[표지] 1
요약문 3
Executive Summary 5
목차 7
제1장 연구개발 과제개요 28
1. 개념 및 정의 28
2. 추진배경 및 필요성 29
2.1. 연구 추진배경 29
2.2. 연구 필요성 30
제2장 연구개발과제의 수행과정 및 수행내용 32
1. 데이터 구축·최적화 플랫폼 기반 확립 32
1.1. 노후화 데이터 확보 및 관리 최적화 기술 32
1.2. 스마트 유지관리 플랫폼 구현 및 서비스 제공 최적화 기술 80
1.3. 소결 103
2. 노후화 데이터 기반 분석·평가 기술 개발 104
2.1. 데이터 기반 열화 모델 정확도 향상 및 AI 기반 가상 모델 구축 기술 104
2.2. 열화 모델 기반 노후도 평가 및 미래 예측 정확도 향상 기술 134
2.3. 중장기 교량 유지관리 의사결정 정보 지원 기술 167
2.4. 소결 236
3. 유지관리 프로세스 지원 핵심 기술 237
3.1. 이미지 기반 교량 손상식별 자동화 지원 기술 237
3.2. 드론을 활용한 교량 하부구조 점검 무인화 지원 기술 263
3.3. 계측 기반 교량 안전성 추정 기술 276
3.4. 소결 289
제3장 연구개발과제의 수행결과 및 목표달성 정도 290
1. 데이터 구축·최적화 플랫폼 기반 확립 290
1.1. WBS 1-1: 노후화 데이터 확보 및 관리 최적화 기술 290
1.2. WBS 1-2: 스마트 유지관리 플랫폼 구현 및 서비스 제공 최적화 기술 295
2. 데이터 기반 분석·평가 기술 298
2.1. WBS 2-1: 데이터 기반 열화모델 정확도 향상 및 AI 기반 가상모델 구축 기술 298
2.2. WBS 2-2: 열화모델 기반 노후도 평가 및 미래 예측 정확도 향상 기술 303
2.3. WBS 2-3: 중장기 교량 유지관리 의사결정 정보 지원 기술 305
3. 유지관리 프로세스 지원 핵심 기술 311
3.1. WBS 3-1: 이미지 기반 교량 손상식별 자동화 지원 기술 311
3.2. WBS 3-2: 드론을 활용한 교량 하부구조 점검 무인화 지원 기술 314
3.3. WBS 3-3: 계측 기반 교량 안전성 추정 기술 316
4. 정량적 연구개발 성과 318
4.1. 과학적 성과 318
4.2. 기술적 성과 320
제4장 차년도 연구개발 계획 322
1. 연구개발 목표 및 내용 322
1.1. 연구개발 목표 322
1.2. 차년도 계획 및 세부내용 324
2. 국내외 관련 분야 환경 변화 353
2.1. 국내 현황 353
2.2. 국외 현황 363
3. 연구개발 추진전략 373
3.1. 전체 연구개발 추진전략 373
3.2. 세부분야별 연구개발 추진전략 375
3.3. 전문가 활용 및 지자체 협력 계획 380
4. 연구개발 일정 및 기대성과 381
4.1. 연구개발 TRL 381
4.2. 연구개발 기대성과 382
5. 연구비 사용계획 384
5.1. 직접비 사용계획 384
5.2. 위탁연구개발비 388
6. 성과활용방안 390
6.1. 연구개발 결과 활용계획 390
6.2. 연구성과 사업화 390
7. 기대효과 391
7.1. 기술적 파급효과 391
7.2. 사회적 파급효과 391
7.3. 경제적 파급효과 391
제5장 결론 392
참고문헌 394
서지자료(Bibliographic Data) 402
판권기 404
표 2.1. 열화환경 데이터 측정 지점 및 데이터 확보 수 40
표 2.2. 동, 서, 남해안의 각 지점에서의 해안거리 100m에서의 비래염분량 41
표 2.3. 제주도 각 지역별 해안거리 100m에서의 비래염분량 41
표 2.4. IoT 시스템 구축 대상 교량별 센서 설치 수량 45
표 2.5. IoT 센서 제작 공정 46
표 2.6. 가속도계 측정 결과 53
표 2.7. 온도 측정 결과 56
표 2.8. 변위 측정 결과 58
표 2.9. 고정가중치 산정 근거 73
표 2.10. 플랫폼 제공 가능 서비스 항목에 대한 관리주체의 필요성 인식 조사 결과 82
표 2.11. 조사 대상 교량 정보 106
표 2.12. 상부구조 관련 열화지표별 항목 107
표 2.13. 하부구조 관련 열화지표별 항목 I 107
표 2.14. 하부구조 관련 열화지표별 항목 II 108
표 2.15. HAZUS 교량 형식별 분류 112
표 2.16. HAZUS의 교량 형식별 지진취약도 함수 113
표 2.17. 지진구역 115
표 2.18. 지진구역계수 115
