시도로 포장관리체계(PMS) 구성요소 최적화 연구 (안산시 Prototype PMS 개발사례) Optimization of Municipal Pavement Management System(PMS) Components (Development of a Prototype PMS for Ansan City)원문보기
우리나라 도로중 PMS가 구축된 도로는 현재, 고속도로와 국도가 있다. 그러나 많은 시(市)에서 도로의 효율적인 관리를 위해 요구되는 시도로 PMS는 아직 없는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 시단위에 적용가능한 Prototype PMS 전산시스템을 개발 제시하였다. 개발한 PMS는 기본적으로 PC 수준에서 운영 가능하도록 구성하였으며 GIS 기능을 이용하여 사용자가 쉽게 포장상태나 유지보수 현황 및 계획을 이해할 수 있게 하였다. 본 PMS의 기능상 구성은 크게 조회, 분석, 자료관리, 출력 부분으로 구축하였다. 특히, 분석과정의 주논리(보수우선순위결정, 보수공법결정)부분은 필요시 사용자가 각 항목의 criteria 값을 수정 할 수 있게 하여 시스템운영이 경직되지 않도록 배려하였다. PMS 데이터베이스의 항목은 시도로 PMS의 규모 및 목적을 고려하여 선정하였다. 또한 PMS에서 사용된 도로 관리길이 및 위치 지정체계는 노선을 기준으로 기본 100m길이의 section으로 분할관리하였으며, 위치 지정체계 방식은 reference points 방식을 기본으로 사용하였다.
우리나라 도로중 PMS가 구축된 도로는 현재, 고속도로와 국도가 있다. 그러나 많은 시(市)에서 도로의 효율적인 관리를 위해 요구되는 시도로 PMS는 아직 없는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 시단위에 적용가능한 Prototype PMS 전산시스템을 개발 제시하였다. 개발한 PMS는 기본적으로 PC 수준에서 운영 가능하도록 구성하였으며 GIS 기능을 이용하여 사용자가 쉽게 포장상태나 유지보수 현황 및 계획을 이해할 수 있게 하였다. 본 PMS의 기능상 구성은 크게 조회, 분석, 자료관리, 출력 부분으로 구축하였다. 특히, 분석과정의 주논리(보수우선순위결정, 보수공법결정)부분은 필요시 사용자가 각 항목의 criteria 값을 수정 할 수 있게 하여 시스템운영이 경직되지 않도록 배려하였다. PMS 데이터베이스의 항목은 시도로 PMS의 규모 및 목적을 고려하여 선정하였다. 또한 PMS에서 사용된 도로 관리길이 및 위치 지정체계는 노선을 기준으로 기본 100m길이의 section으로 분할관리하였으며, 위치 지정체계 방식은 reference points 방식을 기본으로 사용하였다.
PMS(Pavement Management System) has been developed and/or operated for the freeway and national highway systems in Korea. There is, however, no municipal PMS that is necessary in many cities for efficient management of their roadways. In this study, a municipal Prototype PMS is developed. The Protot...
PMS(Pavement Management System) has been developed and/or operated for the freeway and national highway systems in Korea. There is, however, no municipal PMS that is necessary in many cities for efficient management of their roadways. In this study, a municipal Prototype PMS is developed. The Prototype PMS is designed to be operated on PC base. It uses GIS interface for user friendliness that applies color graphics, text and distress pictures to display pavement conditions and rehabilitation information for both current and historical situations. The computer program of the prototype PMS consists of four major functions(inquiry, analysis, data management, and print). Especially, prioritization and M&R(Maintenance and Rehabilitation) alternative selection procedure is designed to be flexible so that the users can modify the decision criteria whenever it is necessary. Database items of the Prototype PMS is carefully selected for the objectives and size of municipal PMS. Reference point method is basically used for the location referencing in the Database. The unit section consists of each loom segment of the road for effective management.
PMS(Pavement Management System) has been developed and/or operated for the freeway and national highway systems in Korea. There is, however, no municipal PMS that is necessary in many cities for efficient management of their roadways. In this study, a municipal Prototype PMS is developed. The Prototype PMS is designed to be operated on PC base. It uses GIS interface for user friendliness that applies color graphics, text and distress pictures to display pavement conditions and rehabilitation information for both current and historical situations. The computer program of the prototype PMS consists of four major functions(inquiry, analysis, data management, and print). Especially, prioritization and M&R(Maintenance and Rehabilitation) alternative selection procedure is designed to be flexible so that the users can modify the decision criteria whenever it is necessary. Database items of the Prototype PMS is carefully selected for the objectives and size of municipal PMS. Reference point method is basically used for the location referencing in the Database. The unit section consists of each loom segment of the road for effective management.
