대규모 공간을 대상으로 하는 도심지 공사는 복잡, 다양한 위험요소가 존재하여 체계적인 리스크 관리가 필요하다. 일반적인 토공사와는 달리 제한된 도시공간이라는 특수한 환경에서 공사가 진행되므로 지반 공학적 특성 외에도 사회, 문화적 불확실성을 통합적으로 관리할 수 있는 특화된 리스크 관리체계의 구축이 필요하다. 본 연구는 먼저 대표적인 리스크 관리 기법의 현황 파악을 통해 기술 분석을 하였다. 설문조사를 실시하여 리스크 인자 파악 및 중요도틀 평가하고 공법별, 카테고리별 체계적으로 분류된 DB를 구축하였으며 이를 기반으로 리스크 추출 모듈과 매트릭스, 스코어 기능을 개발하였다. 확률 및 영향 분석 데이터를 몬테카를로 분석을 통해 예상되는 총 공사비 및 공사기간 분포를 산출할 수 있으며 대응 전, 후 공사비 및 공사기간 분포의 비율 분석이 가능하여 프로젝트의 전 기간에 걸쳐 리스크 관리가 가능한 분석 체계를 구축하였다. 구축된 리스크 관리 체계는 관리 기술 표준화 및 통합 시스템 구축의 토대가 될 것이며 통합적 리스크 관리기법의 개발 및 실용화를 통해 사업의 예산확보 및 운영상 효율성 증대, 효과적인 공정 및 자원관리가 가능하여 결과적으로 지하공사 사업관리의 체제화 및 효율성 증대를 가져와 전체 공사비, 공사기간 저감의 효과를 기대할 수 있다.
대규모 공간을 대상으로 하는 도심지 공사는 복잡, 다양한 위험요소가 존재하여 체계적인 리스크 관리가 필요하다. 일반적인 토공사와는 달리 제한된 도시공간이라는 특수한 환경에서 공사가 진행되므로 지반 공학적 특성 외에도 사회, 문화적 불확실성을 통합적으로 관리할 수 있는 특화된 리스크 관리체계의 구축이 필요하다. 본 연구는 먼저 대표적인 리스크 관리 기법의 현황 파악을 통해 기술 분석을 하였다. 설문조사를 실시하여 리스크 인자 파악 및 중요도틀 평가하고 공법별, 카테고리별 체계적으로 분류된 DB를 구축하였으며 이를 기반으로 리스크 추출 모듈과 매트릭스, 스코어 기능을 개발하였다. 확률 및 영향 분석 데이터를 몬테카를로 분석을 통해 예상되는 총 공사비 및 공사기간 분포를 산출할 수 있으며 대응 전, 후 공사비 및 공사기간 분포의 비율 분석이 가능하여 프로젝트의 전 기간에 걸쳐 리스크 관리가 가능한 분석 체계를 구축하였다. 구축된 리스크 관리 체계는 관리 기술 표준화 및 통합 시스템 구축의 토대가 될 것이며 통합적 리스크 관리기법의 개발 및 실용화를 통해 사업의 예산확보 및 운영상 효율성 증대, 효과적인 공정 및 자원관리가 가능하여 결과적으로 지하공사 사업관리의 체제화 및 효율성 증대를 가져와 전체 공사비, 공사기간 저감의 효과를 기대할 수 있다.
Systematic risk management is necessary in grand scaled urban construction because of the existence of complicated and various risk factors. Problems of obstructions, adjacent structures, safety, environment, traffic and geotechnical properties need to be solved because urban construction is progres...
Systematic risk management is necessary in grand scaled urban construction because of the existence of complicated and various risk factors. Problems of obstructions, adjacent structures, safety, environment, traffic and geotechnical properties need to be solved because urban construction is progressed in limited space not as general earthwork. Therefore the establishment of special risk management system is necessary to manage not only geotechnical properties but also social and cultural uncertainties. This research presents the technique analysis by the current state of risk management technique. Risk factors were noticed and the importance of each factor was estimated through survey. The systemically categorized database was established. Risk extraction module, matrix and score module were developed based on the database. Expected construction budget and time distribution can be computed by Monte Carlo analysis of probabilities and influences. Construction budgets and time distributions of before and after response can be compared and analyzed 80 the risks are manageable for entire whole construction time. This system will be the foundation of standardization and integration. Procurement, efficiency improvement, effective time and resource management are available through integrated management technique development and application. Conclusively decrease in cost and time is expected by systemization of project management.
