[논문]도로함몰관리체계 구성요소 최적화방안 연구

연규민; 박지훈; 김인태

doi:10.7855/ijhe.2017.19.6.117

도로함몰관리체계 구성요소 최적화방안 연구
A Study on Optimization of Road Cave-In Management System Components 원문보기

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.19 no.6 = no.86, 2017년, pp.117 - 127

연규민 (명지대학교 교통공학과) , 박지훈 (명지대학교 교통공학과) , 김인태 (명지대학교 교통공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

PURPOSES : The objective of this research is establishing system components and optimizing operational procedures in order to systematically manage road cave-ins in urban areas. METHODS : Based on the literature review and alternative comparison, optimization methods is suggested. RESULTS : Throughout the study, location referencing system, database structure, and operation strategy(procedure) were clarified, and the optimization methods for each item were suggested. CONCLUSIONS : Road cave-in management should be focused on user safety rather than focusing on economic aspects. The occurrence of road cave-in should be addressed thoroughly by road management system(location referencing system, database structure, and operation strategy(procedure), and the optimization methods), since they are closely related to road users' safety.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구의 목적은 도로함몰관리시스템을 구성하는 위치정보, DB, 운영전략, 운영절차의 정의와 최적화 방안을 정리하고 분석하는 것이다.
본 연구는 도로함몰을 관리하기 위한 시스템의 구성요소를 정립하고 운영 절차를 최적화 하는 방안을 도출하였다. 국내외 도로함몰 관련 문헌 및 관리 시스템의 운영현황을 고찰하고 도로함몰 관리 시스템을 구성하는 요소들의 설계 고려사항과 운영방법들에 대한 비교분석을 통해 도로함몰 관리 시스템의 구성요소 최적화 연구를 수행하였다.
본 연구에서 제시하는 CMS 운영절차 최적화 방안은 앞서 언급했던 CMS 시스템 개발의 기본 고려사항, 위치지정체계, Database 구축, 운영관리 전략의 내용을 토대로 CMS 운영 절차를 조사, 분석, 평가, 관리, Feedback으로 분류하고 각 단계에서의 세부 알고리즘에 대한 설명과 전체 운영절차의 도식화를 목적으로 하였다. 또한 본연구에서 제시하는 세부 운영절차에 추가적으로 고려가 필요한 부분에 대해서 설명했다.

