1. 철도, 도로, 항공, 해운 등 교통수단별 현황을 조사한 결과, 현재까지의 교통정책이 도로교통 우선 위주였기 때문에 철도는 뛰어난 환경성 및 경제성을 가지고 있음에도 불구하고 수송분담율이 비교적 저조한 편이었다. 그러나, 향후 정부의 사회기반시설 구축에 있어서 국가 기간 철도망 확대와 대도시 지하철 및 경량전철 건설을 통한 도심철도망과 간선철도망의 연결 등을 통하여 철도의 이용이 훨씬 용이해질 것으로 보이며 이에 따라 철도의 이용률도 크게 상승할 것으로 예상된다. 2. 교통수단별 일반현황은 다음과 같다. 1) 철도교통은 여객수송량이 다소 증가하고 있는 추세였는데, 2004년 KTX의 개통으로 인하여 여객수송량이 급증하였으나, 화물수송은 약간 감소하는 추세이다. 2) 도로교통은 공로의 경우 이용량이 크게 감소하고 있으나, 자가용의 경우에는 승용차의 급증에 의하여 도로의 분담률이 증가하고 있다. 그러나, 도로망의 확충이 자동차의 증가량을 따르지 못하는 것과 자동차가 도시에 밀집됨에 따른 교통체증에 따라 자가용 차량의 1일 평균 주행거리가 짧아지는 등 수송량이 크게 증가하지는 않고 있다. 3. 각 교통수단별 환경경제성을 조사한 결과는 다음과 같았다. 1) 단위수송량당 에너지 소비율은 여객의 경우 철도가 75.97kcal/인 km에 불과한 반면에 버스는 415.43, 택시는 1,192.24kcal/인 km에 달하여 각각 철도의 5.5배 및 15.7배나 많은 에너지를 소비하는 것으로 나타났다. 화물의 경우에도 철도는 105.98kcal/톤 km에 불과한 반면에 도로는 1,674.21kcal/톤 km에 달하여 철도의 무려 15.8배의 에너지를 사용하는 것으로 나타나, 철도가 에너지 효율성 면에서 도로 교통수단보다 월등히 앞서는 친환경적이면서 경제적인 교통수단임을 알 수 있다. 2) 도로와 철도의 단위수송량 당 CO의 배출량은 도로가 1,531.2kg/백만인 km로 철도의 167.4kg/백만인 km에 비하여 9배나 되었다. 그러나, 탄화수소의 경우는 도로가 216.5kg/백만인 km으로 철도의 68.0kg/백만인 km의 3배를 넘는다. 미세먼지의 경우는 도로가 철도보다 약간 더 많은 수준이었으나, NOx와 $SO_2$는 오히려 철도가 오히려 약간 더 높게 나타났다.
본 논문은 캘리포니아지역에 위치한 고속도로망을 대상으로 하여, 도로망내에 있는 교량의 내진보강 우선순위를 결정하는 방법에 관한 연구이다. 내진보강 우선순위 결정은 지진공학 분야에서 매우 중요한 이슈 중의 하나이며, 정부나 도로 관리청의 의사결정권자는 예산 배정 과정에서 이와 같은 문제에 항상 직면하게 된다. 본 연구는 특정지역의 고속도로망을 대상으로 어떻게 내진보강 우선순위를 결정할 것인가에 관한 방법론을 보여주고 있다. 우선순위 결정을 위하여 구조물의 지진 취약도, 도로망상에 위치한 각각 연결로의 중요도에 대한 개념이 먼저 소개되었다. 도로망상 각각의 교차로를 잇는 연결로를 지진 보강의 대상 단위로 하여 도로망의 내진 성능에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 추가 소요되는 교통 지체시간을 각각의 시뮬레이션 경우에 대하여 측정함으로써 내진보강에 의한 효과를 평가하였다. 또한, 지진 위험도의 확률적인 특성을 반영하기 위하여 확률론적 시나리오 지진을 도입하였다. 본 연구의 결과에서 알 수 있듯이 우선순위의 의미는 이해관계자의 주요 관심 사항에 따라 다르게 정의될 수 있고, 각각 다른 우선순위 결과를 보여주게 된다. 본 연구는 교통망의 효과적인 내진보강을 위한 우선순위 결정 과정에 도움이 될 수 있는 일반적인 지침을 제공할 것으로 기대된다.
최근 들어 인공 지능을 이용한 영상 객체 인식에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 그 연장선상에서 도로 유지 및 관리 분야에도 관련 연구의 활용도가 크게 향상될 것으로 기대된다. 그 중에서도 특히 도로 노면 파손 객체 인식 (Object Detection) 을 위한 인공 지능모델이 지속적으로 개발되고 있다. 이러한 객체 인식 알고리즘을 개발하려면 우선적으로 특징지도를 생성하는 Backbone Network가 반드시 필요한데, 본 논문에서는 이를 선정하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 6,000여 장의 도로 노면 파손 영상 데이터를 확보하고, 근래에 많이 사용되는 4종류의 심층 신경망을 활용하여 성능을 비교한다. 3가지의 성능 평가 방법을 적용하여 심층 신경망의 특징을 분석하고 최적의 심층 신경망을 결정한다. 또한 하이퍼 파라미터의 최적 조율을 통해 성능을 향상시키고, 최종적으로 도로 노면 파손 영상 분류를 위하여 85.9%의 정확도로 수행이 가능한 경량화된 Backbone Network용 심층 신경망을 제안한다.