Systematic risk management is necessary in grand scaled urban construction because of the existence of complicated and various risk factors. Problems of obstructions, adjacent structures, safety, environment, traffic and geotechnical properties need to be solved because urban construction is progressed in limited space not as general earthwork. Therefore the establishment of special risk management system is necessary to manage not only geotechnical properties but also social and cultural uncertainties. This research presents the technique analysis by the current state of risk management technique. Risk factors were noticed and the importance of each factor was estimated through survey. The systemically categorized database was established. Risk extraction module, matrix and score module were developed based on the database. Expected construction budget and time distribution can be computed by Monte Carlo analysis of probabilities and influences. Construction budgets and time distributions of before and after response can be compared and analyzed 80 the risks are manageable for entire whole construction time. This system will be the foundation of standardization and integration. Procurement, efficiency improvement, effective time and resource management are available through integrated management technique development and application. Conclusively decrease in cost and time is expected by systemization of project management.
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문제 정의
다양한 기법들이 소개되었고 개발되었다. 본 논문에서는 크게 두 가지의 리스크 관리기법에 대하여 분석을 했다.
본 연구에서는 대규모 도심지 지하공사의 통합적 리스크 분석 시스템 개발을 위한 리스크 분석 체계 개발을 위해 공법 단계, 특성별 리스크 인자 분석, 평가를 통한 리스크 인자 DB를 구축하고 리스크 등록부를 활용하여 민원, 안전, 환경, 문화적 요인을 포함한 공사 전반에 대해 분석 및 평가 할 수 있는 체계를 구축하였다. 도심지 지하공사에 특화된 리스크 카테고리 분류체계를 구축하였고 각 리스크 인자의 정성적 평가를 통해 우선순위를 판단해 보았고, 상위 20개의 인자에 대한 AHP 중요도 분석 결과를 산출하여 향후 리스크 대응을 위한 의사결정의 기초자료로 활용도가 매우 높다.
본연구에는 리스크 분석을 위한 예비단계라고 할 수 있는 리스크 인자 도출 및 평가의 구체적인 프로세스를 다음과 같이 제시하였다.
이러한 한계점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 도심지 대규모 지하공사라는 특수한 환경에서 진행되는 공사에 대하여 지반 공학적 특성과 상, 하수도 전력구 등과 같은 지장물, 인접 구조물, 소음 및 진동, 비산 먼지 등 민원, 안전, 환경 등의 리스크를 설계에서 유지보수단계까지 통합적으로 관리할 수 있는 특화된 리스크관리 체계를 제시하고자 한다.
이를 위하여 본 논문에서는 공법, 단계, 특성별 리스크 인자 분석, 평가를 통한 리스크 인자 DB를 구축하여 리스크 등록부(Risk Register)를 통해 민원, 안전, 환경, 문화적 요인을 포함한 공사 전반을 정성적으로 분석하여 총공사비 및 공사기간 분포를 획득하는 것을 목표로 한다.
제안 방법
공사비에 직.간접적으로 영향을 줄 수 있는 영향요소를 지반특성, 설계 및 시공, 안전, 환경, 계약, 운영, 허가, 민원 등 6개의 카테고리로 분류체계를 구축하였다. 그리고 각각의 리스크 인자에 대해 공법 및 카테고리에 따른 코드번호를 부여하였다.
간접적으로 영향을 줄 수 있는 영향요소를 지반특성, 설계 및 시공, 안전, 환경, 계약, 운영, 허가, 민원 등 6개의 카테고리로 분류체계를 구축하였다. 그리고 각각의 리스크 인자에 대해 공법 및 카테고리에 따른 코드번호를 부여하였다.
기초연구 단계로 도심지 지하공사에서 발생 가능한 리스크 인자 파악 및 수집된 인자들의 중요도를 평가하고 DB를 구축하였다. 구축된 DB에서 맞춤형 리스크 인자를 스프레드시트 리스크 등록부로 추출 할 수 있는 리스크 추출 모듈과 리스크 인자의 확률과 영향을 정성적으로 분석하여 시각적인 그래픽으로 표시하는 리스크 매트릭스.
