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문제 정의
- 2km의 작업 물량을 수행하고 있는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구에서는 자동화 크랙실링 방식과 비교 . 분석하기 위한 재래식 방식의 생산성을 1.
- 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 크랙실링 자동화 장비 도입에 따라 사회적으로 발생하게 될 편익 즉, 교통 혼잡비용의 절감액 산출을 통해 크랙실링 자동화장비 개발 및 사용의 경제적 타당성을 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 크랙 실링 자동화 장비 개발 및 사용으로 인한 투입 노무비 및 장비비의 감소로 얻을 수 있는 경제적 가치뿐만 아니라 크랙실링 작업 시간의 단축으로 인해 얻을 수 있는 교통혼잡비용 감소(차량운행비용 절감, 통행 시간 절감 편익) 효과를 시뮬레이션 기술을 활용하여 도출할 수 있도록 하였다.
- 보급을 위해서는 현장 실험을 통해 얻은 생산성 데이터를 바탕으로 재래식 방식과 비교한 자동화 방식 성능의 우^성을 입증하는 것이 요구된다. 이를 위해 본 연구에서는 재래식 방식과 자동화 방식의 생산성을 측정할 수 있는 생산성 측정 모델의 개발 및 도출된 생산성 데이터를 바탕으로 재래식과 자동화 방식의 경제적 타당성을 분석할 수 있도록 하였다.
- 방식을 도입. 적용함으로써 얻을 수 있는 경제적 타당성 분석을 수행하고자 한다. 또한, 재래식 크랙 실링 방식을 자동화함으로써 얻을 수 있는 사회적 편익 즉, 교통 혼잡 비용의 감소로 인한 경제적 편익을 시뮬레이션 기법을 활용하여 분석하고자 한다.
가설 설정
- 필요하다. 그러나 본 연구에서는 관련자료 수집의 한계와 시뮬레이션 수행 소요 시간을 고려하여 통행 차량을 모두 승용차로 가정하고 총 통행거 리와 시간대별 평균 통행속도를 산줄. 하였다.
- 네트워크 대상 구간으로 선정하였다. 또한 선정된 대상 구간에서 4개차로 중 1개차로(4차선 중 두 번째 차선)를 차단하고 공사를 수행하는 것으로 가정하였으며, 대상구간이 교차 도로나 인접도로에 미치는 영향과 대상 구간에서 다른 도로로의 경로 전환은 분석에 포함하지 않았다.
제안 방법
- 활용하는 방법을 선택하였다. '도로사업 투자분석기법 정립(국토연구원, 1999; 연구에서 차량 속도에 따른 연료 소모율을 제시하고 있으므로 재래식 및 자동화 방식의 해당 속도별 연료소모율을 적용하여 연료 소모비를 산출하였다.
- (2) 재래식 방식과 비교한 자동화 방식의 생산성 향상 정도를 측정하기 위해 크랙 실링 자동화 장비의 생산성 측정 모델을 개발하였다. 이를 바탕으로 개발된 크랙 실링 자동화 장비 프로토타입의 생산성 측정 결과 1.
- (3) 크랙 실링 자동화 장비의 개발 및 사용으로 인한 생산성 정보를 바탕으로 투입 노무비 및 장비비의 증감 정도를 비교. 분석하였다.
- Paramics를 통해 1분 단위로 산출되는 자료 중 오전 8시부터 오전 9시까지의 네트워크 초기화를 위한 시간과 재래식 및 자동화 크랙실링 방식의 동일한 작업 시간(오전 9시부터 오후 4시까지)을 혼잡 비용 비교 대상에서 제외하였고, 오후 4시부터 오후 8시까지의 자료를 효과 척도로 분석하여 교통 혼잡비용 산정에 이용하였다.
