[표지] 1
제출문 2
요약문 3
목차 5
제1장 사업 기획의 개요 16
제1절 사업의 개념 및 범위 17
1. 개발기술의 정의 17
2. 사업 기획의 범위 20
제2절 사업추진 배경 및 필요성 25
1. 사업의 배경 25
2. 사업 추진의 필요성 29
제3절 사업추진체계 및 경과 39
1. 사업추진체계 39
2. 사업추진경과 41
제2장 대내외 환경 및 현황 분석 44
제1절 대내외 환경 분석 45
1. 메가트렌드 분석 45
2. 정책적 환경분석 52
3. 경제적 환경분석 61
4. 사회적 환경분석 66
5. 기술적 환경분석 73
제2절 국내외 R&D 역량분석 122
1. 국가 R&D 및 국토교통 R&D 현황 122
2. 투자동향 130
3. 특허분석 132
4. R&D 인프라 분석 134
5. 법·제도 현황 137
6. 중복성 검토 140
제3장 연구개발과제 구성 및 사업추진전략 146
제1절 연구개발과제 도출 147
1. SWOT 분석 147
2. 기술수요조사 150
3. 기술수준조사 153
제2절 연구개발과제 구성 158
1. (핵심기술1) AI/ICT 기술을 활용한 발파암 신속선별 시스템 개발 158
2. (핵심기술2) 현장적용 및 실증데이터 확보를 위한 IoT 기반 발파암-레미콘 이력관리시스템 개발 170
3. (핵심기술3) 골재·레미콘 품질관리 분야 4차산업기술 활용을 위한 법·제도개선 추진 177
제3절 사업추진전략 186
1. 사업논리모형 186
2. 비전 및 목표 187
3. 성과지표 189
4. 최종 성과물 및 구성기술별 성능 지표 198
5. 기타 사업 추진 간 고려 방안 201
제4장 사전 타당성 분석 207
제1절 정책적 타당성 분석 208
제2절 과학기술적 타당성 분석 219
제3절 경제적 타당성 분석 222
제4절 사업 파급효과 232
1. 경제적 파급효과 232
2. 기술적 파급효과 234
제5장 사업운영 계획 236
제1절 예산투입 계획 237
제2절 인력투입 계획 240
부록 241
부록 I. 과제제안요구서(RFP) 242
부록 II. 전략계획서 252
[뒷표지] 266
[표 1-1] 주요 용어의 정의 및 개념 17
[표 1-2] 골재의 용도별 품질기준 22
[표 1-3] 건설공사 표준품셈에 따른 암질의 분류 22
[표 1-4] 골재관련 언론보도 추이 23
[표 1-5] 건축용 골재 학술연구 현황 및 연구사례에서 나타난 주요 문제점 24
[표 1-6] 점토광물의 특성 31
[표 1-7] 기획위원회 구성 40
[표 2-1] 2018년 한국과학기술정책연구원 메가트렌드 분석 결과 45
[표 2-2] 2019년 한국산업연구원 메가트렌드 분석 결과 47
[표 2-3] 2020년, 2021년 한국딜로이트그룹 메가트렌드 분석 결과 48
[표 2-4] 스마트건설기술로드맵의 단계별 발전 목표 55
[표 2-5] 건설산업 R&D 정책동향 분석결과 55
[표 2-6] GCS 2016~2020 주요내용 58
[표 2-7] ICT 기술도입을 위한 15개 기준 및 적산기준 60
[표 2-8] 2019~2022년 골재 수요 공급계획 및 공급실적 61
[표 2-9] 2016~2020년 국내 레미콘 생산능력 및 출하실적 추이 62
[표 2-10] 골재의 품질관리 범위 및 내용 66
[표 2-11] 콘크리트 품질검사 주기와 판정기준 68
[표 2-12] 일반적인 토목공사 암반분류 69
[표 2-13] 풍화암의 분류방법 70
[표 2-14] 해외 대형 건설 프로젝트별 발생암 활용 현황 75
[표 2-15] 건설용 골재 생산 플랜트의 인공지능 사업화 주요기업 85
[표 2-16] 국내 AI/ICT 기반 암반 분류 연구 현황 85
[표 2-17] 발파암 신속분류 활용 기술 분야 해외동향 92
[표 2-18] 건설기계 및 채광기계(골재부분 포함) 분야 글로벌 기업 현황 94
[표 2-19] 건설현장 RFID 활용 현황 (인력, 물류관리 분야) 96
[표 2-20] 해외 RFID/USN 서비스 분야별 적용 사례 97
[표 2-21] RFID/USN을 이용한 이력관리 기술 동향 102
[표 2-22] 클라우드 서버를 이용한 이력관리 기술 동향 105
