표제지
목차
요약본 3
제1장 사회문제해결형 다부처공동 R&D 추진 필요성 15
제1절 사회문제 개요 15
제2절 사회문제 원인 분석 22
제3절 국내외 대응 동향 24
제4절 다부처공동R&D 추진 타당성 및 추진 방향 66
제2장 사업내용 76
제1절 사업목표 76
제2절 성과목표 및 지표 78
제3절 사업내용 80
제3장 사업 추진방법 84
제1절 사업 추진전략 84
제2절 사업 추진체계 85
제3절 사업 기간 및 소요예산 88
제4장 성과 활용 방안 및 기대효과 89
제1절 사업 성과 활용 방안 89
제2절 기대효과 89
[부록] 93
I. 특허조사 분석 93
II. 국내외 정책 조사 분석 143
[표 1-1] 인프라 건설 경과 연수 비율 ('13 기준) 및 전망 19
[표 1-2] 주요국의 국민 생활밀착형 시설 관련 정책 27
[표 1-3] 안전산업 분야의 세계 시장규모 및 전망 56
[표 1-4] 안전진단 센서 시장규모 58
[표 1-5] 국내외 구조물 유지관리 시장 현황 59
[표 1-6] 구조물 유지관리비의 증가 59
[표 1-7] 주요국 건설투자 중 유지관리 투자의 비중 60
[표 1-8] 시설물 정밀안전진단 및 안전점검 분야의 국내 시장규모 및 전망 60
[표 1-9] 기존 연구과제와의 차별화 방안 및 연계성 검토 65
[표 1-10] 정부부처 및 유관기관별 역할 73
[표 4-1] 본 사업의 기대효과 요약 92
[그림 1-1] 안정성 확보가 필요한 국민생활과 밀접한 시설물의 예 15
[그림 1-2] 급경사지 인근의 옹벽 붕괴 사례 16
[그림 1-3] 상도동 굴착현장의 가설 흙막이 붕괴사고 (좌), 잠원동 건물 철거 및 해체 중 붕괴사고 (우) 16
[그림 1-4] 노후 시설물의 문제점에 대한 언론 보도 17
[그림 1-5] 노후화된 소규모 공공시설물 18
[그림 1-6] 2016년 도로시설물 현황 18
[그림 1-7] 지중 경사계 계측 및 변형률계/하중계 측정 20
[그림 1-8] 교량 계측 예시 (좌상), 장대교 무선안전진단 기술 (우상), 서해대교 계측데이터 관리기준치 수립 연구 사례 (하) 21
[그림 1-9] 내공변위계/천단침하계 (상) 및 락볼트 축력계/숏크리트응력계 (하) 22
[그림 1-10] 주요국들의 시설물 붕괴사례 25
[그림 1-11] 미래 유망 교량 구조상태 모니터링 방법 30
[그림 1-12] 관련기술 연도별 특허출원 동향 32
[그림 1-13] 관련기술 출원인수 및 출원건수 현황 33
[그림 1-14] 관련기술 주요 출원인별 현황 33
[그림 1-15] 호주 자산관리의 기본 체계 37
[그림 1-16] 예방적 유지관리에 따른 보수보강 효과 37
[그림 1-17] 미국 연방도로국 (FHWA)의 장기 교량거동 모니터링 프로그램(좌) 및 RABIT社의 교량관리 시스템(우) 38
[그림 1-18] 미국 지질 조사국의 지진에 대한 시설물 변형감지 개요도 39
[그림 1-19] 카본 나노튜브를 이용하여 변형률을 측정할 수 있는 기술 39
[그림 1-20] BRIMOS의 동작 방식 개요 40
[그림 1-21] 공중합체 콜로이드 입자 기반 색변화 변형률 감지 기술 41
[그림 1-22] 실리카 입자를 포함한 광학젤에 의한 기계적 변형의 시각화 기술 41
[그림 1-23] 광학 격자가 패터닝된 PDMS 필름의 회절 무늬를 이용한 변형 감지 기술 42
[그림 1-24] Hot embossing 및 금속 증착을 통해 구현된 플라즈모닉 구조와 이를 이용한 변형률 감지 기술 42
[그림 1-25] 크랙에 의한 자외선의 선택적 차폐 현상을 이용한 형광 색변화 변형 감지 기술 43
[그림 1-26] 실리카/PDMS 혼합구조의 인장 조건 하에서의 투명도 변화 43
[그림 1-27] 인장 조건 하에서 균열 센서의 색 농도 변화 44
