KR101783250B1 - 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템 - Google Patents

전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템 Download PDF

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현영환
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Abstract

본 발명은 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 상기 구조물의 성능을 예측하여, 상기 구조물의 보수, 보강을 포함한 유지관리계획을 전략적으로 수립할 수 있도록 하는 시스템으로서, 상기 구조물의 성능을 정량적으로 평가하는 성능평가 모듈(110), 상기 성능평가 모듈(110)로부터 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 바탕으로, 향후 상기 구조물의 성능을 예측할 수 있는 성능 예측함수를 도출하는 성능 예측함수 도출 모듈(120), 및 상기 성능 예측함수 도출 모듈(120)로부터 도출된 상기 구조물에 대한 성능 예측함수, 상기 구조물의 현재 성능, 최저 성능 요구수준 및 목표 수명 데이터를 바탕으로, 상기 목표 수명까지 상기 최저 성능 요구수준 이상으로 상기 구조물이 유지될 수 있도록, 상기 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 상기 구조물의 유지관리계획을 도출하는 유지관리계획 수립 모듈(130)을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에 따르면, 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 해당 구조물의 향후 성능을 정확히 예측하며, 이를 바탕으로 해당 구조물의 목표 수명까지 미리 설정된 최저 성능 요구수준 이상으로 구조물이 유지될 수 있도록 해당 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 유지관리계획을 도출하여 제공함으로써, 해당 구조물에 대해 적절한 시기에 보수 및 보강이 이루어지도록 하여, 해당 구조물을 목표 수명까지 요구되는 최저 성능을 유지하며 사용할 수 있도록 할 수 있다.

Description

전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템{PREDICTING SYSTEM OF STRUCTURE'S PERFORMANCE FOR MAKING A STRATEGICAL MAINTENANCE PLAN}
본 발명은 구조물에 대한 성능 예측 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 해당 구조물의 성능을 예측하여, 해당 구조물의 유지관리계획을 전략적으로 수립할 수 있도록 하는, 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에 관한 것이다.
고도의 산업화로 인해 많은 사회기반 시설물 및 플랜트 시설물에 대한 건설이 급증하고 대형화되었으며, 이에 따라 노화가 지속되고 있는 기존 시설물에 대한 효율적 유지관리(성능개선)의 중요성이 증대되고 있다. 특히, 산업화 초기 및 고도 성장기에 건설된 산업 인프라는, 이미 오랫동안 사용되어 노후화가 진행된 상태이며, 향후 사용연수의 증가에 따라 노후화 가속이 예상되기 때문에 보다 효율적인 유지관리가 필요하다.
이와 같이, 각종 시설물의 노후화에 대비하여 효율적인 유지관리를 하기 위해서는, 노후화에 따라 변화하는 해당 시설물의 성능을 바탕으로 적절한 시기에 적절한 보수, 보강이 이루어져야한다. 적절한 보수, 보강 시기를 놓쳐서 노후된 시설물의 경우, 그에 따른 보수, 보강 비용이 급격히 증가하기 때문에, 해당 시설물의 목표 수명까지 최저 성능 요구수준 이상으로 해당 시설물이 유지될 수 있도록 하기 위해서는, 시간이 지남에 따라 저하되는 시설물의 성능을 보다 정확히 예측하고, 이를 바탕으로 적절한 시기에 적절한 보수, 보강 계획을 도출할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명과 관련된 선행기술로서, 공개특허 제10-2008-0005699호(발명의 명칭: 상수도관망 노후도 성능평가 및 정비개량계획수립 시스템과 그 방법, 공개일자: 2008년 01월 15일) 등이 개시된 바 있다. 하지만, 아직까지 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 이를 바탕으로 구조물의 향후 성능을 정확히 예측하여, 그에 따른 해당 구조물의 유지관리계획을 전략적으로 수립할 수 있는 기술에 대해서는 개발된 바가 없는 실정이다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 해당 구조물의 향후 성능을 정확히 예측하며, 이를 바탕으로 해당 구조물의 목표 수명까지 미리 설정된 최저 성능 요구수준 이상으로 구조물이 유지될 수 있도록 해당 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 유지관리계획을 도출하여 제공함으로써, 해당 구조물에 대해 적절한 시기에 보수 및 보강이 이루어지도록 하여, 해당 구조물을 목표 수명까지 요구되는 최저 성능을 유지하며 사용할 수 있도록 하는, 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템은,
구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 상기 구조물의 성능을 예측하여, 상기 구조물의 보수, 보강을 포함한 유지관리계획을 전략적으로 수립할 수 있도록 하는 시스템으로서,
상기 구조물의 성능을 정량적으로 평가하는 성능평가 모듈;
상기 성능평가 모듈로부터 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 바탕으로, 향후 상기 구조물의 성능을 예측할 수 있는 성능 예측함수를 도출하는 성능 예측함수 도출 모듈; 및
