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과제기본정보

위치 정보를 활용한 건설안전리스크 관리기술 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 07CCTI-C043536-02
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 시공·재료·건설관리 기술 | 달리 분류되지 않는 시공·재료·건설관리 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 위치 정보를 활용한 건설안전리스크 관리기술 개발
주관연구기관 서울대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 이현수
소속 서울대학교산학협력단 직위 교수
전화번호 02-880-9083 FAX 02-887-2662
총 연구기간 2006-12-20 ~ 2009-12-16
당해연도 연구기간 2007-06-20 ~ 2008-06-16

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 74,000,000 41,550,000 65,450,000 107,000,000 181,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 안전은 공사비, 공정, 조달, 및 품질과 같이 건설사업의 계획과 관리의 일부로서 사업의 성공 및 조직의 이익과 직결된다. 최근 안전사고가 기업이미지 형성에 주는 영향력이 커지고 잠재적 손실비용(hidden cost of accident)에 대한 인식이 커지면서 많은 기업들은 재해율을 줄이기 위해 나름의 노력을 경주하고 있다. 건설재해는 1980년대 중반부터 지속적으로 감소하고 있으나, 최근 건축물이 고층화되고 복잡화되면서 중대재해는 오히려 증가하는 추세에 있다.
건설시공단계에서의 안전관리 업무는 안전사고 발생 전후로 관리 활동의 대상이 구분된다. 안전사고 발생 이전의 관리 활동은 사고 예방을 주목적으로 하며, 작업의 위험성을 평가하고 위험성을 저감시킬 수 있는 대책을 강구하는 활동이다. 안전사고 발생 후의 관리활동은 재해관리 활동으로 재해의 사후처리 및 사고 원인 분석이 주된 내용이 된다. 현재 대부분의 안전관리활동 지표들은 재해관리 중심으로 설정되어 사후 처리에 초점이 맞추어져 있는 상황이다. 따라서 보다 적극적인 방법으로 안전사고를 사전에 예방할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.
안전사고는 작업 자체의 위험성, 작업공간의 위험성, 작업자의 위험성 등에 따라 발생하게 된다. 따라서 작업특성, 작업공간특성, 작업자특성을 지속적으로 모니터링하고 관리하는 예방활동이 중요하다. 이는 대부분의 사고는 근로자의 부주의 보다는 조직 내 또는 특정 작업에서 관리자의 책임인 제어의 실패로 발생하기 때문이다.
국내 기업의 안전관리 활동은 검사 및 기준 충족에 중점을 두고 있으며, 사고처리에 많은 노력을 들이고 있다. 따라서 현장의 위험성을 즉각적으로 파악하고 대응하는 데는 미흡하다. 본 연구에서는 작업특성, 작업공간특성을 대용량 데이터베이스를 기반으로 분석하여 공간별 재해위험도를 산정하는 방법론을 개발하고, 이를 바탕으로 위치 추적기술로 파악된 인적요소에게 재해위험원에 대한 경고 및 행동 안내 기능과, 관리의 유용성을 제고할 수 있는 시각화 기능을 제공하는 신개념의 건설안전 관리기술을 개발하고자 한다.
최종목표 본 연구개발의 최종목표는 건설현장의 공간별 재해 위험도를 산정하고, 공간 내에 존재하는 건설안전 위험원의 위치 정보를 제공함으로써, 현장 내 안전재해를 효과적으로 예방할 수 있는 건설안전리스크 관리기술을 개발하는 것이며 다음과 같은 세부목표로 이루어진다.
ㅇ 공간별 재해위험도 산정 방법론 개발
ㅇ 증강현실 기법을 이용한 재해위험도 시각화 방법 개발
ㅇ 현장 내 작업자 위치 추적 기술 확보
ㅇ 데이터 웨어하우스 기술을 활용한 재해위험도 분석 기술 개발
ㅇ 통합 건설안전관리 프레임워크에 따른 건설현장 안전관리 지원시스템 개발
연구내용 및 범위 (1) 공간별 재해위험도 산정 방법론 개발
건설현장 내 작업과 작업공간의 위험특성을 분석하여 위험요인을 도출하며, 작업진척에 따른 개별 위험요인의 리스크 변화를 분석하고 대응책을 개발한다. 이러한 작업공간별 위험성 모니터링 기술은 건설현장의 리스크 현황파악 및 작업진행계획에 따른 리스크 예측을 가능하게 함으로써 사전 안전관리계획 수립을 용이하게 할 것이다. 이러한 작업공간별 모니터링 기술은 작업별 위험특성 분석기술, 작업공간별 위험특성 분석기술, 재해사례 분석기술의 세부기술 개발을 통해 구현된다. 또한 위험성 모니터링 기술은 작업공간별 위험도를 결정하고 관리되어야 할 작업공간을 파악할 수 있게 한다.
안전관리는 공간별 리스크 평가에 따라 허용한도를 초과한 관리대상에 대한 대응책을 개발하는 과정이라고 할 수 있다. 기존의 연구들은 안전리스크를 산정하는 단계까지만 다루고 있어 산정된 리스크에 대한 관리대응방안을 제시하지 못하는 한계가 있다. 리스크 대응 전략은 예방(prevention), 방호(protection), 사후대책(palliation) 등의 방안을 적용할 수 있으며, 예방은 발생원 자체를 제거하는 전략이고, 방호는 전달경로를 차단하는 것을 의미한다. 사후대책은 가장 소극적인 전략으로 피해자의 피해를 경감시키는 전략이다.