표 2.19. 최소 내진성능목표 115
표 2.20. 위험도계수 115
표 2.21. 설계지반가속도 115
표 2.22. HWB1 손상확률 분석 116
표 2.23. HWB2 손상확률 분석 117
표 2.24. 대상교량 손상확률 분석 117
표 2.25. 비래염분량 등급에 따른 가중치 118
표 2.26. 제설제 등급별 범위 118
표 2.27. 제설제 등급별 염화물 함유량에 따른 가중치 119
표 2.28. 기존 동해환경(동결융해) 등급별 범위 119
표 2.29. 동결융해 등급별 반발경도 저하수준에 따른 가중치 119
표 2.30. 제설제 등급별 범위 121
표 2.31. 동결융해 등급별 범위 121
표 2.32. 지역별 기후 환경 정보 121
표 2.33. 이산화탄소 농도 정보 122
표 2.34. 이산화황 농도 122
표 2.35. 지역별 교통량 정보 122
표 2.36. 지역별 교량단위 보정계수 123
표 2.37. 국내 기상정보를 통해 분류한 염화물 침투 72개 환경조건(24X3=72) 125
표 2.38. 유한요소해석에 사용된 콘크리트 재료 물성치 127
표 2.39. 수분 흡수량 산정을 위한 계수 129
표 2.40. 손상도 및 노후화 수준 평가를 위한 지표 선정(1차년도) 136
표 2.41. 지표별 노후도 상관성 추정 137
표 2.42. 부재단위 평가지표별 가중치 140
표 2.43. 교량단위 부재별 가중치 140
표 2.44. 상관계수에 따른 상관정도 153
표 2.45. 공용내하력-독립변수 상관분석 결과(RC 슬래브교) 155
표 2.46. 공용내하력-독립변수 상관분석 결과(강박스거더교) 156
표 2.47. 공용내하력-독립변수 상관분석 결과(PSC I 거더교) 157
표 2.48. 공용내하력-독립변수 상관분석 결과(RC 슬래브교+강박스거더교+PSC I 거더교) 158
표 2.49. 시설물안전법에 따른 교량 유형 분류 169
표 2.50. 교량 유지관리 사업분류에 따른 예산 구분 기준 174
표 2.51. 입력자료 - 교량관리 실행계획 수립 일반 정보 174
표 2.52. 입력자료 - 대상교량 및 사업 정보 175
표 2.53. 입력자료 - 사업별 공법 구성 및 예산내역 정보 175
표 2.54. 입력자료 - 선순위 사업 및 비용 정보 175
표 2.55. 입력자료 - 결함수준에 따른 보수조치 기한 176
표 2.56. 입력자료 - 차기년도 확정 예산 176
표 2.57. 입력자료 - 지표별 가중치 176
표 2.58. 선·후순위 사업구분에 따른 예산구분, 우선순위, 가용 예산 반영기준 178
표 2.59. 사업성 평가 세부지표 정의 및 평가 방법 179
표 2.60. 기술성 - 성능개선도 평가등급 및 점수 환산 기준 180
표 2.61. 기술성 - 안전성 평가등급 및 점수 환산 기준 181
표 2.62. 기술성 - 노후도 평가등급 및 점수 환산 기준 181
표 2.63. 기술성 - 시급성 평가등급 기준 181
표 2.64. 기술성 - 시급성 평가등급 및 환산점수 기준 182
표 2.65. 경제성 - 재조달원가 산정을 위한 물가배수표 183
표 2.66. 경제성 - 상태등급에 따른 결함도 지수 183
표 2.67. 경제성 - 자산가치 개선 효율성 평가등급 및 환산점수 기준 183
표 2.68. 교량유형별, 부재별 결함도 평가 가중치 184
표 2.69. 경제성 - 도로이용자(교통량)에 따른 가중 계수표 185
표 2.70. 경제성 - 이용자 편익 개선 효율성 평가등급 및 환산점수 기준 185
표 2.71. 정책성 - 사업추진 타당성 평가등급 및 환산점수 기준 186
표 2.72. 정책성 - 시설물중요도(교량 규모) 평가등급 및 환산점수 기준 186
표 2.73. 정책성 - 시설물중요도(이용자 규모) 평가등급 및 환산점수 기준 187
표 2.74. 정책성 - 시설물중요도(이용자 수혜) 평가등급 및 환산점수 기준 187
표 2.75. 정책성 - 시설관리 목표달성 지원도 187
표 2.76. 사업성 평가지표별 제안가중치 및 적정 범위 188
표 2.77. 국토교통부 통계연보 기준 예산분류 196
표 2.78. 도로법 및 기반시설관리법에 따른 예산분류 기준 199
표 2.79. 국토교통부 통계기준에 따른 예산추정 결과 예시(경기도) - 종합 202
표 2.80. 국토교통부 통계기준에 따른 예산추정 결과 예시(경기도) - 상세 202
