선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 성능척도(PM)는 교량 또는 시설물의 자산관리에 있어 대상의현 상태가 자산관리주체가 정의한 LOS에 도달하였는지 여부를 정성적/정량적으로 평가하기 위한 지표로 사용된다. 본 논문에서는 이상적인 교량 자산관리를 위해 표 2와 같이 LOS와 연계된 21개의 PM과 PM을 평가할 수 있는 정성적/정량적 평가기준(안)을 제시하였다. 표 1의 각 고객가치(CV)에 해당하는 LOS에 연계되는 표 2의 PM은 다음과 같다.
- 본 연구는 교량의 자산관리를 위한 LOS에 근거한 새로운 평가기준과 평가방법, 활용방안을 제시한 기초연구로 성능척도 항목의 결정, 가치함수의 결정, 가중치의 결정 등을 교량유지관리 전문가집단으로 국한하여 수행하였다. 보다 객관적이며 실제 활용하기 위해서는 향후 교량 이용자와 실제 자산관리를 수행할 관리주체 담당자를 포함한 자산관리 위원회를 구성하고 본 논문에서 제안한 방식에 따라 절차를 진행해야 할 것으로 판단된다.
- 사례 대상교량의 LOS 평가는 교량 관리 전문가들에 의해 교량의 자산관리가 수행되는 경우를 가상으로 시뮬레이션함으로서 LOS 평가 절차 및 방법에서 발생할 수 있는 오류를 개선하고, 적용성 및 적합성을 검토하기 위해 수행되었다.
가설 설정
- 본 논문에서는 가치 이론(value theory)(김인호 2001)의 방법론을 참고하여, 각 등급의 변화 중 그 중요도가 가장 낮은 경우와 비교하여 나머지 등급 변화의 중요도를 상대적인 값으로 결정하는 방법을 적용하였다. 이를 위해 최하위 등급인 E와 최상위 등급인 A를 각각 0%와 100%의 가치(value)를 가지는 것으로 가정하였다. 각 등급변화에 따른 중요도의 변화를 수식으로 표현하면 식 (2)와 같다4).
제안 방법
- LOS의 평가 항목별 중요도를 결정하기 위해 표 1과 표2의 정책목표, 고객가치, 성능척도로 구성되는 3단계 계층 구조를 이용하였으며, 개별 비교법 적용시 인자의 선호도는 5점 척도를 적용하여 평가하였다. 표 3은 정책목표에 대한 가중치 분석을 위한 설문 양식을 나타내고 있다.
- 각 PM에 대하여 평가는 A~E로 총 5단계로 구분하였으며, 표 2에서는 지면관계상 중간 단계인 ‘좋음(B)’과 ‘나쁨(D)’은 포함하지 않았다.
- 각 교량 또는 고객가치별 LOS를 평가하기 위하여 다속성가치 이론을 접목하고 전문가집단의 설문조사를 통하여 각 PM별 LOS 함수와 가중치를 결정하였다. 또한 교량시설물의 자산관리 정책에 따른 다양한 의사결정에 활용할 수 있도록, 결정된 가치 함수와 가중치를 활용하여 정책목표별, 고객가치별, 교량별, 네트워크별 대상교량의 LOS를 평가할 수 있는 정식화 모델을 제시하였다.
- 각 세부 LOS항목별 평가를 위한 가치함수를 결정하기 위해 학계, 업계 및 연구소 등 다양한 기관으로부터 총 9명의 교량유지관리 전문가집단을 구성하고 각 항목별로 집단토론 및 설문조사를 실시하였으며, 표 4는 표 2를 통해 제시한 성능척도(PM) 중 안전한 점검/진단 가능여부(PM17)에 대한 LOS 가치함수를 결정하기 위한 설문조사결과의 예를 나타내고 있다.
- 이를 위해 본 논문에서는 교량 자산의 관리수준 판단을 위한 평가지표를 ‘교량시설물이 사용자 및 관리자에게 제공하는 서비스수준(Level of Service; LOS)’으로 정의하고 이를 평가하기 위한 도구로 성능척도(Performance Measure; PM)를 제안하였다. 또한 가치이론을 접목하여 LOS를 정량화하기 위한 방법을 제시하였으며 PM별 가중치와 교량별 가중치를 이용하여 PM수준, 고객가치수준, 정책목표수준, 교량수준, 네트워크수준의 LOS 평가를 위한 모델을 제안하였다. 본 논문에서 제안된 내용은 관리주체별 자산관리 수준 파악, 조치 대상의 선정 및 관리 전략 수립에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 또한 교량별 가중치 Wp는 교통량, 우회도로 길이, 우회도로 교통량 등의 교량 이용 측면의 가치와 건설연도, 상징성, 미관 등의 사회 · 문화적 가치, 교량 교체 및 복구비용과 같은 경제적 가치 등 다양한 항목으로 구성될 수 있으나 본 논문에서는 개념적으로 차량 및 보행자의 통행이라는 도로 교량의 근본적인 기능 구현을 위해 제공되는 서비스면적(상판면적)을 교량별 상대적인 중요도 평가 인자로 고려하였다.