상기 성능 예측함수 도출 모듈로부터 도출된 상기 구조물에 대한 성능 예측함수, 상기 구조물의 현재 성능, 최저 성능 요구수준 및 목표 수명 데이터를 바탕으로, 상기 목표 수명까지 상기 최저 성능 요구수준 이상으로 상기 구조물이 유지될 수 있도록, 상기 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 상기 구조물의 유지관리계획을 도출하는 유지관리계획 수립 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 성능평가 모듈은,
상기 구조물의 안정성, 내구성 및 사용성을 포함하는 각각의 평가항목의 평가요소의 정량적인 평가점수와, 상기 각각의 평가요소에 대한 가중치를 이용하여, 상기 구조물의 성능에 대한 정량적인 성능평가 값을 도출할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 구조물의 안전성에 대한 정량적인 평가는,
균열, 누수, 파손, 손상, 박리, 층분리, 박락, 재료분리, 철근노출, 변형, 배수상태 및 지반상태를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 상기 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 도출될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 구조물의 내구성에 대한 정량적인 평가는,
염화물 침투량, 탄산화 깊이, 강도, 염해환경 및 동해환경을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 상기 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 도출될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 구조물의 사용성에 대한 정량적인 평가는,
설비영향, 전기시설, 관리인력 기술수준, 구조물 접근 용이성, 구조물 관리환경 및 유지관리 장비 보유수준을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 상기 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 도출될 수 있다.
바람직하게는, 상기 유지관리계획 수립 모듈은,
상기 구조물에 대한 보수, 보강 항목을 도출하는 보수/보강 항목 도출부; 및
상기 보수/보강 항목 도출부로부터 도출된 보수, 보강 항목에 대하여, 보수, 보강이 이루어져야하는 시기를 도출하는 보수/보강 시기 도출부를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 보수/보강 항목 도출부는,
상기 구조물의 안정성, 내구성, 사용성을 평가하는 각각의 평가요소의 성능향상 가능 값을 이용하여, 상기 구조물의 보수, 보강 항목을 도출할 수 있다.
더욱더 바람직하게는, 상기 평가요소의 성능향상 가능 값은,
미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치를 이용하여 도출한 각각의 평가요소별 성능 최댓값에서, 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치와 정량적으로 평가된 각각의 평가요소별 성능평가 값을 곱한 값을 제한 값일 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에 따르면, 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 해당 구조물의 향후 성능을 정확히 예측하며, 이를 바탕으로 해당 구조물의 목표 수명까지 미리 설정된 최저 성능 요구수준 이상으로 구조물이 유지될 수 있도록 해당 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 유지관리계획을 도출하여 제공함으로써, 해당 구조물에 대해 적절한 시기에 보수 및 보강이 이루어지도록 하여, 해당 구조물을 목표 수명까지 요구되는 최저 성능을 유지하며 사용할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 성능을 평가하기 위한 평가항목 및 각각의 평가항목을 평가하는 평가요소 표를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 안정성 및 내구성을 평가하기 위한 각각의 평가요소를 평가하는 평가기준 등급 표를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 평가항목을 평가하기 위한 평가요소별 가중치 표를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 성능 예측함수를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 유지관리계획 수립 모듈의 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 보수, 보강 항목을 도출한 것을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 보수, 보강이 이루어져야하는 시기를 도출한 것을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템은, 성능평가 모듈(110). 성능 예측함수 도출 모듈(120) 및 유지관리계획 수립 모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있으며, 이와 같은 구성을 이용하여 구조물의 성능을 정략적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 해당 구조물의 성능을 예측하여, 해당 구조물의 보수, 보강을 포함한 유지관리계획을 전략적으로 수립할 수 있도록 할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템의 각각의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
성능평가 모듈(110)은 구조물의 성능을 정량적으로 평가하는 역할을 한다. 좀 더 구체적으로 성능평가 모듈(110)은, 구조물의 안정성, 내구성 및 사용성을 포함하는 각각의 평가항목의 평가요소의 정량적인 평가점수와, 각각의 평가요소에 대한 가중치를 이용하여, 해당 구조물의 성능에 대한 정량적인 성능평가 값을 도출할 수 있다. 이하에서는, 성능평가 모듈(110)을 통해 해당 구조물의 안정성, 내구성 및 사용성에 대한 정량적인 평가 값이 도출되는 것에 대해 상세히 설명하기로 한다.
