R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515SCIP-C069312-03 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 터널시공 중 디지털 맵핑을 통한 온라인 암판정 기술 및 운영모델 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2013-12-24 ~ 2017-07-23 | |||||
| 연구책임자 | 김창용 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
17명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,443,000,000 원 기업 : 482,000,000 원 계 : 1,925,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 4,227,000,000 원 기업 : 1,411,000,000 원 계 : 5,638,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001952-01 | |||||
| ISBN | 979-11-87770-14-5 | |||||
| 주요 내용 |
○ 본 연구과제에서는 안전하고 경제적인 터널(NATM)시공을 위해 "터널시공 중 디지털 맵핑을 통한 온라인 암판정 기술 및 운영모델"을 개발하여 온라인 상에서 원격으로 전문가의 의견수렴을 통한 터널 암판정 의사결정이 가능하도록 하는 것을 목표로 함. ○ 터널시공 중 디지털 맵핑을 통한 온라인 암판정 기술 및 운영모델 개발은 투명한 암판정 의사결정 체계의 마련, 터널 시공 중 붕괴사고에 선재대응 할 수 있는 기술을 확보하여 불필요한 예산을 낭비하고 안전한 터널시공 현장을 조성할 수 있는 기술 확보를 의미함. ○ 본 연구에서는 본 과제의 최종 목표를 달성하기 위한 핵심 요소기술들을 도출하고 각각의 기술개발을 달성하기 위한 연구내용을 구성하였고 개발된 연구성과들은 온라인 터널 암판정을 위한 통합운영시스템으로 통합되어 패키지화된 시스템을 구성하게 됨. ○ 기존 연구 및 관련 시장에 대한 문제점 파악을 통해 시스템 현장 활용을 위해서는 제도화의 뒷받침과 타당한 운용방안이 마련되어야 하는 점을 상기하고 연구내용에 제도화 방안과 운용방안 마련에 대한 해결책을 제시하도록 함. [최종목표] ○ 본 연구과제의 최종목표는 "건설(Construction)-IT 융복합(Fusion), 경제성(Economics), 안전(Safe) 및 제도개선(Improvement of System)(이하 CIFESIS)을 위한 터널 시공 중 디지털 맵핑을 통한 온라인 암판정 기술 및 운영모델 개발"임. ○ 새 정부의 창조경제 정책에 부합하도록 IT 분야와의 기술 융복합을 통해서 터널 시공현장에서의 재해발생을 최소 화할 뿐만 아니라 재해에 선제 대응할 수 있는 기술개발을 총괄 목표로 제시함. - 기술개발을 통해 실현 가능한 정량적 목표를 경제적 측면(경제성)과 사회적 측면(안전)에 대해 반영함. - 본 연구과제 최종 성과물을 시공 현장에서 지속적으로 활용하고 시스템 운영시 필요한 운영비, 암판정 위원단의 자격조건 및 구성방안, 시스템의 활용방법 등 운영안이 제도적으로 반영될 수 있도록 국내 터널 암판정 관련 제도 개선을 목표로 함. ○ 최종 성과물의 현장 적용을 통해 안전하고 경제적인 터널시공이 가능할 것으로 예상 되는 바 다음과 같은 정량적 목표를 달성하는 것을 본 연구의 목표로 설정함. - 불합리한 암판정에 의한 터널시공 중 붕괴사고 35% 감소와 인명피해 저감 - 최적 암판정 기준 적용과 빠른 