- 따라서 자동화 크랙 실링 방식의 작업 단축 시간을 오후 4시부터 오후 6시까지 2시간으로 설정하였다. 그러나 교통 혼잡이 발생한 후 일반적으로 2시간 정도 교통 혼잡으로 인한 영향이 지속되므로 본 연구에서는 오후 4시부터 오후 8시까지의 교통 혼잡비용 절감분을 산출하였다. 크랙실링 작업 단축 시간과 교통 혼잡영향 해소를 고려하여 작성된 교통 혼잡비용 산정 시나리오는 그림 14와 같다.
- 따라서 본 연구에서는 개발된 크랙 실링 자동화 장비의 현장 실험 시 재래식 방식과 자동화 방식의 생산성을 효과적으로 비교 측정할 수 있는 생산성 측정 모델을 개발하고, 이를 통해 도출된 생산성 데이터를 바탕으로 경제성 분석 기법(편익/비용 비율 분석, 수익률 분석, 손익분기점 분석, 민감도 분석을 활용하여 자동화 방식을 도입. 적용함으로써 얻을 수 있는 경제적 타당성 분석을 수행하고자 한다.
- 또한, 크랙 실링 작업 시간 단축은 고정비 항목들의 변동요인이 되지 않으므로 교통 혼잡비용 계산에서 고정비를 포함시키지 않았다. 따라서 본 연구에서는 교통 혼잡비용 분석을 위해 그림 11에 제시된 항목들 중 차량운행비용의 연료 소모비와 시간가치 비용만을 고려하였다.
- 단축할 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서 자동화 크랙 실링 방식의 작업 단축 시간을 오후 4시부터 오후 6시까지 2시간으로 설정하였다. 그러나 교통 혼잡이 발생한 후 일반적으로 2시간 정도 교통 혼잡으로 인한 영향이 지속되므로 본 연구에서는 오후 4시부터 오후 8시까지의 교통 혼잡비용 절감분을 산출하였다.
- 따라서 재래식 방식과 자동화 방식의 시뮬레이션 수행 시동 일한 시드 값 입력 및 시뮬레이션 환경을 설정함으로써 외부영향이 발생하지 않도록 제어하였으며 이를 통해 신뢰성 있는시뮬레이 션 결과 값을 도출하였다(그림 16).
- APCS는 국내 도로면 크랙 실링에 관한 시방 규정에 따라 도로 면에 3mm 이상 크랙이 존재할 경우, CCD 카메라를 통해 입력된 도로면 영상을 이진화 및 노이즈 제거 알고리즘을 이용하여 크랙 이외의 노이즈를 완벽하게 제거할 수 있다. 또한 APCS의 말단장치(Turret)가 크랙의 중앙(Spine)을 따라 일정량의 실런트를 신속하고 정확하게 분사하도록 크랙 네트워크 맵핑 및 모델링 알고리즘, 패스 플래닝 (Path Planning) 알고리즘을 개발하였다.
- 적용함으로써 얻을 수 있는 경제적 타당성 분석을 수행하고자 한다. 또한, 재래식 크랙 실링 방식을 자동화함으로써 얻을 수 있는 사회적 편익 즉, 교통 혼잡 비용의 감소로 인한 경제적 편익을 시뮬레이션 기법을 활용하여 분석하고자 한다. 이를 통해, 재래식 방식과 비교한 자동화 크랙실링 방식의 경제적 타당성 및 사회적 편익을 정량적으로 분석.
- 링 작업 단축 시간과 교통 혼잡영향 해소를 고려하여 오후 4시부터 8시까지 4시간 동안 발생하는 각 공법별 교통 혼잡비용을 시뮬레이션을 활용하여 산출. 비교함으로써 자동화 크랙실링 방식의 교통 혼잡비용 절감분을 산정할 수 있다.
- 본 연구에서 제시하고 있는 크랙 실링 자동화 방식의 생산성 측정모델은 크랙실링 작업을 수행하는 자동화 장비의 작업(동작)요소에 따라 분류된 그림 3의 세 가지 구성요소를 기반으로 각 단위작업에 소요되는 작업 시간을 측정할 수 있도록 구성되었다.
