표제지
목차
요약본 3
제1장 다부처공동 R&D 추진 필요성 17
제1절 사업 추진 배경 17
1. 국가ㆍ사회적 배경 17
2. 기술적 배경 22
제2절 국내외 대응 현황 24
1. 국내ㆍ외 정책 및 사회 동향 24
2. 국내ㆍ외 기술 및 산업 동향 30
3. 국내ㆍ외 시장동향 45
제3절 다부처공동R&D 추진 필요성 48
제2장 사업내용 57
제1절 사업목표 57
제2절 세부 사업내용 64
제3절 추진체계 및 전략 66
제3장 기대효과 73
[붙임] 사회문제해결형 비즈니스 모델 캔버스 (안) 76
[부록 1] 인프라 시설물 및 건축물 관련 사고 사례 77
[부록 2] 인프라 관리 현황 83
[부록 3] 기반시설의 범위 84
[부록 4] 공사 중 사고발생 공종별 발생건수 기준 현황 85
[부록 5] 공사 중 사고발생 공종별 사상자수 기준 현황 86
[부록 6] 공사 중 사고발생 공종별 피해액 기준 현황 87
[표 1-1] 인프라 건설 경과 연수 비율 ('13 기준) 및 전망 18
[표 1-2] 미국의 시설물 재정 관련 정책 및 법률 25
[표 1-3] 일본 주요 시설물의 정비주체 및 근거 법률 26
[표 1-4] 안전산업 분야의 세계 시장규모 및 전망 45
[표 1-5] 시설물 정밀안전진단 및 안전점검 분야의 국내 시장규모 및 전망 47
[표 1-6] 기존 연구과제와의 차별화 방안 및 연계성 검토 51
[표 2-1] 정부부처 및 유관기관별 역할 68
[표 3-1] 인프라시설 및 건축물의 상시 모니터링 기술 개발에 따른 기대효과 75
[그림 1-1] 2016년 도로시설물 현황 17
[그림 1-2] 다양한 형태의 인프라시설물, 건축물 및 구조물(좌) 및 구조물 안전사고(우) 19
[그림 1-3] 잦은 유지보수로 인한 사회적 비용: 광주 동운고가교 3년간 29차례 보강 시행 (연합뉴스 2015.04.16. 외) 20
[그림 1-4] 지중 경사계 계측 및 변형률계/하중계 측정 20
[그림 1-5] 교량 계측 예시 (좌상), 장대교 무선안전진단 기술 (우상), 서해대교 계측데이터 관리기준치 수립 연구 사례 (하) 21
[그림 1-6] 내공변위계/천단침하계 (상) 및 락볼트 축력계/숏크리트응력계 (하) 22
[그림 1-7] 광학적 변형 감지소자의 예 23
[그림 1-8] 인프라 시설의 안전등급별 고령화율 28
[그림 1-9] 미국 연방도로국 (FHWA)의 장기 교량거동 모니터링 프로그램(좌) 및 RABIT社의 교량관리 시스템(우) 31
[그림 1-10] 미국 지질 조사국의 지진에 대한 시설물 변형감지 개요도 32
[그림 1-11] 카본 나노튜브를 이용하여 변형률을 측정할 수 있는 기술(Struct Control Health Monit. 26, 2019) 32
[그림 1-12] BRIMOS의 동작 방식 개요 33
[그림 1-13] 공중합체 콜로이드 입자 기반 색변화 변형률 감지 기술(Langmuir 29, 13951, 2013) 34
[그림 1-14]/[그림 1-15] 실리카 입자를 포함한 광학젤에 의한 기계적 변형의 시각화 기술(Adv. Funct. Mater. 24, 6430, 2014) 34
[그림 1-15] 광학 격자가 패터닝된 PDMS 필름의 회절 무늬를 이용한 변형 감지 기술(Sci. Rep. 6, 23606, 2016) 35
[그림 1-16] Hot embossing 및 금속 증착을 통해 구현된 플라즈모닉 구조와 이를 이용한 변형률 감지 기술 (Adv. Opt. Mater. 4, 715, 2016) 35
