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효율적인 도심지 교량관리를 위한 교량자산관리 체계 및 서비스수준(LOS) 개발을 위한 기초연구
Basic Study on Bridge Asset Management Framework and LOS for Efficient Downtown Bridge Maintenance 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.17 no.5, 2016년, pp.671 - 679  

김경현 ((주)아이엠디) ,  김동진 (충남대학교 토목공학과) ,  임종권 ((주)아이엠기술단) ,  박미연 ((주)승화기술정책연구소) ,  이민재 (충남대학교 토목공학과)

초록
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사회기반시설물의 핵심 시설물 중 하나인 교량은 이용자들이 쉽게 접하고 이용하는 시설물로 일정 수준이상의 성능유지는 필수적으로 요구된다. 교량건설 역사가 상당히 오래된 호주, 뉴질랜드, 미국, 유럽 등의 최근 관련 연구보고서 등의 사례를 비추어 보았을 때, 우리나라 또한 교량의 기대수명에 도달하는 10-20년 내 교량의 유지관리 및 개축 수요가 급격하게 증가될 것으로 예상되므로 비교적 건전한 상태를 유지하고 있는 현 시점에서 한정적인 예산을 효율적으로 분배하기 위해 교량 성능을 적정 수준 이상으로 유지하며 LCC 측면에서의 비용은 최소한으로 투입하는 합리적이고 공학적인 의사결정방법론이 필요하다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 호주, 뉴질랜드 및 미국 등에서는 오래전부터 자산관리체계를 마련하기 위하여 많은 노력이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 모든 교량을 관리할 수 있는 범용적인 자산관리체계와 교량이 제공하는 서비스수준(Level of Service)과 이를 측정하기 위한 성능측정기준을 개발하기 위한 사전 기초연구로써 연구의 범위를 도심지의 교량으로 한정하여 그 자산관리체계와 서비스수준을 개발하고자 한다. 전문가와 이해관계자로 구성된 워크숍을 실시하여 국내 실정에 맞는 도심지 교량자산관리체계와 그 서비스수준(LOS) 및 성능 척도(PM)를 개발하고 다속성 효용이론(Multi-Attribute Utility Theory)와 AHP기법을 이용하여 성능 지표별 가치의 값과 성능 척도의 가중치 분석을 실시하였다. 도출 된 성능 척도의 가중치와 성능 지표의 가치(Value) 등의 적용 확인을 위해 ${\bigcirc}{\bigcirc}$시의 교량 6개를 선별하여 LOS분석을 적용하고 그 결과를 고찰하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Bridges, which constitute one of the key facilities in a social infrastructure, are easily accessed and used by users, so that keeping their performance above a certain level is essential. According to various cases in the U.S., Japan and Europe with a long construction history, it is expected that ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 상하수도 파열 등으로 인한 도로함몰, 폭우 등에 교량 붕괴 등의 위험요소를 사전에 인지하여 적은 비용으로 시설물의 안전수준을 유지하기 위해 호주, 뉴질랜드 및 미국 등에서 급속히 발전하고 있는 기반시설물의 자산관리(Asset Management)에 관해 우리 한국은 도입적용이 필요한 시급성에 비해서 현재 연구의 초기단계에 머물고 있다. 