• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.561-573
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• 2018

도로 터널 내의 환기설계를 위해서는 먼저 각 차종별 교통량 구성 비율을 알아야 한다. 일반적인 도로터널의 경우 입구와 출구의 수가 동일하고 일방향이기 때문에 유입된 차종별 구성 비율이 출구에서 나올 때까지 달라지지 않는다. 반면에 네트워크 도로터널의 경우 터널 내의 연결이 복잡한 네트워크로 되어 있기 때문에 차종별 구성 비율이 달라진다. 이에 본 연구에서는 근접행렬을 이용하여 네트워크 도로터널에서 차종별 일교통량 구성 비율을 쉽게 계산할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권1호
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• pp.32-45
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• 2016

전 세계적으로 도심지 공간의 효율적인 활용을 위한 지하 공간 이용방안에 대해 연구가 진행되어 왔고 미국, 유럽, 중국 등이 복층터널을 건설하여 운영 중이다. 대표적으로, 프랑스의 A86 East, 말레이시아 SMART 터널, 스페인 M30 프로젝트, 미국 시애틀 SR99, 중국 상하이 양쯔강 터널 등을 예로 들 수 있다. 이에 따라서 국내에서도 교통집중을 해소하고 지상 공간 확보를 위해 대심도에 위치하는 네트워크형 복층도로터널 운영에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 기존에 사용하고 있는 일반적인 도로터널의 환기설계 아웃라인의 리뷰를 통해 대심도 복층터널에 추가적으로 필요한 다양한 요소들을 분석해보고, 해외 복층 도로터널설계사례들을 자세히 검토하여 환기방식과 종류에 따른 환기설계인자분석을 통해 네트워크형 복층 도로터널에 적용 가능한 설계인자를 도출해내고 특징적인 환기설계인자를 새롭게 정립해 본다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.107-116
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• 2012

네트워크형 도로터널 내 분기부 구조물과 제트팬에 의한 분기 환기효율 분석하고자 실제 도로터널을 1/45로 축소하여 실험을 수행하였다. 차량이 주행할 때 발생하는 교통관성력을 적용하기 위해 블로워 팬를 사용하여 축소모형 터널내 기류를 형성하였고, 터널의 국부적인 위치에서 속도를 측정하여 분기 효율을 연구하였다. 구조물의 특징으로 발생되는 환기 저감을 개선하기 위해 제트팬을 설치하여 터널 내 환기 효율을 최적화하였다.

• 터널과지하공간
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• 제27권3호
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• pp.132-145
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• 2017

과거 도로터널 환기에 있어서 충격 손실은 설계에 반영되지 않았지만, 터널 내 네트워크형 구조로 인해 분기 합류부가 존재하는 복층 도로터널에서는 충격 손실에 의한 압력 손실이 크게 발생할 것이다. 이에 본 연구에서는 네트워크형 구조를 가지는 복층 도로터널 최적 환기 설계를 위하여 분기 합류 지점에서 발생하는 충격 손실에 대한 3D 전산유체역학(CFD) 수치해석 연구를 수행한다. 이를 위해 복층 도로터널 표준단면을 적용한 실제 스케일 모델을 활용하여 전산 유체 역학을 수행하였고 다양한 각도와 차도폭에 대한 충격 손실 계수를 도출하여 기존의 설계 값과 비교 분석하였다. 연구 결과, 분기 구간에서는 30도의 분류 각도를 가진 모델의 충격 손실 계수가 높게 측정되었고, 합류 구간에서는 2차선으로 설계된 모델의 충격 손실 계수가 낮게 측정됨을 확인할 수 있었다. 따라서 분기 합류 각도와 차도폭이 충격 손실 산정에 있어서 중요한 설계 요소가 될 수 있으므로 환기기 용량 산정에 있어서 정확한 설계 인자를 제시할 것으로 판단된다. 본 연구는 3D 전산유체역학(CFD)를 활용하여 확폭 교차 유 무에 따른 분기 합류 지점에서의 충격 손실 계수를 도출하고, ASHRAE 설계 값과 결과를 비교 분석하였다. 확폭 구간이 반영되지 않은 모델은 ASHRAE 값에 비해 최대 3배의 충격 손실 값을 확인하였고, 확폭 구간이 반영된 모델은 최대 2배의 값을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권1호
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• pp.111-124
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• 2018

본 연구는 전세계적으로 활발하게 기술 개발 중인 네트워크형 복층 도로터널에서의 환기 설계를 위해 새롭게 요구되는 설계인자를 분석한다. 분류 및 합류부 지점에 존재하는 확폭구간에서 단면적의 변화에 따라 발생하는 충격손실계수를 결정하기 위해 전산유체역학(CFD)를 통한 수치해석 연구를 진행하였다. 수치해석에 사용된 모델은 실제 스케일을 반영하였고 이전의 선행 연구의 충격손실계수 값과의 비교분석을 통해 그 값의 신뢰성을 확보하였다. 수치해석 연구의 결과로 단면적비의 변화에 따른 충격손실계수 값을 도출해냈고 급확대부와 급축소부 두 경우 모두 이전의 선행 연구에서 제시된 충격손실계수 값보다 높게 계산되어졌다. 이는 네트워크형 복층 도로터널의 기하학적 구조의 특성이 충격손실계수에 미치는 영향이 크다고 판단된다. 따라서 본 연구의 결과 값은 앞으로 네트워크형 복층 도로터널의 환기 설계에 있어 좀 더 정확한 설계에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.59-73
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• 2016

