환경범죄예방 디자인 기법인 CPTED 가이드라인은 도시 내에서 적절한 조명 설계를 통해서 적합한 방어적 디자인 계획을 실행하여 범죄가 발생할 확률을 줄여주고, 범죄로부터 도시 내 시민들이 범죄에 대한 두려움을 감소시켜 안전감을 가지고 생활 함으로써 삶의 질을 높일 수 있는 종합적 범죄예방 가이드라인이다. 그러나 대한민국 CPTED 기반표준 KS A 8800:2012 부분 중 조명 가이드라인에서는 정성적인 방안만 제시하고 있다. 이에 본 연구에서 잠정적 범죄 가해자가 될 수 있는 상대방 사람의 안면 인식을 위한 적정수준의 연직면 조도와 자동차, 사람의 특징인 옷 색상을 구별하기 위한 일정수준의 색온도, 연색성의 조명 물리량 기준을 제시하고자 한다. 이와 같은 정량적인 데이터를 기반으로 조명 설계가 가능하도록 함으로써, 야간에 발생하는 강력 범죄로부터 시민들의 불안감을 해소하고, 범죄 가해자가 될 수 있는 사람들의 특징을 인지하기 쉬운 야간 빛 환경을 만들어, 범죄 가해자의 범행의지를 감소시키고 결과적으로 범죄 빈도를 줄일 수 있도록 CPTED의 정량적인 조명 기준을 제시하는 것을 목적으로 하였다.
본 연구에서는 사전 검토로 실외 보행로 보안등 빛 환경을 조사를 통해 다양한 조명 물리량 중에 휘도보다 현실적으로 적용 가능한 데이터로서 사람얼굴에 형성되는 연직면 조도, 보안등의 색온도와 연색성을 선정 하였다.
첫 번째 실험으로 주변의 빛의 간섭을 최소로 하는 실내 실험을 하였다. 연직면 조도 변수 1 lx, 3 lx, 9 lx와 거리변수 10 m, 15 m로 재현이 가능한 모형 제작을 하였고, 이 모형체를 통해 30명을 대상으로 조도와 거리 조건 변수를 변화를 주어 안면 인식 실험을 진행하였다. 실험 결과 연직면 조도가 커질수록 안면 인식도는 증가하였고, 거리가 멀어질수록 안면 인식도가 감소하였다. 하지만 연직면 조도별, 거리별 인식률을 묻는 설문조사에서는 정답률에 비해 인식도가 최대 33.93 %가 떨어지는 것으로 조사되었다.
두 번째 옥외에서 실행한 실험에서는 CPTED 가이드라인과 유사하도록 거리별 변수는 10 m로 고정하였고, 연직면 조도 변수를 1 lx, 5 lx, 10 lx, 20 lx로 하여 일반 시민 52명을 대상으로 실험하였다. 보안등 밝기 정도 인식 설문조사에서는 CCTV가 보안등보다 범죄예방 효과가 있다고 조사되었지만, SPSS 프로그램을 사용하여 분석한 결과 야간에 집으로 혼자 귀가시 안전성 느낌과 집주변 보안등 밝기 정도가 서로 상관관계가 (r=0.73, p<0.01)있음을 알 수 있었다. 연직면 조도 조사에서는 실내 실험과 동일하게 연직면 조도가 높을수록 정답률이 높아졌다. 하지만 실내 실험인 연직면 조도 1 lx 10 m 구간에서는 정답률이 63.33 %였으나 실외 실험에서는 32.69 %로 약 30 %정도의 오차를 보였다. 이런 차이는 실내 실험에서는 증명사진으로 보정되었던 2D 사진을 사용하였고, 주변에 사진의 연직면조도를 밝혀주는 LED를 제외한 그 어떤 배경이 되는 빛이 존재하지 않았고, 실외 실험에서는 설문지는 증명사진을 사용하였지만, 관찰대상자를 사진이 아닌 실제 사람을 이용하여 조사를 하여 조명에 위치나 주변 배경이 되는 야간 빛 환경에 따라서 사람의 얼굴이 입체적인 구성을 가지기 때문에 다소 틀리게 인식 될 수 있는 것으로 사료된다. 실내 실험과의 또 다른 차이는 정답률과 인식률의 차이였다. 실내 실험에서는 정답률과 인식률의 차이가 평균 23.55 %였지만, 실외 실험에서는 평균 1.47 %로 거의 차이가 없게 나타났다. 하지만 실외실험 1 lx 구간에서 인식률은 19.85 %로 정답률에 비해 12.84 %가 떨어지게 조사되었고, 그 외 구간에서는 오히려 정답률보다는 인식률이 높게는 나왔지만 큰 차이는 없었다.
세 번째 자동차와 사람의 색을 인식하는 명료성을 위한 색온도, 연색성 조명 물리량 자료를 도출하기 위해 조도분광계를 이용하여 조사하였다. 태양광과 다양한 메탈, 나트륨, 형광등, LED 보안등을 비교하였다. LED는 Color Rendering Index(R1 ~ R8) 영역에서는 태양광에 비해 다소 떨어지나 나트륨, 형광등, 메탈 광원에 비해서는 전반적으로 높게 형성되고 있고, 고채도 색상을 표현하는 R9 이상부터는 모두 태양광에 비해 많은 차이가 나는 것으로 조사되었다. 또한 색온도는 나트륨 보안등 밑에서 전반적인 색 재현도가 떨어지고 있었고, 한색 계열에서 더 떨어지는 경향을 보였다. Adobe Photoshop CS5의 Pallet Color Picker를 이용하여 분석한 결과 남색에서는 다른 칼라에 비해 태양광과 나트륨 칼라 편차가 Red값은 +60/255이 더 많게 조사되었고, Green값은 -20/255, Blue값은 -67/255이 더 적게 나오는 것으로 조사 되었다.