국가 기반시설에 대한 투자 확충으로 인해 신설 도로의 건설이 급격히 증가하고 있으며 기존의 도로 역시 지속적인 확장 및 선형 개선 등으로 인해 도로 절개비탈면의 수가 급속히 증가하고 있는 추세이다. 도로 절개 비탈면이 증가됨에 따라 매년 많은 인명피해와 재산 피해가 발생되고 있으며 국내에서는 이러한 낙석 및 산사태로 인한 피해를 저감하고자 하는 취지에서 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 국내 도로사면의 대부분은 국토해양부에서 발간한 "도로안전시설 설치 및 관리지침"에 근거한 표준낙석방지시설을 사용하고 있으나 이러한 낙석방지시설이 실제 낙석 발생 시 큰 파손 없이 낙석을 방어할 수 있는 지에 대해서 많은 의문점들이 제기되고 있다. 또한 기술수준이 미약하여 전체적으로 해외 기술력에 의존하고 있으며, 낙석방지망의 경우 부분적 취약점(일체화가 되지 못함)으로 인해 충분한 지지능력을 발휘하지 못하고 망이 터지는 문제점 등이 발생됨에 따라 국내에서도 보다 높은 낙석 에너지를 지지 할 수 있는 낙석 방지망에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 논문에서 낙석방지망 인발시험장치를 이용하여 기존 PVC코팅망과 Expanded Metal에 대해 동일한 조건하에 인발시험을 실시하여 Expanded Metal 특성을 연구하였다. 실험결과 기존 낙석방지망인 PVC코팅망은 일체화가 되지 않는 재료의 특성상 충분한 지지능력을 발휘하지 못하고 망이 터지는 문제점이 발생 되었다. 반면 실험결과 Expanded Metal은 재료의 특성이 일체화 되어있어 하중지지능력이 우수하고 낙석방지망 대체 재료로서 충분히 가능한 것으로 판단되어진다.
공사비 견적이란 건설공사를 수행하는데 소요되는 공사비를 산정하는 것으로, 공사 기획단계에서 사용하는 개략견적은 다양한 목적으로 사용된다. 한편, 도로공사의 경우, 현행 사용되는 개략견적방법은 과거의 실적자료를 산술평균하여 단위 km당 공사비를 제시한 것으로 실제 개략공사비로 활용하기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기획단계의 도로공사견적 산정방식에 대한 한계를 해결하기 위하여, 인공신경망을 적용한 개략공사비 모델을 제시하는 것을 목적으로 한다. 도로건설 공사입찰을 위한 기본설계도면 작성 이후 공사비를 결정하는 변수를 포함한 과거 실적 자료를 바탕으로 인공신경망을 적용하여 기획단계에서 공사비 예측이 가능한 도로 공사비를 개략견적 하는 모델을 설계하였으며, 시행착오방식을 이용하여 모델의 변수들을 최적화하였다. 또한 최적화된 모델을 통해 나온 결과를 회귀분석을 적용한 결과와 비교하여 정확도가 뛰어남을 검증하였다. 제안된 인공신경망모델은 차후 도로건설공사의 개략공사비 산정을 위한 활용될 것으로 기대된다.
최근 도시와 도시간의 물류량 증가로 인하여 교통혼잡비용이 증가하고, 기후변화협약에 따른 이산화탄소 감축이 의무화됨에 따라 저탄소 화물운송체계 개념이 소개되었다. 연료소비량 및 탄소배출량을 고려한 화물운송계획을 수립하기 위해서는 현실의 도로 기하정보를 표현하는 3차원 도로망도가 필수적이다. 본 연구는 화물운송의 주요대상인 도시와 도시간의 간선도로를 중심으로 지형 및 도로구조물을 고려하기 위하여 기존 2차원 교통주제도와 수치표고모델을 이용하여 도로의 실제 기하정보를 반영하는 3차원 도로망도 모델을 제안한다. 제안 모델은 실험 도로구간(평택항-의왕IC)을 대상으로 구축하고 GPS/INS 측량을 통해 구축한 3차원 도로망도가 도로의 기하정보를 잘 표현함을 검증하였다(RMSE=0.87m). 또한, 연료소모량 시뮬레이션을 통해 기존의 2차원 도로망도에 비해 제안모델이 현실도로의 연료소모량을 효과적으로 반영함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 복잡한 도로의 3차원 기하정보를 반영하여 에너지 및 환경문제를 효과적으로 고려할 수 있는 Green-ITS기반의 화물 경로계획 및 네비게이션 시스템 개발이 가능할 것이다.
