초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
- 본 연구의 최종 목표는 사고확률과 손실비용을 고려하여 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 모델을 개발하는 것임
- 본 연구에서는 건설프로젝트의 시설물별, 공종별, 단위작업별 사고확률을 도출하고, 사고로 인한 손실비용을 정량화 하고자 함
- 도출한 사고확률과 손실비용을 통해 건설공사 시설물별, 공종별, 단위작업별로 위험성평가가 가능한 모델을 개발하고, 개발한 위험성평가 모델이 Web 상에서 데이터를 취득하여 자동으로 이루어지는 Web 4.0기반 정량적 위험성평가

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
- 본 연구의 최종 목표는 사고확률과 손실비용을 고려하여 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 모델을 개발하는 것임
- 본 연구에서는 건설프로젝트의 시설물별, 공종별, 단위작업별 사고확률을 도출하고, 사고로 인한 손실비용을 정량화 하고자 함
- 도출한 사고확률과 손실비용을 통해 건설공사 시설물별, 공종별, 단위작업별로 위험성평가가 가능한 모델을 개발하고, 개발한 위험성평가 모델이 Web 상에서 데이터를 취득하여 자동으로 이루어지는 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 모델을 개발하고자 함
- 본 연구에서 개발하는 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 모델을 통해 건설현장에서 실시간 위험성평가를 가능하게 하여 위험한 공종 및 작업을 판단할 수 있도록 하고자 함
- 건설프로젝트의 시설물, 건설공종, 단위작업별 사고유형을 분류함으로써 어떤 시설물의 어떤 공종, 어떤 단위작업에서 특정 유형의 사고 빈도 현황을 파악할 수 있음
- 건설 프로젝트의 시설물, 건설공종, 단위작업별 사고확률을 도출함으로써 특정 시설물, 공종, 단위작업에 대해서 위계순서에 따른 사고확률을 정량적으로 파악할 수 있음
- 정량적 사고강도 평가를 위해 건설사고 예방비용 및 손실비용 정량화 평가 모델을 개발하고자 함

◼ 전체 내용
○ 기존 국내외 건설공사사고확률 관련 선행연구분석 및 사례분석
- 건설 프로젝트의 사고확률과 관련된 선행연구 분석을 통한 기존 연구들의 한계점 및 본 연구의 차별성 제시
○ 기존 국내외 건설공사 손실비용 관련 선행 연구 및 사례 분석
- 건설 프로젝트의 사고 예방비용과 관련된 선행연구 분석을 통한 기존 연구들의 한계점 및 본 연구개발과제의 차별성 제시
- 건설 프로젝트의 사고 대가와 관련된 선행연구 분석을 통한 기존 연구들의 한계점 및 본 연구개발과제의 차별성 제시
○ 건설 프로젝트 시설물, 건설공종 및 단위작업별 사고유형 분류
- 건설 프로젝트의 시설물, 건설 공종, 단위작업별 WBS(작업분류체계)를 구축
- 재해형태에 따라 사고유형별 RBS(위험분류체계)를 구축
- WBS와 RBS를 통해 통합 WRBS 체계를 개발
○ 건설 프로젝트의 시설물별 사고확률 평가
- 건설 프로젝트의 시설물별 상시 근로자 수 산출
- 건설 프로젝트의 시설물별 재해자 수 산출
○ 건설 프로젝트의 공종별 사고확률 평가
- 건설 프로젝트의 공종별 상시 근로자 수 산출
- 건설 프로젝트의 공종별 재해자 수 산출
○ 건설공사 사고예방비용 항목 도출 및 정량화 평가
- 선행연구 분석, 건설사 사례조사 등을 통한 건설공사 사고예방 비용 항목 도출
- 선행연구 및 국외 사례를 바탕으로 사고 예방비용 정량화 방법론 수립
- 건설사 Case study를 통한 사고예방비용 정량화
○ 건설공사 손실비용 항목 도출 및 정량화 평가
- 선행연구 분석, 건설사 사례조사 등을 통한 건설공사 손실비용 항목을 도출
- 선행연구 및 국외사례 바탕으로 손실비용 정량화 방법론 수립
- 건설사 Case study를 통한 손실비용 정량화
○ 건설 프로젝트의 단위작업별 사고확률 평가
- 건설 프로젝트의 단위작업별 상시 근로자 수 산출
- 건설 프로젝트의 단위작업별 재해자 수 산출
○ 건설공사 손실비용 경제성 평가
- 순현재가치, 투자대비절감율, 투자자본수익률등 다양한 방법론을 이용해 건설사고 예방비용에 대한 손실비용의 경제성을 평가
○ 사고확률과 손실비용을 고려한 정량적위험성평가 통합모델개발
- 건설프로젝트 단위 사고확률과 손실비용을 고려한 위험성평가 통합 모델 개발
○ 사고확률과 손실비용을 고려한 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 소프트웨어 개발
- 웹 크롤링을 통한 국가데이터 수집
- 웹프로그래밍을 통한 Web 4.0기반 위험성평가 소프트웨어개발
○ 건설사 안전 실무진 인터뷰 및 평가를 통한 실증
- 건설사 인터뷰 및 평가를 통해 개발한 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 모델의 성능 및 신뢰성을 평가
- 평가 후 개발한 모델에 대해 소프트웨어 등록, 특허 출원 진행