- 작업영역의 크랙들을 실링하는데 소요되는 작업시간은 앞서 제시한 각 구성요소이동 시간, 이미지 프로세싱 시간, 크랙 실링 작업 소요 시간)를 수행하는데 소요되는시간들의 합으로 산출될 수 있다. 본 연구에서는 개발된 크랙 실링 자동화 장비의 생산성을 측정하기 위해 그림 4와 같은 생산성 측정모델을 구축하였다. 크랙 실링 자동화 장비의 일일 생산성은 작업영역 생산성에서 도출된 단위 시간(분)당 생산성에 일일 작업시간을 곱하여 산출될 수 있다.
- 설정된 가정 및 변수는 자동화 장비 개발 및 도입 업체의 연간 작업 물량과 여건에 따라 차이가 발생할 수 있으므로 가정 및 변수의 변화에 따른 경제성 분석 결과 값의 변화를 분석할 수 있는 민감도 분석 (Snsitivity Analysis)이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 설정된 가정 및 변수 중 최소기대수익률이 10%일 때 경제성 분석 결과 값에 크게 영향을 미치는 연간 작업가능일수(50~200일)와노무 절감 인원(5~7인)의 변화에 따른 편익/비용 비율 및 수익률, 손익분기점의 변화에 대한 민감도 분석을 표 8과 같이 수행하였다.
- 본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 도출된 효과척도와 조사된 관련 데이터를 활용하여 시간가치 비용과 차량 운행 비용 중 연료 소모비의 합으로 교통 혼잡비용을 산정하였다.
- 본 연구에서는 자동화 방식의 생산성 도출 결과를 바탕으로 재래식 방식과 비교하여 증감된 일일 투입 노무비 및 장비비를비교 . 분석하고, 자동화 장비의 개발로 인해 추가적으로 투입되는 비용을 분석하였다.
- 본 연구에서는 크랙 실링 자동화 장비 도입에 따른 사회적 편익 즉, 교통 혼잡비용 절감액을 산출하기 위해 크랙실링 작업이 도로의 임의 구간에서 수행되는 것으로 가정하고 재래식 방식과 크랙 실링 자동화 방식에 의해 크랙 실링 작업이 수행될 경우로 구분하여 Paramics 시뮬레이션을 활용하여 각각의 교통 혼잡비용을 산정하였다.
- 본 연구에서는 크랙 실링 자동화 장비의 개발 및 사용으로 예상되는 교통 혼잡비용 감소를 예측하기 위해 교통혼잡 비용의 구성요소를 그림 11과 같이 분류하였다. 교통혼잡 비용은 크게 차량 운행 비용과 시간가치 비용으로 구분될 수 있다(교통개발연구원 1992).
- 본 연구에서는 현장 조사 결과를 바탕으로 재래식 방식과 자동화 방식의 경제성 분석을 위해 요구되는 기본적인 가정 및 변수를 표 6과 같이 설정하였다. 이를 바탕으로 경제성 분석 기법인 편익/비용 비율 분석 및 수익률 분석, 손익분기점 분석, 민감도 분석을 수행하여 개발된 크랙 실링 자동화 장비의 경제적 타당성 분석을 수행하였다.
- . 분석하고, 자동화 장비의 개발로 인해 추가적으로 투입되는 비용을 분석하였다. 증감된 편익과 비용을 바탕으로 편익/비용 비율, 수익률, 손익분기점, 민감도 분석을 수행함으로써 자동화 장비 개발로 인한 경제적 타당성을 제시할 수 있도록 하였다.
