| 초록 |
3. 기술개발 결과요약 □ 최종목표 최종 목표는 ①실시간 제어모니터링이 가능한 데이터로거 개발, ②실시간 역해석 기법 알고리즘이 포함된 안전관리 프로그램 개발, ③가시설 공사 안전관리 시스템 개발(게이트웨이 포함), ④가시설 공사 DB구축이 포함된 Test bed 구축 및 운영임. 최종 성과물은, ①실시간 제어모니터링이 가능한 데이터로거 시작품, ②가시설 공사 안전관리 시스템 시작품 (게이트웨이, 안전관리 프로그램, 모바일프로그램), ③실시간 계측이 가능한 지중경사계 시작품임. □ 개발내용 및 결과 ○ (주)엔엔에프텍 개발내용 ⦁ 실시간 제어모니터링이 가능한 데이터로거 개발 ⦁ 실시간 안전관리 프로그램 개발 ⦁ 모바일 프로그램 개발 ⦁ Test bed 구축/운영 및 보완 연차별 개발내용 1차년도 ⦁ 가시설 공사 사용 계측 센서 및 데이터로거 자료 수집/분석 ⦁ 데이터로거 설계 및 H/W 구현 ⦁ 실시간 안전관리 프로그램 사양/프로토콜 정의 ⦁ 기존 해석프로그램 자료수집/분석 ⦁ SUNEX 프로그램 소스 분석 및 인터페이스 프로그램 구현 2차년도 ⦁ 실시간 제어모니터링이 가능한 데이터로거 개발 완료 ⦁ 지중경사계 개발(데이터로거포함) ⦁ 센서별 데이터로거 통합 테스트 ⦁ 실시간 안전관리 프로그램 구현 ⦁ 가시설공사 안전관리 시스템 구현 ⦁ 모바일 프로그램(App.) 구현 ⦁ Test bed 구축/운영 및 보완 ○ 수원과학대학교 산학협력단 ⦁ 역해석 알고리즘 개발 ⦁ 현장 계측데이터 적용 알고리즘 보완 ⦁ Test bed 구축(DB 구축) 연차별 개발내용 1차년도 ⦁ 가시설 공사 설계자료 및 시공 자료 수집/분석 ⦁ 역해석 알고리즘 구현을 위한 장래 위험 예측 타당성 검토 ⦁ 계측데이터 시스템 적용 구현 2차년도 ⦁ 역해석 알고리즘 구현 ⦁현장 계측 데이터 적용 알고리즘 보완 ⦁ Test bed 구축(DB 구축) □ 기술개발 배경 ○ 도시가 발달함에 따라 도심지의 개착을 통한 지하굴착은 근접시공이 주를 이루고 있으며, 주변 지반의 변위를 발생시켜 붕괴사고 및 인접구조물의 안정에 직⦁간접적으로 영향을 줌. 국내에서는 다수의 근접시공 경험으로 세계수준의 기술을 축적하고 있지만, 붕괴사고 등으로 사회적 문제가 되고 있으며, 건설공사 주변도로, 건물 및 지하매설 시설물 등의 안전성 유지를 위한 기술 개발은 여전히 미흡한 상태임. ○ 특히 도심지의 개착 공사를 시행할 경우에 인접한 지역에서 많은 차량과 보행인이 통과하고 있어 보다 세심한 안전관리가 필요함. ○ 건설공사의 부실방지 및 안전 확보를 위하여 건설공사의 안전사고 원인 분석과 유사사고 재발방지를 위하여 효율적이고, 실효성 있는 안전관리 개선방안이 필요함. 특히 터파기와 같은 취약공종의 사고를 예방하기 위하여 유형별 계측 방법 및 시스템을 개발하여 사전에 안전을 확보 할 필요가 있음. ○ 최근 2018년 9월 6일 서울 동작구 상도동 공사장의 흙막이 구조물이 무너져 인근 상도유치원 건물이 기울어지는 사고가 발생하였다. 가시설 공사는 폭 50m, 높이 20m의 규모였으며 공사가 80% 가량 진행된 상황에서 이 사고로 전체 폭 중 40m 가량이 무너지며 주변 병설유치원 건물이 철거를 진행하여야 할 만큼 기울었다. 