『차량부착식 노면상태 검지센서』 비교평가 계획(안)

’24.01.09. 한국건설기술연구원

□ 주요 추진 경과

ㅇ ’23.02. : 차량 부착식 노면 상태 검지 센서 판매업체* 의향 조사

* 국내 1개 업체(모바휠, 초음파 센서), 국외 2개 업체(Vaisala/Lufft, 적외선 센서)

ㅇ ’23.09. : 평가 참여 희망업체 사전미팅 및 평가 개요 설명

ㅇ ’23.10. : 건설연 홈페이지 공개모집을 통한 평가 참여업체(3社) 공개모집

ㅇ ’23.11. : 국가R&D사업 연구 내용과의 중복성 검토 완료

ㅇ ’24.01.~  : 국가R&D사업을 통한 노면 상태 검지 센서 비교평가 수행

□ 추진 배경

ㅇ (문제점) 도로 순찰 시 육안 인식이 어려운 도로 살얼음 자동 검지를 위해 순찰 차량 부착식 노면 상태 검지 센서가 필요하나, 성능평가 사례 無

* 구리-포천 고속道 사고에서도 사고 전 도로 순찰을 실시 했으나, 순찰자 육안으로 살얼음 인지 한계점 노출

ㅇ 도로 살얼음 발생 여부에 대한 육안 조사의 한계를 해결하고자 現, 상용화된 「차량 부착식 노면 상태 검지 센서」 평가를 통한 적용 가능성 검토

□ 도로 노면 상태 검증 센서 평가(안)

ㅇ [평가방법] 「ITS 성능평가기준」을 준용하여 평가 척도를 기준으로 노면 상태 검지 정확도 평가

- 현행, ITS 장비 및 시스템 검증평가에 사용되는 방법론을 적용하여 검지 오차율 측정을 통한 정확도 평가

- 검지 정확도 평가를 위한 노면 상태 환경 모사 및 측정 방법(육안 조사 외) 정립 必

ㅇ [평가장소] 도로 기상재현 실험시설(연천)에서 결빙(Ice), 적설(Snow), 습윤(Wet), 건조(Dry) 조건 모사를 통한 평가대상 장비 검지 정확도 평가

* 각 도로 노면 상태별 환경 모사 면적 또는 길이, 시험 차량 운영 등 협의 필요

ㅇ [환경모사] 도로 노면 상태(건조-습윤-적설-결빙) 육안으로 명확히 구분 가능하도록 환경 모사

* 육안으로 구분하기에 참가업체 간 도로 노면 상태 합의 필요

ㅇ [측정방법] 도로 노면 상태에 대한 육안 조사 외 정량적으로 측정할 수 있는 센서 기반 노면 상태 측정(GPS, DMI 필수 장착)

- 참가업체별 Technical spec.을 기준으로 결빙 및 적설 두께, 미끄럼 지수 등 다양한 상태 측정	[붙임1 참조]

- 단순 육안 조사 및 측정 데이터 간 State 변화 측정               [붙임2 참조]

- 지점식(비접촉) 센서를 기준으로 이동식 센서의 도로노면 상태 비교 평가

* 현재, Luft 社의 고정식 센서 설치 가능(결빙 구간)으로 업체 간 합의 필요

【측정변수】

❶ 차량의 속도, ❷ 차량의 통행 및 운영, ❸ 주/야간 측정에 따른 검지 정확도 측정

□ 평가 결과 활용

ㅇ 국가R&D사업, 고속국도, 일반국도 등 겨울철 순찰 차량 부착식 도로 노면 상태 측정 센서 구매를 위한 참고 자료로 활용

□ 추진 일정(안)

ㅇ ’24.01. : 평가 참여 업체 세부 평가계획(안) 설명 및 합의

ㅇ ’24.01. ~ 02. : 도로 노면 상태 비교 평가 실시 (날씨에 따라 변동 가능)