- 각 교량 또는 고객가치별 LOS를 평가하기 위하여 다속성가치 이론을 접목하고 전문가집단의 설문조사를 통하여 각 PM별 LOS 함수와 가중치를 결정하였다. 또한 교량시설물의 자산관리 정책에 따른 다양한 의사결정에 활용할 수 있도록, 결정된 가치 함수와 가중치를 활용하여 정책목표별, 고객가치별, 교량별, 네트워크별 대상교량의 LOS를 평가할 수 있는 정식화 모델을 제시하였다.
- 본 논문에서는 자산관리 분야 기술 선도국인 호주 및 뉴질랜드의 자산관리 매뉴얼(INGENIUM and IPEWA 2006, National Asset Management Steering Group 2007) 및 다각적인 연구 (한국건설기술연구원 2009a, 2009b)를 통해, 표 1과 같이 국가 차원에서 전체 사회기반시설물의 자산관리1)를 위한 공통의 평가 지표로 환경, 경제, 사회/문화로 구분된 정책목표(Policy Goal; PG)를 선정하였으며, 해당 정책목표에 동반하는 고객가치 (Customer Value; CV)를 7가지로 정의하였다.
- PM은 교량별로 평가할 수 있는 항목, 노선별로 평가할 수 있는 값, 관리주체에 따라 평가할 수 있는 값으로 구분될 수 있다. 본 사례에서는 21개의 PM 중 현장조사를 통해 획득 가능한 교량별 평가 인자로 한정지어 분석을 수행하였으며, 현재 획득이나 정량 화가 곤란한 고객서비스 항목(PM 20, 21), 예산관련인자(PM 9, 10)와 노선수준의 평가지표로 교량별로 같은 값으로 평가되는 항목(PM 6, 7, 16, 18, 19)은 평가에서 제외하였다. 향후 보다 세부적인 연구를 통해 PM의 합리적인 선정이 수행될 것이다.
- 하지만 최근까지 국내에서는 이러한 개념의 도입이 기초적인 단계이므로 외국의 개념 및 기법의 지속적이고 정밀한 분석을 통하여 국내의 여건 및 실정에 부합하는 자산관리기법의 도출이 절실히 필요하다. 본 연구에서는 자산관리기법의 도입에 있어 우선적으로 설정하여야하는 서비스수준(LOS)을 총 9가지로 구분하였으며, 이를 정량적으로 평가하기 위하여 국내 교량의 사용 및 관리 현황에 적합한 개념적 수준의 총 21개의 성능척도(PM)를 정의하였다.
- 이를 위해 본 논문에서는 교량 자산의 관리수준 판단을 위한 평가지표를 ‘교량시설물이 사용자 및 관리자에게 제공하는 서비스수준(Level of Service; LOS)’으로 정의하고 이를 평가하기 위한 도구로 성능척도(Performance Measure; PM)를 제안하였다.
- 를 위한 공통의 평가 지표로 환경, 경제, 사회/문화로 구분된 정책목표(Policy Goal; PG)를 선정하였으며, 해당 정책목표에 동반하는 고객가치 (Customer Value; CV)를 7가지로 정의하였다. 전체 사회기반시 설물을 고려하여 정의된 정책목표와 고객가치에 기반을 두고 교량 측면에서 각 항목들을 평가하기 위한 지표로서 LOS를 정의하였으며, 정의된 LOS의 정량화를 위해 세분화된 PM와 평가기준을 개발하였다.
- 제시된 PM은 NAMS(National Asset Management Steering) Group의 연구결과 및 국내의 도로 및 기반시설물의 현황과 사용 환경 등을 고려하여 결정하였다. 각 PM에 대하여 평가는 A~E로 총 5단계로 구분하였으며, 표 2에서는 지면관계상 중간 단계인 ‘좋음(B)’과 ‘나쁨(D)’은 포함하지 않았다.
