기술수준분석 총괄보고서 0801

발 간 등 록 번 호 11-B552989-000003-11

국토교통 기술수준분석 총괄보고서

국토교통 기술수준분석 총괄보고서

국토교통 기술수준분석 총괄보고서

국토교통 기술수준분석 총괄보고서 2 0 1 3 . 6

국토교통 기술수준분석 총괄보고서

경기도 안양시 동안구 시민대로 286 (관양동 1600) 송백빌딩 2~6F TEL 031) 389-6313

www.kaia.re.kr

국토교통과학기술진흥원 원장

이

불확실성의 증대와 글로벌 이슈 확산

재

붕

우리나라는 창조적 지식과 정보가 경쟁력의 원천인 21세기 지식기반사회

「국토교통 R&D 동향조사」는 국토교통분야 최신 국내·외 시장·정책·기술

에서 세계 중심국가로 도약을 위한 문명의 대전환을 하고 있습니다. 그러나

동향을 제공함으로써 향후 R&D의 전략적 방향을 모색하고 궁극적으로

금융위기로 인한 세계 경제의 불안정성, 에너지·자원의 고갈, 기후변화로

최신 동향 및 이슈 제공 우리나라가 선진일류국가로 가기위한 기술정책 수립 및 신규과제 발굴에

인한 물 부족과 자연재해 급증 등 불확실성은 더욱 커지고 이에 따라

기여하고자 하였습니다. 아울러 동향을 분석하고 주요이슈를 제시하여

풀어야 할 이슈들이 산재해 있습니다.

정책입안자 및 관련분야 연구자들의 수요에 적기 대응하고자 노력하였습니다.

지속적인 경제성장과 이러한 급격한 환경변화로 국민들의 관심이 점차

정보통신기술(ICT) 혁신 가속과 기술·산업의 융복합화 확산 등 대외 경제

삶의 질 향상으로 이동하고, 이에 효과적으로 대응하기 위해서는 현재의

여건이 급변하고 경제의 글로벌화가 촉진됨에 따라 글로벌 경쟁력의

정확한 정보 제공을

기술 및 현황에 대한 정확한 정보제공으로 국민들의 공감과 이해를 받는

통한 국민 공감과 이해

것이 필수적입니다. 이러한 시대적 요구를 반영하여 국토교통과학 기술진흥원(KAIA)은 국토교통 「기술수준조사」와 「R&D 동향조사」 보고서를 발간하여 국토교통분야 R&D의 중추적 역할을 담당하고자 합니다.

글로벌 경쟁력 확보와 창조경제 실현을 위한 진흥원의 노력

확보가 필수불가결합니다. 글로벌 경쟁력을 제고하기 위해서는 무엇보다도 창의적 상상력에 기반한 창조경제의 구현이 필수적이며 이러한 창조경제의 기반은 결국 과학기술의 발전을 통해 마련할 수 있을 것입니다. 국토교통 과학기술진흥원은 세계 국토교통 산업의 큰 흐름을 고찰하고 이를 통해 미래핵심기술을 발굴·지원함으로써 글로벌 경쟁력을 확보하고 창조경제를

「국토교통 기술수준분석」은 국토교통분야의 선진국 대비 우리나라 기술

전략수립을 위한 우리나라의 경쟁력 분석

실현하는데 기여할 수 있도록 노력하겠습니다.

수준 및 경쟁력을 해당 분야 전문가의 인식도 뿐 아니라 특허 등 계량 정보를 통해 객관적으로 비교분석하고, 이를 통해 향후 중점적으로 기술

아무쪼록 본 보고서가 국토교통분야 기술환경과 주요 현안을 쉽게 이해

개발이 필요한 분야와 유망한 분야 등을 제시함으로써 R&D 추진전략

하고, 국민 행복에 기여할 수 있는 바람직한 안내서로 활용되기를 기대하며,

수립 및 연구방향 설정 등에 활용할 수 있도록 하였습니다.

보고서 발간을 위해 그간 수고하신 국토교통분야 참여전문가 및 진흥원 담당자분들의 노고에 감사드립니다.

2013년 6월

CONTENTS

국토교통 기술수준분석 총괄보고서

제1장 개요

1. 추진목적

8

2. 조사대상

8

3. 추진전략 및 방법

12

국토교통과학기술진흥원

2013 국토교통 기술수준분석 총괄보고서

▶▶ 중분류/소분류

제1장

개요

↳ 각 분야의 기술개발 목표, 성과물의 유형을 고려하여 목적물, 공법, 요소기술 등에 따라 계층

분류기준

적용분야

목적물(시설물/제품)

>

철도교통(철도노반, 철도궤도, 전력계통) 항공교통(항공기, 항행, 항공안전, 공항) 도로교통(자동차, 도로 및 교통시설, 교통운영 등) 물 류(운송, 운영시스템)

>

도로교통(도로설계, 도로포장, 도로시공/유지관리) 플 랜 트 (오일샌드추출, 메탄가스추출 등) 도 시(도시계획 및 설계, 공간정보화 등)

>>>>>>>>>>>>>>>>>

구성시스템(구성요소)

>>>>>>>>>>>>>>>>>

요소기술(Component Tech.) 또는 공법/공정

>>>>>>>>>>>>>>>>>

추진목적 ▶▶ 국토교통분야의 주요경쟁국 대비 우리나라의 기술수준 및 기술경쟁력을 분석·제시함으로써 국토교통 R&D의 전략적 방향을 모색하고 정책입안자 및 관련분야 연구자들의 기술정책 수립 및 신규과제 발굴 등 수요에 대응 ↳ 전문가 인식도 조사(Delphi 등)에 기반을 둔 정성적 기술수준 및 R&D 중점추진분야 도출

분류체계 ▶▶ 국토교통분야 9개 대분류, 30개 중분류, 99개 소분류를 대상으로 기술수준 조사 대분류

중분류

소분류 A11. 도시계획 및 설계

2 조사대상

A1. 도시인프라구축

분류기준

A13. 공공도시디자인향상

A. 도시

▶▶ 대분류

A12. 도시공개공지 및 녹지조성기술/공간정보화 A21. 도시재생

A2. 도시인프라관리 및 운영

제3장 분야별 기술수준 분석

↳ 특허/논문을 활용한 계량적 기술경쟁력 평가와 미래유망분야 도출

제2장 총괄 기술수준 분석

1

>

건 축(그린빌딩, 초고층 빌딩 등) 시 설 물 (교량, 터널 등) 철도교통(고속철도, 자기부상철도 등) 플 랜 트 (발전플랜트, 자원개발플랜트 등)

제1장 개요

(hierarchy)적 또는 비계층(non-hierarchy)적으로 분류

A22. 도시재난/재해대응 A23. ICT융합도시관리

↳ 국토교통 R&D사업 추진체계 및 산업 구분을 고려

B11. 건축물리모델링

구분

분류체계

대분류

B1. 건축물성능향상

1. 도시

2. 건축

3. 시설물

4. 플랜트

5. 수자원

6. 철도교통

7. 도로교통

8. 항공교통

9. 물류

B12. 건축물안전 및 기능향상 B13. 건축물유지관리 B14. 건축디자인향상

B. 건축 B2. 첨단건축 B3. 초대형건축

B21. 그린빌딩(제로에너지빌딩, 에너지그리드적용빌딩) B22. 지능형건축물 B31. 초고층(복합)빌딩 B32. 대공간건축물 C11. 강구조 및 합성구조교량

C1. 교량

C12. 콘크리트교량 C13. 신소재복합재료구조 및 특수교량

C. 시설물

C21. 육상터널 C2. 터널

C22. 해저/침매터널 C23. 부유식터널 C24. 대심도터널

8

9

국토교통과학기술진흥원

대분류

중분류 C3. 사면/지반

소분류

대분류

C31. 사면보호/보강/유지관리 F2. 철도시설

C. 시설물

F. 철도교통

F31. 철도운영 및 안전

C51. 인공섬

F3. 철도운영 및 환경

C52. 극한지구조물

G11. 자동차안전향상 G1. 자동차

D12. 원자력발전

G13. IT융합자동차

D13. 핵융합

G21. 도로설계 및 구조

D21. 석탄가스화

G2. 도로 및 교통시설

D22. 오일샌드추출 D23. 메탄가스추출

G. 도로교통

G41. 교통안전 G4. 교통안전 및 환경

G43. 교통환경

D33. 바이오가스화

H11. 경/소/중형기제작·인증 H1. 항공기

D42. 폐기물처리 D43. 대기오염방지 및 CCS(온실가스포집저장기술) E11. 댐수

H. 항공교통

H4. 공항

E15. 가뭄예측 및 대응 E21. 하천 및 수리시설 설계/유지관리

E3. 수재해대비 및 관리

E32. 홍수예측 및 대응 F11. 일반철도차량

F1. 철도차량

I1. 운송

E23. 우수처리 및 활용 E31. 홍수통합관리

F12. 고속철도차량

H13. 헬기제작·인증 H21. 통신(C)/항법(N)/감시(S) H22. 교통관리(ATM) H31. 사고예방 및 피해저감 H32. 운항안전 H41. 공항시설 및 운영 H43. 공항보안 및 안전 I11. 내륙운송

E22. 생태하천(하천수질정화, 하천복원) E24. 수자원조사(수위, 유량, 수질 등)

F. 철도교통

H2. 항행 H3. 항공안전

E13. 상하수처리 E14. 지하수관리 및 보존

E2. 하천

H12. 무인기제작·인증 H14. 항공기정비

E12. 상하수도관망 및 관로설계/시공/유지보수

E. 수자원

G42. 교통약자안전

D32. 조력발전

제3장 분야별 기술수준 분석

G33. 대중교통 및 연계환승체계

D27. 셰일가스추출

D41. 해수담수화

E1. 용수이용

G32. 교통운영 및 정보관리

D26. 심해저자원개발

D34. 수소생산/인프라 D4. 담수처리 및 환경플랜트

G23. 도로시공 및 유지관리 G31. 교통계획 및 평가

G3. 교통계획 및 운영

D31. 풍력기술 D3. 신재생에너지플랜트

G22. 도로포장 G24. 도로 및 교통안전시설

D24. 메탄하이드레이트추출 D25. 자원이송

D. 플랜트

G12. 친환경자동차

제2장 총괄 기술수준 분석

D11. 열병합발전

D2. 자원개발플랜트

F32. 철도환경 F33. 철도시스템유지관리(시설물, 차량 포함)

C53. 지하대공간 D1. 발전플랜트

F23. 전력계통 F24. 신호/통신

C43. 수중구조물 C5. 특수구조물

F22. 철도궤도

제1장 개요

C32. 지반조사/개량 C42. 항만 및 해안구조물

소분류 F21. 철도노반

C41. 해양준설/매립 C4. 항만

중분류

I12. 해운운송 I13. 항공운송 I14. 연계운송

I. 물류

I21. 보관시설(건축물/설비 등) 및 운영 I2. 운영시스템

I22. 상하역 및 포장 I23. 물류정보화 I24. 물류장비

F13. 자기부상철도차량 F14. 도시철도차량

10

11

국토교통과학기술진흥원

▒ 기술수준측정지표

3 추진전략 및 방법

▶▶ 전문가 인식도를 기반으로 상대기술수준 및 격차를 조사 평가 항목

정의

평가 단위

▶▶ 기존 기술수준조사는 전문가인식도(델파이)에만 의존하여 정성적으로 기술수준을 도출하는데

상대수준

■ʼ13년 주요국의 상대적인 기술수준(최고 기술수준: 100%)

그쳐 본 조사에서는 국가별 기술수준을 판단하는데 객관적인 참고가 될 수 있도록 계량정보(특허

격차기간

■ʼ13년 주요국의 기술격차기간(최고 기술수준: 0년)

0.5년

최고기술국

■7개 조사 대상국 중 선택(기타 국가는 주관식 기재)

선택/주관식

및 논문)를 통한 기술경쟁력분석을 병행 기술수준 조사

Delphi Round-1

국토교통 R&D사업 추진체계

기술경쟁력 분석

국토교통 산업 구분

국토교통 기술수준 분류체계 (분야별 핵심 키워드 도출)

Delphi Round-2

특허/논문 계량정보 분석방법론 개발

국토교통분야 계량정보수집

기술경쟁력 분석결과

▒ 전략적중요도지표

▶▶ R&D 전략수립 및 우선순위 설정에 활용 평가 항목

정의

평가 단위

기술적 중요도

■타 기술과의 연계성이 높고, 연관 기술의 개발 및 활용의 기반이 되는 정도

5점 척도

시급성

■해당기술이 적정 수준을 구현해야 하는 시기

5점 척도

파급효과

■해당기술이 타 요소기술 개발에 미치는 영향

5점 척도

■해당기술 개발/육성에 정부가 지원해야하는 정도

5점 척도

정부지원 필요성

조사결과 표준화

분석결과 표준화

제3장 분야별 기술수준 분석

기술수준 조사결과

▒ 기술수명주기

▶▶ 최고기술국과 한국의 기술발전단계 전문가인식도 조사기반 정성결과

국토교통분야 기술수준 및 기술경쟁력 도출

특허/논문 분석기반 정량결과

조사대상국 ▶▶ 주요선진국 및 경쟁국을 위주로 우리나라를 포함한 7개국을 선정하여 기술수준 및 경쟁력 분석 실시 •한국

•일본

•미국

•독일

•프랑스

•영국

•중국

단계

제2장 총괄 기술수준 분석

Delphi 조사준비

분류체계 마련

0~100%

제1장 개요

추진체계 및 절차

설명

도입기

아이디어가 기술개발에 도입되는 단계

성장기

개발된 기술이 응용 및 상용화되어 기술가치가 상승하는 단계

성숙기

개발된 기술의 우수성이 높아 기술가치가 최고점에 다다르거나 최고점을 유지하는 단계

쇠퇴기

기술의 우수성이 떨어져 그 가치가 하락하는 단계

▒ 기술격차 해소방안 •장비/설비구축

•인력양성

•R&D 투자확대

•중소기업육성

•기초연구지원확대

•법·제도정비

•사업화지원

•기타(주관식)

기술수준 조사방법 ▒ R&D 중점추진분야 도출방법

▒ 델파이 조사개요

▶▶ 집중영역(CH)은 한국의 전략적 중요도(기술적 중요도, 시급성, 파급효과)는 높으나 기술수준이 낮은 2차 델파이조사

조사기간

ʼ13년 1월 3일 ~ ʼ13년 1월 14일

ʼ13년 3월 7일 ~ ʼ13년 3월 12일

조사대상(응답률)

1,498명/9,731명 (15.4%)

947명/1,498명 (63.2%)

분야로써 핵심기술력 확보를 위해 R&D 중점추진이 필요하다고 판단되는 분야 항목

정의

X축

현재 기술수준

Y축

전략적 중요도

기준축

각각의 가중평균

전략적 중요도

평균값

1차 델파이조사

집중영역 (Concentrate Here)

선택적 투자영역

평균값

12

핵심역량 /대표기술영역

기술수준

13

국토교통과학기술진흥원

▒ 기술경쟁력 도출방법

기술경쟁력 분석방법

▶▶ 국토교통분야 전문가를 대상으로 설문조사하여 계층분석(AHP)을 통해 평가지표별 가중치 산출

▒ 특허기술경쟁력지표

• 특허청이 발행한 공개/등록 특허공보 수에 근거하는 절대적 특허출원 수

+ ε×특허영향력▶

Pi j •특허활동도i j =

• Pi j 는 i 기술에 대한 j 국가의 특허출원 수, n t 는 전체 국가 수 • 해당국가가 다른 국가와 비교하여 상대적으로 어떠한 기술 분야에 기술혁신 활동을 집중하고 있는가에 대한 정보를 제공

(α, β, γ, δ, ε 는 해당 평가지표에 대한 가중치)

nt

Σ Pi j j=1

※ 특허지표를 활용한 특허기술경쟁력 도출 방법론은 KEIT 방법론을 인용 nt

( Pi j / Σ Pi j )

•특허집중도i j =

• Pi j 는 i 기술에 대한 j 국가의 특허출원 수, n t 는 전체 국가 수, m t 는 전체 기술 수

mt

j=1 mt nt

i=1

i = 1j = 1

※AHP를 통한 지표별 가중치 산출

• 해당국가에서 상업적인 이익 또는 기술경쟁 관계에 있을 때에만 해외에 특허를 출원하므로 Family Patent 국가 수가 많을 때에는 특허를 통한 시장성이 크다고 판단되어 이를 특허시장력의 지표로 사용

nt

nt

j=1

j=1

( Σ FPi j / Σ Pi j )

지표별 가중치 •특허영향력i j =

( CPi j / RPi j ) nt

nt

j=1

j=1

( Σ CPi j / Σ RPij )

양 적 지 표

질 적 지 표

14

논문 집중도

논문 영향력

특허기술경쟁력 평가지표

가중치

논문기술경쟁력 평가지표

가중치

특허활동도

0.230

논문활동도

0.405

특허집중도

0.207

논문집중도

0.301

특허시장력

0.162

논문영향력

0.294

특허경쟁력

0.167

특허영향력

0.234

▒ 미래유망분야 도출방법

▶▶ 전 세계에서 최근 5개년(2005~2010)간 해당분야 특허출원이 급증하여 향후 수요가 많을 것으로

▒ 논문기술경쟁력지표

논문 활동도

22명(전문기업, 연구소, 대학, 정부기관 등)

nt

• RPij 는 i 기술에 대한 j 국가의 등록특허 수, n t 는 전체 국가 수

평가지표

대상전문가

Σ TPi j j=1

• TPij 는 i 기술에 대한 j 국가의 삼극특허 수, n t 는 전체 국가 수

• CPij 는 i 기술에 대한 j 국가의 특허 피인용 수

ʼ13년 2월 14일 ~ ʼ13년 2월 22일

TPi j

•특허경쟁력i j =

• 본 특허가 향후에 발생하는 특허에 얼마나 응용되고 있는가를 파악하는 지표로 특허의 영향력을 측정, 피인용특허 정보가 있는 미국특허를 대상으로 함

조사기간

제3장 분야별 기술수준 분석

• 국가 간 특허출원에 가중치를 두기 위해 OECD에서 개발한 평가지표로서 EPO(유럽특허청), JPO(일본특허청) 및 USPTO(미국특허청)에 모두 출원된 특허출원건수를 통해 특허기술경쟁력을 판단

AHP분석을 위한 설문조사

( FPi j / Pi j )

•특허시장력i j =

• Pij 는 i 기술에 대한 j 국가의 특허출원 수, n t 는 전체 국가 수

특허 영향력

(α, β, γ 는 해당 평가지표에 대한 가중치)

( Σ Pi j / Σ Σ Pi j )

• FPij 는 i 기술에 대한 j 국가의 패밀리특허국가 수

질 적 특허 지 경쟁력 표

•논문기술경쟁력 = α×논문활동도 + β×논문집중도 + γ×논문영향력▶

내용 설명

•‌ 해당국가가 다른 국가와 비교하여 상대적으로 어떠한 기술 분야에 기술혁신 활동을 집중하고 있는가에 대한 정보 제공

• 논문활동도i j =

항목

정의

Σ Ti j

X축

최근 5개년 특허수

Y축

최근 5개년 특허증가율

기준축

각각의 산술평균

nt

j=1

( Ti j • 논문집중도i j =

• T i j 는 i 기술에 대한 j 국가의 논문 수, m t 는 전체기술 수, n t 는 전체국가 수

mt

( Σ Ti j i=1

• 해당국가 논문의 질적 수준을 다른 국가와 상대적으로 비교할 수 있는 정보 제공 • C T i j 는 i 기술에 대한 j 국가의 논문 피인용 수, T i j 는 i 기술에 대한 j 국가의 논문 수, n t 는 전체국가 수

최근 5개년 특허증가율

Ti j

• 논문 게재 건수 • Ti j 는 i 기술에 대한 j 국가의 논문 수, n t 는 전체 국가 수

예상되는 분야

수식

• 논문영향력i j =

nt

ΣT ) j=1 ij mt

nt

Σ Ti j )

Σ i=1 j=1

평균값

특허 시장력

• 특허기술경쟁력 = α×특허활동도 + β×특허집중도 + γ×특허시장력 + δ×특허경쟁력 ▶

수식

제2장 총괄 기술수준 분석

특허 양 활동도 적 지 표 특허 집중도

내용 설명

제1장 개요

평가지표

미래유망분야

현재이슈분야

진입쇠퇴분야

성숙분야

평균값

최근 5개년 특허수

( C Ti j Ti j ) nt

( Σ CTi j j=1

nt

Σ )

T j=1 ij

15

국토교통 기술수준분석 총괄보고서

제2장 총괄 기술수준 분석

국토교통과학기술진흥원

2013 국토교통 기술수준분석 총괄보고서

제2장

국토(건설)분야 기술수준

총괄 기술수준 분석

⇔⇔ 국토분야 평균 기술수준(기술격차)은 미국이 1위이며, 한국은 73%(5.5년)로 평가

↳ [기술격차] 미국(0년), 일본(0.8년), 독일(1.2년), 영국(1.8년), 프랑스(1.9년), 한국(5.5년), 중국(8.5년) 순 ⇔⇔ 국토분야 평균 기술경쟁력은 미국이 1위이며, 한국은 특허 53% 논문 57%로 평가

국토교통분야 기술수준

↳ [특허기술경쟁력] 미국(100%), 일본(85%), 영국(57%), 한국(53%), 독일(52%), 중국(48%), 프랑스(46%) 순

⇔⇔ 국토교통분야 평균 기술수준(기술격차)은 미국이 1위이며, 한국은 75%(4.7년)로 평가

↳ [논문기술경쟁력] 미국(100%), 중국(83%), 영국(71%), 프랑스(65%), 한국(57%), 일본(54%), 독일(44%) 순

↳ [기술수준] 미국(100%), 독일(97%), 일본(96%), 프랑스(94%), 영국(93%), 한국(75%), 중국(66%) 순

제2장 총괄 기술수준 분석

↳ [기술격차] 미국(0년), 독일(0.6년), 일본(0.6년), 프랑스(1.4년), 영국(1.6년), 한국(4.7년), 중국(7.1년) 순

⇔⇔ 한국의 국토분야 기술수준은 최고기술국 대비 격차가 큼 ※도시/건축/시설물/플랜트/수자원 분야 산술평균 후, 최고기술국 100% 기준 환산

⇔⇔ 국토교통분야 평균 기술경쟁력은 미국이 1위이며, 한국은 특허 46% 논문 52%로 평가 ↳ [특허기술경쟁력] 미국(100%), 일본(86%), 독일(66%), 프랑스(57%), 영국(56%), 중국(48%), 한국(46%) 순 ↳ [논문기술경쟁력] 미국(100%), 중국(81%), 영국(75%), 프랑스(55%), 한국(52%), 독일(50%), 일본(46%) 순

기술수준 및 격차

⇔⇔ 한국이 중국에 2.44년 앞서고 있으나, 특허/논문기술경쟁력 측면에서 중국의 우위를 고려 시 그 차이는 빠르게 단축될 것으로 판단됨 ※대분류 전 분야 산술평균 후, 최고기술국 100% 기준 환산

Year

Year >

>

>

>

72.9

-0.8

>

>

>

>

95.5

>

>

>

>

100.0

%

-4.7

>

>

>

>

74.8

0.0

-0.6

>

>

>

>

96.3

-8.5

0.0

100.0

-7.1

>

>

-0.6

>

>

>

>

>

>

>

65.5

>

>

>

>

97.3

-1.4

93.5

-1.6

>

>

>

>

>

>

>

%

-5.5

92.5

>

>

>

>

>

>

60.2

>

-1.2

>

>

>

>

95.5

-1.9

>

>

>

>

91.6

-1.8

>

>

>

>

91.6

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력 -15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력

