초록 ▼

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 도로시설물*의 성능 예측 및 관리(최적 보수·보강·대응)를 위한 디지털 트윈 시뮬레이션 기반 미래형 유지관리 기술 개발 기획
*｢도로법｣ 제59조(도로 계획 등의 정보화)에 따른 도로시설물(예: 교면포장, 도로 비탈면, 교량 및 터널)에서 정밀안전점검을 수행하고 시설물관리시스템에 관리되는 도로시설물

◼ 전체 내용
□ 도로시설물 시뮬레이션을 위한 디지털 트윈 구축 기술 개발 기획
○ 디지털 트윈 시뮬레이션을 위한 도로시설물의 모델링 기술 개발
○

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 도로시설물*의 성능 예측 및 관리(최적 보수·보강·대응)를 위한 디지털 트윈 시뮬레이션 기반 미래형 유지관리 기술 개발 기획
*｢도로법｣ 제59조(도로 계획 등의 정보화)에 따른 도로시설물(예: 교면포장, 도로 비탈면, 교량 및 터널)에서 정밀안전점검을 수행하고 시설물관리시스템에 관리되는 도로시설물

◼ 전체 내용
□ 도로시설물 시뮬레이션을 위한 디지털 트윈 구축 기술 개발 기획
○ 디지털 트윈 시뮬레이션을 위한 도로시설물의 모델링 기술 개발
○ 디지털 트윈 시뮬레이션을 위한 유지관리 데이터(손상·결함 형태, 보수･보강 공법 등)의 객체 모델링 기술 개발
○ 도로시설물 및 보수･보강 공법 모델 시뮬레이션 연계 기술 개발
□ 디지털 트윈 기반 보수･보강 시뮬레이션 기술 개발 기획
○ AI기반 디지털 트윈 시뮬레이션 데이터 품질 관리 기술 개발
○ AI기반 보수･보강 효과 정량화 기술 개발
○ 보수･보강 효과 고려 DT 시뮬레이션 기술 ㄱ개발
○ 시뮬레이션 기반 미래 성능 예측 기술 개발
□ 보수･보강 시뮬레이션 활용 미래형 도로시설물 관리기술 개발 기획
○ 디지털 트윈 기반 최적 보수･보강 공법 제시를 위한 AI 활용 기술 개발
○ 디지털 트윈 기반 이력 관리를 통한 관리계획 수립 및 지원 기술 개발
○ 디지털 트윈 기반 성능 예측 및 관리 기술 실용화를 위한 유관 시스템 적용 기술 개발

◼ 1단계
❏ 목표
○ ‘디지털 트윈 시뮬레이션 기반 도로시설물 성능예측 및 관리기술 개발 기획’을 위한 ① 기술개발 동향 분석, 기술 정의, 사업추진방향 정립, ② 연구개발 전략 수립, 연구개발내용 설정, ③ 연구개발과제 상세내용 기획
❏ 내용
① 기술개발 동향 분석, 기술 정의, 사업추진방향 정립
○ (이슈 및 니즈 분석) 글로벌 트렌드 분석 및 주변 환경변화 분석을 통해 미래이슈를 도출하고, 이슈 해결을 위한 기술적 니즈와 대안 제시
○ (기술의 정의 및 범위) 환경 및 동향 분석을 통한 도출된 미래이슈와 니즈를 기반하여 사업의 목적 및 개념, 기술 정의 및 연구개발 범위 제시
○ (사업추진방향 정립) 과학기술부문 상위계획과 국토교통 관련 정부 정책과의 관련성 및 연계성을 분석하고, 미래이슈 및 니즈, 정부 정책과의 부합성 등을 토대로 이슈 해결을 위한 사업추진방향 및 기술대안의 타당성 제시
② 연구개발 전략 수립, 연구개발내용 설정
○ 비전 및 목표 제시를 통한 연구개발 전략 수립 및 연구개발내용 설정
○ 중점 추진분야별 연구개발 후보과제 설정 및 우선순위 도출 후 과제별 추진체계 설정
○ 연구개발 후보과제별 과제카드 작성
- 연구개발목표, 기술·산업·시장 동향, 기존 기술 활용방안, 연구개발 필요성, 주요 연구개발내용, 정부지원 타당성, 기술확보 전략, 과제규모, 최종 성과물 및 활용방안 등
- 후보과제별 연구개발 유형, 성과물 유형, 시장경쟁력 확보방안, 실용화방안, 목표 TRL 단계, 제도개선 사항 등 제시
③ 연구개발과제 기획
○ 연구개발목표(정량적·구체적 연구개발목표 설정) 및 범위 설정(실현가능한 수준을 고려한 구체적 연구개발범위, 핵심과제 및 방법 등 설정)
○ 세부과제(핵심 요소기술) 도출 및 연구개발내용 설정
- 세부과제 연차별·단계별 연구개발 로드맵 및 성과 로드맵 제시
- 과제구성에 따른 인력투입계획 및 소요예산 산정
○ 연구개발목표 달성을 위한 추진방안(기존 유관 성과물 활용방안 및 최적의 연구추진체계 제안 등) 수립
○ 성과물에 대한 활용방안 및 실용화 추진방안 제시
○ 사전타당성 검토
- 정책적 타당성, 기술적 타당성, 경제적 타당성에 대한 검토
○ 과제공모를 위한 RFP 작성 및 평가기준 설정
- 연구개발목표와 내용, 추진전략 등을 바탕으로 본 과제를 공모하기 위한 RFP 작성
- 단계별 평가를 위한 성과목표·지표·마일스톤의 설정, 평가방법 및 기준 설정
○ ｢제4차 국가연구개발 성과평가 기본계획(’21~’25)｣에 따른 사업 평가를 위해 ‘전략계획서’ 작성

