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과제기본정보

낙석 및 산사태 방지를 위한 차세대 신기술 개발(강원권)3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술지역특성화사업 과제번호 07CRTI-B043382-03
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 낙석 및 산사태 방지를 위한 차세대 신기술 개발(강원권)
주관연구기관 상지대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 이승호
소속 상지대학교 직위 교수
전화번호 033-730-0114 FAX 033-730-0606
총 연구기간 2005-11-04 ~ 2010-11-03
당해연도 연구기간 2007-11-04 ~ 2008-09-03

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 2,296,000,000 233,800,000 899,000,000 1,132,800,000 3,428,800,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구를 통해 강원도 전역에 대해 작성된 Hazard Map 또는 Risk Map을 이용하여 위험지역에 대한 지속적인 관리와 정보제공을 위한 자료를 Database시스템, 유비쿼터스 시스템을 이용한 현장조사용 program 개발, 사면위치정보 검색기술 개발, 사면 붕괴 예측장치 개발, 사면수평배수공법 개발, 유지관리용 사면정보 수집차량 개발ㆍ운영, 포켓식 낙석방호시설 개발 등을 실시하고, 이를 통합적이고 효율적으로 관리할 수 있는 사면연구 전문센터를 운영함으로써 강원도 지역의 낙석 및 산사태 발생을 최대한 억제하고 발생빈도 및 피해를 점차적으로 감소시키는 재난관리체제를 구축하고자 함
최종목표 낙석방호시설은 각 기관에서 제시하는 기준에 부합하도록 개발되어 현재 여러 종류의 낙석방호시설이 있으며, 지금까지의 많은 연구에도 불구하고 현재까지 개발된 낙석방호시설의 성능평가방법이 모호하여 이를 객관적으로 정량화 하지 못하고 있으므로 본 연구를 통해서 낙석방호시설의 객관적인 낙석지지능력 평가를 위한 다양한 실물시험 및 그 결과를 이용하여 평가기준을 제시하고, 낙석에너지 산출을 위한 프로그램을 개발하여 낙석방지울타리의 객관적인 평가를 실시하고자함.

또한 디지털 영상분석기법을 이용한 차세대 현장조사차량을 설계ㆍ운영과 동시에 유비쿼터스 시스템을 이용한 광대역 의사결정체계를 구축하고, 기존 현장조사시의 문제점 및 한계점을 극복하며 조사내용의 과학적인 처리체계를 구축함. 경사지 안정성 검토를 위한 한계평형해석 프로그램에 대해서는 지역별 지진계수 및 현 상태에 대한 안정성 검토와 안정성 검토를 이용한 경제적인 보강설계를 위하여 현장상황(식생, 사면하단부 낙석 유무, 붕괴이력 등)과 지반강도정수를 이용하여 안전율을 계산할 수 있는 프로그램을 개발하고자함. 또한 본 지역특성화 사업의 모든 연구개발의 결정체인 붕괴예측상황 및 현 상태를 도로 이용 중인 자에게 실시간으로 정보를 제공할 수 있는 Navigation System 구축함. 향후 본 연구에서 개발된 공법 및 기술 적용후 위험지역의 안정화가 진행된 이후에 기존 낙석ㆍ산사태 위험지역에서도 지진으로 인한 낙석 및 산사태가 재발할 수 있으므로 재발과 피해를 저감시킬 수 있는 첨단기술개발과 항구적인 재난관리체제를 구축하고자함.

본 연구에서는 절토사면의 현장조사 시 자료수집 및 정보화를 간편하고 효율적으로 수행할 수 있는 무선통신 기반의 첨단 사면조사 시스템 및 장비 개발을 목표로 한다. 개발하고자 하는 장비는 기본적으로 사진촬영 기능, GPS 기능, 터치스크린 형식의 불연속면 속성자료 및 사면의 일반현황 자료 입력기능 등을 수행할 수 있도록 설계한다. 또한 취득된 자료는 고속도로, 일반국도, 철도, 지방도 등의 특성에 맞는 상태평가 기법을 적용하여 자동으로 위험도가 평가되고, 불연속면 속성자료를 평사투영법 또는 그래프를 이용한 통계분석이 가능하다. 상태평가에 있어서는 현장 여건상 취득하지 못한 데이터에 의한 오류를 최대한 줄이기 위하여 인공신경망 이론을 이용한 전문가 시스템을 적용하여 값을 추정하는 기법을 접목할 것이다. 본 장비는 무선통신 시스템을 기반으로 하여 현장에서 취득된 자료가 자동으로 통합시스템에 데이터베이스화되도록 하여 조사 자료의 정보화를 최대한 간편히 할 계획이다.