◼ 1단계
❏ 목표
- 기존 국내외 건설공사 사고확률 관련 선행 연구 및 사례 분석
- 기존 국내외 건설공사 손실비용 관련 선행 연구 및 사례 분석
- 건설 프로젝트 시설물, 건설공종 및 단위작업별 사고유형분류
- 건설 프로젝트의 시설물별 사고확률 평가
- 건설 프로젝트의 공종별 사고확률 평가
- 건설공사 사고예방비용 항목 도출 및 정량화 평가
- 건설공사 손실비용 항목 도출 및 정량화 평가
❏ 내용
○ 기존 국내외 건설공사 사고확률 관련 선행 연구 및 사례 분석
- 사고확률과 관련된 과거 연구 및 사례 분석을 통해 기존 연구의 한계점 및 본 연구개발과제의 차별성을 제시하고자 함
○ 기존 국내외 건설공사 손실비용 관련 선행 연구 및 사례 분석
- 사고 예방비용 및 손실비용과 관련된 과거 연구 및 사례 분석을 통해 기존 연구의 한계점 및 본 연구개발과제의 차별성을 제시하고자 함
○ 건설 프로젝트의 시설물, 건설공종 및 단위작업별 사고유형분류
- 사고유형을 분류하기 위해 국가데이터를 활용하여 건설공사에 대한 재해데이터를 수집
- 구축된 통합 WRBS 체계를 개발하여 수집한 건설공사 재해데이터를 시설물별, 공종별, 단위작업별 사고유형으로 분류
○ 건설 프로젝트의 시설물별 사고확률 평가
- 본 연구에서는 건설 프로젝트의 시설물별 실 투입 공사금액에 기반한 개선된 사고사망확률을 활용하고자 함
- 시설물별 개선된 사고사망확률은 식 1과 같이 계산됨
(함수)(1)
- 본 연구에서는 건설 프로젝트의 공종별 실 투입 공사금액에 기반을 둔 개선된 사고사망확률을 활용하고자 함
- 공종별 개선된 사고사망확률은 식 2와 같이 계산됨
○ 건설 프로젝트의 공종별 사고확률 평가
(함수)(2)
○ 건설공사 사고예방비용 항목 도출 및 정량화 평가
- 산업안전보건비: 인건비, 안전시설비, 보호구 및 안전장고, 안전진단비, 교육행사비, 건강관리비, 기술지도비, 본사 사용비, 협력사 안전관리비, 기타비용
- 안전관리비: 안전관리계획서, 안전점검, 주변피해방지, 통행안전대책, 안전모니터링, 구조적안전성 확보
- 추가적으로 산재보험, 근재보험 등 공사보험을 추가하여 건설 공사 사고 예방비용의 항목을 도출하고자 함
- 또한 앞서 수행한 건설공사 사고 예방비용 관련 선행 연구 및 사례 분석을 통해 예방비용 정량화 방법론을 수립함
- 수립한 예방비용 정량화 방법론을 바탕으로 건설사 Case study를 통해 사고예방비용 정량화 평가를 하고자 함