표 2.81. 도로법 취합기준에 따른 예산예측 결과(경기도) - 종합 206
표 2.82. 기반시설관리법 취합기준에 따른 예산예측 결과(경기도) - 사업유형 구분 207
표 2.83. 기반시설관리법 취합기준에 따른 예산예측 결과(경기도) - 상세 207
표 2.84. 반발경도에 대한 신뢰도 해석 변수 214
표 2.85. 탄산화깊이에 대한 신뢰도 해석 변수 216
표 2.86. 균열깊이에 대한 신뢰도 해석 변수 218
표 2.87. 염화물 침투량에 대한 신뢰도 해석 변수 220
표 2.88. 개별 손상 객체 식별 탐지 성능 결과 245
표 2.89. 기존모델(모든 부재 통합)의 손상객체 탐지 성능 결과 246
표 2.90. 측정거리에 따른 픽셀당 면적 247
표 2.91. 시작품 기능별 데이터 수집 및 전송 249
표 2.92. 데이터 수집 소프트웨어 상세 기능 정의 249
표 2.93. 데이터베이스 구조 250
표 2.94. 시작품 인터페이스 251
표 2.95. 세부 연구 수행내용 263
표 2.96. 드론 경로 계획 시 고려사항 264
표 2.97. 3D 엔진 분석 268
표 2.98. 단면 해석의 문제 형태 분류 277
표 2.99. PSC I 거더교의 시공단계를 고려한 설계 모멘트 산정 279
표 2.100. 온도 영향 고려 여부에 따른 일치도 286
표 3.1. WBS 1-1: 노후화 데이터 확보 및 관리 최적화 기술 성과요약 290
표 3.2. 열화환경 데이터 측정 지점과 데이터 확보 수 292
표 3.3. WBS 1-2: 스마트 유지관리 플랫폼 구현 및 서비스 제공 최적화 기술 성과요약 295
표 3.4. WBS 2-1: 데이터 기반 열화모델 정확도 향상 및 AI 기반 가상모델 구축 기술 성과요약 298
표 3.5. WBS 2-2: 열화모델 기반 노후도 평가 및 미래 예측 정확도 향상 기술 성과요약 303
표 3.6. WBS 2-3: 중장기 교량 유지관리 의사결정 정보 지원 기술 성과요약 305
표 3.7. WBS 3-1: 이미지 기반 교량 손상식별 자동화 지원 기술 성과요약 311
표 3.8. 결합모델과 부재별 모델의 손상객체 탐지 성능 결과 312
표 3.9. 교량 손상 정량화 정확도 테스트 결과 313
표 3.10. WBS 3-2: 드론을 활용한 교량 하부구조 점검 무인화 지원 기술 성과요약 314
표 3.11. WBS 3-3: 계측 기반 교량 안전성 추정 기술 성과요약 316
표 3.12. 온도 영향 고려 여부에 따른 일치도 비교 317
표 4.1. 열화환경 관련기준 개정(안)작성 추진 계획 325
표 4.2. 후보 대상 교량 리스트(안) 326
표 4.3. 주요 국가별 교량 평가 등급 366
표 4.4. 열화 곡선 형태(Agile Assets) 367
그림 1.1. DNA 기반 노후 교량 구조물 스마트 유지관리 플랫폼 개념도 28
그림 1.2. 스마트 유지관리 플랫폼 제공 서비스 개념도 29
그림 2.1. 해안지역 및 제주지역 대기중 염분량 측정 위치 34
그림 2.2. 지역별 도로상 제설제 비산염분량 측정 위치 35
그림 2.3. 교량 부재별 제설제 비산염분량 측정 위치 36
그림 2.4. 지역별 도로상 제설제 비산염분 측정 위치(강원, 북부권) 37
그림 2.5. 지역별 도로상 제설제 비산염분 측정 위치(중부, 남부, 제주권) 38
그림 2.6. 교량부재별 제설제 비산염분 측정 위치(강원, 북부권) 39
그림 2.7. 교량부재별 제설제 비산염분 측정 위치(중부, 남부권) 40
그림 2.8. 우리나라 비래염분의 지역계수 및 지역의 범위 42
그림 2.9. 해역별 평균 비래염분량 43
그림 2.10. 제주도 각 지역별 평균 비래염분량 43
그림 2.11. 해역별 비래염분량의 계절적 변동 43
그림 2.12. 제주도 지역별 비래염분량의 계절적 변동 44
그림 2.13. B-GW 제작과정 46
그림 2.14. S-Cube 제작과정 47
그림 2.15. 균열계 제작과정 48
그림 2.16. 변위계 제작과정 49
그림 2.17. Beacon 제작과정 50
그림 2.18. 신축이음계 제작과정 51
그림 2.19. 가속도계 검증 과정 및 결과 예시 52
그림 2.20. 가속도계 공인 시험성적서 53
그림 2.21. 균열계 검증 및 결과 54
그림 2.22. 균열계 공인 시험성적서 54
그림 2.23. 변위계 측정 결과 55
그림 2.24. 처짐계 공인 시험성적서 55