절취사면의 안정성 해석을 위해 가장 중요한 자료라고 할 수 있는 절리구조를 파악하기 위하여 디지털 영상을 이용한 절리구조 맵핑(mapping) 기법 및 관련 응용 프로그램을 개발을 목표로 한다. 아울러, 개발된 맵핑 기법을 보편적으로 적용할 수 있는 실용화된 장비를 개발하고 이를 이용한 절리구조 조사 결과를 사면의 안정성 해석에 직접 활용할 수 있는 자료로 변환할 수 있는 지질통계학적 자료처리 기법을 확립한다. 동 기술의 개발은 첫째, 수렴다중촬영기법을 응용한 암반사면 절리구조의 고정밀 디지털 맵핑기법 개발, 둘째, 개발된 맵핑기법의 적용을 위한 실용화된 장비 개발, 셋째, 개발된 장비의 구동 및 디지털 영상의 해석을 위한 응용프로그램개발, 넷째, 측정 자료의 지질통계학적 처리기법 개발 등의 단계로 이루어진다.

산사태발생에 대한 평가는 정적자료의 분석에 의한 평가, 동적자료를 고려한 평가 등이 있는데, 산사태의 발생은 정적인 자료가 원인이 되어 동적인 자료의 특성을 갖는 요인에 의해 복합적으로 일어나게 된다. 또한 인간의 활동영역을 고려하여 산사태 위험도를 평가하게 된다. 따라서 이 연구에서는 산사태 평가단계별로 평가를 수행하고 결과를 고품질의 지도로 제작하고자 하며, 그 위험정도를 시뮬레이션하여 고품질의 지도제작은 물론 3차원화 할 수 있는 모형을 개발하고자 한다.
연구내용 및 범위 -사면조사 기법과 관련된 국내외 최신 자료 수집

-기존의 사면 조사기법 문제점을 분석하고 개선 방향 모색

-조사장비 개발업체 선정을 위한 시장조사 실시

-개발하고자 하는 조사장비의 최종 성과품에 대한 윤곽 설정

-과거 산사태 발생지역의 자료 조사 및 IT기술에 의한 산사태 조사기술 분석

-사면조사 기법과 관련된 국내외 최신 자료 수집

-기존의 사면 조사기법 문제점을 분석하고 개선 방향 모색

-조사장비 개발업체 선정을 위한 시장조사 실시

-개발하고자 하는 조사장비의 최종 성과품에 대한 윤곽 설정

-과거 산사태 발생지역의 자료 조사 및 IT기술에 의한 산사태 조사기술 분석

-현장에서 직접 조사작업에 관여하는 관계자들의 자문을 통하여 기능 설정

-조사장비의 Proto Type 개발 완료

-조사장비 운용할 수 있는 시스템 및 자료를 통합 관리하는 통제센터시스템 개발

-고정밀 영상측정 장비와 구동 프로그램 개발

-디지털 영상 해석 프로그램 개발

-온도차이에 의한 공동 및 습윤층 범위의 자동추적을 위한 영상처리 및 분석 기법 개발

-시계열 라이다 영상에 의한 산사태 징후 감시기술 개발

-SAR 영상 간섭계 처리를 위한 기반 시스템 구축 및 적용

-산사태 단계별 평가 및 고품질의 지도제작

-취득자료의 자료 변환 및 적용

-불연속면의 속성자료를 평사투영 또는 그래프 등을 통하여 통계처리 분석하는 기법 개발

-첨단 조사장비 및 시스템을 현장에 적용하여 시범 운영함으로써 실용성 및 문제점 검토

-상태평가 기법과 통계처리 분석 기능을 기 개발된 조사장비에 접목하고 도출된 문제점을 해결하여 장비 개선

-디지털 영상에서의 자료해석 및 지질통계학적 자료 처리기법의 개발

-산사태 모니터링을 위한 시뮬레이션

-3차원화 모형개발을 위한 시스템 정의 및 모듈개발

-첨단 조사장비를 통하여 취합된 각종 자료가 사면 유지관리 통합시스템에 자동으로 DB화 될 수 있도록 무선통신을 이용한 전송 기능 추가하여 최종 성과품 제작 완료