- 생산성 데이터는 날씨 및 장소, 주변 현황 등과 같은 측정 환경이나 기타 여건에 따라 많은 영향을 받으므로 본 연구에서는 크랙 실링 자동화 장비의 생산성 측정을 위해 재래식 방식의 현장 생산성 측정 시의 노면 상태나 날씨 조건 등과 유사하게 작업 환경과 여건을 설정하였으며, 자동화 장비가 프로토타입 장비라는 점과 현장실험 참여자와 노무자의 안전성 등을 고려하여 교통량이 비교적 적은 국도를 실험구간으로 선정하였다.
- 또한, 통행목적별 통행분포는 시간대에 따라 차이가 있으므로 *2002 서울시 가구통행실태 조사(서울특별시, 2003)' 의 서울 및 수도권 시간대에 따른 통행목적별 통행분포를 활용하였다. 서울시 조사 결과를 토대로 분석대상 시간대인 오후 4시부터 오후 8시까지의 업무통행, 비업무통행 비율과 통행목적별 시간가치를 적용하여 평균 시간가치를 산출하고 이를 통해 시간가치 비용을 계산하였다.
- 연료 소모비의 산출 방법은 매우 다양하게 연구된 바 있으나 본 연구에서는 가장 많이 이용되는 방법의 하나인 해당 속도별 연료 소모율을 활용하는 방법을 선택하였다. '도로사업 투자분석기법 정립(국토연구원, 1999; 연구에서 차량 속도에 따른 연료 소모율을 제시하고 있으므로 재래식 및 자동화 방식의 해당 속도별 연료소모율을 적용하여 연료 소모비를 산출하였다.
- 따라서 크랙 실링 자동화 장비 도입에 따른 교통 혼잡비용을 산정하기 위해 필요한 효과척도는 차량 평균 통행 시간, 평균속도, 총 통행 거리, 총 통행 시간이다. 이러한 효과 척도들은 Paramics를 통해 1분 단위로 제시되므로 앞서 제시한 교통 혼잡비용 산정 시나리오에 맞춰 시간대별로 재 집계하였다.
- 표 6과 같이 설정하였다. 이를 바탕으로 경제성 분석 기법인 편익/비용 비율 분석 및 수익률 분석, 손익분기점 분석, 민감도 분석을 수행하여 개발된 크랙 실링 자동화 장비의 경제적 타당성 분석을 수행하였다.
- 또한, 재래식 크랙 실링 방식을 자동화함으로써 얻을 수 있는 사회적 편익 즉, 교통 혼잡 비용의 감소로 인한 경제적 편익을 시뮬레이션 기법을 활용하여 분석하고자 한다. 이를 통해, 재래식 방식과 비교한 자동화 크랙실링 방식의 경제적 타당성 및 사회적 편익을 정량적으로 분석. 제시 함으로써 개발된 크랙 실링 자동화 장비의 실용화 가능성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
- 자동화 크랙 실링 방식의 추가 비용을 고려하지 않고 발생 편익만으로 경제적 타당성을 분석할 수 없으므로 크랙실링 자동화장비 도입에 따른 연간 발생 편익(91, 867, 725원)과 크랙실링 자동화 장비의 연간 추가 비용을 상호 비교. 분석하였다.
- 재래식 방식과 비교한 크랙 실링 자동화 방식의 생산성을 측정하기 위해 자동화 방식의 작업 절차에 따라 소요되는 시간(자동화 장비의 이동 시간 및 이미지 프로세싱 시간, 크랙실링 작업소요 시간)을 정의하였으며, 분(min)당 작업 거리(m)를 측정할 수 있는 생산성 측정 모델을 개발함으로써 일일 생산성을 측정할 수 있도록 하였다
- 분석하고, 자동화 장비의 개발로 인해 추가적으로 투입되는 비용을 분석하였다. 증감된 편익과 비용을 바탕으로 편익/비용 비율, 수익률, 손익분기점, 민감도 분석을 수행함으로써 자동화 장비 개발로 인한 경제적 타당성을 제시할 수 있도록 하였다.
