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문제 정의
- 본 연구는 지하구조물 시공 시 열악한 환경에 적합한 작업자의 3차원 위치와 통신 연락을 위한 현장지원 통합관리 시스템 개발의 경제적 타당성 분석을 위한 기초연구로서, 지하구조물 중 폐쇄구조와 장대화로 현장관리의 어려움이 발생하는 터널과 지하철건설을 대상으로 분석을 수행하였다. 본 분석을 위해 현장조사, 작업자 인터뷰 및 설문조사를 통해 현재 진행되고 있는 지하구조물건설 현장관리 프로세스 분석 및 문제점 파악을 실시하였고, 이를 바탕으로 현장지원 통합관리시스템 도입에 따른 정량적 편익 도출을 실시하였다.
- 본 연구에서는 사고 감소편익을 화폐가치로 산출하기 위해 터널과 지하철건설공사를 대상으로 현장지원 통합관리시스템 도입으로 예상되는 재해발생형태별 사고 감소효과를 추정하고, 건설재해로 발생하는 연간 평균 손실비용을 기반으로 식 (1)을 통해 편익을 산출하였다.
- 본 연구에서는 지하구조물 시공 시 열악한 환경에 적합한 작업자의 3차원 위치와 통신 연락을 위한 현장지원 통합관리시스템 개발의 경제적 타당성 분석을 실시하였다. 터널 및 지하철 건설현장을 중심으로 기존 현장관리 프로세스 파악 및 문제점 도출을 실시하였으며, 그 결과 현장사무실과 터널 공사현장 간 이격거리, 터널건설현장의 지형적 특성으로 인한 통신장애, 작업자 위치 파악 어려움, 기존 무선통신장비 휴대 및 사용 불편 등의 문제점이 도출되었고, 본 시스템 도입을 통해 크게 사고감소편익, 현장관리비 절감편익, 생산성향상편익이 발생할 것으로 분석되었다.
- 본 연구에서는 한국산업안전보건공단에서 발행하는 산업재해원인조사 재해보고서를 바탕으로 2004-08년에 발생한 건설재해 현황을 분석하였다. 분석 결과, 그림 4와 같이 지하철·전철공사와 터널공사 중 발생한 건설재해는 전체 건설 재해 중 15.
가설 설정
- 경제성 분석 과정에서 미래의 화폐가치를 현재가치로 환산하기 위해 사용되는 사회적 할인율은 5.5%를 적용하였으며(한국개발연구원, 2004), 편익과 비용을 비교 가능한 동일시점으로 할인하기 위해 현장지원 통합관리시스템의 경제성 분석기간을 무선통신장치의 사용연수인 8년으로 하였고, 사용 연수가 경과한 후 잔존가치는 없는 것으로 설정하였으며, 시스템개발 투자에 대한 최소기대 수익률은 일반적 수준인 10%로 가정하였다.
- 본 연구에서는 경제성 분석 기법인 편익/비용비, 순현재가치, 내부수익률, 손익분기점 분석을 수행하였으며, 현장지원 통합관리시스템 도입으로 기존 통신장비를 대체할 수 있을 것으로 가정하여 이를 편익으로 산정하였다.
제안 방법
- 건설재해로 인한 손실비용을 산출하기 위해 한국산업안전보건공단에서 제시하는 손실비용 산출 방법을 적용하여 치료비, 휴업보상비, 장해보상비 등을 포함하는 직접손실액과 부상자 시간손실, 기기 등 재산손실 등을 포함하는 간접손실액의 합으로 손실비용을 산출하였다. 이를 위해, 직접손실액은 건설재해로 인한 산재보험급여지급액(근로복지공단 노동 보험연구원, 2010)으로 추정하였고, 간접손실액은 하인리히 방식에 의하여 직접손실액의 4배로 계상하여 표 7과 같이 연간 손실비용을 산출하였다.
- 본 분석을 위해 현장조사, 작업자 인터뷰 및 설문조사를 통해 현재 진행되고 있는 지하구조물건설 현장관리 프로세스 분석 및 문제점 파악을 실시하였고, 이를 바탕으로 현장지원 통합관리시스템 도입에 따른 정량적 편익 도출을 실시하였다. 경제성 분석기법인 편익/비용비(B/C: Benefit/Cost ratio), 순현재가치(NPV: Net Present Value), 내부수익률(IRR: Internal Rate of Return) 분석 기법을 활용하여 경제성 평가를 수행하였으며, 손익분기점 분석 및 변수들의 불확실성을 고려하여 민감도 분석(sensitivity analysis)을 실시하였다.
