재해에 대응한 도로망의 리질리언스 극대화를 위한 투자 의사결정 방법론 개발에 관한 연구

Q: 이 논문에서 정의한 Resilience란 무엇인가?

Resilience는 재난 발생 시 시스템의 기능 저하 및 손실을 최소화하고 신속하게 원래의 상태로 복구할 수 있는 능력을 의미한다. 본 연구에서는 특히 재난 발생 전 시스템의 기능을 유지하는 Robustness와 재난 발생 후 신속히 회복하는 Rapidity를 핵심 구성요소로 보았다.

Q: 도로망의 Resilience 극대화를 위한 최적 투자 방법은 무엇인가?

연구 결과, 도로망의 Resilience를 극대화하기 위해서는 재난 발생 확률과 재난 등급을 고려한 사전 투자가 중요하며, 특히 재난 발생 확률이 높고 재난 등급이 심각할수록 사전 투자 비용을 높이는 것이 효과적이다. 이는 Robustness와 Rapidity 향상을 통해 큰 편익을 가져온다.

조우걸; 김민석

doi:10.7470/jkst.2023.41.5.552

학술저널

저자정보: 조우걸 (한국철도기술연구원) 김민석 (한국교통안전공단)

저널정보: 대한교통학회 대한교통학회지 대한교통학회지 제41권 제5호

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도시화, 산업화, 기후 변화 등으로 인해 자연재난의 발생 횟수 및 피해규모가 증가하고 있다. 재난이 발생하게 되면 도시의 기능이 저하되고, 복구하기 위해서는 오랜 시간이 필요하다. 특히 교통시스템은 도시의 핵심 기반시설로서 재난에 대응하기 위한 계획이 필요하다, 이로 인해 재난에 효과적으로 대응하기 위해 재난 분야에서는 Resilience 개념의 중요성이 부각되고 있고 Resilience를 분석하기 위해 다양한 개념들이 사용되지만 개념 간의 차이를 명확하게 구분하는 것이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 Resilience에 대한 정량적 분석에 초점을 맞추어 재난 발생 전 사전투자에 대한 Robustness와 재난 발생 후 복구에 대한 Rapidity를 이용하여 도로망의 Resilience를 정량적으로 평가하였다. Resilience에 대한 정량적 효과 분석을 통해 의사결정시 새로운 판단지표를 제시하였고 이는 도로 사업에 대한 타당성 평가 등에 있어서 새로운 관점을 제시할 수 있을 것으로 보인다.

Due to the factors such as global warming, the frequency of natural disasters worldwide is increasing recently, leading to a growing concern for people’s safety. Natural disasters can impair or even disable the functions of urban components, and it takes long time to restore them to their original states. The transportation system is one of the most crucial urban components that facilitate the movement of people and goods, making it essential to establish plans against disasters. As a result, various researches for disaster response has been conducted, and among them, resilience is one of the most widely utilized concept. The concept of resilience is utilized in various fields, such as psychology, ecology, and understanding resilience of transportation system against disasters is imperative. This study primarily focuses on quantitatively analyzing resilience, that has not previously been explored. To conduct a quantitative analysis, we focused on two key components that constitute resilience: robustness, which refers to the system"s ability to maintain its functions when a disaster occurs, and rapidity, which pertains to the system’s capability to swiftly return to its original state after a disaster occurs. In this study, the optimization methodology was developed to maximize the resilience of road networks and introduces a novel concept termed the Robustness Index (RI) to assess the effectiveness of pre-investment. Additionally, the study employs Genetic Algorithm (GA) to identify optimal solutions for addressing the Network Design Problem (NDP). The research findings indicated varying levels of damage to the road network based on different pre-investment scenarios for disasters. This allowed for the derivation of optimal pre-investment strategies that maximize resilience against disasters. Furthermore, this study confirmed that the scope of pre-investment varies depending on the type, location, and recurrence interval of potential disasters. his study proposes a fresh perspective on decision-making through a quantitative analysis of resilience effects, offering valuable insights for evaluating the viability of road projects.

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