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문제 정의
본 연구에서 제시하는 시도로 prototype PMS(이흥k 안산시 PMS)에서는 국외 및 국내의 여러 PMS를 검토한 후 기존 PMS의 복잡성과 경직성 그리고 시스템의 거대화에서 나타나는 문제점을 파악 . 보완하여 국내 시도로 실정에 적합한 유연하고 이해가 쉬운 PMS를 개발 .
본 연구에서는 안산시를 한 예로하여, 시도로 PMS 에 적합한 PMS 의 구성요소를 통합한 prototype PMS를 개발하였다.
가설 설정
(4) 사용자의 의견을 충분히 반영할 수 있도록 유연해야한다.
제안 방법
(1) 국내 처음으로 시단위 PMS의 원형(prototype)을 개발하였다.
(2) 노선에 속하는 각각 노드들을 reference point로 사용하여 노드들이 도로의 시점 및 종점으로부터 얼마나 떨어진 거리에 위치하는지의 reference 정보를 두어, 현장에 직접 나가야하는 인원에게 특정 위치를 가까운 노드 기준으로 쉽게 찾을 수 있게 하였다.
O 각각의 도로노선을 기준으로 하여 시점부터 종점까지 일정거리(기본적으로 100m) 간격으로 section을 나누어 관리함으로 서도로 보수시 파손된 곳만을 효율적으로 보수할 수 있게 하였다.
° 노선에 속하는 각각 노드들을 reference point로 사용하여 노드들이 도로의 시점 및 종점으로부터 얼마나 떨어진 거리에 위치하는지의 reference 정보를 두어, 현장에 직접 나가야하는 포장상태 조사자나 유지보수 작업원들에게 특정 위치를 가까운 노드 기준으로 떨어진 거리를 제공함으로서 쉽게 찾을 수 있게 하였다.
개발한 시도로 PMS는 PMS의 기본요소인 포장조사 및 자료수집, 데이타베이스, 포장평가, 포장공용성 , 경제 성분석, 보수우선순위 구간선정 및 보수공법선정의 모든 항목에 중점을 두기보다는 시도로 PMS에 최소한으로 요구되는 요소들을 서로 통합하는데 촛점을 두었으며, 현재 시스템에 포함되지 않은 요소들에 있어서는 차후 추가 할 수 있도록 고려하였다. 개발한 시도로 PMS의 특징으로는 대규모 시스템 기반으로 이루어진 기존의 고속도로 PMS 및 국도 PMS 의 복잡성 및 경직성을 최대한 보완하여 도로관리자가 PC 수준에서 쉽게 사용할 수 있다는데 있다.
따라서, 제한된 도로유지보수예산을 효율적으로 사용하기 위하여 각 도로구간별 보수 우선순위를 선정하고 이러한 순위를 기준으로예산한도 내에서 유지보수를 시행하게된다.
안산시 PMS의 보수우선순위결정 방법 선정은 가장 많이 사용되고있는 '포장상태에 의한 방법'을 기본으로 하되 도로의 중요도를 감안할수 있도록 교통량을 추가하였다. 보수 우선순위 결정에 사용되는 포장상태 항목들은 포장상태지수(PCI)와 평탄성지수(IRI)를.
안산시 PMS의 주요기능은 포장현황 및 유지보수 이력 조회, 유지보수공법 및 보수 우선순위 결정, 자료관리, 보고서출력 등으로 구성하였다. 다음 그림 2는 안산시 PMS의 전체 흐름도를 나타낸 것이다.
대상 데이터
하였다. 데이터베이스의 시험운영은 안산시 본오동과 사동의 폭 20m 이상의 도로에 대하여 실제 자료를 이용하여 실시하였으며 포장상태자료는 시험 운영이므로 가상의 값을 이용하였다.
본 연구에서 제시하는 시(市)도로 prototype PMS의 시범대상지역은 안산시를 예로 하였다. 데이터베이스의 시험운영은 안산시 본오동과 사동의 폭 20m 이상의 도로에 대하여 실제 자료를 이용하여 실시하였으며 포장상태자료는 시험 운영이므로 가상의 값을 이용하였다.
안산시 PMS의 관리 대상도로 선정은 폭원 20m이상의 도로로 하였으며, 그 이유는 다음과 같다.
이론/모형
보수 우선순위 결정에 사용되는 포장상태 항목들은 포장상태지수(PCI)와 평탄성지수(IRI)를. 교통량의 항목은 ADT를 각각 사용하였다.
보수공법결정 방법에는 여러 가지가있으나, 가장 명료하고 논리적이며 모든 기술자에게 쉽게 이해되는 방법으로서 이 분야의 많은 선진국들이 채택하고 있는 Decision tree 방법을 사용하였다.