- 본 연구는 지하구조물 시공 시 열악한 환경에 적합한 작업자의 3차원 위치와 통신 연락을 위한 현장지원 통합관리 시스템 개발의 경제적 타당성 분석을 위한 기초연구로서, 지하구조물 중 폐쇄구조와 장대화로 현장관리의 어려움이 발생하는 터널과 지하철건설을 대상으로 분석을 수행하였다. 본 분석을 위해 현장조사, 작업자 인터뷰 및 설문조사를 통해 현재 진행되고 있는 지하구조물건설 현장관리 프로세스 분석 및 문제점 파악을 실시하였고, 이를 바탕으로 현장지원 통합관리시스템 도입에 따른 정량적 편익 도출을 실시하였다. 경제성 분석기법인 편익/비용비(B/C: Benefit/Cost ratio), 순현재가치(NPV: Net Present Value), 내부수익률(IRR: Internal Rate of Return) 분석 기법을 활용하여 경제성 평가를 수행하였으며, 손익분기점 분석 및 변수들의 불확실성을 고려하여 민감도 분석(sensitivity analysis)을 실시하였다.
- 본 연구에서는 건설현장 방문조사, 작업자 인터뷰·설문조사 실시, 문헌조사를 통해 지하구조물건설 현장관리 분석을 수행하였다.
- 본 연구에서는 전제조건으로 설정한 변수들의 가정에 따라 분석의 결과가 달라지므로, 민감도 분석을 실시하여 가정된 변수들의 불확실성에 대한 결과 값의 변동을 분석하였다. 분석전제조건으로 제시한 사회적 할인율과 사고감소편익 정도의 변화에 대한 분석 결과 값의 민감도 분석을 수행하였으며, 결과는 다음과 같다.
- 현장지원 통합관리시스템은 작업자의 3차원 위치와 통신 연락을 위한 VI-GNSS 통합기술기반 시스템으로 1개 현장관제시스템과 N개 작업자시스템 조합으로 이루어진다. 본 연구에서는 중앙관제시스템을 제외한 현장지원 통합관리시스템의 prototype 개발 자료를 기반으로, 제작에 필요한 장비 및 개발비를 평균 개발 대수로 환산하여 초기 1개 현장관제시스템과 50개 작업자시스템 구축비용으로 표 4와 같이 약 100,000,000원으로 추정하였고, 작업자시스템 유지관리를 위해 연간 10% 유지관리요율이 발생할 것으로 가정하여 5,000,000원의 연간비용을 산정하였다.
- 본 연구에서는 현장관리비 절감편익을 기존 현장관리 장비 절감과 이동 시 발생하는 경비절감으로 나누어 분석하였다. 현장조사를 통해 터널건설현장에서 사용하는 현장관리 장비를 파악하였으며, 조사결과 작업자 간 의사소통을 위한 무선통신장비, 작업자 위치 파악을 위한 출입자 현황판, 현장 상황파악을 위한 CCTV 및 작업상황판, 위험상황 전파를 위한 유선전화기, 사이렌 등을 사용하는 것으로 파악되었다.
- 본 연구에서는 전제조건으로 설정한 변수들의 가정에 따라 분석의 결과가 달라지므로, 민감도 분석을 실시하여 가정된 변수들의 불확실성에 대한 결과 값의 변동을 분석하였다. 분석전제조건으로 제시한 사회적 할인율과 사고감소편익 정도의 변화에 대한 분석 결과 값의 민감도 분석을 수행하였으며, 결과는 다음과 같다.
- 일반적으로 터널 및 지하철건설현장은 현장사무실과 이격된 거리에 위치하므로 본 연구에서는 건설현장과 현장사무실간 현장관리와 건설현장내부의 현장관리로 나누어 분석하였으며, 건설현장과 현장사무실간의 이격과 건설현장내부의 통신장애 특성을 중점으로 현장관리 프로세스를 파악하였다.
