R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616CTAP-C078484-03 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 3D 공간지형정보모델을 활용한 도로배수시설 설계/수량 자동 산출 시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-10-16 ~ 2017-10-15 | |||||
| 연구책임자 | 임시홍 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 288,000,000 원 기업 : 100,000,000 원 계 : 388,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 800,000,000 원 기업 : 275,000,000 원 계 : 1,075,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)한길아이티 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-002121-01 | |||||
| ISBN | 0 | |||||
| 주요 내용 |
- 배수계획은 최근 기후변화의 영향으로 국지성호우에 따른 재해 및 도로안전에 직접적인 영향을 주고, 수로의 단절 및 변경은 자연환경변화 및 토지이용계획 등 생활권에 직결되므로 도로계획 업무에서 가장 중요한 공종임 - 하지만, 배수공 설계는 노선계획시 반드시 선형과 함께 검토되어야 하는 공종으로써 타 공종(토공, 교량공, 터널공, 포장공, 부대공, 사면, 기초)의 계획을 좌우하는 중요한 공종임에도 자동화된 소프트웨어가 없음 - 이와 같은 이유로 도로노선 검토단계에서는 수많은 대안노선을 검토하는 과정에서 복잡하고 많은 입력을 통한 CAD 기반 수작업 설계, 재설계시 발생하는 유사 작업의 무한 반복으로 인한 엔지니어링 생산성 저하 및 단순 계산 오류 등으로 인해 수리 검토를 하지 못한 채 노선을 선정하게 되며, 실시설계 단계에서 배수계획으로 인한 선형 변경 및 재검토 등으로 공사예산이 증가하는 사례가 빈번히 발생되고 있음 따라서, 본 연구는 이와 같은 문제점을 극복하고 엔지니어링 업무를 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 3D 지형 정보 모델기술을 개발하여 지형-도로선형-배수시설을 연계한 통합 배수시설 설계자동화 시스템을 개발하는 것을 최종 목표로 하고 있음 [최종목표] ？ 3D 도로 계획 최적 지형 정보화기술을 활용하여 지형-도로선형-배수시설 통합 연계모델 배수시설 설계 자동화 기술 개발을 통한 토목분야 건설정보모델 구축. 세부 목표는 다음과 같음 - 토목인프라분야 통합정보화 모델구축을 위한 공간지형정보 생성 시스템 개발 - 3D지형 및 도로선형을 기반으로 자동수리해석 및 배수설계 시스템 개발 - 엔지니어링 생산성 및 기술경쟁력 강화를 위한 배수공 설계도서 및 수량산출 시스템 개발 [연구내용 및 범위] ？ 수치지도를 이용하여 인프라구축에 필요한 넓은 범위(100km)의 3차원 DEM, TIN 지형모델 생성 ？ 토질조사 자료를 이용한 3차원 지층구성 알고리즘 개발 ？ 3차원 도로노선계획의 기하구조 알고리즘 개발 - 일반적으로 설계에서 사용하는 IP법 및 산악지형에 적합한 Element법 모듈개발 - Corridor에 의한 3차원 도로생성 알고리즘 개발 ？ 생성된 3D지형과 3D도로를 이용하여 유역면적 및 유로의 자동계산 ？ 횡단배수시설에 대한 수리계산 및 위치의 자동결정 알고리즘 개발 ？ 비탈면배수시설에 대한 유역면적 및 측구위치에 따른 동수경사 자동계산 ？ 노면배수시설에 대한 수리계산 및 도수로, 집수정 설치위치 및 규격결정 ？ 수리계산서 및 설계도의 자동 작성 ？ 배수 수량산출서의 자동작성 ？ 상기 3가지 핵심 연구 수행 내용별 성과물은 다음과 같음 - 토목인프라 분야 통합정보화 모델 구축을 위한 공간지형정보 생성 시스템 개발 √ 기반정보모델인 3D공간지형 생성 프로그램 √ IP법 및 Element법에 의한 선형설계기술 - 3D지형 및 도로선형 기반 자동 수리해석 및 배수설계 시스템 개발 √ 3D지형 모델을 활용한 유역생성 기술 개발 √ Cell Network을 이용한 유로 분석 기술 개발 √ 배수설계용 시설물 공용 라이브러리 구축 - 엔지니어링 생산성 및 기술 경쟁력 강화를 위한 배수공 설계도서 및 수량 산정 시스템 개발 √ 배수설계 자동 설계도서 추출 프로그램 √ 배수설계 자동 수량산출 프로그램 ？ 수계산 또는 수동 입력을 통해 이루어지던 수리계산에 비해 입력을 자동화함으로써 수리계산의 오류를 줄여 구조물의 정확한 규격 계산을 할 수 있을 것으로 기대 ？ 설계비를 제외한 공사비의 92~93%를 차지하는 시공단계의 비용을 15%원가 절감하는 효과 기대 ？ 본 기술개발은 도로계획 공종 중 가장 중요하고 기본이 되는 배수설계 공종의 기술개발로써 터널, 교량 및 도로 전 분야로 확대 연구가 가능함 3차 연도 ① 개발 목표 - 주관연구기관((주)한길아이티) ？ 수계산 또는 수동 입력을 통해 이루어지던 수리계산에 비해 입력을 자동화함으로써 수리계산의 오류를 줄이고, 엔지니어링 생산성 및 정확성을 향상시킬 수 있는 배수공 자동 설계도서 및 수량 산정 시스템 개발 - 참여기관(동성엔지니어링) ？ 프로그램의 엔지니어링 적용성 향상을 위하여 실무적 관점에서 요구사항 도출 및 반영과 테스트베드를 통한 실무 적용성 검증 수행 |
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| 색인어 | 한글 | 3차원 공간 지형정보 모델 | 3차원 도로 선형 설계 | 도로배수설계 | 설계자동화 | 배수 수량산출 |
| 영문 | 3-Dimensional Geo-Spatial Information Model | 3-Dimensional Road Alignment Design | Road Drainage Design | Design Automation | Calculation of Drainage Discharge | |
| 최종보고서 | 최종보고서_한길아이티_20180129.pdf | |||||