대상 데이터
- 본 논문에서는 다루고 있는 대상교량은 ○○시에 있는 국도 ○○선 상의 7개 교량(각각 a~g로 구분)이다. 전문가 현장조사를 통해 표 2의 평가기준(안)에 따라 각각의 인자를 평가하였으며, 대상교량의 LOS를 평가한 주체는 앞선 LOS 가치평가모델 및 가중치 결정을 수행하였던 9명의 전문가 집단이다.
- 본 논문에서는 다루고 있는 대상교량은 ○○시에 있는 국도 ○○선 상의 7개 교량(각각 a~g로 구분)이다. 전문가 현장조사를 통해 표 2의 평가기준(안)에 따라 각각의 인자를 평가하였으며, 대상교량의 LOS를 평가한 주체는 앞선 LOS 가치평가모델 및 가중치 결정을 수행하였던 9명의 전문가 집단이다.
데이터처리
- 전문가 집단 평가 결과를 함수 형태로 이용하기 위해 식 (9)와 같이 선형, 2차, 3차 다항식 회귀분석을 수행하였다.
이론/모형
- Saaty & Vargas(2001)가 제안한 AHP(Analytic Hierarchy Process)기법이 한 번에 두 개의 대상(objects) 또는 기준(criteria)을 비교하는 방법(개별비교법, pairwise comparison method)으로 수학적 일관성이 검증된 종합적인 우선순위 또는 가중치를 결정할 수 있다는 점에 착안하여, LOS 세부 평가인자별 중요도(가중치)를 결정하는데 AHP기법을 적용하였다.
- 본 논문에서 다루는 문제와 같이 교량의 LOS가 다양한 평가 인자의 조합으로 구성되고, 각각의 평가 인자가 서로 다른 중요도를 가지며, 목표에 대한 바람직한 정도를 규정할 수 있는 경우, 다속성가치이론(Multi-Attribute Value Theory; MAVT)을 적용하여 대표 선호도 값2)으로 정의할 수 있다.
- PM별 가치함수를 결정하기 위해서는 우선 각 평가등급 간의 변화(즉, E→D, D→C, C→B, B→A)의 중요도 순서를 선호도(preference)에 따라 결정할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 가치 이론(value theory)(김인호 2001)의 방법론을 참고하여, 각 등급의 변화 중 그 중요도가 가장 낮은 경우와 비교하여 나머지 등급 변화의 중요도를 상대적인 값으로 결정하는 방법을 적용하였다. 이를 위해 최하위 등급인 E와 최상위 등급인 A를 각각 0%와 100%의 가치(value)를 가지는 것으로 가정하였다.
성능/효과
- PM 3, 6, 10, 18을 제외한 모든 PM은 하위등급간의 변화(E→D 또는 D→C)에 상대적으로 큰 효용가치를 나타내었으며 B→A등급 간의 변화는 효용가치가 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 그림 2는 a교량의 PM별 LOS 만족도를 나타낸다. PM별 LOS의 가중평균값(average) 79.1에 비해 만족도가 낮은 PM는 총 3개이며 가장 낮은 PM는 에너지 효율성(PM 5)인 것을 확인할 수 있다.
- 표 6은 동일한 설문조사 대상으로부터 AHP기법을 활용하여 각 PM별 가중치를 도출한 결과이다. 결과에 의하면 교량 예산 투입의 적정성이 가장 높은 가중치를 갖는 것으로 분석되었으며, 그 다음으로 교량 품질(상태등급, 내하력, 재해취약도) 부분이 높은 것으로 평가되었다. 또한 환경 및 생태에 대한 영향과 유해물질 배출정도, 에너지 효율성 인자가 타 인자에 비해 상대적으로 높은 가중치를 받은 것을 확인할 수 있다.
- 또한 각 교량의 PM 별 LOS 값과 식 (4)를 이용해 그림 3과 같이 CV 별 LOS를 평가할 수 있으며, 식 (5)를 이용해 그림 4와 같이 PG 별 LOS를 평가할 수 있다. 그 결과 전체 교량의 평균 LOS 수준에 비해 지속가능성(CV 1)의 평가 결과가 낮다는 것을 알 수 있으며, 타 항목에 비해 환경 측면(PG 1)의 LOS 수준이 낮음을 확인할 수 있다.
- 그리고 PM 3의 경우 특수하게 C→B로의 변화가 효용가치가 가장 낮으며 D→C, E→D, B→A로의 변화 순으로 중요한 것으로 평가되었으며, PM 6, 10, 18의 경우 선형적인 관계에 있는 것으로 평가되었다.