따라서 본 논문은 사회기반시설물 중 교량의 범용적인 자산관리체계를 개발하기 위한 사전 기초연구로써 자산관리의 범위를 도심지 교량으로 한정하여 자산관리체계, 서비스 수준 그리고 서비스 수준 평가를 위한 기준을 제시하였으며 이를 실제 교량데이터를 적용하여 LOS 점수까지 도출해 보았다. 아직 교량에 대한 확립된 자산관리체계가 없는 현 시점에서 도시라는 작은 범위로 한정하여 도출한 서비스수준(LOS)과 그 가중치는 추후 연구에 기초자료로서 지원 할 수 있을 것이다.
  • 현재 우리나라에서는 대부분 도로나 철도의 교량만 분리해 내어 별도의 자산관리를 하는 경우는 거의 없으며 대게 교량은 도로나 철도의 핵심 자산으로 분류되어 관리되고 있다. 본 논문에서는 모든 교량의 자산관리 체계를 위한 기초연구로써 자산관리의 범위를 도심지 도로상의 교량으로만 한정지어 자산관리체계를 개발하고자 한다. 이를 위해 우선적으로 관련된 국/내외의 기존 연구를 조사하고 국/내외의 자산관리 현황을 파악할 것이다.
  • 따라서 한정적인 예산을 효율적으로 분배하여 교량의 성능은 특정 서비스수준 이상으로 유지하며 비용은 최소로 투입하는 합리적이고 공학적인 의사결정 시스템이 필요하다. 본 논문은 추후 모든 교량의 자산관리를 위한 자산관리체계와 서비스수준 개발을 위한 기초연구로써 도심지 교량만을 타겟으로 효율적 관리를 위한 교량자산관리 체계를 제안하고 교량 자산관리의 핵심요소인 서비스수준(Level of Service; LOS)과 그 성능척도(Performance Measure; PM)를 제안하고자 한다.
  • 본 연구에서는 도심지의 효율적인 교량 자산관리를 위한 기초연구로써 교량자산관리체계와 함께 서비스수준(LOS)과 그 성능 척도(PM)를 제안하였다.
  • 이후 교량 간 성능의 제약을 주고 한정된 예산을 분배를 수행한다. 본 연구에서는 전문가 워크숍을 통해 도심지의 교량을 분석하는 단계에서 요구되는 분석을 갭분석, 생애주기비용분석 그리고 리스크 분석을 제안하였다.
  • 본 연구에서는 학계, 업계 그리고 사용자 등 다 분야의 사람을 대상으로 워크숍을 개최하여 성능 척도 별 지표에 대한 다속성 효용분석과 함께 성능 척도 별 가중치 분석을 위한 설문조사를 실시하였다. 다속성 효용분석 결과 12개의 성능척도(PM)들의 성능지표별 가치의 분포형태가 대게 3차 그래프의 패턴을 보였으며 양 끝단 E→D, B→A로 상승하는 가치(Value) 간격보다 중간지점 D→C, C→B로 가치를 끌어올리는 단계가 더 가치(Value)의 폭이 큼을 알 수 있다.
  • 앞서 분석을 통해 도출된 성능 척도(PM) 12개의 성능 지표별 점수를 바탕으로 결정된 성능척도와 그 평가지표의 적용 확인을 위하여 00시의 6개 교량의 서비스 수준 상태를 파악해 보고자한다. 실제 해당 6개 교량의 상태 조사를 실시하여 얻어진 데이터를 기반으로 성능척도의 성능지표 A∼E까지 5개의 등급으로 평가를 실시하였다(Fig.
  • 본 논문에서는 모든 교량의 자산관리 체계를 위한 기초연구로써 자산관리의 범위를 도심지 도로상의 교량으로만 한정지어 자산관리체계를 개발하고자 한다. 이를 위해 우선적으로 관련된 국/내외의 기존 연구를 조사하고 국/내외의 자산관리 현황을 파악할 것이다. 그리고 국내 실정을 반영하기 위해 국내 학계와 업계 교량 전문가 그리고 교량 이용자와 함께 워크숍을 실시하여 우리나라의 실정에 맞는 도심지 교량자산관리체계와 그 서비스수준 및 성능 척도를 개발하고 다속성 효용이론을 이용하여 성능 지표별 가치의 값과 성능척도의 가중치 분석을 실시한다.