(2) 현장내 작업자 위치 추적 기술 확보
안전사고는 불안전한 행동(unsafe act) 및 불안전한 환경(unsafe condition)이 결합되어 발생한다. 따라서 작업자의 위치를 추적하여 불안전한 환경(공간)에 접근하였는지를 파악하고, 작업자에게 공간내의 잠재적 위험을 고지함으로써 불안전한 행동을 억제하도록 관리한다. 작업자 위치추적 기술은 작업자의 위치(point)를 파악하고 도면정보, 공정진행, 안전시설물 설치 현황 등과 연계하여 위험상황 노출여부를 종합적으로 판단하는 기술로서, GPS, 위치감지 센서 등의 하드웨어 기술을 기반으로 한다.
(3) 통합 안전관리 프레임워크 개발
현장 안전관리 활동을 크게 리스크관리, 작업관리, 재해관리로 구분하여 각 프로세스를 분석하고, 이들을 연계함으로써 통합 안전관리 프로세스를 구축한다. 세 가지 프로세스는 리스크관리 프로세스를 중심으로 통합되는데, 리스크관리 프로세스는 분석할 작업 선정, 위험 규명, 위험성 산정, 위험성 평가, 예방대책 개발의 순서에 따라 프로세스가 구성된다. 리스크 관리 프로세스의 결과로 도출된 안전관리 요구 활동은 작업관리 프로세스를 통해 실행된다. 작업 관리는 안전관리 활동 계획을 토대로 일반작업 및 안전작업 계획을 수립하고 이를 실행, 점검, 시정하는 프로세스이다. 재해관리 프로세스는 현장에서 사고가 발생한 경우 이에 대한 대책수립, 위험원인 분석을 중심으로 프로세스가 구성되며, 결과적으로 재해율을 분석한다. 재해관리 프로세스 상에서 발생한 재해관련 데이터는 안전리스크 산정시 활용된다.

(4) 안전관리와 정보기술의 융합
ㅇ 데이터 웨어하우스 기술을 활용한 재해위험도 분석 기술 개발
통합 안전관리 프로세스를 지원하기 위한 기술로서, 데이터 웨어하우스 기술을 활용하여 기존 재해 사례를 대용량 데이터베이스에 저장하고, 다각적으로 분석된 건설안전리스크 정보를 작업자 및 관리자에게 전달할 수 있도록 한다.

