상수도시설은 운영관리 환경, 사용범위, 빈도 등 특성에 따라 수명이 달라지며, 현행 법률에서 일률적으로 정하고 있는 내용연수와 차별된 접근이 필요함에 따라, 시설의 파손, 보수이력 등 관리현황 및 시설의 경시적인 변화 상태를 조사 분석하여 기술적 판단을 토대로 한 수명평가 방안이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내외 내용연수 적용현황과 시설별 내용연수 산정 방안, 외국의 상수도시설물 관리 방법, 기존 관로 상태평가 기준 수립을 위한 현황 등을 조사하고, 매설 상수관로에 현장조사를 수행하여, 상수관로의 물리적인 파손위험성과 사고이력을 기반으로 경제적 가치 기준에 의한 잔존수명 평가 기법을 개발하였다. 또한 기존 우리 공사의 노후도 기법을 물리적인 노후진척에 따른 상태변화와 실측 데이터를 활용하여 통계적인 분석을 통하여 평가항목은 축소하고, 신뢰도는 제고하였으며, 관 상태평가를 통해서 합리적인 개량계획 수립을 추진할 수 있도록 관상태평가 가이드라인을 개발하였다.
상수도시설은 운영관리 환경, 사용범위, 빈도 등 특성에 따라 수명이 달라지며, 현행 법률에서 일률적으로 정하고 있는 내용연수와 차별된 접근이 필요함에 따라, 시설의 파손, 보수이력 등 관리현황 및 시설의 경시적인 변화 상태를 조사 분석하여 기술적 판단을 토대로 한 수명평가 방안이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내외 내용연수 적용현황과 시설별 내용연수 산정 방안, 외국의 상수도시설물 관리 방법, 기존 관로 상태평가 기준 수립을 위한 현황 등을 조사하고, 매설 상수관로에 현장조사를 수행하여, 상수관로의 물리적인 파손위험성과 사고이력을 기반으로 경제적 가치 기준에 의한 잔존수명 평가 기법을 개발하였다. 또한 기존 우리 공사의 노후도 기법을 물리적인 노후진척에 따른 상태변화와 실측 데이터를 활용하여 통계적인 분석을 통하여 평가항목은 축소하고, 신뢰도는 제고하였으며, 관 상태평가를 통해서 합리적인 개량계획 수립을 추진할 수 있도록 관상태평가 가이드라인을 개발하였다.
Service life of water pipes buried in the underground is considerably affected from various factors such as environmental characteristics, pipe characteristics, operation and maintenance, etc. Therefore it is difficult to determine their service life as uniformly the same value assigned by related l...
Service life of water pipes buried in the underground is considerably affected from various factors such as environmental characteristics, pipe characteristics, operation and maintenance, etc. Therefore it is difficult to determine their service life as uniformly the same value assigned by related laws and ordinances. As a result, the service life should be determined by the technical judgement based on the assessment for the condition of water pipes. In this study, It was established that the methodology could predict present and future failure risk, and plan short and long-term strategies for replacement/rehabilitation through the assessment for the physical deterioration and economical values of buried water pipe. The methodology was applied for the verification and reliability to several sites selected in multi-regional transmission pipelines. The proposed method could helps to support reasonable and economical decision of rehabilitation/replacement in the present and future. To improve conventional assessment method of aged water pipes, affecting factors are simplified based on the statistical analysis results from the measured data in the field and the physical deterioration mechanism for better reliability. Also, the guide-line is developed to carry out the reasonal rehabilitation planning through water pipe condition assessment.
Service life of water pipes buried in the underground is considerably affected from various factors such as environmental characteristics, pipe characteristics, operation and maintenance, etc. Therefore it is difficult to determine their service life as uniformly the same value assigned by related laws and ordinances. As a result, the service life should be determined by the technical judgement based on the assessment for the condition of water pipes. In this study, It was established that the methodology could predict present and future failure risk, and plan short and long-term strategies for replacement/rehabilitation through the assessment for the physical deterioration and economical values of buried water pipe. The methodology was applied for the verification and reliability to several sites selected in multi-regional transmission pipelines. The proposed method could helps to support reasonable and economical decision of rehabilitation/replacement in the present and future. To improve conventional assessment method of aged water pipes, affecting factors are simplified based on the statistical analysis results from the measured data in the field and the physical deterioration mechanism for better reliability. Also, the guide-line is developed to carry out the reasonal rehabilitation planning through water pipe condition assessment.