60.0

80.0

%

%

60.0

80.0

100.0

논문기술경쟁력

100.0

논문기술경쟁력 %

%

52.6

57.4

85.4

53.9

46.1

52.2

85.5

46.1

100.0

100.0

100.0

100.0

47.8

83.0

48.5

81.0

52.0

43.5

65.5

50.1

46.3

65.0

57.4

54.8

56.7

71.1

56.2

74.5

100.0

18

40.0

40.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

80.0

60.0

40.0

제3장 분야별 기술수준 분석

기술수준 및 격차

>

제1장 개요

↳ [기술수준] 미국(100%), 일본(96%), 독일(96%), 영국(92%), 프랑스(92%), 한국(73%), 중국(60%) 순

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

19

국토교통과학기술진흥원

분야별 최고기술국

교통분야 기술수준 ⇔⇔ 교통분야 평균 기술수준(기술격차)은 미국이 1위이며, 한국은 77%(3.7년)로 평가

↳ [기술격차] 독일(0년), 미국(0년), 일본(0.4년), 프랑스(0.9년), 영국(1.2년), 한국(3.7년), 중국(5.4년) 순

▶▶ 일본은 기술수준과 특허기술경쟁력이, 중국은 절대적으로 많은 논문수로 인해 논문기술경쟁력이 높게 도출됨

⇔⇔ 교통분야 평균기술경쟁력은 미국이 1위이며, 한국은 특허 38% 논문 45%로 평가

※최다 특허출원기관은 일본이 가장 많았으며, 최다 논문게제기관은 전 분야가 중국

↳ [특허기술경쟁력] 미국(100%), 일본(86%), 독일(83%), 프랑스(72%), 영국(56%), 중국(49%), 한국(38%) 순

▶▶ 한국의 경우 ‘담수처리 및 환경플랜트’의 특허기술경쟁력이 높음

↳ [논문기술경쟁력] 미국(100%), 영국(79%), 중국(78%), 독일(60%), 한국(45%), 프랑스(40%), 일본(35%) 순

분야 도시

※철도교통/도로교통/항공교통/물류 분야 산술평균 후, 최고기술국 100% 기준 환산

건축

기술수준 및 격차 Year

-3.7

>

0.0

>

>

>

도시인프라구축

77.3



 

건축물성능향상



 

첨단건축



97.3

>

>

>

>

>

100.0

>

>

>

>

72.3

시설물



터널

 

>

>

0.0

99.7

-0.9

>

>

>









 

>

-15.0

-10.0

>

>

93.7

>

-5.0

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력

40.0

60.0

80.0

100.0

철도 교통

%

37.7

44.7

85.7

35.2

100.0

100.0

49.4

78.2

83.2

59.3



71.9

40.4

55.6

79.2 물류

100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0









하천

   

철도시설

 

수재해대비 및 관리

 



 







도로 및 교통시설

 







교통계획 및 운영



 

교통안전 및 환경





항행 항공안전

 

 







  

운송

  





공항

운영시스템







   기술수준

20



 

항공기 항공 교통



  

자동차 도로 교통



 

신재생에너지플랜트

철도운영 및 환경





철도차량

논문기술경쟁력 %

수자원



  

자원개발플랜트

용수이용 -1.2

영국



항만

담수처리 및 환경플랜트

95.8

>

프랑스



사면/지반

발전플랜트 플랜트



독일

 

 

교량

중국



도시인프라관리 및 운영

초대형건축

%

>

미국



특수구조물 -5.4

일본

제3장 분야별 기술수준 분석

-0.4

>

한국

제2장 총괄 기술수준 분석

⇔⇔ 한국의 교통분야 기술수준은 최고기술국 대비 격차가 큼

>

제1장 개요

↳ [기술수준] 미국(100%), 독일(100%), 일본(97%), 프랑스(96%), 영국(94%), 한국(77%), 중국(72%) 순

▶▶ 대부분의 분야에서 미국이 최고기술국이며, 특히 ‘발전플랜트’와 ‘공항’분야의 모든(기술수준, 특허 기술경쟁력, 논문기술경쟁력) 지표에서 미국이 최고기술국

 특허기술경쟁력

 논문기술경쟁력

21

국토교통과학기술진흥원

국가별 기술수준 및 기술경쟁력

한국의 상대적 기술수준

Year

-5.1

>

>

>

>

>

>

-5.5

>

>

>

>

>

-5.1

>

>

>

>

>

-5.5

>

>

>

>

-6.8

>

>

>

-4.2

>

>

>

-4.0

>

>

>

-5.9

>

>

-4.7

>

>

-15.0

기술경쟁력 특허(%)

% 도시

73.2

40.2

>

건축

70.5

>

시설물

78.2

>

>

플랜트

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

-10.0

▒ 중분류 단위 기술수준

논문(%) 도시

13.9

33.1

건축

73.1

74.1

시설물

59.4

69.1

44.9

플랜트

91.9

수자원

71.9

64.6

수자원

33.2

철도교통

79.9

53.8

철도교통

38.6

도로교통

76.4

63.0

도로교통

38.7

>

항공교통

64.2

5.5

항공교통

15.6

>

물류

76.9

18.7

물류

-5.0

0.0

0.0

Year >

>

>

>

>

>

-1.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

97.6

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

도시

30.3

>

>

>

>

>

>

건축

95.0

92.8

건축

70.2

0.0

>

>

>

>

>

>

시설물

100.0

100.0

시설물

57.7

-1.6

>

>

>

>

>

>

플랜트

88.5

74.8

플랜트

76.6

-1.5

>

>

>

>

>

>

수자원

94.4

80.7

수자원

19.7

-0.1

>

>

>

>

>

>

철도교통

99.5

77.9

철도교통

58.0

-0.3

>

>

>

>

>

>

도로교통

98.7

100.0

도로교통

28.8

-4.1

>

>

>

>

>

>

항공교통

80.2

52.0

항공교통

15.1

-1.0

>

>

>

>

>

>

물류

95.8

90.7

물류

16.4

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

도시인프라구축

도시

논문(%)

69.0

▶▶ 반면, ‘자원개발플랜트’와 ‘항공기’분야는 상대적 기술수준이 낮음

57.6 0.0

특허(%)

% 도시

▶▶ ‘사면/지반’, ‘철도시설’, ‘교통계획 및 운영’분야는 선진국 수준으로 평가됨

40.0

60.0

80.0

도시인프라관리 및 운영

제2장 총괄 기술수준 분석

-0.6

20.0

제1장 개요

기술수준 및 격차

건축물성능향상

건축

첨단건축 초대형건축

100.0

교량 Year

0.0

>

>

>

>

>

>

도시

100.0

100.0

100.0

논문(%) 도시

100.0

0.0

>

>

>

>

>

>

건축

100.0

건축

100.0

-0.6

>

>

>

>

>

>

시설물

97.7

88.7

시설물

74.1

0.0

>

>

>

>

>

>

플랜트

100.0

100.0

플랜트

98.5 100.0

>

>

>

>

>

>

수자원

100.0

100.0

수자원

>

>

>

>

>

>

철도교통

84.7

86.1

철도교통

36.4

0.0

>

>

>

>

>

>

도로교통

100.0

88.0

도로교통

100.0

0.0

>

>

>

>

>

>

항공교통

100.0

100.0

0.0

>

>

>

>

>

>

물류

100.0

100.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

Year

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

40.0

20.0

0.0

0.0

특허(%)

%

20.0

40.0

60.0

80.0

>

>

>

>

>

도시

55.0

60.6

도시

53.6

-8.4

>

>

>

>

>

>

건축

60.6

21.5

건축

73.1

-7.0

>

>

>

>

>

>

시설물

71.2

55.2

시설물

100.0

-5.8

>

>

>

>

>

>

플랜트

56.8

33.8

플랜트

93.5

-11.5

>

>

>

>

>

>

수자원

56.0

62.5

수자원

71.9

-5.8

>

>

>

>

>

>

철도교통

75.8

100.0

철도교통

100.0

-7.1

>

>

>

>

>

>

도로교통

63.3

15.4

도로교통

55.9

>

>

>

>

>

>

68.2

48.3

>

>

>

>

>

>

71.0

21.0

-15.0

-10.0

-5.0

항공교통 물류 0.0

0.0

Year

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

40.0

20.0

0.0

0.0

특허(%)

%

20.0

40.0

60.0

80.0

>

>

>

>

>

>

도시

99.8

43.3

도시

29.1

>

>

>

>

>

>

건축

95.3

54.0

건축

58.2

-2.4

>

>

>

>

>

>

시설물

91.5

51.7

시설물

9.4

-0.7

>

>

>

>

>

>

플랜트

95.4

63.4

플랜트

71.7

-2.3

>

>

>

>

>

>

수자원

93.1

41.6

수자원

37.1

0.0

>

>

>

>

>

>

철도교통

100.0

73.1

철도교통

73.0

-0.2

>

>

>

>

>

>

도로교통

98.7

66.4

도로교통

19.3

-2.5

>

>

>

>

>

>

항공교통

88.1

76.3

항공교통

-0.5

>

>

>

>

>

>

물류

96.7

95.5

물류

-5.0

0.0

0.0

Year

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

40.0

60.0

80.0

100.0

>

>

>

>

>

도시

95.5

32.6

도시

51.7

>

>

>

>

>

>

건축

89.1

40.8

건축

40.7

-2.6

>

>

>

>

>

>

시설물

90.4

60.1

시설물

41.2

-1.4

>

>

>

>

>

>

플랜트

91.4

50.6

플랜트

100.0

-3.2

>

>

>

>

>

>

수자원

89.7

42.3

수자원

73.6

-0.5

>

>

>

>

>

>

철도교통

98.2

65.1

철도교통

31.0

-1.5

>

>

>

>

>

>

도로교통

92.5

52.0

도로교통

40.1

-2.3

>

>

>

>

>

>

항공교통

89.0

95.1

항공교통

29.4

-3.0

>

>

>

>

>

>

88.8

56.6

물류 0.0

0.0

Year

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

특허(%)

%

20.0

40.0

60.0

80.0

>

>

>

>

>

>

도시

98.9

40.6

도시

55.1

>

>

>

>

>

>

건축

92.1

64.9

건축

86.7

-2.6

>

>

>

>

>

>

시설물

90.3

68.3

시설물

58.3

-1.9

>

>

>

>

>

>

플랜트

87.9

51.2

플랜트

52.5

-3.5

>

>

>

>

>

>

수자원

86.8

52.3

수자원

83.5

-2.8

>

>

>

>

>

>

철도교통

88.4

38.8

철도교통

66.9

-1.2

>

>

>

>

>

>

도로교통

93.3

54.2

도로교통

40.6

-2.5

>

>

>

>

>

>

항공교통

87.8

65.3

항공교통

82.1

>

>

>

>

>

>

91.1

49.6

-10.0

-5.0

물류 0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

100.0

60.0

40.0

20.0

항공기 항행

항공교통

항공안전 공항

0.0

운송

물류

운영시스템 50.0

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0 기술수준(%)

76.8

물류 80.0

교통계획 및 운영 교통안전 및 환경

논문(%)

-1.7

-15.0

도로 및 교통시설

100.0

-0.1

-2.3

자동차

35.5

물류 80.0

철도운영 및 환경

도로교통

>

-5.0

철도시설

철도교통

논문(%)

-2.2

-10.0

철도차량

41.4

20.0

-0.8

-15.0

수재해대비 및 관리

65.7 0.0

특허(%)

%

하천

논문(%)

0.0

-10.0

용수이용

수자원

100.0

-1.1

-15.0

담수처리 및 환경플랜트

57.7

물류 60.0

신재생에너지플랜트

49.3

항공교통

80.0

발전플랜트 자원개발플랜트

플랜트

논문(%)

>

-7.2

특수구조물

100.0

-10.5

-5.3

사면/지반 항만

100.0

물류 60.0

시설물

100.0

항공교통

80.0

터널

제3장 분야별 기술수준 분석

0.0 -3.9

-15.0

22

특허(%)

%

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

* 최고기술국 100% 기준

23

국토교통과학기술진흥원

▒ 소분류 단위 기술수준 도시계획 및 설계 공공도시디자인향상

도시

도시재난/재해대응

ICT융합도시관리 건축물리모델링

건축물안전 및 기능향상

건축물유지관리

건축

도시공개공지 및 녹지조성기술/공간정보화

도시재생

건축디자인향상

그린빌딩

지능형건축물

초고층빌딩

대공간건축물

강구조 및 합성구조교량

콘크리트교량

신소재복합재료구조 및 특수교량

육상터널

해저/침매터널

부유식터널

대심도터널

시설물 수중구조물

인공섬

극한지구조물

해양준설/매립

지하대공간 열병합발전

핵융합 오일샌드추출 메탄하이드레이트추출

플랜트

자원이송 풍력기술 바이오가스화

수소생산/인프라

조력발전

수자원

상하수처리

가뭄예측 및 대응

하천 수리시설 설계/유지관리

생태하천

우수처리 및 활용

수자원조사

홍수통합관리

홍수예측 및 대응

자기부상철도차량

일반철도차량

고속철도차량

도시철도차량

철도교통

철도궤도 신호/통신 철도환경

IT융합자동차

도로 및 교통안전시설

교통약자안전

철도운영 및 안전

도로설계 및 구조 도로시공 및 유지관리

교통계획 및 평가 교통운영 및 정보관리 대중교통 및 연계환승체계 교통안전 교통환경

무인기제작·인증 항공기정비

통신/항법/감시 교통관리 사고예방 및 피해저감

항공교통

운항안전

공항시설 및 운영 공항보안 및 안전

내륙운송 연계운송

물류

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

65.0

해운운송

항공운송 보관시설 및 운영 상하역 및 포장 물류정보화 물류장비

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0 기술수준(%)

24

시

26

2. 건

축

31

3. 시 설 물

37

4. 플 랜 트

46

5. 수 자 원

54

6. 철도교통

60

7. 도로교통

66

8. 항공교통

74

9. 물

81

철도시스템유지관리

도로포장

도로교통

철도노반

전력계통

자동차안전향상

친환경자동차

1. 도

댐수

상하수도관망 및 관로설계/시공/유지보수 지하수관리 및 보존

해수담수화

폐기물처리

대기오염방지 및 CCS

헬기제작·인증

분야별 기술수준 분석

원자력발전

석탄가스화

메탄가스추출

심해저자원개발 셰일가스추출

경/소/중형기제작·인증

제3장

사면보호/보강/유지관리

지반조사/개량 항만 및 해안구조물

류

국토교통과학기술진흥원

2013 국토교통 기술수준분석 총괄보고서

중분류 단위 기술수준  도시인프라구축

▶▶ 도시인프라 구축분야의 기술수준은 독일이 최고기술국이며, 한국은 73.2%

1

도 시

▶▶ 국가 및 개인의 소득수준 향상과 밀접한 분야로서 최근 국가정책에서 중요도가 크게 증가하고

제1장 개요

분야별 기술수준 분석

제3장

있어 향후 기술수준의 향상이 예상됨

분류체계

기술수준 및 격차

중분류

소분류

Year

>

>

99.2

>

>

>

>

56.6

>

>

>

>

100.0

>

>

96.6

-10.7 -0.2 -0.9

도시재생

>

0.0

도시인프라관리 및 운영

>

60% 40%

공공도시디자인향상

도시

>

80%

도시재난/재해대응

>

>

>

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

99.4

>

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

한국

선도기관

ICT융합도시관리

일본

미국

중국

특허–SAMSUNG ELECTRONICS(한국)

독일

프랑스

영국

논문–HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY(중국)

도출배경

대분류 단위 기술수준 ■ 선진국 대비 도시화 시점이 늦고 건축·토목·조경 등 관련 분야 간 협력체계 구축 미흡 등이 기술수준 저 평가 요인으로 판단됨

▶▶ 한국의 기술수준(기술격차)은 최고기술국 대비 73.2%(5.1년)이며 특허/논문기술경쟁력도 절대적 열세 ▶▶ 대규모 신도시 개발 경험 등의 장점과 IT, 교통, 통신, 에너지 등 융복합형 기술개발 성과를 연계하여 도시계획 및 설계

해외시장 진출 확대 시 기술격차 감소 예상 기술수준 및 격차 Year

-5.1

>

-0.6

>

>

>

73.2

>

>

>

>

97.6

0.0

※ ‌ 최근 중국과 도시화사업 양해각서 체결, 비스마야 신도시 건설프로젝트 수주 등 성과

100.0

-10.5

>

>

>

>

>

>

■ 도시공개공지 및 녹지조성을 공공재로 인식하지 못하고 1990년대 이후 연구 및 개발이 시작된 것이 기술수준 저 평가 요인으로 판단됨

55.0

>

>

>

>

-0.8

>

>

>

>

95.5

-0.1

>

>

>

>

98.9

0.0

99.8

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력

40.0

60.0

80.0

도시공개공지 및 녹지조성기술 /공간 정보화

100.0

논문기술경쟁력 %

※ ‌ 한국은 도시정비사업이나 도시개발사업 시 주로 사업시행자의 기부채납에 의해 비용 확보 ■ 독일, 미국 등 선진국에서는 1960년대부터 필요성이 제기되어 현재 초기 성숙단계임 ■ 공간정보화 분야는 공간정보인프라 확충사업과 한국형 스마트지적 구축추진, 기존 GIS기술과 IT기술의 융합 등을 통해 빠른 기술격차 해소 예상 ※ ‌ KLIS(한국토지정보시스템), LURIS(토지이용규제 정보서비스) 등은 현재 선진수준

%

40.2

13.9

69.0

30.3

100.0

100.0

60.6

53.6

43.3

29.1

32.6

51.7

40.6

55.1 100.0

26

※ ‌ 탄소중립도시, 에코타운 건설 등을 통해 다양한 융합형 도시계획 및 설계 추진 ■ 최근 아시아, 아프리카, 중남미국가의 경제성장으로 신도시개발에 대한 수요가 증가하여 국내 업체의 시장진출이 늘어남에 따라 기술격차 축소 예상

%

>

■ 과거 심미성 및 디자인 중심에서 벗어나 융합형 도시계획 및 설계(심리학/사회학/환경학/IT 등)로 접근방식 개선 시, 급격한 기술수준 향상 기대

제3장 분야별 기술수준 분석

소분류

60.1%

>

89.8%

>

68.7% 70.4%

-0.3

100%

24.5%

90.6

54.8%

73.2

>

79.4% 68.6%

>

>

24.3%

>

>

55.0%

>

>

100.0% 95.0%

도시공개공지 및 녹지조성기술/공간정보화

>

-2.2

77.9%

도시인프라구축

-5.3

100.0%

도시계획 및 설계

기술경쟁력

%

제2장 총괄 기술수준 분석

대분류

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

■ 2000년대 후반부터 삶의 질 향상 등에 따라 일반 국민들의 관심이 높아진 분야이지만, 심미적 기능에만 치우쳐 상대적 기술수준이 매우 낮은 상황 공공도시 디자인향상

■ 영국 런던의 ‘Creative London’, 일본의 ‘도시재생정책(Urban Regeneration Policy)’ 등 선진국 에서는 공공도시디자인 향상 관련 다양한 정책 추진 ■ 국내 일부 전문가들은 기술적 중요도, 시급성 등을 낮게 평가하고 있으나, 국가건축위원회 설립, 경관법 마련 등의 영향으로 향후 기술수준 상승 예상

100.0

27

국토교통과학기술진흥원

 도시인프라관리 및 운영

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

▶▶ 도시인프라관리 및 운영분야의 기술수준은 일본이 최고기술국이며, 한국은 69.8% 낮고, 기술발전 단계도 도입기로 평가

■ 기존 신도시/신시가지 개발위주 정책에 따른 구도심/구시가지의 기능저하와 인구감소, 활력상실은 도시의 지속가능성과 경쟁력 약화의 원인

기술수준 및 격차 Year

기술경쟁력

%

>

>

100.0

>

>

>

96.2

>

>

>

>

51.0

-0.8

>

>

>

>

95.2

-1.8

>

>

>

>

90.2

-1.1

>

>

>

>

-11.3

>

>

80% 60%

|

|

-10.0

-5.0

93.8

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20%

17.1%

|

-15.0

43.1% 37.6%

40%

0% 한국

선도기관

소분류

일본

미국

중국

독일

특허–INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES(IBM)(미국)

프랑스

영국

논문–TSINGHUA UNIVERSITY(중국)

도출배경

■ 도시재생에 대한 정치권, 시민들의 요구는 증대하나 위치, 공간의 부적합성, 기능의 다양성 상실 등으로 성과 미흡

R & D 중 점 추 진 분 야

■ 도시재난/재해대응은 도시 기반기술이자 공공성이 강한 분야로서 국가적 차원의 접근이 요구되는 분야 도시재난/ 재해대응

■ 한국의 경우, 집중호우 등 도시재난·재해로 인한 사회적 비용이 연 평균 1조 6천억 원을 상회하여 선제적 재난재해 대응 기술의 개발 및 체계구축 필요

■ 한국의 도시재생은 기존 도시 커뮤니티의 보존, 역사문화자원의 보존 등의 문제와 사회학, 경제학 등 인문사회과학분야와 연계 부족으로 기술발전 한계 도시재생

■ 최근 저성장·고령화시대에 들어서, 신도시 개발보다는 커뮤니티 보존, 역사문화자원 보존을 지향하는 도시재생사업에 대한 인식 확산 추세 ■ 최근 국가 R&D사업을 통해 도시재생 관련 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 도시재생법 등의 재정과 국회통과 가능성이 높아, 점진적 기술격차 감소 전망

■ 대도시의 급속한 증가와 도시 거주민의 소득확대에 따른 도시경관에 대한 관심 증대

※ ‌ 새정부 국정과제로서 채택됨에 따라 향후 상당한 수준의 재원투자와 집중이 예상

■ 일본은 지리지형적 특성으로 지진, 태풍 등의 재난/재해가 상대적으로 많이 발생하여 도시재난 /재해대응분야 기술이 발전 도시재난 /재해대응

■ 한국은 태풍 등으로 인한 풍수해 등의 피해가 있었으나 과학적 연구/개발 연계를 통한 방지 노력 부족 ■ 최근 들어 풍수해 뿐만 아니라 기후변화 등으로 인한 도시재해/재난에 대한 관심과 기술개발 투자 확대로 향후 기술수준의 향상이 기대됨

ICT융합 도시관리

28

■ ICT융복합도시관리분야는 한국의 세계적 선진기술인 IT기술을 도시공간에 접목하여 U-Eco city로 발전 중이며 해외수출이 가장 유망한 분야임 ■ 기술수준의 차이가 상대적으로 작고, 기술개발 성과가 신도시 개발경험과 연계될 시에는 해외 시장 진출 확대에 도움을 줄 것으로 예측되며, 최근 융복합 신시장 분야 투자 확대에 따라 빠른 격차 축소 가능

공공도시디자인 향상

제3장 분야별 기술수준 분석

■ 선진국은 1970년대 이전에 구도심(inner city) 등 도시재생 필요성이 제기된데 비해, 한국은 1990년대 이후에 현상된 것이 저 평가 요인으로 판단됨

■ 최근 기후변화에 따른 해수면상승, 도시홍수, 산사태, 지진과 해일 등에 의한 전 세계적 도시재난/재해 빈도와 피해규모의 확대로 기술수요 증대됨에 따라 관련시장이 빠르게 성장함

제2장 총괄 기술수준 분석

>

>

23.8%

>

51.5%

0.0 -0.7

48.0% 34.3%

69.8

65.3% 63.3%

>

38.0%

>

67.2%

>

도시재생

100.0% 100.0%

>

53.9%

-5.8

100%

제1장 개요

▶▶ 최근 기후변화에 따른 영향으로 이슈화되는 도시재난/재해대응 분야에서 한국의 기술수준이 매우

※ 급격한 고층화, 구릉지개발에 따라 한국의 경제규모에 비해 열악한 도시경관의 수준 향상 요구 증대 ■ 최근 각국의 도시 브랜드화 경향에 따라 선진국 도시와 비교되는 교량, 구조물, 도로가로 디자인 등 공공기반시설의 디자인에 대한 시장규모가 확대될 전망

미 래 유 망 분 야

■ R&D 투자확대를 넘은 R&BD(Research & Business Development) 투자확대를 위한 핵심 분야임 ICT 융합도시관리

※ 융합형 첨단기술개발의 성과를 도시관리에 적용할 수 있다는 파생효과와 함께 해외도시계획 시장 진출 시 상품의 매력을 극대화시킬 수 있다는 점에서 각광받고 있음 ■ “유비쿼터스 도시의 건설 등에 관한 법률”이 제정되어 U-Eco City, 복합공간 구축 및 지능형 국토정보 기술에 대한 투자와 첨단도시개발산업의 시장확대 예상

