네트워크_기반_SOC_총괄보고서_통합조정(안).hwp

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1 건설교통연구기획사업 Green -up 30 네 트 워 크 기 반 S O C 관 리 및 운 영 기 획 보 고 서 2012 Land Transport and Maritime R&D Report R&D / - [Green-up 30] 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획보고서 주관연구기관 / 한국건설기술연구원 공동연구기관 / 한국과학기술원 한국수자원공사 한국철도기술연구원 날리지웍스 국 토 해 양 부 한 국 건 설 교 통 기 술 평 가 원 국 토 해 양 부 한국건설교통기술평가원

2 주 의 1. 이 보고서는 국토해양부에서 시행한 건설교통연구기획사업의 연구보고서입 니다. 2. 이 보고서 내용을 발표하는 때에는 반드시 국토해양부에서 시행한 미래핵심 기술사업의 연구결과임을 밝혀야 합니다. 3. 국가과학기술 기밀유지에 필요한 내용은 대외적으로 발표 또는 공개하여서는 아니됩니다.

3 <제출문> 제 출 문 국토해양부장관 귀하 이 보고서를 "네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획"과제의 보고 서로 제출합니다 주관연구기관명 : 한국건설기술연구원 주관연구책임자 : 김 진 만 연 구 원 : 오윤석, 오은호, 조진우, 최봉혁 공동연구기관명 : 한국과학기술원 공동연구책임자 : 이 승 래 연 구 원 : 정현조, 명현, 윤윤진, 최정찬 공동연구기관명 : 한국수자원공사 공동연구책임자 : 신 동 훈 연 구 원 : 김기영, 임은상, 박진혁, 이승윤 공동연구기관명 : 한국철도기술연구원 공동연구책임자 : 신 민 호 연 구 원 : 박영곤, 윤희택, 김현기, 윤혁진 공동연구기관명 : (주)날리웍스 공동연구책임자 : 정 문 수 연 구 원 : 권태우, 구민정, 공경수, 금소현

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5 <보고서 요약서> 보 고 서 요 약 서 과제고유번호 연 구 사 업 명 연 구 과 제 명 연 구 책 임 자 연구기관명 및 소 속 부 서 명 11-연구기 획 해 당 단 계 연 구 기 간 ~ 건설교통연구기획사업 대 과 제 명 미래핵심기술 2차 기획과제 단 계 구 분 1/1 세부과제명 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획 김 진 만 해당단계 참 여 연구원수 총연구기간 참 여 연구원수 한국건설기술연구원 SOC 성능연구소 Geo-인프라연구실 총 : 25명 내부 : 25명 외부 : 명 총 : 25명 내부 : 25명 외부 : 명 참여기업명 해당단계 연 구 비 총연구비 국제공동연구 상대국명 : 상대국연구기관명 : 위 탁 연 구 연구기관명 : 연구책임자 : 정부 :150,000천원 기업 : 천원 계 :150,000천원 정부 :150,000천원 기업 : 천원 계 :150,000천원 요약(연구결과를 중심으로 개조식 500자 이내) 보고서면수 321 본 연구의 목표는 SOC 시설물 관리기술 고도화를 통한 안전사회 구현을 위 한 국가연구개발사업을 도출하기 위한 연구과제 기획임 다음 3가지의 연구기획 중점분야 설정 - 분산 정보 공유형 SOC 해저드맵 구축 - 네트워크 기반 SOC 유지관리 플랫폼 개발 - SOC 재해위기 대응 및 체계적 복구기술 확보 연구과제 기획을 위해 기술수요조사 및 전문가 평가를 수행하였으며, 유관 분 야의 전문가 및 연구결과 수요자를 대상으로 의견 수렴 연구결과 중점분야 3개 세부과제에 대해 총 6개의 세세부과제를 도출하였음 색 인 어 (각 5개 이상) 한 글 영 어 SOC 시설물, 네트워크 시스템, 방재관리, 위험도지도, 헬스모니터링 SOC Infrastructure, Network System, Emergency Management, Hazard Map, Health Monitoring

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7 요 약 문 1. 과제명 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획 2. 기획 연구의 배경 및 필요성 최근 이상기후 및 지구온난화가 발생되고 있는 현시점에서 SOC 시설물에 대한 재 해 대응전략과 관련하여 선진각국에서 많은 연구와 기술개발이 추진 중이며, 선진 외국의 재해 재난 관리 체제의 공통적인 특징은 재해 재난에 대한 예방 및 복구 대 책이 국가차원에서 지속적으로 투자되고 있음 효율적 재해 대응을 위한 SOC 시설물 자동화통합관리시스템, IT/ST 융합기반의 모 니터링 시스템, 시설물별 건전도 평가 및 예 경보 시스템 등 국가차원의 재해대응 장비체계 및 자연재해 (태풍, 홍수, 산불, 녹조, 지진 등), 국가네트워킹 등 미래건 설환경 변화를 고려한 SOC 관리기술 구축 필요 기술개발 동향 및 환경분석, 기술개발전략 수립, 연구개발과제 도출, 연구범위 설정, 타당성 조사 등을 통하여 국가 연구개발사업으로서 당위성을 확보할 수 있도록 기 획연구 수행이 요구됨 3. 연구과제 비전 및 기술의 정의 가. 연구과제 비전 및 목표 2020년 SOC 시설물 재해예방 및 유지관리기술 수준 20% 향상 재해피해 및 복구비용 50% 저감 SOC 시설물 관리기술 고도화를 통한 안전사회 구현 나. 기술의 정의 분산 정보 공유형 SOC 해저드맵 구축 - 고정밀 예경보 시스템, 시설물 위험도 평가 시스템, 재해 시나리오별 재해관리 시 스템, 재해정보 DB 등 분산정보 통합관리를 통한 신속 재난대응 해저드맵 플랫 폼 구축 - 네트워크 기반을 통한 시설물 위험도 예경보, 재난대비 위험도지도, 재해관리정 보 등의 제공을 통한 시설물 안전도 및 국민의 삶 향상 - i -

8 네트워크 기반 유지관리 플랫폼 개발 - 다양한 종류의 센서, 로봇 및 구조물 상태파악 방법에 기반한 유지관리 플랫폼 - 무인로봇으로 접근성 극대화 및 무선 센서 네트워크에 의한 실시간 정밀 구조물 상태파악 - 무선 네트워크를 활용하여 모니터링 시스템 구축비용 절감 - 스마트 진동제어, 복합재료를 통한 구조물의 내진성능 향상 SOC 재해위기 대응 및 체계적 복구기술 확보 - 자연재해에 대한 피해 SOC시설물에 대해 무인이동형 조사장비, 인공위성 등을 활용하여 SOC One-Stop 재해조사 및 평가체계 구축을 통해 재해복구에 대한 대응속도를 기존대비 60% 이상 향상 - 신속한 복구체계 구축을 위해서는 SOC와 재해 정보를 실시간으로 연동하고, 재 해 대비체계를 통해 입수된 자료를 바탕으로 붕괴 또는 붕괴우려가 있는 SOC에 대해 실시간 복구명령을 통해 재해복구 소요기간을 50% 단축함으로써 국민들에 게 편의성와 함께 안전한 생활을 제공 4. 연구개발 과제 구성 가. 세부과제별 성과목표 세부과제 성과목표 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 통합센싱 및 피해패턴 분석기술을 이용한 SOC Risk 정보구축기술 개발 5분내 Risk 정보 제공을 위한 SOC 안전도평가시스템 구축 피해복구를 위한원스톱 SOC 통합관리기술 개발 시설물 위험도 정보 입수 후 30분 이내 시설물 피해 평가 피해복구 의사결정지원시스템 개발을 통한 복구소요기간 50% 단축 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 25분 내 피해정보제공 및 대피시간 1시간 단축을 위한 SOC 위험 도표출시스템 개발 SOC 관리를 위한 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축 - ii -

9 나. 연구개발 과제명 기획(안) 연구단 세부과제 단위과제명 분산정보 공유형 SOC 통합관리 기술 1세부 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 2세부 피해복구를 위한원스톱 SOC 통합관리기술 3세부 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 1-1 Risk 정보를 활용한 SOC 안전도 평가시스템 개발 1-2 통합센싱 및 패턴분석기술을 이용한 SOC 감시시스템 개발 2-1 분산정보 공유형 SOC 피해복구 의사결정지원시스템 개발 2-2 다차원 영상정보기반 SOC 피해 평가기술 개발 3-1 시나리오 기반 실시간 Risk Map 구축 기술 3-2 고정밀 공간정보 기반 SOC Risk 표출시스템 기술 개발 통합조정(안) 연구단 세부과제 단위과제명 분산정보 공유형 SOC 통합관리 기술 1세부 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 2세부 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 3세부 피해복구를 위한 원스톱 SOC 통합관리기술 1-1 Risk 정보를 활용한 SOC 안전도 평가시스템 개발 1-2 통합센싱 및 패턴분석기술을 이용한 SOC 성능평가 기술 개발 2-1 시나리오 기반 실시간 Risk Map 구축 기술 2-2 고정밀 공간정보 기반 SOC Risk 표출시스템 기술 개발 3-1 분산정보 공유형 SOC 피해복구 의사결정지원시스템 개발 3-2 다차원 영상정보기반 SOC 피해 평가기술 개발 - iii -

10 5. 소요 연구비 가. 연구비 총괄 기획(안) (단위:억원) 과제 번호 세부과제 정부 민간 계 1 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 피해복구를 위한 원스톱 SOC 통합관리기술 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 계 통합조정(안) (단위:억원) 과제 번호 세부과제 정부 민간 계 1 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 피해복구를 위한 원스톱 SOC 통합관리기술 계 나. 단위과제별 연구비 기획(안) (단위:억원) 세부 세세부 정부지원금 1차년도 2차년도 3차젼도 4차년도 5차년도 계 민간 계 iv -

11 통합조정(안) (단위:억원) 세부 세세부 정부지원금 1차년도 2차년도 3차젼도 4차년도 5차년도 계 민간 계 연구과제의 기술개발 효과 및 성과 활용방안 가. 기대효과 기술적 효과 - 최근 증가하는 기상변동성 및 기후변화에 능동적으로 대처할 수 있는 위험도 해석기반의 확률론 적 위험도 평가기법 개발을 통한 대응기술 마련 - 시설물에 작용하는 다중 하중의 발현을 고려할 수 있도록 모형을 개발을 통한 다양한 형태의 위험도를 고려할 수 있는 현실적인 위험도 해석기술 개발 - 항공우주기술 및 영상처리기술의 융합기술 확보를 통해 차세대 성장 동력 확보 - 기존 5일 정도 소요되던 영상 분석 결과를 기상청 예보 수준인 30분 이내로 접근시켜 실시간 재난 예측 및 대응을 가능케하는 기술 확보 경제적 효과 - 전재해에 의한 재산피해 및 복구비용의 70%에 해당하는 3.1조의 10%에 해당하는 비용만 절감하여도 연간 3,100억원의 경제적 효과 - 인공위성 영상정보처리 국내시장의 25% 점유시 약 77억원 시장 점유 기대 - 기술 확보 후 세계 시장에서 1% 점유시 154억원/년의 시장 진출 가능 - 10년(94년-03년)간 재산피해는 1조 7천억원, 복구비는 2조 6천억원으로 본 기술 개발을 통해 약 50%의 피해복구비 저감이 기대 사회적 효과 - 자체기술 개발을 통한 분산정보 공유형 SOC 관리기술 개발을 통한 SOC 안정성 확보 분야의 구체적인 전략 수립 및 연구개발 활동 추진에 따른 국제사회에서 관련 분야의 국가 위상 향상 - SOC시설물 통합운영 및 연계기술 확보를 통한 선진국형 시설물 안전관리체계 구축 - v -

12 및 효율적인 재해대응으로 피해 최소화 - 시설물 위험도 예경보, 재난대비 위험도 지도, 재해관리정보 등의 제공을 통한 시설 물 안전도 및 국민 삶 향상 - 재해정보 및 시설물 위험도 정보 연동을 통한 신속한 복구활동 지원 및 재해복구 소요기간 단축 - 기존의 인적 물적 피해저감 위주의 수동적 재난관리체계에서 시설물을 적극적으로 활용하는 능동적 대응체계로 전환 나. 활용방안 시범구간 선정 적용 및 검증을 통한 활용성평가 SOC시설별의 안정도 평가 시스템 구축 및 시험유역 적용 개발도상국에 기술보급 연구결과의 민간활용 유도를 위한 SOC시설별 표준 보수보강기술 지침서 제공 SOC 관리주체인 국토부, 지자체, 공사 등에서 다양하게 활용할 수 있도록 관련 시스템 및 지침 서 제공 유사시스템 개발 기초자료로 활용 기존 SOC 피해 평가 및 관리 시스템 관련 DB 및 국가 DB 시스템과 연계하여 활용 기 개발된 SOC 시설물 유지관리 시스템과 연계 활용 - vi -