- 또한 평가 항목별 전문가 현장조사 결과를 분석해보면 평가 결과의 변동성 정도가 다른 것을 확인할 수 있다. 그림 6을 보면 PM 2, 3, 4, 13, 17 등 5개 항목은 타 항목에 비해 변동계수 (coefficient of variation)가 현저히 큰 데 비해, PM 11, 12는 공용내하력 및 상태평가와 관련된 성능척도로 정량적인 평가 지침이 있기 때문에 변동성의 정도가 매우 낮은 것을 확인할 수 있다.
- 결과에 의하면 교량 예산 투입의 적정성이 가장 높은 가중치를 갖는 것으로 분석되었으며, 그 다음으로 교량 품질(상태등급, 내하력, 재해취약도) 부분이 높은 것으로 평가되었다. 또한 환경 및 생태에 대한 영향과 유해물질 배출정도, 에너지 효율성 인자가 타 인자에 비해 상대적으로 높은 가중치를 받은 것을 확인할 수 있다. 그리고 사회문화 부분은 모두 평균 가중치(100%/21항목=4.
- 그림 2~그림 4의 분석 결과와 식 (6)을 이용해 대상 교량의 LOS를 분석할 수 있으며, 식 (7)을 이용해 네트워크 수준의 LOS(그림 5의 average 값)를 판단할 수 있다. 분석 결과 네트워크 수준 성능 지표에 비해 a와 c 교량의 LOS가 낮은 수준임을 알 수 있으며, b 교량은 매우 높은 LOS를 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
- 이와 같은 분석을 통해 전체 LOS의 향상 또는 각 항목별 목표 LOS의 달성을 위해 예산을 투입이 필요한 항목을 확인할 수 있으며, 개별 교량 분석 결과를 통해 고객가치, 정책목표 달성을 위해 필요한 조치 및 대상을 결정할 수 있다.
- 최상위등급 A와 최하위등급 E의 효용가치를 각각 100%와 0%로 가정한 관계로 인하여 결정계수는 상대적으로 높게 나타났다. PM 3, 6, 10, 18을 제외한 모든 PM은 하위등급간의 변화(E→D 또는 D→C)에 상대적으로 큰 효용가치를 나타내었으며 B→A등급 간의 변화는 효용가치가 가장 낮은 것으로 나타났다.
후속연구
- 보다 객관적이며 실제 활용하기 위해서는 향후 교량 이용자와 실제 자산관리를 수행할 관리주체 담당자를 포함한 자산관리 위원회를 구성하고 본 논문에서 제안한 방식에 따라 절차를 진행해야 할 것으로 판단된다. 또한 분석 결과의 변동성을 제어하기 위해 각 성능척도 중 중요 도가 높거나 상대적인 비교가 가능한 항목을 선정하여 정량적인 평가 지침을 개발하여야 할 것이며, 자산관리를 위한 조치 우선 순위를 산정하는데 있어 조치를 위해 투입되는 비용과 조치를 차년도로 이연했을 때 발생할 수 있는 위험을 정량적으로 고려할 수 있도록 위험도를 고려한 성능척도 평가 방법에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 또한 제안한 21가지 항목에 대해 세부적이고 정량적인 평가기준을 개발하는 과정에서도 비용·효율적인 측면을 고려했을 때 중요도에 따라 순차적인 개발이 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구는 교량의 자산관리를 위한 LOS에 근거한 새로운 평가기준과 평가방법, 활용방안을 제시한 기초연구로 성능척도 항목의 결정, 가치함수의 결정, 가중치의 결정 등을 교량유지관리 전문가집단으로 국한하여 수행하였다. 보다 객관적이며 실제 활용하기 위해서는 향후 교량 이용자와 실제 자산관리를 수행할 관리주체 담당자를 포함한 자산관리 위원회를 구성하고 본 논문에서 제안한 방식에 따라 절차를 진행해야 할 것으로 판단된다. 또한 분석 결과의 변동성을 제어하기 위해 각 성능척도 중 중요 도가 높거나 상대적인 비교가 가능한 항목을 선정하여 정량적인 평가 지침을 개발하여야 할 것이며, 자산관리를 위한 조치 우선 순위를 산정하는데 있어 조치를 위해 투입되는 비용과 조치를 차년도로 이연했을 때 발생할 수 있는 위험을 정량적으로 고려할 수 있도록 위험도를 고려한 성능척도 평가 방법에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 본 논문에서 제안된 내용은 관리주체별 자산관리 수준 파악, 조치 대상의 선정 및 관리 전략 수립에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 표 2에서 제시한 평가 기준(안)은 실제적인 기준이라기보다는 교량 자산관리를 위해 적용되어야 할 개념적인 기준을 제안한 것이다. 실제적이고 효율적이며 합리적인 자산관리를 위해서는 적용될 PM의 선정과 선정된 PM 각각에 대해 보다 객관적이고 정량적인 평가기준의 마련이 지속적이고 광범위하게 수행되어야 할 것으로 판단된다.