▣ 연구개발성과
□ 도로시설물 시뮬레이션을 위한 디지털 트윈 구축 기술 개발 기획
○ 도로시설물 관리 및 시뮬레이션을 위한 도로시설물 부재 단위 객체형 모델 생성 시스템
○ 도로시설물 디지털 트윈 구현을 위한 객체형 보수･보강 공법 모델 생성 시스템
○ 단순화된 디지털 트윈 모델을 시뮬레이션 모델로 변환/연계 시스템
○ 보수･보강 공법별 시뮬레이션 모델의 부재별 해석 요소 변환 SW
□ 디지털 트윈 기반 보수･보강 시뮬레이션 기술 개발 기획
○ 데이터 오류 검증 및 정제가 가능한 AI 기반 DT 시뮬레이션 데이터 품질 관리 시스템
○ 보수･보강 공법별 개선 효과 분석을 통해 최적의 보수･보강 공법을 적용할 수 있는 기술
○ 보수･보강 효과 고려한 DT 모델 및 시뮬레이션 기술 개발을 통해 현재 상태와 미래 상태 예측 시스템
○ 시설물 생애주기 유지관리 비용 최적화가 가능한 미래 상태 예측 시스템
□ 보수･보강 시뮬레이션 활용 미래형 도로시설물 관리기술 개발 기획
○ 디지털 트윈 기반 최적 보수･보강 공법 제시 서비스 기술
○ 관리주체 및 이용자를 위한 디지털 트윈 시뮬레이션 기반의 통합 정보 서비스 기술
○ 디지털 트윈 모델 시각화 기술
○ 디지털 트윈 기반 최적 보수･보강 공법/비용 통합 레포팅 시스템
○ 디지털 트윈 기술 기반 성능 예측 및 관리기술 연계 활용을 위한 개방형 API 시스템

▣ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 과학적ㆍ기술적 측면
- 국내 모델을 개발하여 국내외 표준과 상호운용성 확보
- 공존 전략을 활용한 기술개발단을 통해 기술불평등 및 양극화 해소
- 실시간 수집 데이터를 기반으로 실시간으로 도로시설물의 상태파악이 가능하여 신속한 의사결정 가능
- 가상시뮬레이션 기반 의사결정의 근거를 제공하여 의사결정자에게 신뢰성 높고 합리적인 통찰력 제공
○ 경제적ㆍ산업적 측면
- 신뢰성 높은 도로시설물 안전관리체계 운영으로 유지관리 예산 절감
- 예방적 유지관리로 대규모 손상, 붕괴 등의 사전예방이 가능하여 사회비용 절감 가능
- 디지털 트윈 기반으로 유지관리 체계 전화에 따른 이종 산업간의 융복합 확산
- 신산업 육성 및 확산에 따른 신규 일자리 창출 효과 가능
- 예방적 유지관리체계 구현으로 불필요하고 과도한 지원낭비 방지
○ 사회적 측면
- 도로시설물의 디지털 트윈 기술 적용으로 유지관리 기술의 고부가가치화 실현
- 유지관리 업무의 디지털화, 입체화, 자동화를 통해 유지관리 기술자의 노령화 및 유입 감소 문제 해결
- 유지관리 업무의 편의성 증대로 유지관리 시설물 확대 및 유지관리 담당자 근로환경 개선
- 노동 집약적 유지관리 산업 분야의 첨단 IT 및 4차 산업혁명 기술 적용으로 디지털 사회 구현 기여

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 제1절. 기획 배경 및 필요성 ... 11
• 제2절. 기획 추진체계 ... 22
• 제3절. 기획 추진절차 및 경과 ... 24
• 2. 연구개발과제의 수행과정및 수행 내용 ... 25
• 제1절. 기획의 범위 ... 27
• 제2절. 국내외 환경 분석 ... 37
• 제3절. 국내외 연구개발 현황 분석 ... 49
• 3. 연구개발과제의 수행 결과및 목표 달성 정도 ... 77
• 제1절. 신규 연구개발사업 추진전략 ... 79
• 제2절. 중점 추진분야별 기술개발 ... 111
• 제3절. 소요예산 및 자원 투입계획 ... 186
• 4. 연구개발성과 및관련분야에 대한 기여 정도 ... 195
• 제1절. 기술별 최종 연구개발성과물 ... 197
• 제2절. 연차별 성과목표 및 지표 ... 198
• 제3절. 기대효과 ... 206
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 207
• 제1절. 연구개발성과물 검증 및 관리 방안 ... 209
• 제2절. 연구개발성과물 활용 방안 ... 218
• 제3절. 과제제안요구서(RFP) ... 224
• 끝페이지 ... 252