- 본 연구에서는 건설현장 방문조사, 작업자 인터뷰·설문조사 실시, 문헌조사를 통해 지하구조물건설 현장관리 분석을 수행하였다. 작업자 인터뷰는 현재 진행 중인 터널건설현장 방문조사 시 경력 10년 이상의 현장관리자를 대상으로 건설 현장 작업 상황파악, 작업자 위치추적, 작업지시 및 상황보고, 시설현황 등을 중심으로 이루어졌으며, 현장관리자와 작업자를 대상으로 설문지를 배부하여 회수된 21부를 대상으로 현장관리 프로세스 분석과 문제점 파악을 수행하였다.
- 한국산업안전보건공단의 과거 재해사례 조사를 바탕으로표 6과 같이 터널 및 지하철건설 중 발생한 중대재해 발생 형태 현황 및 대책자료를 분석하여 현장지원 통합관리시스템 도입을 통해 발생할 것으로 예상되는 사고 감소효과를 추정하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 건설 중인 경부고속철도 금정터널 입구 4km 구간을 대상으로 실시한 시스템 prototype 요소기술 성능실험결과(장용구 등, 2009)를 인용하여 시스템 도입의 기술적 타당성 및 현장 적용성에 대한 검토를 실시하였으며, 요소기술 성능실험에 사용된 장비 및 성능실험대상은 표 3과 같다.
- 현장조사를 통해 터널건설현장에서 사용하는 현장관리 장비를 파악하였으며, 조사결과 작업자 간 의사소통을 위한 무선통신장비, 작업자 위치 파악을 위한 출입자 현황판, 현장 상황파악을 위한 CCTV 및 작업상황판, 위험상황 전파를 위한 유선전화기, 사이렌 등을 사용하는 것으로 파악되었다. 본 연구에서는 현장지원 통합관리시스템 도입을 통해 기존 무선통신장비의 역할을 최소화할 수 있을 것으로 판단되어, 조사 결과 가장 보편적으로 사용되는 무선통신장비인 무전기를 편익도출 대상으로 선정하였다. 기존 무전기 사용은 지하공간의 지형적 특성상 통신거리 확보 및 통신 선명도 확보에 어려움을 해결하기 위해 터널공사현장 내부에 중계기를 설치하여 사용하는 것으로 조사되었다.
이론/모형
- 분석 방법은 일정기간동안 발생하는 비용과 편익을 화폐가치의 시간에 따른 변화를 고려할 수 있도록 동일한 시점에서 비교·분석하는 것이며, 본 연구에서는 경제성 분석을 위해 주로 사용되는 평가기법인 편익/비용비, 순현재가치, 내부수익률을 사용하여 분석을 수행하였다.
- 건설재해로 인한 손실비용을 산출하기 위해 한국산업안전보건공단에서 제시하는 손실비용 산출 방법을 적용하여 치료비, 휴업보상비, 장해보상비 등을 포함하는 직접손실액과 부상자 시간손실, 기기 등 재산손실 등을 포함하는 간접손실액의 합으로 손실비용을 산출하였다. 이를 위해, 직접손실액은 건설재해로 인한 산재보험급여지급액(근로복지공단 노동 보험연구원, 2010)으로 추정하였고, 간접손실액은 하인리히 방식에 의하여 직접손실액의 4배로 계상하여 표 7과 같이 연간 손실비용을 산출하였다.
성능/효과
- 경제성 분석 결과, 표 10과 같이 현장지원 통합관리시스템 도입의 편익/비용 비율은 1.79로 산출되었으며, 순현재가치와 내부수익률은 각 103,423,797원, 47.01%로 산출되었다. 이는 각 지표의 경제성 확보의 기준치보다 큰 값으로, 현장지원 통합관리시스템 도입으로 인해 추가적으로 발생하는 비용보다 편익이 더 크다는 것을 의미하며, 본 시스템 도입의 경제성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.