그림 2.25. Beacon 검증 센서(온습도계 내장형) 56
그림 2.26. 온도 챔버 56
그림 2.27. 온도 측정 결과 56
그림 2.28. 온·습도계 공인 시험성적서 57
그림 2.29. 변위 측정 58
그림 2.30. 감독자 입회하 검증 58
그림 2.31. 변위 측정 결과 58
그림 2.32. 신축이음 변위 센서 공인 시험성적서 58
그림 2.33. 게이트웨이와 S-Cube 검수 59
그림 2.34. 횡변위계 검수 60
그림 2.35. Beacon 검수 61
그림 2.36. 태양광 판넬 설치 위치 선정 현장 실사 62
그림 2.37. 분전함 설치 위치 선정 현장 실사 63
그림 2.38. 처짐계 설치 위치 선정 현장 실사 63
그림 2.39. 가속도계 설치 위치 선정 현장 실사 64
그림 2.40. 균열계 설치 위치 선정 현장 실사 65
그림 2.41. 신축이음계 설치 위치 선정 현장 실사 65
그림 2.42. 태양광 판넬 설치 사진 66
그림 2.43. 분전함 설치 사진 67
그림 2.44. 가속도계 설치 사진 68
그림 2.45. 온습도계 설치 사진 69
그림 2.46. 균열계 설치 사진 70
그림 2.47. 처짐계 설치 사진 71
그림 2.48. 신축이음계 설치 사진 71
그림 2.49. 배관 및 배선 설치 사진 72
그림 2.50. IoT 센서 균열계 대상 고정 관리기준치 산정 결과 74
그림 2.51. 변동적 관리기준치 산정 예시 75
그림 2.52. IoT 센서 균열계 대상 관리기준치 산정 결과 예시 76
그림 2.53. 계측데이터의 미래추이 예측결과 예시 76
그림 2.54. BMAPS에 탑재된 Python기반의 소스코드 77
그림 2.55. 정적 IoT 센서 관리기준치 설정서비스 입력화면 77
그림 2.56. 정적 IoT 센서 관리기준치 설정서비스 결과물 78
그림 2.57. 교량 스마트 유지관리 플랫폼 81
그림 2.58. 스마트 교량 유지관리 서비스 플랫폼 개요 81
그림 2.59. 교량 정밀안전점검 보고서 중 손상물량 및 보수방안(예) 83
그림 2.60. 손상물량 데이터베이스 구성 84
그림 2.61. 점검진단 이력정보 조회 서비스 I/O 화면 85
그림 2.62. 외관조사망도 입력 지원 개념 86
그림 2.63. 수기입력된 외관조사망도(예) 86
그림 2.64. 이미지 추출 코드 86
그림 2.65. 외관조사망도 추출 텍스트 86
그림 2.66. 교량 보수보강 이력 정보 기반 미래 손상물량 추정 개념 및 Output 87
그림 2.67. 교량 보수보강 이력 정보 기반 미래 손상물량 추정 기능 Output 예시 87
그림 2.68. 클라우드 기반 인프라 구성도 88
그림 2.69. 클라우드 기반 인프라 구성도 Terraform으로 구성된 구성환경 소스 89
그림 2.70. 지도 서비스 연계를 위한 GeoServer 연동 89
그림 2.71. 플랫폼에 사용된 컬러와 3가지 메인화면 시안 90
그림 2.72. BMAPS 플랫폼 메인화면 및 접근화면 91
그림 2.73. BMAPS 부서등록 기능 92
그림 2.74. 생애주기 교량 부재별 평균 열화율 수치 등록 및 조회 92
그림 2.75. 성능개선 사업평가 참조 테이블 93
그림 2.76. 생애주기 의사결정 지원 서비스 화면(1) 93
그림 2.77. 생애주기 의사결정 지원 서비스 화면(2) 94
그림 2.78. 성능개선 사업평가 서비스 화면(1) 94
그림 2.79. 성능개선 사업평가 서비스 화면(2) 95
그림 2.80. 성능개선 사업평가 서비스 화면(3) 95
그림 2.81. 성능개선 사업평가 서비스 최종 리포트 화면 96
그림 2.82. IoT 센서 데이터 계측 화면 96
그림 2.83. 환경정보 조회 서비스 97
그림 2.84. 대기중 염분량 추정 서비스 97
그림 2.85. 열화환경별 염화물 침투 98
그림 2.86. 교량 관리 실행계획 수립 서비스 98
그림 2.87. 노후도 평가 및 예측 리포트 99
그림 2.88. 계측 기반 안전성 추정 데이터 제공 및 내진성능 추정 서비스 99
그림 2.89. 계측데이터의 관리기준치 설정 서비스 100
그림 2.90. 보수보강 이력정보 조회 서비스 100
그림 2.91. 케이블 보행교 현황 관리 101
그림 2.92. 노후 교량 IoT 계측 서비스 101
그림 2.93. 계측 데이터 조회 서비스 101
그림 2.94. BMAPS 2차년도 주요 개발 내용 102