안산시 PMS 에서 사용한 포장상태지수는 PCI (Pavement Condition Index) 와 IRK Inter national Roughness Index)를 함께 선정하였는데 그 이유는 다음과 같다.
안산시 PMS를 이루는 프로그램 구성은 GIS 분야는 ArcView를 기반으로 하였으며, 데이터베이스는 Microsoft사의 Access를 이용하였고 유지보수공법 및 보수우선순위 결정 등의 논리적 부분의 구현은 Visual Basic을 사용하였다.
성능/효과
있다. (1) 각각의 노선(도로)을 기준으로 하여 시점부터 종점까지 일정거리(100m 기본) 간격으로 section을 나누어 관리함으로서 도로 유지보수시 효율성과 데이터베이스 내의 자료관리 적절성을 만족시켰다.
(1) 포장상태지수는 시도로 특성과 주된 결함 (거북등균열, 소성변형, 종. 횡방향 균열, 패칭 등)을 충분히 반영하여야하며 포장상태를 쉽게 산출 할 수 있어야한다.
(3) 도로 선형개선 등으로 인한 거리변화에 대처하도록 section 표시를 시작위치와 끝 위치로 명시하지 않고 section 의 길이를사용함으로서 특정 section의 거리 변화에 해당 section 만 길이를 수정하면 다른 section은 수정없이 그대로 사용 가능케 하였다.
(3) 사용자가 쉽게 접근할수있도록 PC 수준에서 운영가능하도록 하였으며, GIS 응용프로그램(Arc View)을 이용하여 포장상태 및 도로 현황 등을 알기 쉽게 표현하였다.
(3) 자동포장조사장비 도입시 조사장비 운행이 용이하다.
(4) 보수 우선순위 및 공법결정기준을 기술자의 경험이나 예산한도 등을 고려하여 쉽게 수정할 수 있도록 하여 시스템이 유연하게 운영될 수 있도록 하였다.
(4) 폭원 20m이하의 도로는 잦은 utility 공사 및 그에 따른 보수이력 자료의 부정확, 교통량자료의 부족, 포장상태조사의 비효율성 및 어려움, 차후의 포장파손예측모델 적용의 어려움으로 인해 시단위 PMS의 대상 도로로는 적합치 않으며, 폭원 20m미만의 도로 관리는 기존의 방식을 따르도록 한다.
추가 할 수 있도록 고려하였다. 개발한 시도로 PMS의 특징으로는 대규모 시스템 기반으로 이루어진 기존의 고속도로 PMS 및 국도 PMS 의 복잡성 및 경직성을 최대한 보완하여 도로관리자가 PC 수준에서 쉽게 사용할 수 있다는데 있다.
매우 중요한 요소이다. 따라서 안산시 PMS는 데이터베이스의 내용을 도로관리자가 쉽고 빠르게 이해할 수 있는 방법으로 데이터베이스의 내용을 화면에 그래픽으로 표현할 수 있도록 하였으며 데이터베이스자료들만으로는 이해하기 어려운 특이사항들에 대해서는 사진 자료를 짧은 설명과 함께 덧붙여 넣음으로서 확실한 이해를 할 수 있게 하였다. 또한 도로 특정 지점에 대한 정보들(위치정보, 포장형태, 차로수, 재령, 유지보수이력, 포장상태이력)을 사용자가 마우스 클릭만으로 쉽게 얻을 수 있게 하였다.
따라서 안산시 PMS는 데이터베이스의 내용을 도로관리자가 쉽고 빠르게 이해할 수 있는 방법으로 데이터베이스의 내용을 화면에 그래픽으로 표현할 수 있도록 하였으며 데이터베이스자료들만으로는 이해하기 어려운 특이사항들에 대해서는 사진 자료를 짧은 설명과 함께 덧붙여 넣음으로서 확실한 이해를 할 수 있게 하였다. 또한 도로 특정 지점에 대한 정보들(위치정보, 포장형태, 차로수, 재령, 유지보수이력, 포장상태이력)을 사용자가 마우스 클릭만으로 쉽게 얻을 수 있게 하였다. 다음 그림 6은 안산시 PMS 조회기능의 한 예를 보여주고 있다.
예를들어, 포장상태 '65', IRI '8', ADT '4000'인 경우의 보수우선순위는 '2' 순위가 된다. 안산시 PMS 에 사용된 보수우선순위결정 matrix는 기본적으로 기본값(default)이 제시되어있으며, 기술자가 기술자의 경험적인 판단에 따라 PCI 기준값, IRI 기준값, 교통량 기준값, 보수우선순위 기준값을 필요시 쉽게 바꿀 수 있게 하여 그 결과물이 현실을 잘 반영토록 하였다.
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