| 연구개발개요 |
- 최근 도심부 도로가 갑자기 함몰되어 인명 ？ 재산 피해는 물론 시민들에게 불안감을 야기하는 사례가 빈번하게 발생하여 중요한 사회적 이슈로 부각되고 있음. 서울시의 경우, 최근 5년간 도로침하, 동공, 함몰 발생현황을 조사한 결과 총 3,328건이 발생하였으며, 연간 665건으로 발생건수가 점차 증가하는 추세임. 도로함몰로 인한 인명 ？ 재산 피해를 감소시키고 시민의 불안감을 해소하기 위해 도로함몰에 대한 대책 방안 마련이 시급한 상황임.- 본 연구는 국민의 안전을 위협하는 도로함몰을 예방하기 위한 기술개발 과제로써“국민안전 보장”이라는 국가 정책 목표에 부합. 또한 재해예방형 도로를 구축하고 보편적 사회복지에 공헌하기 위하여 「도로재해 저감을 통한 안전 대한민국 건설」을 본 연구의 비전으로 설정. 본 연구의 비전을 달성하기 위한 최종 목표를 「도로함몰 위험도 평가 및 분석기술 개발」로 설정하였음. - 「도로함몰 위험도 평가 및 분석 기술」이란,- ① 도로하부의 동공을 탐지하고 도로지지력을 평가하는 탐지 시스템을 이용하여 도로함몰과 관련된 데이터를 취득하고, ② 신호 및 영상처리, 통계적 이상상태 판단, 데이터마이닝 기법 등을 이용하여 도로 함몰 위험도를 분석하기 위한 기술로 정의되며, ③ 토질, 동공깊이, 동공크기, 도로지지력 등의 영향인자에 따른 도로함몰 위험도를 평가하기 위한 연구와 ④ 도로함몰 위험도 평가 및 분석 기술을 도로포장유지관리시스템(PMS)에 연계하여 적용하기 위한 실용화 연구를 포함함
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| 최종목표 |
- 국토해양부에서 미래도로의 지향점을 ‘재해 예방형 도로’로 설정하고 이의 위치와 역할을 분석하였으며 필요한 비전과 목표를 제시하였음. 이러한 재해 예방형 도로를 구축하여 보편적 사회복지에 공헌하기 위하여 「도로재해 저감을 통한 안전 대한민국 건설」을 본 연구의 비전으로 설정하였으며, 본 연구의 비전을 달성하기 위한 최종 목표를 「도로함몰 위험도 평가 및 분석기술 개발」로 수립하였음.- 기술 개발을 위한 기본 철학을 「고도화」, 「기술자립」, 「실용화」로 설정하였음.「고도화」는 첨단 기술 도입 및 개선을 통해 현 기술 수준을 세계 선도 수준으로 올리는 것이며, 「기술자립」은 장비에서 분석에 이르기까지 전반적으로 해외기술에 대한 의존도가 높은 상황에서 자체 기술을 확보하는 것임. 그리고 「실용화」는 현재 사회적 이슈가 되는 도심지 도로함몰 사고저감을 위해 현장에서 바로 적용 가능한 기술을 개발하는 것임. - 본 연구의 정량적 달성 목표는 탐지속도 20km/hr이상, 도로심도 1.5m이내, 동공크기 50cm 이상, 탐지 정확성 80% 이상, 분석시간 12시간 이내를 목표로 함.
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| 연구내용 및 범위 |
본 연구의 최종목표(도로함몰 사고 예방)를 달성하기 위하여 네 가지 핵심기술요소(Core Technical Element, CTE)를 설정. 각 CTE의 연구개발 범위 및 최종 목표 달성을 위한 연구 수행 내용은 아래와 같음.① CTE 1 : 도로함몰 위험도 탐지 시스템 연속식 도로지지력 평가 장비 (Rolling Dynamic Deflectometer, RDD), 지표투과레이더 (Ground Penetrating Radar, GPR) 등의 복합 탐지 시스템 구축 및 성능 개선을 통해 도로동공 발생 유무 및 포장 지지력을 평가함. GPR장비 개발은 연구범위에 포함하지 않음. GPR 장비 개발과 관련된 타 연구과제의 성과물을 활용하거나, 해외 장비와의 성능 비교 분석을 통해서 도로함몰 탐지를 위한 최적의 시스템을 구성하고, 기존 RDD 장비의 성능 (점검 범위, 점검 속도)을 개선하여 복합 장비 시스템으로 구성하기 위한 성능 개선을 포함.② CTE 2 : 도로함몰 위험도 분석 프로그램 GPR, LRIS(Laser Road Imaging System), RDD 등 취득된 복합 데이터로부터 도로 동공 위치 및 크기, 포장지지력을 자동 진단하기 위한 프로그램 개발. 동공의 유무 및 크기를 탐지하기 위한 GPR 영상데이터 처리 기술, 도로지지력 연약구간 탐지를 위한 통계적 이상상태 처리 기술, 복합데이터로부터 도로함몰을 자동으로 진단할 수 있는 자동처리 프로그램 개발을 포함하며, CTE 3으로부터 정의되는 도로함몰 위험도에 따라 분석된 결과를 도로함몰 위험도로 표출하는 도로함몰 위험도 평가 프로그램 개발을 포함. ③ CTE 3 : 도로함몰 위험도 평가 기술 기존 도로함몰 사례 조사, 시뮬레이션을 통한 도로함몰 영향 인자 규명, 실내실험을 통한 도로함몰 유형별 위험도 요인 평가를 수행함. 또한 동공의 위치 및 크기에 따라서 도로파손으로 진행되는 예측 기술 개발. 도로동공 위치 및 규모에 따른 도로파손 수명을 예측하고, 실대형 포장 가속시험을 통해 검증함. CTE 2의 분석 결과를 최종적으로 도로함몰 위험도로 평가하여 예방적 도로관리를 수행하기 위한 학술적, 실험적 근거를 마련할 수 있음. ④ CTE 4 : 재난예방형 도로관리시스템 위험도 기반 예방적 도로관리 시스템 구축을 위한 실용화 연구. 도로 진단/관리 수행 기관에서 마련해야하는 현장조사 자료 DB 및 위험도 분석 조서, 위험도 기준에 따른 도로함몰 복구대응 매뉴얼, PMS 연계(안) 등의 연구 내용을 포함하고 있음.핵심연구성과① CTE 1 : 도로함몰 위험도 탐지 시스템- 동공 탐지를 위한 복합탐지 시스템 - 탐지 시스템의 운용 및 데이터 취득 매뉴얼 - 개발된 자동탐지 기술 신뢰성 평가 지침(안)② CTE 2 : 도로함몰 위험도 분석 프로그램- 도로하부 탐지 데이터 처리 프로그램- 데이터마이닝을 이용한 도로함몰 자동진단 프로그램- 도로함몰 위험도 평가 프로그램③ CTE 3 : 도로함몰 위험도 평가 기술- 도로함몰 발생 확장 모형 - 도로함몰 메커니즘 검증을 위한 실대형 테스트베드④ CTE 4 : 재난예방형 도로관리시스템- 도로함몰 위험도 분석 조서- 도로함몰 위험도 기준 지침(안) 및 복구대응 매뉴얼- 도로함몰 위험도 반영 포장관리시스템(PMS) 연계(안)
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