| 1차년도 |
* 현행 도로건설 정책 및 제도의 분석* 친환경 도로설계 기술의 개발을 위한 기초자료 수집* 친환경 도로건설 자료수집 및 분석* 토양환경변수-미생물생태변수간의 정량적 상관관계의 연구* 기존 설계 요소의 개선방향 설정* 도로 배수 시험유역의 선정 및 운영* 수로 및 암거 설계기법 개선* 기존 배수설계 요소의 개선방향 설정* 지형.공간 정보 분석 시스템 개발* 최적선형 탐색기법 연구* 3차원 도로경관 시뮬레이션 * 공사비산정 및 경제성 분석 시스템* GIS기반의 도로 설계용 데이터 취득* LCC를 고려한 경제성 분석* 경제성분석 프로그램 알고리즘 정립* 첨단기술을 고려한 도로설계기준 정립* 국내 자료 수집 및 분석* 국/내외 산지부 도로 설계기준 및 연구 환경 분석* 휴게소 기능향상을 위한 기초 연구* 관련자료 수집 및 검토* 도로 안전 및 기능향상 설계기술 개발(1)
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* 기존 자연생태 관련사항 수치/등급화 연구수집 및 분석* 기존 대기질 등 환경질 예측모델 수집 및 분석* 기존 도로 선형 설계 제약인자 결정사항 분석* 친환경 도로건설지침 및 건설환경관리 표준시방서 분석* 친환경 도로건설 관련 법 제도의 분석* 도로설계에서의 Eco-design 개념 도입 분석* 차후 도로 개발 예정자들 중 연구 지역 선정* 국내외 자료수집 및 분석* DB 구축 및 입력 Data 선정 방안* 해당자료취합분석* 세부추진계획 재검토* 연구내용 확정승인 (소요장비, 실험계획서 포함)* 토양환경변수 분류* 기존토양도자료의 획득 및 분석* 토양미생물생태변수들 중 환경보전 및 복원능에 관련된 사항들 도출* 환경변수-미생물생태변수간 상관관계 문헌조사* 대상지역의 토양미생물생태군집다양성분석* 자료수집, 문헌조사* 국내 도로배수시설 설계 현황검토* 외국의 도로배수시설 설계지침 검토* 유관 규정 또는 지침서 검토* 기존 설계 요소의 기술적 검토 및 개선방향 설정* 강우-유출 모형 검토* 도로 배수 시험유역 선정 및 운영* 유량 측정* 기존의 수로 및 암거 설계기법 검토 및 개선방향 설정* 국내 도로배수시설 설계 현황 검토* 외국의 도로배수시설 설계지침 검토* 유관규정 또는 지침서 검토* 기존 설계 요소의 기술적 검토 및 개선방향 설정* 경사, 표고, 향 분석 모듈 개발* 수치지형도에서 주제별 레이어 추출 모듈 개발* GIS 기반의 도로 설계용 데이터 개발* GALib의 커스터마이징* 유전자 변형 모듈 보완* 복합유전자 처리기법 연구* 3D 객체 모델링 모듈 개발* 도로 형상 모델링 모듈 개발* 터널 형식선정 모듈 개발* 데이터 취득 지역 선정* 항공레이저측량 및 디지털 카메라 데이터 취득* 도로노선 가치분석 및 LCC 분석을 위한 기초연구 수행* 도로노선 가치분석 및 LCC 분석 DB수집 및 분석* 경제성 검토 프로그램 개발 사례 연구 * 경제성 분석 체계 정립* 첨단기술 동향분석 및 벤치마킹* 교차로 위치에 대한 통계분석* 터널형식 및 단면설계 인자 분류* 교량 상/하부 구조 형식별 조사* 산지부 특성에 관한 개념 정립* 해외 도로 설계기준 및 선형 설계 방안 조사* 휴게소 기능향상을 위한 고려요소 연구* 국내외 설계기준 지침, 연구자료 수집 및 활용방안 검토/국내시설 현황조사 및 선진외국의 사례 조사* 도로 설계 일관성 평가 모형 구축을 위한 기초 연구* 인간공학적 도로설계기법 개발을 위한 기초연구 수행* 고속도로 본선 접속부 용량 증대방안 도출 : IC 인접부 및 갓길