29

국토교통과학기술진흥원

2 건 축

기술격차 해소방안 ▶▶ 도시분야 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대 및 법제도 정비가 최우선 과제임

제1장 개요

분류체계

⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위 중분류

소분류

인력

R&D

도시계획 및 설계



•

도시공개공지 및 녹지조성기술, 공간정보화

•

⊙

공공도시디자인향상

⊙

•

도시재생 도시인프라관리 및 운영

•

도시재난/재해대응

•

ICT융합도시관리

•

· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성



중기 육성

기초 연구

대분류

중분류 건축물리모델링

⊙ •

소분류

법제도 산학연

건축물안전 및 기능향상

건축물성능향상

건축물유지관리





⊙

⊙



건축디자인향상

건축



그린빌딩(제로에너지빌딩, 에너지그리드적용빌딩)

첨단건축

지능형건축물 초고층(복합)빌딩

초대형건축

대공간건축물

⊙

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

제2장 총괄 기술수준 분석

도시인프라 구축

장비

· 산학연: 산학연 연계강화

도시계획 및 설계

도시 인프라 구축

도시공개공지 및 녹지조성기술, 공간정보화

건축물의 리모델링 및 유지관리, 기능향상 등에 집중 필요

■ 구축된 공간정보 오픈플랫폼을 활용, 일반국민의 공간정보 서비스 제공기술에 대한 개발 필요 ■ 기존 개인의 창의성을 넘어 대중의 보편적 선호를 반영한 다양한 기술 융복합형 전문 디자인인력 양성 필요 ■ 도시재생/재난대응, 신재생에너지 활용 등 다양한 분야의 첨단 기술개발 흐름을 디자인에 반영하는 인재 확보 필요 ■ 최근 ‘도시재생 활성화 및 지원에 관한 특별법’의 제정흐름에 따른 도시재생기금, 도시재생지원센터와 R&D투자의 연계 강화

도시재생

■ 도시재생분야는 구도심 재생을 위한 공간구성 기술과 함께 친환경, IT, 문화 등 융합형 공간 창조 건설기술의 확대 필요 ※ ‌ 다양한 도심재생 유형과 시범사례 발굴 필요(생산기반 강화형, 문화공간 창출형, 녹색재생기술 융합형 등)

도시재난 /재해대응

ICT융합도시관리

30

▶▶ 건축물성능향상분야가 전체 건축분야 기술수준이 낮게 평가된 핵심요인으로 판단됨에 따라 기존

■ 생활주변 자투리 공지, 골목길 등 유휴공간, 옥상녹화, 인공지반 녹화기술 등을 활용한 녹지조성 기술개발 필요

기술수준 및 격차 Year

공공도시 디자인향상

도시 인프라 관리 및 운영

▶▶ 한국의 기술수준(기술격차)은 최고기술국 대비 70.5%(5.5년)이며 특허기술경쟁력이 매우 낮음

■ 기존 시설물 보강 위주의 기술개발에서 지진, 국지성 호우 등 다양한 재난/재해 유형에 따른 취약지역의 사전 예측, 통합대책의 효과 사전파악을 위한 R&D 투자 필요 ■ 극한 재난/재해 대응을 위한 구조적·비구조적 대책을 망라하는 도시계획 및 설계분야와 통합적인 기술 확보 필요 ■ SI업체 위주의 ICT 신기술 도입이 아닌 장소 중심적인 도시인프라 구축·관리· 운영기술과 융합하는 패키지형 기술개발 필요 ■ 향후 모바일 서비스의 흐름과 정보공유 흐름에 부응한 통합형 스마트 융합도시 관리기술에 대한 투자확대 필요

-5.5

>

>

-1.0

>

>

>

>

>

>

>

>

%

70.5

제3장 분야별 기술수준 분석

대분류 단위 기술수준 ■ 도시, 교통, 환경, 에너지 통합형 도시계획 및 설계가 가능하고 실증단지 조성이 가능토록 법제도 개선 추진 필요

95.0

0.0

100.0

-8.4

>

>

>

>

60.6

-1.1

>

>

>

>

95.3

-2.2

>

>

>

>

89.1

-1.7

>

>

>

>

92.1

>

-15.0

>

>

-10.0

>

-5.0

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력

40.0

60.0

80.0

100.0

논문기술경쟁력 %

%

33.1

73.1

92.8

70.2

100.0

100.0

21.5

73.1

54.0

58.2

40.8

40.7

64.9

86.7 100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

31

국토교통과학기술진흥원

 첨단건축

중분류 단위 기술수준

▶▶ 첨단건축은 미국을 근소하게 앞선 독일이 최고기술국이며, 한국은 68.7% ▶▶ 독일은 제로에너지, 에너지그리드적용 등의 분야에서 앞서고 있음

▶▶ 한국의 건축물성능향상분야 기술수준은 69.3%이며 최고기술국은 일본으로 리모델링, 안전 및

▶▶ 한국의 그린빌딩, 지능형건축물에 대한 관심도와 연구개발활동은 활발하나, 실제 적극적인 현장

기능향상, 유지관리 분야에서 최고의 기술력으로 평가됨

적용으로까지 연계되고 있지 못한 점이 낮은 기술수준의 한 원인으로 판단됨

▶▶ 한국은 전면철거에 의한 대규모 재건축 위주의 성장으로 인해 기술수준이 낮게 평가

제1장 개요

 건축물성능향상

▶▶ 첨단건축에 대한 국내외 인증제도가 도입되고 패시브주택, 제로에너지주택 의무화 정책이 장기적 으로 시행될 예정이므로 빠른 기술격차 축소 가능

기술수준 및 격차 %

>

>

100.0

-0.2

>

>

>

>

98.3

100% 80%

기술수준 및 격차

60%

>

91.9

>

>

>

>

|

-5.0

94.3

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0%

>

>

>

98.9

>

>

>

>

57.3

0.0

>

>

>

>

100.0

-2.1

>

>

>

>

88.9

일본

미국

중국

독일

프랑스

>

>

>

60% >

>

영국

-1.8 선도기관

특허–SHIMIZU(일본)

80%

논문–TONGJI UNIVERSITY(중국)

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

20%

92.2

0.0

40%

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0% 한국

일본

소분류

소분류

■ 일본은 세계 최고의 고령화와 경기후퇴로 인해 리모델링 수요와 재고주택의 유효한 활용을 위한 증·개축, 개량 등을 추진

영국

도출배경

※ ‌ 현재 그린빌딩 분야는 중소기업 중심의 기술개발로 인한 한계 노출

※ ‌ 2~3층 이내의 단독주택은 구조계산 없이 설계와 시공이 가능하여 구조적 안전성조차 확보하지 못하고 있으며, 층간소음 문제는 최근 주요 사회갈등 요인으로 대두

그린빌딩

■ 미국은 LEED(친환경 건축물 인증제도)를 통해 다양한 기술제안을 할 수 있는 대안을 제시토록 하고 다양한 에너지 모델링 기술을 활용하여 성능 평가 ※ ‌ 에너지 모델링 기술은 건축적 기법도입과 다양한 신재생에너지 개발 등 직접적인 기술개발에 연관되는 분야이나, 한국은 아직 기초단계에 불과 ■ U-eco city 기술 등의 확산에 따라 그린빌딩 기술과 지능형 건축물 기술발전은 지속적으로 이루어질 것으로 예측

■ 한국의 건축물 유지관리 분야는 주로 중소기업이 참여하는 시장으로 기술개발 니즈와 역량 부족이 기술수준에 반영된 것으로 판단 ※ ‌ 선진 건설업체들은 유지관리분야의 수익이 전체의 20~30% 이상을 차지 ■ 일본, 미국, 영국 등은 건축물의 유지관리 기술 향상을 위한 다양한 성능 평가기술을 개발하고 주거수준의 질적향상을 위한 다양한 규정을 운영

■ 한국의 지능형건축물분야는 기술개발 및 활용에 대한 니즈는 있으나 그린빌딩과 같이 건축비 상승의 문제로 기술수준에 끼치는 직접적인 영향은 작음

■ 최근 유지관리에 대한 중요성이 증가되는 추세와 IT기술 등 융복합 기술개발이 증가됨에 따라 빠른 기술향상이 예상됨 ■ 건축디자인은 중요성에 비해 관심이 부족하여 타 분야 대비 기술수준이 많이 떨어지는 것으로 나타남 건축 디자인향상

프랑스

논문–TSINGHUA UNIVERSITY(중국)

■ 한국의 그린빌딩 분야는 친환경건축물인증제도와 더불어 발전하고 있으나, 일반 빌딩에 비해 많은 비용과 공기 소요로 기술발전이 더딘 것으로 판단

■ 일본은 지진의 빈번한 발생으로 기존 건축물의 내진화를 위해 관련기준을 강화하고, 내진개수를 위한 촉진계획을 수립하고 다양한 지원방안을 마련 중

건축물 유지관리

독일

※ ‌ 선진국의 경우 전체 건설시장에서 리모델링 시장의 비중이 유럽 35.7%, 미국 31.7% 등으로 건설산업의 주력시장으로 자리매김

■ 한국은 내진성능, 단열성능, 층간 차음성능 등 건축물의 안전 및 향상에 대한 관심은 증대되고 있으나, 비용 등 현실적인 문제로 부수적인 기능으로 전락 건축물안전 및 기능향상

중국

특허–DOOEI GAISO(일본)

도출배경 ■ 한국의 건축물리모델링은 골조만 남기고 거의 대부분을 교체하는 신축방식 위주

건축물 리모델링

미국

제3장 분야별 기술수준 분석

선도기관

17.8%

>

14.0%

한국

-0.1

100%

23.9%

|

-10.0

90.5

33.3%

|

-15.0

68.7

>

-8.4

8.8%

-0.9

20%

>

>

56.5%

>

>

>

44.2% 53.3%

>

>

>

39.3%

>

>

-1.7

75.5%

-1.4

40%

-5.3

39.8%

96.0

기술경쟁력

%

54.6%

55.3

>

50.6%

>

>

25.4%

>

>

>

49.2%

>

>

>

36.0% 44.0%

>

-1.0

53.0%

-9.7

Year

100.0%

>

90.1% 100.0%

>

70.7%

69.3

0.0

85.6%

>

67.5%

>

73.6%

>

100.0% 100.0%

>

83.5%

-5.6

제2장 총괄 기술수준 분석

Year

기술경쟁력

■ 프랑스, 영국 등은 건축디자인 향상을 위한 다양한 노력을 전개 ※ ‌ 영국은 디자인품질지수(Design Quality Index)를 활용하여 건축디자인 향상 추진

지능형건축물

■ 지능형건축물 인증제도, 초고속 정보통신건물 인증제도와 인센티브제도 운용, 인증대상 건축물의 범위 확대 등을 통해 제도적 기반은 마련되어 있으나, 적용 미흡 ■ 선진국은 건축물에 대한 총생애주기비용에 대한 평가가 가격과 함께 입찰자 선정에 있어서 핵심적인 평가요소로 운영 ※ ‌ 건축물유지관리 비용절감 등이 운영의 효율성과 전문성 확보의 기반으로 인식

■ 최근 ‘건축서비스산업 진흥법’의 국회 통과(2013.4.30.)를 계기로 건축디자인에 대한 지식재산권 보호 등 법적 기반이 마련되어 성장기반 확충 기대

32

33

국토교통과학기술진흥원

 초대형건축

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

▶▶ 초대형건축분야의 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 71.8% 두드러질 것으로 예상 건축물리모델링 기술수준 및 격차 Year

기술경쟁력

%

>

89.3

0.0

>

>

>

>

100.0

100% 80%

69.6

-3.2

85.4

-4.1

>

>

>

>

81.9

-3.3

>

>

>

>

85.4

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

40% 20% 0% 한국

일본

미국

선도기관

소분류

■ 전 지구적인 지진 등 이상기후 증가에 따른 건축물의 안전성 향상 요구 증가

중국

특허–QIU ZEYOU(중국)

독일

프랑스

영국

논문–TSINGHUA UNIVERSITY(중국)

R & D 중 점 추 진 분 야

■ 전 세계적으로 통신과 사무자동화, 빌딩자동화 및 건축환경 등의 유기적 통합에 대한 요구 증대 지능형 건축물

※ 지능형 건축물의 세계시장 규모는 2015년 약 3,000억 달러, 국내시장은 3조원 전망 ■ 최근 융복합기술개발 추세에 따라 파급효과가 큰 지능형 건축물에 대한 R&D수요는 그린빌딩 수요와 함께 동반 성장 예상

■ 국내의 다양한 초고층 복합빌딩 시공성과에도 불구하고 초고층 건축물의 설계 및 시공관련 분야별 기술은 선진외국 업체들에 의존하는 것이 현실 ※ 설계 및 엔지니어링(영국 ARUP, 미국 SOM 등), 시공 및 재료(독일 Putzmeister, 일본 KAJIMA 등), 제진 및 풍동(일본 KAJIMA, MITSUI 등), 유지관리 및 방재안전(미국 ArchiBus, Siemens 등)

■ ‘그린빌딩’분야는 전 세계적으로 아직 기술적인 성숙도가 낮은 분야로서 집중 투자를 통해 시장을 선점할 필요가 있음

■ 미국, 영국 등 선진외국은 월등한 사업관리 역량과 설계·엔지니어링 기술, 일본은 재료, 제진 및 풍동기술 등 전문화된 요소기술을 바탕으로 시장 확보 그린빌딩

■ 중국은 초고속 경제성장을 기반으로 많은 수의 초고층 건축물을 건립하고 있어 국내에서 앞선 시공분야조차 빠르게 잠식될 것으로 예상 ※ 중국은 매년 200m이상의 초고층 빌딩 20개동 이상을 건립

■ 국토교통과학기술진흥원 국가연구개발사업으로 진행된 ‘대공간건축물 건설기술개발 (2006~2011)’을 통해 해외수주 성과까지 도출 ※ CS 구조엔지니어링 및 한화건설은 국가R&D성과를 기반으로 2011년 필리핀 아레나 돔구장 (5만석 규모) 수주 ■ 해외수주 성과에도 불구하고 대공간 건축물 분야는 외국의 독점적인 시장 영역으로 평가되고 아직까지는 추격형 기술영역이므로 기술수준이 낮게 평가됨

34

■ 최근 사회문제화 되고 있는 층간소음 문제는 민간기업의 기술개발 차원을 넘어 공공 기술의 영역으로 이전

제3장 분야별 기술수준 분석

※ 최근 초고층복합빌딩 사업단(2009~2014) 연구를 통해 고강도 콘크리트, 고강도강, 고속시공법, 안전 및 재해방지 등에 대한 다양한 기반기술 확보 노력

대공간 건축물

■ 내진성능, 단열성능 등에 대한 국제적 관심과 관련 기준의 강화 등의 추세에 따른 해외시장 진출을 위한 필수역량

도출배경

■ 한국의 삼성건설에 의해 시공된 두바이 Burj Khalifa빌딩에 대한 성과로 인한 기술적 자신감이 다른 건축분야에 비해 상대적으로 높게 평가된 요인으로 판단

초고층(복합) 빌딩

건축물 안전 및 기능향상

20.7%

>

>

18.1%

>

>

51.4%

>

>

>

52.6%

>

>

>

66.2%

60% -6.9

제2장 총괄 기술수준 분석

>

※ 1990년대 주택 200만호 공급정책에 의해 조성된 수도권 5개 신도시의 아파트 노후화에 따른 적절한 리모델링 기술 개발에 대한 필요성 증대

91.8%

>

83.9% 76.0%

>

81.7%

71.8

-2.4

100.0%

>

100.0%

>

72.6%

>

71.1%

>

84.4%

-5.8

■ 전면철거에 의한 재건축이 낮은 사업성, 주민갈등 등을 발생시키는 요인으로 향후 이 분야에 대한 연구개발 필요

제1장 개요

▶▶ 중국은 초대형건축분야 시장에 있어서 가장 독보적인 규모를 가지고 있어 향후 중국의 약진이

※ 교토의정서 채택에 따른 이산화탄소 배출량 감소를 위해서는 전체의 30~50%를 차지하는 건물에 대한 저탄소화 추진 필요 ■ 에너지효율 향상기술과 접목하여, 쾌적성과 함께 효율성을 강조하는 추세에 따라 기술개발 수요 급증 예상 ■ 그린빌딩은 일반 빌딩에 비해 경제성이 떨어질 수 있으나, 생애주기 비용은 낮아 전체적인 비용절약 가능

미 래 유 망 분 야

■ 세계 초고층 복합빌딩 시장은 세계경기 여건에 따라 부침현상은 있으나, 지속성장 예상 초고층 (복합)빌딩

※ 2015년 1,138억불, 2020년 1,696억불 수준 성장 예측(한국건설기술연구원, 2012) ■ 한국의 초고층 시장은 부동산 경기 하락 등의 영향으로 많은 계획들이 축소되거나 무산되는 추세이나, 지속적인 수요 예상 ※ 도심지 밀집지역을 중심으로 복합빌딩 건설이 다양하게 추진 중

35

국토교통과학기술진흥원

3 시설물

기술격차 해소방안 ▶▶ 건축분야 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 법제도 정비가 최우선 과제 ⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위 중분류

소분류

장비

중기 육성

기초 연구

R&D

건축물리모델링

•



⊙

건축물안전 및 기능향상

•

⊙



건축물유지관리



건축디자인향상

⊙

중분류 강구조 및 합성구조교량

법제도 산학연

교량

육상터널

⊙

•

지능형건축물

⊙



부유식터널 대심도터널

• 시설물

그린빌딩

해저/침매터널

터널

⊙ 

콘크리트교량 신소재복합재료구조 및 특수교량

건축물성능향상 •

소분류

사면보호/보강/유지관리

사면/지반



지반조사/개량

첨단건축 초고층빌딩



⊙

대공간건축물



⊙

해양준설/매립

• •

항만

•

항만 및 해안구조물 수중구조물

초대형건축 · R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

건축물리모델링

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

•

인공섬 특수구조물

· 산학연: 산학연 연계강화

극한지구조물 지하대공간

■ 재건축 기한, 리모델링 가능기간 등에 대한 논의와 함께 공동주택의 리모델링 활성화를 위한 법제도 정비 시급

대분류 단위 기술수준 ▶▶ 한국의 기술수준(기술격차)은 최고기술국 대비 78.2%(5.1년)이며 특허/논문기술경쟁력은 상대적 상위권

■ 저비용 고효율 주택리모델링, 수직 증축 리모델링 요구증대에 따른 다양한 연구 필요

기술수준 및 격차

건축물 성능향상

건축물안전 및 기능향상

■ 건축물의 특성을 고려한 내진/면진/제진기술 개발 등 재해/재난 대응형 안전 및 기능향상 관련 연구 필요

건축물유지관리

■ 건축물의 유지관리 기술 향상을 위한 다양한 성능 평가제도 운영

건축디자인향상

■ 창의적인 디자이너의 양성을 위한 교육제도의 개혁과 함께 디자인학교 등 새로운 교육시스템 도입의 검토 필요

>

%

78.2

>

>

>

>

>

>

>

>

97.7

0.0

■ 신진 건축가 발굴, 지원을 위한 제도 도입 필요

그린빌딩

■ 그린빌딩은 R&D를 통한 저비용 기술 개발과 함께 다양한 인증제도의 뒷받침 필요

100.0

-0.6 -7.0

>

>

>

>

71.2

-2.4

>

>

>

>

91.5

-2.6

>

>

>

>

90.4

-2.6

>

>

>

>

>

-15.0

-10.0

>

>

-5.0

0.0

초고층(복합)빌딩 초대형

■ 지능형건축물은 그린빌딩과 같이 IT 건축물통합관리, 에너지 통합관리 등에 대한 다양한 연구 필요 ■ 관련분야(철강, 재료, 기계, 전기, 통신, 에너지 등)간 융복합 연구 추진을 통해 기술격차 해소 필요 ■ 사업기획, 설계 및 엔지니어링 기술력 및 인적역량 확보 필요

건축 대공간건축물

■ 대공간 건축물의 특성상, 자연재해, 안전 등에 관한 연구가 필수 ■ 대공간 건축물에 대한 설계기준 등 표준화 연구 필요

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

논문기술경쟁력 %

지능형건축물

90.3 0.0

특허기술경쟁력

■ 공공분야를 중심으로 시범사업 추진을 통해 가시적 성과 도출 필요

첨단건축

36

Year

-5.1

제3장 분야별 기술수준 분석

· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

제2장 총괄 기술수준 분석

인력

대분류

제1장 개요

분류체계

%

74.1

59.4

100.0

57.7

88.7

74.1

55.2

100.0

51.7

9.4

60.1

41.2

68.3

58.3 100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

37

국토교통과학기술진흥원

 터널

중분류 단위 기술수준

▶▶ 터널분야 기술수준은 일본이 최고기술국이며, 한국은 76.0% 제1장 개요

 교량

▶▶ 터널설비, 해저/침매터널, 부유식터널 분야에 대한 집중보완으로 기술수준 향상 제고 필요

▶▶ 교량분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 79.5% ▶▶ 신뢰성 설계기법(LRFD), 내진설계 등 설계기술과 신소재 분야 기술력 미흡이 기술수준을 낮게

기술경쟁력

%

>

>

>

92.0

>

>

>

>

66.9

-2.4

>

>

>

>

88.6

-2.3

>

>

>

>

90.0

>

>

>

80% 60%

96.3

0.0

>

>

>

>

100.0

100% 80%

-6.7

74.4

-1.7

>

>

>

>

94.3

-2.0

>

>

>

>

91.8

-3.0

>

>

>

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

|

|

|

20.0

40.0

60.0

|

|

80.0

100.0

20%

|

-15.0

-10.0

-5.0

한국

일본

미국

중국

독일

특허–No; YUN-GEUN(한국)

프랑스

소분류

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0% 한국

일본

미국

중국

독일

특허–SHIMIZU(일본)

프랑스

영국

논문–TONGJI UNIVERSITY(중국)

도출배경

※ 2012년 “도로교 설계기준 한계상태설계법”제정으로 기반은 마련되었으나 보편화는 아직 미흡

※ 침매터널은 네덜란드, 덴마크가 기술경쟁력이 더 높은 것으로 판단되나, 본 연구 비교대상에서 제외 ■ 한국은 해저터널보다 교량을 선호하였으나, 최근 수심 및 지형여건을 고려 해저/침매터널을 도입하는 단계임 ※ 한강 하저터널인 지하철5호선, 지하철7호선, 분당선과 해저터널인 보령터널, 거가대교 침매 터널 등의 설계 및 시공실적이 있으나, 여전히 도입단계

※ 2012년 “도로교 설계기준 한계상태설계법”제정으로 보편화 기반 마련 ■ 고기능성 콘크리트 재료 개발, 교량설계핵심기술연구단, 초장대교량사업단 등 R&D 성과의 설계기준 반영, 성능설계기준 연구 추진 등으로 기술수준 차이 축소 예상

■ ‘부유식터널’은 일본, 이탈리아, 노르웨이 등의 국가들이 성장기에 있는 분야로 활발한 연구 중임

※ 프리캐스트 콘크리트 부재의 개발 및 급속시공 기술의 발전을 통해 시공단계 경쟁력 항상 부유식터널

※ 미국은 각 주정부에서 고성능 재료, FRP 등 신소재를 교량에 활용하면 예산을 지원해주는 프로그램을 운용

※ 부유식터널 관련 다양한 개념제안과 설계 등이 이루어지고 있으나, 발주청의 안전성에 대한 확신 부족으로 실제 시공사례는 없음 ■ 한국은 기초 연구가 진행되는 도입 단계에 불과

※ 일본은 FRP 텐더 개발 및 이를 활용한 교량의 개발 등 세계 최고수준의 연구개발 실적을 보유 ■ 한국은 FRP 복합재료를 이용한 구조부재의 개발을 추진, 교량바닥시스템, 해상파일 개발연구가 진행되고 있으나 아직까지는 도입기 수준

■ 한국은 서울 지하철, 고속철도, 도로철도 등의 30년 이상의 경험을 통한 육상터널의 급속한 발전으로 기술수준의 차이가 상대적으로 작게 평가

■ ‘해저터널’은 일본이 최고기술국이며, 일본, 미국, 유럽 등은 해저터널(침매터널 포함) 등의 수중 구조물에 대한 건설경험이 풍부하며 향후 해저터널 등을 이용한 국가 간, 대륙 간 연결사업 추진 예정