- 국내에서도 정부는 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 기본계획(건설교통부 고시 제2007-660호)을 통해 시설물의 효율적 관리 체계 확립을 위한 다양한 전략을 추진 중에 있다. 이를 위한 중점 과제 중 하나로 시설물 고유의 구조적 특성, 상태, 경제적 파급효과 등을 종합적으로 고려해 총생애주기비용(Life-Cycle Cost; LCC) 및 자산관리 관점에서 유지관리를 수행할 수 있도록 마스터플랜 수립하고 이에 대한 기술개발을 수행할 것을 규정하고 있다. 이와 같은 사회적 요구에 따라, 교량을 포함하는 사회기반시설물의 유지관리에 있어 자산관리기법을 도입하기 위하여 한국건설기술연구원, 한국도로공사 및 한국시설안전공단 등 공공기관을 중심으로 자산관리 방법 및 체계 수립을 위한 연구를 수행 중에 있다(한국시설안전공단 2005, 2010, 한국건설기술연구원 2009a, 2009b, 한국도로공사 2009).
- 그림 6을 보면 PM 2, 3, 4, 13, 17 등 5개 항목은 타 항목에 비해 변동계수 (coefficient of variation)가 현저히 큰 데 비해, PM 11, 12는 공용내하력 및 상태평가와 관련된 성능척도로 정량적인 평가 지침이 있기 때문에 변동성의 정도가 매우 낮은 것을 확인할 수 있다. 이상의 결과에서 알 수 있듯이 LOS 평가를 위한 현장조사가 전문가 집단에 의해 수행되었지만 PM에 대한 정량적인 판단 근거 없이 정성적인 판단 근거에 따라 주관적인 판단을 요구하는 방식으로 수행되는 경우 상대적으로 불확실성이 커질 수 있다는 것을 확인할 수 있었으며, 실제 적용에 있어서는 이러한 문제를 예방하기 위해서 정량적인 평가지침의 개발 또는 변동성이 큰 평가 결과에 대해 집단 토론 등을 통한 의견 조율 등의 과정이 필요할 것으로 판단된다.
- 다양한 수준별 LOS를 평가하기 위해 선행적으로 세부 LOS 평가 항목별로 유지관리주체의 업무범위 내에 포함되어 있는 모든 대상 교량의 LOS를 평가해야 한다. 이와 같은 결과를 이용해 PM 별, CV 별, PG별, 교량 수준별, 네트워크 수준별(노선별, 지역별, 교량가설위치 특성별, 교량형식별, 공용년수별) 등 다양한 범주에 따라 LOS를 평가할 수 있으며, 이를 LOS에 미치지 못하는 대상을 선별(gap분석)하거나 예산 산정 및 분배를 위한 의사 결정 등에 활용할 수 있다. 다양한 수준에 따른 LOS를 평가하는 과정은 식 (3)-(8)과 같이 정식화하여 나타낼 수 있다(한국건설 기술연구원 2009a, 박경훈 외 2009).
- 제시된 방법론에 따라 개발된 교량의 LOS 평가모델은 자산관리 전체 프로세스 중 자산의 현재 LOS 수준 평가, 예산 투입에 따른 미래 LOS 예측, 예산의 증감에 따른 LOS 변화 예측 등과 특히 예산 수립 및 분배와 관련한 자산관리 의사결정의 합리성, 효율성을 평가 및 검증 하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 본 사례에서는 21개의 PM 중 현장조사를 통해 획득 가능한 교량별 평가 인자로 한정지어 분석을 수행하였으며, 현재 획득이나 정량 화가 곤란한 고객서비스 항목(PM 20, 21), 예산관련인자(PM 9, 10)와 노선수준의 평가지표로 교량별로 같은 값으로 평가되는 항목(PM 6, 7, 16, 18, 19)은 평가에서 제외하였다. 향후 보다 세부적인 연구를 통해 PM의 합리적인 선정이 수행될 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.