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 객관성 있는 설계 적합성검사 및 검증과 도로교통, 사람, 자동차 기능을 고려한 운전안전성 및 편리성 그리고 자연환경 훼손 최소화 사전검증 등에 대한 최적화 시스템 구축- 고급 기술자들이 가지고 있는 경험과 노하우를 쉽게 활용할 수 있으므로 전반적인 업계의 도로 설계결과물의 품질향상을 가져오게 됨- 도로 설계 시 실제로 사용될 수 있는 전문가시스템을 국내 최초로 개발하여 도로 설계 기술 향상에 획기적인 전환점이 될 것 임.- 도로 건설사업에서 쌓은 실무 지식의 체계적 분류 및 도로 건설 사업 관련 업계의 방대한 지식 정보 교류 및 이전에 대한 핵심 기술 개발 및 도로설계 관련 분야의 지식정보의 연쇄 구축 효과 발생- 미래 지향적인 도로가 요구되는 고품격 도로설계 알고리즘 구축으로 비용-효과적 설계, 시공, 유지관리를 위한 관련 기술개발 노력을 촉진- 도로노선 가치분석 및 LCC분석 절차 및 방법의 표준화로 기술 분야의 국가경쟁력 확보- 타당성 분석에 실제로 사용될 수 있는 전문가시스템을 개발하여 도로시설관련 분석기술 향상에 획기적인 전환점이 될 것임.- 도로설계에 영향을 줄 수 있는 주요 인자들을 반영하여 도로 기능을 저하하는 요인을 사전에 제거하고 설계속도에 의존한 기존의 설계방법을 보완하며 운전자입장에서의 쾌적하고 편리한 주행성을 확보- 향후 자연생태 수치지도 작성의 근간이 될 수 있음- 도로의 건설 및 운영시 발생될 생활환경(대기 및 수질)오염의 영향을 예측하는 기존의 모델들을 정립화하여 도로 실정에 맞는 모델을 적용 가능케 함- 선형설계 제약인자(Control point)의 정립화가 가능케 함- 동물-식물-토양미생물들의 생태계 요소들의 종합적 평가를 고려한 환경영향평가기술향상.- 정성적 자료의 수치화 (점수화) 혹은 수치자료의 가치 및 기능 정보화 등 의사결정 지원 정보학기술의 발전에 기여.- 토양환경보전법 관련해서 새로웁고 정량적인 기준제안.- 도로노선 Control point 및 절성토 위치선정시 토양생태 질 및 안정성 (기능다양성)고려하는 방법 제안.- 절성토시 표토층에 대한 관리지침 제안.- 미생물생태분석자료로부터 도로유출오염원을 역추적하는 방법 사용가능.- 국내 연약지반 관련 D/B 구축으로 연약지반구간 도로설계의 기술력 증가- 합리적인 연약지반 잔류침하기준의 제시로 실무 능력 향상- 비용 효율적 설계, 시공, 유지관리를 위한 관련 기술개발 노력 촉진- 도로노선의 구조설계, 시공, 유지관리 관련 핵심기술의 발전- 도로노선 가치분석 및 LCC분석 기술의 국가경쟁력 확보- 도로설계에 영향을 주는 차량의 지능화와 첨단교통시설물이 접목된 물리적 특성을 도로설계기술 및 이용자 중심의 안전성과 자연환경과의 조화를 고려한 설계 수행- 미래도로의 기능에 부합되는 도로부대시설(포장재료 및 시공방법, 안전시설물)과 ITS분야, 지능화 자동차 산업의 상용화 등 타 산업 분야의 기술수준 향상- 고규격 개념의 설계기준이 적용된 도로건설로 국토의 공간구조 개편과 통일 이후 한반도 도로 계획, 아시아 하이웨이계획의 기반기술 경쟁력 확보- 도로설계에 필요한 방대한 DB 구축- 도로설계 결과물 품질 향상- 친환경 / 지능형 도로설계 기술개발에 필요한 교량형식 선정 및 평가 알고리즘 개발로 도로설계 기술 진전 및 교량 형식 선정과정 체계화- 지형조건에 부합하는 설계로 국토이용 효율 극대화- 노선선정시 설계편차를 최소화하여 설계기술력 및 생산성 향상 효과- 선형개선에 따른 교통사고 절감효과로 안전성 및 편익증대 효과- 도로안전 정보시설물의 안전성 증진을 위하여 환경인자를 고려한 시스템 개발을 이루고 기술적인 방안들의 결정으로 안전한 교통 시설의 보장과 도로 부대시설 결과물의 품질 향상
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| 사회 경제적 파급효과 |
