나는 층간소음을 데이터화 하고자 한다. 이를 위해 실제 (건설 중) 공동주택에서 층간소음을 발생시켜 소음원별 소음데이터를 측정하여 기본 데이터베이스 구축을 실시하였다.
  • 영문
  • This study aims to synthesize the results of studies on the interstory noise problem conducted in four independent disciplines (i.e., sociology, urban administration, environmental engineering, and mechanical informatics). The following paragraphs summarize the research carried out in each four studies.
    First, the study tries to find the way to minimize the conflicts between residents that cause serious social conflicts and deviant behaviors due to interlayer noise. For that purpose, it systematically analyzes the social psychological factors related to interlayer noise and emotional stress and conflicts. The final goal of this project is to present a solution to mitigate the conflict using various psychological conflict adjustment and conflict mitigation techniques. For that purpose, we conducted a social survey to develop a survey module and survey scales to measure the psychological stress and conflict patterns caused by the interlayer noise problem. The questionnaire surveyed the subjects who suffered from interstory noise conflicts and measured their attitudes, opinions and perceptions related to the conflict situation. On the other hand, we also conducted qualitative interviews to analyze the attitudes, interest, and feelings of the parties involved in the interstory noise conflict situation to diagnose the psychological nature of such conflicts. We have examined the psychological structure of conflicts and finally established basic datasets for building a conflict resolution model for resolving interstory noise conflicts.
    Second, a study based on urban administrative approach was carried out to improve the social capital and governance system to mitigate the interstory noise problem. It sought to find ways to transform the basic constitution of community life so that the interlayer noise problem can be reduced institutionally and collectively. In this research, we suggest such ways as enhancing mutual trust through communication between residents and establishing norms and codes for self-governance. In addition, to find ways to minimize conflicts, we proposed a governance system that can monitor conflicts in a systematic way; the basic governance system aims at direct problem solving, and higher, meta-governance system regulates and manages the lower-level governance.
    Third, this study aimed to improve the traditional environmental engineering method that measures interlayer noise, specifically by monitoring and recording noise generation in real time and analyzing such data, which can be used for developing a real-time warning system regarding interstory noise. For this purpose, human body signals are measured using a wearable device; specifically, the autonomic nervous excitement (measured by HRV) is monitored. Using a wireless, wearable device, the physiological conditions based on cardiovascular indicators are measured and analyzed. For this experiment, two types of wearable devices were experimented and their performances were compared.
    Finally, this study attempts to find ways to use IT/Big data technology to automatically classify the floor noise through machine learning. For this purpose, this study constructed the basic database on interstory noises generated from different noise sources, based on experiments conducted in actual (under construction) apartment house. This data will be used to further develop the machine learning techniques to classify various types of floor noises.
연구결과보고서
  • 초록
  • 본 융합연구는 현대 한국사회에서 사회적 갈등을 만들어내는 큰 요인으로 지적되고 있는 층간소음 문제의 복합적인 원인과 패턴을 분석하고, 그리고 그것을 기반으로 인문적, 사회적, 공학적 해결방안들을 종합하여 제공하는 모델을 구축하고자 한다. 그리하여, 층간소음 문제 해결을 위한 ‘증거기반’ 종합 솔루션을 만드는 목표를 가지고 있다. 이 융합연구의 기초 단계에 해당하는 본 ‘씨앗형’ 연구에서는, 그와 같은 해결책 제시를 위한 기초 자료 및 실험연구 자료를 축적하고, 보다 본격적인 융합연구가 이루어질 수 있는 토대가 되는 일련의 연구들을 수행하였다.
    본 과제에서는 총 4개의 독립적 분과학문들에서(i.e., 사회학, 도시행정학, 환경공학, 기계정보학) 층간소음 문제에 대해 각각의 연구를 수행하고 이후 이를 최종적으로 종합하고자 한다. 각각의 분야별로 다음과 같은 연구를 수행하고자 하였다.
    첫째, 층간소음에 대한 사회심리적 연구에서는, 층간소음 문제로 인해 발생하는 심리적 스트레스와 갈등의 양상들을 측정할 수 있는 설문 모듈과 척도를 개발하기 위한 설문 조사를 실시하였다. 설문에서는 층간소음 갈등이나 피해를 겪은 대상자들을 대상으로, 그들이 겪은 층간소음 문제의 상황과 맥락, 기타 층간소음 문제와 관련된 여러 가지 태도와 의견, 인식 등을 조사하였다. 다른 한편, 갈등 문제의 심리적 성격을 진단하기 위해 층간소음 관련 당사자들의 입장, 이해관계, 감정 등을 분석하는 일련의 질적인터뷰들을 진행하였다. 이를 통해 갈등의 심층적 심리구조를 탐색, 향후 층간소음 갈등해결을 위한 조정 모델을 수립하기 위한 기초자료들을 마련하였다.
    둘째, 제도·행정적 측면의 연구에서는, 층간소음 문제를 둘러싼 보다 넓은 범위에서 사회적 자본과 거버넌스 시스템을 향상시켜, 층간소음 문제가 발생할 수 있는 공동체적 삶의 기본적 구성을 질적으로, 제도적으로 변화시킬 수 있는 방법을 발견, 제시하고자 하였다. 이를 위해 층간소음 문제를 해결하기 위한 제도 및 행정적 차원의 개선 방향을 종합적으로 검토하고 주택건설 관련 층간소음 기준에 관한 법·제도, 공동주택의 관리 제도, 환경분쟁의 조정 및 사법적 해결, 중앙정부(환경부) 및 지자체의 층간소음 문제 해결을 위한 제도 등을 비판적으로 검토하였다. 또한, 층간소음 문제의 근본 해결책으로서 사회적 자본을 강화하기 위한 방안을 모색하고, 층간소음 문제의 해결과 관리를 위한 1차, 2차, 3차 거버넌스 모형을 제시하였다.