성능평가 모듈(110)은, 해당 구조물의 균열, 누수, 파손 및 손상, 박리, 층분리 및 박락, 재료분리, 철근노출, 변형, 배수상태 및 지반상태를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 선택된 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 해당 구조물의 안정성에 대한 정량적인 평가 값을 도출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 성능을 평가하기 위한 평가항목 및 각각의 평가항목을 평가하는 평가요소 표를 도시한 도면이이고, 도 3은 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 안정성 및 내구성을 평가하기 위한 각각의 평가요소를 평가하는 평가기준 등급 표를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 평가항목을 평가하기 위한 평가요소별 가중치 표를 도시한 도면이다.
실시예에 따라 해당 구조물의 안정성에 대한 정량적인 평가를 하는 경우 성능평가 모듈(110)에서는, 도 2에 도시된 안정성을 평가하기 위한 균열, 누수, 파손, 손상, 박리, 층분리, 박락, 재료분리, 철근노출, 변형, 배수상태 및 지반상태를 포함하는 평가요소에 대해, 도 3에 도시된 안정성을 평가하기 위한 각각의 평가요소를 평가하는 평가기준 등급 표를 이용하여 각각의 평가요소에 대한 정량적인 평가점수를 도출하며, 도출된 평가요소의 정량적인 평가점수와 도 4에 도시된 각각의 평가요소별 가중치를 곱한 후, 각각의 값을 합하여, 해당 구조물의 안전성에 대한 정량적인 평가 값을 도출할 수 있다.
또한, 성능평가 모듈(110)은, 해당 구조물의 염화물 침투량, 탄산화 깊이, 강도, 염해환경 및 동해환경을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 선택된 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 해당 구조물의 내구성에 대한 정량적인 평가 값을 도출할 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 도 2에 도시된 내구성을 평가하기 위한 염화물 침투량, 탄산화 깊이, 강도, 염해환경 및 동해환경을 포함하는 평가요소에 대해, 도 3에 도시된 내구성을 평가하기 위한 각각의 평가요소를 평가하는 평가기준 등급 표를 이용하여 각각의 평가요소에 대한 정량적인 평가점수를 도출하며, 도출된 평가요소의 정량적인 평가점수와 도 4에 도시된 각각의 평가요소별 가중치를 곱한 후, 각각의 값을 합하여, 해당 구조물의 내구성에 대한 정량적인 평가 값을 도출할 수 있다.
더 나아가, 성능평가 모듈(110)은, 해당 구조물의 설비영향, 전기시설, 관리인력 기술수준, 구조물 접근 용이성, 구조물 관리환경 및 유지관리 장비 보유수준을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 선택된 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 해당 구조물의 사용성에 대한 정량적인 평가 값을 도출할 수 있다. 여기서, 사용성에 대한 정량적인 평가 값은 안정성 및 내구성에 대한 정량적인 평가 값을 도출한 방식과 동일한 방식에 따라 도출될 수 있다.
성능 예측함수 도출 모듈(120)은 성능평가 모듈(110)로부터 정량적으로 평가된 구조물의 성능 값을 바탕으로, 향후 해당 구조물의 성능을 예측할 수 있는 성능 예측함수를 도출하는 역할을 한다. 도 5는 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 성능 예측함수를 도시한 도면이다. 성능 예측함수 도출 모듈(120)은 성능평가 모듈(110)로부터 정량적으로 평가된 구조물의 성능 값과 하기 수학식 1을 이용하여, 도 5에 도시된 바와 같은 해당 구조물의 성능을 예측할 수 있는 성능 예측함수를 도출할 수 있다.
Figure 112016077268696-pat00001
여기서, PI는 구조물의 성능 값, PIini는 구조물의 초기 성능 값, α는 구조물의 성능저감 지수, t는 구조물의 사용년수를 의미한다.