13 SUMMARY 1. 과제명 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획 2. 기획 연구의 배경 및 필요성 최근 이상기후 및 지구온난화가 발생되고 있는 현시점에서 SOC 시설물에 대한 재 해 대응전략과 관련하여 선진각국에서 많은 연구와 기술개발이 추진 중이며, 선진 외국의 재해 재난 관리 체제의 공통적인 특징은 재해 재난에 대한 예방 및 복구 대 책이 국가차원에서 지속적으로 투자되고 있음 효율적 재해 대응을 위한 SOC 시설물 자동화통합관리시스템, IT/ST 융합기반의 모 니터링 시스템, 시설물별 건전도 평가 및 예 경보 시스템 등 국가차원의 재해대응 장비체계 및 자연재해 (태풍, 홍수, 산불, 녹조, 지진 등), 국가네트워킹 등 미래건 설환경 변화를 고려한 SOC 관리기술 구축 필요 기술개발 동향 및 환경분석, 기술개발전략 수립, 연구개발과제 도출, 연구범위 설정, 타당성 조사 등을 통하여 국가 연구개발사업으로서 당위성을 확보할 수 있도록 기 획연구 수행이 요구됨 3. 연구과제 비전 및 기술의 정의 가. 연구과제 비전 및 목표 2020년 SOC 시설물 재해예방 및 유지관리기술 수준 20% 향상 재해피해 및 복구비용 50% 저감 SOC 시설물 관리기술 고도화를 통한 안전사회 구현 나. 기술의 정의 분산 정보 공유형 SOC 해저드맵 구축 - 고정밀 예경보 시스템, 시설물 위험도 평가 시스템, 재해 시나리오별 재해관리 시 스템, 재해정보 DB 등 분산정보 통합관리를 통한 신속 재난대응 해저드맵 플랫 폼 구축 - 네트워크 기반을 통한 시설물 위험도 예경보, 재난대비 위험도지도, 재해관리정 보 등의 제공을 통한 시설물 안전도 및 국민의 삶 향상 - vii -

14 네트워크 기반 유지관리 플랫폼 개발 - 다양한 종류의 센서, 로봇 및 구조물 상태파악 방법에 기반한 유지관리 플랫폼 - 무인로봇으로 접근성 극대화 및 무선 센서 네트워크에 의한 실시간 정밀 구조물 상태파악 - 무선 네트워크를 활용하여 모니터링 시스템 구축비용 절감 - 스마트 진동제어, 복합재료를 통한 구조물의 내진성능 향상 SOC 재해위기 대응 및 체계적 복구기술 확보 - 자연재해에 대한 피해 SOC시설물에 대해 무인이동형 조사장비, 인공위성 등을 활용하여 SOC One-Stop 재해조사 및 평가체계 구축을 통해 재해복구에 대한 대응속도를 기존대비 60% 이상 향상 - 신속한 복구체계 구축을 위해서는 SOC와 재해 정보를 실시간으로 연동하고, 재 해 대비체계를 통해 입수된 자료를 바탕으로 붕괴 또는 붕괴우려가 있는 SOC에 대해 실시간 복구명령을 통해 재해복구 소요기간을 50% 단축함으로써 국민들에 게 편의성와 함께 안전한 생활을 제공 4. 연구개발 과제 구성 가. 세부과제별 성과목표 세부과제 성과목표 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 통합센싱 및 피해패턴 분석기술을 이용한 SOC Risk 정보구축기술 개발 5분내 Risk 정보 제공을 위한 SOC 안전도평가시스템 구축 피해복구를 위한원스톱 SOC 통합관리기술 개발 시설물 위험도 정보 입수 후 30분 이내 시설물 피해 평가 피해복구 의사결정지원시스템 개발을 통한 복구소요기간 50% 단축 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 25분 내 피해정보제공 및 대피시간 1시간 단축을 위한 SOC 위험 도표출시스템 개발 SOC 관리를 위한 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축 - viii -

15 나. 연구개발 과제명 기획(안) 연구단 세부과제 단위과제명 분산정보 공유형 SOC 통합관리 기술 1세부 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 2세부 피해복구를 위한원스톱 SOC 통합관리기술 3세부 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 1-1 Risk 정보를 활용한 SOC 안전도 평가시스템 개발 1-2 통합센싱 및 패턴분석기술을 이용한 SOC 감시시스템 개발 2-1 분산정보 공유형 SOC 피해복구 의사결정지원시스템 개발 2-2 다차원 영상정보기반 SOC 피해 평가기술 개발 3-1 시나리오 기반 실시간 Risk Map 구축 기술 3-2 고정밀 공간정보 기반 SOC Risk 표출시스템 기술 개발 통합조정(안) 연구단 세부과제 단위과제명 분산정보 공유형 SOC 통합관리 기술 1세부 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 2세부 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 3세부 피해복구를 위한 원스톱 SOC 통합관리기술 1-1 Risk 정보를 활용한 SOC 안전도 평가시스템 개발 1-2 통합센싱 및 패턴분석기술을 이용한 SOC 성능평가 기술 개발 2-1 시나리오 기반 실시간 Risk Map 구축 기술 2-2 고정밀 공간정보 기반 SOC Risk 표출시스템 기술 개발 3-1 분산정보 공유형 SOC 피해복구 의사결정지원시스템 개발 3-2 다차원 영상정보기반 SOC 피해 평가기술 개발 - ix -

16 5. 소요 연구비 가. 연구비 총괄 기획(안) (단위:억원) 과제 번호 세부과제 정부 민간 계 1 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 피해복구를 위한 원스톱 SOC 통합관리기술 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 계 통합조정(안) (단위:억원) 과제 번호 세부과제 정부 민간 계 1 SOC Risk 정보제공을 위한 감시 및 안전도 확보기술 Risk Map 기반 SOC 통합플랫폼 구축기술 피해복구를 위한 원스톱 SOC 통합관리기술 계 나. 단위과제별 연구비 기획(안) (단위:억원) 세부 세세부 정부지원금 1차년도 2차년도 3차젼도 4차년도 5차년도 계 민간 계 x -

17 통합조정(안) (단위:억원) 세부 세세부 정부지원금 1차년도 2차년도 3차젼도 4차년도 5차년도 계 민간 계 연구과제의 기술개발 효과 및 성과 활용방안 가. 기대효과 기술적 효과 - 최근 증가하는 기상변동성 및 기후변화에 능동적으로 대처할 수 있는 위험도 해석기반의 확률론 적 위험도 평가기법 개발을 통한 대응기술 마련 - 시설물에 작용하는 다중 하중의 발현을 고려할 수 있도록 모형을 개발을 통한 다양한 형태의 위험도를 고려할 수 있는 현실적인 위험도 해석기술 개발 - 항공우주기술 및 영상처리기술의 융합기술 확보를 통해 차세대 성장 동력 확보 - 기존 5일 정도 소요되던 영상 분석 결과를 기상청 예보 수준인 30분 이내로 접근시켜 실시간 재난 예측 및 대응을 가능케하는 기술 확보 경제적 효과 - 전재해에 의한 재산피해 및 복구비용의 70%에 해당하는 3.1조의 10%에 해당하는 비용만 절감하여도 연간 3,100억원의 경제적 효과 - 인공위성 영상정보처리 국내시장의 25% 점유시 약 77억원 시장 점유 기대 - 기술 확보 후 세계 시장에서 1% 점유시 154억원/년의 시장 진출 가능 - 10년(94년-03년)간 재산피해는 1조 7천억원, 복구비는 2조 6천억원으로 본 기술 개발을 통해 약 50%의 피해복구비 저감이 기대 사회적 효과 - 자체기술 개발을 통한 분산정보 공유형 SOC 관리기술 개발을 통한 SOC 안정성 확보 분야의 구체적인 전략 수립 및 연구개발 활동 추진에 따른 국제사회에서 관련 분야의 국가 위상 향상 - SOC시설물 통합운영 및 연계기술 확보를 통한 선진국형 시설물 안전관리체계 구축 - xi -

18 및 효율적인 재해대응으로 피해 최소화 - 시설물 위험도 예경보, 재난대비 위험도 지도, 재해관리정보 등의 제공을 통한 시설 물 안전도 및 국민 삶 향상 - 재해정보 및 시설물 위험도 정보 연동을 통한 신속한 복구활동 지원 및 재해복구 소요기간 단축 - 기존의 인적 물적 피해저감 위주의 수동적 재난관리체계에서 시설물을 적극적으로 활용하는 능동적 대응체계로 전환 나. 활용방안 시범구간 선정 적용 및 검증을 통한 활용성평가 SOC시설별의 안정도 평가 시스템 구축 및 시험유역 적용 개발도상국에 기술보급 연구결과의 민간활용 유도를 위한 SOC시설별 표준 보수보강기술 지침서 제공 SOC 관리주체인 국토부, 지자체, 공사 등에서 다양하게 활용할 수 있도록 관련 시스템 및 지침 서 제공 유사시스템 개발 기초자료로 활용 기존 SOC 피해 평가 및 관리 시스템 관련 DB 및 국가 DB 시스템과 연계하여 활용 기 개발된 SOC 시설물 유지관리 시스템과 연계 활용 - xii -

19 CONTENTS 1장. 연구과제 개요 1 1절. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 개요 1 1. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 추진배경 1 2. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 필요성 2 2장. 기술개발전략 수립 5 1절. 기획 필요성 5 1. 기획 배경 5 2. 기획 목적 및 추진방향 6 2절. 국내외 동향 및 환경분석 국내외 정책동향 및 분석 국내외 경제동향 및 분석 국내외 기술개발 동향 및 분석 기술개발을 위한 인프라 및 기반역량 분석 106 3절. 기술 수요 및 예측 기술수요조사 및 결과 기술예측조사 및 결과 130 4절. 기술개발 방향 설정 분석결과 종합 중점추진분야 설정 중점추진분야별 기술발전단계 160 5절. 비전 및 목표 수립 비전 및 목표 기술개발에 따른 미래상 xiii -

20 6절. 후보과제 도출 및 정의 후보과제 재검토 기존 국가 R&D과제와의 중복성 검토 후보과제 리스트 173 3장. 연구개발과제 추진체계 175 1절. 기획대상과제 선정결과 175 2절. 기획대상과제 조정결과 176 3절. 연구개발과제 추진체계 177 4장. 연구개발과제 주요내용 및 기대효과 179 1절. 연구개발과제 주요내용 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 연구단 179 2절. 연구개발과제 활용방안 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 연구단 180 3절. 기대효과 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 과제 기대효과 181 5장. 연구개발과제 소요예산 183 6장. 최종 통합 조정 검토회의 결과 및 조정 185 1절. 1 2차 경쟁기획과제 통합 조정 검토회의 개요 배경 및 목적 경쟁기획과제 통합 조정 검토회의 결과 185 2절. 1 2차 경쟁기획과제 통합 조정 검토에 따른 조정결과 기획연구내용 통합 조정평가결과에 의한 보완요구에 따른 조치결과 기획연구내용 통합 조정평가 보완요구에 따른 확정연구내 - xiv -

21 용 및 예산 188 [첨부] 후보과제 우선순위 도출결과 및 과제카드 후보과제 우선순위 도출결과 과제추진 체계 및 후보과제 과제카드 206 (별권1) 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 연구단 기획보고서 - xv -

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23 목 차 1장. 연구과제 개요 1 1절. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 개요 1 1. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 추진배경 1 2. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 필요성 2 2장. 기술개발전략 수립 5 1절. 기획 필요성 5 1. 기획 배경 5 2. 기획 목적 및 추진방향 6 2절. 국내외 동향 및 환경분석 국내외 정책동향 및 분석 국내외 경제동향 및 분석 국내외 기술개발 동향 및 분석 기술개발을 위한 인프라 및 기반역량 분석 106 3절. 기술 수요 및 예측 기술수요조사 및 결과 기술예측조사 및 결과 130 4절. 기술개발 방향 설정 분석결과 종합 중점추진분야 설정 중점추진분야별 기술발전단계 160 5절. 비전 및 목표 수립 비전 및 목표 기술개발에 따른 미래상 xvii -

24 6절. 후보과제 도출 및 정의 후보과제 재검토 기존 국가 R&D과제와의 중복성 검토 후보과제 리스트 173 3장. 연구개발과제 추진체계 175 1절. 기획대상과제 선정결과 175 2절. 기획대상과제 조정결과 176 3절. 연구개발과제 추진체계 177 4장. 연구개발과제 주요내용 및 기대효과 179 1절. 연구개발과제 주요내용 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 연구단 179 2절. 연구개발과제 활용방안 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 연구단 180 3절. 기대효과 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 과제 기대효과 181 5장. 연구개발과제 소요예산 183 6장. 최종 통합 조정 검토회의 결과 및 조정 185 1절. 1 2차 경쟁기획과제 통합 조정 검토회의 개요 배경 및 목적 경쟁기획과제 통합 조정 검토회의 결과 185 2절. 1 2차 경쟁기획과제 통합 조정 검토에 따른 조정결과 기획연구내용 통합 조정평가결과에 의한 보완요구에 따른 조치결과 기획연구내용 통합 조정평가 보완요구에 따른 확정연구내 - xviii -

25 용 및 예산 188 [첨부] 후보과제 우선순위 도출결과 및 과제카드 후보과제 우선순위 도출결과 과제추진 체계 및 후보과제 과제카드 206 (별권1) 분산정보 공유형 SOC 통합관리기술 연구단 기획보고서 - xix -