■ 강교나 합성구조 교량보다 시공기술 측면에서 더 높은 수준이나, LRFD 설계경험, 내진설계기술 부족 등 부족한 설계 기술력이 기술수준을 낮게 평가하는 요인으로 판단

■ 선진국은 내구성 강화, 공사기간 및 공사비 절감 등을 위해 FRP 등 신소재를 교량에 활용하고 있음

※ 최근 주요 터널공법인 NATM공법에 대한 일본의 기술력과 세이칸 해저터널(연장 23.3km), 동경만 해저터널 등의 건설경험 등이 기술수준을 높게 평가

■ 상대적으로 기술수준이 낮은 장대터널 방재시설물 설치 등의 분야가 기술수준 차이의 요인으로 판단

■ 한국은 선진국에서 보편화된 신뢰도 기반의 설계법(LRFD), 내진설계 등 설계기술 부족과 성능평가기술의 미흡으로 Eurocodes 등 선진기준을 그대로 적용하는 수준에 불과

해저/침매터널

38

|

제3장 분야별 기술수준 분석

도출배경

■ 성숙기에 접어든 선진국에 비해 한국은 성장기에 있으며, 재료의 고강도화, 교량설계핵심기술 연구단, 초장대교량사업단 등 R&D 성과의 설계기준 반영, 성능설계기준 연구 추진 등으로 기술수준 차이 축소 예상

신소재 복합재료 구조 및 특수교량

|

■ ‘육상터널’은 오스트리아, 노르웨이 등이 선진기술을 보유하고 있으나, 본 연구에서는 비교 대상 제외로 일본이 최고기술국으로 평가된 것으로 판단

논문–TONGJI UNIVERSITY(중국)

육상터널

콘크리트교량

0.0

|

영국

■ 다양한 시공경험과 높은 시공기술 수준에도 불구하고 미국 등 선진국 대비 설계 기술력 부족으로 인해 전체적인 기술수준이 낮게 평가되었을 것으로 판단

강구조 및 합성구조교량

0.0

20%

91.2

0%

선도기관

소분류

|

선도기관

88.4

0.0

40%

>

|

45.2% 45.4%

>

29.3%

>

44.5%

>

>

45.8%

>

>

60.1%

60%

-2.1

40%

68.7%

79.5

>

74.3%

>

>

82.9%

>

>

100.0% 96.5%

>

>

100.0%

>

-0.6

84.8% 92.5%

-4.8

>

27.6%

%

>

46.0%

Year

-7.7

기술경쟁력

51.0% 44.7%

기술수준 및 격차

제2장 총괄 기술수준 분석

>

27.5%

-1.8

100%

80.1%

100.0

35.9%

76.0

>

66.5%

>

>

56.5%

>

>

55.6%

>

>

100.0%

>

0.0

46.4%

-5.4

77.2%

선진국 수준으로 상승 전망

Year

100.0%

평가하는 요인으로 판단되나, 최근 관련 기준 제정으로 실적과 경험 축적 시, 조만간 기술수준이

기술수준 및 격차

■ 한국의 대심도터널의 설계/시공 능력은 충분하나 낮은 경제성과 수요 부족으로 시공사례 없음 대심도터널

※ 대심도터널의 GTX 등이 실현단계로 접어듦에 따라 대심도터널 설비(환기, 안전 등) 등 부족한 기술력에 대한 보완 필요

39

국토교통과학기술진흥원

 사면/지반

 항만

▶▶ 항만분야 기술수준은 일본이 최고기술국이며, 한국은 78.2%

▶▶ 이상기후에 따른 집중호우 및 태풍 등에 의한 사면붕괴 및 지반사고 관련 경험을 바탕으로 해외

▶▶ 세계 최초의 이동식 항만 및 안벽에 대한 연구성과와 부산신항만의 설계 및 건설경험 등을 고려 시

사례 벤치마킹과 시스템 구축 등을 통해 타 분야 대비 높게 평가

한국의 기술수준은 상대적으로 저평가된 것으로 판단

기술수준 및 격차

기술수준 및 격차

기술경쟁력

Year

80.9

>

>

85.2

-3.3

>

>

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

88.3

0.0

20%

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0%

한국

일본

미국

중국

독일

>

>

100.0

-1.2

>

>

>

>

95.4

>

>

>

>

72.5

-4.0

>

>

>

>

87.9

-4.0

>

>

>

>

88.1

>

>

>

-7.7

>

>

80% 60% 40%

-3.1 프랑스

100%

영국

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

90.0

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

한국

선도기관 선도기관

소분류

특허–BAUER MASCHINEN GMBH(독일)

미국

중국

독일

프랑스

영국

논문–DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(중국)

논문–TONGJI UNIVERSITY(중국)

도출배경

소분류

해양 준설/매립

※ 일본은 도로 절토사면이나 자연사면 가운데 산사태 위험지역으로 지정된 곳에 광섬유 센서 등 다양한 센서를 설치하고 광섬유케이블로 연결해 표층의 형상 변화를 탐지

도출배경

■ 한국의 해양 준설/매립 경험을 고려 시 기술수준이 저평가된 것으로 판단되며, 향후 3~4년 이내에 최고기술국 수준에 근접할 것으로 판단 ※ 항만분야 턴키설계 경험이 급속한 기술발전의 원인으로 파악됨 ■ 해양 준설/매립분야의 기술수준은 연구장비에 따른 영향이 크므로 연구시설장비에 대한 투자 확대 시 기술격차 해소 가능

■ 미국은 미지질조사소(U.S. Geological Survey, USGS)를 중심으로 산사태 재해 프로그램과 국가 산사태 피해저감 프로그램(NLHMS)을 운영 ■ 한국은 기후변화와 함께 도시 확장에 따른 산지의 과도한 개발로 사면의 붕괴를 사전에 원천적으로 방지하기 어려운 상황에 직면 ※ 국내의 경우, 국토교통부에서는 일반 국도에 분포하고 있는 “사면”유지관리 사업을 지속적으로 수행하고 있음. 사업 초기에는 비탈면 관리에 많은 비용이 소요되었으나 2000년대 후반부터는 사업비가 감소하는 추세를 보임

항만 및 해안 구조물

제3장 분야별 기술수준 분석

■ 일본은 지진이 빈번한 지리지형적 여건과 산지개발로 사면형성이 불가피한 상황에 의해 재해예방기술이 발전

사면보호/보강 /유지관리

일본

특허–DAEWOO SHIPBUILDING & MARINE ENG.(한국)

제2장 총괄 기술수준 분석

>

>

>

45.8%

>

>

51.4%

-3.5

40%

78.2

0.0

36.9% 35.4%

88.3

>

29.8%

>

>

66.3%

>

>

66.4% 56.4%

>

>

27.3%

>

%

-5.9

64.6%

-3.1

60%

45.9%

67.9

85.6%

>

>

59.3%

>

>

77.1%

>

-7.1

1.7%

94.5

>

80%

89.3 %

100.0

24.7%

-1.2

>

53.9%

>

>

75.1%

>

>

91.8%

>

>

6.1%

>

73.5%

0.0

100%

100.0%

%

>

97.1%

>

100.0%

>

100.0%

>

기술경쟁력

94.7% 100.0%

Year

-4.5

제1장 개요

▶▶ 사면/지반분야 기술수준은 일본이 최고기술국이며, 한국은 80.9%

■ 일본은 동북대지진 쓰나미 피해 이후 재해에 강한 항만 및 연안구조물 건설을 목표로 신규 구조물 건설 및 기존 구조물 보강을 추진 ■ 한국도 기후변화로 인한 이상 고파랑에 대한 구조물 안정성 제고를 위한 연구를 확대해 나감으로써 기술수준 차이 축소 가능

■ 수중 구조물은 부유식 해양생산 구조물, 해저도시 등을 말하며, 대표적으로 일본은 구체적인 실증시험 단계 ※ 1995년부터 메가프로트 연구조합을 결성하여 초대형 부유식 구조물의 설계 및 건조기술을 개발하고 길이 1km 규모의 실증시험용 해상공항을 건조

■ 일본, 미국, 네덜란드 등 선진외국은 지반조사에 대한 첨단장비 활용이 높으며, 해양 등 극한지분야로 지반조사기술이 발전하는 단계 지반조사/개량

■ 간사히 공항 개발, 인공섬 개발 등 일본의 지반개량 기술은 세계 최고수준 ■ 한국도 전통적인 굴착에 의한 방법에서 벗어나 CPT, PMT, 탄성파 시험장비 등 첨단장비를 지반조사에 활용하는 추세이나, 관련 장비의 해외의존도가 높아 기술수준 상승에 한계 ※ 해양탐사 등 최근 활발히 진행되는 고부가가치 영역은 도입기 수준에 불과

40

수중구조물

※ 미국은 군사용 목적의 이동식 해상기지(MOB)프로젝트를 수행하여 대양항해 개념의 초대형 해상구조물 발달 ■ 현재 다양한 수중구조물에 대한 건설추진과 수중과학기지 건설을 위한 연구개발 추진이 가시화된다면 기술격차는 줄어들 것으로 판단 ※ 심해의 극한 환경의 극복을 위한 수중과학기지 건설을 위한 핵심기술 개발 필요

41

국토교통과학기술진흥원

 특수구조물

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

▶▶ 특수구조물분야 기술수준은 일본이 최고기술국이며, 한국은 65.9% 신소재복합재료 구조 및 특수교량

판단 기술수준 및 격차 Year

97.8

>

>

>

>

65.0

-3.2

>

>

>

>

88.1

-3.3

>

>

>

>

88.3

>

>

>

>

>

80% 60% 40%

|

|

-10.0

-5.0

87.7

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

18.0%

>

|

-15.0

28.5%

-3.0

20% 0%

한국

선도기관

일본

미국

특허–SHIMIZU(일본)

중국

독일

프랑스

영국

중 점 추 진 분 야

해저/침매터널

※ 현재 급속터널연구단/차폐기술연구단이 관련 연구를 수행해왔으며 해저터널연구단이 곧 출범하여 해저터널 관련 연구를 수행

■ 해상공간은 좁은 국토의 한계를 극복하고 신공간 창출을 위한 핵심 기술

논문–CHINA UNIVERSITY OF MINING & TECHNOLOGY(중국)

수중구조물

소분류

극한지구조물

■ 한국은 시화호에 대형 인공섬(반달섬)이 최초로 계획되고 있지만 설계 및 시공경험 부족으로 아직 도입기에 불과

대심도터널

※과지압 해소기술, 지보기술 등에 대한 연구 필요 ■ 핵무기 피해 우려 등 안전대비 시설 및 지하공간 활용의 필요성 증대

■ 이탈리아, 중국을 중심으로 수중 터널 건설에 대한 계획을 추진

미 래 유 망 분 야

※ 한국은 한국해양과학기술원, 한국건설기술연구원, 한국철도기술연구원을 중심으로 이에 대한 핵심기술 개발 추진

■ 최근 세계적으로 지상공간 고갈, 환경보호 강조 및 민원발생에 따른 육상공간의 활용 제한으로 대안공간 필요성 증대 인공섬

※ 일본은 화산섬의 특성으로 인해 항만, 공항, 여객터미널 등 주요 SOC시설물 건설에 인공섬 건설기술을 적용 ■ 해상도시, 해상공원, 해상산업기지 등 인공섬 시장규모는 2010년 기준으로 약 700억 달러로 추정되며, 향후 10년간 206% 증가하여 2020년에는 약 1,440억 달러로 예측

※ 2005년부터 2009년까지 대형 대단면 지하공간 건설기술 연구단에서 관련 분야가 연구되었지만, 현장적용실적 및 관련 기술개발 실적은 아직 부족한 실정 ※ 대규모 지하 유류저장소 등의 설계 및 시공실적이 있음

■ 기존 대도시의 토피가 낮은 구간은 지하 지장물 및 지하철, 공동구 등이 산재하고 보상비가 높아 대심도터널 개발 필요

■ 서울의 빗물저류, 배수시설 등과 같은 대심도 지하대공간확보를 위해 필요한 분야 지하대공간

부유식 터널

■ 한국은 영구동토를 포함한 극한지 건설기술의 경험이 전무하며, 최근 자원이송망 관련 기획연구를 통해 연구 초기단계 진입

■ 한국은 적은 건설수요와 그에 따른 실적부족이 기술수준 저평가의 원인으로 판단

■ 수중구조물은 해상 플랜트 건설, 심해저 탐사 등에 있어 핵심기술로서 지속적인 연구 필요

■ 수도권 광역급행철도(GTX)사업이 실현단계임을 고려하여 근시간 내에 필요한 분야임

■ 러시아, 미국 등 선진국을 중심으로 극한지 자원개발 및 자원이송망 건설기술 개발이 활발히 추진 중

■ 일본은 대단면 지하공간 건설 기술이 도쿄 내에 지하도시 및 수도권 외곽 방수로 등 다양한 측면에서 활용되고 있음 지하대공간

유 망 · 중 점 분 야

※최근 해상공간을 차지하기 위한 국가 간 경쟁 치열

제3장 분야별 기술수준 분석

인공섬

도출배경

■ 일본은 간사이 국제공항 및 기타큐슈 공항 등 해상에 인공섬을 건설하여 이와 관련된 설계, 시공 핵심기술 보유

■ 최근 한중해저터널, 한일해저터널 등이 논의되고 있으며, 실제 보령-안면도 연륙도로 해저터널을 시공

제2장 총괄 기술수준 분석

100.0

>

29.6%

>

>

■ 선진국은 다양한 교량 부재에 대해 FRP 활용이 증가추세

■ 경제성, 안전성의 이유로 해저터널보다 교량을 선호해왔으나, 환경여건을 고려하여 도입하는 단계임

85.8%

>

>

37.2%

>

>

63.7%

>

45.7%

0.0 -0.7

100%

53.8% 60.3%

65.9

71.1%

>

100.0%

>

65.2%

>

100.0%

>

70.8%

-7.3

-7.8

R & D

기술경쟁력

%

■ 교량의 내구성 향상, 공사기간 단축 및 공사비 절감 등에 대한 요구 증가로 FRP 등 신소재를 활용한 교량 수요 증가 예상

제1장 개요

▶▶ 인공섬, 극한지구조물, 지하대공간 등에 대한 한국 내 필요성 미흡이 기술수준에 반영된 것으로

극한지구조물

■ 극한지에 속하는 북극권에는 석유 900억 배럴, 천연가스 1,670Tcf, NGL 440억 달러 규모의 매장량이 추정되어 향후 개발 기대 ■ 에너지 등 자원확보를 위한 국가경쟁 심화로 극한지 관련 건설기술 수요 급증 예상

42

43

국토교통과학기술진흥원

기술격차 해소방안

강구조 및 합성구조교량

▶▶ 시설물분야 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 장비/설비구축, 중소기업 육성이 최우선

■ 재료의 고강도화, 한계상태설계법, 내진설계 기술 개발 지속 필요

⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위 중분류

소분류

장비

강구조 및 합성구조교량

인력

R&D

•

⊙

중기 육성

기초 연구

교량

법제도 산학연

콘크리트교량

신소재복합재료 구조 및 특수교량

⊙

신소재복합재료구조 및 특수교량 육상터널

•

⊙





해저/침매터널

•

•



⊙

•

부유식터널

•

⊙





•

사면보호/보강/유지관리

사면/ 지반 ⊙

■ 침매터널의 구조체 설계 및 방수설계에 대한 R&D 투자 필요함 부유식터널

■ 부유식터널의 설계 및 시공기술 개발과 함께 다양한 실증시험 필요

대심도터널

■ 대심도터널의 경우는 과지압에 의한 암파열 및 스퀴징 등 일반 육상터널과는 다른 거동이 예측되므로 심도있는 연구 필요

사면보호/보강 /유지관리

■ 사면/지반은 기술특성상 중소기업이 많이 참여하는 분야로 중소기업 육성을 위한 적극적인 투자와 노력 필요

•

■ 추가적으로 사면(비탈면, 급경사지)관련 법령체계의 통합 필요 지반조사/개량

사면/지반

항만

지반조사/개량

•



⊙

해양준설/매립

⊙



•

항만 및 해안구조물



수중구조물



해양준설/매립

•

항만

항만 및 해안구조물

• 수중구조물

특수구조물

인공섬

•

⊙



극한지구조물

•

⊙



· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

44

•

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

⊙ · 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

 · 산학연: 산학연 연계강화

■ 송도 신도시 등 간척사업을 통해 확보한 매립지에 대한 장기 침하 특성 분석과 관련된 심도 있는 연구 필요 ■ 이상 고파랑에 대한 구조물 안정성 제고를 위한 연구 확대 필요 ■ 개발기술의 실증을 위한 테스트베드 구축 및 테스트베드에서의 개발 등 현장 실증사업 추진 필요 ■ 친환경 인공섬 건설기술 개발 필요

인공섬 지하대공간

※ “시설물안전관리에관한특별법”, “비탈면설계, 시공, 유지관리지침”, “급경사지재해예방에관한법률” 등 다른 법체계하에서 이중적으로 관리 ■ 준설/매립 관련 장비에 대한 연구개발 필요

⊙ ⊙

■ 해저터널의 핵심은 수압제어기술로서 방배수 시스템과 차수그라우팅과 관련된 기술 개발 필요

•

⊙ 

■ TBM 장비 및 설비 국산화 필요

제3장 분야별 기술수준 분석

해저/심해터널 터널

대심도터널

■ 저비용, 고강도 신소재 교량의 설계 및 부재개발 기법 확보 필요



터널 ⊙

■ FRP 등 신소재 교량 설계기준, 표준시방서 등 마련 필요

제2장 총괄 기술수준 분석

콘크리트교량

■ 성능설계기준 지속 개발 필요

 육상터널

교량

■ 신뢰도 높은 성능평가기술 및 성능설계기준 지속 개발 필요 제1장 개요

과제임

■ 재료의 고강도화, 한계상태설계법, 내진설계 기술 개발 지속 필요

■ 해상환경의 변화에 따른 안전성 확보기술 개발 필요 ■ 장기 침하 예측 및 관리 기술 개발 필요

특수 구조물

극한지구조물

■ 극한환경 대응형 구조설계기술, 재료 및 접합기술, 급속시공기술 개발 필요

지하대공간

■ 지하대공간의 적용대상을 넓히고 활용성을 높일 수 있는 보편성을 확보하는 연구 필요

45

국토교통과학기술진흥원

4 플랜트

중분류 단위 기술수준

분류체계 대분류

소분류

중분류

▶▶ 발전플랜트분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 78.3%

>

>

>

86.9

>

>

>

>

100.0

>

>

>

>

50.0

-1.4

>

>

>

>

89.1

-1.1

>

>

>

>

93.3

-2.4

>

>

>

>

>

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

소분류

>

>

>

>

-1.6

>

>

>

>

>

>

>

>

88.5

>

>

>

>

56.8

>

>

>

>

95.4

-1.4

>

>

>

>

91.4

-1.9

>

>

>

>

87.9

>

-15.0

>

>

>

>

>

>

-10.0

>

-5.0

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력

40.0

60.0

80.0

74.8

76.6 98.5

33.8

93.5

63.4

71.7

원자력발전

46

중국

특허–TOSHIBA(일본)

독일

프랑스

영국

논문–TSINGHUA UNIVERSITY(중국)

도출배경

■ 한국의 열병합발전분야는 대규모 아파트 단지가 많은 도시환경 기반의 풍부한 경험을 가지고 있어 원자력발전과 함께 상대적으로 높은 기술수준으로 평가

50.6

100.0

51.2

52.5 0.0

■ 한국은 세계 6위의 운영국가(23기, 전력공급의 35%정도를 차지)이며, 성장세를 지속함에 따라 타 분야에 비해 높은 기술수준으로 평가

■ 전 세계적으로 상용화가 이루어진 경우가 없는 초기 연구분야이며 안전성 담보가 필수이기 때문에 상용화까지는 상당 시간이 소요될 것으로 판단 핵융합

20.0

미국

%

100.0

40.0

일본

※ ‌ 한국원자력연구원을 중심으로 제 4세대 원자력발전소 후보노형 중 소듐냉각고속로 (Sodium-cooled Fast Reactor; SFR)와 초고온가스로(Very High Temperature Reactor; VHTR)에 초점을 맞춰 연구 진행 중 91.9

60.0

한국

※ ‌ 미국은 2010년 원자력 연구개발 로드맵을 발간하여 원전 수명연장 기술개발과 함께 새로운 유형의 원전 개발을 추진중

논문기술경쟁력 %

80.0

0%

■ 미국 등 선진외국은 원전의 대형사고 위험과 장기 운영에 따른 노후화 및 안전성 문제 등으로 인해 원전시장 축소 추세

100.0

44.9

100.0

|

100.0

69.1

-0.7

>

|

80.0

※ ‌ 아직까지 가스터빈의 핵심부품인 블레이드 국산화기술은 미흡

%

100.0 >

|

60.0

※ ‌ 보국전기공업과 에너지기술연구원 등이 300kW급 상용화에 성공하였고, 현재 1MW급 가스엔진 열병합발전시스템 상용화를 추진 중

0.0 -5.8

|

40.0

제3장 분야별 기술수준 분석

>

|

20.0

※ ‌ 독일은 2020년까지 열병합발전을 이용한 에너지 생산을 25%까지 증대 추진 열병합발전

Year >

0.0

■ 유럽, 일본 등은 열병합발전 시스템의 소형화를 지속 추진하고 있으며, 연로전지를 활용한 하이브리드형 열병합발전 시스템 상용화 단계

기술수준 및 격차 >

82.5

0.0

20%

선도기관

▶▶ 플랜트분야는 미국이 최고기술국이며, 한국의 기술수준은 69.1%에 불과

>

60% 40%

대분류 단위 기술수준

-5.5

80%

제2장 총괄 기술수준 분석

>

0.0

100%

28.0% 20.6%

-1.6

-5.5

78.3

76.4% 79.9%

>

18.0%

>

71.4%

>

100.0% 100.0%

>

69.9%

담수처리 및 환경플랜트

-4.8

86.3%

신재생에너지플랜트

기술경쟁력

%

50.9%

플랜트

Year

73.0%

자원개발플랜트

기술수준 및 격차

56.9% 58.4%

열병합발전 원자력발전 핵융합 석탄가스화 오일샌드추출 메탄가스추출 메탄하이드레이트추출 자원이송 심해저자원개발 셰일가스추출 풍력기술 조력발전 바이오가스화 수소생산/인프라 해수담수화 폐기물처리 대기오염방지 및 CCS(온실가스포집저장기술)

발전플랜트

제1장 개요

 발전플랜트

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

※ ‌ 미국은 가장 많은 연구개발비를 투입, 35년 이내 전력 시범생산 목표로 연구 추진 중 ■ 미래 시장영역으로서 선진국을 중심으로 지속적인 투자가 이뤄지고 있으나, 현재 국내는 기초연구에 머물고 있음 ※ ‌ 한국의 KSTAR의 경우, 플라즈마를 17초간 안정적으로 유지하여 장시간 운전의 초석 마련

100.0

47

국토교통과학기술진흥원

 자원개발플랜트

 신재생에너지플랜트

▶▶ 신재생에너지플랜트분야는 독일이 최고기술국이며, 한국은 65.3%

▶▶ 비전통에너지 개발 기술수요 증가에 대응한 신공정 및 관련기자재 개발, 시공자동화 등에 대한

▶▶ 중국은 자국 내 거대한 내수시장의 형성과 다양하고 풍부한 실증경험으로 한국의 기술수준보다

투자 확대로 미래 기술수요에 대응 필요

높다고 판단되나, 과거의 이미지로 인해 다소 저평가된 것으로 판단

기술수준 및 격차 Year

기술경쟁력

%

90.4

40%

>

-2.6

>

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

85.8 86.5

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0% 한국

선도기관

소분류

오일샌드추출

미국

특허–GENERAL ELECTRIC(미국)

중국

독일

프랑스

영국

96.0

>

>

>

>

57.7

0.0

>

>

>

>

100.0

-1.5

>

>

>

>

89.4

-1.6

>

>

>

>

-6.6

>

>

메탄 하이드레이트 추출

60% 40%

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

89.9

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

한국

도출배경

일본

선도기관

논문–CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM(중국)