제안 방법

CMS Data의 Format은 위 CMS DB 구축의 주요 고려사항을 참고하여 설계했다. CMS Data 요소 중 관리번호는 DB에서 기본키가 되고 상세위치는 본 논문에서 예시로 사용한 2D Detail Mark(Fig. 3)를 적용했다. 상세위치에서 노선코드는 Link ID로 PMS DB의 위치지정체계와의 Matching이 가능해야 한다.
CMS Data의 Format은 위 CMS DB 구축의 주요 고려사항을 참고하여 설계했다. CMS Data 요소 중 관리번호는 DB에서 기본키가 되고 상세위치는 본 논문에서 예시로 사용한 2D Detail Mark(Fig.
본 연구는 도로함몰을 관리하기 위한 시스템의 구성요소를 정립하고 운영 절차를 최적화 하는 방안을 도출하였다. 국내외 도로함몰 관련 문헌 및 관리 시스템의 운영현황을 고찰하고 도로함몰 관리 시스템을 구성하는 요소들의 설계 고려사항과 운영방법들에 대한 비교분석을 통해 도로함몰 관리 시스템의 구성요소 최적화 연구를 수행하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
따라서 본 연구에서는 CMS의 프로그램화를 위해 CMS를 구성하는 각 Module과 필수 구성 요소 및 DB의 관계를 통합하여 Software Tool Framework를 구성했으며, 여기서 제시하는 Software Tool Framework는 Tracking Tool과 Analysis Tool 사이의 System Framework로 운영절차는 다음과 같다.
본 연구에서 제시하는 CMS DB는 PMS DB의 일반적인 Format으로 구축하였다. 또한, 현재 운영 중인 서울시 PMS DB의 수집, 가공, 활용 등을 고려하여 PMS DB와의 연계성을 검토하였고 도로함몰 관련 연구자료와 전문가 자문을 통해 CMS DB 구축에 필요한 필수 요소들을 정리했다. 이에 따라 CMS DB 구축에서 고려해야 하는 중점고려요소는 다음과 같다.
본 연구에서 제시하는 CMS DB는 PMS DB의 일반적인 Format으로 구축하였다. 또한, 현재 운영 중인 서울시 PMS DB의 수집, 가공, 활용 등을 고려하여 PMS DB와의 연계성을 검토하였고 도로함몰 관련 연구자료와 전문가 자문을 통해 CMS DB 구축에 필요한 필수 요소들을 정리했다.
본 연구에서 제시하는 CMS는 국내·외의 PMS, 도로함몰 관리, 하수관리시스템, 누수관리시스템, 공사구간관리시스템 등 도로 인프라시설의 관리체계 장·단을 검토한 후 도입이 필요한 각 기관에 현실적으로 시스템을 도입할 수 있는 방안을 구성하였다.
본 연구에서 제시하는 CMS는 이용 실무자의 편의와 도입 효율성을 위해 기존 도로포장관리시스템인 PMS와의 운영절차상의 기본 구조를 유사하게 구성하고, 함몰 위험도 예측과정 중 필요한 자료수집에 도움이 될 수 있는 도로함몰 외 타 도로 인프라 관리체계와의 연계를 고려했다. CMS의 운영절차를 PMS와 연계하여 얻을 수 있는 운영상의 이점은 다음과 같다.
본 연구에서는 CMS 위치지정체계 방식을 Linear, Geodetic, 2D 상세표시, 3D 상세표시 방법으로 분류했다. Linear 방식은 PMS를 통해 특정기준으로 나눠진 도로구간에 동공발생 유무를 표시한다.
본 연구의 도로함몰관리시스템은 예산 분배의 효율,유지관리의 편익 등 경제적 측면에 중점을 두기보다는 이용자의 안전상의 측면과 관리시스템 운영을 위한 필수요소의 통합과 정리에 초점을 두었으며 시스템 도입기관의 상황과 현실적인 관리 가능 수준을 고려하였다.
본 연구의 방법은 첫 번째로 국내·외 도로포장관리시스템(PMS) 및 도로함몰운영관리 방법 조사와 전문가 자문을 통한 문제점 도출, 두 번째로 PMS 및 도로함몰 DB 구조 분석, 마지막으로 도출된 문제점과 기타 관리 시스템의 운영관리 정보 및 DB 구조의 장·단점을 분석하여 도로함몰관리시스템 최적화 전략 방안을 제시했다.
정기적인 도로함몰 상태 조사를 통해 도로함몰 위험도를 분석하고, 위험도 수준에 따라 관리 및 긴급보수 우선순위의 결정과 함께 부족한 도로함몰의 연구정보를 보충한다. CMS 개발·도입의 주된 목적은 신뢰도 높은 동공의 공간적·시간적 범위 확장의 진행 위험도 예측과 도로이용자의 안전성을 향상하는데 있다.

대상 데이터

싱크홀은 주로 해외에서 많이 발생하며, 국내의 지반은 대부분 화강암과 편마암 지반으로 싱크홀의 발생 가능성은 거의 없다. 따라서 지하시설물로 인한 도로함몰을 본 연구의 대상으로 한다.

성능/효과

1. 도로함몰 관리 시스템 구축을 위한 필수 구성요소는 위치정보체계, DB, 운영전략, 운영절차의 정립과 최적화가 필요하다.
2. 위치정보체계는 기존 도로인프라 시설(PMS) 관리 DB에 포함될 수 있는 형식의 지정체계 방식을 사용해야 하며, 도로함몰 관리 시스템의 경우 PMS의 Linear Referencing 방식에 특정 Point를 통해 동공의 위치를 설명하는 2D Detail Mark 방법을 사용하되 상황에 따라 이미지 Data를 별도로 보관해야 한다.
3. 해당 기관에 운영되고 있는 PMS가 있다면 PMS DB에서 사용되는 노선코드와 도로함몰 관리 시스템DB에서 동공의 상세위치는 Matching이 가능해야 한다. 또한 도로함몰 관리를 위한 DB는 동공의 규모와 발생 원인에 대한 구체적이고 다양한 정보가 포함되어야 한다.
4. 도로함몰 관리 전략은 예산 분배의 효율, 유지관리의 편익 등 경제적 측면에 중점을 두기 보다는 이용자의 안전에 초점을 두고 계획해야 하며, 위험도 평가를 위한 지수개발은 PMS의 포장상태지수(Present Condition Index)가 현재 조사된 포장의 상태를 대표한다면 도로함몰 관리 시스템에서의 위험도 지수는 앞으로 예측되는 함몰의 위험도를 지수화(predicted risk index) 해야 한다.
5. 도로함몰 관리 시스템의 운영절차는 본 연구에서 제시하는 각 구성요소의 설계 시 주요 고려사항을 참고하여 구성하며 운영절차의 각 단계를 조사, 분석, 평가, 관리, Feedback으로 분류하고 각 단계별로 상세한 운영 알고리즘을 설계해야 한다. 본 연구에서는 이에 따라 운영절차를 도식화(Fig.