그림 2.95. 인공지능 활용 확장형 열화모델 구축 연구 개요 104
그림 2.96. 염화물 침투 열화모델 구축 및 활용 방안 105
그림 2.97. 열화모델 구축 방법론 108
그림 2.98. 인공신경망의 뉴런 개념도 109
그림 2.99. 시계열 데이터 분석을 위한 순환신경망 개념도 109
그림 2.100. 데이터 전처리 프로세스 110
그림 2.101. 미래 열화지표 데이터 검증결과 110
그림 2.102. 0.3mm 이상 균열에 대한 열화곡선 111
그림 2.103. 확장형 열화곡선 생성 예시 111
그림 2.104. 지진취약도 곡선의 대표 예시 114
그림 2.105. 지진취약도 곡선에 대한 설계지반가속도 적용 116
그림 2.106. 내진성능 추정 대상교량 117
그림 2.107. 대상교량 내진성능 추정 117
그림 2.108. 열화환경에 대한 등급별 가중치 및 지역보정계수(안) 제안 120
그림 2.109. 부재별/지역별 노후도 변화 123
그림 2.110. 동해 및 제설제 조건 등급에 따른 분류 124
그림 2.111. 균열이 없는 조건의 수분 침투현상 결과 비교(실험 vs. 해석) 127
그림 2.112. 균열 간격에 따른 수분 침투현상 결과 비교(실험 vs. 해석) 128
그림 2.113. 균열 폭에 따른 수분 침투현상 결과 비교(실험 vs. 해석) 128
그림 2.114. 수분 흡수량 예측 결과 비교(예측식 vs. 해석) 129
그림 2.115. 염화물 침투 실험을 위한 실험체 제작 및 분석 방법 수립 130
그림 2.116. 실험체 제작 공정(재료/몰드 준비→콘크리트 타설→슬럼프/공기량 측정→제작 완료) 131
그림 2.117. 유한요소해석 모델/실험결과 및 열화모델 BMAPS 화면 132
그림 2.118. 노후도 평가 및 예측 알고리즘 개념도 136
그림 2.119. 검증 교량에 대한 노후도 저하 곡선 및 오차율 138
그림 2.120. 국내 교량 현황 조서 및 열화 환경 DB 141
그림 2.121. 노후도 평가 입력과 출력 예시 141
그림 2.122. 열화 지표별 노후도 곡선 142
그림 2.123. 검증 교량에 대한 노후도 저하 곡선 및 오차율 142
그림 2.124. 정밀안전진단보고서(1997~2011)의 D 및 E등급 부재현황 143
그림 2.125. PSC I 거더교 수치 모델 145
그림 2.126. PSC I 거더교 수치 모델 단면 설계 도면 145
그림 2.127. 콘크리트의 응력-변형률 곡선 145
그림 2.128. 신축이음 및 탄성받침 재료 정의 146
그림 2.129. 바닥판 손상 발생 위치 147
그림 2.130. 단일손상의 수치해석 모델링 147
그림 2.131. 바닥판 및 거더의 열화모델 148
그림 2.132. 초기균열 및 주요부재 손상에 대한 손상확산 분석 결과 149
그림 2.133. 초기균열 및 교체부재 손상에 대한 손상확산 분석 결과 150
그림 2.134. 초기균열 및 주요부재 손상과 신축이음 손상에 대한 손상확산 분석 결과 151
그림 2.135. 초기균열 및 주요부재 손상과 교량받침 손상에 대한 손상확산 분석 결과 151
그림 2.136. 수집 지표별 데이터셋 152
그림 2.137. 상관관계 분포도 154
그림 2.138. 기반시설관리법에 따른 위계형 계획수립과 관리업무 프로세스 167
그림 2.139. 교량 관리 실행계획 수립 절차와 서비스의 지원 내용 172
그림 2.140. 교량 관리 실행계획 수립 지원서비스 이용 절차 173
그림 2.141. 교량 관리사업 사업성 평가자료 입력 양식 177
그림 2.142. 교량 관리 실행계획 서비스 출력물 - 초기화면 189
그림 2.143. 교량 관리 실행계획 서비스 출력물 - 사업성 등급, 점수, 우선순위 평가결과 189
그림 2.144. 교량 관리 실행계획 서비스 출력물 - 최소, 적정 예산 추정 결과 190
그림 2.145. 교량 관리 실행계획 서비스 출력물 - 가용예산에 따른 공법 조정 결과 190
그림 2.146. 도로시설 중기재정계획 수립 지원 서비스 이용 절차 200
그림 2.147. 도로시설 중기재정계획 수립 지원 서비스 - 사용자 옵션 입력 201
그림 2.148. 사용자의 과거 투자이력 정보의 분석 및 표출 202
그림 2.149. 중기재정계획 수립 출력물 예시(PDF) 210
그림 2.150. 중기재정계획 수립 출력물 예시(EXCEL) 210