[그림 1-28] 교량관리시스템 체계 45
[그림 1-29] 충무로역 구조물 건전도 감시시스템 구축 구성도 46
[그림 1-30] 통합유지관리 센터 대상 교량 현황 49
[그림 1-31] 행주대교 센서 설치 현황 50
[그림 1-32] 올림픽대교 센서 설치 현황 50
[그림 1-33] 구조색을 이용한 유연기판의 변형률 센서 51
[그림 1-34] 전기저항식 변형률 센서와 전기변색 색상 표시 소자를 이용한 변형률 계측 가시화 기술 52
[그림 1-35] 탄소나노튜브 코팅층의 균열을 이용한 광투과도 기반 유연 변형률 센서 52
[그림 1-36] 200nm급 정형 패턴을 가진 니켈 나노구조의 iridescent coloring 효과 53
[그림 1-37] 200nm급 무정형 패턴을 가진 PMMA 기판의 구조색 효과 53
[그림 1-38] 유연기판에 구현된 나노구조에 의한 구조색 및 제어기술 54
[그림 1-39] 광학장치 기반의 도로 관리 상시 모니터링 시스템 기술 54
[그림 1-40] 영상기반 계측시스템을 이용한 인천대교 건전도 모니터링 55
[그림 1-41] 이미지 분석기법을 이용하여 콘크리트 구조물의 균열 검출 55
[그림 1-42] 글로벌 센서산업 규모 56
[그림 1-43] 센서 제품별 비중 57
[그림 1-44] 주요 수요처별 센서산업 전망 57
[그림 1-45] 안전진단 센서 시장 동향 61
[그림 1-46] 제2차 과학기술기반 국민생활 사회문제 해결 종합계획 67
[그림 1-47] 광학적 변형 감지소자의 예 68
[그림 1-48] 주요 시설물의 현행 관리체계 69
[그림 1-49] 사회간접자본 관리 보도기사 70
[그림 1-50] 부처별 역할의 도식화 74
[그림 1-51] 다부처 추천의 시너지 효과 75
[그림 2-1] 컬러표시 방식의 주민참여형 구조물 변형감지/모니터링 솔루션 개요 76
[그림 2-2] 관련부처 및 기관과 도출된 기획안 개요 81
[그림 2-3] 국민생활 밀착형 시설물 변형감지 및 모니터링 솔루션 개요 83
[그림 3-1] 사업추진 로드맵 86
[그림 3-2] 국민생활 밀착형 시설물 실시간 모니터링 솔루션을 위한 단계별 추진전략 87
[그림 4-1] 본 사업의 기대효과 90
I. 특허조사 분석 99
〈표 1-1〉 검색 DB 및 검색범위 99
〈표 1-2〉 분석대상 기술분류 및 기술분류기준 100
〈표 1-3〉 기술분류체계에 따른 최종 검색식 101
〈표 1-4〉 분석대상 기술분류 102
〈표 1-5〉 유효특허 선별결과 102
〈표 2-1〉 경쟁자 Landscape 110
〈표 3-1〉 핵심특허 선정기준 122
〈표 3-2〉 핵심특허 리스트 123
〈표 3-3〉 구성요소완비의 원칙 124
II. 국내외 정책 조사 분석 147
〈표 1〉 NBI GCRs 등급에 따른 조치사항 147
〈표 2〉 교량 관리 활동 구분 148
〈표 3〉 미국 산업안전보건청 철거 관련 표준 150
〈표 4〉 미국 기반시설물 평가 결과] 153
〈표 5〉 미국 교통부(US DOT)의 교통정책 방향 154
〈표 6〉 미국 연방 및 주정부의 시설물 유지관리 관련 재정 정책 159
〈표 7〉 일본 노후 인프라 대응 체계 161
〈표 8〉 일본 인프라 노후화율 전망 163
〈표 9〉 일본 노후인프라 유지관리 기술개발 166
〈표 10〉 일본의 주요 사회자본 정비주체 및 관련법 167
〈표 11〉 시설물 유지관리 투자 177
〈표 12〉 기반시설물 유지관리 비용(15~77) 178
〈표 13〉 EU Infravation Project 181
〈표 14〉 영국 기반시설물 투자 및 유지보수 비용('14~'17) 182
〈표 15〉 영국 교량위원회 사업계획 중 '안전' 관련 계획 184
〈표 16〉 교량을 포함한 고속도로 구조물 검사의 종류(영국) 186