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문제 정의
이를 그림 1의 (b)에서 도시된 bathtub곡선 즉, hazard rate 곡선에서 보면 실제 사고위험도 측면에서 보면 초기에는 큰 영향을 미치지 않으나 매설 후 일정기간이 지난 후에는 이러한 환경적 요인에 의해서 급속(A)히 노후화 되거나 또는 완만한 경로(B)를 거치게 된다. 따라서 본 연구에서는 정밀평가 방법을 토대로 새로이 산정한 노후도 점수를 토대로 매설년수에 따른 분포를 통하여 급격히 노후상태에 도달하는 추세와 완만히 도달하는 추세곡선을 도출하고, 이를 토대로 간접평가의 신뢰도를 높이기 위하여 항목의 매설년수에 따른 영향력을 보정하는데 이용하였다. 평가모델의 개선절차는 우선 먼저 간접평가항목과 정밀평가 항목간 상관성 검토을 검토하여 평가항목을 선정하고, 각 항목에 대한 가중치 설정하였다.
현재까지 2002년도 개발된 평가항목에 대한 현장자료의 축적 등 각종 노후관의 상태를 나타내는 DB의 구축이 이루어져왔고 노후관의 물리적 상태를 나타내는 조사 및 분석방법이 지속적으로 연구되어 왔는 바 현재의 시점에서는 구축된 자료를 좀 더 과학적으로 활용함으로써 신뢰성 높은 결과를 도출하기 위한 시도가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구에서는 지금까지 구축된 자료를 좀 더 과학적이고 객관적인 분석을 통하여 노후관의 상태를 평가하기 위한 개선모델을 제시하고자 하였다. 상수도관의 재질에 따라 노후 메카니즘이 다른 특성을 나타내므로 기존의 영향인자들을 분석하여 관종별로 영향인자를 설정하고 또한 노후화 단계에 따라 보이는 특성을 반영하여 과학적인 평가가 이루어질 수 있도록 개선하였다.
이는 관의 상태를 육안으로 조사하고, 분석을 통해서 개량에 대한 대안을 제시하는 단계이므로, 각 노후진척 상태에 따른 적절한 대안의 제시가 가능해야 한다. 따라서 현장조사를 통하여 수집된 실측자료를 토대로 관 노후 진척 상태별로 적절한 기준과 개량방안 수립이 가능한 개량결정 체계를 구현코자 하였다. 관이 파손에 이르는 경우에는 관내외부로부터의 하중과 관체의 물리적 강도와의 비를 나타내는 안전계수를 도입하여 파손위험성을 평가하였다.
특히 정밀평가는 노후진척에 따른 물리적인 관 상태에 따라 기준을 설정하고 개량방안이 결정되도록 하였고, 수집된 자료의 통계적 분석을 통하여 개략평가항목을 기존의 10~16개 항목에서 8개 항목으로 축소함으로써 현장 자료수집의 한계를 극복하고자 하였다. 또한 정밀평가와의 상관성 향상을 통한 가중치 산정, 그리고 bathtub 곡선으로 나타내는 관로시설의 수 명곡선 개념을 도입하여 개략평가결과를 매설년수에 따라 보정함으로써 평가결과에 대한 신뢰도를 향상시키고자 하였다. 따라서 상수도관의 노후상태를 좀 더 과학적이고 객관적으로 평가할 수 있었으며 이를 근거로 더욱 합리적인 노후관로의 장단기 개량계획수립과 의사결정이 가능질 것으로 판단된다.
본 연구에서는 상수관로의 파손 메커니즘을 토대로 관종별 직접평가항목을 토대로 관 개량결정 기준 도출하고, 세부적인 개량방안을 도출할 수 있는 결정조건 수립하고자 하였다. 특히 직접평가는 관체에 대한 정밀하게 평가하는 과정으로 정밀평가라 명명하였다.
본 연구에서는 지금까지 상수도관로의 노후도 평가모형을 개선하기 위하여 기존에 적인 간접과 직접평가 모형에 대한 문제점을 분석하여 평가항목과 점수부여방식과 평가항목에 대한 가중치 설정 및 평가결과의 보정을 위한 오차분석 등을 포함한 노후도 평가방식을 개선하였다. 또한 현장에서 노후상태와 관련된 자료의 구축과 수집된 데이터를 분석하여 신뢰성이 높은 개략평가와 정밀 평가 체계를 구축하였다.
제안 방법
따라서 현장조사를 통하여 수집된 실측자료를 토대로 관 노후 진척 상태별로 적절한 기준과 개량방안 수립이 가능한 개량결정 체계를 구현코자 하였다. 관이 파손에 이르는 경우에는 관내외부로부터의 하중과 관체의 물리적 강도와의 비를 나타내는 안전계수를 도입하여 파손위험성을 평가하였다. 파손위험성 평가는 관 모체의 건전성 여부에 따라 관 모체를 이용한 갱생을 할 것인가 또는 교체를 할 것인가의 주요한 판단기준이 된다.
