본 논문에서는 교량의 유지관리를 위하여 생애주기 성능 및 비용을 고려한 최적 유지관리 전략 수립 기법을 개발하였다. 제안된 기법을 이용하여 교량을 구성하는 부재수준뿐만 아니라 교량 시스템수준에서도 최적 유지관리 전략의 생성이 가능한 프로그램을 개발하였다. 실제 공용중인 강교량에 개발된 프로그램을 적용하여 부재 및 시스템 수준의 생애주기분석을 수행하고 각 수준에서 생성된 유지관리전략을 비교 고찰하여 그 적용성을 검토하였다. 부재 및 시스템 수준의 유지관리전략을 비교한 결과, 교량을 구성하고 있는 유지관리 대상 모든 부재를 고려한 교량시스템 수준에서의 분석을 통해 유지관리 전략을 수립하는 것이 보다 합리적이며 실제적인 것으로 판단된다.
본 연구에서는 생애주기비용을 고려한 성능기반 최적 유지관리 전략 수립 시스템을 개발하였다. 교량 수명동안 비용과 성능이라는 상반되는 목적을 균형있게 만족시킬 수 있는 유지관리 시나리오의 생성을 다중목적 조합최적화 문제로 정식화하고 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 국도 상 강거더 교량의 최적 유지관리 시나리오를 제공하는 과정을 제시하였다. 개발된 시스템은 현재의 교량 유지관리 전략 수립의 방법을 개선하여 교량 관리주체에게 다양한 제약 및 요구조건에 부합하는 최적의 교량 유지관리 시나리오를 제공할 수 있는 효율적인 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
자산관리는 사회기반시설물의 요구되는 서비스수준을 만족시키기 위한 장기적인 비용 효율적 관리라고 정의할 수 있다. 선진외국의 경우 사회기반시설물의 증가와 유지관리 시장의 확대, 유지관리를 위한 회계적 접근방식, 성능 중심의 시설관리, 자원의 한계와 민간과의 협업 강화, 생애주기 비용 개념의 확대 적용, 정보화기술의 발전이 동인이 되어 자산관리가 도입되었다. 본 논문에서는 국내외 자산관리의 현황 및 문제점을 분석하여 사회기반시설물의 자산관리체계 도입 방안과 추진 전략에 관한 연구를 수행하였다. 먼저, 국가자산의 합리적인 평가와 동시에 유지관리를 포함한 장기적 최적 투자 의사결정을 수행할 수 있는 국가적 차원의 자산관리체계 구축을 위해 국내의 도입 환경을 분석하여 도입방안을 모색하였다. 그리고 성공적 사회기반시설물 자산관리체계 도입을 위해 제도적, 프로세스적, 자원적, 기술적 측면에서 요구되는 핵심 전략을 분석하여 세부전략별로 실천과제를 분석하여 단계별 추진 전략을 제시하였다.
정부와 시설물유지관리 기관에서는 공공시설의 안전성 확보와 유지관리 업무의 생산성 향상을 위해 다양한 시설물유지관리시스템을 구축하여 운영중에 있으나 대응적 유지보수 체계의 한계로 인하여 합리적인 예산수립을 위한 최적의 의사결정을 하기가 어려운 실정이다. 이러한 이유로 유지관리의 효율성 증대 및 예산 절약을 위해 공공시설에 예방적 개념의 자산관리체계를 도입해야 한다는 요구가 증대되고 있다. 자산관리는 시설물의 최적화된 관리를 위한 경영전략으로 시설물 상태에 대한 공학적, 해석적 분석을 넘어 대상물을 자산으로 인식·평가하고 가치유지 및 향상을 목표로 하며 동시에 사용자의 최대만족을 얻기 위한 전략이다. 국내에서는 이러한 시대적인 요구에 따라 자산관리에 대한 연구가 진행 중이며 본 논문에서는 자산관리정보시스템을 개발하기 위한 해외 사례조사를 통해 시스템 핵심 기능을 도출하고 이를 통해 데이터 항목 분류방안을 제시하였다.