- 크랙 실링 자동화 장비의 생산성을 측정할 수 있는 기초자료를 확보하기 위해 국내에서 개발된 크랙 실링 자동화 장비의 개발현황 즉 자동화 장비의 구성 요소 및 운영 절차 등에 대한 분석을 선행하였다.
- 자동화 장비의 이동 시간(T)은 작업영역과 작업영역 간의 이동 시간(Ta), 작업영역 내에서 터렛이 원점으로부터 실링되어질 첫 번째 크랙 라인까지 이동하는 시간(Tb)과 크랙 실링 작업이 완료된 후 종료점에서 터렛이 원점으로 복귀하는데 소요되는 시간(Tc)이다. 한편 작업 중 차량 이동 시간(Ta)과 터렛의 원점복쉬시간(Tc)은 동시에발생되는 시간이므로 크래 실링 자동화 방식의 생산성 측정을 위해 길게 소요되는 작업 시간만을 고려될 수 있도록 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 그림 15와 같이 재래식 크랙 실링 작업이 실제로 수행된 양재대로 중 과천에서 양재로의 유입구간 2km를 시뮬레이션 네트워크 대상 구간으로 선정하였다. 또한 선정된 대상 구간에서 4개차로 중 1개차로(4차선 중 두 번째 차선)를 차단하고 공사를 수행하는 것으로 가정하였으며, 대상구간이 교차 도로나 인접도로에 미치는 영향과 대상 구간에서 다른 도로로의 경로 전환은 분석에 포함하지 않았다.
- 시뮬레이션은 네트워크 초기화를 위해 크랙 실링 작업시작 1시간 이전부터 구동하여 크랙 실링 작업으로 인한 교통 혼잡영향 해소를 반영하기 위해 작업 종료 2시간 후까지 구동되었다气 한편, 2002년 서울지방경찰청이 주관하여 서울시 H7개 지점에서 차량검지기 및 교통량 측정기를 통해 도로별/지점별/방향별로 조사한 서울시 교통량 조사 자료 중 양재대로 유입구간에 대해 조사된 7일 평균 교통량을 시뮬레이션 시간대별 교통량 입력자료로 활용하였다(표 9).
- 현장 실험을 위한 테스트 크랙의 총 길이는 가로 방향 4.0m, 세로 방향 34.9m이며, 세로 방향 크랙의 마지막 테스트 구간에서는 세로 방향 크랙과 겹치는 가로 방향 크랙을 두 개소에 설치하여 크랙이 중첩되는 구간에서의 생산성 측정을 함께 수행하였다(그림 5).
데이터처리
- 산출할 수 있다. 차량당 평균 재차 인원은 일반적으로 교통 관련 연구시 사용되는 1.3인으로 설정하였으며 표 12에서 산출된 평균 시간가치와 평균 재차 인원을 시뮬레이션 결과 도줄된총 통행시간에 적용하여 크랙 실링 작업 시간 단축에 따른 통행 시간 절감편익(=시간가치 비용 절감)을 분석하면 표 13과 같다.
이론/모형
- 도로상에 어떤 변화가 생겼을 때의 교통상황 변화나 교통사업 시행에 따른 영향 정도를 분석하고자 할 때 실제 도로상에 적용하는 것은 현실적인 제약이 따르고 많은 비용이 소요되므로 그대 안으로 시뮬레이션(Simulation) 방법이 흔히 이용된巳<본 연구에서는 크랙실링 자동화 장비의 사용으로 인한 교통 혼잡비용감소를 산정을 위해 여러 시뮬레이션 모형 중 미시적 (Microscopic) 시뮬레이션 모형인 Paramics를 채택하였다. Paramics는 영국 Quadstone사에서 개발하여 교통 부문에서 상용화되어 널리 이용되고 있는 대표적인 교통 시뮬레이션 모형이다.