- 편익을 정량적으로 산출한 결과, 1개 현장을 기준으로 연간 10,013,166원의 사고 감소편익, 2,425,000원의 현장관리비 절감편익, 16,584,600원의 생산성 향상편익이 발생할 것으로 도출되었다. 경제성 분석 평가기법으로 편익/비용비, 순현재가치, 내부수익률을 사용하여 본 시스템 도입의 경제적 타당성을 분석하였으며, 편익/비용비는 1.79, 순현재가치는 103,423,797원, 내부수익률은 47.01%로 도출되어 본 시스템 도입이 경제적 타당성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 손익분기점에 대한 분석을 통해 2년3개월을 시점으로 초기비용을 상쇄하고 이익이 발생할 것으로 도출되었으며, 다양한 변수들의 향후 불확실성과 가정사항의 변동을 고려하여 사회적 할인율과 사고감소율에 대한 민감도 분석을 실시하여 변수들의 변동에 대한 경제적 타당성을 확보하는 것으로 분석되었다.
- 기존 무전기 사용은 지하공간의 지형적 특성상 통신거리 확보 및 통신 선명도 확보에 어려움을 해결하기 위해 터널공사현장 내부에 중계기를 설치하여 사용하는 것으로 조사되었다. 무전기 사용대수와 중계기 설치 대수는 현장마다 근로자 수와 통신환경 특성에 따라 다르지만, 본 연구에서는 일반무전기의 경우 1개 현장 작업인원 50명을 기준으로 무전기 15대, 중계기 4대를 사용하는 것으로 추정하였으며, 편익을 산출한 결과 표 8과 같이 초기 장비구입 및 설치비용이 51,250,000원, 연간 전파 사용료 및 유지관리에 의한 비용이 1,305,000원으로 산정되었다.
- 본 시스템 도입으로 인해 기존 현장관리장비보다 초기비용이 48,750,000원 증가하지만, 시스템 유지·관리·보수비용을 제거한 순 연간편익이 24,022,766원 발생하는 것으로 산출되었다.
- 본 시스템 도입을 통해 작업자 간 음성통신이 가능하게되며 현장지원 시스템이 모든 작업자를 대상으로 구축되므로, 모든 작업자 간 음성통신이 가능하다는 점에서 작업인원 중 건설기계 이동을 유도하고 충돌을 방지하기위해 수신호 역할을 하는 건설기계운전조수의 역할을 최소화 할 수 있을 것으로 추정되어 편익으로 산정하였다. 표준품셈에서 제시하는 1일 노무비용과 연간 실 작업일수를 300일로 가정하여 추정한 결과, 연간 16,584,600원의 편익이 산정되었다.
- 본 시스템의 기술적 타당성 및 현장 적용성 평가를 위한 요소기술 성능실험 결과, GNSS 인식거리실험에서는 절대측위방법 약 100m, 상대측위방법 약 200m까지 위치추적이 가능하였고, 상대측위방법 중 RTK-GNSS, DGNSS와 절대 측위방법을 대상으로 한 정확도 측정 결과, 시스템 비용 및 지하 위치정보 오차범위를 고려하여 코드해석방식의 DGNSS 기술 활용의 적합성을 확인하였으며, 10m 이내 오차 결과를 보인 관성센서의 정확도를 기반으로 DGNSS시스템과 관성 센서의 통합 활용이 가장 적합할 것으로 분석되었다. 통신성능실험에서는 USN 노드의 경우 내부 안테나 활용 시 통신 거리가 20m로 파악되어, 장대화 현장 적용을 위해 외부안테나 기반의 USN 노드 활용이 필요할 것으로 판단되었으며, 무선측위시스템의 경우 영상정보와 음성통신 모두 중간 중계기 설치 없이 4km 이상 통신거리를 확보할 수 있는 것으로 파악되어 열악한 건설현장에서 통신거리 확보가 가능할 것으로 판단되었다(장용구 등, 2009).
- 본 연구에서는 현장지원 통합관리시스템 도입으로 GNSS 기술을 이용한 작업자 위치추적 및 골전도 통신모듈을 이용한 선명한 음성통신환경 구현을 통해 과거 재해사례 대책자료 분석 결과 중 위험지역 출입금지와 유도자 업무 철저에 관한 사고 감소효과가 있을 것으로 예상하여, 낙하, 협착, 충돌에 의한 재해에 대하여 각 11.8%, 46.2%, 25.0%의 사고 감소효과가 발생할 것으로 추정하였다.
- 분석 결과, 그림 4와 같이 지하철·전철공사와 터널공사 중 발생한 건설재해는 전체 건설 재해 중 15.83%를 차지하는 토목공사의 각 3.02%, 0.89%를 차지하는 것으로 분석되었다.