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27 1장. 연구과제 개요 1절. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 개요 1. 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 추진배경 o SOC시설물의 보수, 복구 역량 확보 요구 증대 70년 대 이후 경제발전에 기인한 건설산업의 급속한 양적발전은 SOC 시설물 및 고층건물 등의 수요를 대량 창출하였음 성과위주의 건설산업의 성장은 기술경쟁력의 동반성장이 미흡, SOC시설물의 부 실시공 증가 및 노후화 촉진 등 문제점을 야기하였음 구조물의 부실시공 및 노후화 문제는 90년대 중반 이후, 엄청난 인명손상, 경 제적 손실 및 사회적 충격을 안겨주었던 대형구조물의 붕괴(성수대교, 삼풍백 화점)와 조기철거(당산철교)라는 형태로 표면화되었음 o 기후변화로 인한 SOC 시설물의 재해, 재난 노출 증대 및 피해규모 확대 지구온난화에 의한 이상기후는 대기온도 상승과 함께 태풍 등의 대형 강우와 지진, 강풍, 강설 등의 자연현상을 유발하며, 이로 인하여 SOC 시설물의 안전이 상시 위험에 노출되어 있음 최근 140년간 지구온도가 약 0.6 상승하고, 우리나라의 경우 80년대 이후 1 이상의 온도 상승세를 보이는 등 전지구적으로 이상기후로 인한 자연재해 가 빈발ㆍ대형화하는 추세임(소방방재청, 2007) 최근 10년간(통계청자료, 2001) 자연재해 연평균 피해액은 1조 2,700억원, 인명 피해 129명으로 매년 인명과 재산피해가 크게 발생하고 있음 우리나라의 지반재해 중 대표적인 산사태 관련 재해는 그 중 261명의 인명피 해와 연평균 6,000억원의 재산피해가 발생하였고, 피해규모가 급격히 증가하는 추세임 하루 100mm 이상의 집중호우 발생횟수가 1930년대 이전에는 연평균 2.2회, 1940~70년대 5.3회, 80년대 이후 8.8회로 4배 이상 증가하였으며, 연평균 홍수 피해액( 70년대 0.48조 90년대 0.70조 00~ 조)이 증가 피해지역에 대한 응급복구를 위해 3조원의 예산이 투입되는 등 피해규모와 복 구에 소요되는 예산이 반복적으로 발생(소방방재청, 2006)하고 있으나 국가차원 의 R&D예산 투자비율은 1.1%수준임 태풍 및 국지성 강우 등에 의한 자연재해는 반복성, 재발 가능성이 높아 위험개 소에 대한 철저한 위험요인 및 경제성 분석을 통해 재해관리에 있어 최적화 방 안 마련이 필요 - 1 -

28 표 1. 전세계적 자연 재해 건수 증가 추이 (세계 재단 통계 연구센터, CRED, 2005) 재해유형 년도 수문기상 재해 지질재해 생물재해 총계 1900~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~1989 1, , ~1999 2, , ~2005 2, , 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기획의 필요성 o 국가차원의 SOC시설물 통합관리 대안 필요 공공시설물의 관리 및 재해시 복구체계가 부처별로 분산운영되고 있어, 정보교 환 및 복구에서 비효율적임 현재 공공시설물은 국토해양부, 농림수산식품부, 행정안전부 등 각 기관별로 재해예방차원에서 분산관리하고 있는 상태이며 재해 발생시 각 기관별로 복구 를 수행하고 있음 시설물의 정비는 기관별 소관시설에 국한하여 자체 계획, 또는 그때마다 필요 에 의해 산발적으로 추진되어 지역단위별 상호연계성이나 정보교환이 체계적 으로 공유되지 못하여 정비 또한 비효율적임 o 국토관리 및 재해대책에 대한 정부정책기조의 변화 대응 필요 재해 대형화에 대응하는 통합적 계획적 방재체계 미흡 지적(대한민국정부, 2011) 국토해양부 및 신국가방재시스템 백서(소방방재청, 2007)는 후진적 반복 상습 재해구조 타파를 목적으로, 예방위주 투자, 방재형 국토관리, 과학적 관리체계, 보험제도 등과 관련된 핵심전략 및 세부실천과제 도출 기존 재해발생시 국가주요시설물에 대한 사후복구 차원에서 벗어나, 이상기후 등 급변하는 환경에 대응하고, 재해 및 안전에 대한 사전대응 및 피해저감을 위 한 IT융합 기술개발 필요 - 2 -

29 그림 1. 국토관리 및 재해대책에 대한 정부정책기조 변화 - 3 -

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31 2장. 기술개발전략 수립 1절. 기획 필요성 1. 기획 배경 o SOC시설물의 재해대응을 목적으로 한 선진국의 투자 및 연구개발 지원 강화 이상기후 및 지구온난화가 발생되고 있는 현시점에서 SOC 시설물에 대한 재해 대응전략과 관련하여 선진각국에서 많은 연구와 기술개발이 추진 중 미국, 일본, 카나다 등 선진국에서는 재해 유형에 따른 구조물의 피해 가능성 을 시나리오별로 사전에 예측하고 이를 토대로 피해저감을 위한 기술적 대책 을 마련하여 추진 EU는 유럽 전체 재난위험도 평가 시스템인 ESPON(European Spatial Planning Observation Network) 프로젝트를, 대만에서는 HAZ-Taiwan 프로젝트 등을 통 해 재난관리 계획 및 우선순위 수립체계 구축 선진 외국의 재해 재난 관리 체제의 공통적인 특징은 재해 재난에 대한 예방 및 복구 대책이 국가차원에서 지속적으로 투자되고 있음 그림 2. 일본 방재무선 통신망 및 캐나다 재난관리용 통신망 구조 그림 3. 미국 산사태 위험도지도(USGS, 2009) 및 미국 쓰나미 예경보시스템(PMEL, 2006) - 5 -

32 일례로 80년대 말 캘리포니아 북부 한 양조공장은 1500만 달러를 들여 지진방 지시설 설치 후 94년의 대지진 때 3억달러의 피해를 막을 수 있었다고 함 제임스 위토 FEMA(연방재해관리국, Federal Emergency Mamagement Agency) 국장은 사전 예방 비용으로 1달러를 지불할 경우 궁극적으로는 2달 러의 재해 복구비를 절감할 수 있다 고 말함 o 환경/정책/기술변화에 따른 SOC관리기술 개발 필요 자연재해 (태풍, 홍수, 산불, 녹조, 지진 등), 국가네트워킹 등 미래건설환경 변 화를 고려한 SOC 관리기술 구축 필요 국토해양부 SOC 유지관리시스템의 경우 CALS(항만 포함), HMS, PMS, BMS, CSMS, TMS, ITS 넷트워크, WAMIS, FMS 등이 있으나 자체 뿐만 아니라 NDMS, 기상청 등과 타부처와의 호환성이 고려되지 않고 있음 IT/ST 융합기반의 미래형 다목적 SOC 재해통합관리시스템 개발 필요 통신기반으로서 스마트폰 확대에 따른 Social Networking 기반 유지관리체계 구축 필요 녹조, 지진, 쓰나미 등과 같은 새로운 자연재해를 고려한 SOC 관리 및 설계기 술 필요 국가차원의 재해대응장비체계 구축 필요 실사용자인 End User의 기술수요 및 사용자 편의를 고려한 재해대응체계 구축 필요 효율적 재해 대응을 위한 SOC 시설물 자동화통합관리시스템, IT/ST 융합기반 의 모니터링 시스템, 시설물별 건전도 평가 및 예 경보 시스템 등 필요 재해관리를 위한 무인감시 카메라, 조사장비, 무인헬기, 조사차량, 무인로봇 등 의 기본 국가재난관리장비 운용 필요 기술개발 동향 및 환경분석, 기술개발전략 수립, 연구개발과제 도출, 연구범위 설정, 타당성 조사 등을 통하여 국가 연구개발사업으로서 당위성을 확보할 수 있도록 기획연구 수행 필요 2. 기획 목적 및 추진방향 가. 기획 목적 및 정의 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영은 평상 시 SOC시설물의 기능 및 서비스 효 용성을 증진하고, 재난 시 국민의 생명과 재산을 보호하기 위하여 최신 ICT기 술을 접목시킨 정보화 및 자동화기술 - 6 -

33 국가전체의 재해 및 안전사고 등에 대비하고 유지관리 비용을 최소화 할 수 있 는 국가 차원의 SOC 시설물 네트워크 관리기술 개발을 목적으로 함 IT/ST 융합기반, 시스템표준화 등을 포함하는 SOC 통합관리시스템을 통한 과 학적 관리체계 구축 구조물 자동화 시스템, 위험지도 구축, 실시간 모니터링 및 붕괴방지 기법, 예 경보 시스템 등을 통한 방재형 국토관리체계 구축 멀티스케일 원격감시시스템, 이동형재해조사장비, 재해관측시스템, 응급복구매 뉴얼 등 예방위주의 재해대응체계 구축 그림 4. 연구 목적 및 비전 나. 추진 방향 o 중점추진분야 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영 기술 기획을 통하여 효율적인 국가 SOC 시 설물 유지관리 및 방재시스템에 기여할 수 있도록 재해관리 단계별로 중점연구 분야를 배치하고 상호 연관성 및 미래기술이 접목된 핵심기술개발이 도출되도 록 다음과 같은 5개의 중점추진분야를 설정함 - 7 -

34 그림 5. 재해관리단계별 중점연구과제의 기술 및 연계성 재해감시 예 경보 및 재해방지를 위한 센싱 및 모니터링 시스템 구축 중분류 기술은 센서기반 재해 감지 기술, 재해 예경보 자동화 기술로 구분됨 센서기반 재해 감지 기술은 USN기반 재해 센싱 및 에너지 공급기술, 수질재해 센싱 기술, 시설물별 재해 규모 판정 기술, 재해 모니터링 및 예경보 모델 개 발로 구분됨 재해 예경보 자동화 기술은 온톨로지 기반 정보 제공 기술, 증강현실 기반 재 해 예경보 시스템 기술로 구분됨 재해 재난 이력 등에 대한 시설물별 위험도 지도구축 중분류 기술은 재난관리기반 시설물 DB구축 및 위험도 평가기술, 실시간 재난 관리 위험도 지도 구축 기술로 구분됨 재난관리기반 시설물 DB구축 및 위험도 평가기술은 시설물 중요도 평가기술을 이용한 시설물 현황 DB구축, 시설물별 위험요인을 고려한 재해 이력 DB 구축, 재난관리기반 3차원 지반정보 DB 구축 기술, 재해확산 모델, 시설물별 위험도 분석 시스템 최적화 기술로 분류됨 실시간 재난관리 위험도 지도 구축 기술은 실시간 재해위험도 맵핑 기술, GIS 기반 재해 위험도 정보 활용 및 확산 기술, GIS기반 재해대피기술로 분류됨 SOC시설물 위험등급 설정 및 안전율 확보를 위한 네트워크 구축 중분류 기술은 재해별 시설물 건전도 평가기술과 위험등급별 안전율 확보 기 술로 구분됨 재해별 시설물 건전도 평가기술은 실시간 구조물별 건전도 평가기술, 건전도 기반 의사결정 시스템 구축기술로 구분됨 위험등급별 안전율 확보기술은 안전율 향상을 위한 성능개선 기술, 재난확산방 지를 위한 긴급방재 기술, 유비쿼터스 기반 시설물 운영 자동화 기술로 구분됨 - 8 -

35 국가 주요시설물에 대한 헬스모니터링 및 붕괴방지 기술 중분류 기술은 IT기반 스마트 센싱 기술, SOC 시설물 자가 진단 및 상태 평가 기술, SOC 시설물 붕괴 방지 및 지속성 향상 기술로 구분됨 IT기반 스마트 센싱 기술은 레이저 스캐닝 기술을 활용한 SOC 시설물의 안전 진단, 스마트 광섬유 탐촉자 기술을 통한 시설물 헬스 모니터링, 무선스마트센 서네트워크(Wireless Smart Sensor Network) 기술로 분류됨 SOC 시설물 자가 진단 및 상태 평가 기술은 로봇 시스템을 이용한 시설물 상 태 무인 모니터링 기술, 비파괴검사 및 시뮬레이션을 통한 구조물의 현재 상태 평가 기술, 실 재난 데이터베이스를 활용한 구조물의 위험도 기반 확률론적 상 태분석 및 예측관리 기술로 분류됨 SOC 시설물 붕괴 방지 및 지속성 향상 기술은 스마트 재료를 이용한 사회간 접구조물의 진동제어 및 붕괴방지 기술, 스마트 복합재료 기술을 활용한 구조 물의 내진보강 기술 개발로 분류됨 기초, 지반 재해위기 대응 및 체계적 복구기술 중분류 기술은 재해조사 기법/장비 기술, 재해 조사/대응체계 구축기술, 재해복 구기술로 구분되며, 각각의 소분류 기술은 첨단 S/W 및 H/W 기술로 구성됨 재해조사 기법/장비 기술은 무인 이동형 재해 모니터링 장비 및 네트워크 기 술, 피해 평가/산정 기술, 재해조사용 첨단소형장비기술, 재해조사용 위성인터 페이스 기술로 분류됨 재해 조사/대응체계 구축기술은 시설물 비상대응/안전 기준, 재해대응 시스템 인터페이스기술, GIS 기반 재해대피기술, 재해구난용 로봇기술로 분류됨 재해복구기술은 재해복구 순위산정기술, 재해복구 자원배분기술, 재해복구 시 설물 안정화기술, 재해복구용 첨단 재료/공법으로 분류됨 재난대응 네트워크 기술은 SOC관리 기반 e-문서 정보처리 기술, 고신뢰성 기 반 재난 통신 네트워크 확보 기술, 재난대응 국가네트워크 통합 운영 및 연계 기술로 분류됨 o 추진 프로세스 동향조사 및 환경분석, 기술수요조사 및 예측, 기술개발 추진방향 정립, 비전 및 시나리오 설정을 통해 기술개발전략을 수립 중점추진분야 설정 및 후보과제 도출, 우선순위 도출, 기술로드맵 작성, 연구개 발과제 기획을 통해 과제 기획이 이루어지며 사전타당성 조사를 통해 기획의 완성도를 제고함 주관연구기관이 총괄을 담당하여 공동연구기관과 위탁기관 프로세스별 역할 분 담을 통해 공동으로 추진 - 9 -

