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과제기본정보

재난 시나리오(태풍, 호우, 지진) 기반 수변구조물 통합안전관리 기술 개발6년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 18SCIP-B065985-06
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 자연재해 저감기술 적용분야 사회질서 및 안전
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 재난 시나리오(태풍, 호우, 지진) 기반 수변구조물 통합안전관리 기술 개발
주관연구기관 한국수자원공사
총괄연구 책임자 성명 신동훈
소속 한국수자원공사 직위 연구소장
기관 대표번호 042-870-7505 FAX 042-870-7499
총 연구기간 2013-06-01 ~ 2019-03-31
당해연도 연구기간 2018-04-01 ~ 2019-03-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
6차년도 1,862,000,000 70,807,000 561,833,000 632,640,000 2,494,640,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 비전 및 목표 -
ㅁ 재난 시나리오(태풍, 호우, 지진) 기반 수변구조물 통합안전관리 기술 개발 연구단의 핵심목표는 2020년까지 수변구조물 재해 예방 및 유지관리기술 수준을 20%이상 향상시키고 복구 대응시간 50% 저감을 위한 분산정보 공유형 수변구조물 관리기술을 실현함으로써 최근 기후변화에 따른 기상이변에 대응하는 ICT 기반 첨단 예방적?통합적 재해 및 유지관리체계를 구축하고 이를 통한 안전사회구현을 비전으로 함.

-연구개발과제 구성-
ㅁ 본 ‘재난 시나리오(태풍, 호우, 지진) 기반 수변구조물 통합안전관리 기술 개발’ 연구‘는 효율적인 수변구조물 유지관리 및 방재시스템 구축에 기여할 수 있도록 재해관리 단계별로 중점연구 분야를 배치하고 상호 연관성 및 미래기술이 접목된 핵심기술개발이 도출되도록 3개의 세부연구과제로 구성하였음.
ㅁ수변구조물 Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 개발 : 자연재해 및 재난에 의해 시설물에 발생하는 위험도와 관련하여, 수변구조물 재해판정을 위한 통합 모니터링 및 패턴분석 기술을 개발하고, 실시간 수변구조물 안전도를 평가하는 시스템을 개발
ㅁ다중시나리오 기반 재난대응 의사결정지원 체계(DRiMSS) 기술 개발 : 다중 시나리오 기반 재난대응 의사결정지원 통합엔진 개발, 재난의사결정 지원 제방취약도 평가시스템 개발, 고정밀 공간정보 기반 위험도 표출 시스템 구축 등을 통해 수변구조물 위험도 및 지류하천 제방취약도 정보를 최단시간 내 제공하여 재난대응시간 단축기술 개발
ㅁ피해 복구를 위한 원스톱 수변구조물 통합관리기술 개발 : 재해 발생 후 항공지상 정보 플랫폼을 통해 입수한 영상정보를 분석하여 수변구조물의 피해를 평가하고, 수변구조물의 피해 복구를 위한 통합운영 및 리소스 연계 기술을 개발
ㅁ또한 본 연구에서는 재해피해의 대부분을 차지하는 태풍, 호우 및 최근 발생횟수가 높아지고 있는 지진에 대하여 교량, 댐(저수지 포함), 하천(제방, 수문 등), 옹벽 및 절토사면 등의 수변구조물의 안정성을 확보하고 재난발생 시에도 신속한 피해복구가 가능하도록 실용화 연구에 초점을 둠
최종목표 ㅁ수변구조물의 Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보 기술, 다중시나리오 기반 재난대응 의사결정지원 시스템 구축기술, 피해복구를 위한 원스톱 수변구조물 통합관리기술 등으로 구성되는 수변구조물 통합플랫폼 구축을 통하여 실시간 시설물 안전도 평가, 30분 내 피해정보 제공, 대피시간 1시간 단축 등 수변구조물의 효율적 유지관리를 실현함과 동시에 및 원스톱 피해복구 의사결정시스템을 제공함으로서 재해 대응성 강화 및 복구대응시간 50% 저감을 목적으로 함.
연구내용 및 범위 ㅁ재난 시나리오 기반 수변시설물 통합플랫폼 개발성과를 K-water 시설물(댐, 보, 제방, 옹벽, 사면, 교량 등 ) 관리에 적용하여 수변구조물 유지관리 효율 및 재해 대응성 향상을 목적으로 한 연구사업 성격임.
