도로계획 및 설계시 최적노선대 선정을 위한 전산모형 적용성 연구

Abstract

도로의 구조·시설기준에 관한 규칙과 국도의 노선계획 설계지침에 준하여 실행되는 수작업에 의한 도로노선선정은 경제적, 기술적, 사회·환경적 측면을 고려하여 기술자의 경험과 정성적인 평가를 거쳐 노선선정이 이루어지므로 많은 인력과 시간이 소요되는 어려운 과제이다. 국가사회가 발전하고 국민들의 요구가 다양해지면서 도로건설 사업이 사회적 갈등을 야기하는 사례가 발생하여 예전보다는 더욱 객관적이고 효율적인 최적노선 선정 방법이 필요하게 되었다. 한편, 지형공간정보시스템 기술과 컴퓨터 기술이 발전함에 따라 도로설계분야에도 설계자동화가 진전되어 미국에서 유전자 알고리즘을 이용한 도로선형 최적화 전산모형이 개발되었다. 본 논문에서는 전산모형을 국내실정에 적용될 수 있도록 비용함수를 보정하고, 사례연구로서 일정구간의 도로노선 선정작업을 실행하여 수작업 기법의 실행결과와 비교 평가 하였다. 이를 위해 경제성 평가를 수행하여 경제적 측면을 평가하였으며, 다기준 판단법인 계층분석 방법을 통해 기술적, 사회·환경적 측면을 평가하였다. 그 결과, 전산모형의 선정 노선이 경제성과 설계 효율성 측면에서 우수한 노선으로 분석되었다. 현행 수작업 방법은 구간별 순차적으로 노선선정이 이루어져 국지적 최적에 함몰될 우려가 있으나 전산 모형은 모든 설계요소가 동시에 고려된 체계최적화(System Optimum)의 노선탐색 능력이 있는 것으로 분석되었다. 전산모형 노선은 터널내 종단경사 변화, 하천의 사각(skew)교차, 통로박스 미설치 등 보완될 점이 있음에도 타당성 조사 단계의 노선선정 도구로서 설계시간과 비용단축, 다양한 대안노선 검토 능력 등의 장점이 있어 적용성이 있음을 확인 하였다.; A optimal route determination manually as based on the geometric and design standard of road takes a long time and a lot of effort, because of a lot of data processing which is to evaluate of quantitative analysis in economical, technological and social factor. Even though roads have been constructed under the design standards and the road planning, road construction projects bring about social discord as increasing various request of people. By the way, the road route optimization program tool applying Genetic algorithm was developed in USA due to high computer aided technology and GIS(Geographic Information System). This study compensates cost function of computer modeling for apply to the real situation and operates the case study for compare to computer modeling with the current design method. To compare computer modeling with the current design method, this study evaluate economical, technical, social and environmental parts. At the result, economic efficiency and efficiency of design of computer modeling is better than the current design method. Even though final route by computer modeling can't cover on vertical inclined change, managing a point of river crossing and passage box installing, route selection by computer modeling is useful that's why this tool has a lot of advantages on time effectiveness, cost reducing and analysis ability of many alternative routes.