- 사회적 할인율 변동에 대한 민감도 분석을 실시한 결과, 사회적 할인율이 증가할수록 편익/비용비 결과 값이 감소하는 경향을 보이지만, 본 연구에서 가정한 사회적 할인율인 5.5%를 기준으로 산출한 값과 비교하여 크게 변하지 않으며 모든 경우에서 편익/비용비의 경제적 타당성 기준치인 1.00이상으로 나타나므로 사회적 할인율 변동에 대하여 경제적으로 타당하다고 분석되었다. 그림 11(b)는 본 시스템 도입으로 발생할 것으로 예상되는 사고감소효과에 대한 민감도 분석 결과로서, 본 연구에서 추정한 낙하, 협착, 충돌재해 감소효과에 대하여 사고감소율의 변화 분석을 수행하였으며, 사고감소율의 감소에 따라 편익/비용비가 작아지는 경향을 보이지만 경제적 타당성 기준치 이상을 나타내는 것으로 분석되었다.
- 그림 11(b)는 본 시스템 도입으로 발생할 것으로 예상되는 사고감소효과에 대한 민감도 분석 결과로서, 본 연구에서 추정한 낙하, 협착, 충돌재해 감소효과에 대하여 사고감소율의 변화 분석을 수행하였으며, 사고감소율의 감소에 따라 편익/비용비가 작아지는 경향을 보이지만 경제적 타당성 기준치 이상을 나타내는 것으로 분석되었다. 사회적 할인율과 사고감소율 변동을 동시에 고려한 민감도 분석을 실시하였으며, 표 11과 같이 변수들의 변동에 대해 편익/비용비가 경제성 판단 기준치를 초과하는 것으로 분석되었다.
- 작업지시 및 상황보고는 주로 작업 전 일괄적으로 이루어지며, 순찰 혹은 무선통신에 의해 이루어진다는 응답이 뒤를 이었고, 작업장 내부 작업지시 및 상황 전파를 위한 작업자 간 의사소통은 육성으로 이루어진다는 응답이 55%로 가장 높았으며, 무선통신기기와 수신호가 각각 27%, 18%를 차지하였다. 설문 결과, 현장관리자 및 작업자의 직접 현장방문 및 위치파악을 통해 현장관리가 이루어지고 있는 것으로 파악되었으며, 이 과정에서 불필요한 이동시간 및 경비, 상황보고지연 등의 문제가 발생하는 것으로 파악되었다.
- 01%로 도출되어 본 시스템 도입이 경제적 타당성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 손익분기점에 대한 분석을 통해 2년3개월을 시점으로 초기비용을 상쇄하고 이익이 발생할 것으로 도출되었으며, 다양한 변수들의 향후 불확실성과 가정사항의 변동을 고려하여 사회적 할인율과 사고감소율에 대한 민감도 분석을 실시하여 변수들의 변동에 대한 경제적 타당성을 확보하는 것으로 분석되었다.
- 식 (1)과 위의 도출된 항목별 결과를 바탕으로 연간 5,016,596,191원의 사고 감소편익이 발생할 것으로 분석되었으며, 1개 현장을 기준으로 분석을 수행하기위해 연간 사고 감소편익을 국토해양부에서 제공하는 2007년 발주기관별 세부공종별 기성실적을 바탕으로 도로터널, 철도터널 및 지하철 501개 현장수로 나누어 1개 현장에 대하여 추정하여, 1개 현장에서 연간 10,013,166원의 사고감소편익이 발생할 것으로 도출되었다.
- 01%로 산출되었다. 이는 각 지표의 경제성 확보의 기준치보다 큰 값으로, 현장지원 통합관리시스템 도입으로 인해 추가적으로 발생하는 비용보다 편익이 더 크다는 것을 의미하며, 본 시스템 도입의 경제성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다.
