PURPOSES : This study aims at proposing the methodology for benefit evaluations in pavement maintenance methods and timings using KoPMS(Korean Pavement Management System) software which was developed for efficient pavement management. METHODS : This study classified pavement sections into 4 clusters considering AADT(Annual Average Daily Traffic) and ESAL(Equivalent Single-Axle Load) using cluster analysis and used the deterioration models in each cluster. Increased user costs due to pavement deterioration as time goes by and agent costs for maintenance were estimated. Based on deterioration model and KoPMS software, Methodology for benefit evaluation was proposed in pavement maintenance methods and with/without implementation using real pavement section data. RESULTS : This study verified that considering agent costs only would be constrained to decide pavement maintenance methods and timings, and ascertained that decision making with agent and user costs would be effective. In addition, this study revealed that pavement maintenance methods and timings can be affected by AADT and ESAL and frequent pavement maintenances can be more efficient for benefits in pavement sections with more AADT and ESAL. Also this study found that user costs would be more affected to decision making than agent costs. Moreover, Delay of conducting pavement maintenance caused increased vehicle operating costs and environmental costs because of poor conditions of pavements. CONCLUSIONS : This study proposed LCCA and benefit estimation methodology of pavement with considering agent and user costs. The results of this study can be used for baseline data of efficient pavement asset management.
본 연구에서는 효율적인 포장관리를 위해 경제성을 고려하여 생애주기비용(LCC)이 최소가 되는 시점에서 필요한 유지보수공법을 적용할 수 있는 포장관리시스템(PMS)을 개발하여 실제 포장관련 자료를 기반으로 한 유지관리방안을 제시하였다. 나아가 예산제약이 없는 경우를 대상으로 일정한 수준의 도로 서비스수준을 유지하기 위해 필요한 예산은 매년 차이가 있음도 확인하였다. Visual Basic 프로그램으로 개발하여 시스템의 응용성과 실효성의 검증을 위해 22개의 국도포장단면을 대상으로 현장조사를 시행하여 얻은 자료를 바탕으로 포장단면의 장기공용성 추정과 예산범위를 고려한 효율적인 유지관리 방안을 제시하였다.
성공적인 자산관리시스템의 도입은 풍부하고도 신뢰할 수 있는 데이터와 함께 시작된다. 그러나 현실에서는 알려지지 않은 다양한 원인에서 비롯되는 관측 오차들은 항상 존재하기 마련이다. 이는 관리자의 유지보수활동을 방해하며 파손과정이나 생애주기비용 예측결과의 신뢰성에도 악영향을 미친다. 무엇보다도 관리자가 자신의 손으로 직접 조사한 자료를 믿지 못하는 모순된 결과를 낳는다. 이런 현상은 도로포장관리분야에서 특히나 심각하다. 도로관리자들은 이러한 사실에 대해 충분히 인식하고 있으나, 현실적으로 오차 없는 조사를 수행한다는 것은 하나의 큰 도전이라고도 할 수 있다. 이러한 점들을 고려하여 본 연구에서는 포장표면 조사자료에 포함된 오류 및 잠재오차를 보정하기 위한 통계적 방법론을 제시하고자 하였다. 방법론으로는 오차의 구조 및 신뢰도를 고려할 수 있도록 확률분포이론에 근거한 두 가지 기법(샘플기준법과 분포기준법)을 제안하였다. 제안된 방법론은 국도에서 수집된 포장상태자료들을 활용하여 적용 가능성을 살펴보았으며, 그 결과 눈에 보이는 오류들만을 제거하는 일반적인 방법론으로는 포장자료에 포함된 불확실성을 충분히 고려할 수 없음을 확인하였다. 제안된 방법론은 도로자산관리에 필요한 다양한 분석의 신뢰성을 개선하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
국도는 사회간접자본 중 하나로서 지속적으로 관리되어야 그 기능을 발휘할 수 있는 국가의 중요한 자산이다. 지금까지는 국도를 포장관리시스템이라는 체계로 관리하여왔다. 이 포장관리시스템은 시설물유지관리차원에서 사회기반시설을 관리하는 것으로서 주로 관리자 관점에서 공학적 판단을 기준으로 최소의 비용으로 공용수명을 최대화하는 모델이다. 그러나 경제발전으로 국민의 소득수준이 올라감에 따라 기본적인 욕구가 해결되어 이제는 납세자로서 국민의 동의는 국가의 정책을 결정하는데 중요한 변수로 작용하기 시작했다. 따라서 사용자 관점의 평가는 이러한 요구의 수준을 측정할 수 있는 중요한 척도가 되었으며 이에 기반한 LoS(Level of Service, 서비스 수준)라는 지수를 시설물 자산관리에 활용하려는 여러 가지 시도가 있다. 이 논문에서는 기존 국도포장관리시스템의 정보모델과 KTAM-40(Korea Total Asset Management-40)이라는 자산관리 정보모델을 비교하여 LoS의 필요성과 도로포장자산관리에서 LoS가 사용자 관점을 반영하는 방식을 조명해 이의 장점을 밝히고자 한다.