유지관리계획 수립 모듈(130)은 성능 예측함수 도출 모듈(120)로부터 도출된 해당 구조물에 대한 성능 예측함수, 해당 구조물의 현재 성능, 최저 성능 요구수준 및 목표 수명 데이터를 바탕으로, 해당 목표 수명까지 미리 설정된 최저 성능 요구수준 이상으로 해당 구조물이 유지될 수 있도록, 해당 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 상기 구조물의 유지관리계획을 도출하는 역할을 한다. 도 6은 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 유지관리계획 수립 모듈의 구성을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 유지관리계획 수립 모듈(130)은 구조물에 대한 보수, 보강 항목을 도출하는 역할을 하는 보수/보강 항목 도출부(132), 및 보수/보강 항목 도출부(132)로부터 도출된 보수, 보강 항목에 대하여, 보수, 보강이 이루어져야 하는 시기를 도출하는 보수/보강 시기 도출부(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
보수/보강 항목 도출부(132)에서는 해당 구조물의 안정성, 내구성, 사용성을 평가하는 각각의 평가요소의 성능향상 가능 값을 이용하여, 해당 구조물의 보수, 보강 항목을 도출할 수 있다. 여기서, 평가요소의 성능향상 가능 값은, 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치를 이용하여 도출한 각각의 평가요소별 성능 최댓값에서, 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치와 정량적으로 평가된 각각의 평가요소별 성능평가 값을 곱한 값을 제한 값이다. 이하에서는 도 7을 참조하여, 보수/보강 항목 도출부(132)에서 해당 구조물의 안정성, 내구성, 사용성을 평가하는 각각의 평가요소의 성능향상 가능 값을 이용하여, 해당 구조물의 보수, 보강 항목을 도출하는 것에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 보수, 보강 항목을 도출한 것을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 보수/보강 항목 도출부(132)에서는 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치(A)를 이용하여 도출한 각각의 평가요소별 성능 최댓값(100×A)에서, 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치(A)와 정량적으로 평가된 각각의 평가요소별 성능평가 값(B)을 곱한 값(A×B)을 뺀, 각각의 평가요소의 성능향상 가능 값(100×A-A×B)을 바탕으로 보수, 보강 항목을 도출할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 평가요소의 성능향상 가능 값이 0인 평가요소는 보수, 보강 항목에서 제외하고, 성능향상 가능 값이 0을 초과하는 값을 갖는 평가요소들을 보수, 보강 항목으로 도출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에서, 구조물의 보수, 보강이 이루어져야하는 시기를 도출한 것을 도시한 도면이다. 보수/보강 시기 도출부(134)는, 성능 예측함수 도출 모듈(120)로부터 도출된 해당 구조물에 대한 성능 예측함수, 해당 구조물의 현재 성능, 최저 성능 요구수준 및 목표 수명 데이터를 바탕으로, 해당 목표 수명까지 최저 성능 요구수준 이상으로 해당 구조물이 유지될 수 있도록, 보수/보강 항목 도출부(132)로부터 도출된 보수, 보강 항목에 대하여, 도 8에 도시된 바와 같이 보수, 보강이 이루어져야하는 시기 t1, t2, t3, t4 및 t5를 도출할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 성능 예측함수를 통한 해당 구조물의 당초 수명이 tx인 구조물의 목표 수명이 tp이고, 최저 성능 요구 수준이 PIL이며, 현재 성능 값이 PIP인 경우, t1, t2, t3, t4 및 t5의 시기에 보수/보강 항목 도출부(132)로부터 도출된 보수/보강 항목의 보수를 통해 해당 구조물의 성능 값을 향상시켜, 목표 수명까지 최저 성능 요구수준 이상으로 해당 구조물을 유지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템에 따르면, 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 해당 구조물의 향후 성능을 정확히 예측하며, 이를 바탕으로 해당 구조물의 목표 수명까지 미리 설정된 최저 성능 요구수준 이상으로 구조물이 유지될 수 있도록 해당 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 유지관리계획을 도출하여 제공함으로써, 해당 구조물에 대해 적절한 시기에 보수 및 보강이 이루어지도록 하여, 해당 구조물을 목표 수명까지 요구되는 최저 성능을 유지하며 사용할 수 있도록 할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템
110: 성능평가 모듈 120: 성능 예측함수 도출 모듈
130: 유지관리계획 수립 모듈 132: 보수/보강 항목 도출부
134: 보수/보강 시기 도출부

Claims (8)

  1. 구조물의 성능을 정량적으로 평가하고, 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 기반으로 상기 구조물의 성능을 예측하여, 상기 구조물의 보수, 보강을 포함한 유지관리계획을 전략적으로 수립할 수 있도록 하는 시스템으로서,
