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과제기본정보

비탈면 대상 조사·점검 개선 및 보강시설 노후화 대응 기술 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 21SCIP-C151408-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 시설물점검 진단기술 적용분야 기타 공공목적
2순위 건설 교통 | 국토공간개발기술 | 국토지능화 공간정보 실용화대상여부 실용화
3순위 지구과학(지구 대기 해양 천문) | 자연재해 분석 예측 | 산사태발생 분석 예측 과제유형 개발
과제명 비탈면 대상 조사·점검 개선 및 보강시설 노후화 대응 기술 개발
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 권오일
소속 한국건설기술연구원 직위 연구위원
기관 대표번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2019-04-08 ~ 2021-12-31
당해연도 연구기간 2021-01-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 1,435,000,000 48,000,000 432,000,000 480,000,000 1,915,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 자연사면 구간을 포함하는 비탈면 지형 및 속성정보의 3차원 도면화 기술 기반의 위험/취약부 자동추출 및 평가 기법을 개발하고, 현장에서 간편하게 토층심도 등 지층정보를 조사/분석할 수 있는 장비 개발을 통하여 지금까지 인력에 의존하던 비탈면 조사, 점검 기술을 첨단장비 기반 기술로 선진화하고자 함. 또한 비탈면 보호·보강시설과 계측/모니터링 장비의 성능평가법을 표준화하고 유지관리 이력정보 기반의 사용성능 평가기준을 정량화함으로써 보다 체계적인 비탈면 유지관리 가이드라인을 제시하고자 함
최종목표 ○ 4차 산업혁명 대응 디지털 기반 국토정보 기술 고도화를 위한 비탈면 조사·점검 및 유지관리 선진화 기술 개발
- 비탈면 정보 3차원 도면화를 통한 위험/취약부 자동추출 기술 개발
: 비탈면 정보 3차원 도면 구축 및 위험/취약부 자동추출 S/W (제품 개발)
- 자가 굴진이 가능한 휴대용 시추기 및 지층정보 자동분석 기술 개발
: 휴대용 시추기 및 지층정보 자동분석 S/W (제품 개발)
- 유지관리 이력정보 기반 비탈면 보호/보강시설 성능평가 기술 개발
: 비탈면 보호/보강시설 정량적 성능 평가기준 및 관리 가이드라인 (평가 및 관리기준)
- 비탈면 계측/모니터링 장비의 내구수명 사용성능 검인증 기술 개발
: 비탈면 계측기기 성능 검인증 및 제도개선 (검인증 및 제도화)
연구내용 및 범위 ○ 비탈면 정보 3차원 도면화를 통한 위험/취약부 자동추출 기술
: 드론(UAV)에서 취득한 영상정보를 photogrammetry 방법을 이용하여 3차원으로 도면화하고, 해당 지형정보를 이용하여 대상 비탈면과 연접한 산지 취약사면을 포함하는 확장된 비탈면 영역의 위험/취약성 평가기법을 개발함. 3차원 영상기반 위험/취약부 추출 결과를 중심으로 비탈면 위험/취약 평가표 개정(안)에 적용함. 기존 절토사면 유지관리시스템(CSMS)의 비탈면 속성정보(DB)와 연계하여, 실무 비탈면 조사, 점검, 평가 업무에 활용할 수 있는 개선된 유지관리 기술을 개발함
- 비탈면 3차원 전자도면 구축 알고리즘
- 비탈면 위험/취약부 분석 프로그램
- 비탈면 위험/취약 평가표 개정(안)
○ 자가 굴진이 가능한 휴대용 시추기 및 지층정보 자동분석 기술
: 현장점검자가 인력으로 운반 가능한 휴대용 시추장비를 개발하고자 함. 본 장비는 자가 굴진이 가능한 구동부와 비탈면 취약도 평가에 필요한 지층 및 지반정보를 측정할 수 있는 각종 센서를 포함하며, 데이터 전송장치 및 신뢰도 90% 이상의 지반정수 도출이 가능한 데이터 분석 알고리즘이 포함된 전용분석모듈을 포함하고자 함