〈표 17〉 위험평가 결과에 따른 기본검사 권고 주기 186
〈표 18〉 교통 인프라 투자 계획 187
〈표 19〉 독일 교통 인프라 계획(FTIP) 추진 경과 188
〈표 20〉 유지보수의 보존 조치 189
〈표 21〉 ZEB 시스템의 상태값 및 색상분류 190
〈표 22〉 지속가능한 기반시설 안전강화 종합대책의 4대 전략 및 16대 과제 196
I. 특허조사 분석 94
〈그림 1-1〉 구조물 유형별 붕괴 예 94
〈그림 1-2〉 소자기반 구조물 변형감지 기술의 개념도 95
〈그림 1-3〉 노스웨스턴 대학 연구분야 96
〈그림 1-4〉 캐나다 연구분야 97
〈그림 2-1〉 전체 연도별 특허동향 104
〈그림 2-2〉 주요시장국 내ㆍ외국인 특허출원현황 106
〈그림 2-3〉 각 출원국가별 기술시장 성장단계 108
〈그림 2-4〉 주요 경쟁자의 국가별 특허동향 112
〈그림 2-5〉 주요 경쟁자의 세부기술별 특허동향 114
〈그림 2-6〉 연도 구간별 세부기술 동향 115
〈그림 2-7〉 세부기술별 구간별 집중도 추이 116
〈그림 2-8〉 세부기술별 시장별 진입 동향 117
〈그림 2-9〉 세부기술별 다출원인 특허출원 현황 118
〈그림 2-10〉 세부기술별 중분류별 다출원인 특허출원 동향 119
[그림 1] 정책 조사ㆍ분석의 범위 143
[그림 2] 정책 조사ㆍ분석의 방법 144
[그림 3] 2017년 기준 미국 교통/수도 인프라 지출액 145
[그림 4] 인프라 유형별 연방/주ㆍ지역 정부 지출 비중 146
[그림 5] 미국의 인프라 투자 추이 146
[그림 6] 미국 주별 구조적 결함이 있는 교량의 현황 151
[그림 7] 구조적 결함이 있는 교량의 추이 151
[그림 8] 2017년 분야별 기반시설물 평가 결과 153
[그림 9] 일본 노후 인프라 대응 체계 160
[그림 10] 일본 노후 인프라 유지보수 비용 전망 163
[그림 11]/[그림 12] 일본 사사고 터널 천정 붕괴 사고(12.12) 164
[그림 12]/[그림 13] 사회자본정비 중점계획을 통한 인프라 정비사업의 일원화 165
[그림 13]/[그림 14] 일본 인프라 장수명화 기본계획 로드맵 170
[그림 14]/[그림 15] 세계 최초 슈퍼스마트 사회 Society 5.0 달성 추진 172
[그림 15]/[그림 16] 인프라 유지 관리, 혁신 및 관리 출구전략 173
[그림 16]/[그림 17] 지역 인프라 유지 관리 및 혁신 기술의 상용화 173
[그림 17]/[그림 18] 인프라 모니터링 및 검사 진단 기술 174
[그림 18]/[그림 19] 구조 재료 개선 기술 175
[그림 19]/[그림 20] 로봇을 활용한 인프라 점검 시스템 175
[그림 20]/[그림 21] ICT 기술이 점목된 통합 데이터관리 플랫폼 176
[그림 22]/[그림 22] 시뮬레이션을 통한 인프라 제원 수치 분석 시스템 176
[그림 22]/[그림 23] EU 시설물 투자 비중(17) 177
[그림 23]/[그림 24] EU 기반시설물 유지관리 투자 비중(17) 178
[그림 24]/[그림 25] 도로시설물 투자 및 도로시설물 유지관리 투자 추이 179
[그림 25]/[그림 26] 영국 도로 현황 183
[그림 26]/[그림 27] ZEB 범위와 기록 데이터 191
[그림 27]/[그림 28] 서울 정릉천 고가 "중대결함" 폐쇄('16.02) 192
[그림 28]/[그림 29] 철거현장에서의 각종 사고 발생 192
[그림 29]/[그림 30] 제4차 시설물의 안전 및 유지관리 기본계획 주요 내용 195
[그림 30]/[그림 31] 지속가능한 기반시설 안전강화 종합대책 주요 내용 197
[그림 31]/[그림 32] 서울시 철거공사장 안전관리 강화 대책 주요 내용 198