[표 2-23] 건식 및 습식 선별 장치 장단점 비교 107
[표 2-24] 일본의 순환골재 사용 기준 114
[표 2-25] 유럽 대다수 국가의 구성성분에 따른 분류 및 구성 비율 116
[표 2-26] 독일의 순환골재 등급 기준 116
[표 2-27] 국내외 골재 내 토분함량 평가 및 기준 117
[표 2-28] 일본 쇄석통계 정보 119
[표 2-29] 건설재료 관련 연구사업 현황 122
[표 2-30] 천연골재 및 부순골재 관련 연구사업 현황 123
[표 2-31] 순환골재 관련 주요 연구사업 현황 124
[표 2-32] 인공골재 관련 주요 연구사업 현황 125
[표 2-33] 골재수급기본계획 수립 및 정책연구 사업 수행현황 126
[표 2-34] 골재품질 관련 연구사업 수행현황 127
[표 2-35] 국내 총 연구개발비 현황('17년 기준) 130
[표 2-36] 건설·교통 분야 정부 R&D 투자액 131
[표 2-37] 국토·교통 분야 민간 R&D 투자액 131
[표 2-38] 한국건설기술연구원 건설재료 관련 주요 연구분야 135
[표 2-39] 한국건설생활환경시험연구원 건설재료 관련 시험, 검사 및 연구개발 분야 135
[표 2-40] 첨단건설재료실험센터 구성 136
[표 2-41] 골재수급관련 주요법제도 주요내용 138
[표 2-42] 스마트건설기술개발사업의 주요사업 및 핵심기술 141
[표 2-43] 국토교통기술촉진연구사업내 유사과제 조사결과 143
[표 2-44] 건설기술연구사업내 유사사업 조사결과 145
[표 3-1] 기술수요조사 프로세스 150
[표 3-2] 기술수요조사 수행내역 151
[표 3-3] 분야별 기술수요조사 건수 151
[표 3-4] 제안주체별 기술수요조사 건수 151
[표 3-5] 기술수준조사 수행 내역 153
[표 3-6] 기술수준조사 항목 설정 154
[표 3-7] 전문가 자문회의 의견수렴 결과 156
[표 3-8] 기업체 간담회 의견수렴 결과 157
[표 3-9] 핵심기술1의 As-is/To-be 161
[표 3-10] 핵심기술2의 As-is/To-be 171
[표 3-11] 핵심기술3의 As-is/To-be 179
[표 3-12] R&D 사업유형 분류 190
[표 3-13] 구성기술 사업유형 분류 191
[표 3-14] 유형별 핵심성과 및 성과지표 Pool 192
[표 3-15] 성과지표 도출 기준 192
[표 3-16] 사업 성과목표 193
[표 3-17] 성과지표 후보군에 대한 SMART 점검 결과 193
[표 3-18] 성과목표 및 지표 총괄표 194
[표 3-19] 1단계 성과지표 정의 및 목표치 195
[표 3-20] 2단계 성과지표 정의 및 목표치 196
[표 3-21] 3단계 성과지표 정의 및 목표치 197
[표 3-22] USN 보안 취약점 201
[표 4-1] 본사업 추진의 법적 근거 208
[표 4-2] 윤석열 정부 110대 국정과제 중 연관분야 212
[표 4-3] 사업 전체 비용·편익 분석 결과 226
[표 4-4] 투입 총비용(현재가치) 226
[표 4-5] 시장 규모 선형추정식 229
[표 4-6] 시장 점유율 추정 229
[표 4-7] 편익기간 229
[표 4-8] 목표시장 규모 230
[표 4-9] 사업기여율 산정 230
[표 4-10] 기타변수의 설정값 및 근거 231
[표 4-11] 편익 추정 및 B/C 분석 231
[표 4-12] 특수목적기계 산업의 생산, 부가가치유발계수 및 고용 유발효과 232
[표 4-13] 파급효과 산출 방법 232
[표 4-14] 사업 수행 기간의 경제적‧일자리 파급효과 233
[표 4-15] 사업 수행 이후의 경제적‧일자리 파급효과 233
[표 5-1] 연도별 예산투자 계획 237
[표 5-2] 핵심기술별 예산 규모(정부출연금 기준) 238
[표 5-3] 비목별 예산 규모(정부출연금 기준) 239
[표 5-4] 연차별 연구인력 투입 계획 240
[그림 1-1] AI/ICT 기반 발파암 신속분류 기술개발 사업 개념도 19
[그림 1-2] 국내 골재산업 규모 25
[그림 1-3] 골재원별 골재 공급량 변화 추이 (2010, 2018년) 26
[그림 1-4] 국내 골재산업의 가치사슬 27
