| 연구개발개요 |
○ 국내외적으로 겨울철 눈, 비 등에 의한 도로 결빙으로 인해 많은 교통사고가 발생하고 있고, 그 중에서도 운전자가 식별하기가 어려운 블랙아이스로 인한 사고의 위험성이 크게 대두되고 있으며, 최근까지도 블랙아이스는 ‘조용한 암살자’라고 불리우는 겨울철 운전자에게 가장 위협적인 요인으로 인식되고 있음○ 블랙아이스는 일반 빙판길과 다르게 육안으로 구분이 어렵고, 순식간에 형성되기도 하고, 블랙아이스가 덮힌 도로는 일반도로보다 14배, 눈길보다 6배 더 미끄럽기 때문에 사고가 발생할 확률이 더욱 높아지게 되며, 경찰청에 따르면 2014 ~ 2018년 블랙아이스로 인해 발생한 교통사고 사망자 수는 706명으로, 같은 기간 눈길 교통사고 사망자수 (186명)와 비교하면 3.8배 많은 수치임○ 2016년 서해안고속도로 광천나들목 16중 추돌사고, 2017년 일산대교 14중 추돌사고, 2018년 남해고속도로 17중 추돌사고 등 블랙아이스가 원인이 된 대형사고가 매년 반복되고 있으며, 특히, 2019년 12월 14일 경북 상주-영천 고속도로 상하행선에서 각각 발생한 차량 28중, 22중 연쇄 추돌사고로 인해 사망 7명, 부상 32명의 참사를 초래하게 된 원인 역시 ‘블랙아이스’로 지목되면서 이에 대한 우려가 커지고 있음○ 기존의 블랙아이스 탐지는 적외선 온도계 방식으로 실질적으로 생긴 얼음을 탐지하기 보다는 빙점으로의 접근 및 온도 변화 등을 감지하여 간접적으로 예측하고 있음으로 이는 도로의 온도를 간접적으로 측정하는 방법이고 적외선의 거리나 위치에 따라 실제 온도와의 차이를 보임○ 현재 대부분의 정부 및 지자체 기관에서는 블랙아이스에 대한 위험성에 대한 캠퍼인과 상습 결빙 구간이라고 판단되는 곳에 음성안내 서비스를 제시하는 것으로서 수동적인 방법이고 운전자에게 모든 부담주는 것으로 이는 국가적으로 해결해야 하는 이슈임○ 도로의 블랙아이스 및 결빙을 방지하는 방법으로 널리 사용되고 있는 제설제 살포 방식은 수많은 제설제와 제설제를 보관하는 창고, 트럭, 운용인력 등이 요구되어 비용이 많이 소요되나 국소적인 효과 등으로 저효율성을 나타내고 차량 부식과 부분 지역의 환경오염 등의 문제가 나타남○ 현재 제안되고 있는 적극적인 방지 대책으로 도로 포장 하부에 열선을 매립하여 열선을 통하여 도로 위의 결빙 구간을 녹일 수 있도록 하고 있지만, 1km 열선 설치에 수억원이 들어가고 운용 상의 문제 등이 발생 되고 있고, 특히 설치를 위해서는 기존의 도로 포장 부분을 일부 제거하고 열선 매립 공사를 해야 하기 때문에 과도한 비용 뿐 만 아니라 오랜 시간 교통을 통제해야 하는 문제점들도 대두되고 있음
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| 연구내용 및 범위 |
본 연구의 최종성과물은 탄소나노튜브 기반 도로 코팅제와 블랙아이스 탐지/제거 자동화 시스템 개발이며, 기술성숙도 (TRL) 3에서 출발하여 2년동안의 과제 종료시 TRL 5를 만족하고자 함. TRL 3의 설정근거는 본 연구에 제안된 탄소나노튜브 기반 도로 코팅제 개발의 기초연구는 2017년부터 시작된 다수의 국제논문 및 발표 등으로 출판한 근거로 기본적인 분석과 실험실 수준의 증명이 완료됨. 연구종료시의 TRL 5의 설정근거는 총 연구기간 21개월 및 총 연구비 4.9억원 민간부담금 포함)에 따라 1차년도에 성능평가 단계를 거쳐 2차년도에 실험실 내 유사환경에서 시험하는 단계까지 진입하는 것을 목표로 함.○ 본 연구의 최종 목표인 블랙아이스 탐지/제거를 위한 다기능성 재료 및 이와 연계된 시스템을 개발하기 위하여 본 연구팀에서 연구책임자가 2017년부터 영국 Department for Transport에서 수행했던 선행 연구결과를 바탕으로 탄소나노튜브 도로 코팅제 개발과 이엔지소프트와 연계한 사물인터넷 기반의 블랙아이스 탐지/제거 관리 시스템을 개발하고, 이를 기반으로 블랙아이스 탐지와 제거가 가능한 인텔리전트 도로 코팅 시스템 개발에 대한 연구를 진행하고자 함○ 주관기관 연구책임자는 2015년 미국 컬럼비아대학에서 다기능성 구조재료를 전공한 공학박사로서 이후 미국 카네기멜론대학교, 네덜란드 델프트공대, 그리고 영국 플리머스대학교 등에서 탄소나노튜브 기반의 다양한 기능화가 탑재된 건설재료에 대한 연구를 수행함. 특히, 나노 물질 분산 및 탄소나노튜브 폴리머 복합체의 제작과 특성 분석에 다년간의 연구 경험이 있으며, 최신 분산 및 측정 관련 장비 등을 보유하고 있어 원활하고 신속한 연구 진행을 통해 우수한 연구성과를 도출할 수 있음○ 주관연구책임자가 이미 형성하고 있는 국내외의 전문가(미국 컬럼비아대학교 Huiming Yin 교수 등) 그룹을 적극적으로 활용한 빈번한 연구자문 및 협력을 통하여 단기 문제 해결 및 기술의 고도화 추진할 예정임○ ㈜이엔지소프트의 연구책임자는 콘크리트공학을 전공한 공학박사로서 최근 약 10년간 건설 IT 융합기술에 대한 연구를 수행하여 왔기 때문에 본 연구에서 추구하고 있는 재료와 계측 그리고 IT 기술의 융복합 분야에 적합한 인물임.○ 또한 공동연구기관인 이엔지소프트는 스마트 건설 관련 융합기술 적용을 위한 소프트웨어 및 시스템 개발과 관련된 연구 및 개발에 특화된 기관으로써 다양한 관련 연구 개발 실적을 가지고 있으며, 웹 및 앱 개발을 통해 본 연구에서 개발하고자 하는 블랙아이스 탐지 및 제거 관리 시스템을 구축할 것임
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