개인용 이동형 단말기의 개선된 성능과 비용, 그리고 무선 통신 기술의 비약적인 발전으로 인하여, 이를 이용하는 사용자들의 수가 빠른 속도로 늘고 있다. 그에 따라 사용자들에게 다양한 서비스를 제공할 수 있는 기술이 요구하고 있는 시점이다. 현재까지의 연구를 통해 사용자가 필요로 하는 최단 경로 찾기 등의 기술은 많은 연구가 이루어져 있다. 하지만 사용자의 현재 위치에 따라 여러 가지 추천 서비스를 제공할 수 있게 하는 기술은 우리가 필요로 하는 도로 망에서가 아닌 Euclidean spaces에 집중되어 있다. 따라서 우리는 기존의 연구를 확장시켜, 도로 망에서 이러한 요구를 충족시킬 수 있는 방법을 제안한다. 우리가 제안하는 시스템은 질의에 대한 응답을 하기 위해 전처리 단계를 필요로 한다. 이 단계에서는 먼저 전체 도로 망을 몇 개의 Voronoi 다각형으로 나누고, 나누어진 각각의 Voronoi 다각형들에 대한 정보를 계산한다. 이러한 과정에서 도로 망의 규모에 맞춰 자동으로 Voronoi 다각형의 개수를 결정하게 한다. 이를 통해 전체 도로 망의 크기가 변경되더라도, 전처리 단계 정보를 저장하는 공간이 예측 가능하도록 선형적으로 증가되게 하였다. 실제 질의 응답과정에서는 미리 계산된 정보를 이용하여 사용자들에게 빠른 속도의 서비스를 제공 할 수 있게 한다. 실험을 통하여 제안된 시스템이 도로 망에서 최근접 질의와 영역 질의를 효과적으로 처리 하여 탐색 시간과 방문 노드 수에서 많은 이점이 있음을 보인다.
서울시에 건설될 새로운 내부 남부순한 도로는 제2 성산대교와 서쪽의 주요 고속화 도로를 연결하는 초고속 도로망을 구축할 것이다. 노선연장은 지하구조물 10.4km를 포함하여 총 34.8km에 달한다. 도로망이 완성되면 수도 서울 중심가의 심한 교통체증은 상당부분 완화 될 것이다. 공사비 7000억원에 이르는 대규모의 서울 남부순환 도로는 3차선 병렬터널 3개 공구를 포함하는 것으로 계획되어졌다. 이들 터널은 3차선, 일방향, 병렬터널로서 계곡부를 관통하며 굴착공법은 대부분 발파공법으로 계획되어져 있다. 가장 긴 관악터널은 지질조건이 복잡하며 따라서, 이런 지반에 적용성이 좋은 발파공법에 의한 굴착으로 계획되어졌다. 특히, 갱구부는 지질상태가 매우 불량하여 풍화암 자연상태로 설계하는 것이 불가능하였다. 설계자들은 터널 화재와 교통사고 등과 같은 터널내에서의 긴급상황에 대한 최적의 대책 수립에 중점을 두어야만 했다. 관악 터널 상부에 위치한 수로관을 통과하는 방법을 찾는 것이 당면 최대 관건이었다. 또한, 갱구부 주변지역의 환경을 보존하고 현장의 자연적인 아름다움 을 유지하기 위하여 굴착량을 최소화하는 공법선정이 중요하였다.
물리적, 논리적 공간에서 다양한 오브젝트들이 상호작용할 수 있게 되고, 오브젝트에 탑재되는 소프트웨어가 고도화 됨에 따라 엔지니어가 관리 가능한 수준의 시스템 제어가 힘들어지고 있다. 이런 복잡한 시스템의 자율적인 관리를 위해 다양한 상황에 대응 가능한 자가적응성이 요구된다. 자가적응형 소프트웨어는 대상 시스템의 목표나 QoS를 만족할 수 있도록 런타임에 스스로를 변화 시킬 수 있는 능력을 가진 소프트웨어이다. 이러한 소프트웨어는 고도화된 시스템의 관리에 있어서 엔지니어의 부담을 경감시킬수 있다. 본 논문에서 제안하는 선행적 자가적응형 시스템은 도로망과 같은 주기적 특성을 가진 시스템에서 시스템이 직면하는 상황을 사전에 예측하여 미리 대응할 수 있는 시스템이다. 이는 기존에 반응적으로 대응했던 시스템들이 적용한 정책의 효과를 보기까지 낭비되는 시간을 고려하여 해당 지연시간동안에 시스템의 목표나 QoS가 하락하는 상황을 미연에 방지할 수 있다. 본 시스템의 적용분야로 지능형교통체계를 사용하였으며, 도로망 전체에서 정체 발생빈도와 평균 이동속도 그리고 단위길이당 운행시간을 평가항목으로 사용하고, 대상 도로망 전체적인 최적화를 목표로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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