성능/효과
- (1) 크랙 실링 자동화 장비의 개발 현황 분석 결과, 국내에서는 현장 요구조건 및 시방기준에 적합한 크랙 실링 자동화 장비를 개발하고 있으며, 개발된 프로토타 입 장비를 실용화시키기 위해 연구 노력을 기울이고 있는 것으로 분석되었다.
- (4) 본 연구에서는 크랙 실링 자동화 장비의 개발로 인한 사회적 편익(교통혼잡비용 감소)을 측정하기 위해 시뮬레이션 기술을 적용한 결과, 크랙 실링 자동화 장비 1대의 사용으로 인해 차량 통행 시간 절감비용으로 약 32, 284, 459원 /일, 차량 운행 비용 절감편익으로 약 3, 649, 847원/일이 절감되어 연간 100일의 작업 일수를 가지는 전문시공업체 한 곳마다 연간 약 36억원의 교통 혼잡비용 절감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 자동화 장비의 예상수명 10년 동안 현재 가치로 약 220억의 비용을 절감할 수 있는 것으로 기대된다.
- 2차례에 걸친 현장 생산성 측정 결과, 재래식 크랙실링 방식의 작업 팀은 일반적으로 차량 2대, 실런트 멜 터 1대, 노무자 12명으로 구성되며, 표 1과 같이 작업 1팀이 1일 8시간의 작업 시간 동안 평균 1.21km 정도의 크랙 실링 작업을 수행하는 것으로 조사되었다 일당 생산성 1.21km/일). 또한, 크랙실링 전문시공업체의 인터뷰 결과, 1일 1.
- 3) 시스템 운영자는 실시간으로 입력된 모니터 상의 도로 영상에서 크랙의 유무를 파악하여 크랙이 존재하면 크랙실링 자동화 장비를 정지시킨다.
- 특히, 미국에서는 CMU Laboratory Prototype(1990), CMU-UT Field Prototype(1992), CalDavis Field Prototype(1993), UT Field Prototype(1995), UT ARMM(1999) 등과 같은 크랙실링 자동화 장비를 연구. 개발하여 상용화 단계에 이르고 있는 것으로 분석되었다.
- 결과적으로, NPW=0을 만족하는 수익률은 122.5% 이므로 가정 및 변수에서 설정한 최소기대수익률인 10%를 크게 상회하는 것으로 분석되었다.
- 59km/일) 만에 동일 물량의 작업을 수행할 수 있다. 따라서 재래식 방식과 자동화 크랙 실링 방식의 연간 투입비용을 분석한 결과 표 7과 같이 자동화 장비 도입에 따라 91, 867, 725원의 편익이 발생하는 것으로 분석되었다.
- 5톤 트럭이 요구되지 않는다. 따라서 재래식 크랙실링 방식과 비교하여 자동화 방식의 경우 표 5와 같이 250, 000원/일의 장비 비 절감효과가 있는 것으로 분석되었다.
- 59km/일의 생산성 결과가 도출되었으며, 변수 및 가정에서 연간 작업 가능일수를 100일로 설정하였다. 따라서 크랙 실링 시공업체가 재래식 방식으로 연간 작업할 수 있는 크랙 실링 물량이 120km(늬00일 xl.2km/일)이고, 시공업체가 자동화 장비를 이용하여 크랙 실링 작업을 수행할 경우 약75일 (=120kmi 1.59km/일) 만에 동일 물량의 작업을 수행할 수 있다. 따라서 재래식 방식과 자동화 크랙 실링 방식의 연간 투입비용을 분석한 결과 표 7과 같이 자동화 장비 도입에 따라 91, 867, 725원의 편익이 발생하는 것으로 분석되었다.
- 50이 산출되었다. 따라서 크랙 실링 자동화 장비를 도입하는 경우 추가 소요되는 비용보다 발생되는 편익이 더 크므로 경제성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.