36 그림 6. 기획연구 전체 프레임워크 o 추진체계 구성 국토해양부는 정책적 방향을 제시하며, 한국건설교통기술평가원에서는 기획과제 를 관리 평가 주관연구기관은 연구의 전반적인 기획과 핵심기술에 관한 연구를 수행하며, 공 동연구기관은 세부기술별로 주어진 요소기술에 관한 기획연구를 수행하고, 위탁 연구기관은 전반적인 기획과제 프로세스에 대해 가이드를 제시하고, 사전타당성 조사를 수행함 전문가 위원회는 중점추진분야 및 후보과제군을 조정하여 최종 TRM을 확정하 는 역할을 수행함 전문가 위원회는 사업적 관점의 외부 전문가로 다양하게 구성함 산, 학, 연, 관에서 해당 과제의 기술 관련 전문가로 다양하게 구성함 2절. 국내외 동향 및 환경분석 1. 국내외 정책동향 및 분석 가. 국내 정책동향 o 부처별 관련 정책동향 국토해양부의 안전한 국토공간조성 정책 기조

37 제4차 국토종합계획 수정계획( ) 및 시설물의 안전 및 유지관리 기본 계획(건설교통부 고시 제 호)에서 지구 온난화 및 재해 대형화에 따른 안전한 국토공간 조성, 국토정보 통합네트워크 구축, 시설물 관리 대책 등 제 시 기후변화에 강한 방재국토 조성, 선제적 방재능력 강화를 위한 방재도시계획 수립, 사람 중심의 안심국토 조성 등을 목표로 국토관리 및 감시 전달체계 마 련과 예 경보 시스템, 재해위험지도, IT기반 첨단 통합방재시스템, 시설물 재 해 예방능력 및 복구능력 강화시스템 등 구축 필요 언급 국토해양부의 경우 기후변화 및 방재능력 강화를 위한 관리대상 재해로서 홍 수, 가뭄, 폭설, 폭염, 산불, 지진, 해일 등을 명기하고 있으나, 구체적인 기술대 안을 제시하고 있지 못함 그림 7. 통합방재시스템 구축 모형(제4차 국토종합계발계획 수정계획, 2011) 후진적 반복 상습 재해구조 혁신을 위한 소방방재청 주요 정책 후진적인 재해구조 혁신을 위하여 방재청, 농림부, 건교부 등 9개 부처 합동의 신국가방재시스템 기획단(2006)을 설치하여 정책대안으로서 신국가방재시스템 백서(2007) 제시 방재시설 관리 시스템 선진화, 계획 예방투자 확대, 반복 재해 차단 예방복구 제도화, 과학방재체제 강화, 통합적 재난관리체계 개편, 자율 책임형 방재역량 증강 등 신국가방재백서 6대 핵심 전략과제과 실천방안으로서 137개 세부실천 과제 도출 신국가방재시스템백서에 의하면, 부처별 방재시스템의 통합적 방재시설 관리시 스템 구축과 첨단 IT기술 등을 이용한 과학적 재난관리시스템 구축 등을 제시

38 하고 있으나 부처별 재난관리시스템의 범국가적 통합관리표준방안을 제시하지 못함 그림 8. 신국가방재시스템의 목표 및 핵심전략과제 체계 (신국가방재시스템백서, 2007) 재난으로부터 국민을 보호하기 위한 행정안전부 주요정책 각종 재난 및 사고로부터 국민의 생명 신체 재산을 보호하기 위한 기본 정 책으로 국가안전관리기본계획을 5년 마다 수립 국가안전관리기본계획에 의하면, 재난 및 안전관리 기반 확충, 국가기반시설 보호와 안정적 관리, 통합적 포괄적 상황관리 체계 구축, 재난 대응 및 복구 의 실효성 확보, 기후변화대비 재난안전 강화 등 15개 중점추진과제 선정 국토해양부의 경우 교통재난의 주관기관이며, 풍수해(설해 및 해일 포함)/가뭄 /지진/건축물 등 시설물 재난/독극물 환경오염/산업재해 등의 유관기관으로 지정함

39 본 기획과제의 범위 설정 시 국토해양부와 관련된 주요 국가기반시설과 관련 된 재난(풍수해, 지진 등)을 고려하여 설정할 필요가 있음 표 2. 국가안전관리기본계획 구성분야 구분 유형별 재난대책 (17분야) 주요 재난대책 (11개 분야) 해외 재난대책 (6분야) 주요내용 풍수해, 방사능, 폭발, 대형화재, 국가기반체계의 마비 등 재난방송, 방재기상, 유.도선안전, 교통안전, 어린이안전 등 재외공관, 해외건설현장, 해외관광객, 진출기업 등 o 주요 법령/제도 및 시사점 재난및안전관리기본법은 민관협력을 통한 국민참여형 종합재난관리체제로서 재 난의 예방 대비 대응 복구에 관한 기본원칙과 공통내용 규정 물자 자재의 비축, 재난사태 선포, 응급조치, 동원명령, 대피명령, 위험구역 설 정, 강제대피조치, 통행제한, 중앙긴급구조통제단 활동 등 규정 자연재해대책법은 자연재해로부터 국토와 국민의 생명, 신체 및 재산을 보호하 기 위한 방재조직 및 방재계획 등 재해예방, 재해응급대책, 재해복구, 기타 재해 대책에 관하여 필요한 사항 규정 농어업재해대책법은 농 어업 생산에 대한 재해의 예방과 그 사후 대책, 농어가 에 대한 재해 지원 등 규정 시설물 안전관리에 관한 특별법은 국가 주요시설물의 적정한 유지관리를 통해 재해 및 재난을 예방하기 위한 시설물의 안전점검 및 관련된 제반 사항 규정 시특법 상 주요시설물의 범위 : 교량, 터널, 항만(갑문/계류시설), 댐, 건축물, 하천(하구둑/수문 통문/제방/보), 상하수도, 부대시설(옹벽/절토사면) 그 외 시설물 종류에 따른 유지 및 관리와 관련된 법령은 방조제관리법, 어촌 어항법, 도로법, 철도안전법 등이 있음. 재해 및 시설물 안전관리 관련 법령이 재해관리 또는 시설물 유지관리만을 위 한 개별적 법령만으로 되어 있어 재해관리와 시설물 유지관리의 통합행정측면 이 무시되어 조직체계, 정보교환, 표준화 등과 관련된 업무 효율이 떨어짐 건기법, 건산법, 도로법, 항만법, 건축법 등에 의해 개별적으로 구축된 정보시스 템(건설CALS, AIS(건축행정정보시스템), CIS(건설행정정보시스템) 등) 간의 연 계 통합이 제대로 되지 않아 단편적인 현황정보 제공과 업무지원 수준에 머물 고 있음

40 o 과제 관련 주요 R&D 정책 이상기후에 대비한 시설기준 강화 연구사업 (국토해양부) 지구 온난화에 의한 이상기후 발생으로 집중호우, 태풍 등의 자연재해가 급증 하고, 이로 인해 증가하는 시설물 및 인명피해 발생을 저감하기 위한 시설기준 및 치수대책 마련을 목적으로 하는 R&D 사업 주요분야는 이상홍수 대응기법의 국내외 사례조사 및 대응전략 수립, 토석류 대비 도로 시설 설계 개선, 이상기후에 대비한 시설기준 정비, 기본풍속도 정 비 및 돌풍에 의한 풍환경 피해 방지대책, 건축물의 풍하중 및 풍진동 설계기 준 정비 및 개발 등임 2010년 6월 종료된 사업으로 국가주요시설물에 대한 재난관련 중요도 평가, 홍 수발생 관련 취약성(지리적 침수 가능성) 고려 인벤토리맵 작성 등 본 기획과 제와 관련있는 내용이 있으나, 홍수에 대한 시설물 자체의 구조적 취약성 및 시간요소(Timeline)에 대한 고려가 없어 본 기획과제에서 관련 연구의 기획이 필요함 국가주요시설물 안전관리 네트워크 시범구축 및 운영시스템 개발사업 (국토해 양부) 주요시설물의 피해발생 빈도와 규모 등을 고려한 상시 안전관리시스템 및 표 준화 방안 도출을 목적으로 한 R&D 사업 주요분야는 1,2종 시설물의 안전관리 체계 및 보수/보강 체계 개선, 관리주체 기술력 향상 및 기술자 역량 강화, 예방적 유지관리 체계 확립, 유비쿼터스 기 술을 활용한 시설물/안전관리 선진화 등임 시설물 자체의 구조적 취약성 평가가 배제되어 있으며, 재난 발생 직전 대응, 발생시 대응 등 재난관리 전략적 접근이 미흡 2011년 현재 5차년도 사업이 최종 종료된 사업으로서 재해감시 예경보시스템, 위험도지도, 건전도 평가 등이 제외되어 있으나, 헬스모니터링 중 스마트 센싱 기술, 붕괴방지 및 지속성 향상 기술분야의 경우 차별성을 갖는 기획 필요 차세대홍수방어기술 개발사업 (국토해양부) 자연재해 중 가장 피해가 큰 홍수피해 저감을 위한 첨단 하천 예보기술 개발, 유역 차원의 홍수방어 및 관리기술 개발 개발을 주목적으로 하며, 홍수로 인해 발생하는 인명피해, 재산피해를 최소화함으로써 21세기에 맞도록 홍수재해를 방어할 수 있는 기술의 확보를 위한 R&D 사업 주요분야는 홍수조사 선진화 및 모니터링 기술, 치수능력 증대기술, 미래통합 유역홍수 대응기술, 국가 홍수 관리시스템 개발 등으로, 최종목표는 홍수방어 및 관리시스템 구축을 통하여 수재해에 의한 인명피해 5% 및 재산 피해 30%

41 절감임 2011년 현재 4차년도 사업이 진행 중이며 2008년 12월 ~ 2013년 12월까지 추 진된 본 R&D 사업은 치수시설 모니터링, Flood Risk Mapping, 실시간 홍수예 측예보 시스템 등 본 기획과제의 일부인 수재해 관리분야의 선행사업으로, 최 종 연구성과물의 연계 활용 및 지속 개발을 위한 면밀한 모니터링이 필요 자연재해저감기술 개발사업 (소방방재청) 매년 반복적으로 발생하는 자연재해로부터 국민의 생명과 재산을 보호하여 재 해에 강한 Safe Korea 실현을 위해 국가 방재 계획과 연계될 수 있는 현장기 반 방재핵심기술의 개발 및 재난대응기술의 시스템화/실용화, 관련부처 및 기 관의 방재 사업을 지원할 수 있는 수요 지향적 기술개발을 목표로 진행되는 R&D 사업 과학기술부에서 추진하였던 중점국가연구개발사업 및 핵심연구개발사 업 으로 ~ 까지 1~3단계 사업이 수행되었으며, 이후 소방방재청 주도의 자연재해저감기술개발사업 으로 추진 중임 주요분야는 홍수 산사태 황사 지진 등 자연재해의 관측, 평가 및 예측기술, 자연재해저감기술 및 피해 경감기술, 자연재해저감기반기술의 개량 및 재난대 응기술의 시스템화 등 임 중점추진 연구분야의 경우 내배수 침수재해 저감기술, 산사태재해 예측 및 저 감기술 개발, 사면붕괴예측 및 대응기술개발, 지진해일 재해저감기술 개발, 퇴 적황사재해 피해평가 및 대응기술 개발, 사이버 자연재해 기술정보 통합센터 구축, 지역별 자연재난 대응을 위한 안전도 활용성 제고 기술개발 등으로 본 기획과제의 홍수 산사태위험지도, 시설물자동화, 사면 모니터링 등 세부기술 과 밀접한 관련이 있는 선행사업으로, 최종 연구성과물의 연계 활용 및 지속 개발을 위한 면밀한 모니터링이 필요 국가재난관리시스템(NDMS) 구축사업 (소방방재청) 재해를 예방하고 그 위험으로부터 국민을 보호하여 국민의 복지 실현을 목적 으로 하는 국가재난관리체계의 기반정보시스템 구축을 위해 소방방재청에서 주관하고 전국 16개 광역시 도, 234개 시군구가 공동으로 참여하는 국책 사업 임 주요분야는 국가안전관리정보시스템 고도화, 긴급구조정보시스템 구축 및 확 산, 고도화기반 DB 구축, 정보인프라 강화 등으로 인명피해 32.7%, 재산피해 8.2% 경감을 목적으로 함 국토해양부, 지식경제부, 문화재청 등에서 개별적으로 관리하고 있는 재난관리 시스템과 연계를 목표로 하고 있으며, 본 기획과제에서 국토해양부 관련시스템 과 NDMS와의 최적 연계방안 수립을 위한 통합플랫폼 구축이 필요한 것으로 예상됨

42 U-방재통합플랫폼 구축사업 (부산시) 재난재해 사전예방과 피해발생시 신속히 대응할 수 있는 통합관제의 필요성을 바탕으로 계획된 U-방재 인프라 통합 구축사업의 일환으로 국토해양부의 2009 년도 U-시범도시 구축사업으로 수행됨 표 3. NDMS의 주요기능 및 특징 구 분 주요 기능 업무 적용 예방 및 대비관리 시스템 시설관리 물자관리 웹 GIS 재난시설관리 지역관리 방재시설물관리와 피해발생시 대피수용시설관리 지원 응급복구장비, 수방자재관리, 방역물자관리, 구호기증물자 관리 지원 지리적 위치를 이용한 자원정보 제공 재난발생 위험 및 예방 필요시설 지역을 위험등급별 지정관리 대응관리 시스템 피해상황관리 일일상황관리 대응지시관리 인명 및 재산피해상황 전산보고 및 실시간 집계 지역별 피해 및 조치상황 내역 실시간 조회, 대응책 마련 지원 교통사고, 화재폭발 등 재난발생 현황 및 조치결과 실시간 정보 공유 연계 지원 중앙/지방간 메신저, SMS, PDA 등 쌍방간 재난대응 및 조치 사항 실시간 전달 복구관리 시스템 복구계획관리 복구진도관리 피해상황관리시스템에서 입력된 시군구도별 공공시설 등 피해 현황 및 복구비 산정 지원 복구비 집행여부 및 복구사업진행 정도 모니터링, 관리 그림 9. NDMS 상황관리체계도