- 비탈면 지층조사용 휴대용 시추기
- 시추기 지층정보 계측 센서 및 데이터전송 시스템
- 현장시추정보를 이용한 지반정수 자동분석소프트웨어
○ 유지관리 이력정보 기반 비탈면 보호/보강시설 성능평가 기술
: 비탈면 보호·보강시설 성능 평가기술에서는 앵커, 기대기식옹벽, 낙석방지울타리, 낙석방지망, 산마루측구, 수평배수공 등의 비탈면 보호·보강시설에 대한 국내·외 문헌조사, 실내 및 현장시험, 현장 검토, 수치해석 및 관련 전문가 의견 등을 통하여 사용 성능 평가항목을 발굴하고, 관리자로 하여금 정량적 성능 평가가 가능한 보호·보강시설별 성능 평가표 개선(안)을 제시하고자 함. 또한, 3차원 영상정보를 활용하여 빠른 시간에 시설물 손상도 추출이 가능한 자동화 기술을 개발하여 유지관리 이력정보 기반의 성능평가 체계를 구축하고자 함
- 비탈면 보호·보강시설별 정량적 성능 평가표 개선(안)
- 비탈면 3차원 영상정보 기반 비탈면 보호·보강시설 손상도 자동추출 솔루션
- 이력정보 기반 비탈면 유지관리 가이드라인(안)
○ 비탈면 계측/모니터링 장비의 내구수명 사용성능 검인증 기술
: 기존/신규 계측기기에 대해 환경조건을 고려한 성능평가 방법을 도출하고 이를 통해 내구수명 평가 등의 신뢰성 분석방법을 제시하여 계측기기 내구성능 평가 방안을 개발하고자 함. 또한, 도출된 성능평가 방안을 장기공용성(옥외폭로 등) 평가, 실내/현장 성능 평가를 통해 문제점을 보완 및 검증하여 실무 보급하고 향후 제도화가 가능한 수준의 비탈면 계측기기 성능평가 매뉴얼을 제시하고자 함
- 환경영향성을 고려한 유지관리 기반 비탈면 계측기기 성능평가 매뉴얼
- 유지관리 기반 계측기기 데이터 분석 가이드라인
- 시설물 성능평가 제도개선(안)
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 ○ 4차 산업혁명 대응 디지털 기반 국토정보 기술 고도화를 위한 비탈면 조사·점검 및 유지관리 선진화 기술 개발
- 비탈면 정보 3차원 도면화를 통한 위험/취약부 자동추출 기술 개발
- 자가 굴진이 가능한 휴대용 시추기 및 지층정보 자동분석 기술 개발
- 유지관리 이력정보 기반 비탈면 보호/보강시설 성능평가 기술 개발
- 비탈면 계측/모니터링 장비의 내구수명 사용성능 검인증 기술 개발 		○ 비탈면 위험/취약부 분석기술
- 비탈면 위험/취약 판정 항목 추출
○ 지형정보 3차원 도면화 기술 개발
- 비탈면 위험/취약부 자동추출을 위한 DB 구축
- 비탈면 3차원 전자도면 구축 자동화 기법 개발
○ 비탈면 위험 취약부 자동추출 프로그램 개발
- 2차원 영상정보 및 AI 기술기반 평가인자 분류용 학습모델 구축 및 최적화
○ 비탈면 지반조사용 휴대용 시추기 개발
- 국내외 휴대용 시추기 조사 분석
- 휴대용 시추기 부착용 드릴링 파라미터 계측기술 조사 분석
- 비탈면 토사층 용 드릴링 파라미터 측정 센서 적용 설계 및 제작
- 휴대용 시추기용 모듈 설계 및 개발
○ 비탈면 지반정보 복합계측센서 및 분석기술 개발
- 비탈면 조사 분석 관련 기술 분석
- 지층정보 복합계측센서 기술 개발
- 계측센서 제어 및 데이터수집/분석/전송을 위한 현장 통합단말기 설계
○ 유지관리 이력정보 기반 비탈면 보호/보강시설 성능평가 기술 개발
- 비탈면 보호/보강시설별 성능 평가항목 도출
- 비탈면 유지관리 이력정보 수집 및 분석
○ 비탈면 계측/모니터링 장비의 내구수명 사용성능 검인증 기술개발
- 비탈면 계측기기 성능검사 대상 연구
- 환경조건을 고려한 계측기기별 성능검사 기준 연구
연구성과 기술적 기대성과 ○ 국토교통부 도로관리기관에서 수행하고 있는 비탈면 유지관리 업무의 인력 및 시간적 한계 극복