ㅁ수변구조물 위험도 정보 30분 내 제공 및 재해대응 시간 1시간 단축 근거
­ 구조물 상태평가 정보 생성에 10분이 소요되며 이후 시설물 위험도맵으로 재가공하는데 5분이 소요됨. 따라서 최적화된 조건 하에서 해저드맵 플랫폼을 통해 시설물 위험도 정보를 제공하는데 10분이 소요되며, 데이터 재분석 및 의사결정에 필요한 시간을 포함하여 약 30분이 소요될 것으로 기대
­ 2011 일본 Tohoku 지진시 해저드맵 시스템을 구축·활용한 결과, 사용하지 않은 지역 보다 피난율 10% 향상 및 피난시간 1시간 단축의 효과를 가짐
ㅁ피해복구 실행계획 3시간 이내 제공 근거
­ 현재 우라나라의 재해에 대한 중요 국가시설 붕괴에 따른 신속한 복구기술은 선진국 대비 30% 수준으로서 원스톱 피해복구시스템을 구축을 통한 신진국 수준의 재해 대응능력 강화 기대
­ㅁ 영상정보기반 다차원 피해정보 분석 및 평가시스템과 현장 피해복구 정책 결정자의 의사결정을 지원하는 시스템 개발을 통한 재해복구비용 저감 기대
­ 항공/지상 영상정보를 이용한 수변구조물 피해영상 획득 2시간, 피해영상정보 분석에 30분이 소요됨. 분산정보 공유형 피해복구 의사결정 지원시스템에서 복구시나리오에 따른 복구실행계획 도출에 30분이 소요되어, 총 3시간이 소요될 것으로 기대
ㅁ Risk Map 기반 수변구조물 통합플랫폼은 본 연구의 최종 성과물로서 1세부과제에서는 재난시나리오별 시설물의 구조적 안정성을 기분석하고 실시간으로 제공되는 시설물의 계측정보와 정밀진단 등에서 제공하는 상태정보를 바탕으로 재해 및 구조물별로 안전도 Chart를 작성함으로써 수변구조물의 안정성을 실시간으로 제공하는 안전도 평가시스템을 개발하며, 2세부과제에서는 1세부과제에서 제공받은 시설물의 안전도(취약도)와 시설물 중요도 기반 위험도평가를 수행하여 이를 3D GIS 기반의 표출시스템과, SNS 기반의 확산 시스템으로 구축 하도록 하였음. 3세부과제에서는 재해발생시 신속한 대응과 효율적인 복구를 위하여 피해지역의 영상정보를 바탕으로 하는 원스톱 피해복구 지원 시스템을 개발함.
ㅁ상세 핵심성과
­ = 재난 시나리오(호우, 태풍, 지진) 기반 수변구조물 안전도 평가차트 개발 기술
­ 계측기반 실시간 안전도 평가 개발 기술
­ 수변구조물 실시간 통합 안전도 평가 시스템 구축 기술
­ 재난 시나리오 기반 통합안전관리 실용화 방안 및 플랫폼 개발 기술
­ 다중시나리오 기반 재난대응 의사결정지원 통합엔진(DRiMSS)
­ 재난의사결정 지원 지류하천 제방 취약도 평가 시스템
­ 고정밀 공간정보 기반 시설물별 Risk 정보 표출 시스템
­ 시설물 Risk 정보 확산 시스템
­ 분산정보 공유형 피해복구 의사결정 지원 시스템
­ 항공/지상 수변구조물 피해 영상정보 획득 시스템
­ 영상기반 다차원 피해정보 인식 및 지원 모듈
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
6차년도 ㅁ 재난 시나리오(호우, 태풍, 지진) 기반 수변구조물 안전도 평가차트 개발 (IV)
ㅁ 계측기반 실시간 안전도 평가 개발 기술 및 TB 검증
ㅁ 수변구조물 실시간 통합 안전도 평가 시스템 TB 적용 및 보완 (I)
ㅁ 재난시나리오 기반 통합안전관리 플랫폼 운영 및 실용화 방안 수립 (I)
ㅁ 재난대응 의사결정지원 시스템(DRiMSS) 및 표출/확산시스템 TB 적용 및 검증
ㅁ 피해복구 실행 관리 모듈 개발
ㅁ 현장 시범 적용
- 수변구조물 위험도 분석 수문시나리오 개발(Ⅰ)
- 수리학적 위험도 정보제공 시스템 구축
- 호우/태풍에 대한 보/옹벽/교량 구조물의 안전도평가를 위한 정밀해석
- 시나리오기반 안정성 평가 시스템 최적화