후속연구

9)하여 설명하였다. 또한 모든 과정을 통합프로그램으로 운영하는 도로함몰 관리 시스템의 도입은 기관의 상황과 운영의 현실성을 고려하여 관리 수준을 구분하고 도입의 단계에 따른 운영절차를 추가적으로 연구해야 한다.
위험도의 지수화는 보다 심층적인 조사와 경험 및 연구를 통해 개발될 수 있으며, PMS의 포장상태 지수(present condition index)가 현재 조사된 포장에 대한 상태를 대표한다면 CMS에서의 위험도 지수는 앞으로 예측되는 도로함몰의 위험도를 지수화(predicted risk index) 한다는 차이점을 반드시 유념하여 연구 개발해야 한다. 따라서 CMS의 위험도 지수 개발을 위해서는 도로함몰에 영향을 미치는 주변 요인들의 고려와 동공 발생·확장의 역학적 이해 및 동공 위치·규모에 따른 정확한 함몰 예측 시간 모형이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도로함몰은 어디에서부터 진행되는가?	도로함몰(road cave-in or road subsidence)은 도로포장하부 노상에 생긴 동공에서 진행된다. 동공은 하수관로의 누수, 지하매설물 손상, 지하공사 관리 소홀,굴착공사 등의 인위적인 요인으로 발생한다.
	동공의 발생 요인은 무엇인가?	도로함몰(road cave-in or road subsidence)은 도로포장하부 노상에 생긴 동공에서 진행된다. 동공은 하수관로의 누수, 지하매설물 손상, 지하공사 관리 소홀,굴착공사 등의 인위적인 요인으로 발생한다. 따라서 도로함몰 피해 위험도가 높은 인구밀집 도심지를 중심으로 도로함몰 현상을 방지하기 위해 지하공간에 매설된 각종 시설물의 정보와 관리에 대한 국가적 관심이 증대하고 있다.
	도로함몰에 집중된 관리전략이 필요한데, 이를 위하여 무엇이 필요한가?	도로함몰은 도심에 대규모로 발생하는 경우 도시의 이미지를 실추하고 도로이용자에게 안전상의 직접적 위협과 물적 피해를 야기하기 때문에 도로함몰에 집중된 관리전략이 필요하다. 전략에는 도로함몰의 조사, 분석,예측, 평가, 보수, 모니터링, Feedback의 체계적인 운영 절차와 구성요소의 최적화가 필요하다.

참고문헌 (9)

Bae. Y. S., Kim. K. T., Lee. S. Y. (2017) "The Road Subsidence Status and Safety Improvement Plans" Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, Vol. 18, No. 1, pp. 545-552.

원문보기 상세보기
Bae. Y. S., Shin. S. Y., Won. J. S., Lee. D. H. (2016). "The Road Subsidence Conditions and Safety Improvement Plans in Seoul", The Seoul Institute.
C. L. Dickerson III., J. Wang., J. Witherspoon. (2017). "Work Zone Management the District of Columbia" Journal of the Transportation Research Board, No. 2554, pp.37-45.
Kim. J. S., Do. M. S. (2014). "Directions to Introduce the Pavement Management System for Gyeonggi-Do", Gyeonggi Research Institute.
Kim. J. Y., Kang. J. M., Choi. C. H., Park. D. H. (2017) "Correlation Analysis of Sewer Integrity and Ground Subsidence", Journal of the Korean Geo-Environmental Society, Vol 18, No. 6, pp.31-37.
Ministry of Land, Infrastructure and Transport. (2015). "Safety Management Manual of Road Subsidence".
Park. J. B., Lee. Y. J., Lee. M. J. (2014). "Basic Study of the Improvemnet of Maintenance Process for Efficient Highway Pavement Management", Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society, Vol. 15, No. 11, pp.6932-6942.

원문보기 상세보기
Park. K. S., Suh. Y. C. (2000). "Optimization of Municipal Pavement Management System(PMS) Components (Development of a Prototype PMS for Ansan City)", Journal of Korean Society of Road Engineers, Vol. 2, No. 4, pp.111-122.
United States Environmental Protection Agency (2002). "Asset Management for Sewer Collection Systems".

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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