- 설계 과정에서 도로의 경제성 분석을 통해 도로 건설 사업의 경제성 분석을 좀더 명확히 하게 되어 국가예산 절감효과.- 전반적인 도로설계 기술력 향상을 가져오게 됨으로서 해외시장 개척 시 경쟁 우위 확보- 환경오염 및 훼손을 최소로 하는 친환경적 도로건설 유도- 고품격 도로설계시스템을 갖춤으로서 고부가가치산업인 설계용역의 해외진출도 가능.- 기술적 경제적인 최적설계를 지원하여 도로건설시 시행착오를 줄일 수 있으므로 공기단축, 예산절감이 가능하여 도로 건설사업 수행의 비용절감 및 생산성 향상 - 설계과정에서 VE, LCC를 통한 도로의 경제성 분석모듈 개발로 도로 건설 사업의 경제성 분석을 좀더 명확히 하게 되어 국가예산의 절감효과- 지역적 여건을 고려한 설계기법의 정립으로 환경, 경제, 산업적 측면에서 많은 편익의 증가와 비용의 절감효과- 신규 및 대체노선 발굴을 용이하게 함으로써 건설경기 활성화에 기여- 도로 안전성 확보를 통해 교통사고 위험성 감소, 주행의 쾌적성 확보- 도로 서비스 질 제고를 통해 도로 이용자 측면에서는 안전성과 만족도를 충족시킬 수 있으며, 도로관리자 측면에서는 도로관리의 효율화라는 소기의 목적을 달성할 수 있음- 또한 세부적인 시설개선 기술과 IT관련 기술이 접목될 경우, 관련 산업의 확대 및 새로운 분야의 창출이 가능할 것으로 보임.- DEM,DSM등의 기초 국토 정보구축에 있어서 비용절감 효과가 예상- 토목/도시설계/환경분야의 계획단계에 있어서도 정확한 3차우너 자료를 이용하면 비용 절감효과- 종합적 생태분석 통한 환경영향평가능력향상으로 인해서 토양과 관련된 대형국가사업들 (예를들어, 도로, 송유관, 철도, 각종매립장)들의 잘못된 위치선정으로 인한 환경생태훼손 및 그 경제적 소실을 최소화. - 토양의 식생생산성에 대한 예측능력향상에 기여로, 농임업 산업분야에서 토양환경-생태 DB 및 성과물들의 상업화 가능.- 환경생태 DB와 정보 상업화 활성.- 경제성과 기능성이 고려된 침하량 산정으로 인한 경제/산업적 손실의 최소화- 과다한 연약지반 개량 등을 미연에 방지함으로써 시공비용의 절감 가능- 도로 이외 건설 분야의 적용으로 전체적인 연약지반 설계기술의 향상- 구축된 연약지반 D/B의 활용으로 설계, 시공, 유지관리 측면의 경제적 효과- 잔류침하와 관련된 연약지반처리규모 파악으로 인한 체계적 시공 및 유지관리 가능- VE/LCC 고려한 경제적, 내구적 설계로 대국민 신뢰도 향상- LCC를 고려한 비용 효율적인 설계/시공의 유도로 국가예산절감 및 사용자 비용 최소화- 도로분야 외 항만, 철도 등의 사회기반시설에 LCC개념의 도입 및 파급효과- 국내실정에 맞는 SW개발로 수입대체 효과- VE/LCC를 통한 도로관리주체의 비용효율적 유지관리 기능- 기술개발효과 및 교통혼잡비 절감, 도로관련 부속산업의 발전 등 간접적인 효과 발생- VE 활용으로 국고사업비 절감- 노선선정에 따른 각종 민원 객관적 근거 제시- 전반적인 도로설계 기술력 향상으로 해외시장 개척시 경쟁 우위 확보- 국고 절감 예상 금액(2009년 : 922억원 - 교량부분 VE 활동결과)- 설계단계에서 환경친화적 개념 도입으로 환경비용 절감 효과- 개발 미흡한 산지부 적극적 활용으로 지역개발 유도 및 균형발전 확대- 인간 중심의 도로설계로 도로의 편의성 제고- 안전한 설계기술의 개발로 시설물에 대한 유지관리 비용, 국가 물류비용 및 교통사고에 대한 비용 절감과 국가 대외 신인도 상승에 의한 경제 산업적 효과 발생
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| 활용방안 |