- 작업 지시 및 후속작업 준비를 위한 작업자 위치추적은 그림 6(b)와 같이 직접 현장방문을 통해 이루어진다는 응답이 67%로 가장 높았으며, 무선통신기기와 현황판을 이용한다는 응답이 뒤를 이었다. 작업지시 및 상황보고는 주로 작업 전 일괄적으로 이루어지며, 순찰 혹은 무선통신에 의해 이루어진다는 응답이 뒤를 이었고, 작업장 내부 작업지시 및 상황 전파를 위한 작업자 간 의사소통은 육성으로 이루어진다는 응답이 55%로 가장 높았으며, 무선통신기기와 수신호가 각각 27%, 18%를 차지하였다. 설문 결과, 현장관리자 및 작업자의 직접 현장방문 및 위치파악을 통해 현장관리가 이루어지고 있는 것으로 파악되었으며, 이 과정에서 불필요한 이동시간 및 경비, 상황보고지연 등의 문제가 발생하는 것으로 파악되었다.
- 지하철·전철공사와 터널공사 중 발생한 건설재해 유형을 조사한 결과, 그림 5와 같이 지하철·전철공사 중 발생한 건설재해는 추락과 전도·전복이 절반 이상을 차지하였고, 터널공사의 경우 주로 전도·전복 및 낙하·비래의 형태로 건설재해가 발생하는 것으로 분석되었다.
- 본 연구에서는 지하구조물 시공 시 열악한 환경에 적합한 작업자의 3차원 위치와 통신 연락을 위한 현장지원 통합관리시스템 개발의 경제적 타당성 분석을 실시하였다. 터널 및 지하철 건설현장을 중심으로 기존 현장관리 프로세스 파악 및 문제점 도출을 실시하였으며, 그 결과 현장사무실과 터널 공사현장 간 이격거리, 터널건설현장의 지형적 특성으로 인한 통신장애, 작업자 위치 파악 어려움, 기존 무선통신장비 휴대 및 사용 불편 등의 문제점이 도출되었고, 본 시스템 도입을 통해 크게 사고감소편익, 현장관리비 절감편익, 생산성향상편익이 발생할 것으로 분석되었다. 편익을 정량적으로 산출한 결과, 1개 현장을 기준으로 연간 10,013,166원의 사고 감소편익, 2,425,000원의 현장관리비 절감편익, 16,584,600원의 생산성 향상편익이 발생할 것으로 도출되었다.
- 터널 및 지하철 건설현장을 중심으로 기존 현장관리 프로세스 파악 및 문제점 도출을 실시하였으며, 그 결과 현장사무실과 터널 공사현장 간 이격거리, 터널건설현장의 지형적 특성으로 인한 통신장애, 작업자 위치 파악 어려움, 기존 무선통신장비 휴대 및 사용 불편 등의 문제점이 도출되었고, 본 시스템 도입을 통해 크게 사고감소편익, 현장관리비 절감편익, 생산성향상편익이 발생할 것으로 분석되었다. 편익을 정량적으로 산출한 결과, 1개 현장을 기준으로 연간 10,013,166원의 사고 감소편익, 2,425,000원의 현장관리비 절감편익, 16,584,600원의 생산성 향상편익이 발생할 것으로 도출되었다. 경제성 분석 평가기법으로 편익/비용비, 순현재가치, 내부수익률을 사용하여 본 시스템 도입의 경제적 타당성을 분석하였으며, 편익/비용비는 1.
- 본 시스템 도입을 통해 작업자 간 음성통신이 가능하게되며 현장지원 시스템이 모든 작업자를 대상으로 구축되므로, 모든 작업자 간 음성통신이 가능하다는 점에서 작업인원 중 건설기계 이동을 유도하고 충돌을 방지하기위해 수신호 역할을 하는 건설기계운전조수의 역할을 최소화 할 수 있을 것으로 추정되어 편익으로 산정하였다. 표준품셈에서 제시하는 1일 노무비용과 연간 실 작업일수를 300일로 가정하여 추정한 결과, 연간 16,584,600원의 편익이 산정되었다.
- 현장관리 이동경비는 현장사무실과 공사현장 사이의 현장관리자 이동경비와 공사현장 내·외부의 작업반장 이동경비로 나누어 이동 시 소요되는 연료비로 설정하였고, 현장사무실과 공사현장 사이의 이동은 이동거리 5km, 1일 이동절감횟수 2회로 추정하였으며, 공사현장 내·외부 이동은 1일 착암-버력처리-숏크리트-록볼트 3사이클, 1회 평균 이동거리 왕복 1km로 추정하여, 연간 1,120,000원의 편익이 발생하는 것으로 분석되었다.
