2016 Gyeongju and 2017 Pohang earthquakes led Koreans to acknowledge that the Korean peninsula is not an earthquake-free zone anymore. Among various buildings crucial to after-shock recovery, general hospital buildings, especially existing old ones, are very significant so seismic retrofitting of those must be an important issue. Self-centering energy dissipative(SCED) brace is one of retrofitting methods, which consists of tendon with restoring force and friction device capable of dissipating seismic energy. The strength of the SCED brace is that the tendon forces a structure to go back to the original position, which means residual drift can be negligible. The residual drift is a very important parameter to determine usableness of general hospitals after shock. To the contrary, buckling-restrained braces(BRB) are also a very effective way to retrofit because they can resist both compressive and tensile, but residual drift may exist when the steel core yields. On this background, the seismic retrofitting effect of general hospitals reinforced with SCED braces was investigated and compared to that of the BRD in this study. As a result, although the floor acceleration cannot be reduced, the story drift and residual drift, and the shear demand of walls significantly decreased. Consequently, seismic retrofitting by SCED braces are very effective for domestic low-rise general hospitals.

This system is made up of two main elements, recovery scenarios and resource allocation. The recovery scenarios provides the system with an optimized restoration process through wide analysis based on various data related with six main infrastructure facilities(dam, slope, bank, and etc) damage around waterside. The best recovery resource could be inferred from the resource allocation module based on the result of recovery evaluation. So, this disaster recovery decision support system offers the appropriate information from both main factors to administrator handling or controlling emergency catastrophe situations.

레고(Lego)식 차도블록 시스템은 도심지 도로굴착 공사 후 원상 복구공사 및 가설 도로 현장에서 안전하고 신속하게 임시 도로 포장면을 형성하는 것으로써 지금까지 없었던 선진국형의 획기적 공사 방법으로 교통체증, 교통사고, 비산먼지, 폐기물, 민원의 발생을 억제할 수 있다. 그리고 기술적으로는 다짐 불량으로 인한 부실공사를 방지하며, 재시공에 따른 공사비 과다 투입을 방지할 수 있는 경제적으로 예산 절감을, 사회적으로 국민의 안전과 건강을 지킬 수 있는 신개념·신기술의 친환경 건설을 제공하는 도로포장 복구용 블록 시스템이다. 레고식 차도블록 시스템의 주요 기능은 가설 포장도로 형성 및 자동 다짐, 비산먼지 덮개 기능, 견고한 상하·좌우 결합 및 결속 기능 그리고 과속방지, 야간 식별장치, 선형 변경 기능 등을 가지고 있다. 특히, 개발된 레고식 차도블록 시스템의 자동 다짐 기능은 블록 하부에 일정한 돌기형 몰드가 바닥판을 구성한 후 블록 상단으로 통행하는 차량의 윤하중에 의한 진동에너지를 이용하여 보조기층이 자동 다짐됨에 따라 단단하고 균등한 몰드가 형성되어 다짐 불량에 의한 부실시공이 자연적으로 제거될 뿐만 아니라 본 포장시 완벽한 포장을 가능케 한다. 본 연구에서는 선진국형 도로복구를 위해 개발된 레고식 차도블록 시스템의 다짐 성능에 대한 검증을 위해 실내 및 현장 시험을 수행하였으며, 레고식 차도블록이 하부지반의 다짐 및 강성에 미치는 영향을 검토하였다.

지진은 통제 불가능한 자연재해의 하나로 도로, 통신, 전력, 상하수도, 대규모 구조물 등 사회기반시설에 막대한 손실을 일으킨다. 지진피해를 완벽히 대비할 수 없는 현실을 감안한다면, 재해발생 후 최대한 신속하게 피해를 복구하는 노력이 경주되어야 한다. 본 연구에서는 다양한 사회기반시설물 중에서 상수관망시스템의 지진피해를 모의하고 복구전략을 수립하는 방안을 모색하고자 한다. 재해가 발생한 이후의 비상상황을 모의한 후, 관망 수리분석을 통해 최적의 복구대책 및 복구전략을 수립하기 위한 컴퓨터 기반의 “상수관망시스템 지진복구 모형”을 개발하였다. 모형을 이용한 모의절차는 다음과 같다. 먼저, 지진발생 후 상수관망에서 발생가능한 피해상황(관 파손, 누수, 전력차단으로 인한 펌프운영 중단 등)을 모의한 후, 복구 우선순위와 복구에 필요한 소요인력, 장비 등을 산정한다. 다음으로, 초기 피해상황을 관망 수리해석모형에 반영하여 관의 유량, 가용한 절점의 수요량, 수압 등을 계산한다. 추후로는, 복구전략에 따른 실제 복구진행상황(파손관의 수리, 전력회복에 따른 펌프재가동 등)을 모의한다. 즉 시간대별로 복구상황을 모형에 반영한 후 수리해석을 실시하여 절점별 공급가능량을 계산한다. 효율적인 복구전략의 수립을 위해 다양한 민감도분석을 실시하였다. 즉, 복구 우선순위, 복구에 필요한 소요인력 투입방법, 그리고 재난상황에서의 용수사용량 절감방안 등을 달리한 후, 시뮬레이션을 실시하여 가장 효과적이고 신속한 복구대책을 선정하였다. 본 연구에서 제안한 컴퓨터 기반 시뮬레이션 모형은 상수관망에 발생할 수 있는 다양한 지진피해를 모의하여, 해당 시스템에 가장 효과적인 복구전략을 마련하는데 도움을 준다. 따라서, 실무자들이 신속한 시스템 복구대책 및 복원전략을 마련하기 위한 교육 및 훈련의 수단으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