- 3초가 소요되는 것으로 측정되었다. 또한, 사전 제어실험 및 현장 실험 결과, 시공 품질을 만족시키면서 작업을 수행할 수 있는 터렛의 이동속도는 0.18m/sec, 비 작업 시(원점-작업시작점, 작업종료점-원점 이동 시) 터렛의 이동속도는 0.20m/sec인 것으로 분석되었다. 현장 실험 결과, 크랙 실링 자동화 장비를 견인하는 작업 차량의 운전자가 머신비전 및 제어 시스템을 통해 크랙 이미지를 인식하면서 다음 작업영역으로 이동하는 속도는 크랙 연속구간에서 약 LOkm/hour인 것으로 측정되었다.
- 따라서, 크랙 실링 전문 시공업체가 개발된 크랙 실링 자동화 장비를 도입. 사용할 경우 큰 경제적 가치를 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.
- 이를 바탕으로 개발된 크랙 실링 자동화 장비 프로토타입의 생산성 측정 결과 1.59km/일의 작업이 가능하므로 재래식 방식(1.20km/일)에 비해 1일 당 약 390m의 추가 작업이 가능한 것으로 분석되었다.
- 분석하였다. 이를 바탕으로 경제성 분석을 수행한 결과, 편익/비용 비율은 5.5, 수익률은 122.5%, 손익분기점은 1년 3개월로 도출되었다. 따라서, 크랙 실링 전문 시공업체가 개발된 크랙 실링 자동화 장비를 도입.
- 작업영역 생산성을 일일 생산성으로 환산하면 1.59km/일 (=3.3m/min x 480min/day)°] 산출되며, 재래식 방식의 생산성인 1.2km/일과 비교해볼 때 0.39km/일(1일 390m 추가 작업 가능)가 높은 것으로 분석되었다.
- 즉, 자동화 장비 개발을 위한 총 투자 비용의 현재가치와 이익의 현재가치가 같아지는 n 값이 손익분기점이 된다. 크랙 실링 자동화 장비의 제작비용과 연간 유지 보수비용의 현재가치는 102, 594, 240원으로 분석되었으므로 최소기대수익률을 10%라고 할 때 약 15개월 만에 투자한 자본을 회수하고 이익이 발생되는 것으로 분석되었다.
- 크랙 실링 자동화 장비의 현장 생산성 측정 결과, 크랙길이 38.9m(가로방향 4.0m, 세로 방향 34.9m)를 작업하기 위하여 자동화장비는 총 44번의 정차를 하였으며, 44개 작업영역의 평균 생산성은 제안된 생산성 측정모델을 토대로 3.3m/min로 측정되 었다.
- 편익/비용 비율 분석 결과, 편익/비용 비율이 1보다 큰 5.50이 산출되었다. 따라서 크랙 실링 자동화 장비를 도입하는 경우 추가 소요되는 비용보다 발생되는 편익이 더 크므로 경제성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.
- 따라서 연간 100일의 작업일수를 가지고 있는 크랙 실링 전문 업체 한 곳마다 연간 약 36억원의 교통 혼잡비용 절감효과가 있을 것으로 예상된다. 한편, 자동화 장비의 예상수명 10년 동안의 교통 혼잡비용 절감효과를 현재 가치로 환산하면 약 220억원의 교통 혼잡비용을 절감할 수 있을 것으로 분석되었다. 전체 크랙 실링 업체를 대상으로 교통혼잡비용 절감액을 산출할 경우 크랙 실링 자동화 장비를 도입함으로써 얻을 수 있는 사회적 편익은 막대할 것으로 기대된다.
- 20m/sec인 것으로 분석되었다. 현장 실험 결과, 크랙 실링 자동화 장비를 견인하는 작업 차량의 운전자가 머신비전 및 제어 시스템을 통해 크랙 이미지를 인식하면서 다음 작업영역으로 이동하는 속도는 크랙 연속구간에서 약 LOkm/hour인 것으로 측정되었다. 현장 실험에 투입된 크랙 실링 자동화 장비의 제원(parameter) 및 처리속도는 표 3과 같다.