사고원인은 비가 많이 와서 지반이 연약해졌을 것으로 보고 있어, 기상재해 시 주변 지반의 변위를 측정할 수 있는 시스템이 필요함. ○ 최근 대형 건설 사고의 발생 빈도는 감소되고 있으나, 건설공사 중 취약공종(터파기.비탈면, 가시설공 등)의 안전사고는 빈발하고 있으며 이들 사고가 유사한 원인에 의하여 빈발하고 있는 실정임. 또한, 절개지 및 지하 흙막이 붕괴 등의 사고를 예방하기 위한 지반안전성 확보를 위하여 계측을 실시하고 있으나, 계측에 대한 기준 없이 자체 규정이나 공사 시방서에 따라 시행하고 있으며, 설계단계에서 취약공종에 대한 검토가 미흡하여 부실 및 사고의 가능성을 항상 내포하고 있음. ○ 건설공사 중에 태풍, 홍수, 지진 발생으로 인해 설계 시 고려한 환경조건과 상이할 경우, 특히 고 위험성으로 분류되는 변화 요인들(부분적으로 무른 지반 분포, 지하수위 상승, 무리한 공사 진행, 품질관리 미비로 인한 앵커의 정착력 부족 등)에 의해 발생할 수 있는 가시설 구조물의 불안정한 상황(과다변위 및 응력 발생)을 시공자 및 감리자가 즉시 인지하여 대처할 수 있는 시스템 개발이 필요한 실정임. ○ 건설공사 중 가시설 구조물에 발생한 과다변위는 시공 중에도 주변 시설물에 영향을 주고, 시공 후에 가시설 배면의 침하로 인해 씽크홀 등의 예상치 못한 기반시설물(도로, 지하매설물 등)의 손상을 야기 시켜 사회적 문제를 일으킬 수 있으므로 시공 중가시설 구조물에 대한 변위 제어는 매우 중요하다고 판단됨. ○ 설계 시 지하구조물 시공을 위해 계획한 가시설의 거동과 시공 중에 고려하는 계측관리와의 연계를 통해 시공자 및 계측관리자가 설계자의 설계의도를 인지하고 계측결과를 즉시 인지하는 시스템을 개발하여 태풍 및 홍수, 지진 등의 예상치 못한 하중에 대한 대처 가능과 시공 후 발생할 수 있는 가시설 주변 기반 시설물의 손상을 최소화 할 필요가 있다고 판단됨. □ 핵심기술 개발의 의의 ○ 현재 실시간 계측을 통한 단순 모니터링은 많은 연구가 진행되고 있으며, 일부 센서의 경우 실시간 계측을 지원하기도 함. ○ 지중경사계의 경우 실시간 계측을 지원하는 해외 제품의 경우 6천만원 이상의 비용이 소요되어 도입하기가 어려운 실정이며, 본 과제를 통한 개발품인 실시간 계측이 가능한 지중경사계의 경우 1천만원 내외로 책정할 수 있어 이에 대한 대응이 가능해짐. ○ 현재 실시간 계측을 통한 단순 모니터링은 가능하지만 역해석 기법을 통한 안전확보 기술은 아직 연구단계 수준이므로, 본 과제 결과물인 역해석 기법을 포함한 가시설 안전관리시스템의 경우 사업화를 위한 기술 수준은 높다고 판단됨. □ 적용분야 ○ 실시간 가시설 계측 솔루션 분야 ○ 실시간 계측이 필요한 산업분야 전체 (건설산업, 스마트팩토리, 스마트건설, 스마트시티, 스마트팜, 스마트양식장, 땅밀림 등의 건설, 제조, 농어업, 산림청, 안전 분야) ○ 실시간 무인화 계측 분야 (원자력, 전력, 송배전, 가스 등) (출처 : 요약(초록) - 3. 기술개발 결과요약 7p) |