지하 수송에 대한 수요가 증가함에 따라 도로터널 사용자와 운영자는 다양한 원인에 의한 위험에 노출되어 있으며, 주요 원인은 각각 사고 이벤트가 될 수 있는 교통상황이다. QRA(정량적 위험평가)의 중요성은 도로터널의 안전성을 정량화하고, 다수의 이해관계자들의 관점(용량, 신뢰성, 가용성, 유지보수 및 안전)에서의 요구조건에 밸런스를 유지하려는 의도에서 커지기 시작했다. 위험평가에 사용되는 고전적 방법은 ETA, FTA이지만, 변수의 다양함과 상호관계를 반영하지 못한다는 이유에서 이 방법들은 상대적으로 단순한 경우에만 적용할 수 있다. 특정위험평가에 필요한 객체, 이벤트, 결과 및 가정, 경계조건 등의 총체는 도로 터널시설 위험평가를 위해 필수적인 내용으로 관찰되어야 하는 시스템을 만들고, 정보, 데이터, 모델 등 관련 항목들이 그 시스템을 서술하게 된다. 시스템은 위험모델에 기반한 계층적 지표들을 사용하여 모델링되고 분석되며, 시스템의 모든 가능한 구성은 지표의 적절한 선택을 통하여 표현될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일반터널에서뿐만 아니라 복층터널 같은 복합적인 지하시스템 변수들간의 상호의존성을 고려하여 정량화할 수 있는 베이지안 네트워크를 근거로 한 정량적 위험평가방법을 소개한다.

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.434-443
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• 2003

본 연구에서는 비서형 모델에 적용 가능한 역전파 알고리즘을 이용하여 도로터널에서 발생하는 오염물질을 예측하기 위한 인공신경망을 개발하였다. 도로 터널에서 중요시되는 오염인자는 CO농도와 가시도이므로, 인공신경망의 구성을 각각의 독립적인 네트워크로서 구성하였다. 사용한 입력데이터는 영동고속도로에 위치한 종류식 환기 방식을 채택한 일방향 2차선 도로 터널 2개소에서 실측한 데이터를 사용하였다. 예측치와 실측치를 비교할 때 인공신경망의 학습도는 약 95%의 정확성을 보이는 것으로 나타났다. 분석결과 개발된 인공신경망에 의한 결과는 PIARC 방식에 의한 계산치 보다 약 5배 정도의 정확성을 보였다. 특히 주행속도가 낮을 경우 더 높은 정확도를 나타낼 것으로 기대 되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.81-86
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• 2016

최근 국내 도심지 도로는 빈번한 교통정체가 발생하고 있다. 도심지 교통정체를 해소하기 위한 방안으로 국내에서는 대심도 복층터널에 대한 계획이 이루어지고 있다. 국내에서 계획되는 대심도 복층터널은 소형차 전용으로 계획되며 네트워크형의 구조를 가지고 있어 차량의 출입이 지하공간에서 이루어지고 있다. 이러한 네트워크형 대심도 복층터널은 터널의 단면 및 높이가 일반도로터널 보다 작고 차량의 출입으로 인한 교통풍의 작용으로 화재연기가 터널 승객의 대피보다 빠르게 전파되어 인명피해 발생이 예상된다. 따라서 본 연구에서는 국내 네트워크형 대심도 복층터널에 화재시 화재연기 확산지연을 방지하고자 화재연기 확산지연 장치 작동시 터널 차단면적에 터널 내 작용하는 유입풍의 저감효과를 분석하였으며, 분석결과 터널 차단면적이 50% 이상일 경우 터널 내 작용하는 풍속을 약 21% 저감시키는 효과가 나타났으며, 면적이 50% 이상일 경우 화재 연기의 확산속도를 약 21% 저감시켜 안전한 대피에 도움이 될 것이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.146-154
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• 2011

최근 사회기반시설물에 대한 공공투자는 신규건설에 대한 지출이 감소하고 유지관리분야에 대한 지출이 점진적으로 늘어나는 추세로 변화되고 있다. 이에 따라 해외 도로시설물에 대한 유지관리분야에서도 선진 개념인 자산관리 방법론이 접목되고 있으며, 보다 근본적인 시스템 개선이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 중소규모 도로관리주체에서 사용할 수 있는 자산관리개념의 유지관리 프로그램을 개발하여 예산편성의 효율성을 높이고, 도로망 전체를 고려한 네트워크 방식의 합리적인 유지보수 방안을 제시하고자 한다. 또한, 향후 다수의 시설물을 통합적으로 관리할 수 있는 체계 및 방법론을 정립하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.33-40
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• 2016

본 연구에서는 비용예측모델과 성능예측모델을 이용하여 네트워크 레벨에서 향후 교량과 터널 유지관리 비용과 성능을 예측할 수 있는 방법론은 개발하였다. 현재 국내의 시설물 유지관리 관련 연구는 대부분 단일 시설물에 집중되어 있어 도로망차원의 네트워크 레벨 분석에는 적용하기 어렵다. 따라서 시설물군 단위로 유지관리 계획을 수립해야하는 실무주체에게 유의한 정보를 제공하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구의 예측모델은 시설물의 성능에 현재 시특법에 의해 평가하고 있는 상태외 사용성과 기능성을 포함하였으며, 기본 분석과 확장 분석을 통해 각 시설물의 조치 시기와 연간 예산을 추정할 수 있다. 또한 사례 분석을 통해 기술적 타당성을 검증하였다. 본 연구의 방법론이 활성화된다면 다수의 시설물의 비용대비 미래 성능을 파악할 수 있으며, 효과적인 중장기 예산 수립을 할 수 있을 것으로 판단된다.