현재 복잡한 도심지 도로 복구공사에서는 당일 굴착 및 복구로 인한 조급한 시공으로 다짐이 완벽하지 않아 부실시공의 발생 위험이 존재하며, 일일 복구공사 투입대비 복구수량 감소로 인해 시공적자가 증가하고 있다. 특히, 공사 주변 비산먼지로 인한 민원이 급증하고 있어 이에 대한 대책이 시급한 상황이다. 이러한 현 문제점들을 해결하기 위한 대책으로 세계 최초로 복잡한 도심지 도로 복구공사에서의 교통 혼잡 및 정체, 비산먼지의 발생을 방지하고, 부실공사를 예방하여 경제적 효과를 획기적으로 창출하는 선진국형 기술개발의 일환으로써 신개념·신기술의 도로복구를 위한 레고(Lego)식 차도블록 시스템을 개발하였다. 본 연구에서는 선진국형 도로복구를 위해 개발된 레고식 차도블록 시스템의 개념 및 기능에 대해 정립하고, 차량 윤하중에 의한 동적 유한요소해석을 통해 차도블록 시스템의 동적 거동 검토를 수행하였다. 또한, 레고식 차도블록 시스템의 동적 해석결과를 활용하여 최대 연직변위로 인해 발생한 지반의 다짐 효과와 최대 상향 변위 발생으로 인한 동적 구조 안전성에 대해 평가하였다. 본 레고식 차도블록 시스템은 세계 최초로 개발한 도로 굴착복구 방법의 신개념·신기술의 선진국형 건설 시스템으로 상·하수도, 전기, 통신 등 긴급도로 복구공사와 관로 굴착공사, 임시 우회도로, 가설도로 그리고 임시 및 상설 주차장 등 다양하게 사용됨에 따라 국민과 국가와 기업이 상생하고, 저탄소 녹색성장을 주도하는 미래의 친(건설)환경을 제공할 것으로 전망된다.

수변구조물 스마트 피해복구 지원시스템은 태풍이나 홍수 등 자연재해에 의해 수변구조물에 피해가 발생했을 때, 대책본부가 피해 상황을 신속히 파악해 가장 적절한 피해복구가 이루어질 수 있도록 지원한다. 본 시스템은 실시간 피해분석, 1단계 복구(응급복구), 2단계 복구(장기복구) 지원 기능을 가지고 있으며, 각 단계별로 총 35개의 세부 기능으로 구성되도록 설계하였다. 신속하고 정확한 피해분석을 위하여 무인항공기 및 지상 CCTV 정보를 활용하여 피해가 발생한 시설물의 부위별 피해유형과 크기를 지능적으로 판단하며, 스마트 영상정보와 센서정보, 구조해석 정보를 바탕으로 피해의 유효성을 판단하여 응급 복구 가능성 여부를 판단하게 된다. 수재해에 의해서 주로 발생하는 수변구조물별 피해유형에 대해서 복구 시나리오를 사전에 구축하여 가장 적절한 복구 공종 및 공법을 자동으로 도출하며, 투입되는 복구 자원을 효과적으로 할당하고, 복구상황을 관리하게 된다. 긴급 상황이 종료되고 장기복구가 필요한 경우에는 장기복구 실행계획을 도출하여 복구계획 사용에 사용될 수 있도록 하였다. 아울러 이 시스템은 지속적인 복구관리가 가능하며 추가적인 피해 발생 요인도 예견할 수 있어, 현장에 적용되면 시설물 관리 책임자를 효과적으로 지원할 수 있을 것이다.

