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도로자산관리를 위한 포장종합평가지수의 속성과 변화과정의 모델링
Internal Property and Stochastic Deterioration Modeling of Total Pavement Condition Index for Transportation Asset Management 원문보기

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.19 no.5 = no.85, 2017년, pp.1 - 11  

한대석 (한국건설기술연구원) ,  도명식 (한밭대학교) ,  김부일 (한국건설기술연구원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

PURPOSES : This study is aimed at development of a stochastic pavement deterioration forecasting model using National Highway Pavement Condition Index (NHPCI) to support infrastructure asset management. Using this model, the deterioration process regarding life expectancy, deterioration speed change...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 BMH모형을 활용한 NHPCI의 파손모형을 제시하였다. 실증연구의 분석과정을 요약하면 1)LTPP 자료의 연도별 취합, 2) NHPCI의 계산, 3) 공용역전현상 제거, 4) 유지보수 수행연도 자료 제거, 5)구간별/연도별 설명변수(ESAL과 SNP)의 계산, 6)NHPCI 자료의 변환(이산형), 7)BMH분석자료셋 가공, 7)BMH 모형분석, 8)분석결과의 해석으로 정의된다.
  • 본 연구에서는 서비스중심의 포장자산관리를 위한 기반연구로서, 포장서비스의 종합지표인 NHPCI를 활용하여 일반국도 포장의 파손과정을 분석하였다. 실증분석을 위해 일반국도 PMS에서 8년간 수집한 장기공용성 모니터링 자료를 활용하였으며, NHPCI의 분포특성과 국도유지보수기준을 고려하여 NHPCI의 서비스수준체계를 설정하였다.
  • 본 연구에서는 파손모형의 이상적 조건 중 하나를 파손과정의 불확실성(분산)의 파악으로 정의한 바 있다. BMH모형에서는 MCMC기법을 통해 추출한 파라미터 샘플을 통해 불확실성에 대한 정량적인 분석이 가능하다.
  • 본 절에서는 BMH모형의 기본구조인 다단계 하자드함수를 이용한 마르코프 연쇄과정의 분해과정을 간단히 소개한다. 마르코프 연쇄에서는 상태를 이산형(Discrete) 변수로 표현한다(Fig.
  • 본 절에서는 베이지안 마르코프 다단계 하자드모형(Kaito et al., 2007; Han et al., 2014)에 대해 간단히 소개하며, 편의상 이하 BMH모형으로 기술한다.
  • 실증분석을 위해 일반국도 PMS에서 구축하고 있는 최근 8년(2007년~2014)간의 장기공용성자료(Long-Term Pavement Performance data; LTPP)를 취합/가공하였으며, 설명변수로 교통하중(Equivalent Single Axle Loads; ESAL)과 포장강도지수인 SNP(Structural Number of Pavement)를 모형개발에 활용하였다. 연구의 결과로는 앞서 기술한 일반국도 포장의 파손과정을 기대수명과 파손속도의 변화, 그리고 이 파손과정의 불확실성을 제시하였다.
  • 그러나 앞서 Han and Lee(2016)에서 제시한 이상적인 조건에 대비할 때 설명변수의 고려와 LOS체계 적용에 한계가 있으며, 무엇보다 신뢰성 공학의 특성상 상태기반이 아닌 시간기반 모형을 채택하고 있다는 점에 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 종합평가지표 활용에 대한 기반연구로서 일반국도의 NHPCI를 대상으로 지표의 속성을 분석하여 서비스수준체계를 설정하고, 이를 기반으로 포장파손모형을 구축하고자 하였다. 파손모형으로는 Han and Lee(2016)에서 제시한 5가지 이상적인 조건에 부합하는 베이지안 마르코프 다단계 하자드 모형(Bayesian Markov multistate hazard model, 이하 BMH모형) (Kaito et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Han and Lee(2016)이 정의한 자산관리를 지원하기 위한 파손모형의 이상적인 조건에는 무엇이 있는가? 생애주기비용분석(Life Cycle Cost Analysis; LCCA)은 자산의 파손과정을 근간으로 하고 있으며, 파손과정은 1)기대수명, 2) 파손속도의 변화, 그리고 3)파손의 불확실성을 주요속성으로 정의할 수 있다. 한편, Han and Lee(2016)은 자산관리를 지원하기 위한 파손모형의 이상적인 조건으로 1)포장의 파손과정에 포함된 파손속도의 지역성, 2)현실에서의 다양한 유지보수 대안의 접목, 3)포장파손과정의 분산(확률)정보 도출, 4)다양한 설명변수의 분석가능여부, 5)LOS체계의 직접적인 적용으로 정의한 바 있다.
생애주기비용분석의 파손과정은 어떤 요소로 이루어져 있는가? 생애주기비용분석(Life Cycle Cost Analysis; LCCA)은 자산의 파손과정을 근간으로 하고 있으며, 파손과정은 1)기대수명, 2) 파손속도의 변화, 그리고 3)파손의 불확실성을 주요속성으로 정의할 수 있다. 한편, Han and Lee(2016)은 자산관리를 지원하기 위한 파손모형의 이상적인 조건으로 1)포장의 파손과정에 포함된 파손속도의 지역성, 2)현실에서의 다양한 유지보수 대안의 접목, 3)포장파손과정의 분산(확률)정보 도출, 4)다양한 설명변수의 분석가능여부, 5)LOS체계의 직접적인 적용으로 정의한 바 있다.
종합평가지표를 이용한 파손모형의 개발이나 생애주기비용분석, 그리고 직접적 유지보수실무에 적용한 사례를 찾아보기 어려운 이유는 무엇인가? 그러나 종합평가지표를 이용한 파손모형의 개발이나 생애주기비용분석, 혹은 직접적으로 유지보수 실무에 적용한 사례는 찾아보기는 어렵다. 이는 종합평가지표가 갖는 모호함, 즉 같은 수치라도 포장의 파손현황(즉, 균열, 소성변형, 종단평탄성의 정도)은 구간에 따라 상이하기 때문이다.
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참고문헌 (27)

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