- 수재해 안전도평가 차트 (보)
- 계측데이터 신뢰성 향상 및 안전도 평가 기법 TB 적용 및 검증(Ⅰ)
- 수변구조물 계측시스템 TB 적용 및 검증(Ⅰ)
- 수변구조물 Risk 정보기반 안전도 평가시스템 TB 적용
- 통합DB 연계 구축 및 검증
- 통합안전관리 플랫폼 TB 적용 및 운영 (I)
- 시스템 통합 테스트
- 통합안전관리 플랫폼 실용화 방안 수립 (I)
- 시스템 TB 적용
- 엔진 적용성 평가 및 보완
- TB 적용 인벤토리 데이터 적용성 및 호환성 검증
- 현장 환경 적용 최적솔루션 도출
- 재해정보 표출용 하드웨어 구축
- 복구 실행 관리 기술 개발
- 피해복구 실행 관리 모듈 구축
- 피해 복구 효과 예측 기술 개발
- 시나리오 전문가 평가 및 테스트베드 시범 적용
- 공유 연계기술 개발
- 현장 시범 적용
연구성과 기술적 기대성과 ㅁ 최근 증가하는 기상변동성 및 기후변화에 능동적으로 대처할 수 있는 위험도 해석기반의 확률론적 위험도 평가기법 개발을 통한 대응기술 마련
ㅁ 시설물에 작용하는 다중 하중의 발현을 고려할 수 있도록 모형 개발을 통한 다양한 형태의 위험도를 고려할 수 있는 실시간 위험도 해석기술 개발
ㅁ 항공우주기술 및 영상처리기술의 융합기술 확보를 통해 차세대 성장 동력 확보
ㅁ 기존 5일 정도 소요되던 영상 분석 결과를 기상청 예보 수준인 30분 이내로 접근시켜, 실시간 재난 예측 및 대응을 가능케 하는 기술 확보
사회 경제적 파급효과 ㅁ 자체기술 개발을 통한 분산정보 공유형 수변구조물 통합관리기술 개발을 통한 수변구조물 안정성 확보 분야의 구체적인 전략 수립 및 연구개발 활동 추진에 따른 국제사회에서 관련 분야의 국가 위상 향상
ㅁ 통합운영 및 연계기술 확보를 통한 선진국형 시설물 안전관리체계 구축 및 효율적인 재해대응으로 피해 최소화
ㅁ시설물 위험도 예경보, 재난대비 위험도 지도, 재해관리정보 등의 제공을 통한 시설물 안전도 및 국민 삶 향상
ㅁ재해정보 및 시설물 위험도 정보 연동을 통한 신속한 복구활동 지원 및 재해복구 소요기간 단축
ㅁ기존의 인적·물적 피해저감 위주의 수동적 재난관리체계에서 시설물을 적극적으로 활용하는 능동적 대응체계로 전환
ㅁ수변구조물 통합운영 및 연계기술 확보를 통한 선진국형 시설물 안전관리체계 구축 및 효율적인 재해대응으로 피해 최소화
활용방안 ㅁ본 연구단의 주관기관인 K-water에서는 댐, 보, 사면 및 그 주변시설물을 관리하는 기관으로서 연구성과 검증을 위한 Test-bed를 제공하고 실용성을 확인하게 됨.
ㅁ본 연구단에서 개발될 Risk Map 기반 수변구조물 통합플랫폼의 실용성이 확인될 경우에는 현재 K-water가 관리하고 있는 시설물을 통합관리할 수 있는 K-water 통합안전관리시스템으로 발전시킬 계획이며, 이를 상품화하여 수변구조물을 관리하고 있는 기관이나 정부에서 활용할 수 있도록 사업화를 추진할 계획임.
ㅁ또한 자연재해에 의한 피해는 국내에 국한된 것이 아니기 때문에 본 연구과제를 통해서 개발된 통합안전관리시스템은 국내뿐만 아니라 해외의 시설물 안전관리 시장에까지 진출이 가능할 것임.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 수변구조물 재난관리 통합안전관리 실시간 해저드맵 피해복구
영문 Waterside Structure Disaster Management Integrated Safety Management Real Time Hazard Map Damage Restoration
최종보고서
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