소분류

미국

중국

특허–GENERAL ELECTRIC(미국)

독일

프랑스

영국

논문–CHONGQING UNIVERSITY(중국)

도출배경

■ 기존의 석탄 화력발전을 발전시킨 시스템이므로 전략적 대체 필요 ■ 한국의 기술력 또한 선진국 대비 충분한 경쟁력을 보유한 것으로 평가됨 ■ 오일샌드분야는 미국과 캐나다의 특허점유율이 전체의 90%로 주도하고 있으며, 추출기술 보다는 개질기술에 대한 연구가 활발히 진행 중 ■ 한국도 한국기술산업이 오일샌드 원유 추출기술을 독자개발한 사례가 있으나, 아직까지 상용화는 미흡

■ 해상풍력플랜트는 유럽의 기술이 높으나, 세계 최고의 조선기술력을 앞세워 현재 빠르게 추격하고 있는 상황으로 점진적 기술격차 축소 전망 풍력기술

■ 최근 연구개발 성과와 실증사업 추진 등의 경험 고려 시, 한국과 중국의 기술수준이 저평가 된 것으로 판단 ※ ‌ 블레이드 설계 등의 원천 기술 확보가 가능한 상황이며, 현재 3MW급 개발에 성공하였고, 5MW급 해상풍력시스템 개발에 박차

■ 미국은 미국 내 천연가스 공급량의 10% 이상을 차지 메탄가스추출

80%

※ ‌ 최근 캐나다, 호주, 중국, 몽골 등 석탄자원 부국에서 메탄가스에 대한 관심 고조 ■ 한국은 한국가스공사를 중심으로 탐사, 분석을 시행한 사례는 있으나, 아직 본격적인 생산기술 확보는 미흡 ■ 미국은 ‘에너지부(DOE) 15년 계획(2001년)’에 따라 2015년 육상 생산시험, 2025년 해상 생산시험을 계획하는 등 실증 연구도 병행 중

조력발전

■ 일본은 2013년 난카이해구에서 세계 최초로 가스하이드레이트 분리 & 시험생산에 적용(한국은 기초 물리탐사 진행 중)

제3장 분야별 기술수준 분석

석탄가스화

일본

85.1

>

24.4%

>

>

>

>

24.5%

>

>

24.4%

>

36.8%

-2.8

20%

>

>

제2장 총괄 기술수준 분석

>

>

>

58.9%

>

>

-0.6

87.6%

>

-2.0

100%

35.3% 47.5%

>

-2.0

65.3

67.6%

63.7

>

99.6%

>

>

97.2%

>

>

100.0% 100.0%

>

>

60%

>

73.1%

>

>

80%

-5.3

91.1%

100.0

기술경쟁력

%

44.8%

84.2

>

52.0%

>

>

66.6%

>

>

43.6%

>

>

62.5%

>

0.0

100%

41.9%

-2.5

-4.2

50.9

47.7%

>

100.0%

>

84.1% 100.0%

>

51.1% 50.7%

>

Year

53.8%

-8.7

기술수준 및 격차

제1장 개요

▶▶ 자원개발플랜트분야는 미국이 최고기술국이며, 한국은 50.9%로 매우 낮은 수준

■ 조력발전 관련 핵심기술을 보유하지 못했다는 평가가 기술수준을 낮게 평가한 요인으로 판단되며, 시험운전 등으로 기술검증이 끝나고 핵심기술과 운영기술을 확보 시, 급속한 기술격차 축소 예상 ※ ‌ 24만kW 랑스발전소를 보유하고 있는 프랑스보다 더 큰 규모의 시화호 조력발전소를 보유

■ 세계적인 자원고갈로 자원이송 분야는 극한지 건설기술과 연계하여 강조되는 추세 자원이송

■ 한국은 동시베리아 타이쉐트-스코볼디노 구간(2,269km)에 건설자금조달 참여, 송유관 건설자재의 수출, 석유 선적항 건설 및 송유관 지선공사에 참여하고 있으나, 극한지 특성을 반영한 자원이송 기술은 취약

바이오가스화

■ 한국은 현재 연구개발하고 있는 도입기에 불과하며, 상대적으로 투자규모도 작음

※ ‌ 한국건설기술연구원을 중심으로 극한지 자원이송망 관련 기초연구 진행 중

심해저자원개발

셰일가스추출

48

■ 한국은 설계 및 시공과 관련된 타워(tower) 부문의 시공시스템, 용접시스템, 배관재료, 첨단유지관리 및 운영, 해저 위해환경 분석 등에 관한 연구 전무 ※ ‌ 국내 연구소, 대학에서 가스 배관 및 ROV(remotely-operated vehicle) 등에 대한 수치해석 및 모형시험 검증 등 기반기술 부분적 보유 ■ 미국은 최근 Shell 등 메이저 업체의 시장 진입, 기술혁신의 가속화, 정부지원 확대 등으로 셰일가스 생산량 급증 및 향후 지속 증가 전망

■ 미국은 2003년 수소 이니셔티브를 제시하여 2015년까지 핵심기술 개발, 시스템 상용화 및 인프라 투자, 2035년까지 수소경제 실현 추진 수소생산 /인프라

※ ‌ 세계적으로 수소는 2차 에너지원으로써 환경오염이 적고, 수송 및 저장이 가능하다는 등의 많은 장점을 가지고 있어 2000년대부터 많은 연구 수행 중 ■ 현재 한국에서 추진하고 있는 연구개발의 성공적 수행 시, 향후 수소생산/인프라에 대한 기술의 격차는 줄어들 수 있음

■ 한국은 셰일가스 개발 도입 및 활용전략 차원에서 관련 플랜트 산업에 주목하고 있으나, 관련 연구개발 기반은 미약

49

국토교통과학기술진흥원

 담수처리 및 환경플랜트

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

▶▶ 담수처리 및 환경플랜트분야 기술수준은 독일이 최고기술국이며, 한국은 79.7%

Year

기술경쟁력

%

>

>

>

95.9

-0.3

>

>

>

>

99.8

>

>

>

>

53.6

-8.4

>

>

100% 80% 60%

>

100.0

>

>

93.2

>

>

>

-1.7

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

90.4

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0% 한국

선도기관

소분류

중국

독일

20%

일본

미국

특허-SAMSUNG GWANGJU ELECTRONICS(한국)

프랑스

영국

논문-TSINGHUA UNIVERSITY(중국)

도출배경

R & D 중 점 추 진 분 야

■ 셰일가스는 비전통가스자원 중 상업적 생산을 위한 기술개발 수요가 높고 부존량도 가장 많아 미래 에너지산업으로 관심 급증 셰일가스 추출

※매장량이 전세계가 200년간 사용가능하며, 고르게 분포되어 있음 ※ 2030년 세계 에너지원에서 가스가 차지하는 비중이 석유에 이어 2위로 부상 전망 ■ 한국은 셰일가스 개발 도입 및 활용을 위한 연구개발 추진 중

제2장 총괄 기술수준 분석

>

>

41.4% 40.3%

>

>

34.6%

>

18.0%

0.0 -1.1

44.4%

40%

65.3%

>

53.6% 44.6%

79.7

-0.9

52.5% 43.3%

>

79.9%

>

■ 안전성 문제로 상용화까지는 상당 시간과 비용이 소요되지만, 미래 에너지원으로서 기초연구를 포함한 지속적인 투자 필요

100.0%

>

92.6%

>

100.0%

-4.0

핵융합

제1장 개요

기술수준 및 격차

■ 수소시장은 세계적으로 2020년에 약 2억 톤의 규모로 성장예측 수소생산 /인프라

※ ‌ 분리막소재, 막오염 최소화, 고효율 에너지 회수시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중 해수담수화

■ 이스라엘 담수화 기술선도 기업 IDE Technologies은 체계적인 역삼투압방식(RO : Reverse Osmosis)의 담수화 시설을 건설 및 운영 중 ■ 한국은 세계 최고 수준의 담수화 설비 설계 및 제조기술을 갖고 있으나 증발식 시스템으로 인한 고효율화에 한계가 있으며, 역삼투압법은 아직까지 연구단계이며, 시범사업 진행 중

폐기물처리

유 망 · 중 점 분 야

심해저자원 개발

■ 자원고갈에 따라 심해저 자원 수요는 지속적으로 확대 예상

■ 에너지의 효율적 이용, 이산화탄소 저감이 가능한 발전시스템으로 수요 증가 열병합발전

■ 미국은 2016년부터 실증사업을 추진, 2022년에는 경제성 평가를 위한 대규모 실증사업 착수 예정 ※ ‌ IEA는 2050년까지 세계 CO2 감축량의 20%를 CCS 기술로 해결 가능할 것으로 전망 ■ 유럽은 2020년까지 CCS 비용을 24유로/tCO₂ (포집 20유로/tCO₂, 수송저장 4유로/tCO₂) 수준을 목표로 2015년까지 15개 실증프로젝트를 추진 ■ 한국은 한국형 CCS 기술개발을 통해 세계시장 선점을 목표로 1.8조원을 투자할 계획이나, 아직까지 기초연구 수준

50

■ 심해저 개발관련 세계시장은 2009년 기준 연간 270억 달러, 2013년까지 연간 350억 달러 규모까지 성장 전망

■ 미국은 폐기물을 주요 신재생에너지로 규정, 기존 소각공정을 열적 처리공정으로 전환하는 추세(전기 및 열생산 에너지시설 설치) ■ 한국도 자원 재활용 및 친환경 정책 수단 일환으로 폐자원에너지화사업을 지속적으로 추진 중

대기오염 방지 및 CCS

■ 한국은 그린에너지산업(수소연료전지, 태양광, 풍력, 가스·석탄액화, 에너지저장 등)에 향후 5년간 정부예산 1조7천억원을 포함, 총 3조원의 민관자금을 집중 투자전략 수립

제3장 분야별 기술수준 분석

■ 미국 등 선진외국은 전통적인 증발법 대신 역삼투압기술로 전환 추세

미 래 유 망 분 야

※ 세계 열병합 시장은 2021년 431억 달러로 전망되며, 매년 6%의 성장세를 지속할 것으로 전망 ■ 미국과 유럽 등 대부분의 국가들이 새로운 에너지원을 활용한 열병합 발전시스템 개발 관련 연구 증가 추세

해수담수화

■ 현재 담수화시설은 747개가 운영 중이며 향후 전체 시장은 55조원에 이를 것으로 전망 ■ UAE 등 중동시장이 크며, 최근 인도 시장도 부각 중

51

국토교통과학기술진흥원

기술격차 해소방안 ▶▶ 플랜트분야의 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 기초연구지원확대가 최우선 과제임 ⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위 중분류

장비

인력

R&D

열병합발전

•



⊙

원자력발전

•



⊙

핵융합

•

중기 육성

기초 연구

핵융합

오일샌드추출

⊙



•

오일샌드추출

⊙



•

⊙

⊙

•

⊙



•

⊙

•

메탄가스추출 자원개발 플랜트

자원개발 플랜트

메탄하이드레이트추출

메탄하이드레이트추출 자원이송

심해저자원개발



■ 친환경 오일샌드 추출 기술 개발 필요 ■ 친환경 오일샌드 역청 개질기술 개발 필요 ■ 메탄가스 회수증진기술 개발 필요 ■ 메탄하이드레이트 탐사 및 추출기술 개발 필요 ■ 에너지원(원유, 가스)을 채굴 저장, 이송하는 가스압축기 분야 연구 필요 ■ 타워(tower) 부문의 시공시스템, 용접시스템, 배관재료, 첨단유지 관리 및 운영, 해저 위해환경 분석 등에 관한 연구 필요 ■ 셰일가스 지층의 지질조사 및 DB구축기술, 부존량 평가기술 개발 필요

셰일가스추출 자원이송

■ 고온고압 가스화기 및 복사열 교환기 등 석탄가스화 공정설비 설계 및 제작기술 확보 필요

■ 수압파쇄기술의 안정성 강화 기술 개발 필요 ■ 셰일가스 생산수 처리기술 및 오염 방지기술 개발 필요

심해저자원개발

•

⊙



■ 풍력발전시스템 전력 계통연계기술 개발 필요 풍력기술

셰일가스추출

•

⊙

풍력기술



⊙

조력발전



⊙



플랜트

바이오가스화

조력발전

•

수소생산/인프라

•

해수담수화 담수처리 및 환경플랜트

폐기물처리

52

⊙



⊙

플랜트

바이오가스화

•

•

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

■ 비식용 바이오매스 원료 활용기술 및 바이오리파이너리 기술 개발 필요 ■ pilot규모의 실증연구 병행으로 대량생산의 문제점을 찾고 그 해결기술을 선점할 수 있도록 지원투자 필요

■ 수소용 연료전지를 뒷받침할 수 있는 수소저장 기술 및 인프라 구축 기술 개발 필요





⊙

■ 터빈 블레이드, 발전기, 내구성 향상 및 방수 기술 확보 필요

■ 수소제조의 저가화 및 대량 생산화 기술 개발 필요 수소생산/인프라

•



해수담수화

■ 역삼투방식 기술 확보를 위한 고효율 막분리 공정, 막 내구성 향상기술, 하이브리드 담수플랜트 개발 등에 대한 지속적인 연구 필요

폐기물처리

■ 처리시설 가동율 문제 해소, 비효율 문제 등을 극복할 수 있는 폐기물처리 최적화 기술 개발 필요

담수처리 및 대기오염방지 및 CCS

· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성



⊙ •

•

⊙

■ 풍력발전시스템 진단 및 인증기술 개발 필요 ■ 풍력발전 플랫폼 관련 기술 개발 필요

신재생에너지 신재생에너지

제3장 분야별 기술수준 분석

석탄가스화

■ 기존 ITER사업의 장치개발 위주에서 물리, 재료, 해석, 제작 등 광범위한 분야에서 기초연구 추진 필요 ■ 석탄을 이용한 대규모 SNG 제조 공정 개발 연구 필요

석탄가스화





■ 원자력 발전소 수명연장기술 개발 필요

법제도 산학연

⊙

메탄가스추출

원자력발전

제2장 총괄 기술수준 분석

발전플랜트

소분류

■ 연료전지, 바이오매스 등 다양한 에너지원을 활용한 하이브리드형 열병합발전시스템 개발 추진 필요 제1장 개요

발전플랜트

열병합발전



•

· 산학연: 산학연 연계강화

환경플랜트

대기오염방지 및 CCS

■ 고효율, 저비용 CO2 포집기술 개발 필요

53

국토교통과학기술진흥원

5 수자원

중분류 단위 기술수준  용수이용

대분류

중분류

▶▶ 용수이용분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 72.5%

소분류 댐수

▶▶ 댐 개발 경험과 전국적인 상하수도 처리시설 확대 추세로 조만간 선진국 수준에 도달할 전망이나

상하수도관망 및 관로설계/시공/유지보수 용수이용

지하수 관리 및 보존, 가뭄예측 및 대응 기술의 신속한 보완필요

상하수처리 지하수관리 및 보존

기술수준 및 격차 Year

72.5

>

>

91.8

0.0

>

>

>

>

100.0

100% 80%

-2.5

>

>

>

>

91.5

-3.3

>

>

>

>

89.2

-15.0

홍수예측 및 대응

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

40% 20% 0% 한국

선도기관

일본

미국

특허–KURITA WATER INDUSTRIES(일본)

중국

독일

프랑스

영국

논문–HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY(중국)

소분류

도출배경

댐수

■ 한국은 댐 건설 및 운영·관리로 지난 40여 년간 축적된 노하우를 통하여 세계 수준의 기술 역량을 보유하고 있으나, 이수 및 수질 환경생태 등을 고려한 댐-하천 유역 및 수질 관리 분야 기술력은 부족

▶▶ 수자원분야는 미국이 최고기술국이며, 한국의 기술수준(기술격차)은 71.9%(6.8년) ▶▶ 가뭄·홍수 예측 및 대응, 우수 처리 및 활용 분야의 투자 강화와 최근 해외 하천관리 사업의 진출 성과가 가시화되고 있으므로 기술수준 차이는 감소될 전망 기술수준 및 격차 Year >

>

>

-1.5

>

>

>

>

>

>

>

>

%

71.9 94.4

0.0

■ 유럽 및 미국 등 선진국은 100~150년 전부터 기술개발이 이루어졌으며, 최근 IT기술을 이용한 스마트기술 도입 추세 ■ 한국은 정수장에 치우진 기술개발로 상수관로, 급수장치 유지관리 기술개발은 매우 낙후

100.0

-11.5

>

>

>

>

56.0

-2.3

>

>

>

>

93.1

-3.2

>

>

>

>

89.7

-3.5

>

>

>

>

>

-15.0

>

>

>

>

>

-10.0

>

-5.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

80.7

19.7

100.0

100.0

62.5

71.9

41.6

37.1

42.3

73.6

52.3

83.5 40.0

※민간기업의 영세성과 전문성 부족, 운영실적 부족 등은 보완 필요

%

33.2

60.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

■ 한국은 지자체·공기업 위주의 상하수 처리, 기술공모 등을 통한 다양한 민간 기술력 활용으로 상대적으로 높은 기술수준임

100.0

64.6

80.0

상하수처리

논문기술경쟁력 %

100.0

■ 선진외국은 상하수처리시장에 민간기업 참여 확대를 통해 효율성 강화 및 지속적인 기술개발 추진

86.8 0.0

특허기술경쟁력

54

상하수도관망 및 관로설계/ 시공/유지보수

제3장 분야별 기술수준 분석

대분류 단위 기술수준

42.2%

92.2

55.7%

55.1

>

47.4% 48.8%

>

>

16.4%

홍수통합관리

>

>

>

38.0%

수자원조사(수위, 유량, 수질 등)

>

>

>

65.5%

60% >

-2.4

73.1%

>

-12.1

우수처리 및 활용

수재해대비 및 관리

>

>

61.0%

하천

>

>

59.3% 68.0%

생태하천(하천수질정화, 하천복원)

>

-2.0

100.0% 95.9%

하천 및 수리시설설계/유지관리

100.0%

-6.8

수자원

기술경쟁력

%

제2장 총괄 기술수준 분석

가뭄예측 및 대응

-6.8

제1장 개요

분류체계

지하수관리 및 보존

가뭄예측 및 대응

■ 선진국은 지하수관리 및 보존을 물부족의 대안으로 판단하여 관리 및 보존기술에 대한 연구가 활발히 추진 중 ※미국은 정보시스템을 통해 수자원 뿐만 아니라 지하수까지 관리 ■ 한국은 최근 무분별한 지하수 개발 방지를 위한 관리활동을 전개하고 있으나, 여전히 체계적인 지하수관리 및 보존기술은 부족 ■ 선진국은 위성자료를 활용한 기후변화 모델링 기술 및 가뭄예측시스템을 개발하여 활용 ■ 한국은 국내 기후변화 모델링, 기후변화의 불확실성에 대한 정량화나 단기 기후변화 예측 기술 등이 부족

100.0

55

국토교통과학기술진흥원

 하천

 수재해대비 및 관리

▶▶ 수재해대비 및 관리분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 70.4%

▶▶ 한국은 4대강 사업 등 하천 및 수리시설에 대한 다양한 경험과 수자원 조사 통계데이터 기반확보로

▶▶ 수자원 분야 중 가장 낮은 기술수준으로 평가되었으나, 최근 공공기술영역을 넘어 해외시장 진출을

선진국으로의 진입과 함께 신속한 기술격차 해소 가능

추진함에 따라 빠르게 성장할 것으로 판단

기술수준 및 격차

기술수준 및 격차

기술경쟁력

Year %

72.3

>

95.5

>

>

98.6

-3.2

>

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

90.0

20%

89.0 0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0%

한국

일본

미국

중국

>

97.3

0.0

>

>

>

>

100.0

>

>

>

>

59.0

-4.5

>

>

>

>

87.5

-4.7

>

>

>

>

86.1

-4.4

>

>

>

>

80.0

100% 80% 60%

독일

>

-15.0 프랑스

>

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

40% 20% 0%

한국

일본

특허–HAN; SANG-GWAN(일본)

중국

독일

프랑스

영국

영국

선도기관 선도기관

미국

19.2%

>

>

>

18.8%

>

>

>

27.3% 19.2%

>

>

>

-10.7

22.0%

>

19.0%

-2.9

40%

70.4

-1.1

특허–TOSHIBA(일본) 외 다수기업

논문–TSINGHUA UNIVERSITY(중국)

논문–CHONGQING UNIVERSITY(중국)

도출배경

하천 및 수리시설설계 /유지관리

■ 한국은 하천제방의 기능 보강, 하도 준설에 의한 홍수방어 능력 증대 등 구조적 대응책의 지속적 추진이 기술수준 호평의 요인으로 판단

소분류

도출배경

■ 선진국은 전 지구적인 기후변화 관련연구를 기반으로 지속적인 연구개발 투자와 치수사업 투자를 통해 홍수 통합관리를 추진

※ 4대강 살리기 사업을 통해 하천 및 수리시설 설계 및 유지관리 경험 보유

※ 미국은 FEMA(Federal Emergency Management Agency)를 통해 홍수재해관리 통합 ■ 환경 선진국이라 할 수 있는 독일, 일본 등에서 이미 1970년대부터 자연형 하천조성 개념을 도입하여 적용 생태하천

홍수통합관리

■ 미국, 일본 등은 대도시 홍수예방을 위해 대심도터널을 이용한 우수유출저감시설을 활용하고 있지만, 한국은 아직 검토 단계에 불과

※ 미국, 영국, 네덜란드, 호주 등도 하천 홍수터 보전 및 복원 사업을 다양하게 추진

■ 한국은 수재해 관련 업무는 소방방재청이 담당하지만 수재해 관련 수자원 시설은 다른 기관이 관리하는 통합관리의 한계로 기술수준이 낮게 평가

■ 한국은 자연형 호안에 대한 핵심 원천기술이 부족하고 고수부지 적응관리기술, 식생사주 관리기술, 하천 내 식재 및 식생관리 분야는 매우 취약

우수처리 및 활용

■ 선진국에서는 일반적으로 빗물을 해당지역에서 처리하는 분산식 빗물관리 시스템을 운영하고 있으나 한국은 최근 아산탕정 신도시에서 시범 적용 수준 ■ 한국은 선진국 대비 국내의 연구인력, 산학연 공동연구기반, 기술이전 및 거래 등의 인프라가 매우 부족

■ 미국, 일본, 프랑스 등에서는 유량측정을 위하여 ADCP, ADVM, UVM, LSPIV, 레이더 표면유속계 등과 같은 첨단 및 자동유량측정 장비사용 수자원조사

■ 한국은 유량측정시 ADCP을 사용하고 있으며 자동유량측정장비의 설치가 가능한 유량측정 지점에 설치하고 있으나 많이 부족하며, 외국장비에 의존 ■ 국내 수문조사에 사용되는 대부분의 첨단 및 자동유량측정 장비는 외국장비를 그대로 도입하고 있어 수문조사기술의 자동화율을 높이면 높일수록 기술 의존 및 외화 유출이 심화되고 있음

56

※ 일본은 치수사업에 대한 투자를 GNP 대비 0.45% 하고 있으며 그 결과 홍수피해 및 복구비가 치수사업투자 비용의 1/4정도로 감소

제3장 분야별 기술수준 분석

소분류

제2장 총괄 기술수준 분석

>

-0.7

>

38.0%

>

60%

>

52.6% 43.1%

54.8

>

30.1%

>

>

>

55.3%

>

>

%

-7.0

65.3%

>

-11.4

41.4% 46.1%

100.0

>

80%

63.1% 50.9%

0.0

>

69.6%

>

>

47.5%

>

>

65.9%

>

>

66.2% 70.7%

>

72.0%

-1.1

100%

100.0% 85.3%

>

100.0%

>

100.0%

>

기술경쟁력

96.4% 100.0%

Year

-6.7

제1장 개요

▶▶ 하천분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 72.3%

■ 선진국은 레이더를 활용한 공간단위 홍수예보시스템을 개발하고 이에 맞는 강수예측, 홍수 및 내수 범람모형 등을 활용 홍수예측 및 대응

※ 일본은 영상을 이용한 비접촉 계측 기기, 전파유속계, 수압식수심유속계, ADCP, 전파부자, 비디오화상해석(LSPIV) 등 첨단 장비를 개발하여 하천정보를 수집 ■ 한국도 홍수통제소 4개, 전국 12대수계를 대상으로 홍수예보시스템을 구축하는 등 다양한 노력 수행 ■ 한국은 다양한 수문환경 분석 자료의 활용 부족, 국부적인 분석의 한계 등으로 인하여 기술수준 저평가