그림 2.151. 직렬, 병렬 및 직렬-병렬 혼합 시스템의 예시 212
그림 2.152. 신뢰도지수의 상승값 ∆β와 유지보수비용 Cₘₐ의 관계 213
그림 2.153. 반발경도에 대한 공용연수 20년간 신뢰도 215
그림 2.154. 탄산화깊이에 대한 공용연수 20년간 신뢰도 217
그림 2.155. 균열깊이에 대한 공용연수 20년간 신뢰도 219
그림 2.156. 염화물 침투량에 대한 공용연수 20년간 신뢰도 220
그림 2.157. 다수 바닥판 부재의 신뢰성 지수 계산을 위한 직렬-병렬 혼합 시스템 모델링 221
그림 2.158. 유지보수 미적용 시 바닥판 부재의 공용연수에 따른 신뢰성 지수 222
그림 2.159. 직렬-병렬, 직렬 시스템 모델링에서 유지보수를 적용한 경우 탄산화깊이에... 222
그림 2.160. 염화물 침투량에 대한 시스템 LCC 플랫폼 모듈 223
그림 2.161. 교량 수준 네트워크 시스템 기반 LCC 모델 223
그림 2.162. 교량 수준 시스템 모델 기반 LCC 분석 224
그림 2.163. 교량 수준(부재 3개)에 대한 시스템 수준의 신뢰성 지수 225
그림 2.164. 내구성 4가지 항목에 대한 신뢰성 지수 225
그림 2.165. 학습 횟수에 따른 검증 데이터의 Multi-Logloss 변화 228
그림 2.166. 폴드별 학습 횟수에 따른 검증 Multi-Logloss 변화 229
그림 2.167. 교량 유지보수 공사비 산정 분류체계 230
그림 2.168. 교량 유지보수 일위대가 DB 232
그림 2.169. 계약금액 및 예측 신뢰도 분석 결과 233
그림 2.170. SR(Super-Resolution) 프로세스 238
그림 2.171. 손상 유형별 레이블링 수행 239
그림 2.172. 교량손상 이미지넷 구조 240
그림 2.173. DCGAN의 생성자와 구분자 구조 241
그림 2.174. 학습에 사용된 이미지와 증강 데이터 241
그림 2.175. D-G Loss 그래프 242
그림 2.176. 부재별 데이터셋 생성 프로세스 244
그림 2.177. 부재별 모델을 결합한 손상객체 식별을 위한 결합모델 프레임워크 245
그림 2.178. 손상객체 식별 결과 샘플 246
그림 2.179. 실험에 활용한 타겟마커 247
그림 2.180. 회귀분석 결과 및 그래프 248
그림 2.181. 교량 손상 객체 초기 데이터 수집 소프트웨어 기능 구상도 249
그림 2.182. 시작품 구동화면 252
그림 2.183. ToF 기능 추가 구동화면 256
그림 2.184. 3D 라우팅 경로 생성 개념도 269
그림 2.185. 교량 부위별 라우팅 정보 생성 방법 269
그림 2.186. 테스트베드 기반 교량 3D 모델링 270
그림 2.187. 드론 3D 라우팅 자동 생성 알고리즘 프로세스 270
그림 2.188. 드론 3D 라우팅 구축 결과 270
그림 2.189. 상업용 드론과의 SDK 연계 구성 및 개발환경 271
그림 2.190. MQTT 기반 통신 연계 구성도 271
그림 2.191. 인터페이스 설계서 272
그림 2.192. 컨트롤러 Relay 어플리케이션 화면 272
그림 2.193. 드론 3D 라우팅 시스템 기능 및 개발 화면 273
그림 2.194. 드론 3D 라우팅 시스템 기능 및 개발 화면 274
그림 2.195. 상시진동 계측 기반 교량 안전성 추정 개념 276
그림 2.196. 온도 영향 분석을 위한 대상 교량 전경 281
그림 2.197. 대상 교량에 설치된 가속도 센서 위치 및 방향 281
그림 2.198. 대상 교량에 설치된 가속도 데이터 281
그림 2.199. 모드 식별 예시 282
그림 2.200. 온도별 고유진동수 변화 양상(●는 2021년 데이터, x는 2022년 데이터) 282
그림 2.201. 회귀곡선과 PCA 첫 번째 성분 비교 283
그림 2.202. 온도 영향이 제거된 모드의 분포 양상 284
그림 2.203. 온도 영향 고려 여부에 따른 보정 내하율 비교 285
그림 2.204. 계측 기반 안전성 추정 데이터 제공 플랫폼 서비스 286
그림 2.205. 안전성 추정 데이터의 플랫폼 게시 287
그림 2.206. 센서값의 벡터 플롯 288
그림 3.1. 열화환경 데이터 측정 지점 구축 291
그림 3.2. 열화환경 현장실측 데이터 292
그림 3.3. 교량 현장 조사 사진 293