- 현장관리 프로세스 및 문제점을 바탕으로 현장지원 통합관리시스템 도입을 통해 발생할 것으로 예상되는 편익항목을 표 5와 같이 크게 사고 감소편익, 현장관리비 절감편익, 생산성 향상편익으로 추정하였다.
- 현장관리 프로세스 파악 및 작업자 인터뷰를 바탕으로 문제점 파악을 실시하였으며, 표 2와 같이 터널공사의 지형적특성으로 발생하는 통신장애, 작업자 위치 추적 어려움, 기존 장비 사용의 불편성 등으로 인한 시간 효율성 저하, 이동경비 발생, 작업지시 및 상황보고 어려움, 신속한 상황전파 어려움 등의 문제점이 발생하는 것으로 파악되었다.
- 현장관리를 위한 작업 상황파악은 직접 현장방문을 통해 이루어진다는 응답이 78%로 가장 높았으며, 무선통신기기와 최종보고가 뒤를 이어, 작업 상황파악을 위해 주로 현장관리자가 직접 현장방문을 실시하는 것으로 파악되었다. 작업 지시 및 후속작업 준비를 위한 작업자 위치추적은 그림 6(b)와 같이 직접 현장방문을 통해 이루어진다는 응답이 67%로 가장 높았으며, 무선통신기기와 현황판을 이용한다는 응답이 뒤를 이었다.
- 본 연구에서는 현장관리비 절감편익을 기존 현장관리 장비 절감과 이동 시 발생하는 경비절감으로 나누어 분석하였다. 현장조사를 통해 터널건설현장에서 사용하는 현장관리 장비를 파악하였으며, 조사결과 작업자 간 의사소통을 위한 무선통신장비, 작업자 위치 파악을 위한 출입자 현황판, 현장 상황파악을 위한 CCTV 및 작업상황판, 위험상황 전파를 위한 유선전화기, 사이렌 등을 사용하는 것으로 파악되었다. 본 연구에서는 현장지원 통합관리시스템 도입을 통해 기존 무선통신장비의 역할을 최소화할 수 있을 것으로 판단되어, 조사 결과 가장 보편적으로 사용되는 무선통신장비인 무전기를 편익도출 대상으로 선정하였다.
- 현장지원 통합관리시스템 도입을 통해 발생하는 편익이 어느 시점에 투입비용을 초과하는지를 분석하는 손익분기점 분석을 실시하였으며, 그 결과 손익분기점은 2.22년으로 분석되었고, 이를 통해 약 2년3개월 사용기간을 기점으로 시스템 사용으로 인해 초기 투자비용을 상쇄하고 편익이 발생하기 시작하는 것으로 분석되었다.
- 현재 사용하고 있는 무선통신기기의 불편사항에 대한 설문을 실시하였으며, 그 결과 그림 7과 같이 통신거리 확보 어려움, 휴대 및 사용 불편, 혼선발생, 터널 내 통신 불가, 낮은 통신선명도 순으로 조사되었고, 새로운 현장지원 통합관리시스템의 도입을 통한 현장관리 향상효과에 대한 응답은 많을 것 64%, 조금 있을 것 29%로 조사되어 통합관리시스템 도입에 대한 작업자의 긍정적 입장을 볼 수 있다.
후속연구
- 본 연구의 결과는 향후 현장지원 통합관리시스템 개발을 위한 기초자료로서 활용될 수 있으며, 지하구조물뿐만 아니라 다양한 건설현장 적용 및 건설 후 구조물 유지관리 활용 방안 등 추가적인 시스템 활용에 대한 연구 및 개발이 요구된다.
- 요소기술 성능실험을 통해 본 시스템의 도입으로 지하공간에서의 작업자 위치파악 정확도 및 통신거리 확보가 가능할 것으로 판단되며, 지하공간건설 장대화 현장 적용성 향상을 위해 외부 안테나 기반 USN 노드의 활용이 필요할 것으로 판단된다.
- 하지만 본 분석을 통해 도출된 결과는 현장지원 통합관리 시스템 개발을 위한 prototype 데이터와 할인율 등 변수들의 가정을 기반으로 한 것으로, 본 분석 결과의 활용 범위는 제한되며, 이를 극복하기 위한 향후 시스템 개발에 따른 현장적용을 통한 다양한 분석이 요구된다.
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