57

국토교통과학기술진흥원

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

▶▶ 수자원분야 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 장비/설비구축이 최우선 과제임

홍수예측 및 대응

⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위

■ 기후변화로 인한 수재해 피해 심화로 IT 등 융복합기술을 활용한 물관리 기술 첨단화, 기후변화 대응 수재해 관리, 치수 안전도 제고 등에 대한 관심 증대 ※한국은 전체 자연재해 중 수재해가 차지하는 비율이 약 90%에 달함

중분류

장비

댐수

•

⊙

상하수도관망 및 관로설계 /시공/유지보수



⊙

•

상하수처리



⊙

•

생태하천

※ ‘고향의 강 살리기’사업은 2011년 기준 230개 하천을 대상으로 계획·추진 중 (연 예산 약 7천억 원)

⊙

•

•

•

⊙



하천 및 수리시설설계 /유지관리

•



⊙



⊙

생태하천 우수처리 및 활용

홍수통합관리

수재해대비 및 관리

■ 태국의 메콩강 범람에 의한 방콕 침수사태로 한국의 수자원 분야 기술수출 유망 ■ 한국도 기후변화로 인한 국가적 물안보 체계 구축의 필요성 증대



홍수통합관리



홍수예측 및 대응



· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

댐수

■ 기후변화의 영향으로 세계적인 수재해 대응, 물 확보 경쟁을 위한 시장이 크게 확대될 전망

미 래 유 망 분 야

하천 및 수리시설 설계/ 유지관리

용수 이용

※ 한국은 대규모 유역개발, 홍수예방사업의 경험을 바탕으로 해외 물관리시장 진출전략 추진 중

상하수도관망 및 관로설계/시공/ 유지보수 상하수처리 지하수관리 및 보존

■ 신규 수자원 확보, 홍수 예방 등 세계 물시장의 신규 영역 형성 전망

가뭄예측 및 대응

■ 관련기술의 융복합화와 사업모델화, 시스템화를 통해 하천 및 수리시설 설계 및 유지관리 기술의 고부가가치화 추진 필요

하천 및 수리시설 설계/유지관리

※ 기존 공공재 성격의 기술을 새로운 해외시장 개척을 위한 기술로 전환필요

생태하천 하천

우수처리 및 활용 수자원조사

수자원조사

■ 전 세계적으로 신뢰성 있는 수문자료 수집과 정확한 물순환 과정 규명에 대한 기술 및 장비수요의 지속적 증가 예상 ■ 수재해 위험국가들인 아시아 등 개발도상국 국가들의 수자원 조사 수요 급증 예상

수재해 대비 및 관리

⊙

수자원조사

홍수통합관리

홍수예측 및 대응

•

•

법제도 산학연 

가뭄예측 및 대응

하천

■ 전 지구적인 기후변화 영향으로 집중호우 및 태풍 등이 빈번하여 수재해에 대한 관심 급증

기초 연구



• •



⊙ ⊙

•

⊙

•

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

· 산학연: 산학연 연계강화

■ 댐-하천 유역 통합수자원관리기술 개발 필요

제3장 분야별 기술수준 분석

유 망 · 중 점 분 야

지하수관리 및 보존

R&D

제2장 총괄 기술수준 분석

용수이용 ■ 4대강 살리기 사업 이후 하천환경에 대한 국민들의 관심과 수변공간에 대한 이용 증가

인력

중기 육성

소분류

제1장 개요

R & D 중 점 추 진 분 야

기술격차 해소방안

■ 상수관로 청청 유지관리 기반기술 개발 필요 ■ 관망시스템 최적화 모델 및 운영관리시스템 개발 필요 ■ 지능형 정수처리 시스템 및 운영기술 개발 필요 ■ 에너지 자립형 및 하수재이용 막여과 고도수처리기술 개발 필요 ■ 지하수 오염 평가 및 모니터링 기술 개발 필요 ■ 스마트 조기가뭄정보 전달체계 개발 및 구축 필요 ■ 강우예측, 토양수분 모니터링, 물이용현황 분석, 위성영상 활용 기술 개발 필요 ■ 수리모델링 기술, 하천지형변화 분석 기술 등 필요 ■ 다학제간 미래 지향적 하천환경 조성 및 관리 기술 필요 ■ 미래 도시 빗물 무방류 시스템 구축 기술 개발 필요 ■ 미래 빗물관리 통합인프라 구축 기술 개발 ■ 수문조사 첨단장비의 국산화 및 첨단 센서·위성영상 활용 기술 ■ 수문조사 관련 관련기준의 통합/체계 정립 필요 ■ 유역 물관리 기술 개발 필요 ■ 지류하천 홍수관리가 반영된 종합적 홍수관리기술 개발과 해외시장 진출을 위한 사업모델 개발 필요 ■ 수리모델링 및 위성영상 활용 기술 ■ IT 융복합형 홍수예측 및 저감기술 개발 필요 ■ 도시홍수 예측기술 개발 필요

58

59

국토교통과학기술진흥원

6 철도교통

중분류 단위 기술수준

분류체계 대분류

중분류

▶▶ 철도차량분야 기술수준은 독일이 최고기술국이며, 한국은 78.5%

소분류

▶▶ 철도차량분야는 마찰구동식 고속철도, 고속자기부상열차, 경전철 등에서의 기술력차이와

일반철도차량

상업운전 실적 등에서 다소 격차가 있는 것으로 판단

고속철도차량

철도차량

자기부상철도차량 기술수준 및 격차

도시철도차량

-4.7

>

>

>

>

79.4

>

>

>

>

79.4

>

>

100.0

>

>

95.4

-3.6

>

>

>

>

83.5

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

기술수준 저평가의 요인으로 판단

일반철도차량 기술수준 및 격차 >

>

79.9

-0.1

>

>

>

>

99.5

-3.9

>

>

>

>

84.7

>

>

>

>

75.8

0.0

100.0

-0.5

>

>

>

>

-2.8

>

>

>

>

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

20.0

60

40.0

60.0

80.0

영국

도출배경

■ 한국 로템 등의 업체를 중심으로 일반철도 차량(틸팅열차 등)의 개발 및 제작기술은 상당한 수준에 도달한 것으로 판단

고속철도차량

※ 미국도 캘리포니아 고속철도 사업을 발주하여 추진 중 ■ 한국도 350km/h급의 KTX-산천 실용화와 함께 430km/h급 고속열차(HEMU-430x) 개발을 통해 경쟁력 확보 ※ 핵심장치의 낮은 국산화율, 운영경험 부족이 기술격차 발생요인으로 판단

100.0

%

38.6

77.9

58.0

86.1

36.4

100.0

100.0

73.1

73.1

65.1

31.0

38.8

66.9 40.0

프랑스

※ 중국은 300km/h 이상의 고속열차를 연이어 개발하고 있으나, 고속열차 기술의 불안정성이나 핵심기술의 도입출처 불분명으로 기술수준을 인정받지 못하고 있는 실정

88.4 0.0

53.8

60.0

독일

논문–BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY(중국)

논문기술경쟁력 %

80.0

중국

■ 독자기술을 가진 일본, 프랑스, 독일과 후발주자인 한국, 중국이 경쟁

98.2

특허기술경쟁력

100.0

미국

※ 한국도 일반철도차량분야는 성숙기에 접어 든 것으로 파악

>

>

일본

%

>

>

한국

특허–THYSSENKRUPP TRANSRAPID GMBH(독일)

■ 일반철도차량 중 디젤동력분야는 미국도 유럽국가와 더불어 상당한 기술력을 보유하고 있으며, 전기동력 분야에서는 일본과 유럽이 최고기술 보유

▶▶ 한국은 고속열차 운행기술이 완성되었으나, 안정성 문제와 신호/통신기술의 높은 해외의존도가

>

0%

제3장 분야별 기술수준 분석

소분류

▶▶ 철도분야의 최고기술국은 독일이며, 한국은 79.9% 수준

-5.8

20%

선도기관

대분류 단위 기술수준

Year

40%

13.2%

>

>

40.5%

>

>

33.4%

>

31.0%

0.0 -1.0

46.3%

철도환경

>

철도시스템유지관리(시설물, 차량 모두 포함)

>

80% 60%

철도운영 및 안전

-4.2

100%

65.1%

98.7

87.4%

78.5

>

100.0% 87.9%

>

>

58.4%

>

>

100.0%

>

>

-5.3

신호/통신 철도운영 및 환경

>

-0.4

63.7% 62.0%

전력계통

-4.6

85.7%

철도궤도

철도시설

기술경쟁력

%

제2장 총괄 기술수준 분석

Year

철도노반 철도교통

제1장 개요

 철도차량

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

자기부상 철도차량

■ 한국은 일반 자기부상 열차(HL–03) 개발을 하였으나, 독일, 일본 등의 선진국은 수 십년 전부터 초고속자기부상열차 개발 진행 ※ 독일은 초고속자기부상열차를 실용화하였고, 일본은 일반형 자기부상열차를 운영 중이며, 500km/h 주행가능 한 초고속자기부상열차를 시험운행 중 ※ 중국도 초고속자기부상열차 개발 중

도시철도차량

■ 현대로템 등 일부 기업을 중심으로 도시철도 차량의 개발 및 제작 기술이 상당한 수준이나, 해외 시장에서 경쟁력을 갖기 위해서는 신기술개발 필요

100.0

61

국토교통과학기술진흥원

 철도시설

 철도운영 및 환경

▶▶ 철도운영 및 환경분야 기술수준은 일본이 최고기술국이며, 한국은 78.6% 수준임

▶▶ 철도궤도, 전력계통, 신호통신의 해외기술 의존도가 높음

▶▶ 철도 소음 등 환경분야의 낮은 기술수준이 철도운영 및 환경분야가 선진국 수준으로 평가되는데 장애 요인으로 판단

※차량부문 치중으로 신호/통신, 궤도 등 타 분야가 상대적으로 소외되어 기술개발의 불균형 심화

기술수준 및 격차

기술수준 및 격차

기술경쟁력

Year

80.5 97.8

>

>

>

100.0

-2.6

>

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

99.9

20%

89.2 0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

일본

미국

중국

독일

>

>

>

84.5

>

>

>

>

67.7

-0.9

>

>

>

>

96.8

-1.4

>

>

>

>

96.8

-3.0

>

>

>

>

91.5

프랑스

>

-15.0

0% 한국

>

80%

>

-10.0

-5.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

40% 20%

14.4%

>

>

-4.6

100%

21.0%

>

>

100.0

60%

22.8%

>

>

29.6%

>

>

-8.0

40% 24.2% 34.9%

-0.1

63.5%

0.0

>

0% 한국

일본

선도기관 선도기관

소분류

특허–HITACHI(일본)

독일

프랑스

영국

논문–BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY(중국)

도출배경

소분류

■ 한국은 기초기술에 대한 연구 부족으로 선진기준을 준용하는 여건이 기술수준 평가에 반영된 것으로 판단

도출배경

■ 선진외국은 철도운영의 핵심분야로 철도전력효율 개선에 초점. 철도안전 확보를 위해 성능 중심의 기준을 제시하여 운영 철도운영 및 안전

■ 일본은 잦은 지진과 태풍에 대응할 수밖에 없는 지형적 여건으로 인해 철도 운영 및 안전에서 최고기술국으로 평가받는 요인으로 판단됨 ■ 한국은 KTX의 성공적인 운영을 통해 기술수준이 높게 평가되는 계기를 마련하였으나, 여전히 통합 운영과 철도 안전에서는 많은 문제를 안고 있음

■ 궤도 구성품(침목, 분기기 등) 기술의 국산화는 이루어냈으나, 레일체결장치 등 핵심자재는 해외수입에 의존하고 있어 기술수준이 노반에 비해 낮게 평가 ※ 한국철도시설공단을 중심으로 철도시설 성능검증지침을 제정, 궤도자재 국산화를 추진 중

제3장 분야별 기술수준 분석

철도궤도

중국

특허–HITACHI(일본)

논문–SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY(중국)

■ 독일의 철도노반 안정성은 세계적으로 인정받고 있음 철도노반

미국

영국

제2장 총괄 기술수준 분석

>

60%

>

49.5%

76.2

>

67.3%

>

>

78.6

0.0

38.6% 41.4%

>

>

>

45.0%

>

-5.3

>

65.8%

88.2

>

80%

>

62.0% 66.7%

-3.2

>

>

54.4%

>

>

%

-5.0

59.7%

>

>

92.8%

>

>

79.8% 81.3%

>

66.7% 75.9%

-0.5

100%

100.0%

%

>

100.0% 88.0%

>

100.0%

>

99.3%

>

기술경쟁력

100.0%

Year

-3.9

제1장 개요

▶▶ 철도시설 기술수준은 독일이 최고기술국이며, 한국은 80.5%

■ 궤도 선형설계 기술, 레일 용접기술 등도 기술수준의 하향화를 초래하는 분야 ■ 유럽은 철도산업의 전 과정 환경개선과 온실가스 저감을 위한 철도환경성 평가지표 및 도구 개발 연구수행

■ 한국의 급전시스템을 구성하는 변압기와 금구류에 대한 해외의존도가 높은 분야로 평가되나, 최근 국산화 활발히 추진 중 전력계통

※ 독일과 일본에서는 마이크로폰을 이용하여 고속철도 차량 소음원의 위치와 특성을 도출하는 연구 수행과 소음원에 대한 시뮬레이션 프로그램 개발 및 적용

※ 2010년 경부고속철도 완전 개통 당시 국산화율이 69%였던 금구류, 볼트, 너트류 등 자재 153개 품목에 대한 국산화를 완료, 100% 전량 조달 가능 ■ 2012년 전철변전소 통합형 급전제어시스템 국산화 성공 등 한국철도시설공단의 ‘구매조건부 개발사업’의 활성화를 통해 기술수준 향상 예상

철도환경

■ 철도환경에 환경기준, 소음기준 등이 마련되어 관리되고 있으나, 구체적인 절감기술에 대한 연구 등은 미흡 ※ 국내에 적용된 저소음/저진동 궤도시스템은 국외에서 개발된 궤도시스템을 적용하였으며 국산화를 통한 상용화는 미흡 ※ 철도차량 바닥의 소음/진동 저감기술은 고속차량 제작사를 중심으로 연구가 진행되었으나, 유럽과 일본의 설계기술에 못 미침

■ 해외에서 적용되고 있는 다양한 시스템이 한국에 적용되고 있으나, 연구에 기반을 둔 보다 효율적이고 안정적인 시스템에 대한 연구 필요 ※ 국내 개발 시스템은 실용화 및 성능의 신뢰성 문제로 채택이 어렵고 주요 핵심장치를 수입하여 조립·납품하는 실정으로 해외의존도가 높은 분야 신호/통신

■ 열차의 고밀도, 고속화 운전에 필수적으로 요구되는 무선통신 기반의 신호시스템에 대한 독자적인 기술 확보가 되어있지 않아 외국 시스템을 도입하여 원형대로 적용함에 따른 폐해가 심각한 수준 ※ 시스템의 호환성 부족으로 안전성 확보 지장, 공급자 중심의 가격, 열차 운영의 유연성 저하, 해외 진출 시 경쟁력 부족 등의 문제점 발생

62

철도시스템 유지관리

■ 독일이 제조업 등의 기반을 토대로 최고기술국으로 인정받고 있음 ■ 한국은 유지관리 인력을 조정하는 등 인력효율화를 추진하고 있으며, 유지관리 방법도 기계화 ·자동화하고 있으나, 유지관리 효율성 확보를 위한 연구 필요

63

국토교통과학기술진흥원

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

기술격차 해소방안 ▶▶ 철도교통분야는 민간이 투자하기 어려운 분야로서 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 인력

⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위

■ 신호시스템은 열차의 안전 확보 및 고속화의 핵심기술이자 고부가가치 기술로서 선진국의 완전한 기술이전을 확보하기 어려운 분야임 신호/통신

■ 최근 철도의 고속화와 무인화 추진에 따라 신호/통신과 차량의 연계기술의 중요성이 급증하고 있으나, 국내기술의 토대는 빈약

R & D 중 점 추 진 분 야

철도차량

소분류

장비

일반철도차량

•

고속철도차량

•

유지관리

■ 2009년 철도시스템 기술의 세계시장 규모는 20조 원이며, 그 중 유지관리 시장이 10.2조 원으로 절반을 차지(SCI/Verkerhr 2009) ※ 한국도 최근 정부의 신규투자 축소로 인해 유지관리 시장 위주로 발전 전망

철도 차량

※ 2010년에서 2020년 사이에 유럽은 약 20,305대, 아시아는 17,500대의 고속철도차량 구매 예상 고속철도차량 미 래 유 망 분 야

■ 고속철도 차량분야는 현재 독일, 일본, 프랑스 등과 경쟁관계에 있는 분야로 지속적인 투자를 통해 경쟁적 우위관계 형성 가능 ■ 고속철도 차량분야는 현재는 속도경쟁에 치우지고 있으나, 향후 승차감, 저소음 친환경 차량 개발 등으로 방향전환 예측

철도 시설

⊙ ⊙

도시철도차량

•

⊙

철도노반



•

⊙

철도궤도



•

⊙

전력계통



신호/통신



64

■ 환경에 대한 사회적 관심 고조로 인해 기존 철도차량 중심 기술개발에서 철도환경의 중요성이 부각되고 있는 추세임

철도 운영 및 환경

기초 연구

법제도 산학연

 

⊙

•

⊙

•

철도운영 및 안전

⊙

•



철도환경

•



⊙

⊙



철도시스템유지관리

•

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

· 산학연: 산학연 연계강화

일반철도차량

■ 기존차량의 속도향상과 친환경에 부합하기 위한 철도차량의 경량화, 소음 및 진동 저감 차량개발 필요

고속철도차량

■ 차량 고속화의 지속 추진과 함께 에너지 효율성 극대화 및 소음·진동 저감 필요

자기부상철도차량

■ 한국도 향후 철도 초고속화를 고려할 경우 차륜식은 한계가 있으므로 초고속 자기부상열차에 대한 집중 연구 필요 ■ 수요자의 다양한 요구에 대응할 수 있는 도시철도 차량기술 개발 필요

철도노반

■ 기존선의 고속화, 노반 두께·단면 저감을 위한 노반기술 개발 필요

철도궤도

■ 기존 선로의 구성품 비용 감소, 사용수명 연장, 유지보수 최소화 추진 ■ 해외의 신궤도시스템(경량전철, 자기부상열차, 무가선 트램 등) 기술 적용을 위한 효율적·안정적 궤도재료 및 시공기술 개발 필요 ■ 철도궤도의 장대화 지속 추진 필요

전력계통

■ 에너지 이용 효율화를 위한 철도전력시스템에 스마트 그리드 기술 적용 필요

신호/통신

■ 고속화 신호시스템 구축을 위한 신호보완시스템, 선로전환시스템, 안전방호시스템, 무선통신기반 신호시스템에 대한 연구 필요 ■ GPS, 무선통신 기반의 신호제어시스템 개발 및 소형화 추진 필요 ■ 신호/통신분야 전문업체의 영세성 개선을 위한 중소기업 육성 필요

철도운영 및 안전

철도환경

⊙

•

도시철도차량 ■ 세계 고속철도 시장은 2015년에 17.34조 원에 이를 전망

 

· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

■ 미래철도시스템의 개발시에 유지보수체계를 고려한 신기술개발이 매우 중요

중기 육성

철도환경

철도시스템 유지관리

제3장 분야별 기술수준 분석

철도시스템

철도운영 및 환경

R&D

자기부상철도차량

철도시설 ■ 철도시스템 유지관리는 국내 시장에서는 철도의 안정적 운영(안전성과 정시성 확보)과 신뢰 제공, 운영 효율화의 핵심기술이며, 해외 철도시장 진입과 지속적인 후속 수출시장 확보의 관건

인력

제2장 총괄 기술수준 분석

■ 저비용고효율에 기반한 고속화 작업은 노선별 맞춤형 고속화가 필요하며 이를 위한 다양한 신호/통신시스템 개발 필요

중분류

제1장 개요

양성, 장비/설비구축이 최우선 과제임

■ 국가차원의 철도 운영 및 안전분야 관리체계 인증 또는 승인체계 구축과 관련 기준 마련, 전문인력 양성 필요 ■ 에너지 효율성 향상, 소음진동의 억제 및 감소를 위한 기술개발 필요 ■ 차량시스템 고장방지 시스템, 신뢰 시스템, 시스템 구축의 경제성 및 생애주기 비용 분석, 시스템의 안전성 평가기술 개발을 위한 인력양성 필요 ■ 철도시스템 유지관리는 작은 국내 시장 규모로 인해 민간기업이 경쟁력을 갖추기 어려우므로 철도공사를 중심으로 R&D 추진 필요 ※ 고속검측장비 개발 등 필요

65

국토교통과학기술진흥원

7 도로교통

중분류 단위 기술수준  자동차

대분류

중분류

소분류

▶▶ 자동차분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 75.0%

자동차안전향상 친환경자동차 IT융합자동차 도로설계 및 구조 도로포장 도로시공 및 유지관리 도로 및 교통안전시설 교통계획 및 평가 교통운영 및 정보관리 대중교통 및 연계환승체계 교통안전 교통약자안전 교통환경

자동차

도로 및 교통시설

기술경쟁력

%

>

>

100.0

>

>

>

>

62.1

0.0

>

>

>

>

100.0

-1.7

>

>

>

>

88.6

-1.9

>

>

>

>

88.0

-5.7

>

>

80% 60% 40%

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0% 한국

일본

선도기관

대분류 단위 기술수준 소분류

미국

중국

특허–TOYOTA MOTOR(일본)

독일

프랑스

영국

논문–TSINGHUA UNIVERSITY(중국)

도출배경

프랑스, 영국 등과 유사 ■ 미국, EU 등 자동차 선진국은 기존 안전띠, 에어백, 차체구조 개선 등에서 운전지원 장치, 충돌 완화·회피장치 등 능동안전기술로 전환하는 추세

▶▶ 친환경 자동차, IT융합자동차 분야와 교통약자 안전 등 교통안전 및 환경분야의 투자확대를 통해 기술수준 향상 도모 필요 기술수준 및 격차 Year

%

-4.0

>

>

>

>

76.4

-0.3

>

>

>

>

98.7

0.0 >

>

>

>

63.3

-0.2

>

>

>

>

98.7

-1.5

>

>

>

>

92.5

>

93.3

>

>

-1.2

>

>

-15.0

-10.0

>

-5.0

>

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력

40.0

60.0

80.0

친환경자동차

100.0

논문기술경쟁력 %

■ 한국도 자동차 안전을 위해 안전부품 의무화(2013년 TPMS 의무화) 및 R&D 투자 확대 등을 통해 기술수준 차이 감소 전망 ※ 졸음경보시스템, 전방장애물 충돌방지시스템, 전후방 감지카메라, 전방충돌 방지 지원장치, 차량간격 자동제어시스템 등에 대한 기술개발 및 상용화 진행 중

100.0

-7.1

■ 한국은 친환경자동차 시장의 형성이 가시화된 상태이나, 선진국의 핵심특허 선점과 충전소 등 관련 인프라 구축 미흡으로 기술수준 낮게 평가 ■ 수소연료전지자동차 안전성 평가기술 개발(2007~2012) 등 기술개발 투자가 증가되고 있으나, 관련 인프라 보급 속도 미흡으로 기술수준 정체 예상

%

63.0

38.7

100.0

28.8

88.0

100.0

15.4

55.9

66.4

19.3

52.0

40.1

54.2

40.6 100.0

66

자동차 안전향상

※ 타이어공기압경고장치(TPMS), 자동차안정성제어장치(ESC), 자동순항제어장치(ACC), 차선이탈경고장치(LDWS), 전방충돌경고장치(FCWS) 등 사고예방 및 주행안정성 확보장치 의무화 추진 중