-첨단 조사장비를 교통정보 시스템과 연계하여 장비의 상용화를 추진하고 실무 보급방안 마련
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 -WEB기반 낙석 및 산사태 통합 시스템 개발
-통합시스템과 연계될 유지관리 요소기술 개발
-시범지구 지반정보 조사 및 DB 구축
-실내모형 실험
-낙석 성능평가 시험
-전문가용 점검결과 수량화 평가기법 개발
-조사장비와 데이터베이스의 무선 쌍방향 정보공유 시스템 개발
-현장정보 수집차량 제작 및 시범운영
-운영기반환경 Coding 및 설계 보완
-위험도평가법 보완 및 매뉴얼 초안 작성
2) 광역 산사태 저감기술 개발(2세부과제)
-산사태 위험지도 제작을 위한 공간분석체계 개발 및 위험지도 제작 기술 개발
-조기수림화 기술 현지적용
-간섭 SAR영상과 산사태의 상관관계 분석
-시계열 LiDAR 영상에 의한 지형 모니터링 기술 개발
3) 사면안정성증대기술 개발(3세부과제)
-조건별 수평배수공 성능시험
-파괴음 처리를 위한 주파수 해석 프로그램 개발
-파괴음 습득을 위한 장비 개발
-디지털 영상 측정 실용화 장비 및 응용프로그램 개발
-배수공 배수성능 유지방안 수립
-기존 포켓식 낙석방지망 성능평가
1) 통합 사면유지관리기술 개발(1세부과제)
-UNS환경의 WEB기반 통합시스템 개발 착수 및 기초프로그래밍
-USN기반 사면거동 감지기술 개발
-국내외 사면붕괴 스마트 예측기술 시 작품제작 완료
-지진동 감지 logger 시작품제작 완료
-법면의 암석, 지질,수분환경에 적응하 는 우수 자생식물의 선발
-낙석 및 산사태 안정성 수치해석 프로 그램 시작품
-함수비에 따른 전단강도 실내시험
-Navigation System 시작품
-전문가 교육프로그램 개발 완료
-전문가용 점검결과 수량화 평가기법 개발
-시범지구 지반정보 조사 및 DB구축
-다양한 강우, 토질 조건의 모형토조 실험 실시
-낙석 방호시설 성능평가 시험 실시
-위치정보(GPS) 확인 및 입력 기능 개발
-자료 무선 쌍방향 송수신 기능 개발
-웹기반 서버용 데이터베이스 시스템 개발
-현장정보 수집차량 설계 도면화 및 제작
-협동연구기관 개발 기술의 탑재방식 결정 및 연계방안 검증
-부속장치 조립 및 차량과의 연계장치 구동 확인
-현장정보 수집차량 제작, 실용성 검증 및 행정등록
-운영기반환경 코딩, 전산화 오류 분석 및 수정/보완
-운영기반환경 데이터베이스 구축 및 자료입력
-차량 시범운영 시 체크리스트 정립
-추가현장정밀조사 및 실험을 통한 위험도평가법 완성
-사용자 매뉴얼 초안 작성
2) 광역 산사태 저감기술 개발(2세부과제)
-산사태 위험지도 제작을 위한 공간분석체계 개발 및 DB 분석
-GIS 공간분석에 의한 산사태 위험지도 제작 기술 개발
-조기수림화 기술 현지적용, 문제점 파악
-조기수림화기술 개량(실내실험)
-운영중인 간섭 SAR시스템 분석
-자체 위성영상 처리 시스템 구축
-간섭 SAR영상과 산사태의 상관관계 분석
-예경보시스템을 위한 인원, 기술, 장비 확보
-산사태 분석을 위한 항공 LiDAR 측량의 표준작업 지침 수립
-시범지역에 대한 시계열 실측데이터(2차) 구축
-시계열 LiDAR 정보에 의한 산사태 모니터링 기술 개발
3) 사면안정성증대기술 개발(3세부과제)
-조건별 수평배수공 성능시험
-조건에 따른 수평배수공의 문제점 분석
-파괴음 측정을 위한 노이즈 제거 소프트웨어 개발
-파괴음 측정을 위한 하드웨어 개발
-고정밀 디지털 영상 기반 차량탑재 절리 측정 장치 개발
-디지털 영상 기반 절리조사 프로그램 개발 및 등록
-디지털 영상 해석 프로그램 개발
-현행 배수공 유지방안체계 조사
-현행 배수공 유지방안체계 문제점 조사
-배수공 배수성능 유지방안 모색
-배수공 배수성능 유지방안 수립
-기존 포켓식 낙석방지망 성능시험
-기존 포켓식 낙석방지망의 문제점 분석
-기존 포켓식 낙석방지망의 개선방안 제시
연구성과 기술적 기대성과 -
사회 경제적 파급효과 -
활용방안 -
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 - - - - -
영문 - - - - -
최종보고서
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최종보고서 낙석및산사태방지를위한차세대신기술개발(강원권)연구보고서_20101103.pdf   다운로드
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