본 연구에서는 다양한 프로젝트에 적용되었던 리스크 등록부의 특성 및 장.단점을 분석하여 도심지 대규모 지하공사의 통합적 리스크 분석 및 관리를 위해 특성화된 리스크 등록부를 개발하였다.
도심지 대규모 지하공사에서 발생 가능한 리스크를 도출하고, 계층적 의사결정방법(AHP)을 활용하여 도출된 요인들 간의 중요도 분석을 실시하였다(그림 4). 먼저 지하공사 설계 및 시공 전문가를 대상으로 한 설문조사를 통해 위험요소들 중에서 가장 영향력이 큰 상위 20개의 요소를 도출하였다(표 2).
확률과 영향을 총점으로 환산하여 리스크 인자별 등급 및 우선순위를 파악할 수 있는 스코어 환산기능을 개발하였다. 리스크 확률 및 영향 분석 데이터를 몬테카를로 분석 시뮬레이터인 크리스탈 볼(Crystal Ball 7)에 입력 및 구동시켜 예상되는 총 공사비 및 공사 기간분포를 산출 할 수 있으며 리스크 대응 전 후 공사비 및 공사기간 분포의 비교 분석, 리스크 인자별 민감도 분석이 가능하여 프로젝트의 전 기간에 걸쳐 리스크 관리 및 제어 통제가 가능한 분석 체계를 구축하였다.
먼저 지하공사 설계 및 시공 전문가를 대상으로 한 설문조사를 통해 위험요소들 중에서 가장 영향력이 큰 상위 20개의 요소를 도출하였다(표 2). 설문조사는 각 위험요인들의 발생확률과 함께 공사비와 공사기간에 영향을 주는 정도를 매우 낮음에서 매우 높음의 5단계로 나누어 기록하는 방식을 택하였으며 각 기준은 다음 표 1과같土
문헌조사 및 선행 연구 분석을 통한 기초 연구를 바탕으로 다수의 도심지 지하 흙막이 및 지하철 공사 현장실사를 실시하여 발생 가능한 공법 및 카테고리별 리스크 인자를 수집하였다. 이와 함께 터널 및 지하 흙막이공사 설계, 시공 전문가를 대상으로 한 인터뷰와 설문조사 실시로 추가 리스크 인자를 수집, 보완 하였다.
본 논문은 리스크 인자 조사 및 분류체계 연구를 통한 DB 구축과 AHP(Analytic Hierarchy Process) 중요도 분석, 이를 활용한 스프레드시트 기반의 리스크 등록부 개발을 통해 리스크 관리 체계를 구축하는 것으로 연구범위를 한정하였다. 본 연구는 그림 1과 같이 먼저 국내외 문헌 및 자료조사를 기본으로 대표적인 리스크 관리기법의 현황 파악을 통해 기술 분석 및 특징, 문제점을 파악 하였다.
본 연구는 그림 1과 같이 먼저 국내외 문헌 및 자료조사를 기본으로 대표적인 리스크 관리기법의 현황 파악을 통해 기술 분석 및 특징, 문제점을 파악 하였다.
본 연구는 도심지 지흐}공사를 대상으로 하는 특수성을 고려하여 주요 흙막이 공법인 H-pile 토류판 공법, CIP 공법, SCW 공법, Sheet 공법, 토류벽 공법 NATM 공법 TBM-Sheild 공법 등 7개 공법으로 한정하였으며, 공기 및 공사비에 직.간접적으로 영향을 줄 수 있는 영향요소를 지반특성, 설계 및 시공, 안전, 환경, 계약, 운영, 허가, 민원 등 6개의 카테고리로 분류체계를 구축하였다.
