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| 박 태 권 | ||
| 친환경ㆍ지능형 도로설계 기술개발 연구단장/평화엔지니어링 상임고문 | ||
따라서 앞으로 건설될 도로사업은 기획단계(타당성조사 및 기본계획)에서 부터 쾌적한 도로환경이 우선되는 친환경적인 기본 컨셉에 바탕을 두고 안전성 및 경제성을 고려한 최적설계가 되어야 한다.
‘친환경ㆍ지능형 도로설계 기술개발 연구단’은 21세기 미래사회가 요구하는 삶의 질 향상과 환경보전을 통한 지속 가능한 국토 환경유지에 기여하고 도로건설의 사회적 공감대를 충족시키고자 2005년에 국토해양부 건설기술혁신사업으로 선정되어 총 5년 2개월의 기간(2005.6.30~2010.9.7, 총 연구비 약 129억원)에 걸쳐 성공적으로 연구를 수행하였다.
연구단의 주요 연구목표는 첨단 IT기술을 이용한 ‘안전ㆍ친환경ㆍ지능형 도로설계 통합프로그램 개발’과 ‘도로시설 성능향상 기술개발’부분으로 친환경성, 안전성, 경제성을 융합ㆍ접목하여 차세대 도로설계기술로 실용화 하는 것이다.
연구단의 결과물은 안전 및 기능향상으로 이용자 중심의 도로설계가 가능함은 물론 도로 계획단계에서 고품질의 설계성과품 제공으로 건설비 절감 및 우리나라 도로 설계기술의 선진국 수준 달성에 크게 기여할 것이다.
친환경ㆍ지능형 도로설계에는 다양한 전공분야가 포함되기 때문에 기술의 선진화를 위하여 광범위한 연구가 포함되어야 한다.
따라서 최종목표 달성 및 효율적인 연구수행을 위하여 3개의 세부과제로 연구가 진행되었다. 각 세부과제는 독립적인 연구목표와 이에 따른 연구주제를 포함하고 있지만 ‘안전ㆍ친환경ㆍ지능형 도로설계 통합프로그램 개발’과 ‘도로시설 성능향상 기술개발’이라는 최종목표를 달성하기 위해 각 세부과제에서 도출된 연구결과를 공유하여 융합ㆍ접목하고 필요한 경우에는 공동연구를 수행하여 연구효율을 극대화시켰다.
1세부(평화엔지니어링 외 7개 기관)의 연구과제는 ‘친환경ㆍ지능형 도로설계 및 평가시스템 개발’로써, 환경친화적인 도로설계 프로그램개발 부분의 연구를 수행하여 객관성 있는 설계 적합성 검사와 검증, 도로교통, 사람, 자동차 기능을 고려한 운전 안전성과 편리성, 자연환경 훼손 최소화 사전 검증 등에 대한 최적화 시스템을 구축하였다.
2세부(한국도로공사 외 8개 기관)는 ‘LCC를 고려한 경제성분석 및 도로시설물 성능향상’ 연구를 수행하여 경제성을 고려한 도로설계 및 도로시설물 성능향상을 위한 설계기법을 개발하였다.
도로노선 가치분석과 LCC 분석 절차 및 방법의 표준화로 기술분야의 국가 경쟁력 확보가 기대되며, 타당성 분석에 실제로 사용될 수 있는 전문가시스템을 개발, 도로 시설관련 분석기술 향상에 일조 할 것으로 보인다.
3세부(한국건설기술연구원 외 9개 기관)의 연구과제는 ‘도로안전 및 기능향상 설계기술 개발’로써, 도로 선형설계 안전성 평가 기술, 이용자 중심의 도로설계 기법 및 효율적 도로 운용 기술 등 도로의 serviceability를 향상 시킬 수 있는 설계기법을 개발하여 현재, 분야별 도로설계편람 개정을 눈앞에 두고 있다.
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친환경성, 안전성, 경제성 평가가 가능한 도로 노선선정 및 선형설계 자동화 통합설계프로그램 개발은 세계 최초로 시도된 최적설계 시스템이다. 객관성 있고 합리적인 도로계획 및 설계로 부실설계, 부실시공을 사전에 예방할 수 있을 뿐만 아니라 이에 따른 사회적 갈등 및 국고 손실 최소화와 공기단축 및 예산절감, 자연훼손 최소화가 가능하여 도로건설사업 추진에 ‘저비용, 고효율’로 국가 경쟁력 향상에 기여할 것이다.
또한, 개발과 보전의 조화가 합리적이고 과학적으로 이루어지도록, 자연훼손 최소화화 훼손된 부분의 원상복원 최대화로, 지속 가능한 개발이 가능하여 최근 국가 정책기조인 ‘저탄소 녹색성장’ 기술발전에 선도적 역할을 할 수 있을 것이다.
연구를 통하여 도출된 각종 설계기법은 국가 기준 및 지침으로 적용 가능하여 도로 이용자의 안전성 향상 및 효율적 도로소통 효과증대 뿐만 아니라 향후 한국형 도로설계 기술개선 단계 돌입의 계기를 마련할 수 있을 것이다.