    상기 구조물의 성능을 정량적으로 평가하는 성능평가 모듈(110);
    상기 성능평가 모듈(110)로부터 정량적으로 평가된 구조물의 성능을 바탕으로, 향후 상기 구조물의 성능을 예측할 수 있는 성능 예측함수를 도출하는 성능 예측함수 도출 모듈(120); 및
    상기 성능 예측함수 도출 모듈(120)로부터 도출된 상기 구조물에 대한 성능 예측함수, 상기 구조물의 현재 성능, 최저 성능 요구수준 및 목표 수명 데이터를 바탕으로, 상기 목표 수명까지 상기 최저 성능 요구수준 이상으로 상기 구조물이 유지될 수 있도록, 상기 구조물의 보수, 보강 시기 및 보수, 보강 항목을 포함하는 상기 구조물의 유지관리계획을 도출하는 유지관리계획 수립 모듈(130)을 포함하되,
    상기 성능평가 모듈(110)은,
    상기 구조물의 안전성, 내구성 및 사용성을 포함하는 각각의 평가항목의 평가요소의 정량적인 평가점수와, 상기 각각의 평가요소에 대한 가중치를 이용하여, 상기 구조물의 성능에 대한 정량적인 성능평가 값을 도출하며,
    상기 구조물의 안전성에 대한 정량적인 평가는,
    균열, 누수, 파손, 손상, 박리, 층분리, 박락, 재료분리, 철근노출, 변형, 배수상태 및 지반상태를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 상기 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 도출하되, 안전성을 평가하기 위한 각각의 평가요소를 평가하는 평가기준 등급 표를 이용하여 각각의 평가요소에 대한 정량적인 평가점수를 도출하고, 도출된 평가요소의 정량적인 평가점수와 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치를 곱한 후 각각의 값을 합하여 해당 구조물의 안전성에 대한 정량적인 평가 값을 도출하고,
    상기 구조물의 내구성에 대한 정량적인 평가는,
    염화물 침투량, 탄산화 깊이, 강도, 염해환경 및 동해환경을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 상기 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 도출하되, 내구성을 평가하기 위한 각각의 평가요소를 평가하는 평가기준 등급 표를 이용하여 각각의 평가요소에 대한 정량적인 평가점수를 도출하고, 도출된 평가요소의 정량적인 평가점수와 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치를 곱한 후 각각의 값을 합하여 해당 구조물의 내구성에 대한 정량적인 평가 값을 도출하며,
    상기 구조물의 사용성에 대한 정량적인 평가는,
    설비영향, 전기시설, 관리인력 기술수준, 구조물 접근 용이성, 구조물 관리환경 및 유지관리 장비 보유수준을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 평가요소를 정량적으로 평가한 평가점수와, 상기 평가요소에 대한 가중치를 이용하여 도출하되, 사용성을 평가하기 위한 각각의 평가요소를 평가하는 평가기준 등급 표를 이용하여 각각의 평가요소에 대한 정량적인 평가점수를 도출하고, 도출된 평가요소의 정량적인 평가점수와 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치를 곱한 후 각각의 값을 합하여 해당 구조물의 사용성에 대한 정량적인 평가 값을 도출하고,
    상기 유지관리계획 수립 모듈(130)은,
    상기 구조물에 대한 보수, 보강 항목을 도출하는 보수/보강 항목 도출부(132)와, 상기 보수/보강 항목 도출부(132)로부터 도출된 보수, 보강 항목에 대하여, 보수, 보강이 이루어져야하는 시기를 도출하는 보수/보강 시기 도출부(134)를 포함하며,
    상기 보수/보강 항목 도출부(132)는,
    상기 구조물의 안전성, 내구성, 사용성을 평가하는 각각의 평가요소의 성능향상 가능 값을 이용하여, 상기 구조물의 보수, 보강 항목을 도출하되, 평가요소의 성능향상 가능 값이 0인 평가요소는 보수, 보강 항목에서 제외하고, 성능향상 가능 값이 0을 초과하는 값을 갖는 평가요소들은 보수, 보강 항목으로 도출하는 것을 특징으로 하는, 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템(100).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 평가요소의 성능향상 가능 값은,
    미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치를 이용하여 도출한 각각의 평가요소별 성능 최댓값에서, 미리 설정된 각각의 평가요소별 가중치와 정량적으로 평가된 각각의 평가요소별 성능평가 값을 곱한 값을 제한 값인 것을 특징으로 하는, 전략적 유지관리계획 수립을 위한 구조물의 성능 예측 시스템(100).
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KR101906954B1 (ko) * 2018-02-13 2018-10-11 주식회사 에스코컨설턴트 시설물별 성능 평가기준 변경이 가능한 지하구조물 자산관리 시스템 및 그 방법을 실행하기 위한 기록매체에 저장된 자산관리 프로그램
KR102094362B1 (ko) * 2019-07-29 2020-03-27 주식회사 안전융합기술원 구조물의 보수 및 보강 시점 예측 방법, 이를 실행하는 시스템 및 기록매체

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