이를 위해 다음 그림 6과 같은 EXCEL VBA를 활용한 유저 폼을 제작하였다. 사용 방법은 먼저 적용공법을 선택하고 대상 공사현장의 여건에 따른 영향요소를 클릭하고 리스크 인자 추출 버튼을 누르면 DB로부터 리스트 박스로 적합 위험인자의 목록을 불러들일 수 있으며 등록부 입력 버튼을 누르면 리스크 등록부상에 코드와 카테고리, 시나리오의 표제가 등록된다. 또한 리스크 DB 에 등록되어 있지 않은 시나리오의 경우에는 위험요인 입력창에 입력하여 등록부상에 기록할 수 있는 기능이 포함되어있다(그림 7).
수집 및 조사된 모든 위험요인들을 리스크 인자 분류체계에 따라 부여된 코드번호와 적용 공법, 카테고리, 프로젝트 진행 단계별로 구분된 MS-EXCEL 스프레드시트 기반의 리스크 인자 목록을 구성하였다. 총 670개의 인자가 포함되며 리스크 인자 추출 모듈 적용을 위해각 위험요인은 공사현장의 여건 및 주변 환경에 따라 영향을 받는지의 여부를 인접구조물 영향, 민원 지역, 지하수 발생 위험, 주변 교통 영향, 지하매설물 존재, 사유지 저촉 등으로 표기하였다.
다음 그림 5와 같이 작성된 리스크 등록부를 활용하여 그대로 시뮬레이션 구동이 가능하도록 하기 위해서는 MS-EXCEL 스프레드 시트를 기반으로 사용자의 편의성을 고려하여 간단하면서 입력 및 구동하기 쉽게 작성해야 한다. 이를 바탕으로 도심지 대규모 지하공사의 리스크 등록부를 다음 그림과 같이 개발 하였다. 시트의 좌측은 대응 전 우측은 대응 후 입력 및 분석이 가능하도록 하였으며 좌측 상단의 리스크 인자 추출, 위험요인 입력, 시뮬레이션 구동 버튼을 VBA(Visual Basic for Applications) 모듈과 연결시켜 사용자 편의성을 높였다.
필요하다. 이를 위해 다음 그림 6과 같은 EXCEL VBA를 활용한 유저 폼을 제작하였다. 사용 방법은 먼저 적용공법을 선택하고 대상 공사현장의 여건에 따른 영향요소를 클릭하고 리스크 인자 추출 버튼을 누르면 DB로부터 리스트 박스로 적합 위험인자의 목록을 불러들일 수 있으며 등록부 입력 버튼을 누르면 리스크 등록부상에 코드와 카테고리, 시나리오의 표제가 등록된다.
인자를 수집하였다. 이와 함께 터널 및 지하 흙막이공사 설계, 시공 전문가를 대상으로 한 인터뷰와 설문조사 실시로 추가 리스크 인자를 수집, 보완 하였다.
정성적.정량적 리스크 분석을 수행함으로써 프로젝트의 비용과 진행 일정을 통합적으로 분석할 수 있도록 설계되었다. 프로그램을 실행하기 전에 프로젝트의 예측된 공사 기간 및 비용, 그리고 중요일정 등의 기본 정보가 필요하다.
구축된 DB에서 맞춤형 리스크 인자를 스프레드시트 리스크 등록부로 추출 할 수 있는 리스크 추출 모듈과 리스크 인자의 확률과 영향을 정성적으로 분석하여 시각적인 그래픽으로 표시하는 리스크 매트릭스. 확률과 영향을 총점으로 환산하여 리스크 인자별 등급 및 우선순위를 파악할 수 있는 스코어 환산기능을 개발하였다. 리스크 확률 및 영향 분석 데이터를 몬테카를로 분석 시뮬레이터인 크리스탈 볼(Crystal Ball 7)에 입력 및 구동시켜 예상되는 총 공사비 및 공사 기간분포를 산출 할 수 있으며 리스크 대응 전 후 공사비 및 공사기간 분포의 비교 분석, 리스크 인자별 민감도 분석이 가능하여 프로젝트의 전 기간에 걸쳐 리스크 관리 및 제어 통제가 가능한 분석 체계를 구축하였다.
Parsons사의 등록부는 터널시공 프로젝트에 수년간 적용 및 갱신된 양식으로 공기 및 공사비확률분포 산출과 리스크 대응 전.후 비교, 분석에 적합할 뿐 아니라 도심지 공사에 적용 가능한 카테고리 분류를 구성하였다. 하지만 정성적 분석만 가능하며 구체적인 공기 및 공사비를 입력할 수 없기 때문에 정량적 분석이 불가능하다는 단점이 있다(Parsons, 2008).