그림 3.4. 현장 조사 체크리스트 293
그림 3.5. IoT 센서 설치 과정 293
그림 3.6. 데이터 송수신 관련 개념도 294
그림 3.7. 시스템 구축 완료 보고서 294
그림 3.8. BMAPS에 탑재된 정적 IoT 센서 관리기준치 설정서비스 294
그림 3.9. 교량 스마트 유지관리 시스템 플랫폼 기술수준 평가 296
그림 3.10. 교량 보수보강 이력정보 조회 및 관리 서비스 296
그림 3.11. 스마트 유지관리용 플랫폼(BMAPS) 서비스 활용 관리주체 297
그림 3.12. 스마트 유지관리용 플랫폼(BMAPS) 접속자 수 및 사용 이력 297
그림 3.13. 내하성능 연관 데이터셋 추가 작성 299
그림 3.14. 회귀분석 결과 299
그림 3.15. 이종손상 시나리오 및 분석 절차 300
그림 3.16. 이종손상 시나리오별 균열 면적률 및 가중치(안) 정의 300
그림 3.17. 열화곡선 생성을 위한 DB 구성 301
그림 3.18. 인공지능 학습을 통한 열화곡선 생성 프로세스 301
그림 3.19. 지진취약도 곡선에 대한 설계지반가속도 적용 302
그림 3.20. 교량 단위 보정계수 산정 프로세스 302
그림 3.21. 검증 교량에 대한 노후도 저하 곡선 및 정확도 303
그림 3.22. 국내 제설제 침투 환경조건 분류 304
그림 3.23. 염화물 침투 현상 분석 및 열화모델 구축 304
그림 3.24. 교량 관리 실행계획 수립 지원 기술 관련 성과물 306
그림 3.25. 도로시설 중기재정계획 수립 지원 서비스 관련 성과물 307
그림 3.26. 내구성 4종에 대한 유지관리 LCC 분석 프로세스 308
그림 3.27. 내구성 4종에 대한 유지관리 LCC 시스템 모델 308
그림 3.28. 엑셀 사용 MCS 기반 내구성 4종에 대한 Input/Output 구축 309
그림 3.29. 교량 단위 LCC 플랫폼 서비스 309
그림 3.30. 네트워크 단위 LCC 플랫폼 서비스 309
그림 3.31. 식별 정확도 개선을 위한 모델 결합 프레임워크 및 시작품 적용 312
그림 3.32. 손상객체 정량화 프로세스 및 현장 검증 313
그림 3.33. 주요 교량형식별/주변 장애물 라이브러리 구축 결과 315
그림 3.34. 팔당대교 3D 모델링 데이터 기반 드론 1회 비행 데이터 취득률 과정 315
그림 3.35. 온도 영향 고려 여부에 따른 안전성 비교 316
그림 3.36. 안전성 추정 데이터 구축 및 플랫폼 게시 317
그림 4.1. 열화환경 평가 알고리즘 개발 개념도 324
그림 4.2. 협의 추진계획 326
그림 4.3. 설치된 동적(가속도)센서 및 데이터 예시 327
그림 4.4. 종합적 열화환경 평가 알고리즘 개념도 328
그림 4.5. 열화환경 관련 설계 기준 개정(안) 작성 계획 328
그림 4.6. 최종 수요자 활용분야 329
그림 4.7. 2차년도 스마트 교량유지관리 플랫폼 개발 주요 내용 330
그림 4.8. 교량 보수보강 이력 상세 정보 관리 및 외관조사망도 관리 프로그램 331
그림 4.9. 교량 유지관리 플랫폼(BMAPS) 로그인 화면 및 플랫폼 사용 조회수 집계 332
그림 4.10. 열화곡선 생성 과정 예시 333
그림 4.11. 인공지능 활용 열화모델의 BMAPS 플랫폼 탑재 개념도 333
그림 4.12. 지진취약도 함수 도출(안) 334
그림 4.13. 공용 중인 교량의 내진성능평가 계산서 활용 334
그림 4.14. 보정 계수 산정 프로세스 334
그림 4.15. 염화물 침투 현상 분석 연구개발 추진계획 335
그림 4.16. 열화환경 고려 인공지능 활용 확장형 열화곡선 생성 336
그림 4.17. 염화물 침투 열화모델 구축 및 활용 방안 337
그림 4.18. 진단 이력 자료를 통한 이종손상 분석 절차 보완 및 검증 338
그림 4.19. 강박스거더교의 손상확산 예측 및 분석 339
그림 4.20. 노후도 평가 프로세스 및 활용분야 340
그림 4.21. 교량의 이종손상 상호연관도 및 확산 분석 절차 341
그림 4.22. 내하성능 확장 모델 개발과정 341
그림 4.23. 의사결정지원 서비스에 대한 실무적용성 검증 계획 342
그림 4.24. 네트워크 단위 LCC 플랫폼 시스템 모듈 개념도 343
그림 4.25. 교량 유지관리 우선순위 평가 기술 - 개발전략 및 Output 344
