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문제 정의
- 또한, 평가 항목별 가중치 산정의 경우 현장여건, 관로의 특성 및 상황 등에 따라 책임기술자의 주관적 판단으로 조정이 가능하다고 기술되어 있어 명확한 가중치 산정 기준을 제시하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 건설교통부(2003)에서 제시하고 있는 상수관로의 평가를 보다 정량적으로 평가하기 위해서 특정 지역의 관로현황을 고려하여 평가 항목별 가중치를 계층적분석과정을 이용하여 보다 정량적으로 산정 하였다. 즉, 건설교통부(2003)의 “안전점검 및 정밀안전지단(세부지침)” 보고서에서 선정한 상수관로의 노후도 평가항목 16개를 대상으로 각 항목별 가중치를 해당지역의 전문가집단의 설문조사 후 계층적분석과정을 적용하여 정량적 가중치 값을 산정하였다.
제안 방법
- (3) 일관성 지수의 결과를 바탕으로 계층적분석과정을 적용하여 16개 항목별 가중치를 12개 사업소별로 산정하였다. 또한, 전체 12개 사업소를 대상으로 산정한 결과 관체변형의 가중치 값이 0.
- 그러나 실제 상수관로 개량사업시 모든 매설된 관을 대상으로 실험 및 분석 등을 실시하기에는 시간 및 경제적 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 AHP기법을 적용하여 평가대상 지역에 관한 많은 경험적 지식이 있는 전문가의 의견을 정량적으로 반영하여 상수관로의 노후도 평가항목별 가중치 값을 산정하였다.
- 언급된 상수관로의 노후도 영향인자 및 가중치 산정 기법은 최적화 기법 및 통계적 기법 등을 적용하였다. 또한, 기존의 연구사례는 주로 실제 매설된 관을 채취하여 실험 및 분석 등을 통해서 상수관로의 노후도 항목별 가중치를 산정하였다. 그러나 실제 상수관로 개량사업시 모든 매설된 관을 대상으로 실험 및 분석 등을 실시하기에는 시간 및 경제적 어려움이 있다.
- 또한, 평가항목 16개는 광역상수도 관로의 노후도 평가(한국수자원공사, 1995), 항만시설물 안전점점 및 정밀안전진단(해양수산부, 1998)등 기존의 국내 연구내용과 일본의 관종별 평가보고서(일본수도관로기술센터, 1994) 등의 연구사례를 종합 분석하여 산정되었다.
- 본 연구에서는 특정 지역의 관로상태를 현장 실무자의 의견을 바탕으로 상수관로의 노후도 평가를 보다 정량적으로 평가하기 위해 계층적분석과정을 적용하여 상수관로의 노후도 평가항목별 가중치를 산정하였다. 현재의 노후도 평가항목별 가중치 산정 지침은 업무 책임자의 주관적 평가에 의해 항목별 가중치를 산정하게 되어 있으나 본 연구에서는 AHP 기법을 이용하여 항목별 가중치를 현장의 상태 및 실무자의 의견을 반영할 수 있는 정량적 산정방법을 제시하였다.
- 설문 응답을 통해 도출된 쌍대비교 행렬을 통해 각각의 의사 결정 요소들간의 가중치를 계산한다.
- 언급된 상수관로의 노후도 영향인자 및 가중치 산정 기법은 최적화 기법 및 통계적 기법 등을 적용하였다. 또한, 기존의 연구사례는 주로 실제 매설된 관을 채취하여 실험 및 분석 등을 통해서 상수관로의 노후도 항목별 가중치를 산정하였다.
- 의사 결정 요소들 간의 쌍대비교를 수행하기 위한 설문지의 작성은 설문 응답자들의 응답이 수월하도록 작성되어야 하며 쌍대비교를 통해 응답된 설문지를 바탕으로 의사 결정 요소들간의 쌍대비교 행렬을 도출한다.