성능/효과
도심지 지하공사에 특화된 리스크 카테고리 분류체계를 구축하였고 각 리스크 인자의 정성적 평가를 통해 우선순위를 판단해 보았고, 상위 20개의 인자에 대한 AHP 중요도 분석 결과를 산출하여 향후 리스크 대응을 위한 의사결정의 기초자료로 활용도가 매우 높다. 리스크 등록부는 공사 감독자가 공사의 전 프로세스에 걸쳐 활용할 수 있도록 몬테카를로 시뮬레이션 기능을 통합하여 착공 전 리스크 도출 및 분석에서부터 대응 후 예측까지 공기, 공사비의 비교가 가능하다.
이를 바탕으로 도심지 대규모 지하공사의 리스크 등록부를 다음 그림과 같이 개발 하였다. 시트의 좌측은 대응 전 우측은 대응 후 입력 및 분석이 가능하도록 하였으며 좌측 상단의 리스크 인자 추출, 위험요인 입력, 시뮬레이션 구동 버튼을 VBA(Visual Basic for Applications) 모듈과 연결시켜 사용자 편의성을 높였다.
이때 공기 및 공사비의 정성적 수치는 최대, 평균, 최소의 정량적 기간 (일)과 금액(천원)으로 환산되어 표시가 되는데 이에 대한 기준은 링크된 시트에서 공사의 규모 및 금액에 맞게임의 변경이 가능하다. 확률과 영향의 총점을 1~25점까지의 점수로 표시가 가능하여 리스크의 우선순위 판별에 활용이 가능하며 총점 셀은 점수에 따라 바탕 색이 변하게 하여 사용자의 편의성을 높였다.
후속연구
이러한 대규모 도심지 지하공사의 리스크 관리기법의 개발을 통해 사업 예산확보 및 운영상 효율성 증대, 효과적인 공정 및 자원관리가 가능하여 결과적으로 지하공사 사업관리의 체계화 및 효율성 증대를 가져와 전체 공사비, 공사기간 저감의 효과를 기대할 수 있을 것이다.
리스크 등록부는 공사 감독자가 공사의 전 프로세스에 걸쳐 활용할 수 있도록 몬테카를로 시뮬레이션 기능을 통합하여 착공 전 리스크 도출 및 분석에서부터 대응 후 예측까지 공기, 공사비의 비교가 가능하다. 향후 본 논문에서 제안한 내용과 지반 신뢰도 분석 정보를 기반으로 공법, 공종별 시공 리스크를 시공 프로세스에 따라 정량적으로 분석한 확률 데이터를 통합하여 총 공사비 및 공사 기간 분포를 획득하는 것이 요구된다.
Einstein, H. H., Indermitte, C., Sinfield, J., Descoeudres, F. P. and Dudt, J. P. (1999), "Decision Aids for Tunneling", Transportation Research Record, Paper No99-0015, pp,6-13.
Einstein, H. H. (2004), "Decision aids for tunneling - Update", Transportation Research Record, No.1892, pp.199-207.
Goodfellow, R. J. F. and Headland, P. J. (2009), Transfer of a Project Risk Register from Design into Construction: Lessons learned from the WSSC Bi-County Water Tunnel Project, RETC 2009.
Martin van Staveren (2006), UNCERTAINTY AND GROUND CONDITIONS: A RISK MANAGEMENT APPROACH, Elsevier, pp.127-131.
Min, S. Y., Kim, T. K., Lee, J. S. and H. H. Einstein (2008), "Design and construction of a road tunnel in Korea including application of the Decision Aids for Tunneling - A case study", Tunnelling and Underground Space Technology, 23(2), pp.91-102.
Washington State Department of Transportation (2008a), RBES(Risk Based Estimate Self-modeling), (http://www.wsdot.wa.gov/projects/projectmgmt/riskassessment).
Washington State Department of Transportation (2008b), Risk Management Plan (RMP) User's Guide, (http://www.wsdot.wa.gov/publications).
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