교량 구조물 외관 조사 시 드론 도입 검토를 위한 비용-편익 분석

Abstract

우리나라의 교량 시설물(1종, 2종, 3종)은 전국적으로 35,902개 / 총 길이 3,667km (2020년 12월 기준)로 지방도로와 시군에 있는 도로 중 20년 이상 된 교량 시설물은 50% 이상을 차지하고 있다. 노후도가 높은 시설물은 안전진단 검사를 통해 보수 및 보강공사를 진행해야 하며 정기적인 안전진단 및 점검을 통한 지속적인 유지관리가 필요하다.

또한 교통혼잡비용은 매년 지속적으로 증가하여 2017년 GDP의 3.4%에 달할 정도로 국가 경제활동에 큰 영향을 미치고 있으며, 정부는 교통혼잡을 완화하기 위해 지속적인 노력을 기울이고 있다. 전국의 교량 시설물에 대한 기본적인 정기점검 시 발생되는 교통혼잡비용은 연간 4천억 원 이상 발생될 것으로 예측된다.

이에 정부는 이용자 맞춤형 교통체계 구축, AI · 자율주행 · 모빌리티, 빅데이터 등 첨단 ICT 기술을 접목하여 도로이용의 효율성 증진과 안전하고 고도화된 도로관리 정책을 추진 중에 있다. 정부의 정책 및 시대상황에 맞춰 구조물 안전진단을 위한 로봇, 이미지 프로세싱 등 신기술 연구는 시간 및 비용 절감 등 활용분야가 넓어지고 있으나, 실질적인 비용 분석은 아직 초기단계로 효율성이 검증 되지 않은 상태이다.

본 연구에서는 기반시설에 적용되었던 구조물 안전 점검 방식 및 외관 조사 방법을 조사하고, 현재 적용되는 신기술 방식들을 조사하고 기존의 방식과 기법을 비교 분석하여 적용된 신기술 중 구조물 안전진단 및 외관 조사에 드론을 도입하였을 때 비용-편익 분석을 통해 효율성을 검토하고 그에 따른 개선점과 방향성을 제시하였다.

연구 결과, 드론을 활용한 구조물 외관조사는 교통흐름에 지장을 주지 않고 점검자의 안전을 확보하며 단 시간에 긴 구간의 안전점검 및 외관 조사를 진행할 수 있으며 기존 인력진단 방법 대비 큰 비용절감효과가 있는 것으로 나타났다.

본 연구의 결과는 구조물 진단 신기술에 대한 품셈 연구에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. |There are 35,902 bridge facilities (class 1, class 2, class 3) nationwide with the total length of 3,667km (as of December 2020), accounting for 61.35% and 50.45% of roads older than 20 years, respectively these old facilities are subject to either repair or reinforce by safety diagnosis and inspection for regular maintenance.

In addition, traffic congestion cost which occurred at safety diagnosis continue to increase every year, not reaching 3.4% of GDP in 2017, and upon this figure, the government is making continuous efforts to ease traffic congestion. Expenses raised in traffic congestion are estimated to be more than 400 billion Korean won a year for basic regular inspections of 35,902 bridge structures nationwide.

Hence, the government is promoting road efficiency, safe and advanced road management policies by combining customized transportation systems, AI, autonomous driving, mobility, applying big data, and new technology studies such as robot and image processing are expanding. Despite these efforts to enhance the efficiency of road management, substantive cost analysis is still in premature status where its efficiency is not yet verified.

In this study, to investigate structure safety check and appearance investigation methods applied to infrastructure, with comparison with existing methods and techniques, and to review efficiency by cost-benefit analysis when introducing drones to structure safety diagnosis and appearance investigation, and in further to suggest resultant improvements and direction.

This study shows that appearance investigation of structure applying drones less interfere with traffic flow, secures safety of inspectors, allows long section of safety check and appearance inspection in a relatively short time, and has a significant cost-saving effect compared to conventional diagnosis methods which is applying manpower.

The result of this study are expected to be used as basic data for standardized estimation utilizing new technologies for forwarding structural diagnosis.