본 연구의 목적은 현행 지형정보 유지관리의 문제점을 분석하여 새로운 통합 환경에 맞는 유지관리 방안을 도출하는 것이다. 기존의 공급자 중심, 하향식의 지형정보 유지관리의 문제점을 분석하고, 해외 지형정보 유지관리 사례분석을 통해 시사점을 도출했다. 그리고, 지자체 지형정보 유지관리 현황 분석을 위해 20개 지자체 및 민간업체에 대한 수요조사를 실시하였으며, 그 결과로 유지관리 유형 및 구성요소를 도출하였다. 이를 기초로, 지형정보의 효율적인 유지관리 방안을 도출하고, 유형 및 체계를 중심으로 중앙정부, 지자체가 수행해야 할 전략을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 전략은 기존의 지형정보 유지관리 문제점을 최대한 해소하면서 8대 기본지리정보 등 모든 지형정보를 효율적으로 통합하여 유지관리할 수 있는 방안으로, 국토공간정보를 생산, 구축, 활용하는 모든 기관들이 만족하며 상생할 수 있는 지름길이 될 것으로 믿는다.
본 연구에서는 공공시설물의 유지관리 전략 수립 시 자산관리 개념을 도입하기 위한 기초연구를 하였다. 공공기관의 유지관리 실태 분석과 자산관리 시스템의 도입을 위해 설문조사를 실시하였다. 본 설문조사는 자산관리 시스템을 구축하는데 필요한 시설물의 유지관리 우선순위 파악, 시설물의 가중치 선정을 위한 중요도, 시설물의 서비스 수준 평가를 위한 평가요소, 현행 유지관리 현황분석 및 개선사항 도출, 자산관리 이행수준 평가 등을 실시하였다. 본 연구는 공공시설물의 안전관리 위주의 유지관리 정책에서 시설물의 생애주기를 고려한 자산관리 체계로의 전환을 위한 현황파악을 위한 연구이다. 본 연구를 토대로 자산관리 시스템 도입전략을 구축하고 자산관리 시스템 구축을 위한 기본자료로 활용될 수 있는 자료를 제시하였다.
생애주기비용을 고려한 교량의 설계 및 유지관리에 있어서, 점검진단, 보수보강 등에 소요되는 직접적인 비용뿐만 아니라 간접적인 비용인 도로이용자비용은 중요한 비용항목으로 고려되고 있다. 직접비용과 비교하여 상대적으로 추정이 곤란한 도로이용자비용의 추정을 위하여 우회도로의 효과를 고려한 이용자지연비용과 차량운행비용의 정식화를 수행하고, 시간지체에 따른 도로이용자비용의 추정을 위한 회귀모델 개발을 위하여 교통해석과 회귀분석을 수행하였다. 개발된 회귀모델을 생애주기 비용 및 성능 기반 유지관리 전략 수립에 적용하여 도로이용자비용이 생애주기분석에 미치는 영향을 분석하고, 개발된 모델의 적용성에 대해서 고찰하였다. 도로이용자비용은 생애주기분석에 기초한 유지관리전략수립에 큰 영향을 미치며, 개발된 회귀모델은 교량의 도로이용자비용의 추정에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능을 함께 고려하여 열화되는 교량의 수명동안 최적 유지관리전략을 수립하기위한 실제적이고 실용적인 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 비용 최소화와 성능 최대화라는 상충되는 목적사이에 최적의 유지관리 시나리오의 집합을 제공한다. 교량수명 동안의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 무제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자알고리즘을 적용하였다. 최적 유지관리 시나리오를 생성하기 위한 프로그램이 제안된 방법에 기초하여 개발되었다. 교량 부재들 사이의 종속관계가 최적 유지관리 시나리오를 결정하는데 고려되었다. 개발된 프로그램은 국도상 강박스거더 교량의 최적 유지관리 시나리오를 찾기 위한 절차를 제시하는데 사용되었다. 개발된 방법 및 프로그램은 교량 유지관리 시나리오 분석을 통해 교량 관리자가 다양한 제약 및 요구조건을 만족하는 최적의 유지관리 전략을 수립하는데 효율적으로 사용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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