평가모델의 개선절차는 우선 먼저 간접평가항목과 정밀평가 항목간 상관성 검토을 검토하여 평가항목을 선정하고, 각 항목에 대한 가중치 설정하였다. 다음으로 정밀평가 결과에 대한 Bathtub 곡선을 도출하여 간접평가항목의 영향력을 분석하였으며 간접평가를 개략평가로 명명하여 정밀평가와 구분하였다.
본 연구에서는 지금까지 상수도관로의 노후도 평가모형을 개선하기 위하여 기존에 적인 간접과 직접평가 모형에 대한 문제점을 분석하여 평가항목과 점수부여방식과 평가항목에 대한 가중치 설정 및 평가결과의 보정을 위한 오차분석 등을 포함한 노후도 평가방식을 개선하였다. 또한 현장에서 노후상태와 관련된 자료의 구축과 수집된 데이터를 분석하여 신뢰성이 높은 개략평가와 정밀 평가 체계를 구축하였다. 특히 정밀평가는 노후진척에 따른 물리적인 관 상태에 따라 기준을 설정하고 개량방안이 결정되도록 하였고, 수집된 자료의 통계적 분석을 통하여 개략평가항목을 기존의 10~16개 항목에서 8개 항목으로 축소함으로써 현장 자료수집의 한계를 극복하고자 하였다.
본 연구에서는 정밀평가 결과를 토대로 산정된 노후도 점수를 이용하여 매설년수에 따른 Bathtub curve를 추정하였고, 그 결과를 그림 3에 도시하였다. 여기에서, 정밀평가 노후도 점수가 매설년수에 따라 일정한 범위내에서 감소하는 경향을 보이고 있음을 알 수 있으며 정밀평가에 따른 Bathtub 곡선은 매설년수에 따른 노후도 점수 중 상한계와 하한계에 위치한 노후도 점수를 통과하는 곡선의 기울기를 토대로 사용연수가 가장 길다고 판단되는 상한계 곡선, 사용연수가 가장 짧다고 판단되는 하한계 곡선으로 간주하였으며 식 (1)로 표현하면 다음과 같다.
따라서 본 연구에서는 지금까지 구축된 자료를 좀 더 과학적이고 객관적인 분석을 통하여 노후관의 상태를 평가하기 위한 개선모델을 제시하고자 하였다. 상수도관의 재질에 따라 노후 메카니즘이 다른 특성을 나타내므로 기존의 영향인자들을 분석하여 관종별로 영향인자를 설정하고 또한 노후화 단계에 따라 보이는 특성을 반영하여 과학적인 평가가 이루어질 수 있도록 개선하였다.
또한 현장에서 노후상태와 관련된 자료의 구축과 수집된 데이터를 분석하여 신뢰성이 높은 개략평가와 정밀 평가 체계를 구축하였다. 특히 정밀평가는 노후진척에 따른 물리적인 관 상태에 따라 기준을 설정하고 개량방안이 결정되도록 하였고, 수집된 자료의 통계적 분석을 통하여 개략평가항목을 기존의 10~16개 항목에서 8개 항목으로 축소함으로써 현장 자료수집의 한계를 극복하고자 하였다. 또한 정밀평가와의 상관성 향상을 통한 가중치 산정, 그리고 bathtub 곡선으로 나타내는 관로시설의 수 명곡선 개념을 도입하여 개략평가결과를 매설년수에 따라 보정함으로써 평가결과에 대한 신뢰도를 향상시키고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 정밀평가 방법을 토대로 새로이 산정한 노후도 점수를 토대로 매설년수에 따른 분포를 통하여 급격히 노후상태에 도달하는 추세와 완만히 도달하는 추세곡선을 도출하고, 이를 토대로 간접평가의 신뢰도를 높이기 위하여 항목의 매설년수에 따른 영향력을 보정하는데 이용하였다. 평가모델의 개선절차는 우선 먼저 간접평가항목과 정밀평가 항목간 상관성 검토을 검토하여 평가항목을 선정하고, 각 항목에 대한 가중치 설정하였다. 다음으로 정밀평가 결과에 대한 Bathtub 곡선을 도출하여 간접평가항목의 영향력을 분석하였으며 간접평가를 개략평가로 명명하여 정밀평가와 구분하였다.
후속연구
또한 정밀평가와의 상관성 향상을 통한 가중치 산정, 그리고 bathtub 곡선으로 나타내는 관로시설의 수 명곡선 개념을 도입하여 개략평가결과를 매설년수에 따라 보정함으로써 평가결과에 대한 신뢰도를 향상시키고자 하였다. 따라서 상수도관의 노후상태를 좀 더 과학적이고 객관적으로 평가할 수 있었으며 이를 근거로 더욱 합리적인 노후관로의 장단기 개량계획수립과 의사결정이 가능질 것으로 판단된다.
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