- 의사 결정 요소들간의 산정된 가중치의 적합성을 검증하가 위하여 설문 응답지들에 대한 일관성 검증을 수행한다. 이를 통해 일관성 지수가 0∼0.
- 즉, 건설교통부(2003)의 “안전점검 및 정밀안전지단(세부지침)” 보고서에서 선정한 상수관로의 노후도 평가항목 16개를 대상으로 각 항목별 가중치를 해당지역의 전문가집단의 설문조사 후 계층적분석과정을 적용하여 정량적 가중치 값을 산정하였다.
- 특정 계층내에 있는 요소들의 중요도에 대한 의사 결정자의 선호도를 평가하는 단계로서 각 계층 내의 평가요소들을 서로 비교하여 쌍대 비교 행렬을 작성한다. 다음 표 2는 요소들간의 중요도를 판단하는 기준이 되는 쌍대 비교 척도이다.
- 본 연구에서는 특정 지역의 관로상태를 현장 실무자의 의견을 바탕으로 상수관로의 노후도 평가를 보다 정량적으로 평가하기 위해 계층적분석과정을 적용하여 상수관로의 노후도 평가항목별 가중치를 산정하였다. 현재의 노후도 평가항목별 가중치 산정 지침은 업무 책임자의 주관적 평가에 의해 항목별 가중치를 산정하게 되어 있으나 본 연구에서는 AHP 기법을 이용하여 항목별 가중치를 현장의 상태 및 실무자의 의견을 반영할 수 있는 정량적 산정방법을 제시하였다. 본 연구에서 도출된 결론은 다음과 같다.
대상 데이터
- 본 연구에서 적용하는 상수관로의 노후도 평가항목은 건설교통부(2003)에서 작성한 안전점검 및 정밀안전진단[상수도] 세부지침에 기술되어 있는 평가항목 16개를 대상으로 하였다. 선정된 16개 항목은 시설물의 안전에 관한 특별법에 의해 국내법 및 지침에 기술되어 있다.
- 본 연구에서는 국내의 특정 지방자치단체 한곳을 대상으로 하였으며, 상수도와 관련된 실무분야에서 6년 이상 근무한 실무자를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문조사는 해당 자방자치단체의 상수도 사업본부 및 수도사업소를 포함한 12개 사업소에 근무하는 51명을 대상으로 하였으며, 조사에 참여한 실무자는 대부분 시설관리과, 급수운영과 등에 근무하며, 해당분야 평균 근무년수는 13.
- 본 연구에서는 국내의 특정 지방자치단체 한곳을 대상으로 하였으며, 상수도와 관련된 실무분야에서 6년 이상 근무한 실무자를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문조사는 해당 자방자치단체의 상수도 사업본부 및 수도사업소를 포함한 12개 사업소에 근무하는 51명을 대상으로 하였으며, 조사에 참여한 실무자는 대부분 시설관리과, 급수운영과 등에 근무하며, 해당분야 평균 근무년수는 13.85년 이었다. 다음 표 4는 조사대상 사업소 및 인원, 부서를 나타내었다.
데이터처리
- (1) 기존의 연구결과는 매설된 관을 굴착하여 분석 등을 통해 관의 노후도 항목 등을 산정하였으며, 노후도 항목별 가중치 산정은 최적화기법 또는 통계적 분석기법 등을 이용하였다. 그러나 이러한 방법은 많은 시간 및 경제적으로 어려움이 발생된다.
이론/모형
- 는 A의 최대 고유치를 의미한다. 또한, 고유벡터W는 Saaty(1994)가 제안한 제곱법(power method)에 의하여 산정된다. 식 (4)와 같이 행렬 를 충분히 큰 정수인 K번 만큼 곱한후 식 (5)와 같이 표준화 작업, 즉 각 행렬의 요소를 요소에 해당하는 열의 합으로 나누고, 각 행의 평균값을 구함으로써 W를 산정해 낸다.