◼ 2단계
❏ 목표
- 건설프로젝트의 단위작업별 사고확률 평가
- 건설공사 손실비용 경제성 평가
- 사고확률과 손실비용을 고려한 정량적 위험성평가통합 모델개발
- 사고확률과 손실비용을 고려한 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 소프트웨어 개발
- 건설사 안전 실무진 인터뷰 및 평가를 통한 모델 실증
❏ 내용
○ 건설프로젝트의 단위작업별 사고확률 평가
연구에서는 건설 프로젝트의 단위작업별 실 투입 man·day에 기반한 개선된 사고사망확률을 활용하고자 함
- 단위작업별 개선된 사고사망확률은 식 3과 같이 계산됨
(함수)(3)
- 통합 WRBS 체계를 통해 분류한 사망자수와 계산한 man·day를 통해 건설프로젝트의 단위작업별 사고사망확률을 도출할 수 있음
○ 건설공사 손실비용 경제성 평가
- 앞서 정량화 평가를 진행한 사고 예방비용과 손실비용을 바탕으로 사고 예방비용에 대한 손실비용의 경제성을 평가하고자 함
- 순현재가치는 아래 식 4와 같이 계산됨
(함수)(4)
B_t는 재해가 감소하였을 때 발생하는 편익을 나타내며, C_t 는 사고 예방비용으로 투자된 투자비용임. NPV>0 일 때 비용대비 편익이 있다고 할 수 있음
- 투자대비절감율은 아래 식 5와 같이 계산됨
(함수)(5)
S_t는 재해가 감소하였을 때 절감된 비용을 나타내며, I_t는 사고 예방비용으로 투자된 투자비용임. SIR>1 일 때 비용대비 편익이 있다고 할 수 있음
- 투자자본수익률은 아래 식 6과 같이 계산됨
(함수)(6)
E_t는 건설사의 안전에 대한 추가적인 투자를 나타내며, S_t는 안전절감비용을 나타냄
- E_t와 S_t는 아래 식 7, 8과 같이 계산됨
E_t = SI_E-IA_E (7)
SI_E는 경제성 평가를 하고자 하는 조직의 안전 예방비용, IA_E는 건설업 평균 안전예방비용을 나타냄
S_t = SI_S-IA_S (8)
SI_S는 경제성 평가를 하고자 하는 조직의 손실비용, IA_S는 건설업 평균 손실비용을 나타냄
○사고확률과 손실비용을 고려한 정량적 위험성평가통합모델 개발
- 본 연구에서 제시하고자하는 위험성평가 통합 모델은 아래 식 9와 같이 정의될 수 있음
(함수)(9)
- 식 9에서 빈도는 시설군, 공종, 단위작업별 사고확률, 강도는 사고 손실비용, K는 단위작업 또는 근로자가 해당 작업 중 노출될 수 있는 위험요인임
○ 사고확률과 손실비용을 고려한 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 소프트웨어 개발
- 본 연구에서는 평가한 사고확률과 손실비용을 통해 건설 프로젝트 시설군, 공종, 단위작업별 위험성을 추정하는 정량적 위험성평가 통합 모델을 개발하고자 함
○ 건설사 안전 실무진 인터뷰 및 평가를 통한 모델 실증
- 상위 건설사들의 인터뷰 및 평가를 통해 개발한 Web 4.0기반 정량적 위험성평가 통합 모델의 성능 및 신뢰성을 평가하고자함

□ 연구개발성과
○ 국내외 전문 학술지 (SCIE 4건 / 비SCIE 3건)
○ 인력양성
- 학위 과정 : 석사학위 2명, 학사학위 1명
성 별 : 남자 2명 여자 1명
○ 특허 출원 : 3건
○ SW등록 : 1건
○ 시제품 : 1건