[그림 1-5] 산업 및 공공데이터의 활용 시 사회적 기여 효과 28
[그림 1-6] 골재 품질 관련 언론보도 사례 29
[그림 1-7] 선별·파쇄 골재의 토분 혼입 사례 30
[그림 1-8] 토분 함유량에 따른 콘크리트 압축강도 변화 32
[그림 1-9] 국외의 유해 미분 판정 방법 (메틸렌블루법) 32
[그림 1-10] 알칼리골재반응 메커니즘 및 국내 피해사례 33
[그림 1-11] 골재 생산 시 토분 혼입에 따른 골재 품질 저하 발생 과정 34
[그림 1-12] 골재 특성에 따른 품질 영향성 35
[그림 1-13] 토분 함량에 따른 콘크리트 압축강도 비교 36
[그림 1-14] 골재·레미콘 이력관리 필요성 37
[그림 1-15] Block Chain을 이용한 레미콘 정보이력 및 품질관리 38
[그림 1-16] 사업 기획 추진체계 구성도 39
[그림 2-1] 한국건설산업연구원 미래 트렌드 분석 49
[그림 2-2] 국토연구원 미래전략 제시 미래트렌드 50
[그림 2-3] 삼정KPMG 경제연구원 건설산업 디지털트랜스포메이션 트렌드 51
[그림 2-4] 제6차 건설기술진흥기본계획의 중점 추진목표 53
[그림 2-5] 스마트건설기술로드맵의 스마트건설기술 추진방향 54
[그림 2-6] USACE의 BIM 로드맵 장기전략 (1차) 57
[그림 2-7] i-Construction 개요 59
[그림 2-8] i-Construction을 도입한 토목공사의 작업공정 59
[그림 2-9] 글로벌 골재 시장 전망 61
[그림 2-10] 글로벌 레미콘 시장 전망 62
[그림 2-11] 건설 AI 도입이 건설공정에 미치는 영향도 63
[그림 2-12] 글로벌 건축 분야 AI 시장규모 63
[그림 2-13] 3D 스캐너 시장규모 64
[그림 2-14] LoadScan社의 볼륨 스캐너 시스템 64
[그림 2-15] 적용 가능한 건설 IoT 장비 및 측정 데이터 65
[그림 2-16] 건설 IoT의 지역별 시장 규모 변화 추이데이터 65
[그림 2-17] 토분 및 미분말 성분 증가에 따른 콘크리트 유동성 변화 67
[그림 2-18] 골재자원정보관리시스템 (골재GIS 시스템) 72
[그림 2-19] 건축물 생애이력 관리 시스템 구조도 72
[그림 2-20] Gotthard 터널의 지질구조와 발생암의 활용비율 73
[그림 2-21] EU DRAGON 시스템의 자동화 분석·선별 시스템 74
[그림 2-22] CERN-FCC 건설 프로젝트를 위해 개발된 지질조사 분석 프로세스 76
[그림 2-23] 초분광 이미징의 사용대역과 밴드수에 따른 분광 기술 77
[그림 2-24] 미국 지질조사국의 분광스펙트럼 DB 구축 78
[그림 2-25] 국가별 암석, 광물 분광라이브러리 구축현황 79
[그림 2-26] 초다분광 암석분석 연구사례 : 한국광물자원공사 시추코어 80
[그림 2-27] 국립공원공단 연안습지 지반상태 연구사례 81
[그림 2-28] 초다분광 토양분석 연구사례 82
[그림 2-29] LIDAR 기술 활용 사례 : 골재운반 차량 관리시스템 (미국) 83
[그림 2-30] 드릴링 실험의 microphone 셋업 84
[그림 2-31] CNN 기법을 활용한 터널 암등급 분류의 예 (국내) 86
[그림 2-32] UAV camera shooting 개략도 87
[그림 2-33] 실제 사진, MIPS image processed 이미지 87
[그림 2-34] 레이저 스캔을 통한 판독기법 88
[그림 2-35] 실제 발파암과 이미지 처리된 발파암 89
[그림 2-36] Metso사의 Rocksence 솔루션 90
[그림 2-37] LIDAR 기술 활용 사례 : 골재운반 차량 관리시스템 90
[그림 2-38] 폴란드 COMAX사의 볼륨스캐너 91
[그림 2-39] 폴란드 COMAX사의 암석선별장치 91
[그림 2-40] 지역별 건설·채광 분야 골재생산기계 관련 플랜트·부품장비 업체 현황 및 규모 93
[그림 2-41] 건설현장 내 RFID를 이용한 이력관리 기술 95
[그림 2-42] RFID를 이용한 레미콘 주문 및 타설 관리 시스템 96