특히 우리나라의 최근 이상 기후환경과 이용자 특성이 반영된 설계기법 연구결과(현재 도로설계편람 개정 작업중)는 도로시설 기준 관련 연구로는 국내 유일한 연구이며, 국내 도로시설 기준 관련 심도 있는 연구수행을 통한 지침 마련의 효시가 될 수 있을 것이다.
본 연구단에서 수행된 연구개발 내용 대부분은 우수한 창의성으로 세계 첫 시도 되었으므로 우리나라의 도로설계 수준이 미래도로로 향하는 초일류 도로설계 수준으로 도달될 수 있는 기반을 구축하였다고 확신한다.
<인터뷰>-박태권 단장
‘고품격 시스템’ 해외진출 자신
세계 첫 시도 도로 선형 최적설계 통합프로그램 도전 ‘자부심’
연구단의 과제와 개발 내용은.
-친환경 노선 최적 경로탐색 프로그램 개발에 이어 평면, 종단 선형생성 및 후보 노선 비교평가와 ‘GIS 분석’, ‘유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)’, ‘전문가 시스템(Expert System)’ 등에 의한 수만번의 반복수행을 이행함으로서 자동으로 도로선형을 생성 및 평가하는 IT기술인 지능형 도로 최적설계 시스템을 개발하는 것이다. 또 고품질의 도로건설 실현을 위해 친환경성 부분, 경제성 부분, 안전성 부분을 융합ㆍ접목ㆍ통합하여 도로설계 계획단계인 예비타당성조사, 타당성조사 및 기본설계 초기단계에서 의사결정 지원용으로 사용 가능한 ‘안전·친환경·지능형 도로설계 통합프로그램 개발’하고 미래지향적 도로설계 지침 개발을 위한 ‘도로시설 성능향상 기술 개발’을 신녹색성장 시대의 필요성에 대비하여 정부 의도에 따라 연구개발하는 것이다.
이 부분의 세계적 기술 수준은.
-일본의 경우 도로설계 소프트웨어에 GIS, 전문가 시스템, 유전자 알고리즘 등을 상호 접목한 소프트웨어는 존재하지 않는다. 세계도로협회가 만든 HDM-4(Highway Design and Maintenance)에서도 유전자 알고리즘 및 전문가 시스템은 포함되어 있지 않으며 유전자 알고리즘과 같은 고도의 수법을 사용하여 시ㆍ종점간의 지형상태 및 장애물을 고려한 최적도로선형을 결정하는 기능을 가진 도로설계 프로그램은 현재 없는 것으로 알려져 있다. 미국의 경우는 실용화는 되어있지 않지만 GIS 프로그램과 분석프로그램을 이용하여 최적설계모델의 개발절차 및 진행방식을 어느 정도 체계화한 상태이다. 호주에서는 도로 최적설계를 위한 탐색 기법 연구 및 지형과 GIS, 교통 등 여러 분야를 접목한 선형 탐색 시스템을 가지고 있으나 자체 연구를 통한 진행방식으로, 지속적인 개선작업을 진행하고 있다. 본 연구단에서 개발한 프로그램은 세계 최초로 시도된 최적설계 시스템이며, 보다 다양한 연구 지식 정보들을 체계화 하고 지식베이스화한 전문가시스템을 구축해 도로 설계 프로그램과 접목시킴으로서, 그 실용 가능성을 제고시킬 수가 있을 것이다.
이 기술의 파급효과는.
-첨단 IT기술을 이용한 ‘안전ㆍ친환경ㆍ지능형 도로설계 통합프로그램’은 자연생태 환경훼손을 최소화할 수 있는 친환경 도로건설을 위한 객관적인 최적설계를 신속, 정확하게 실시할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 조건에 따른 노선선정과 선형설계가 가능하여 각종 민원들에 대한 합리적이고 객관적인 해결과 대민 서비스가 신속하고 명확하게 전달돼 저비용, 고효율로 도로건설사업이 추진될 수 있다. 또한 도로설계 경쟁력 제고로 현재의 도로설계 성과품의 수준을 몇 단계 끌어 올리는 고품격 도로설계 시스템을 갖추게 돼 고부가가치 산업인 설계용역의 해외 진출도 가능하게 되므로 그에 따른 경제, 산업적 효과가 매우 클 것으로 전망된다.
친환경 도로건설을 위하여 앞으로 추가로 필요한 연구는.
-본 연구에서 제시한 환경정보의 정량화는 환경의 가치를 AHP를 이용하여 수치로 표현하였다. 이는 단순히 환경가치를 정량화하여 수치로 표현한 것이기 때문에 실제적으로 환경을 고려하여 도로를 건설하였을 때 얼마만큼 환경에 대한 편익이 발생하였는지는 알 수 없다. 이에 따라 향후 도로 건설사업이 환경에 미치는 영향을 경제적인 관점에서 파악하여, 도로건설 시에 환경부하량을 최소화하기 위한 방법론과 환경영향에 따른 환경비용을 산정할 수 있는 기법을 개발하고 이를 도로건설 투자대비 경제성과 비교ㆍ분석하는 ‘친환경 도로건설 투자에 대한 환경경제성 분석 평가 시스템’이 개발되어야 한다.
서태원기자 taeji@
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