43 세부사업 내용으로 재난상황 발생시 실시간 정보공유를 위한 U-방재인프라 통합플랫폼 구축, 시설물 자동화를 위한 배수 펌프장 실시간 모니터링 및 원격관리 시스템, 재난 위험지역에 있는 시민들에게 실시간 정보를 제공을 위한 U-개인단말기 서비스 등이 있음 방재통합플랫폼구축, 배수펌프장 원격제어, 사면계측 등이 수행되었으나, 재해 감시 예경보시스템, 위험도지도, 스마트 센싱기술, 붕괴방지 및 지속성 향상 기 술 등의 분야가 수행되지 않았으며, 통합플랫폼 구축, 원격제어 시스템 등에서 차별성을 갖는 기획 필요 표 4. U-방재통합플랫폼구축사업의 사업 개요와 구축시스템 개요 사 업 개 요 구 축 시 스 템 개 요 종합적인 재난상황관리를 위해 개별적인 방재시스템 통합 연계사업으로서 U-방재통합플랫폼구축을 위한 국토해양부 시법사업의 성격 ('10.2) U-배수펌프장 원격제어 및 사면계측 등 단위시스템 구축 재난 복구 보다 재해예방을 목적으로 사전 정비 및 재난관리체계 구축을 위한 유비쿼터스 기반의 배수펌프장 원격관리시스템 구축 부산의 침수 우려 및 발생지역의 배수펌프장 재난 상황을 실시간 송출 시스템 구축 3개 배수펌프장 시범 설치 후 운영성 평가에 따른 배수펌프장 확산사업추진 배수펌프장 실시간 원격제어시스템 구축을 통한 시군구 재난대책본부 상황실에서 원격상황관리 가능하도록 유도할 예정 나. 국외 정책동향 o 국가별 정책동향 미국의 정책동향 및 시사점 연방정부 내 국가비상사태 관련 기관으로서 국토안보부(DHS, Department of Homeland Security)와 자연재난 담당기구인 연방재난관리청 (Federal Emergency Management Agency: FEMA) 운영 Ÿ Ÿ Ÿ 부처 단위 재난통합관리를 수행하는 국가재난대책본부(NOC)의 감독을 DHS 작전조정책임자(Director of Operations Coordination)가 주관 대규모 재난(자연재해 또는 인재 등) 발생 시 주정부 EOC (Emergency Operation Center)가 연방정부 및 지방정부와의 협력체계 아래 전사적 대 응시스템 (National Incident Management System 2008) 인적 자산, 물리적 시스템, 사이버 시스템 등을 포함하여 중요기반(농산물 및 식품, 음용수, 공공안전, 긴급서비스, 방위산업기반, 통신, 에너지, 교통, 금융 재정 등)과 주요 자산(국가적 기념물 및 상징, 핵발전소, 댐, 정부시 설, 주요상업자산 등)으로 구분하여 관리정책 추진

44 Ÿ Ÿ Ÿ FEMA의 경우 재난관리용 통신시스템(AMSC SkyCell 시스템, 이동위성 통신 시스템) 및 GIS 기반 재난관리시스템인 Hazus-MH 구축 운영 Hazus-MH의 경우 지진, 허리케인, 홍수 등 3개 자연재해에 대응하는 구 조물(건물, 전기, 교통, 댐, 핵발전소, 제방 등의 사회기반시설)에 대한 GIS 기반의 위험도맵 제공 National Inventory 시설물 정보 : 필수 시설(경찰서, 소방서, 학교 등), Lifeline (전기, 상하수도, 교통 등), 고위험시설(댐, 핵발전소 등), 일반건축 물, 인구통계정보(나이, 수입, 성별 등), 피난시설 등 그림 10. 미국 National Incident Management System 그림 11. FEMA의 Hazus-MH

45 미국의 재해 및 재난관리 관련법의 경우 Stafford 재난지원 및 긴급구호법 (Robert T. Stafford disaster Assistance and Emergency Relierf Act), 재난피해 감소법(2000), 국토안보법(2002), 국토안보 대통령 훈련 제5호(HSPD-5) 등 중심 으로 구축 테러 대비 정보공유 및 공격대응을 위한 정보공유분석센터(ISAC : Information Sharing & Analysis Center) 구축, 운영 중임 미래재해위험 감소를 위한 6대 정책 방향에 대한 국가과학기술위원회(NSTC) 산하 재해저감위원회(SDR, Subcommittee on Disaster Reduction)의 재난 및 안전관리기술개발 종합계획(2007) 제출 Ÿ 6대 정책방향 : 1)자연 및 인적재난 기술의 테러예방 활용, 2)재해정보 수 립과 예측역량강화, 3)위험평가모델개발 및 의사결정 지원시스템 연계, 4)Hazard 연구의 신속한 현업화, 5)저감기술활동 및 인센티브 증대, 6)위 험의사소통 역량, 공공경보시스템 기법 강화 미국의 경우 재난대비체계에 테러 등 국가안보개념을 포함하여 운용하고 있으 며, 지진, 허리케인, 홍수 등 자연재해를 대상으로 재난관리용 통신시스템 (AMSC SkyCell 시스템, 이동위성 통신 시스템) 및 GIS 기반 재난관리시스템 (Hazus-MH) 등을 기술대안으로 활용하고 있음 미국 연방도로국(Federal Highway Administration, FHWA)에 따르면, 고속도 로와 교량의 유지보수 비용이 1997년 230억 달러에서 2004년 364억 달러로 60% 증가 Ÿ 미국토목학회(2009)에 의하면, 미국 사회기반시설물의 안전등급의 경우 평 균 D 등급으로, 향후 5년간 2조 2천억 달러의 투자가 필요하다고 예상 사회기반시설물의 안전등급 확보를 위한 재원 및 유지관리체계 확보계획 필요 일본의 정책동향 및 시사점 고베세계재해감소회의(WCDR, 2005)에서 168개 UN회원국에 의한 5개항의 효 고행동강령(HFA) 채택 Ÿ 2015년도까지 자국 재난위험감소를 위한 국가정책 우선순위화 및 조기경 보체제구축, 재난위험 및 확인 평가 등 실시 권고 일본방재백서(2010) 에서 과학기술연구, 국토보전, 재해복구 등 방재관련 대책 및 예산 수립 Ÿ 과학기술연구 약 77억엔, 재해예방 약 2,165억엔, 국토보전 약 6,464억 엔, 재해복구 약 2,193억엔 등 재해 및 재난관리 관련법의 경우 지진, 화재, 인위적 사고 등에 대비한 재해대 책기본법, 무력공격이나 대규모 테러 등의 무력공격사태대처법, 재난발생 시 국가 및 지방자치단체 통합대응을 규정한 국민보호법(2004) 등 운영

46 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 1995년 고베지진을 계기로 건축물의 내진개수 촉진에 관한 법률 을 공포 하여 내진 설계 기준을 강화 풍수해대책으로 2001년 토사재해 방지대책 추진에 관한 법률 제정 시행 하천홍수예보시스템 확충을 위한 수방법(2001) 개정 시행 지리공간정보활용 추진 기본법(2007년 8월) 제정을 통한 GIS사업의 체 계적 추진 표 5. 미국사회기반시설물의 안전등급 미국토목학회 (2009년) 사회기반시설물 등급 항공 D 교량 C 댐 D 음용수 D- 에너지 D+ 유해폐기물 D 하천 D- 제방 D- 공원 C- 철도 C- 도로 D- 학교 D 고형폐기물 C+ 교통 D 하수 D- 평균 등급 D 일본 재난관리정보시스템의 경우 중앙정부 운영 방재정보시스템, 기상청 기 상자료 종합처리시스템 및 지진활동 종합감시시스템, 국토교통성 홍수 예 경보시스템, 토사재해발생 감시시스템, 문부과학성 방사능 정보시스템 소 방청 긴급지원 정보시스템 과 위험물정보 등 정보지원시스템, 지자체별 "종 합방재정보시스템 등 운영 대규모 재해 시 총리대신관저, 중앙성청 및 전국의 방재기관 상호의 통신 확보 를 위한 정부전용 인공위성 방재무선통신망 (DPRC NetWork, Disaster Prevention Radio Communication NetWork) 운용 Ÿ 1974년 미즈시마 기름유출사고를 계기로 소방, 경찰, 해상보안청 등 방재 기관 정보교환을 목적으로 한 방재상호 통신용 무선 구축

47 그림 12. 일본 방재무선 통신망 일본방재예산 중 재난예방, 국토보전분야 등 79%, 재난복구분야 20%로 예방중 심의 재난관리예산 집행 및 1990년부터 방재기술대안으로서 해저드맵 활용 Ÿ 홍수, 내수, 고조, 해일, 토사재해, 화산, 지진 등 재해별로 방재 위험도 해 저드맵 구축 그림 13. 국토교통성 해저드맵 포털사이트 여러 국가의 정책동향 및 시사점 캐나다의 경우 위성통신(음성, 화상 및 데이터), 항법시스템(GPS, 지구관측) 등 을 활용실시간 긴급재난관리시스템 (REMSAT, The Real-time Emergency Management via Satellites, 2004) 구축 호주의 경우 연방정부, 주정부, 지방정부 등 관련 기관 재난정보공유를 위한 재난정보포털(AusDIN, Australian Disaster Information Network) 구축 운용 Ÿ 국제적, 범국가적, 지역적, 국지적 지리정보를 제공하여 재난발생예측 및 구조물 등에 대한 재난 잠재적 영향 예측

48 Ÿ Ÿ 재난발생상황의 실시간 표시, 발생 가능 재난에 대한 대응계획수립 지원, 구조물 코드, 표준 및 구축방법 제공 퀸즈랜드주의 경우 주정부, 재해지역, 각 지역 등으로 구분하여 지역재해 인명구조대 재해수집정보 등을 제공하는 the DM(Disaster Management) 포탈 " 운영 각 국별 재해특성 및 경제규모에 맞는 법률정비, 조기경보체제, 재난위험정보 확산시스템 구축 운영 그림 14. 캐나다 재난관리용 통신망 구조 o 과제 관련 주요 R&D 정책 미국의 주요 R&D 정책 미국과학재단(NSF) 센서와 센싱 시스템" 개발프로그램을 통해 2000년도 중반 까지 약 6500만 달러 연구 투자 그림 15. 미국/캐나다 안전진단 및 상태추정 관련 연구개발과제 현황

49 진동제어, 내진보강 등 교량 붕괴방지를 위한 구조물 면진 및 제진 장치를 활 용한 성능향상기법 활용 Ÿ Ÿ ATC-40 (Applied Technology Council) : 기존 철근콘크리트 구조물의 내 진보강 및 성능 향상 기준 마련 FEMA 274 기존 면진장치 및 제진장치 등을 이용한 구조물 설계방법 명 시 및 구조설계 활용 권장 FEMA를 통한 예방 대비 대응 복구 등 4단계 재난관리계획 실시 표 6. FEMA에서 진행중인 재해경감 프로그램 예방 계획 댐 안전 프로그램 (National Dam Safety Program: NDSP) 홍수 대비 프로그램 (National Flood Insurance Program: NFIP) 지진위험경감 프로그램 (National Earthquake Hazards Reduction Program: NEHRP) 태풍 관련 프로그램 (National Hurricane Program) 경감기술지원프로그램 (Mitigation Technical Assistance Programs) 경감활동 (Mitigation Activities) 주요 내용 댐 안전 계획, 정책, 지침 등 댐 안전관리정책 수행 3개 분과(홍수보험, 홍수지역관리, 홍수위험지도제작)로 구성되어 홍수피해감소계획(안) 작성, 홍수위험지도 배포, 예방법령의 적용 및 집행 관리 수행 지진영향 이해증진, 내진설계, 구조기술, 지진 안전정책, 모의연습 등 지진예방프로그램 진행 태풍으로부터 지역사회 보호를 위한 각종 계획, 지침 작성, 비상대피소 지정, 모의훈련, 재정지원 등 계획 및 실행 주, 지역단체, 예방사업본부 등의 기술지원업무(사회 기반시설 안정성 평가, 위험요인 환경평가 등) 수행 위험지역 보수/보강 활동 및 재정 지원 EU의 주요 R&D 정책 EU 가맹국간 연계성 확보를 위한 인프라 구축 및 공간 지리데이터 공유를 위 한 INSPIRE"(INfrastructure for SPatial InfoRmation) 추진 사회기반 시설물의 헬스모니터링 및 관련 분야 투자 게획인 EU 7th Framework Program ( ) 추진 중국의 주요 R&D 정책 중국 중장기기술개발프로그램 (2006)을 통해 첨단산업육성계획 수립 추진 Ÿ Ÿ 스마트 광섬유 탐촉자 기술을 통한 시설물 헬스 모니터링 분야 로봇 시스템을 이용한 시설물 상태무인 모니터링 기술