- 본 연구에서는 다기준 의사 결정(Multi-Criteria Decision Making : MCDM) 방법 중 하나인 계층적분석과정(Analytic Hierarchy Process, AHP)을 이용하여 항목별 가중치 값을 산정하였다. AHP기법은 L.
성능/효과
- (2) 계층적분석과정을 이용하여 12개 사업소를 대상으로 설문조사를 실시하여 12개 사업소 모두 일관성 지수과 0.1 이하의 수치를 나타내었으며 이는 의시결정 요소들간의 산정된 가중치 값이 적합하다는 것으로 나타났다.
- 결과를 살펴보면, 관체변형의 가중치 값이 0.258로 가장 높았으며, 다음으로는 관내·외면 방식도막이 0.191, 노면하중이 0.113, 배관부식이 0.087의 순서로 산정되었다.
- 그러나 상수관로의 노후도 평가를 위한 항목별 가중치 산정은 지역의 특성 및 해당 지역의 실무담당자의 판단을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서 소개한 AHP기법을 이용한 항목별 가중치 산정기법은 전문가의 의견을 보다 정량화하여 적용지역의 특징을 고려하여 항목별 가중치를 산정할 수 있는 방법으로 판단된다.
- 그러나 이러한 방법은 많은 시간 및 경제적으로 어려움이 발생된다. 따라서 본 연구에서 제안한 AHP기법은 기존의 방법과 비교해서 상대적으로 쉽게 상수관로의 노후도 항목별 가중치 값을 산정할 수 있으며, 선정된 대상 지역의 특성 및 현장 근무자의 의견을 반영하여 보다 정량적으로 가중치 값을 산정을 할 수 있는 기법으로 판단되었다.
- 이는 상수관로는 매설지역의 특성에 따라 관로의 노후도 평가 항목별 가중치 값이 서로 다르게 나타날 수 있다는 것을 보여주고 있었다. 또한, 수도사업소별로 생각하는 항목의 우선순위는 서로 다르게 나왔지만 전체 12개 사업소의 가중치를 분석하면 노면하중이 가장 중요한 항목임을 본 결과에서 알 수 있었다. 이는 대부분의 대구경 송수관로의 매설이 주로 도로변을 중심으로 매설되고 있으며, 차량 통행에 따른 노면하중의 증가로 인해 관 접합부 주위에 누수 등의 사고가 빈번히 발생하고 있다고 판단하기 때문인 것으로 생각된다.
- 다음 표 5는 사업소별 관로시설물의 16개 항목별 가중치 산정 결과를 나타내었다. 먼저 계층적분석과정에서 일관성 검정 결과 일관성 지수 CR값이 12개 사업소 모두 0.1 이하의 값을 나타내었으며, 이는 의사결정 요소들간의 산정된 가중치 값이 적합하다는 것을 보여 주는 것으로 나타났다.
- 상수관의 노후도 항목별 가중치 산정 결과를 사업소 별로 살펴보면, SC 사업소의 경우는 노면하중, 관내수압, 관체변형, SJ사업소의 경우는 노면하중, 수질부식성, 관내수압, SD 사업 소의 경우는 관내·외면방식 도막, 관체변형, 관내수압, SK 사업소의 경우는 관내·외면방식 도막, 관내·외면 방식 도장유무, SY 사업소의 경우는 노면하중, 관내·외면방식 도장 유무, 관내·외면방식 도막, SB 사업소의 경우는 관체변형, 수질부식성, 관내·외면방식 도막, SN 사업소의 경우는 관체변형, 관내·외면방식 도막, 배관부식, SE 사업소의 경우는 관내·외면 방식도장유무, 배관의 누수, 배관의 부식, SS사업소의 경우는 노면하중, 수질부식성, 토양비저항, SKD 사업소의 경우는 관내·외면방식 도막, 잔존두께, 관체변형, SSB 사업소의 경우는 사용년수, 토양비저항, 되메움토양, SKN 사업소의 경우는 노면하중, 수질부식성, 토양비저항 등의 순위로 가장 높은 가중치 값이 산정되었다.
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