제3장 분야별 기술수준 분석

▶▶ 한국의 기술수준(기술격차)은 최고기술국 대비 76.4%(4.0년)이며, 특허/논문 기술경쟁력은 독일,

50.7% 37.5%

>

41.8%

>

57.4%

0.0

100%

23.8%

98.5

56.0%

75.0

>

31.9%

>

>

100.0%

>

>

63.4%

>

>

96.8%

>

-0.3

56.8%

-3.5

제2장 총괄 기술수준 분석

Year

47.1%

교통안전 및 환경

기술수준 및 격차

94.0%

교통계획 및 운영

것은 정부의 정책방향 제시 및 지원 부족이 일부 원인으로 판단

100.0%

도로교통

▶▶ 자동차 안전향상, 친환경자동차, IT 융합 자동차 전 부문에서 미국에 비해 기술수준이 낮게 평가된

제1장 개요

분류체계

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

■ 미국, EU 등 자동차 선진국은 자동차 안전향상과 함께 운전자의 편의성 증진을 위해 IT융합 자동차(스마트카)시장 선점 경쟁이 치열 IT융합자동차

※ 스마트카는 자동차 안전 향상 기술과 함께 다양한 편의장치(모바일 인포테인먼트 서비스 제공, 음성인식장치, 원격제어장치 장착) 개발을 통해 경쟁 ■ 한국도 자동차 안전 향상을 위한 IT융합형 안전부품 의무화 추세와 함께 우수한 IT기술과 콘텐츠를 토대로 기술수준 차이를 급속히 축소해나갈 전망

100.0

67

국토교통과학기술진흥원

 도로 및 교통시설

 교통계획 및 운영

▶▶ 교통계획 및 운영분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 80.8%

▶▶ 도로 및 교통시설 확충이 충분하나, 이동성과 안전성, 주변환경을 고려한 설계기술의 부족과 성능

▶▶ 한국은 지속적인 ITS 설비 구축, 서비스 다양화, 대중교통체계 개선 노력 등으로 도로교통분야에서

기준 개발 미흡 등이 기술수준 저평가의 요인으로 판단

상대적으로 높게 평가

기술수준 및 격차

기술수준 및 격차

기술경쟁력

Year

>

>

>

|

-15.0

-10.0

-5.0

92.2

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0% 한국

일본

중국

독일

>

>

>

99.9

>

>

>

>

64.8

-0.4

>

>

>

>

98.7

-1.0

>

>

>

>

96.4

>

>

>

>

>

영국

60% 40%

-0.5 프랑스

80%

>

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

97.1

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

한국

일본

특허–WIRTGEN GMBH(독일)

미국

중국

특허–LG ELECTRONICS(한국)

독일

프랑스

영국

논문–BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY(중국)

논문–CHANG’AN UNIVERSITY(중국)

도출배경

소분류

■ 미국 등 선진국은 도로설계의 유연성 확보와 자연환경과 비도로사용자의 이동성을 고려한 도로설계기법(context sensitive design) 기준 마련 및 적용 활성화 추진 중 ※ 미국 FHA는 ‘Highway Flexibility Design’을 제시, 기존 ‘AASHTO Green Book’과 병행 적용 ■ 한국도 최근 환경친화적 도로설계 관련 연구를 진행하고 있으나, 아직까지 적용은 미흡한 현실 등이 기술수준을 낮게 평가하는 원인으로 판단

도출배경

■ 교통계획 부문은 기반 DB 제공 등 정부 차원에서 노력을 기울여 효과를 보고는 있으나 아직 정확도 개선이 많이 필요 교통계획 및 평가

■ 교통계획 모형은 외국 소프트웨어에 의존 ※ 최근 IMTAS와 같이 국내에서 연구개발사업을 통해 개발된 교통계획 모형이 있으나, 선진국에서 개발되어 현재 국제적으로 사용되고 있는 모형들과의 차별성에 대한 객관적 검증이 이루어지지 않은 상태 ■ 교통수단 간 연계모형, 화물차량, 대중교통, 보행자 등 선진국과의 기술격차가 매우 심한 분야

제3장 분야별 기술수준 분석

도로설계 및 구조

미국

>

선도기관 선도기관

소분류

12.5%

|

26.4%

>

|

24.1%

-1.7

20%

-0.1

100%

제2장 총괄 기술수준 분석

91.3

100.0

43.7% 45.6%

>

>

55.1% 52.6%

>

>

34.4%

>

>

64.3%

>

>

12.1%

-2.0

40%

80.8

0.0

69.0%

96.4

>

50.2%

65.3

>

>

65.4%

>

>

>

10.5%

>

>

>

>

46.9%

>

>

>

%

-3.5

-7.6 51.0%

>

-0.7

60%

100.0%

100.0

>

53.1% 65.4%

>

80%

53.7%

-7.2

>

96.5

>

100%

74.0%

>

>

78.2

68.2%

0.0

>

%

>

86.3%

>

>

89.8%

-0.8

>

100.0% 92.7%

>

기술경쟁력

100.0% 100.0%

Year

-4.3

제1장 개요

▶▶ 도로 및 교통시설분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 78.2%

■ 한국은 친환경 도로포장, 기존 포장재료의 재활용, 주행성 및 내구성 개선 기술의 미흡 등이 기술수준의 저평가 요인으로 판단 도로포장

※ 미국은 기존의 포장재료를 재활용하고, 포장의 표면은 아스팔트로 덧씌우는 친환경 포장공법을 통해 공기 단축 및 비용절감 도모 ■ 한국은 한국형 포장설계법 개발, 중온형 아스팔트 개발 등 다양한 연구 수행으로 도로포장 기술의 향상 기대

도로시공 및 유지관리

도로 및 교통안전시설

68

교통운영 및 정보관리

■ 한국은 도로포장관리시스템(PMS), 도로관리통합시스템(HMS), 도로절도사면 유지관리시스템 (CSMS) 등을 구축, 운영하고 있어 기술수준은 지속 향상 예상

■ 영국 도로청(Highway Agency)는 2015년까지 ‘세계에서 가장 안전한 도로 건설 및 유지관리’를 목표로 체계적인 정책 추진 중 ■ 한국은 안전시설 관련 산업이 활성화되지 못하고 관련 업체도 영세한 경우가 많아 도로 및 교통시설분야 중 가장 취약한 것으로 판단

■ 교통정보의 양적 팽창 및 서비스 다양화 등에도 불구하고 교통운영, 대중교통체계 등에 있어서 단순히 정보 제공에 그치거나 일부 시설만을 도입, 호환성 부족 등의 문제 제기 ■ 선진국은 교통운영 및 정보관리의 성과를 체계적이고 적극적인 교통운영전략에 활용

■ 한국의 대중교통 연계 환승 요금체계, 버스 정보 제공 및 활용 등에서 최고기술국인 일본보다 수준이 높은 분야도 있음 대중교통 및 연계환승체계

■ 한국은 대중교통 연계 정보제공이 부족하고, 녹색교통 분야는 매우 뒤처져 있는 것으로 판단 ※ 자동차교통 위주의 연구가 주로 이루어졌던 과거 미국 모형과 프로그램을 중심으로 국내 연구가 진행되어 온 한계 노정 ※ 최근 들어 유럽과 일본의 대중교통관련 연구들이 많이 응용되고 있고, 미국 내에서도 대중 교통에 대한 연구비중이 높아지는 추세

69

국토교통과학기술진흥원

 교통안전 및 환경

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

▶▶ 교통안전 및 환경분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 69.4% 지원 미미가 기술수준 저평가 요인으로 판단 기술수준 및 격차 Year >

>

%

69.4

>

>

59.2

0.0

>

>

>

>

99.7

-1.5

>

>

>

>

93.7

-0.6

>

>

>

>

60% 40%

|

|

-10.0

-5.0

96.3

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

37.0% 35.2%

|

-15.0

20% 0%

한국

일본

선도기관

소분류

미국

중국

특허-HYUNDAI MOTOR(한국)

독일

프랑스

중 점 추 진 분 야

영국

논문-CHANG’AN UNIVERSITY(중국)

친환경 자동차개발

■ 자동차 안전 향상 기술은 IT 융합자동차 분야와 연계하여 국제적으로 의무화되는 추세

안전향상

■ 한국도 2010년 자동차안전기준에 관한 규칙 개정을 통해 ESC와 TPMS 장착 의무화

교통안전

■ 미국의 경우, 운전자 교육, 속도 제한, 안전시설 확충, 차량 안전성 강화 등을 동시다발적으로 중점추진하고 있음

IT융합자동차

도로포장

교통환경

70

■ 최근 한국은 도로교통의 핵심축 중의 하나가 인간중심의 보행환경 개선으로 설정되어 정책적으로 추진되고 있음

■ 자동차와 IT 부문 간 융합은 자동차 업체뿐 아니라 부품 업체들에 블루오션 영역으로 부상할 뿐만 아니라 성장세가 정체된 국내 IT 기업들에게도 발전 기회 제공 ■ IT융합자동차는 융복합 신시장 확대와 자동차시장 경쟁력 강화라는 측면에서 기술투자가 확대될 것으로 예측

■ 신정부의 화두중 하나가 ‘복지’이고 전체 소분류 중 ‘교통약자안전’이 선진국과의 격차가 가장 큰 것으로 제시된 만큼 교통약자를 고려한 기술개발 및 시설확충에 보다 관심을 가져야 할 필요가 있음

■ 일본의 경우, 교토의정서 목표 달성을 위한 이산화탄소 저감을 위한 제반 대책 등의 범정부 차원의 연계 전략을 연차별로 수립 추진하고 있음

■ 최근 교통안전과 같은 이슈들이 대두되고 있고, 신정부 국정목표로 안전한 사회를 위한 교통안전 분야가 선정된 점을 고려시 지속적인 투자 필요

■ IT융합(지능형) 자동차 시장은 2010년 1,586억 달러에서 2019년 3,011억 달러 규모로 성장 예상(연평균 9.3%)

■ 기존의 정부 R&D 및 사업투자는 인프라 확충 및 원활한 도로소통 등에 집중 교통약자안전

■ 주요 지표별(인구 백만 명 당, 주행키로 당) 사망자수는 OECD 국가 가운데 가장 높은 수준으로 근원적 대책 마련 필요

제3장 분야별 기술수준 분석

교통안전 유 망 · 중 점 분 야

■ 친환경자동차 분야는 주로 민간주도로 연구개발이 이루어져 왔으며, 정부차원의 관심은 많았으나 관련 인프라 확충 및 법제도 제·개정지원 등의 노력은 상대적으로 저조

자동차

도출배경

■ 현재 우리나라 교통사고 사망자(인/주행 대·km 기준)는 선진외국의 3~5배 수준인데 비하여 교통안전 기술 개발 및 정책 지원은 상대적으로 저조

※ 하이브리드자동차(HEV)가 시장을 주도할 것으로 예상되며, 수소연료전지자동차 (FCEV)는 ʼ15년 이후 급격한 성장 예측

제2장 총괄 기술수준 분석

>

>

79.1%

>

>

66.0% 67.8%

>

-9.0

80%

60.2%

99.0

78.3%

100.0

>

36.8%

>

>

53.3%

>

>

77.6%

>

>

52.1%

>

-0.5

96.3%

-0.2

100%

100.0%

>

기술경쟁력

100.0%

-5.2

R & D

■ 전 세계적인 환경규제 강화 여건 하에서 연비 경쟁과 대체에너지를 사용한 자동차 개발 경쟁이 치열해짐에 따라 대책 마련 시급

제1장 개요

▶▶ 우리나라 교통사고 사망자수가 OECD 회원국 최하위권이라는 현실적 여건과 기술개발 및 정책적

미 래 유 망 분 야

대중교통 및 연계환승체계

■ 세계적으로 도로포장과 유지보수 수요도 크게 증가하는 추세이며, 탄소저감형/ 자원순환형/장수명 도로포장 수요도 급속히 증가 ■ 전 세계적으로 CO2 발생량 저감을 위한 저탄소 친환경 아스팔트/콘크리트 포장공법 개발 및 활성화 추진 중

■ 세계적으로 철도 등 대중교통 연계 강화를 통한 에너지 절감 및 비용효율성 확보 경쟁 치열 ■ 세계적으로 대도시 연계환승체계 구축을 통한 외곽지역에서 도심지역으로 접근성과 효율성을 증대시키는 노력 증가 추세

71

국토교통과학기술진흥원

기술격차 해소방안

자동차안전향상

▶▶ 도로교통분야 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 법제도 정비가 최우선 과제임

■ 일본 등 선진국의 하이브리드 자동차 핵심특허 선점에 대응한 우회특허확보 필요

장비

인력

R&D

자동차안전향상

⊙

친환경자동차

⊙

중기 육성

기초 연구

•

자동차 

•

친환경자동차

법제도 산학연

※전기자동차 충전소 등 친환경자동차 인프라 확충 필수

•

■ V2V(차량-차량 간), V2I(차량-인프라 간 통신) 기반의 C-ITS 기술을 통한 도로 교통용량 확대

 IT융합자동차

IT융합자동차

•

⊙

도로설계 및 구조



⊙

■ 한국은 정부차원의 친환경 자동차 분야에 대한 통합 기술로드맵 제시를 통해 활성화정책 추진 필요



■ 획기적 교통사고 감소를 위한 기술개발, 자동주행, 지능형 센서 등 개발에 지원 필요 ■ 융복합 분야로 국가차원의 통합R&D 로드맵 제시 및 통합플랫폼 표준화 필요

•

■ Self-explainary형 도로선형 설계기술 개발 필요 도로 및 교통시설



도로시공 및 유지관리



도로 및 교통안전시설

교통안전 및 환경

교통운영 및 정보관리



•

⊙ ⊙

⊙

도로 및 교통시설 •

 ⊙

• 

교통안전

•

⊙



•



■ 기존 아스팔트나 콘크리트를 대체할 수 있는 새로운 포장재료 개발 필요

도로시공 및 유지관리

■ 에너지 효율적 도로 유지관리 최적화 기술 개발 필요

도로 및 교통안전시설

■ 다기능 도로 및 교통안전시설 개발 필요

교통계획 및 평가

⊙

■ 이동성과 안전성, 주변환경을 고려한 도로설계기법(context sensitive design) 개발 필요

■ CO2 발생량을 감소할 수 있는 친환경 도로포장기술 개발 필요

•

•

교통약자안전

도로포장



대중교통 및 연계환승체계

교통계획 및 운영

교통운영 및 정보관리

대중교통 및 연계환승체계

⊙

■ 한국형 교통계획 모델의 개발 및 시뮬레이션을 통한 검증 필요 ■ 정체 최소화를 위한 교통정보 통합관리체계 구축 필요 ■ 자동주행 도로시설 설계 및 운영기술 개발 필요 ■ 대중교통 통합관리 및 통합정보체계 구축 필요 ■ 연계 환승 강화 및 에너지 효율 극대화를 위한 대중교통 노선체계 개편 필요 ■ 모바일 기반의 다양한 교통안전기술 개발 필요

교통환경 · 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

•

•

교통계획 및 평가 교통계획 및 운영

⊙

제3장 분야별 기술수준 분석

도로포장

도로설계 및 구조

제2장 총괄 기술수준 분석

자동차

소분류

제1장 개요

■ 다양한 전기식 신호전달(X-by wire) 관련 기술 개발 필요

⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위 중분류

■ 전방 레이더 센서 등 다양한 차세대 센서 및 통합/분산 제어 기술 개발 필요

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

⊙ · 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

•



교통안전

· 산학연: 산학연 연계강화

■ 교통사고 사망자수 줄이기를 위한 정부의 전폭적 지원이 필요 ※ 우리나라 교통사고 사망자(인/주행 대·km 기준)는 선진국의 3~5배 수준 ■ 교통약자의 편리한 이동을 위한 개인교통수단의 개발 필요

교통안전 및 환경

교통약자안전

■ 교통약자의 안전한 이동과 보행지원을 고려한 도로시설 및 인프라 기술 개발 필요 ■ 대기오염원 배출을 최소화하기 위한 차량내 장치 및 운전자의 에코드라이빙 유도 기술 개발 필요

교통환경

■ 도시내 소음을 최소화할 수 있는 이동수단 개발 및 도로환경 조성과 관련 연구 필요 ■ hardware와 software를 함께 고려하는 보행환경에 관한 새로운 연구와 기술개발이 요구됨

72

73

국토교통과학기술진흥원

8 항공교통

중분류 단위 기술수준  항공기

대분류

중분류

▶▶ 항공기분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 55.7% 수준

소분류 경/소/중형기제작·인증

▶▶ 한국은 한국항공우주산업을 중심으로 초음속 고등훈련기(T-50), 헬기(수리온), 4인승 소형항공기

무인기제작·인증

항공기

(나라온) 개발 등을 수행하였으나, 여전히 기술수준은 낮은 것으로 판단

헬기제작·인증 항공기정비

기술수준 및 격차

>

100.0

>

>

>

>

63.4

-3.7

>

>

>

>

84.6

-3.1

>

>

>

>

88.0

-3.9

>

>

>

>

83.9

>

>

80% 60% 40%

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

16.8%

공항보안 및 안전

한국

일본

미국

선도기관

대분류 단위 기술수준 소분류

독일

특허–BOEING(미국)

프랑스

영국

논문–BEIHANG UNIVERSITY(중국)

도출배경

력도 매우 미흡 ■ 항공기제작 분야는 다양한 기초과학분야가 복합적으로 요구되고, 장기간에 걸친 대규모 투자가 필요한 분야로서 미국과 유럽 일부국가가 대부분의 시장을 점유(전체시장의 83%)

▶▶ 한국은 지금까지 항공교통분야의 기술 소비국이며, 생산국으로 발전하기 위한 연구개발 투자가 미흡하고, 기술특성상 신속한 기술 확보가 어려워 기술수준이 낮음

※ 중국은 러시아 기술을 활용하여 최근 급속한 성장을 이룬 점을 보면 현재 조사된 기술수준은 매우 낮게 평가된 것으로 판단 경/소/중형기 제작·인증

기술수준 및 격차 Year

-5.9

%

>

>

>

>

64.2

-4.1

>

>

>

>

80.2

0.0

>

>

>

>

100.0

>

-5.3

>

>

>

>

68.2

-2.5

>

>

>

>

88.1

-2.3

>

>

>

>

89.0

-2.5

>

>

>

>

87.8

>

-15.0

-10.0

>

>

-5.0

0.0

0.0

20.0

특허기술경쟁력

60.0

80.0

52.0

15.1

100.0

100.0

48.3

49.3

76.3

41.4

95.1

29.4

65.3

82.1 60.0

40.0

무인기 제작·인증

20.0

0.0

■ 미국을 중심으로 세계적으로 군용 수요가 지속적으로 확대되고, 방송, 레저 등 민간시장으로 범위가 확대되는 추세 ※ 미국은 현재 7,500여대 운용, 2011년 작전비행시간이 100만시간에 도달 ■ 국내 무인기(비조, 송골매 등) 개발하여 실전 운용하고 있으나, 유효 운용고도가 1~2km에 불과한 저고도 정찰기 수준

%

15.6

80.0

■ 한국은 2007년부터 2·4인승 소형항공기 제작 및 인증사업을 진행 중이고, 중형항공기 개발 계획도 있으나, 현재의 기술수준 차이는 향후에도 지속 전망

100.0

5.5

100.0

※ 군용기 위주의 기술개발과 아직까지 민간부분 매출이 없어 기술 발전에 한계

논문기술경쟁력 %

74

40.0

■ 한국은 다양한 기초·원천기술이 요구되고 대규모의 투자가 장기간 소요되는 산업 특성으로 인해 국가 R&D 투자나 민간의 기술개발 투자 미흡

제3장 분야별 기술수준 분석

▶▶ 한국의 기술수준(기술격차)은 최고기술국인 미국 대비 64.2%(5.9년)이며, 특허 및 논문 기술경쟁

중국

60.6%

>

75.7%

>

49.7%

>

20.8%

0.0

100%

27.9%

71.3

13.3%

55.7

>

48.2%

>

>

-5.8

공항시설 및 운영

공항

>

>

47.4%

운항안전

>

>

84.8%

항공안전

>

-6.1

77.2%

사고예방 및 피해저감

-7.8

92.8%

교통관리(ATM)

기술경쟁력

%

100.0%

항행

Year

제2장 총괄 기술수준 분석

통신(C)/항법(N)/감시(S)

100.0%

항공교통

제1장 개요

분류체계

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

헬기 제작·인증

■ 한국형 헬기(수리온) 개발 등의 경험과 군수요로 기술산업 발전가능성이 있으나 현실적으로 기술의 해외 의존도가 높은 분야 ■ 국내 항공운송산업의 발전에 따라 기술 발전이 지속적으로 이루어져 온 분야로서 항공의 타 분야보다 기술수준이 높게 평가

항공기정비

※ 세계 항공정비 시장은 451억 달러(2008년) 규모이나, 한국의 점유율은 약 1.8% 수준에 불과 ■ 항공기 부품분야의 발전된 기술을 가지고 있어 기술수준의 지속 향상을 기대

100.0

75

국토교통과학기술진흥원

 항행

 항공안전

▶▶ 항공안전분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 68.5%

▶▶ 한국의 통신/항법/감시(CNS) 분야의 하드웨어와 항공교통관리(ATM) 분야의 운영기술 모두 선진

▶▶ 한국은 실시간 안전진단, 사고예방기술, 위험평가 등 사고예방 및 피해저감 분야의 역량 부족과

국과 격차가 큰 점이 반영된 것으로 판단

외국 기술 의존으로 기술수준이 낮음 ▶▶ ICAO에서 요구하는 기준에 따른 지속투자 시 급속한 기술수준 향상 가능

기술수준 및 격차 Year

기술경쟁력

%

>

>

81.6

0.0

>

>

>

>

100.0

>

>

60%

68.9

>

88.0

|

|

-10.0

-5.0

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

한국

선도기관

일본

90.4

0.0

>

>

>

>

100.0

>

>

>

>

77.9

-2.3

>

>

>

>

89.1

-2.2

>

>

>

>

90.9

-1.6

>

>

>

>

-4.7

>

>

68.5

100% 80% 60% 40%

미국

특허–HONEYWELL INTERNATIONAL(미국)

중국

독일

프랑스

영국

논문–BEIJING UNIV. OF AERONAUTICS&ASTRONAUTICS(중국)

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

91.7

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

한국

선도기관

소분류

일본

특허–BOEING(미국)

미국

중국

13.3%

|

0%

-2.9

>

50.4%

>

>

>

69.8%

>

>

>

25.3%

>

>

>

39.6%

>

20%

>

33.2%

87.4

-2.0 -15.0

88.6

-4.8

24.7%

-2.0

>

기술경쟁력

%

43.0%

>

>

43.2%

>

>

8.9%

>

>

35.3%

>

41.7% 34.8%

40% -1.8

Year

77.4%

>

기술수준 및 격차

52.9% 41.4%

>

80%

45.7% 53.7%

>

100%

독일

프랑스

영국

논문–NANJING UNIV. OF AERONAUTICS&ASTRONAUTICS(중국)

도출배경 도출배경

■ 미국과 유럽은 국제민간항공기구(ICAO)의 요구에 따라 기존 항행시스템 보다 안전성 강화, 공역과 공항의 항공수요 능력 확대, 지연시간 감소, 운영비용 절감 등을 위한 차세대 항행시스템 개발 추진 중 ■ 중국은 자체적으로 위성항법시스템인 베이두를 개발·운용할 정도의 고도의 기술을 보유하고 있으나 기술수준이 상당히 낮게 평가된 것으로 판단 ※ 현재 13개의 항법위성을 발사, 2020년까지 30개 이상을 발사하여 위성항법시스템 구축 계획

사고예방 및 피해저감

■ 최근 항공안전은 사후대책수립의 안전감독 방식에서 사전예방 방식으로 전환되고 있어 실시간 안전진단, 위험평가 등의 기술력 필요 ■ 한국은 소형항공기 사고예방을 위한 실시간 안전진단 프로그램 개발 등의 경험은 있으나, 아직까지 기술개발 투자 규모가 작아 기술수준이 낮게 평가

제3장 분야별 기술수준 분석

소분류

통신(C)/항법(N) /감시(S)