50 다. 국내외 정책동향의 시사점 o 재해 재난관리체계에 대한 국가차원의 지속적 투자가 필요 미국, EU, 일본 등 선진국은 재해 재난 관리체계에 관한 국가차원의 관심과 투자를 지속적으로 추진해오고 있으며, 그 결과로 우리나라에 비하여 높은 수준 의 긴급구조 및 응급의료체제를 보유하고 있음 미국의 재해대책은 재난관리기관에 충분한 예산 부여와 전문인력으로 구성하여 재난에 효과적으로 대응할 수 있는 체제가 구축되어 있으며, 기초연구부터 실무 연구를 수행하는 연구기관과 다양한 교육 및 훈련프로그램을 마련하여 재난피 해 경감을 위한 적극적이고 장기적인 대책을 시행 o 인위재난과 자연재해를 총괄 관리하는 통합 거버넌스 구현 필요 미국은 인위재난과 자연재해를 총괄하는 대통령 직속조직을 구성하여 부처별로 분산되어 있는 기능을 통합 조정할 수 있어 강력하고 효과적인 재난대응이 가 능함 재난관리기관에 충분한 예산부여와 전문인력을 구성하여 재난에 효과적으로 대응할 수 있는 체제가 구축되어 있음 미국의 재난관리체제를 분석하여 볼 때 바람직한 재해 재난 관리체제를 구축 함에 있어 중앙정부가 모든 재해 재난을 관리할 수 있는 전담조직을 설립하 고 중앙과 지방의 피해를 적절히 분담하는 것이 필요 미국은 연방재난관리청의 설립으로 재난관리를 위한 통합 거버넌스를 구축하였 음 재난의 종류에 따라 지엽적이고 소극적이던 재난관리 방식이 총체적 재난관리 개념의 시작으로 전체적이고 적극적인 재난관리방식으로 전환하였음 재난 발생 시, 조정관 제도 도입을 통한 의사결정 간소화 유도 미국의 경우 대통령은 비상사태 또는 주요 재난을 선포하며 연방조정관을 임 명하고 임명된 연방조정관은 재난현장에서 대통령의 대리인으로 활동하며, 연 방재난 대응과 복구지휘를 담당함 우리나라의 경우 유관기간간의 긴밀한 협조가 부족하고 현장 지휘체계가 미약 한 점을 고려할 때 미국과 같은 강력한 지휘권을 갖는 조정관 제도를 도입하 여 활용할 필요가 있음 o 중앙과 지방의 재난관리 역할 분담 필요 미국은 중앙조직으로 연방재난관리청을 설치하고 10개의 지국을 설치하여 인위 재난 및 자연재해를 총괄하여 관리함

51 미국은 재난에 대한 일차적 책임을 지방정부에 일임하고, 대규모 재난에 대해 중앙정부가 인력과 예산을 지원해주고 있으며 중앙과 지방간의 피해분담을 명 확히 하여 효율적인 재해 재난관리체계를 구축 우리나라는 국가재난관리체계의 효율성과 지휘체계를 지나치게 강조하여 중앙 집권 일변도로 체계를 구축하고 있어 지방화 시대에 요구되는 중앙과 지방의 적절한 업무분담구도를 고려할 필요가 있음 o 재해보험제도 도입 검토 필요 미국에서는 재해발생시 국가의 지원체계가 재해보상차원이 아닌 사회구호적 차 원일 수 밖에 없는 점을 인식하고 위험의 분산을 유도하는 사회적 제도로서 재 해보험제도가 실시하고 있음 우리나라의 경우 재해구호 및 복구와 관려하여 부처별로 지원대상이나, 지원방 법, 지원수준이 상이할 뿐만 아니라 매년의 사회경제 여건에 따라서도 지원기준 이 달라지는 등 체계성과 일관성이 결여됨 우리나라의 복구지원은 재해발생후의 생계유지를 위한 간접지원성격을 띠고 있 어 근본적인 대책이라 할 수 없음 우리나라는 피해평가방법이나 조사체계가 미비되어 있고, 피해조사 전담기구가 없어 전문성 있는 피해조사가 불가능할뿐아니라 실제 피해액에 비해 복구지원 액이 매우 적고 일정기준 이상의 피해에 대해서만 지원하는 등의 한계를 가짐 우리나라 지자체의 경우 재정의 취약성 때문에 효과적 지원이 불가능함 o 예방활동의 범위를 명확화하는 것이 필요 FEMA는 초기 설립시 대응과 복구가 지나치게 강조되어 재해관리에 대한 조정 권 확립에 한계성이 노출된 사례를 가지고 있음 2. 국내외 경제동향 및 분석 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영기술 개발을 통해 얻게 되는 시장가치 또는 규모는 두 가지 측면에서 평가될 수 있음 공공기술 또는 공공시설물 관련 기술은 적용대상이 국민이므로, 개발기술을 통 해 얻게 되는 공적, 직 간접적인 경제적 이득을 정량적으로 평가할 수 있어야 함 또한 개발 기술의 형태가 소프트웨어 또는 하드웨어로써 민간기술이전이 가능 한 부분에 대하여는 개발상품의 직접적 가치 및 기술료 등 지적재산권으로 평 가 가능 네트워크 기반 SOC 관리 및 운영기술은 공공시설물 및 국민에게 생길 수 있는

52 재난피해(인적 물적) 경감을 목적으로 하고 있으므로 상기 두 가지 평가기준을 적용 개발 기술을 통해 얻게 되는 공공시설물 피해 저감액 및 인명피해 감소 효과 센서재해감지기술, 시설물진단/상태평가 기술, 상태점검 로봇 등 유형기술의 상품가치, 기술료 등 지적재산권 행사를 통해 얻는 경제적 이익 등 가. 시장환경 (1) 국내시장 규모 및 전망 o 재난 관련 시장 동향 70년대 이후 인명피해 감소, 재산피해(연평균 1조 7천억원) 및 복구비용(연평균 2조 6천억원) 급증 자연재해저감기술개발사업 보고서(2010) 에 의하면, 홍수, 산사태, 산불 등 자 연재해로 인한 연평균( 94~ 03년) 피해의 경우 사망 137명, 재산피해 1조 7천억 원, 복구비 2조 6천억 원 임 Ÿ Ÿ 연대별 국내 재해 피해규모(통계청 KOSIS 통계정보시스템) 태풍 루사( 02년), 매미( 03년)의 경우 인명피해 377명, 재산피해 총 9조 3.7천억원 발생 표 7. 연대별 국내 재해 피해규모 연대 평균 인명피해(명) 평균 재산피해(억원) GDP대비 재산피해(%) 1970 년대 년대 179 3, 년대 90 5, 년 이후 , 표 8. 태풍 루사, 매미로 인한 피해현황 태풍 영향기간 사망(실종) 재산피해(억원) 루사 ~ ,480 매미 ~ ,225 재해관련 시장규모를 살펴보면 국내의 경우 대부분 집중호우기에 발생 2006년 7월 집중호우기에 만 전국적으로 22명이 사망하고, 1조8천억원의 피해 발생

53 피해지역 응급복구비용으로 3조원 예산 투입 등 피해규모와 복구소요예산이 반복적 발생하여 재해 관련 시장규모의 경우 기하급수적 상승이 예상됨 (소방 방재청, 2006) Ÿ Ÿ 시설물 위험도 맵, 홍수예경보시스템 등 공공시설물 적용기술의 경우 경 제적 가치 평가보다 인명 및 재산피해저감 등 사회적 가치 평가 가능 자연재해와 관련된 직접피해액의 10% 저감할 경우 연간 약 3천억원 이상 재산피해액 감소 국가 재난관리를 위한 재정투자계획 국가안전관리기본계획[ ] (행정안전부, 2009)에 의하면, 국가 차원 재난 관리를 위한 재정투자계획의 경우 4대강살리기사업 소요예산 16.9조원을 제외 하고도, 2010년에서 2014년까지 총 48조 8,603억 정도로 연평균 약 7.8조원이 투자되도록 계획되어 있음 Ÿ 이중 풍수해, 해일, 가뭄 등 자연재난 재해예방사업에 연평균 약 6.1조원 (총 30조 4,396억), 전체 예산의 약 62.3% 투입 예정 표 9. 재난 및 안전관리 재정투자계획(행정안전부, 2009) (억원) 구분 계 사업비 사업비 사업비 사업비 사업비 사업비 전체 488,603 80, , ,451 91,961 94,536 자연재난 304,397 53,958 70,306 70,369 60,618 49,146 인적재난 81,645 14,188 15,362 21,820 18,084 12,192 국가기반보호 48,815 7,268 14,735 13,820 6,411 6,580 전염병 9,439 1,399 1,995 2,009 2,022 2,014 안전관리 44,308 3,761 5,685 5,433 4,826 24,603 o SOC시설물 관리기술 시장 동향 국가 SOC 분야 중장기 재정소요 및 예산 규모 국가주요사업의 분야별 중장기재정소요분석(국회예산정책처. 2009)에 따르면, 2009년에서 2018년까지 약 90조 1,100억원 예상 Ÿ 전체 약 94%가 도로, 철도 등 교통 및 물류분야에 치중되어 있으며, 수자 원 및 산업단지 등의 지역개발분야의 경우 약 6% 정도로 추정

54 그림 16. SOC 분야 총사업비 예상액(국회예산정책처, 2009) 2010회계연도 결산 부처별 분석(국회예산정책처, 2011) 결과, 2011년도 SOC 부 문 예산의 경우 약 25조1,106억원 정도로, 도로, 철도, 해운 항만, 항공 공항, 수자원 등 교통 및 물류분야 80%, 나머지 분야 20% 투입 표 10. SOC 분야별 재정규모(억원) 년도 부문 도로 95,850 80,038 74,487 철도 47,654 42,020 44,338 도시철도 15,898 11,492 9,717 해운 항만 21,298 18,617 16,333 항공 공항 물류 등 기타 22,264 22,386 22,434 수자원 28,434 51,076 50,182 지역 및 도시 17,177 15,919 16,424 산업단지 8,808 8,893 9,811 합 계 257, , ,405 자료 : 2010회계연도 결산 부처별 분석(국회예산정책처. 2011) 자료를 토대로 재산정 국가 SOC 유지관리예산 규모 사회기반시설물의 경우 대략 1,800조원에 달하며, 유지관리투자의 경우시설물 자산가치 대비 0.3%, 신규 건설 대비 8% 정도로, 선진국의 1/3가량으로 추정 됨 Ÿ 국토해양부 자료에 의하면, 2004년부터 2008년까지 5년간 도로부문 평균 투자액의 경우 약 7조6천억원이며, 유지보수 및 관리에 약 10% 수준인 평 균 7691억원 투자

55 그림 17. 유지관리투자 비중 (2000년) 그림 18. 도로 투자현황 및 도로관리 비교 (국토해양부) 시설물 안전관리전문기관 현황 안전진단전문기관의 경우 1995년부터 2002년까지 연 평균 약 20%씩 증가, 2003년부터 그 증가폭 둔화 시특법 대상 시설현황 458 구분 '95 '96 '97 '98 ' '00 ' 업도로 2,192 2,510 2,762 3, ,509 3,869 4,582 체 318 철도 ,030 1,133 1, 수 항만 댐 건축물 6,299 8, ,537 12,717 15,435 17,686 19,587 하천 상하수도? 79 폐기물매립시설 옹벽 절토사면 '95 '96 14 '97 '98 '99 22 '00 '0124'02 '03 26 '04 '05 '06 41 '07 '0870 '09 '10108 합계 10,643 12,967 15,899등록년도 18,639 21,943 24,785 27,696 교량및터널 건축 항만 수리 업체수 건설교통 e-통계자료 그림 19. 시설물 안전진단전문기관 현황

56 Ÿ 한국시설안전공단에 의하면, 1995년부터 2006년까지 유지비용의 경우 약 240억원 정도이며, 도로교량유지관리 위주로 활용 그림 20. 시설물 안전점검 소요비용 (1995년 년) 스마트 광섬유 탐촉자 기술을 통한 시설물 헬스 모니터링 국내 산업구조물 안전진단 시장의 경우 2006년 1천억원, 2010년 2천억원 등 향 후 비약적 성장예상분야로, 2010년 세계시장규모(34조원)의 0.6% 수준(영남일 보, 2007) Ÿ 국내 비파괴검사시장 규모의 경우 약 800억 정도로, 기반시설의 안전진단, 수명예측수단 등이 본궤도에 오를 경우 큰 산업 성장이 전망됨(국내 금융 계 시장전망 자료, 2006) 로봇 시스템을 이용한 시설물 상태 무인 모니터링 기술 국내 IT융합시장의 경우 정부 IT융합기술확산정책으로 2010년 365억불에서 2020년까지 1,237억불로 확대될 전망(자동차 조선 의료 기계 건설 섬유 국방 에 너지 조명 로봇 10대 분야, ETRI) Ÿ Ÿ 건설 : (현재) 노동집약형 시설물 건설 -> (미래) 기술집약형 디지털 기반 시설물 건설 건설분야의 경우 IT관련 기술이 지능형센서 및 네트워크를 건축물에 접목 하는 양상으로 진행되고 있으며, 건설과 IT융합 수준에 다다랐다고 보기 는 어려운 측면이 있음 대형 구조물 안정성 향상을 위한 스마트 진동제어 기술 신규 초고층 건물의 건설 증가로 인한 구조물의 내구성 향상에 관한 시장성장 Ÿ Ÿ 2010년 한국 초고층 건축시장의 경우 세계시장의 20%가량인 10조원 정도 로 추정 초고층 건물의 사회적 중요성, 붕괴 시 발생할 수 있는 막대한 피해, 발생 된 구조손상에 대한 보수-보강의 어려움, 그리고 내진 안정성이 해당 건물 의 마케팅에 중요한 역할을 할 수 있다는 점을 고려하면, 초고층 건물에