한반도가 더 이상 지진재해에 안전한 지역이라 확신할 수 없는 상황임에도 불구하고 사회기반시설인 상수관망 시스템의 지진재해에 대한 대응방안이 매우 미흡한 실정이다. 지진피해를 최소화하기 위해서는 시스템의 사전 보강 및 내진설계가 선행되어야 한다. 하지만, 자연재해를 완전히 대비할 수 없는 현실을 감안하면 재해가 발생한 이후에 상실된 시스템의 기능을 최대한 신속히 복구하는 노력이 더욱 중요하다 할 수 있다. 본 연구에서는 지진발생 시 시스템의 신속한 대응 및 복원을 위한 컴퓨터 기반 시뮬레이션 모형의 개발방안을 제시하였다. 이를 위해 과거 한반도에 발생한 지진자료와 일본, 대만, 미국 등 해외에서 발생한 과거 지진피해 사례, 관련 데이터, 연구 등을 종합적으로 검토하여 다양한 시나리오의 구성이 가능하도록 하였다. 또한, 정밀한 수리해석을 통해 지진발생 후 시간에 따른 시스템의 복구진행상황을 정량화하여 시간모의가 가능하도록 하였다. 개발 모형은 재해발생에 따른 시스템의 상태를 Risk-free, Virtual 환경에서 구현할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 사후 복구 측면에서의 시스템 복원력 증진을 도모하고 실무자들의 신속한 시스템 복구대책을 마련하기 위한 (복구순서 결정, 복구인력 및 장비 배치 등) 중요한 의사결정 수단으로 활용될 수 있을 것이다.

태풍, 호우등 자연재해로 인한 사회기반시설물 피해를 예방하고 저감시키기 위한 예방 차원의 연구는 다각도로 수행되고 있는 반면, 대응 및 응급복구를 향상시키기 위한 연구는 미비한 실정이다. 본 논문에서는 효율적이고 신속한 피해복구를 지원하고자 피해복구 의사결정 지원시스템의 개발방안에 관한 연구를 수행하였다. 피해복구 의사결정 지원시스템은 복구자원 관리, 복구 우선순위도출, 피해복구 종합계획 수립 및 복구 지원 요청의 세부 모듈로 이루어져 있다. 복구자원관리 부분은 여러 개의 DB 엔티티로 구성되어 있으며, 복구에 필요한 모든 자원을 포함한다. 복구자원(인력 및 장비)은 복구공법과 연계되어 피해복구 종합계획 수립에 사용되며, 복구자원관리 모듈을 통해 효율적으로 관리할 수 있도록 설계하였다. 그와 더불어, 시스템 아키텍처, 복구자원 현행화 방안, ODATA 활용, DB설계, Map을 이용한 자원 정보 표출, 그리고 복구계획 및 실시에 대한 개념설계를 수행하였다. 본 연구는 사회기반시설물에 재해가 발생했을 때 보다 신속하게 복구하여, 2차 피해확산을 방지하고, 인명 및 재산 피해를 최소화 하는데 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

지구온난화에 의한 이상기후는 대기온도 상승과 함께 태풍 등의 대형 강우와 강풍, 강설 등의 자연현상을 유발하며, 이로 인하여 SOC 시설물의 안전이 상시 위험에 노출되어 있다. 매년 전국적으로 공공시설의 피해가 지속적으로 발생하고 있으며, 피해지역에 대한 응급복구를 위해 많은 예산이 투입되고 있다. 본 연구에서는 재해 발생시 신속한 대응과 효율적인 복구를 위하여 원스톱 통합관리시스템의 개념설계를 수행하였다. SOC 시설물 통합관리시스템은 지능형 영상정보 통제센터, e-문서 네트워크, 스트림 피해통합분석 플랫폼, 최적 응급복구 지원 플랫폼으로 구성되며, 내부에서 서로 유기적으로 연결되어 하나의 시스템으로 통합운영된다. 시설물에 재해 피해가 발생하면 피해 영상정보와 안전도, 위험도 정보가 수집되고 이를 바탕으로 피해유형을 자동으로 분석하게 되며, 피해복구 시나리오에 기반하여 복구지원을 수행하게 된다. 피해복구 시나리오는 피해복구공법, 복구자원 현황, 우선순위 등을 고려하여 수립된다. 본 시스템의 개발을 통해서 재해대응속도를 향상시키고, 복구비용을 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.