ㅇ 증강현실기법을 이용한 재해위험도 시각화기법 개발
증강현실(augmented reality) 기술을 활용하여, 공간에 따른 안전리스크를 시각화하여 전달함으로써 관리자의 안전관리활동 현황 판단과 리스크 저감을 위한 개선 기회 인식을 용이하게 한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 * 통합 안전관리 프레임워크 개발 - 리스크관리, 작업관리, 재해관리 연계방안 제시 - 안전관리 업무 프로세스 재구성 * 프로토타입 시스템 개발 - 안전관리 데이터 마트 구축 - 증강현실 적용 시스템 개발 - 현장 위치 추적 및 인식 시스템 개발 * 통합 안전리스크 관리 프레임워크 개발 -건설기업 내 재해발생 후 사후관리 업무 프로세스 분석 -건설현장 안전리스크 관리 프로세스 구축 -작업관리, 재해관리 연계방안 제시 /안전관리 업무 프로세스 재구성 -현장 및 본사 안전관리 절차서 및 문서 분석에 의한 업무 프로세스(AS-IS) 분석 -통합 안전리스크 관리 프레임워크를 고려한 업무 프로세스 재구축 * 안전관리 데이터 마트 구축 -데이터 스키마 작성 -사례 데이터 업로드 -다차원분석(OLAP)을 위한 데이터 규브 생성 -사례기반추론 엔진에 의한 안전관리 사례 분석 방법 개발 및 적용 / 증강현실 적용 시스템 개발 -건물별, 층별, 실별 증강현실 사용자 대화식 디스플레이 방식 결정 -증강현실 기술 적용 화면 사용자 테스트 및 수정/보완 / 현장 위치 추적 및 인식 시스템 개발 -사용자 부착 인식 태그 개발/제작 및 고정식 센서 설치/테스트 -위치추적 장비 개발 및 테스트 -데이터 마트와 연계한 사용자별 위험원 정보 추출 방식 및 디스플레이 방식 결정
연구성과 기술적 기대성과 * 건설안전 리스크 모니터링 기술은 작업의 리스크를 정량화하고 리크스에 대한 대응방안을 제시함으로써 허용범위를 벗어난 리스크의 구체적인 저감대책을 지원하는 것으로 이러한 기술은 시간변화에 따라 리스크의 생성 및 소멸을 정의하여 불필요한 관리활동을 최소한으로 줄여줌으로써 한정된 안전관리 자원의 최적화를 지원함
* 관리자 및 작업자의 위치정보를 파악하는 위치추적기술은 GPS, 유비쿼터스 등 신기술과 접목되어 건설에 적용됨으로써 다른 관리 부문에의 접목 가능성을 제시해 줄 수 있다. 또한 위치추적정보는 안전관리를 비롯한 다른 관리부문에 활용되고, 연계되는 정보를 공유함으로써 정보의 사용성과 신뢰성을 향상시킬 것임
* 위치파악, 가장현실을 통한 잠재적 위험도 파악은 안전관리자 뿐만 아니라 작업자에게 예방적인 안전관리 활동을 유도하는 것으로 전 근로자가 안전에 대한 책임감을 가질 수 있는 분위기가 조성되어 재해예방에 효과적일 것으로 판단됨
사회 경제적 파급효과 * 건설재해의 직/간접적인 피해는 연간 2조(산업 재해자수를 기준으로 산정, 2004)에 가까우며, 본 연구에서 제시하는 방법을 활용하여 재해수준을 30% 절감하는 경우, 연간 9000억원을 절감할 수 있음
* 안전사고를 예방함으로써 작업 흐름의 유지, 품질확보, 작업자 생산성 향상 등을 통해 프로젝트 전체의 생산성을 높일 것임.
* 산업 중에서 상대적으로 위험한 사업으로 여겨지던 건설산업의 재해율을 줄여 사회 전반에 안전의식을 확산하는 계기를 마련
* 기업 경영에 있어 세계 무역장벽의 한 요소인 안전/보건 질적수준을 향상하여 건설산업의 국제경쟁력 제고
* 건설재해 수치의 획기적인 절감에 의해, 건설산업 이미지 제고에 기여
활용방안 * 건설 프로젝트별 건설 안전사고 및 예방관련 정보를 축적하여 산업차원의 통합 안전정보 체계를 축적
* 중소업체 및 지방업체 건설리스크 관리기술 프로토타입 지원
* 안전관리자의 경험위주로 수행되는 기존 현장 안전계획에 대하여 과학적인 검증기법을 제공
* 안전관리계획을 실행하기 전에 비용, 공기, 작업 측면에서 보다 신뢰성 있는 방법 검토
* 작업진행 사항을 증강현실을 통해 파악하고 진행될 작업의 안전특성을 가상현실을 통해 파악
* 건설 데이터 웨어하우스를 활용하여 다른 관리부분으로 확장
- 공정, 품질, 원가, 성과 데이터 마트와의 정보연계로 안전계획 및 안전활동 평가 신뢰성 향상
- 관리부분간 효과적인 연계 및 협력을 통해 현장 생산성 향상
* 위치정보를 활용하여 다른 관리부분에의 확장
- 노무관리 : 투입된 노무량, 시간, 위치 등 부대 정보의 실시간 관리
- 생산성관리 : 작업 진행과 노무량의 연계에 따라 생산성 산출
- 공정관리 : 별도의 안전계획관리를 통해 안전 시설물의 설치에 따라 진행가능한 작업의 연속성 확보
- 진도관리 : 공정의 진행에 따라 안전리스크 저감을 위한 활동을 별도로 계획함
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 재해 안전위험 증강 현실 위치 추적 데이터 웨어하우스
영문 Disaster Safety Risk Augmented Reality Global Positioning Data Warehouse
최종보고서
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