[그림 2-43] RFID 칩을 이용한 구조물의 자재정보, 품질정보 및 시공 이력 정보 관리 98
[그림 2-44] RFID/USN 활용 콘크리트 제품 정보 및 철근 부식 정보 모니터링 시스템 98
[그림 2-45] IC Tag 활용 세그먼트 (이력관리시스템) 99
[그림 2-46] 세그먼트 품질관리 (시스템 메뉴 화면) 99
[그림 2-47] IC Tag를 사용한 골재혼입 방지 및 골재 이력정보 관리 시스템 100
[그림 2-48] RFID/USN 활용 콘크리트 제품 정보 및 철근 부식 정보 모니터링 시스템 100
[그림 2-49] IC Tag와 IC Card를 활용한 레미콘 품질정보 실시간 이력관리 시스템 101
[그림 2-50] 극소 IC칩 내장 초소형 IC Tag를 이용한 강재의 이력관리 시스템 101
[그림 2-51] IC Tag를 콘크리트 구조체에 매설하여 사용하는 레미콘 관리 시스템 102
[그림 2-52] 레미콘 제조부터 타설까지 정보의 클라우드 서버 통합관리(iT-Concrete) 104
[그림 2-53] ICT를 활용한 콘크리트 제조 및 시공 이력 관리 시스템 105
[그림 2-54] BlockChain 기반 레미콘 이력 및 품질관리 시스템 106
[그림 2-55] Supply chain 기반 레미콘 생산이력 관리 시스템 106
[그림 2-56] 건식/습식 선별 장치 108
[그림 2-57] Methylene Blue 용액 활용 시험 모식도 109
[그림 2-58] Methylene Blue 용액 시험 해외 규정 110
[그림 2-59] Methylene Blue 용액 및 화학분자식 110
[그림 2-60] XRD 및 XRF의 개념도 112
[그림 2-61] Gilson사 자동 토분 함량 측정 장비 113
[그림 2-62] 등급별 JIS 규격 115
[그림 2-63] 골재 분류별 GB 및 JGJ 규격 117
[그림 2-64] 독일 MIRO의 EU-BauPVO 대응 골재 품질확보 연구 사례 120
[그림 2-65] 영국지질조사소와 영국골재협회(MRA) 골재 공급망 관리 연구사례 121
[그림 2-66] 연도별 골재관련 학술연구 현황 128
[그림 2-67] 골재관련 학술논문 분야별 비중 129
[그림 2-68] 국토·교통 분야 정부 R&D 투자액, 민간 R&D 투자액 131
[그림 2-69] 골재관련 지식재산권 등록건수 132
[그림 2-70] 2001~2020년 기간 중 골재관련 특허등록 유형 133
[그림 2-71] 한국건설기술연구원의 임무 및 주요 기능 134
[그림 2-72] 국토교통연구인프라운영원의 임무 및 주요 기능 136
[그림 2-73] 골재수급관련 주요법제도 현황 137
[그림 2-74] 골재수급 및 품질관련 부처별 골재업무 환경 139
[그림 2-75] 스마트건설기술개발사업 개념 140
[그림 2-76] 국토교통기술촉진연구사업 추진의 기본방향 142
[그림 2-77] 지하공간통합지도 갱신 자동화 및 굴착현장 안전관리지원 기술 개발 사업 개요 144
[그림 3-1] SWOT 분석 결과 도출 방법 147
[그림 3-2] SWOT 분석 요약 148
[그림 3-3] SWOT 분석을 통한 사업 전략 149
[그림 3-4] 사업의 비전 187
[그림 3-5] 사업 총괄 로드맵 188
[그림 3-6] 2021년 건설현장 발생 토사+암석 발생 현황 202
[그림 3-7] 골재원 적합성 판정을 위한 AI 학습 프로세스 203
[그림 3-8] 국내 굴진면 암분류 및 국외 체적 분석 연구 사례 204
[그림 3-9] 골재 제품의 인공지능 학습 연구 사례 205
[그림 4-1] 제4차 과학기술기본계획 중점과제 213
[그림 4-2] 제6차 건설기술진흥기본계획의 전략 및 중점추진과제 214
[그림 4-3] 제1차 국토교통과학기술종합계획(2018~2027)의 추진전략 및 실천과제 215
[그림 4-4] 골재수급 안정대책의 주요내용 216
[그림 4-5] 레미콘 품질관리 강화방안 주요내용 (국토부 건설안전과) 217
[그림 4-6] 골재수급 개선대책 주요내용 (국토부 건설산업과) 218
[그림 4-7] 예비타당성조사의 경제성 분석 방법 222
[그림 4-8] 사업 수행에 따른 기술적 파급 효과 235