- 현장 실험에 사용된 자동화 장비의 실 작업영역은 가로 1.55m X 세로 0.9m이며, 다양한 크랙들의 이미지 프로세싱에 소요되는 시간을 측정한 결과, 최대 평균 이미지 촬영에 0.1 초, 영상처리에 0.5초, 경로계획에 0.3초가 소요되는 것으로 측정되었다. 또한, 사전 제어실험 및 현장 실험 결과, 시공 품질을 만족시키면서 작업을 수행할 수 있는 터렛의 이동속도는 0.
- 현장 실험을 통한 생산성 측정 결과, 재래식 방식은 1.2km/일, 자동화 방식은 1.59km/일의 생산성 결과가 도출되었으며, 변수 및 가정에서 연간 작업 가능일수를 100일로 설정하였다. 따라서 크랙 실링 시공업체가 재래식 방식으로 연간 작업할 수 있는 크랙 실링 물량이 120km(늬00일 xl.
- 현장 조사 결과 재래식 크랙 실링 방식의 경우 오전 9시부터 오후 6시까지 9시간 동안(점심 식사 1시간, 실 작업 시간 8시간) 작업이 이루어지고 있었으며, 자동화 방식의 경우 현장 생산성 측정 결과 재래식 작업 시간과 비교하여 1일 1시간 57분a의 작업 시간을 단축할 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서 자동화 크랙 실링 방식의 작업 단축 시간을 오후 4시부터 오후 6시까지 2시간으로 설정하였다.
후속연구
- 요구된다. 또한, 본 연구 결과를 바탕으로 개발된 자동화장비 프로토타입을 실용화하기 위한 연구 노력이 요구된다.
- 본 연구를 통해 개발된 크랙 실링 자동화 장비는 야간에도 작업이 가능하며 주간과 동일한 품질을 기대할 수 있다. 야간작업으로 발생하는 교통혼잡비용은 주간보다 감소하는 것이 일반적이므로 크랙 실링 작업이 자동화장비에 의해 야간에 수행될 경우 재래식 방식과 비교하여 교통혼잡비용 절감 효과는 더욱 증대될 것으로 예상된다.
- 본 연구에서도출된 경제성 분석 결과 값 및 사회적 편익은 개발된 크랙 실링 자동화 장비 프로토타입의 현장 실험 결과를 바탕으로 도출된 것이므로 향후 시제품을 대상으로 한 경제성 분석이 요구된다. 또한, 본 연구 결과를 바탕으로 개발된 자동화장비 프로토타입을 실용화하기 위한 연구 노력이 요구된다.
- 한편, 자동화 장비의 예상수명 10년 동안의 교통 혼잡비용 절감효과를 현재 가치로 환산하면 약 220억원의 교통 혼잡비용을 절감할 수 있을 것으로 분석되었다. 전체 크랙 실링 업체를 대상으로 교통혼잡비용 절감액을 산출할 경우 크랙 실링 자동화 장비를 도입함으로써 얻을 수 있는 사회적 편익은 막대할 것으로 기대된다.
- 이를 통해, 재래식 방식과 비교한 자동화 크랙실링 방식의 경제적 타당성 및 사회적 편익을 정량적으로 분석. 제시 함으로써 개발된 크랙 실링 자동화 장비의 실용화 가능성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
- 크랙 실링 자동화 장비의 실험 결과를 바탕으로 측정된 생산성 결과와 같이 크랙 실링 자동화 장비를 도입할 경우 재래식 크랙 실링 방식에 비해 작업 시간을 크게 단축할 수 있으므로 교통 혼잡비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 크랙실링 자동화 장비 도입에 따라 사회적으로 발생하게 될 편익 즉, 교통 혼잡비용의 절감액 산출을 통해 크랙실링 자동화장비 개발 및 사용의 경제적 타당성을 제시하고자 한다.
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