57 대해서는 일반건물보다 엄밀한 내진설계가 필요 그림 21. 전국 초고층 빌딩 현황 스마트 복합재료 기술을 활용한 구조물의 내진보강기술 유지보수보강시장 중 가장 큰 건설리모델링 시장의 경우 1999년 연간 2조원, 2000년 3조5천억원으로 건설시장 내 비중도 3%에서 4.6% 증가, 2005년 리모델 링시장의 경우 23조원 예상 o 센서 및 네트워크 기술 시장 동향 지능형센서 산업의 경우 미래성장산업으로서 사용분야가 광범위한 고부가가치 복합지식산업임 지능형센서의 경우 선진업체와의 기술격차와 가격경쟁력 차이로 인하여 시제 품 개발 수준으로, 상용화 된 MEMS센서 등을 대부분 해외에서 수입하여 센서 모듈제작 Ÿ 국내 센서 수출입 현황을 보면, 2006년 센서수입액의 경우 전년 대비 9.2% 증가한 6억 8천만불로 당해 수출액의 3배가 넘는 규모이며, 이중 이 미지센서가 3억 9천만불로 가장 많은 비중 차지 Ÿ Ÿ 약 150개 센서 관련 기업(통계청,2008)이 있으나 자체 생산보다는 수입제 품의 가공/조립/패키징 생산 위주로 활동 2009년 센서수출의 경우 디텍터, 이미지센서 수출호조로 32%의 성장을 하 였으나 수입액의 절반 이하로 대표적인 5.4억달러 적자 품목 표 11. 지능형센서의 산업적 특성(2009년 센서조합 보고서) 구분 부가가치 창출 제한적 요소 (현재) 소재재료 20~30배 장치산업 센서소자 5~7배 소량, 다품종 산업 응용제품 10~15배 기술 융합요구

58 RFID/USN 시장 유비쿼터스 컴퓨팅 기반기술의 센싱기술인 RFID의 경우 각국 정부의 지속적인 지원 하에 인식률 제고, 국가 간/기기 간 표준화, 다른 정보통신기기와의 연동 가능성 등 지속적인 기술보완으로 향후 고성장 기대 RFID 관련 국내 기기산업의 경우 핵심 칩을 수입 재가공 단순 조립 수준 으로, 삼성전자 13.56MHz 태그칩 및 쓰리에이로직스 13.56MHz 리더용 칩 개 발 시판 USN기술의 경우 대기업 위주, 고가 첨단센서 개발 등을 통한 시장 주도의 선 진국과 달리 수입 센서칩을 이용 모듈조립, 저가형 단순센서 생산 등 중소기업 이 산업 주도 Ÿ RFID/USN(무선스마트센서네트워크 포함) 시장 중 기기의 경우 2008년 6 천 8억원에서 2018년 6조 4백억원 정도, 서비스의 경우 2008년 2천 6백억 원 규모에서 2018년 19조 4천 3백억 원 정도 전망(RFID/USN 협회, 2008) 표 12. RFID 국내시장 전망(억원) 구분 CAGR 태그 % 리더기 % S/W&Service % 합계 % 자료 : 세계시장의 5%로 국내시장을 추정 그림 22. 국내 RFID/USN 시장전망(국 RFID/USN 협회의 산업실태조사 결과)

59 산업용 광 계측기기 및 센서관련 시장 산업용 센서기기의 경우, 2005년도 총 시장규모 5,800여억원 (국내 생산 1,500 억 원, 내수규모 4,300여억원)에 이르고 있으며, 향후 5% 이상 성장 예측 Ÿ Ÿ 광섬유 센서시장의 경우 미국 시장 1992년 73백만 달러에서 1998년 700백 만 달러로, 유럽시장 1992년 50백만 달러에서 1998년 87백만 달러로 각각 50% 및 10% 증가 해외 시장 증가율 고려하여 광섬유 센서 시장의 경우 2010년 약 509억 달 러 예상 o 해저드맵 관련 기술 시장 동향 공간정보 관련 시장 국내 공간정보산업 규모의 경우 2007년 1조 7천억원 규모로 4년간 연평균 44% 성장 (국토연구원, 2008) 국내 공간정보 관련 사업주력분야의 경우 정부주도 지리정보 및 각종 주제도 제작 중심에서 UIS(Urban Information System) 사업 기반의 민간 GIS시장으로 성장 Ÿ 가스, 전기, 통신선로 등 사회기반시설물 관련 KT, 한국전력, 가스공사 등 이 시설물 관리 GIS시스템 도입으로 보편화 추세 유도 2004년 다음(Daum)이 인터넷 지도서비스 업체 콩나물닷컴 인수, 2005년 나브 텍 국내 최대 내비게이션 지도제작 업체 PMI이 약 300억원 인수, 2006년 내비 게이션 업체 파이디지털의 전자지도 맵퍼스에 60억 출자 등 IT 서비스 기업의 공간정보 생성 기업 M&A 활발 표 13. 공간정보 산업 추정 예산 (출처:국토연구원 참고 추정, 2008) 구분 산업규모 8,921억 1조7,956억 11조 15조원 종업원수 28,428명 47,110명 20만명 - 3차원 공간정보 관련 시장 국토해양부의 경우 주민행정참여 증가에 따른 과학정책대안 및 행정업무 신뢰 도 제고 차원으로 2004년부터 3차원 공간정보구축 시범사업 추진 Ÿ 3차원 공간정보구축 시범사업의 경우 3차원 공간정보 구축 기반조성, 사 업지역의 확대 및 활성화, 3차원 공간정보 활용 및 유지보수의 단계로 진 행

60 Ÿ 2004년 0.87억원, 2005년 41.13억원, 2006년 이후 2,470억원 등으로 점차 국토해양부 투자 확대 3D GIS 관련 시장의 경우, 관련 H/W, S/W, 정밀지형정보, 대용량 처리기술 등과 관련된 복합 분야임 원격탐사 관련 시장 원격탐사시장의 경우 약 800억원 정도로, 항공사진 촬영분야가 주이며, 한진정 보통신, 중앙항업, 범아엔지니어링 등이 시장 주도 위성제작 기술의 경우 고성능 위성 탑재체를 제외하고 대부분 분야에서 높은 기술을 갖추었으나 위성을 활용한 기술, 특히 위성영상정보 활용의 경우 아직 초기 단계 u-city 관련 시장 정보통신 인프라와 유비쿼터스 IT를 융합시킨 21세기형 한국형 신도시인 u-city의 경우 행정, 교통, 보건 등 11개 분야에 걸쳐 제공될 예정이며, u-city 추진 파급효과의 경우 2012년에 이르면 51.6조원에 이를 것으로 예상 증강현실관련 시장 선진국과 달리 기업위주 보다는 대학 및 연구기관이 주도하는 R&D위주의 개 발 진행 중 국내의 경우 1990년대 및 2000년대에 군사/자동차/건축 분야를 중심으로 증강 현실 기술이 도입되어, 현재 모바일 애플리케이션 중심으로 증강현실시장 형성 스마트폰 도입에 따른 모바일 증강현실분야에 관심이 고조되면서 증강현실 시 장에 대한 긍정적 전망 대두 그림 23. U-city 시장 파급효과(KAIST, U-Eco 사업단 추정)

61 그림 24. 증강현실 국내 특허출원 동향과 모바일 증강현실 시장 전망(하이투자증권, 2010) (2) 국외시장 규모 및 전망 o 재난관련 시장 동향 SOC 시설물 자가 진단 및 상태 평가 기술 전 세계적으로 1975년에서 2005년 사이 약 30년 동안 2,317,395명이 자연재해 로 인해 사망하였으며, 이 중 80%는 대규모 재해 20건(10,000명 이상 사망자 발생)에 의해 희생됨 또한 특정 지역이 위험요인에 과도하게 노출되며 집중적인 재해가 발생하는 것으로 분석되므로 이에 대비한 대책 마련이 필요함 세계 재난통계 연구센터(CRED)에 따르면 최근 급격한 도시화 및 산업화 현상 에 의해 전 세계적으로 자연 재해의 피해가 점차 대형화 및 다양화되는 추세 이며, 이와 관련한 대규모 재해의 사회경제적 영향과 장기적인 대책 마련 등에 대한 연구가 활발히 진행중임 표 14. 전 세계적으로 발생한 자연재해 유형별 발생건수 분포 년도 수문기상 재해 지질재해 생물재해 총계 1900~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

62 그림 25. 전 세계적으로 발생한 자연재해 유형별 발생건수 분포 o SOC 시설물 관리 기술 시장 동향 시설물 안전관리 관련 시장 미국의 경우, 1998년 건축시장의 투자액은 6.263억불 수준이며 이중 안전관리 부문이 약 31.7%인 1,980억불 수준임 캐나다의 경우 주거용 건설 산업 투자액 671억불 중에서 58.6%인 393억불을 안전관리에 투자하고 있음 일본의 경우, 전체 주거건설시장의 25.5%를 안전관리부문에서 차지함 이러한 상황에서 시공 중심의 경쟁력으로는 더 이상 국제경쟁에서 생존하기 힘든 한계상황에 직면했으며, 강력한 국가기반 확보 및 시설물 안전관리 기술 토대의 사회 건설을 통해 국가기간시설물 및 사회간접기반시설물의 총괄적인 안전관리를 실현하고 저비용 고효율의 차세대 건설 산업을 선도할 것으로 기 대됨 비파괴검사 관련 시장 세계 비파괴검사시장의 경우 장치 기기시장과 용역시장으로 나누어볼 수 있 으며, 2008년 27.77억 달러 수준으로 연간 6%의 성장을 보임 Ÿ Ÿ 일본의 비파괴검사시장을 크게 장치 기기 시장과 용역 시장으로 나누어 볼 때, 비파괴검사 장치 기기 시장의 경우 2008년 약 2,677억엔으로 추정 되며, 연평균 4%의 성장을 보이고 있고, 비파괴검사 용역 시장 규모의 경 우 2008년 현재 약 1,327억엔으로 추정 미국 비파괴검사기기 시장의 경우 2005년 $2.2억 달러, 2006년~2011년 평 균 5.1%의 성장을 보이면서 2011년 $3.1억 달러의 시장을 형성할 것으로 예측되며, 수하물 검사관리 분야의 시장이 빠른 속도로 성장하고 있으며, X-ray를 이용한 비파괴검사, 광 및 적외선 이미지를 이용한 비파괴검사 등이 주목받고 있음

63 한편, 비파괴검사 장치 기기를 활용하는 기술용역을 포함한 부가가치 생산액 의 경우 연간 100억 달러를 넘을 것으로 추산되며, 현재 비파괴검사시장의 경 우 초음파, 방사선, 와전류, 시각 광학 장비가 주축을 이루고 있으나, 안전 및 품질관리에 대한 장비 수요도 커질 전망임 그림 26. 세계 비피괴검사 장치 기기 시장 규모 스마트 광섬유 탐촉자 기술을 통한 시설물 헬스 모니터링 시장 경제 사회 전반으로 IT융합이 확산되면서 2010년 1.2조달러인 세계 IT융합 시 장의 경우 2020년까지 3.6조달러에 이르러 세계 경제성장률 3~4%보다 높은 연 평균 11.8%의 고성장이 전망됨(자동차 조선 의료 기계 건설 섬유 국방 에너지 조명 로봇 10대 분야, ETRI추정) 광섬유 센서 세계시장 규모의 경우 2007년 약 4.5억달러에서 2010년 10억 달러 정도가 될 것으로 많은 마켓 조사 기관에서 발표하였음 위의 그림에서와 같이 광섬유 센서 시장은 매년 수천억원 이상 성장할 것으로 예상되고 있어서 수요를 채우기 위한 지속적인 공급업체의 증가가 예상됨 그림 27. 광섬유센서 규모

64 로봇 시스템을 이용한 시설물 상태 무인 모니터링 기술 건설로봇의 경우 전문서비스 로봇으로 분류되어 전문서비스 로봇 시장 영역에 서 점차 건설로봇 시장 영역으로 구축될 전망 Ÿ Ÿ 2005년부터 본격적으로 등장한 전문서비스 로봇 시장은 2020년 까지 꾸준 히 성장할 것으로 전망 전문서비스 로봇 시장은 2010년 26억 달러에서 연평균 15%씩 성장하여 2020년에는 120억 달러 규모가 될 전망 일본 경제산업성도 전문서비스 로봇 시장을 2025년 209억 달러규모로 전망 Ÿ Ÿ 전문서비스 로봇은 의료, 소방 감시, 필드 로봇 등의 분야에서 시장이 형 성되고 있으며 수요자의 높은 니즈가 존대 의료, 소방 감시, 필드 로봇 등의 시장은 이미 형성되기 시작했으며 그중 일부는 수익률도 높은 편이며 의료, 인명 보호 및 전문 노동력 대체, 물류 처리 효율 향상 같은 잠재 고객의 니즈가 존재하므로 전문서비스 로봇 시 장은 높은 성장이 예상되며 전문서비스 로봇 산업은 파생 비즈니스가 풍 부하고 로봇 보급이 확대될수록 유지 보수 등의 서비스 시장도 증가 대형 구조물 안정성 향상을 위한 스마트 진동제어 기술 전 세계적인 초고층 건물 신설 증가 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 일본의 1990~2000년 사이 제진기술 시장 규모는 초기 수동형 제진기술이 차지함 1990년대 중반 고부가가치의 능동형 제진기술시장이 급속히 증가하는 경 향을 가지고 있으며, 2000년대 이후 일본시장이 정체되면서 해외시장으로 진출하고 있음 2000년 이후 중국을 중심으로 초고층 구조물이 증가하면서 제진기술 시장 이 아시아 지역으로 이전되는 경향을 보임 하지만 제진기술은 미국과 일본의 고유기술에 의존하는 시장이 형성되고 있음 최근 초고층 분야의 추세는 기존의 단일건물을 지영하고 주거와 업무, 숙 박 및 여가 등의 기능들이 복합되는 추세이므로, 연쇄붕괴에 대한 방지책 또한 건물의 형태 및 용도, 구조시스템의 종류 등에 따라 다양하게 수립 되어야할 필요가 있을 것으로 예상되며, 관련 시장의 규모 및 전망은 지 속적으로 확대될 전망 스마트 복합재료 기술을 활용한 구조물의 내진보강기술 사회가 성숙된 유럽의 경우 주요 15개국의 리모델링 시장 규모는 1997년 2천 5백10억 ECU s로 추정되며 전체 건설시장에서 차지하는 비중은 평균 35%에 이르고 있음