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 연구개발을 통해 건설프로젝트 생애주기(기획단계~유지관리단계)에 걸쳐 Construction Safety Management Platform을 구축함으로써 안전사고 확률 및 비용을 고려한 발주 및 시공관리 문화를 구현할 수 있을 것으로 판단됨
○ 발주자, CM 및 설계자의 경우 기획 및 설계단계에서 위험도를 고려한 발주계획을 수립하여 발주될 프로젝트의 사전안전성 검토가 가능하며, Design for Safety 및 Value Engineering을 통해 주요 디자인 및 공법을 결정하는데 활용될 수 있음
○ 특히, 정량적 위험성평가 모델을 통해 시공 전 사전안전성 검토 단계에서 중대재해 리스크를 낮출 수 있는 저감대책 또는 대안설계에 대한 객관적인 의사결정이 가능함
○ 추후에는 이를 통합하여 하나의 프로그램으로 만든 뒤, 프로그램 내에서 설정하고, 관리 할 수 있도록 생애주기별 관리 프로그램을 향후에 개발 및 사업화 목적임

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 2) 연구개발 추진 필요성 ... 20
• 3) 연구개발과제의 최종 목표 ... 21
• 4) 연구개발과제의 연차별 목표 ... 24
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 36
• A-1-1. 건설공사의 사고확률 관련 선행 연구 분석 ... 38
• A-2-1. 건설공사의 손실비용 관련 선행 연구 분석 ... 38
• B-1-1. 건설업 WRBS 프레임워크 개발 ... 38
• B-1-2. 건설업 내 WRBS을 이용한 위험 분석 ... 38
• B-2-1. 빈도와 확률을 기반으로 한 건설업 내 중대 사고 정량적 분석 ... 39
• B-3-1. 사망 만인율 추정을 위한 상시근로자 공식 개발 ... 39
• C-1-1. 건설업 내 안전 투자비용과 중대 사고비용의 정량적 분석 ... 40
• C-2-1. 건설업 내 손실비용 추정을 위한 프레임워크 개발 ... 40
• D-1-1. 공공주택공사의 작업일보를 통한 Man·year 계산 ... 40
• D-1-2. 실외 열 쾌적성에 따른 건설업 사고사망 확률 분석 ... 41
• D-1-3. 대기오염물질 농도가 건설사고에 미치는 영향 평가기법 확립 ... 41
• D-1-4 통합 불확실성평가 방법론을 활용한 건설 공종 및 사고별 위험도 평가 ... 41
• D-1-5. 건설 현장의 안전리더십이 조직신뢰에 미치는 효과에 관한 연구: 소통 및 동기부여의 조절효과를 중심으로 ... 42
• D-1-6. 빅데이터 기반 건설업 사고재해와 미세먼지 농도의 상관관계 분석 ... 43
• D-1-7. 건설근로자의 공사종류를 고려한 미세먼지의 건강 영향 실증분석 ... 43
• D-1-8. 건설기계 별 사망사고 확률 분석 ... 44
• D-1-9 건설공사 안전감시단 효과 분석 ... 44
• D-1-10. 실외 열쾌적성 지수 기반 사고발생 확률 산출 모델 개발 ... 45
• E-1-1. 한국 건설 프로젝트의 사고 예방비용의 정량화 분석 ... 45
• E-1-2. 사고확률과 손실비용을 고려한 Web 기반 정량적 위험성 평가 모델 개발 ... 46
• E-1-3. 건설공사 사고에 따른 손실비용 계산 방법 ... 46
• F-1-1 건설업 예측성능 향상을 위한 머신러닝 적용방안: 생산성 분석을 중심으로 ... 46
• F-1-2 실외열쾌적성 예측을 위한 데이터 주도 예측모델 개발 ... 47
• G-1-1. Web 4.0기반 위험성평가 통합 모델 시뮬레이션 ... 47
• G-1-2. 소프트웨어 인증/등록 ... 48
• H-1-1. 위험성평가 모델 설문조사 및 피드백 ... 48
• H-1-2. 적용된 현장 분석 및 보고 현황 ... 51
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 52
• 1) 연구수행 결과 ... 52
• 2) 목표 달성 수준 ... 100
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 102
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 103
• 1) 연구성과 총괄 ... 103
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 109
• 참고 문헌 ... 122
• 끝페이지 ... 139