의사결정에 의한 터널 공사비 약 5%(4억/km) 절감 ○ 본 연구과제의 최종목표를 달성하기 위한 주요 핵심기술 및 성과는 광의적인 범위에서 아래와 같이 정의함. - (1)위험지반 세부 분류 기준 설정 및 모니터링 기술, (2) 정량적 디지털 맵핑 활용기술 개발, (3) 원격 의사결정 지원이 가능한 통합운영시스템개발, (4) Test bed 운영으로 그룹핑 할 수 있으며 상호 유기적인 관계를 유지함. [연구내용 및 범위] ○ 본 연구에서는 연구의 최종목표인 "CIFESIS를 위한 터널시공 중 디지털 맵핑을 통한 온라인 암판정 기술 및 운영모델 개발"에 필요한 2개의 공동과제를 구성하고 각 공동과제별로 다음과 같은 연구를 수행하여 온라인 터널 암판정 의사결정에 필요한 통합시스템을 개발하고 현장에서 활용할 수 있는 제도, 운영방안을 제시 하고자 함. ○ 시스템은 본 과제에서 연구 개발하고자 하는 모든 요소기술 및 제도화 방안 등이 집약되어 패키지화된 시스템의 성격을 갖게 됨. ○ 제1공동과제 : 위험지반 분류체계 개선 및 안정성 확보기술 개발 - 온라인 암판정시 전문가의 의사결정을 지원하기 위하여 주로 경험상수를 인용하여 적용해 온 위험지반의 지반정수를 산출상태, 실험 및 해석 등을 통하여 실증적으로 확보하여 이들의 DB를 구축함. - 또한 위해요소별 영향도를 정량적으로 평가하고 위험지반의 세부 암판정 기준을 제시하는 등 디지털 맵핑 기반 위험지반 평가기술을 개발함. - 지질맵핑을 통한 위해요소별 지질학적 및 공학적 특성을 반영하여 보강 설계시 활용할 수 있도로 보강범위와 개선 지반정수 등 최적지보규모 산정기준을 개발함. - 그리고 시공 시 굴진면의 불안정성을 실시간으로 감시하기 위하여 위해요소별 거동특성을 반영한 경보기준을 개발하고, 굴진면 변위의 다점 동시계측 및 분석이 가능한 굴진면 안전감시 활용기술을 개발함. - 제1공동과제에서 개발, 연구된 요소기술들은 제2공동과제에서 개발하고자하는 시스템의 D/B로 통합, 시스템 연계를 통해 온라인 원격 암판정 의사결정을 위한 중요한 정보를 제공함. ○ 제2공동과제 : 온라인 암판정 운영모델 개발 및 실용화 방안 연구 - 온라인 터널 암판정 의사결정체계를 구축하기 위하여 크게 지원시스템 개발과 개발 시스템의 적용을 위한 Test bed 및 제도, 운영방안 등에 대한 연구로 구성됨. - 지원시스템 개발에는 굴진면을 정량적으로 디지털 맵핑하고 활용하는 기술, 디지털 표준화한 터널시공 관련 정보의 DB 구축 및 분석기술, 자동화 터널 암판정 의사결정 지원 기술 등의 요소 기술 개발을 포함함. - 또한 온라인 터널 암판정의 단점 보완이 가능한 가상현장 회의 시스템을 통해 실제 현장 상태를 실시간 입체영상으로 제공하며 현장 기술자를 통해 현장 조사를 실제와 가깝게 가상체험 할 수 있는 기술을 개발함. - 고속도로터널, 철도 터널 등 2개소 이상 Test bed 적용을 통해 적용 시스템의 효율성 경제성 분석을 실시하고 개발된 기술의 성능 검증 및 시스템 고도화를 통해 현장 적용에 대한 타당성을 확보함. - 제도, 운용방안 연구분야에서는 온라인 터널 암판정 의사결정을 수행하기 위한 표준 프로세스 개발, 암판정단의 구성 및 운용, 현장적용을 위한 제도 및 관련 지침 등을 마련하여 새로운 터널 암판정 의사결정제도의 실용화 운용방안을 제시함. |
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| 최종보고서 | 터널시공 중 디지털 맵핑을 통한 온라인 암판정 기술 및 운영모델 개발_부록.pdf 터널시공 중 디지털 맵핑을 통한 온라인 암판정 기술 및 운영모델 개발_최종보고서_시스템 업로드 용.pdf | |||||