[그림 1-17] 크랙에 의한 자외선의 선택적 차폐 현상을 이용한 형광 색변화 변형 감지 기술 (Nat. Commun. 7, 11802, 2016) 36
[그림 1-18] 실리카/PDMS 혼합구조의 인장 조건 하에서의 투명도 변화(Adv. Mater. 27, 2489, 2015) 36
[그림 1-19] 교량관리시스템 체계(http://bti.kict.re.kr/bti/) 38
[그림 1-20] 충무로역 구조물 건전도 감시시스템 구축 구성도 39
[그림 1-21] 구조색을 이용한 유연기판의 변형률 센서(NPG Asia Mater. 10, 328, 2018) 42
[그림 1-22] 200nm급 정형 패턴을 가진 니켈 나노구조의 iridescent coloring 효과(한국기계연구원, 2011) 42
[그림 1-23] 200nm급 무정형 패턴을 가진 PMMA 기판의 구조색 효과(강원대학교, 2010) 42
[그림 1-24] 유연기판에 구현된 나노구조에 의한 구조색 및 제어기술(서울대학교, 2009) 43
[그림 1-25] 광학장치 기반의 도로 관리 상시 모니터링 시스템 기술(한국건설기술연구원, 2017) 43
[그림 1-26] 영상기반 계측시스템을 이용한 인천대교 건전도 모니터링(강영종 등, 2014) 44
[그림 1-27] 이미지 분석기법을 이용하여 콘크리트 구조물의 균열 검출(이호범 등, 2012) 44
[그림 1-28] 글로벌 센서산업 규모 45
[그림 1-29] 센서 제품별 비중 46
[그림 1-30] 주요 수요처별 센서산업 전망 46
[그림 1-31] 주요 시설물의 현행 관리체계 48
[그림 1-32] 사회간접자본 관리 보도기사(KBS, 연합뉴스 2018.12. 외) 49
[그림 1-33] 다부처 사전기획연구 추진 전략 및 방법 54
[그림 1-34] 다부처 추천의 시너지 효과 56
[그림 2-1] 구조물 변형검출 및 안전성 모니터링 솔루션 개요 57
[그림 2-2] 광학기반 구조물 변형검출 및 안전성 모니터링 기술개발 개요 58
[그림 2-3] 시설물안전법 대상 시설물 현황 (감사보고서: 국가 주요기반시설 안전 및 관리 실태, 감사원, 2016) 60
[그림 2-4] C등급이하 시설물 현황 (감사보고서: 국가 주요기반시설 안전 및 관리 실태, 감사원, 2016) 60
[그림 2-5] 상도동 굴착현장의 가설 흙막이 붕괴사고 (좌, 2018, 연합뉴스), 잠원동 건물 철거 및 해체 중 붕괴사고 (우, 2019, 연합뉴스) 61
[그림 2-6] 공종별 사고발생 현황 (건설안전정보시스템, 2001~2019) 61
[그림 2-7] 안전성 진단 최종 대상 인프라 구조물 선정 개요 62
[그림 2-8] 나노/마이크로 미세 표면패턴 기반 광학적 변형감응 소자 개요 65
[그림 2-9] 구조변형 모델링 및 안전성 시뮬레이션 개요 66
[그림 2-10] 교통인프라/노후시설물 실시간 모니터링 솔루션 기획 추진체계 67
[그림 2-11] 사업기획단 회의: 한국기계연구원, 건설기술연구원, 경희대학교, 2019.7.31. (상), 2019.8.9. (중), 2019.8.16. (하) 69
[그림 2-12] 기획위원회: 대전광역시 과학산업과, 시설관리과, 재난관리과 등 관련부서와의 협의, 2019.8.6 70
[그림 2-13] 교통인프라/건축물 실시간 모니터링 솔루션 개발을 위한 단계별 전략 72
[그림 2-14] 본 기술개발의 전(As-Is) 후(To-Be) 기대효과 74