    셋째, 웨어러블 디바이스를 통한 소음과 신체반응의 상시/실시간 측정연구에서는, 신체부착형 디바이스를 통해 심장박동 측정을 통해 소음에 따른 신체적 영향을 조사할 수 있는 가능성을 연구하였다. 이를 위해 서로 다른 종류의 웨어러블 디바이스들간의 차이를 비교함으로서 향후 본격적인 생체신호 측정을 위한 기본 실험자료를 마련하였고, 이를 바탕으로 인체와 소음 신호간 통합무선네트워크 시스템 구축의 가능성에 대한 기초 실험 자료를 확보하였다.
    마지막으로, 소음원별 소음도를 분석하는 연구에서는, 머신러닝을 통한 층간소음(ex. 발소리, 문소리, 기타 종류의 충격음 등)의 자동분류 체계를 구축하는 목표를 달성하기 위하여, 실제 (공사중인) 공동주택 현장에서 각종 소음원별 소음도를 종류 및 상황에 따라 각각 등가소음도, 최고소음도, FFT분석을 통한 주파수 패턴을 확인, 정리하였고, 이를 통해 소음원별 소음 패턴 데이터를 구축하기 위한 기초 자료를 확보하였다.
    이와 같은 학제간적이고 종합적인 접근을 통해, 본 씨앗형 연구는 층간소음 문제의 인문사회과학적 그리고 공학적 솔루션을 완성시키는 작업의 토대를 구축하였다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 층간소음 문제가 많은 사회구성원들의 삶의 질을 훼손하고, 지역공동체의 사회적 신뢰와 자본을 해치며, 정신건강 측면에서 부정적 영향을 미치는 것으로 여겨지는 만큼, 치밀하고 적극적인 대처가 요망되는 사회적 상황에 있다. 이에 대해 본 연구는 층간소음 문제를 해결할 수 있는 인문사회학적, 기술공학적 접근법을 최대한 활용하고, 체계적인 데이터를 구축하여 문제해결력을 극대화하고자 하였다. 이를 위해 공동체 구성원간의 대화해결을 통한 방법부터, 제도적 거버넌스 구축, 소음저감을 위한 공학적 접근과 소음-생체정보 모니터링까지 포함하였다
    본 연구의 이와 같은 종합적이고 융합적인 접근, 그리고 층간소음 문제 해결에 있어 확실한 공학적, 인문사회과학적 지식/정보를 기반으로 한 접근은 층간소음 문제 해결을 위한 노력들에 있어 가장 종합적이고 치밀한 연구 중 하나에 해당한다고 판단된다. 본 씨앗형 연구에서 축적된 인문사회과학적 그리고 공학적 자료들을 기반으로 하여, 앞으로 보다 본격적이고 최종적인 갈등문제 솔루션 구축을 위한 연구를 계속 진행하고자 한다. 그리하여 인문사회적 솔루션과 과학기술적 솔루션이 최종적으로 결합되는, 그리하여 종합적 솔루션이 제공되면서 ‘정온한 거주환경의 조성’과 그것을 바탕으로 한 사회적 갈등 수준을 낮추는 결과를 창출해내고자 한다.
    이 연구들에서 제시하는 제도적, 사회적 해결법들을 통해 공동체 구성원간의 갈등을 최소화하고, 삶의 양식을 높이며, 갈등을 해결할 수 있는 바람직한 모델들을 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 본 연구에서 수행된 다양한 공학적 실험들은 향후 층간소음의 공학적 해결방안을 구축하는데 중요한 자료가 될 것으로 판단된다. 한편 층간소음 모니터링과 웨어러블 디바이스 활용을 통한 층간소음 영향 분석과 같은 기술에 대한 연구와 활용은, 관련 산업을 창출시킬 수 있는 파급효과 또한 있다고 예상된다.
    한편 본 연구는 인력양성의 측면에서도 층간소음을 비롯한 각종 사회문제를 다양한 관점으로 바라보고 해결하는 융합인재 양성에 도움이 되었다. 이 연구 사업을 통해 총 6인(이공계 4인, 인문계 2인)의 석·박사 과정 학생들이 연구 보조인력으로 참여하였고, 다양한 분야의 연구자들과의 간학문적 연구 교류와 협업을 경험하여, 융합적 역량이 향상되었다. 또한 참여 학생들이 연구에 필요한 이론과 사회조사 및 실증적 분석방법을 익히게 되었음. 이는 사회학 및 도시정책 전문가에게 요구되는 필수적인 역량으로, 구체적으로 학생들은 연구 진행과정에서 설문조사, 전문가 자문회의(FGI)와 같은 사회조사를 경험할 뿐만 아니라, 수집된 자료를 대상으로 통계분석을 진행하면서 다양한 측면에서 역량 증진이 이루어졌다.
  • 색인어
  • 층간소음, 증거기반 연구, 사회적 자본, 사회심리, 사회갈등, 거버넌스, 인체신호 측정, 소음측정
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