본 연구의 실험에서는 실내, 실외 연직면 조도와 실외 보안등 색온도, 연색성 조사를 통해 기존에 정성적 이였던 CPTED 기준을 정량적, 정성적 기준으로 통합할 수 있는 조명 물리량을 정량적 수치로 제시하고자 하였다. 하지만 실험 시 피실험자의 판단 착오 가능성이 존재한다는 걸 정답률과 인식률 차이로 알 수 있었다.
향후에 실험 오차를 고려해 더 많은 수의 피실험자와 조도 변수 설정을 통해 많은 표본 데이터를 추출함으로써, 인식률에 따라 CPTED 가이드라인 방향성 제시를 위한 일반화 식 도출이 가능하다고 판단된다. 이러한 연직면 조도별 인식률 일반화식 공식을 통해 공간(상업지역, 주거지역, 공원지역 등)에 따라 목표 인식률을 설정하여 가이드라인으로 활용이 가능하다고 판단된다.

The CPTED guideline, which is an environmental crime prevention design technique, reduces the possibility of crime by implementing a proper defensive design plan through appropriate lighting design in the city and reduces the fear of crime. It is a comprehensive crime prevention guideline that can enhance the quality of life. However, in Korea, CPTED-based standard KS A 8800: 2012, outline only qualitative measures. In this study, therefore, we propose a standard level of illumination for the facial recognition of potential criminal offenders. In addition, we propose a certain level of color temperature and colorimetric criteria for discriminating the color of clothes worn by people. Lighting design strategies based on quantitative data have the potential to reduce the fear of crime at night. Such strategies allow for the design of lit environments that make it easy to recognize and identify characteristics of potential crime perpetrators. As such, the current study proposes quantitative lighting standards for the CPTED guideline. The proposed lighting standards have the potential to reduce the occurrence of crime.
In this study, we selected the color temperature and vertical surface illuminance that are formed on a human face. Such lighting quantities are more feasible than measured luminance. The color temperature and vertical surface illuminance levels considered were obtained through analyzing the lighting levels of some common lit environments such as outdoor walkways.
In the first experiment, an indoor experiment was conducted to minimize the interference of the surrounding light. For this phase, 30 models were made to reproduce vertical illuminances of 1 lx, 3 lx, 9 lx at two different distances; 10 m and 15 m. Experimental results showed that as the vertical surface illuminance increased, facial recognition increased. On the other hand, as the distance increased, facial recognition decreased. However, results showed a decrease of 33.93 % in facial recognition when comparing the results from a questionnaire survey to those from the indoor experiment.
The second experiment was conducted outdoors. For this phase, the distance was fixed at 10 m, similar to the CPTED guideline, and the average intensity of the vertical surface illuminance was varied between 1 lx, 5 lx, 10 lx, and 20 lx. The results of the analysis using the SPSS program showed CCTV to be the most effective form of crime prevention in the security awareness questionnaire survey. However, for individuals at home alone during the night, we found that the feeling of safety and the lighting levels surrounding the house security had a high correlation (r = 0.73, p-value < 0.01). As for the vertical illuminance survey, the higher the vertical surface illuminance, the higher the correctness rate. However, the correct answer rate was 63.33% which is when the vertical surface illuminance was set to 1 lx and the distance to 10 m in the indoor experiment but the correctness rate was 32.69% in the outdoor experiment under similar illuminance and distance conditions. This difference was due to the fact that 2D photographs, which were corrected with ID photographs, were used in the laboratory tests, and there was no background light other than the LEDs that illuminated the vertical surface of the photographs in the surroundings. In the outdoor experiments, however, actual people were used in the experiment instead of photographs. In addition, a person’s face has a three-dimensional configuration and thus its recognition depends on the location of the lighting and lighting background; the effect of these two factors in the conducted indoor experiments was not well represented and is thus a potential reason for the observed differences in the level of correct recognition in indoor and outdoor experiments. Another difference between the outdoor experiment and the indoor experiment was the difference between the actual answer rate and perceived answer rate. In the indoor experiment, the difference between the actual answer rate and the perceived rate was 23.55% on average. In the outdoor experiment, there was little difference with the average difference being 1.47%. However, the recognition rate in the 1lx section of the outdoor test was 19.85 %; a difference of 12.84 % lower than the actual answer rate. On the other hand, the other sections showed a higher recognition rate than the correct actual answer rate, however, the differences were not that significant.
Thirdly, we researched to Color temperature and colorimetric lighting physical quantity data for the clarity of recognizing car and human color. We compared sunlight with various metal, sodium, fluorescent, and LED security lights. LEDs are slightly lower than the sunlight in the Color Rendering Index (R1 ~ R8) area but are generally higher than those of sodium, fluorescent, and metal light sources. In addition, the color temperature was lower in overall color reproducibility under sodium security and showed a tendency to decrease further in the one-color system. In the analysis using Pallet Color Picker of Adobe Photoshop CS5, Red and Sodium color deviations were more than +60/255 in the navy color, and the Green color value was -20/255, -67/255 was the value of deviation in the blue
In this study, we propose the quantitative values of lighting physics that can integrate the existing qualitative CPTED standards into quantitative and qualitative criteria through the investigation of color temperature and color rendering. However, the difference between the correct answer rate and recognition rate indicates that there is a possibility of misjudgment by the subjects in the experiment.
Future studies should endeavor to collect more sample data by increasing the number of subjects, illumination variables and taking into account experimental errors. That way, a generalized expression can be derived to present directionality for CPTED guidelines depending on the perceived rate. The generalization formula for the recognition rate of light on a vertical plane makes it possible to set the target recognition rate according to space (commercial area, residential area, park area, etc.) and thus making it applicable as a guideline.