65 리모델링 사업의 경우 유럽지역에서 매우 중요한 건설사업의 한 영역으로 서 유럽 국가의 경우 90년대에도 리모델링 시장의 규모는 지속 상승 전체 건설시장에서 리모델링이 차지하는 비중은 15개국 평균 1992년의 33.2% 에서 2000년도 35.7%로 상승 대형 구조물 통합 손상도 평가 기술 한국건설산업연구원의 건설산업동향 리포트에 따르면, 세계 건설시장의 총 규 모는 2007년 1월 기준으로 약 4조 5천억 달러로 추산되며, 연 평균 5~6%의 성 장세가 당분간 지속될 것이라고 전망됨 일본을 제외한 아시아권 국가들에서는 2000년 기준으로 2016년까지 평균 5.5배 까지 성장할 것으로 전망됨 선진국은 이미 사회기반 시설물에 투자된 규모가 막대하고 대체로 사회가 안 정기에 들어서 있으므로, 시설물의 노후화 및 재난에 대응하는 유지관리에 많 은 투자를 하고 있음 일본의 경우 지난 10년간 건설시장의 규모가 10% 정도 감소하였으나 유지관리 관련 시장은 20% 가량 증가하였음 인터넷, 통신 등의 IT기반 기술 및 다양한 첨단 센서 기술의 발전으로 시설물 유지관리 시장도 영향을 받고 있으며, 이러한 기술들을 기반으로 과학적이고 체계적인 시설물의 안전관리 및 재난대응에 대한 요구가 증가하고 있음 o 센서 및 네트워크 기술 시장 동향 지능형센서 관련 시장 세계센서시장 현황을 살펴보면 2010년 기준 MEMS센서 시장규모 31.6억불, 2011년 예측성장률 전년 대비 14.3%, 10년간 평균성장률 약 15.6%로 전망 글로벌 센서시장의 경우 2009년 미국, 일본 등이 지배하고 있으며, 그 점유율 의 경우 일본 45.7%, 미국 29.2%, EMEA(유럽+중동+아프리카) 18.8%이고, 우리 나라의 경우 4.6% 정도 임 USN/RFID 관련 시장 RFID 시장전망의 경우 세계시장 2005년 21억달러 규모에서 2010년100억달러 규모, 국내시장 2003년 660억원 규모에서 2007년 1,900억원 규모 예측 일본 정보통신종합연구소 예측한 세계 USN 관련 시장규모의 경우 2005년 약 3,207천억원, 2010년 8,428천억원으로 증가 전망 RFID를 포함한 세계 USN 시장 규모의 경우 2004년 104억 달러 규모에서 2007년 200억 달러를 넘어, 2010년 540억 달러 규모로 성장 전망 USN 기기의 성공적 구현의 경우 엔드 유저와 응용 환경에 맞는 사용자 중심

66 의 시장 전망을 통해 적절한 기술 적용이 필수 무선스마트센서네트워크(Wireless Smart Sensor Network) 기술 시설물 건전도 평가에 있어 사람의 시각에 의존한 방법 (visual inspection)은 노동집약적이고 부정확한 고비용-저효율인 방법으로 생각되고 있고, 이를 대체 하기 위해 센서를 이용한 다양한 모니터링 시스템을 적용하고 있음 Ÿ Ÿ 대표적인 예로, 미국 미주리주에 위치한 빌 에머슨 기념교(Bill Emerson Memorial Bridge)에 86개 유선가속도계를 교량 모니터링 목적으로 설치 이 모니터링시스템 설치비용의 경우 1300만달러이며, 한 센서채널당 1만5 천 달러로 구조물의 정확한 모니터링을 위해 충분한 만큼의 센서를 설치 하기 어렵게 만드는 단점이 있음 기존에 널리 사용된 유선 센서가 가진 단점을 뛰어넘기 위해 만들어진 무선 스마트 센서는 사회기반 시설물 유지관리를 위한 목적 뿐 아니라 다양한 분야 에서도 그 적용성을 찾을 수 있음 특히 기존의 유선 센서를 통한 모니터링 시스템이 고비용으로 인한 비효율성 때문에 널리 확대되어 사용되지 못했지만, 무선 스마트 센서 네트워크를 이용 한 시설물 모니터링은 이러한 관점에서 새로운 시장을 형성할 수 있을 것으로 기대됨 미국 WTRS (West Technology Research Solutions, LLC)의 2011년 조사에 따 르면, 무선센서 네트워크 시장은 현재 증가추세에 있으며, 2015년에는 적게는 10억 달러 많게는 40억 달러 이상으로 확대될 것이라고 전망하고 있음 표 15. RFID세계시장 전망 (단위 : 억달러) 구분 CAGR 태그 % 리더기 % S/W&Service % 합계 % 자료 : IDC(2004) 표 16. 유비쿼터스 관련 시장 규모 예측 (단위: 천억 원) 구분 2005년 2010년 코어시장 (네트워크, 어플라이언스, 플랫폼) 응용시장 (서비스 및 컨탠츠, 커머스 등) 1,675 2,574 1,352 5,854 계 3,027 8,428 * 정보통신종합연구소(일본 NTT의 자회사)

67 그림 28. 무선센서 네트워크 시장 o 해저드맵 관련 기술 시장 동향 공간정보 관련 시장 GIS 시장 조사 기관인 Daratech사 보고에 의하면, 세계 GIS 시장규모의 경우 연평균 28.3% 성장률로, 1999년 108억 달러에서 2001년 178억 달러로 증가추세 그림 년 공간정보산업 세계시장 규모 <출처 : 국토부 연차보고서> 지도서비스 관련 세계시장규모의 경우 내비게이션, 지역정보, 소셜 네트워크 서비스 등의 주도로 2006년 이후 지속적 증가 전망

68 원격탐사 관련 시장 그림 30. 지도서비스분야 세계시장 규모 추이 <출처 : ABI Research> 세계 위성영상시장의 규모의 경우 2005년 기준 51억달러, 잠재성장율 연 10% 이상으로 추정 고해상도 영상, 하이퍼스팩트럴 영상, SAR 영상, LiDAR 등의 분석, 처리, 활용 관련 기술들의 융복합이 기술 주도 그림 31. 센서 종류별 수요 예측 <출처:멀티센서 공간영상정보 국토처리 기술개발 동향, 2005; ASPRS, 2003> 증강현실관련 시장 CyberEdge사 시장 보고서에 의하면, 세계 가상현실기술 시장규모의 경우2003 년 말 약 426억 달러, 연평균 성장률 약 10%로 예상, 이중 가상현실 소프트웨

69 어 시장의 경우 2004년 28.9억 달러에서 2007년 37.3억 달러 임(The Market for Visual Simulation/Virtual Reality Systems, 6th Ed) 미국의 경우 증강현실안경, 여행객을 위한 투어링 머신, 군사 및 여행자를 위 한 GPS칩 장착 헤드셋, 복강경 수술 등에, 일본의 경우 마그네틱 센서, CCD 카메라가 부착된 헤드셋, 아바타(분신)를 이용한 증강현실게임 등에 활용 그림 32. 증강현실 시장 레이저 스캐닝관련 시장 레이저 스캐닝 분야는 첨단 레이저 광학기술과 모터 및 제어기술, 신호처리기 술 등의 융합분야로, 독일, 일본, 미국 등이 세계시장 주도 2011년 국내 및 해외시장의 경우 약 70억원 및 3000억원 정도로 추산되며 세 계적으로 매년 약 15% 정도의 성장률 보임 (2015년에는 현재 시장규모의 2배 이상으로 성장하게 될 것이라는 전망이 지배적임) 소프트웨어개발 및 현장적용 속도가 하드웨어 개발속도를 따라가지 못하는 실 정으로, 건물, 도로, 교량 등 구조물 측량 및 안전진단과 문화재 복원, 조선, 자 동차 및 항공 등 다양한 분야에 적용 가능 나. 산업구조 및 경쟁력 o 국내 SOC 재해 및 유지관리 시장규모 시설물 위험도 맵, 홍수예경보시스템 등 공공시설물 적용기술의 경우 경제적 가 치 평가보다 인명 및 재산피해저감 등 사회적 가치 평가 가능 최근 국내의 자연재해로 인한 응급복구비용으로 3조원 예산 투입 등 피해규모 와 복구소요예산이 반복적 발생하여 재해 관련 시장규모의 경우 기하급수적 상 승이 예상됨 (소방방재청, 2006) 자연재해와 관련된 직접피해액의 10% 저감할 경우 연간 약 3천억원 이상 재산

70 피해액 감소할 것으로 예상됨 국내 SOC 분야 예산의 경우 2010회계연도 결산 부처별 분석(국회예산정책처, 2011) 결과, 2011년도 SOC 부문 예산의 경우 약 25조1,106억원 정도로, 도로, 철 도, 해운 항만, 항공 공항, 수자원 등 교통 및 물류분야 80%, 나머지 분야 20% 투입 국내 SOC의 총 자산은 대략 1,800조원에 달하며, 대한시설물유지관리협회 통계 에 따르면, 2001년 국내 유지관리업체 전체 도급액수는 7,741억 원이었으나, 2010년에는 2조 8,372억 원으로 약 267%가 증가하였으며, 2020년 국내 시설물 유지관리비용은 약 4조 7천억 원에 달할 것으로 예상됨 o 국내 산업구조 및 경쟁력 국내의 경우 SOC 관리기술에 대한 연구 및 핵심인력이 연구소 및 일부대학 등 에 편중되어 있으며, 기업 등의 경우 숙련된 인력이 부족한 실정으로, 산학공동 연구기반의 경우 실험적 수준에 그치는 실정으로 세계수준 R&D성과달성을 위 한 국가의 체계적인 투자가 요구됨 현재 국내의 경우 R&D 결과의 현장적용을 위한 기술이전이 미미하나, 관련 산 업의 활성화에 따라 전망은 밝을 것으로 예상되며, IT관련 인프라의 경우 민간 기업을 중심으로 구축되어 있으며, 고가의 장비의 경우 예산부족으로 인해 다소 부족함 연구수준의 기술투자가 있으나 실질적인 투자는 다소 부족하며, 특히 연구장비 의 경우 국내기업의 영세하여 업계의 기술투자가 초보적인 단계로, 기업간 협 력, 국제표준, 국제공동연구 등에 대한 기반이 빈약함 현재 우리나라는 모니터링기술 발달로 구조물의 변위 등 SOC시설물을 외부변 위 등 재해에 직접관련이 있는 물리량을 고정밀도로 계측할 수 있는 기술을 확 보하고 있는 방면에 재해등급을 선정할 수 있는 관리기준에 대한 연구가 미흡 함 미국, 일본 등 선진국의 경우 기존의 센싱에 의한 모니터링정보와 인공위성정보 등 리모트센싱자료를 기반으로 하는 재해감시 체계 및 재해 예 경보를 위한 전용망 운영 중에 있음 우리나라의 경우 계측자료에 대한 복합적인 분석기술 및 이를 바탕으로 하는 재해예측기술의 개발 및 기존 SOC관리 기관에서 운영하고 있는 개별 안전관리 시스템에 대한 표준화 전략 및 통합방안 필요 선진국 대비 SOC 시설물 관련 재해예방 및 유지관리기술 격차 해소를 위하여 다음과 같은 기술의 개발 필요 주요 SOC시설물의 재해규모 판정 및 신속한 상황전파를 위한 센서기반 재해

71 감지 기술, 재해 모니터링 및 평가기술, 재해 예경보 자동화 기술 등 SOC시설 물 관련 재해 예 경보 기술 고도화 필요 재해 및 시설물별 종합적인 해저드맵 구축을 위한 국내의 우수 기술인 ICT, 센 싱 등을 시설물별 위험도지도에 적용하여 3차원의 실시간 해저드맵을 구축 및 활용 기술 개발 필요 SOC시설물을 위한 통합적인 전문 안전관리체계가 부족할 뿐만 아니라 재난 발생 시 피해확산을 감소할 수 있는 긴급복구방안에 대한 설계/시공 기술에 적립되지 않고 있어 위험도 기반의 SOC시설물 운영관리 구현 필요 국가 주요 시설물의 손상 및 붕괴 방지를 위한 신뢰성 있는 모니터링 기술이 필수적이며, 기존의 기술에 더해 IT, 로봇 등의 새로운 기술들을 개발하고 이 를 종합적으로 활용하는 통합 모니터링 시스템 구축 등 SOC시설물 헬스모니 터링 기술 고도화 필요 재해발생시 신속하고 체계적인 재해 시설물 조사, 평가, 재해복구 기술 등의 확보를 위한 신속하고 체계적인 재해 대응 및 복구기술 개발 필요 3. 국내외 기술개발 동향 및 분석 가. 특허분석 (1) 특허분석 개요 특허분석 목적 본 특허동향조사는 '네트워크 기반 SOC 운영 및 관리' 기획 분야 기술에 관한 것으로, '재해감시 예 경보 및 재해방지를 위한 센싱 및 모니터링 시스템 구 축', '재해 재난 이력 등에 대한 시설물별 위험도 지도 구축', 'SOC시설물 위 험등급 설정 및 안전율 확보를 위한 네트워크 구축', '국가 주요시설물에 대한 헬스모니터링 및 붕괴방지 기술', '기초 지반 재해 위기 대응 및 체계적 복구기 술' 등 5대 중점분야에 관한 특허동향을 분석함으로써 우리나라의 기술수준, 선진기업의 연구개발 동향 및 혁신 특허 현황 등을 파악하여 본 연구 개발 과 제 수행의 타당성에 대한 객관적인 특허 정보를 제공하기 위함 기술분류체계 본 분석은 다음 표와 같이 대분류 5분야, 중분류 총 14분야를 분석의 대상으로 함