○ 고속도로, 철도, 지방도 등 비탈면 유지관리 관계기관 공동 활용이 가능한 범용기술 확보
○ 비탈면 및 보호·보강시설의 노후화 및 미래환경·기술수요 변화에 능동적 대응 가능
○ ICT 기술융합으로 지질·지반의 불확실성과 연구개발기술의 상용화 사이 데스밸리 극복 가능
○ 타 시설물에 적용되고 있는 생애주기 기반 유지관리의 기술적 한계 해결 가능
○ 융합센서를 탐재한 휴대용 시추기 활용으로 시추자의 주관에 의존하던 조사의 신뢰성 개선
○ 인력기반의 사후적 위험도 평가에서 디지털 정보기반의 선제적 위험도 평가로 패러다임 전환
○ 산지 및 급경사지 등 난접근 지역에 대한 정보를 획등함으로써 토사재해 정보관리의 질적 수준 향상을 도모할 수 있음
○ 시설안전법 등 관련 지침상의 유지관리 기술 개선 및 성능평가 신뢰도 향상
사회 경제적 파급효과 ○ 인력기반 비탈면 조사 시 조사자의 안전문제 해결
○ 드론 활용을 통해 최소인력으로 신속한 비탈면 조사 가능하여 관련 예산의 50% 절감 기대
○ 선제적 위험도 평가를 통한 즉각적 보수보강 계획 수립 및 관리를 통해 비탈면 유지관리 예산 투입 효용성 증대
○ 환경조건 기반 성능평가를 통해 계측기기 사용연수 확보가 가능하여 경제적 효과 기대
○ 신뢰도 높은 비탈면 계측 데이터 확보로 선제적 대응 및 계획 수립을 통해 예산 절감 효과 기대
○ 영상처리 기술, 인공지능 기술 등 4차 산업혁명 관련 산업 성장에 기여
○ 육안점검 및 평가 등 기존 전문가 수준의 조사업무가 첨단장비 및 정량적 평가가 가능하여 경험이 부족한 신입인력으로도 수행이 가능해지기 때문에 청년일자리 창출 효과 발생
○ 비탈면 보호/보강공법 및 계측/모니터링 장비의 성능평가와 인증제도 관련 신규 일자리 창출
활용방안 ○ 활용 계획
- 일반국도 도로비탈면 유지관리시스템(CSMS)과 연계 및 업무 프로세스 개선
- 급경사지 및 산사태 위험지역의 현장조사 및 데이터베이스 구축 시 활용 가능
- 비탈면 안전점검/진단/성능평가 전문업체에 기술이전 및 확대보급
- 지반조사 미래원천기술 확보로 관련분야 후속연구 및 기술 확대 재생산에 기여
- 지질 및 지반조사 전문업체에 장비 및 소프트웨어 패키지 판매를 통하여 수익 창출
- 시설안전법 상 성능평가 기술의 개정/보완 등 제도화와 실무 매뉴얼 보급
- 국내 비탈면 보호·보강시설 및 계측 장비의 성능인증제도 도입 기준으로 활용
- 장기적으로 제도화를 통하여 성능평가 및 인증사업 추진
○ 기대 효과
- 비탈면 유지관리 업무의 인력 및 시간적 한계 극복
- 비탈면 및 보호·보강시설의 노후화 및 미래환경·기술수요 변화에 능동적대응 가능
- 인력기반의 사후적 위험도 평가에서 디지털정보기반의 선제적 평가로 패러다임 전환
- 첨단장비 활용 및 선제적 위험도 평가를 통한 비탈면 유지관리 예산 절감
- 영상처리 기술, 인공지능 기술 등 4차 산업혁명 관련 산업 성장에 기여
- ICT 융합기술 관련 청년일자리 및 성능평가와 인증제도 관련 신규 일자리 창출
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 3차원 도면화 위험/취약부 자동추출 휴대용 시추장비 비탈면 성능평가 계측장비 내구수명
영문 three-dimensional drawing Automatic extraction of risk/weakness department portable drilling equipment Performance Evaluation of slope Durability life of Measurement equipment
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 붙임_[국토교통 연구개발사업 최종보고서]-비탈면 대상 조사·점검개선 및 보강시설 노후화 대응 기술 개발.pdf   다운로드

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