가설 설정

  • 본 방법은 최하위 등급인 E를 가치가 0인 것으로 최상위 등급 A를 가치가 1인 것으로 가정한 후, 최하위 등급인 E(E등급이 없을시 D등급)에서 D(D등급이 없을시 C등급)로 상승되는 상황을 기준으로 E→D.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
TAM이란? 여러 기술 선진국의 자산관리 정의를 살펴보면 호주의 NSW 주에서는 시설자산관리를 Total AssetManagement(TAM)이라는 용어를 사용하고 있다. TAM이란 “가능한 자원 안에서 서비스 조달 우선순위와 전략을 수립하여 10년간의 자산계획을 수립하는 물질적 자산 계획과 관리를 위한 전략적 접근법” 정의하고 있다[4]. OECD는 여러 나라의 자산관리체계에 대한 조사 분석을 통하여 자산관리란 “공공의 기대사항 성취하기 위한 필요한 의사결정을 위해 보다 조직적이고 유연한 접근방식에 도움이 되는 건전한 Business 실무, 경제적 합리성에 기반 한 Engineering 원칙들을 조합할 수 있는 도구를 제공함으로써 자산관리, 업그레이드 및 운영 등을 위한 체계화된 프로세스”로 정의하였다[5].
미국연방도로청에서는 자산관리를 어떻게 정의하였는가? 미국연방도로청(Federal Highway Administration;FHWA)은 “유형 자산을 비용 효율적인 방법으로 유지관리, 개선, 운용하는 체계적인 절차”로 정의하였다. 위의 기술 선진국에서 본질적으로 추구하는 목표를 정리하자면 “현재와 미래의 사용자가 원하는 서비스수준을 비용 효율적으로 달성하기 위한 자원할당에 관한 체계적인 의사결정”으로 정의할 수 있다[3].
교량이 일정 수준이상의 성능을 유지하여야 하는 이유는? 교량은 땅속에 묻혀있는 상하수도관과는 달리 외부에 노출되어 있어 이용자들이 쉽게 접하고 이용하는 시설물이다. 따라서 교량의 파손으로 인한 보수보강 및 교체에 따른 교통 통제, 극단적인 경우 갑작스런 붕괴 등이 발생할 경우 사회적으로 커다란 손실과 인명 피해를 유발하기 때문에 일정 수준이상의 성능을 유지하여야 한다[1]. 우리나라 교량의 경우 1970년대 이후에 건설되었기 때문에 부실시공 등 초기상태부터 문제가 있는 교량이 아닌 한 아직 기대수명을 넘기지 않은 비교적 건전한 교량이 많고 성수대교 붕괴 이후 시설물 안전관리에 관한 특별법이 공표됨으로써 유지관리가 강화되어 비교적 매우 높은 수준의 관리가 이루어지고 있다.
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참고문헌 (12)

  1. C. Park, K. Park, Y. Hwang, J. Kong and S. Hong. Introduction of Performance Measure in Asset Management Principles for Enhancement of Bridge Performance and Serviceability. KOREAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. pp.3297-3300. 2008. 

  2. J. Sun, K. Park, M. Lee and C. Park. A Study on Development of Performance Measures for Level of Service(LOS) of bridge Asset Management. Korean journal of construction engineering and management. v12. no.2. pp.101-110. 2001 

  3. Chae, M. and Yoon, W.. (2014). Introduction to Infrastructure Asset Management. Goomibook. pp.8. 2014 

  4. NSW Government Asset Management Committee.. Total Asset Management Manual. pp. 1. 1992. 

  5. OECD. Asset Management of the Roads Sector. pp. 13. 2001. 

  6. Chae, M. and Yoon, W.. Introduction to Infrastructure Asset Management. Goomibook. pp. 64-66. 2014. 

  7. Austroads. Guidelines for Bridge Management - Structure Information. pp.74. 11 June 2004. 

  8. Austroads. Guide to Asset Management. Austroads Report. http://www.austroads.com.au/road-operations/asset-management/resources/guide-to-asset-management. 2015. 

  9. K. Park, J. Sun, C. Park and M. Lee. Infrastructure Asset Management Methodology Application to Bridge Management. KOREAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. 11. pp727-736. 2009. 

  10. H. Choi, J. Sun and K. Park. A Study on Risk-based Bridge Performance Evaluation Method for Asset Management. Korean Institute Of Construction Engineering and Management. 14. Issue 3. pp.22-32. 2013. 

  11. M. Jo. Development of Framework and Policy for KTAM-40. Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology. pp. 42. 2009. 

  12. FHWA. Pilot Project - Development of Transportation Asset Management Plans. https://www.fhwa.dot.gov/asset/tamp/. 2015. 

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