신뢰성 개념을 이용한 적정 포장 수명분포 선정

Selection of Probability Distribution of Pavement Life Based on Reliability Method

  • 도명식 (국립한밭대학교 토목환경도시공학부) ;
  • 권수안 (한국건설기술연구원 도로연구실)
  • 투고 : 2009.11.12
  • 심사 : 2010.02.01
  • 발행 : 2010.03.15

초록

본 연구에서는 신뢰성 개념을 도입하여 최근 10년간의 수원과 의정부 지역의 일반국도 아스팔트 포장구간의 수명 데이터를 기반으로 적합한 모수적 수명분포 선정과 헤저드 함수 및 생존확률을 추정하였다. 최적 수명분포형을 찾기 위해 확률지 개념을 이용하여 모수를 추정하였으며 적정 확률분포형태의 결정은 Anderson-Darling 통계값을 이용하였다. 그 결과 분석 대상 지역 포장의 수명 데이터를 가장 잘 설명하는 수명분포는 대수정규(Lognormal)분포인 것으로 분석되었다. 또한 본 연구에서 제안한 대수정규분포에 의해 추정된 생존확률함수는 실제 관측값과 차이가 거의 없음을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 신뢰성 개념을 이용한 분석 방법은 포장관리 및 유지보수 데이터가 축적되어감에 따라 비교적 용이하게 계속 update가 가능하며 따라서 보다 정확한 포장수명에 대한 신뢰도 값에 접근해 갈 수 있는 이점이 있다.

In this paper, we present the methodology about an optimal probability distribution selection as well as survival rate estimation with the national highway database from 1999 to 2008. Probability paper methods are adopted to estimate the parameters of each hazard model. The goodness-of-fit test, such as the Anderson-Darling statistics, was performed. As a result, we found that Lognormal distributionan is an appropriate distribution of newly constructed sections as well as overlayed sections. We also ascertained that the results of survival rate for pavement life between the proposed method and observed data are similar. Such a selection methodology and measures based on reliability theory can provide useful information for maintenance plans in pavement management systems as long as additional life data on pavement sections are accumulated.

키워드

참고문헌

  1. 권수안, 정경영, 서영찬(2002). "국도 아스팔트포장의 특수포장 적용을 위한 교통량 기준제안 연구," 한국도로포장공학회논문집 제4권 3호, 25-33.
  2. 도명식, 한대석, 이종달, 이영욱(2007). "HDM을 활용한 국도 포장 유지보수 공법에 대한 경제성 평가," 대한토목학회논문집, 제27권 3D, 311-323.
  3. 박동호, 임재학, 남경현(2006). 공학도를 위한 수명분포개념과 응용, 영지문화사
  4. 배도선, 전영록(1999). 신뢰성 분석, 아르케
  5. 서순근, 하천수(2002). "열화자료와 설명변수 정보를 고려한 사용현장 신뢰성 자료의 분석," 신뢰성응용연구, 제2권제2호 63-84.
  6. 유평준, 이동현(2002). "확률적 포장 공용성 예측모델 개발 방법론," 한국도로포장공학회논문집 제4권제4호, 1-12.
  7. 주재명, 김동민, 변용태, 김진오, 김형철(2008). "확률론적 FMECA를 이용한 발전설비의 신뢰도 기반 유지보수계획 수립," 조명전기설비학회논문집, 제22권제1호, 58-65.
  8. 한국건설기술연구원(2009). 2008 도로포장관리시스템 최종보고서.
  9. Chung, S., Hong, T., Han, S. Son, J. and Lee, S. (2006). "Life cycle cost analysis based optimal maintenance and rehabilitation for underground infrastructure management". KSCE J. of Civil Engineering, Vol.10, 4, 243-253. https://doi.org/10.1007/BF02830778
  10. Gharaibeh, N.G., and Darter, M.I. (2003) "Probabilistic analysis of highway pavement life for Illinois", Transportation Research Record 1823, No.03-4294, 111-120,
  11. Gourieroux, C. (2000) Econometrics of qualitative dependent variables, Cambridge Univ. Press.
  12. Hong, T., Chung, S. Han, S. and Lee, S. (2006) "Service life estimation of concrete bridge decks," KSCE J. of Civil Engineering, Vol.10, 4, 233-241. https://doi.org/10.1007/BF02830777
  13. Kim, S. and Kim,N. (2006). "Development of performance prediction models in flexible pavement using regression analysis method" KSCE J. of Civil Engineering, Vol.10, No.2, 91-96. https://doi.org/10.1007/BF02823926
  14. Kobayashi, K., Do, M. and Han, D. (2010) "Estimation of Markovian transition probabilities for pavement deterioration forecasting", KSCE J. of Civil Engineering (forthcoming).
  15. Lancaster, T, (1990) The econometric analysis of transition data, Cambridge Univ. Press.
  16. Loizos, A. and Karlaftis, M.G. (2005). "Prediction of pavement crack initiation from in-service pavements: A duration model approach" J. of the Transportation Research Board, No.1940, TRB, 38-42.
  17. Mishalani, R. G., and Madanat, S. M. (2002). "Computation of infrastructure transition probabilities using stochastic duration models." J. of Infrastructure Systems, 8(4), 139-148. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1076-0342(2002)8:4(139)
  18. Park, S. (2004). "Identifying the hazard characteristics of pipes in water distribution systems by using the proportional hazard model: 2.Applications." KSCE J. of Civil Engineering, Vol.8, No.6, 669-677. https://doi.org/10.1007/BF02823558
  19. Yang, J., Gunaratne, M., Lu, J.J., and Dietrich, B. (2005). "Use of recurrent Markov chains for modeling the crack performance of flexible pavements," J. of Transportation Engineering, Vol.131, No.11, 861-872. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-947X(2005)131:11(861)
  20. 靑木一也, 山本浩司, 津田尙胤, 小林潔司(2005) "多段階ワイブル劣化ハザ-ドモデル", 土木學會論文集, No.798, VI-68, 125-136.