그림 4.26. 교량 시스템 모델(내구성 3종 추가) 기반 LCC 플랫폼 서비스 제공 345
그림 4.27. 차년도 손상식별 정확도 80% 이상 확보를 위한 기술 프로세스 346
그림 4.28. 이미지 기반 손상식별 모델 및 알고리즘 제시 346
그림 4.29. 이미지 기반 교량 손상식별 자동화 지원 기술 개념 347
그림 4.30. 손상정보 자동화 제공 서비스 과정 347
그림 4.31. 이미지 기반 교량 손상식별 자동화 지원 기술 348
그림 4.32. 2차년도 최종 성과물 개념 349
그림 4.33. 3차년도 시작품 예시 349
그림 4.34. 드론 기반 교량 유지관리 프로세스 350
그림 4.35. 드론 기반 교량점검(근거리 촬영) 350
그림 4.36. 교량 내부 촬영 드론 350
그림 4.37. 상시진동 계측 기반 교량 안전성 추정 개념 351
그림 4.38. 3차년도 대상 교량(강박스거더교) 352
그림 4.39. 열화환경 조사 국내 현황 353
그림 4.40. 특수교 모니터링 시스템 예 354
그림 4.41. 서울시 한강교량 On-Line 안전감시시스템 모니터링 예 354
그림 4.42. 국내 교량 관련 기반시설 관리 시스템 현황 355
그림 4.43. LTDAP 플랫폼 소개 355
그림 4.44. 현행의 교량 점검·진단 예시 356
그림 4.45. 열화모델 예시 356
그림 4.46. 국내 교량 열화 평가 지표 예시 356
그림 4.47. 열화모델 정확도 향상 기술의 국내 현황(KICT) 357
그림 4.48. 공용 중인 교량의 내진성능평가 계산서 357
그림 4.49. 노후도 평가 프로세스 358
그림 4.50. 종합 노후도 및 예측 결과 리포팅 358
그림 4.51. 예방적 유지관리 기술의 국내 현황 예 358
그림 4.52. 교량 관리 의사결정 기술의 국내 현황 359
그림 4.53. 최적 보수·보강공법 및 비용정보 제공 기술의 현황 359
그림 4.54. 데이터 활성화 및 객체식별을 위한 타산업의 데이터 구축 국내 현황 360
그림 4.55. 이미지 내 유형식별기술의 국내 현황 360
그림 4.56. 크레인을 활용한 교량점검과 수동 조종방식의 드론을 활용한 교량점검 361
그림 4.57. 국내 장대교량 및 초고층건물의 계측 시스템 362
그림 4.58. 교량 유지관리체계의 기술 발전 방향 362
그림 4.59. 열화환경 조사에 관한 국외 현황(일본) 363
그림 4.60. 미국 Bridging Big Data Project 워크숍 예 364
그림 4.61. 미국 LTBP 프로그램의 데이터 관리 교량 현황 자료 364
그림 4.62. 국외 유지관리 플랫폼 현황 365
그림 4.63. 국외 지진취약도 함수 분석 현황(HAZUS) 367
그림 4.64. 교량 형식별 주요부재 노후도 예측 모델 프로토타입 개발 기술의 국외 현황 368
그림 4.65. 열화모델 기반 노후도 평가 및 미래 예측 정확도 향상 기술의 국외 현황 368
그림 4.66. 성능 저하 모델 제시(Agile Asset) 369
그림 4.67. 예방적 유지관리 기술의 국외 현황 369
그림 4.68. 교량 관리 의사결정 기술의 국외 현황 370
그림 4.69. AI 기반 최적 보수·보강공법 및 비용 정보 제공 기술의 국내 현황 370
그림 4.70. 객체식별기술의 국외 현황 371
그림 4.71. 객체 유형 및 Segmentation 기술의 국외 현황 371
그림 4.72. ANSYS Twin Builder와 3DEXPERIENCE Twin 372
그림 4.73. SOC에 디지털 트윈 적용 사례: Virtual Singapore와 VU.CITY 372
그림 4.74. 연구 추진전략 - 전체기간 373
그림 4.75. 스마트 유지관리 플랫폼(BMAPS) 구현 및 서비스 제공 개념 374
그림 4.76. 교량 DB 검토, 로드뷰 확인, 현장조사, 관리주체 면담 등을 통한... 375
그림 4.77. 노후도 평가 시스템 구축 개념도 376
그림 4.78. 서비스 기능설계 및 요소기술 도출 377
그림 4.79. 기술간 상호 연계전략 377
그림 4.80. BMS데이터와 AI 학습데이터 공동구축 및 활용 378
그림 4.81. 드론을 활용한 교량 하부구조 점검 무인화 지원 기술 추진전략 379
그림 4.82. 계측 기반 교량 안전성 추정 기술 추진전략 379
그림 4.83. 지자체 협력 현황 380