붙임 1		차량부착식 도로노면 상태 검지센서 별 Technical Specification

□ 이동식(광학식) 센서 간 비교

측정 요소	MD30 (Vaisala)		MARWIS (Luft)	(모바휠)
마찰력	0.09 ~ 0.82		0 ~ 1	1 ~ 4
노면 상태	Dry, moist, wet, snowy, icy, slushy		Dry, moist, wet, snowy, icy, slushy	Dry, Humid, Wet, Iced
수분층의 두께	Water	0 ~ 5mm	0 ~ 6mm	-
	Ice	0 ~ 2mm
	Snow	0 ~ 1mm
노면 온도	-40 ~ 60℃		-40 ~ 70℃	-40 ~ 85℃
노면 습도	-		0 ~ 100%RH	-
이슬점 및 어는점	-40 ~ 60℃		-50 ~ 60℃	-
대기 온도	-40 ~ 60℃		-50 ~ 70℃	-40 ~ 85℃
상대 습도	0 ~ 100%RH		0 ~ 100%RH	0 ~ 100%RH
얼음 비율	-		0 ~ 100%	-
관련 사진

□ 고정식 센서(광학식) 간 비교

측정 요소		RWS200 (Vaisala)	NIRS31 (Luft)	EG-Way (모바휠)
풍향		0 ~ 360	-	-
풍속		0 ~ 60m/s	-	-
대기 온도		-52 ~ 60℃	-	-40 ~ 85℃
상대 습도		0 ~ 100%RH	-	0 ~ 100%RH
현지기압		50 ~ 1,100hPa	-	300 ~ 1,100hPa
강수량		60㎠	-	-
일사량		285 ~ 2800nm	-	-
일조량		400 ~ 110nm	-	-
시정		10 ~ 35,000m	-	-
현천		10 ~ 35,000m	-	-
노면 온도		-40 ~ 60℃	-40 ~ 70℃	-40 ~ 85℃
이슬점		-40 ~ 60℃	-	-
표면 수분층의 두께	Water	0 ~ 2mm	0 ~ 2mm	-
	Ice	0 ~ 2mm	0 ~ 2mm	-
	Snow	0 ~ 1mm	0 ~ 10mm	-
마찰력		0.01 ~ 1	0 ~ 1	1 ~ 9
노면 상태		Dry, Moist, Wet, Frost, Snow, Ice, Slush	Dry, Damp, Wet, Ice, Snow/ice, Chemically wet, Critically wet, Snow, Undefined	Dry, Humid, Wet, Iced
운량		0 ~ 7,600m	-	-
어는점		-	-40 ~ 0℃	-
얼음 비율		-	0 ~ 100%	-
염분 농도		-	0 ~ 100%	-
관련 사진

□ 접촉식 센서 간 비교

측정 요소		DRS511 (Vaisala)	IRS31 Pro (Luft)
노면/지중 온도	노면	-40 ~ 60℃	-40 ~ 80℃
	5cm 하부	-
	30cm 하부
어는점	NaCl	-	-40 ~ 0℃
	MgCl2
	CaCl2
수분층의 두께		0 ~ 7mm	0 ~ 1mm
노면 상태		Dry, Moist , Slush, Snow, Icy, Frosty, Moist and chemical, Wet and chemical	Dry, Moist, Wet, Moist with salt, Wet with salt, Ice, Snow, Frost
얼음 비율		-	0 ~ 100%
염분 농도	NaCl	-	0 ~ 100%
	MgCl2
	CaCl2
마찰력		-	0 ~ 1
대기 온도		-40 ~ 60℃	-
기타		전용 로거 (RWS200) 필요	기존 로거 체결 가능
관련 사진

붙임 2		참가업체 평가 데이터 제출 및 평가 양식 – 추후 추가 예정

ㅇ ITS 성능평가 기준 및 평가 내용 (평가방법 선정에 따라 변경)

구분	내용
평가항목	노면상태(건조, 습윤, 적설, 결빙) 검지 정확도
평가 기준값	육안관측, 얼음두께, 노면온도, 위치, 마찰계수 등
평가조건	차량속도, 차량통행, 주/야간 등
표본수	40+α개 (노면상태별 10개×4개 상태×α(조건별))
평가척도	100(%)-퍼센트 오차(PE)

ㅇ 데이터 제출 양식 (평가방법 선정에 따라 변경)

ㅇ 평가 양식 – 평가방법 선정에 따라 변경

ㅇ 평가 데이터 분석 양식 (평가방법 선정에 따라 변경)