- 국토개발사업에서 도로, 철도선, 송유관노선, 상하수관거노선 등의 선정시 토양환경영향평가 중요. 연구될 토양환경생태수치지도는 이러한 친환경적 국토개발사업 설계 및 평가에 활용될 수 있으며, 농업 및 임업 분야들에서도 다양하게 활용- 도로배수설계에 대한 연구결과로 작성되는 도로배수설계지침은 구체화, 실용화된 설계실무지침으로서 도로설계 현업에서 널리 활용될수 있을 것이며, 개발된 전산프로그램들은 손쉽고 체계적인 설계과정을 가능하게 하여 다양하게 활용- 친환경 도로건설 실현을 위해 기존의 도로설계 프로그램에 친환경적인요소(1), 경제성적인요소(2), 안전성적인요소(3)를 접목시켜 프로그램개발과 각 세부연구과제의 모듈 개발- 향후 해외 진출시 도로건설엔지니어링의 선진화의 정도를 나타낼 수 있는 중요한 척도로 홍보, 활용함으로서 해외진출의 주요한 전략기술로 활용- 기존에 평면으로 나타냈던 공간정보를 다축척의 3차원으로 표현 국토 및 도시계획, 신도시개발의 시뮬레이션, 시설물의 설계 및 수자원관리 등에 광범위하게 활용할 수 있으며, 또한 설계지역 주변시설물등과 함께 3차원으로 표시, 필요한 데이터베이스를 제공함으로써 디지털 응용 설계의 토대 마련 - 연구개발을 수행함으로서 얻어질 데이터베이스와 개략적 연약지반 관련 특성도는 도로뿐만 아니라 단지개발, 항만, 철도 노반 등의 건설분야에 널리 실용적으로 활용- 특히 경제성,기능성을 효과적으로 고려할수 있기 때문에 개발된 허용잔류침하량산정기법 및 허용잔류침하기준으로 연약지반구간도로의 공사기간 및 공사비산정에 적극 활용할 수 있으리라 판단 - 통합프로그램 및 단위 프로그램o 예비타당성, 기본조사 검사o 평가시스템, 기본설계 중심선 결정, 설계검사 및 모니터링o 기본 및 실시설계(장래)o 설계자료 데이터베이스 확충o 해외 도로설계용역 참여, 분야별 설계 Tool 활용o 설계기술의 응용 및 자체 연구개발o Smart Highway 설계, 시공에 참여 기회 확대o 도로교통, 안전, 편의 등 ITS사업 지원 확대- 설계기준/기법, 설계지침, 특허/신기술o 설계, 시공시반영 및 활용권장o 자연 환경수치지도 제작활용(환경부)o 각종 설계지침공동운용o 설계, 시공시적용o 상용화 제품판매(신기술, 특허)o 도로설계, 시공기술 및 기법개선 참여기회- 경제성 평가방법은 도로시설물의 타당성 분석에 직-간접적으로 활용할 수 있도록 하며, 사용자 설정이 가능한 기능을 활용 일부 수정-보완을 통해 타당성평가와 유사한 분석방법을 수행하는 예비타당성 평가수행에도 활용- 첨단시설을 고려한 설계기준 정립 및 산지부 도로선형 설계기법을 개발하여 미래 환경변화에 능동적으로 대처하고 특히, 통일에 대비한 북한도로망 타당성조사 및 기본 설계시 활용함은 물론 신행정수도 착수로 시간가치가 향상 될 것으로 전망되므로 초고속도로 건설기반을 조성하는데 활용될 전망- 도로설계시에 다양한 분야의 주관적 평가를 객관적 기준화로 인해서 발전된 도로설계기준 및 설계자동화에 활용- 산지부에 대한 세분화된 설계기준이 완성되면, 우리나라 지형적 기능적 특성에 적합한 도로설계가 가능해질 뿐만 아니라 환경과 조화되는 설계, 건설로 환경보호에도 큰 역할 기대됨. 또한 다양한 유형의 휴게소를 통해 관광, 문화공간으로서의 역할로 지역발전과 이용효율의 극대화, 교통약자 입장에서 질 높은 서비스공간으로 정착될 것임- 도로정보시설물의 설계기술 향상을 달성하고 경제성분석 및 부대시설물 성능향상을 위한 설계기법 개발의 연구과정에 포함하여 성공적인 도로 건설사업의 중요한 도구로 활용- 본 연구의 주요 결과는 도로 성능 향상을 위한 기술 기준과 기술 대안 및 지침으로 나오는바, 이를 도로 설계시, 운용 중인 도로개선 사업에 직접 적용할 수 있으며, 연구 결과의 국가 기준이나 지침화를 위한 법제도 추가절차를 필요- 연구 결과의 직접적인 활용 주체는 도로관리청(국가 및 지자체)이 될 것이며, 이차적으로는 개발 기술을 현장에 적용하려는 민간업체가 될 것임.
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