PURPOSES: The aim of this paper is developing user-oriented flexible Level Of Service (LOS) system for integrated asset management of various road facilities. It is essential to overcome limitations of general management systems which only focus on a type of assets (e.g. pavement, bridge etc.), and to serve a customizable LOS platform for smooth implementation and future improvement of the LOS considering various managerial environments of road agencies. METHODS: This study suggested a total framework of the LOS system as a process for self-development, operation and improvement of LOS system to conduct the PDCA (Plan-Do-Check-Act) in management process. In the process, we adopted user-customizable elements regarding asset definition, service index and evaluation method to match with the managerial environment of road agencies. In addition, we conducted an empirical study on the entire process of the suggested LOS system with a real road agency (Korea Express Highway) to prove applicability of the LOS system. RESULTS: From the empirical study, we confirmed that the suggested LOS system framework were suitable for development of customized LOS system. In addition, evaluation of asset conditions by LOS ratings, and quantification of vision achievement of the Korea Express Highway were successfully made. It would be the first trial in integrated management approach with LOS systems for numerous road facilities. CONCLUSIONS : It was recognized that easy application and sustainable improvement of the LOS was the most critical point in asset management. The suggested LOS system would be a powerful weapon as a managerial tool in preparing tight budget, aging infrastructures, and increased demands for more accountability both in Korea and internationally. Implementation of the LOS system needs to be expanded to the other infrastructure members to serve satisfactory level of service to taxpayers.
우리나라의 경우 그동안 도로부문의 투자는 신규건설 그 자체가 정부 정책의 핵심이었다. 그러나 최근 정부의 도로부문 예산이 2000년을 정점으로 신규건설은 감소하고 유지관리는 증가하는 추세이다. 이러한 추세에서 도로 유지관리 예산 증가에 대한 정당성을 입증하면서 서비스수준에 대한 사용자 요구에 부응할 수 있는 새로운 도로정책 패러다임이 필요하다. 1950~60년대에 사회기반시설을 집중적으로 건설하였던 선진국들이 최근 공공시설물의 노후화에 대처하기 위해 자산관리 개념을 도입하여 많은 성과를 거두고 있다. 본 연구에서는 일반국도의 효율적인 유지관리를 위해 "한국형 도로 자산관리시스템"을 구축하는데 필요한 기본체계를 제시하였다. 이 시스템의 특징은 장기적이며 예방적인 도로 유지관리 정책을 수립할 수 있도록 기존의 포장관리시스템에 경제성 분석 과정을 포함시키는데 있다.
도로포장의 파손과정에는 다양하고 복합적인 원인에서 비롯되는 불확실성이 포함되어 있어 정확한 해석이 쉽지 않다. 이로 인해 최근에는 결정론적 모형보다는 확률이론이 보다 많이 활용되고 있으나, 파손의 전체적 특성만을 설명하는 일반적인 분석방안으로는 포장파손특성의 변화과정에 대해 구체적인 정보를 제공하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 포장파손과정을 상태와 시간기준으로 분해함으로써 지역적으로 이질성을 띄는 포장파손속도와 그 분산에 대해 구체적으로 파악하고자 하였다. 또한, 분해된 확률과정을 다시 조합하는 과정을 통해 포장의 기대수명과 불확실성을 예측해 보았다. 실증분석을 위해 일반국도포장관리시스템에서 2003년부터 2010년까지 수집된 균열률 자료를 활용하였다. 이러한 시도들은 자산관리의 주요기법 중 하나인 생애주기비용분석의 신뢰성을 높일 수 있으며, 파손속도의 변화과정에 대한 이해가 필수적인 예방적 유지보수전략에 관한 기반연구로써도 중요한 의의가 있다.
본 연구에서는 세종시 포장도로 구간을 대상으로 모바일매핑시스템(MMS)과 딥러닝 균열 감지시스템을 활용한 도로포장 모니터링 방안을 제시하고 경제성 분석을 통한 최적 유지보수 공법을 제시하였다. 나아가, 기존 대부분의 연구에서는 도로포장 조사 차량에 의해 취득된 데이터를 활용한 사례가 대부분이었으나 본 연구에서는 직접 모니터링 조사를 통해 취득한 도로 포장 상태등급을 기준으로 경제성 분석을 실시하였다. 도로포장 상태 모니터링 결과 일반국도, 시도, 지방도의 순서대로 도로포장 상태가 양호한 것을 확인하였다. 또한 포장파손모델을 활용한 경제성 분석 결과, 예방적 유지보수공법인 마이크로서페이싱 공법을 적용하는 것이 유지보수비용과 이용자 편익 측면에서 가장 경제적인 것으로 나타났다. 본 연구의 성과는 지자체의 기반시설 관리계획 수립을 위한 기초적 자료로 활용될 것으로 기대된다.
주요 간선도로의 유지관리는 도로 발전 과정의 계획 단계에서 고려되어야 하는 중요한 문제이다. 많은 도로 유지 관리 시스템들이 좀더 효율적인 의사 결정을 통해 정밀하게 유지보수 비용과 도로포장 비용을 산정 할 수 있도록 개발되었지만 이러한 시스템은 유지관리 비용을 줄이는데 별다른 도움을 주지 못했다. 본 연구에서는 도로 계획 단계에서 도로 설계의 특성들을 최적화함으로써 도로의 설계 수명동안 발생하는 유지보수 관리비용을 감소시켰으며, 절성토면의 경사에 비중을 두고 유지보수 비용을 최소화 할 수 있는 설계변수들에 기초한 초기비용 및 유지보수 비용을 공식화하였다. 도로 유지보수비용은 측면경사와 도로 횡단폭 그리고 연 평균 일일 교통량으로 표현되었다. 적용된 모델지역은 충북 청주-상주간의 실제 지형 데이터베이스를 사용하였으며, 도로 선형 결정시 도로 유지보수 비용과 토질 특성의 민감한 사안들을 조사하기 위해 제시하였다. 결과는 도로 유지보수 비용과 토질 특성은 도로선형 최적화에 중요한 고려사항임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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