제2장 총괄 기술수준 분석

>

93.4%

>

100.0%

65.2

-3.1

100.0% 97.8%

>

95.0%

>

63.1% 71.6%

>

100.0%

>

91.9% 100.0%

-5.3

-5.1

제1장 개요

▶▶ 항행분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 65.2%

■ 한국은 CNS분야에서 전적으로 외국기술에 의존하고 있으며, ICAO가 요구하는 차세대 항행시스템분야는 아직 연구단계에 불과 ※ 한국항공우주연구원을 중심으로 차세대 국가 항공교통체계 구축 기술개발 추진 중 ■ IT 기술 발전과 함께 연구개발 투자를 늘리고 있어 재래항행시설 분야에서는 선진국과의 기술격차가 점차 좁혀 질 것으로 예상

■ 1990년도 후반부터 미국은 NextGen(Next Generation Air Transportation System), 유럽은 SESAR(Single European Sky ATM Research)로 대표되는 차세대 항공교통관리시스템 개발 중 교통관리(ATM)

※ 일본, 중국, 싱가폴 등 동북아 국가들도 차세대 시스템 전환 로드맵을 발간하고 이를 추진

운항안전

■ 한국은 2001년 “항공안전 2등급”이란 불명예 이후, 지속적인 투자로 조만간 선진국수준에 도달될 것으로 예상돼 현재 기술수준은 실제보다 낮게 평가된 것으로 판단 ※ 2008년 ICAO의 항공안전종합평가(USOAP)에서 세계 1위로 평가받는 등 현재까지 ‘항공안전우수국’지위를 유지

■ 한국은 국내에서도 차세대 중장기계획(NARAE)을 추진하고 있으나, 원천 기술의 부족과 연구개발 투자 부족으로 당분간 현 기술수준 유지 전망

76

77

국토교통과학기술진흥원

 공항

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

▶▶ 공항분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 76.7%

▶▶ 일부 공항운영분야(항공기 슬롯관리, 공항근접구역 관제 등)의 부족이 한국기술수준의 저 평가 요인으로 추정

■ 소형항공기 시장은 레저 및 개인, 민간기업의 수요가 지속적 증가 추세

기술수준 Year

%

>

>

>

66.6

-1.3

>

>

>

>

94.1

-1.5

>

>

>

>

92.2

-1.4

>

>

>

>

60% 40%

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

92.1

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

한국

선도기관

일본

특허-TOSHIBA(일본)

미국

중국

독일

프랑스

영국

논문-NANJING UNIV. OF AERONAUTICS&ASTRONAUTICS(중국)

도출배경

R & D 중 점 추 진 분 야

무인기 제작·인증

■ 미국을 중심으로 세계적으로 군수요가 지속적으로 확대되고, 방송, 레저 등 민간시장으로 범위 확대 추세 ■ 국내 무인기(비조, 송골매 등) 개발 경험을 토대로 국내 독자개발 및 인증 기술 확보가능성이 높은 분야로 판단

■ 공항시설 구축 및 운영은 국제표준에 의해 시행되므로 국가 간 기술격차가 크지 않으며 향후에는 더 좁혀질 것으로 예상 ■ 공항운영, 안전관리시스템분야에서는 미국은 FAA, 유럽은 EUROCONTROL이 주도 공항시설 및 운영

제3장 분야별 기술수준 분석

소분류

※ 미국 FAA와 상호인증절차에 도달하여 상업시장 진출 가능

제2장 총괄 기술수준 분석

>

>

80%

24.6%

100.0

■ 대형항공기와 달리 경/소/중형 항공기 분야는 국내 개발경험과 상대적으로 개발 비용이 저렴한 이점으로 가격경쟁력을 갖출 시, 단기간 세계시장 진입가능성 높음

52.2%

86.5

>

22.7%

>

>

52.7%

>

>

※ 미국의 테라퓨지아사는 하늘을 나는 자동차인 미래형 소형항공기(PAV: Personal Air Vehicle)를 개발, 시험비행 성공

66.4%

>

>

83.1%

>

0.0

100%

55.2%

-3.1

>

76.7

77.5%

>

100.0% 100.0%

>

43.2%

>

74.6%

>

37.4% 42.6%

-3.9

-5.0

경/소/중형기 제작·인증

기술경쟁력

제1장 개요

▶▶ 국가가 제시된 국제표준에 대응하는 분야특성 상 타 분야에 비해 기술격차가 적음

■ 한국은 공항서비스 분야에서 인천국제공항이 8년 연속 세계최우수 공항으로 선정될 만큼 공항시설 및 운영 기술이 뛰어난 평가를 받고 있음 ※ 인천공항은 해외 공항 건설 및 운영에 대한 컨설팅을 지원할 만큼 높은 기술력 보유 ■ 한국은 항공기 운항과 운영관리 등 공항운영분야 (항공기 슬롯관리, 공항근접구역 관제 등)에서 기술수준이 낮음

공항보안 및 안전

78

■ 공항보안 및 안전은 국제표준에 의해 시행되므로 국가 간 기술격차가 크지 않으며 향후에는 더 좁혀질 것으로 예상 ■ 한국은 항공안전평가에서 세계 최고 점수를 받을 정도로 뛰어난 기술을 보유 하고 있어 실제 기술 수준 보다 매우 낮게 평가된 것으로 판단

헬기 제작·인증

미 래 유 망 분 야

공항시설 및 운영

■ 국내 헬기(수리온) 개발 경험을 토대로 국내 독자개발 및 인증 기술 확보가능성이 높은 분야로 판단

■ 공항시설 및 운영분야는 항공안전을 위한 기본사항일 뿐만 아니라 새로운 컨설팅 시장으로 대두되는 상황 ■ 시설운영 뿐만 아니라 공항운영시스템 개발도 필요

79

국토교통과학기술진흥원

9 물 류

기술격차 해소방안 ▶▶ 항공교통분야 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 인력육성이 최우선 과제임

제1장 개요

분류체계

⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위 중분류

소분류

장비

경/소/중형기제작 및 인증 항공기

⊙ ⊙

•

헬기제작 및 인증



⊙

•

⊙



통신/항법/감시

•





대분류

•

•

사고예방 및 피해저감

⊙



•

운항안전

⊙

•





공항보안 및 안전

⊙



· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

경/소/중형기제작 및 인증

항공운송 연계운송 보관시설(건축물/설비 등) 및 운영

⊙ •

•

해운운송

운송

물류

⊙

⊙

소분류 내륙운송

•

⊙

공항시설 및 운영

중분류

법제도 산학연 •



항공기정비

기초 연구

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

•

상하역 및 포장

운영시스템

물류정보화 물류장비

대분류 단위 기술수준 ▶▶ 한국의 기술수준(기술격차)은 최고기술국 대비 76.9%(4.7년)이며, 특허경쟁력이 크게 떨어짐

· 산학연: 산학연 연계강화

▶▶ 제조업, 서비스업 등의 부속산업으로 인식되어 단순한 보관, 운송 등 양적 성장만 함에 따른 균형발전 미흡이 조사결과에 반영된 것으로 판단됨

■ 소형항공기(PAV 포함) 제작 및 인증에 관한 원천기술 확보와 양산체계 구축 필요 ■ 항공기 제작 및 인증을 위한 민간전문가 양성체계(전문기관 운영 등) 구축 필요

기술수준 및 격차

항공기

무인기제작 및 인증 헬기제작 및 인증

■ 무인기 탑재 임무장비의 전자 및 소프트웨어 기술, 운용기술 개발 필요 ■ 헬기 제작 및 인증을 위한 핵심기술 국산화 필요

Year

-4.7

>

>

>

>

-1.0

>

>

>

>

%

76.9 95.8

0.0

항공기정비 통신/항법/감시 항행 교통관리

■ 항공기 정비 핵심부품, 정비 핵심장비의 국산화 필요 ■ 차세대 항행시스템 개발 관련 지속적 투자 필요 ■ 대규모 항공데이터처리 및 분석이 가능한 차세대 항공교통시스템 개발 ■ ATM 전문가 양성기관 지정 및 운영 필요

100.0

-7.2

>

>

>

>

71.0

-0.5

>

>

>

>

96.7

-3.0

>

>

>

>

88.8

-2.3

>

>

>

>

>

-15.0

>

-10.0

>

-5.0

0.0

91.1 0.0

20.0

특허기술경쟁력

항공 안전

사고예방 및 피해저감

운항안전

공항시설 및 운영

■ 중대형 항공기 실시간 안전진단 프로그램 개발 필요 ■ 사고위험 평가 및 예측 프로그램 개발 필요

80.0

100.0

논문기술경쟁력 %

%

18.7

57.6 16.4

■ 항공기 운항안전 감시 및 평가시스템 개발 필요

100.0

■ 항공기 운항 관련 Big Data 분석기술 개발 필요

21.0

57.7

95.5

65.7

56.6

35.5

49.6

76.8

■ IT융합형 공항보안 및 안전 시스템 개발 필요

100.0

80

60.0

90.7

공항 공항보안 및 안전

40.0

100.0

■ 항공기 관련 공항운영(항공기 슬롯관리, 공항근접구역 관제 등)기술 개발 필요

제3장 분야별 기술수준 분석

공항



중기 육성

무인기제작 및 인증

교통관리

항공안전

R&D

제2장 총괄 기술수준 분석

항행

인력

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

81

국토교통과학기술진흥원

 운영시스템

중분류 단위 기술수준

▶▶ 운영시스템분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 75.7% ▶▶ 한국은 산업간 연계성 및 운영경험 부족으로 기술수준이 낮게 평가되고 있으나, 발달된 정보통신 인프라를 활용한 기술개발을 통해 기술격차 극복 가능

▶▶ 운송분야 기술수준은 미국이 최고기술국이며, 한국은 78.2%

▶▶ 중국은 전 세계 물량의 70%를 차지하고 항만하역장비분야 세계1위를 차지하는 등 위상이 크게

▶▶ 미국은 내륙운송, 항공운송, 연계운송분야, 영국은 해운운송분야에서 최고 기술수준

높아지고 있어 조만간 한국을 추월할 것으로 예상

▶▶ 한국은 연계운송분야가 상대적으로 낮은 기술수준을 보이고 있음 기술수준 및 격차

기술경쟁력

%

>

>

>

68.6

>

>

60%

95.8

-3.3

>

>

>

>

85.9

-2.0

>

>

>

>

92.6

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0%

한국

선도기관

미국

특허–SIEMENS AG(독일)

중국

독일

프랑스

영국

>

>

100.0

>

>

>

>

73.3

-0.9

>

>

>

>

97.5

-2.6

>

>

>

>

91.7

-2.6

>

>

>

>

89.6

>

>

80% 60% 40%

|

|

|

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

0.0

|

|

|

|

|

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20% 0% 한국

도출배경

※특히, 도로와 철도 간 연계운송 분야는 연구가 미흡하여 기술수준 하락을 초래

일본

선도기관

논문–HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY(중국)

■ 한국은 운송거리가 1,000 km이하인 좁은 영토와 철도운송이 도로운송보다 2~3배의 거리 및 시간이 소요되는 현실로 인해 내륙운송분야의 기술수준이 낮음 내륙운송

>

소분류

미국

중국

특허–SIEMENS AG(독일)

독일

프랑스

영국

논문–BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY(중국)

도출배경 ■ 독일과 조사대상 외 국가 오스트리아의 기술수준이 우수

보관시설 및 운영

※최근 DMT(Dual Mode Trailer)수송시스템 개발이 완료되었으나, 아직 활성화 미흡

※ 오스트리아의 물류자동화기업인 B&R은 지속적인 혁신과 물리, 기계, IT 등 다양한 분야의 융복합 기술 개발을 통해 보관시설의 자동화 추진 ■ 한국은 보관시설 자동화 수준의 미흡으로 상대적으로 기술수준이 낮게 평가

■ 도로, 철도운송분야는 발달된 도로 및 철도운송의 고속화(KTX) 등으로 인해 지속적인 향상 예상 상하역 및 포장

제3장 분야별 기술수준 분석

소분류

일본

>

22.0% 17.2%

>

0.0

100%

19.8%

>

96.2

13.9%

>

17.9%

>

23.7%

-0.1

75.7

>

-6.5 42.4%

40%

>

>

64.9% 56.1%

>

-8.0

>

>

71.9% 83.6%

100.0

>

>

59.9%

>

>

-0.9

100.0% 86.9%

>

-4.6

100.0%

>

기술경쟁력

%

42.0% 46.8%

>

80%

87.4%

0.0

100%

80.8% 78.9%

95.3

68.1%

78.2

>

47.1%

>

>

100.0%

>

>

98.8% 100.0%

>

>

64.9% 65.3%

>

-1.1

Year

75.5%

-4.8

기술수준 및 격차

제2장 총괄 기술수준 분석

Year

제1장 개요

 운송

■ 한국 및 중국은 하역시스템의 자동화 수준이 높지 않고 기계 제어 측면의 컨트롤 시스템도 낮은 수준

■ 한국은 3면이 바다로 둘러싸인 지리적 특성과 작은 내수시장에 따른 해외시장 적극진출로 인해 해운운송분야는 선진국 수준 해운운송

※ 한국은 국제해사기구(International Maritime Organization : IMO) A그룹 이사국으로서 지위를 2001년부터 유지

■ 한국은 발달된 정보통신 인프라를 기반으로 기술수준 급속 향상 가능 물류정보화

■ 영국은 작은 규모의 내수시장 보다는 해외시장 의존성이 높아 해운운송의 발전에 영향을 미침

■ 물류장비분야는 기초연구, 장비개발에 대한 투자 부족으로 해외의존성이 높아 기술수준이 낮게 평가

■ 미국의 UPS, 독일의 DHL 등 항공운송기업들이 전 세계시장을 주도 항공운송

■ 대한항공은 세계화물수송 1위 항공사이며, 인천공항도 세계 1위 공항으로서 항공운송 수준이 상당히 높음 물류장비

연계운송

82

■ 미국은 방대한 면적의 영토를 운송수단간 연결하는 네트워크가 잘 구축되어 있으며, 도로 및 철도를 이용한 항만에서 도시 간 연결하는 코리도(Corridor)가 발달

※ 운송수단별로 정보시스템, 위치추적 시스템 등을 구축하고 PDA, 스마트폰, 웹을 활용하여 정보를 제공하는 기술은 우수

※ ‘물류기기 해외 의존성 증가 → 물류기기 국산화 기회 박탈 → 물류기술 기초투자 감소’와 같은 악순환 구조 초래 ■ 한국은 발달된 자동차, 조선, 로봇 분야와 달리 물류표준화에 의한 각 산업간 연계 부족으로 물류자동화장비 분야는 상대적으로 낙후 ■ 물류표준화 활동, 각 산업간 연계성 강화, 정보통신(ICT)기술과 융합 연구를 통해 기술 격차 축소 가능

83

국토교통과학기술진흥원

R&D 중점추진분야 및 미래유망분야

기술격차 해소방안 ▶▶ 물류분야 기술격차 해소를 위해서는 R&D 투자확대와 장비/설비구축이 최우선 과제임

연계운송

■ 한국이 가진 항만의 처리능력을 극대화하고 고부가가치 창출을 위해서는 연계운송 강화가 필수 ※ 한국은 850개의 항만터미널을 확보하고 있으며 세계 5위의 컨테이너 처리능력을 갖춘 부산항이 있으나, 환적화물, 수출입화물의 연계활동은 열악

중분류

※ 연계운송분야는 수요주체가 불명확하고 막대한 비용이 소요되는 특성을 가지고 있어 정부주도의 R&D 추진 필요

운영시스템

장비

내륙운송

•

해운운송



항공운송

※ 한국의 항공운송분야는 세계 8위 규모이나 항공운송분야의 R&D 투자는 미흡하여 외국 기술에 의존

■ 세계 물류장비(기기) 시장은 2015년 980억 달러에 달할 것으로 전망되나, 일본, 유럽, 미국의 소수업체가 주도하는 시장 물류장비

■ 고객의 요구와 인건비 상승 등의 영향으로 신뢰성 높은 물류장비 자동화 요구가 증대됨에 따라 시장규모는 지속 확대 예상



⊙

•

연계운송

•

⊙



보관시설 및 운영



⊙

•

상하역 및 포장

•



⊙

물류정보화

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

⊙

• •

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

· 산학연: 산학연 연계강화

■ 에너지 절감, 안전, 인적자원 육성 등 해운운송에 관한 지속적인 연구를 통한 고부가가치화 필요 ■ 연안운송 활성화를 위한 정책 추진 필요

항공운송

■ 항공운송시간과 경비 절감, 보안문제 해결을 위한 IT 융합형 항공운송기술 개발 지속 필요

연계운송

■ ICT 기술을 바탕으로 해운, 도로, 철도 등 운송수단간 통합연계시스템 및 자동 환적시스템 개발 필요

시스템 물류정보화

※ 세계 포장산업 시장은 2014년 5,970억 달러 전망이며, 각 국가별 GDP 대비 약 1.5~5%를 차지 ※ 한국의 상하역분야에서 첨단 자동화기기를 중심으로 주요 핵심부품들에 대한 선진국 의존도가 높고 원천기술과 전문인력도 부족



⊙

해운운송

운영

상하역 및 포장



■ 다양한 도로와 철도 간 Non-Stop 연계 운송시스템 개발 필요

상하역 및 포장

■ 포장분야는 기업들의 품질, 위생, 안전 및 환경에 대한 역량을 보여줄 수 있는 기술로서 중요성 증대

•

내륙운송

보관시설 및 운영

※ 한국의 정보통신기술과 융복합 기술개발로 물류장비의 국산화 및 시장 진출 가능성이 높은 분야로 예상

법제도 산학연

•

운송

미 래 유 망 분 야

기초 연구

⊙

· 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

※ 항공운송기술의 발전, 광동형 항공기 도입, 지상화물조업의 자동화 등으로 지속 성장 예상

중기 육성

물류장비

제3장 분야별 기술수준 분석

항공운송

R&D



물류장비

■ 항공운송분야는 여행산업 발전, 여가활동 증가, 소득수준 향상, 신속 유통의 필요성 증대 등에 따라 성장이 지속되고 경쟁도 치열

인력

⊙

운송

■ RFID, mobile, 위치추적 등과 같은 IT 신기술과 접목하여 국내 물류 운송의 효율성 향상을 도모하여 기술수준 향상가능

소분류

제2장 총괄 기술수준 분석

유 망 · 중 점 분 야

※ 글로벌 물류시장의 규모는 2013년 3.3조 달러 규모로 예측되며, 2020년에는 8.1조 달러에 이를 전망

⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위

제1장 개요

■ 세계 물류시장의 지속적 확대로 대형물류시설의 공항 및 항만 배후단지 집중현상이 심화됨에 따라 연계운송의 중요성이 강조되는 추세

■ 재고유지비, 보관비, 재고위험비 절감기술, 보안, 안정성 향상, 무인화 및 자동화 기술 개발 필요 ■ 화물의 다양화 및 입출고 다빈도화, 다품종 및 소량화물 비중 증가, 작업환경 개선을 위한 기술개발 필요 ■ 에너지 절감 및 효율 향상 등 물류비용 절감기술 개발 필요 ■ 환경피해 저감, 무인화(자동화) 기술개발 필요 ■ 한국이 가진 정보기술(S/W, GPS/GIS, RFID 등)을 활용한 물류비용 절감 및 서비스 향상 기술개발 필요 ■ 물류정보화분야는 융복합기술이 활발히 적용되는 분야로서 정보분야와 물류를 담당하는 정부부처간 연계 필요 ■ 한국이 가진 정보기술(S/W, GPS/GIS, RFID 등)을 활용한 물류장비 자동화 기술 개발 필요 ■ 물류장비 기능의 통합 및 일체화 기술 개발 필요

84

85

국토교통 기술수준분석 총괄보고서

별첨 건설사업관리 기술수준

※ 본 보고서의 기술수준조사는 목적물 또는 특정기술에 대한 수준분 석을 목적으로 하여, 건설의 기획, 설계, 시공, 유지관리 등과 같은 가치사슬(value chain) 관점에서의 우리나라 기술수준을 파악하 기는 곤란함 ※ 따라서 건설사업 가치사슬체계에 따른 기술수준을 별도로 조사· 분석하여 참고로 제공

국토교통과학기술진흥원

건설사업관리

중분류 단위 기술수준

분류체계

▒ 건설사업생애주기

대분류

중분류

▶▶ 건설사업생애주기의 최고기술 보유국은 미국이며, 일본과 독일이 94.7%, 94.4%임

소분류

▶▶ 한국은 상대기술수준 74.9%, 기술격차 5.3년이나, 그 중 시공은 86.3%로 선진국 수준에 이미 도달

계획 설계 및 엔지니어링

건설사업생애주기

Year

시공

-5.3

유지관리 건설사업

>

>

>

>

>

>

>

>

%

74.9 94.7

0.0

100.0

-11.0

프로젝트계약관리

사업관리

>

-1.3

사업기획 및 타당성조사

관리

>

프로젝트파이낸싱

>

>

>

>

60.4

-1.8

>

>

>

>

94.4

-3.2

>

>

>

>

89.0

-2.7

>

>

>

>

>

>

>

>

>

>

공사관리 건설정보화

건설정보화

-15.0

대분류 단위 기술수준

소분류

▶▶ ‘건설사업관리’의 최고기술국은 미국이며 일본과 독일이 각각 상대기술수준 91.9%, 91.8%, 기술격차 1.8년, 2.2년 계획

▶▶ 한국은 기술수준과 격차가 73.3%와 5.2년으로 국토교통분야 전체 기술수준과 유사 (단위: %, 년)

한국

건설사업관리

일본

미국

중국

독일

프랑스

기술 격차

기술 수준

기술 격차

기술 수준

기술 격차

기술 수준

기술 격차

기술 수준

기술 격차

기술 수준

기술 격차

기술 수준

기술 격차

73.3

5.2

91.9

1.8

100

0.0

59.5

10.3

91.8

2.2

87.2

3.2

89.3

2.9

설계 및 엔지니어링

세계 최고수준 기술보유국 : 미국 Year >

>

-1.8

%

>

>

>

>

73.3

>

>

>

>

91.9

-0.0

0.0

40.0

60.0

80.0

100.0

도출배경 ■ 미국 등 선진국들은 계획기간이 한국에 비해 길며, 발주청의 전문인력이 확보되어 있거나, 미확보 시 민간전문가 서비스를 활용, 계획 수립 ■ 한국은 계획단계 민간전문가 참여가 미흡하고, 계획입안자인 발주자의 계획에 대한 전문성이 높지 않아 기술수준 저평가

시공

■ 선진국은 설계 및 엔지니어링 기반의 건설사업(Engineering based Construction) 수행을 통해 고부가가치 건설시장을 주도 ■ 한국은 국내시장 위주의 수주경쟁, 설계 및 엔지니어링 성과의 시공단계 피드백 부재, 성능설계의 적용 미흡 등으로 기술수준 저평가

■ 시공은 한국, 중국 등 신흥국의 가격경쟁에 밀리고 수익 확보가 쉽지 않아 선진국의 경우 기술수준은 높으나, 이미 기술단계는 쇠퇴기로 진입 ■ 한국은 시공기술은 선진국 수준으로 평가되고 있으나, 저가경쟁에 따른 수익성 확보가 곤란 하며, 중국 등 신흥국과 경쟁이 더욱 치열해질 전망

100.0

-10.3

>

>

>

>

59.5

-2.2

>

>

>

>

91.8

-3.2

>

>

>

>

87.2

-2.9

>

>

>

>

>

-15.0

88

-5.0

20.0

영국

기술 수준

-5.2

-10.0

91.0 0.0

-10.0

>

>

>

>

-5.0

>

0.0

89.3 0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

■ 전세계적으로 유지관리 수요와 시장규모는 지속적으로 성장하고 있으며, 선진기업들은 유지 관리 및 운용분야 매출액이 전체의 20%수준까지 도달 유지관리

■ 유지관리기술의 자동화, 정보화를 통한 비용절감 및 예방적 유지관리를 통한 자산관리기술 지속 발전 ■ 한국은 민간기업의 영세성 등으로 기술력이 미흡하나, 유지관리시장이 급속히 증가하는 추세와 신규 건설투자 축소 등으로 급속한 발전 예상

89

국토교통과학기술진흥원

▒ 사업관리

▒ 건설정보화

▶▶ 사업관리에 있어서는 미국이 최고기술국이며, 독일과 일본이 90.9%, 90.5%임

▶▶ 건설정보화분야는 미국이 최고기술국이며, 일본, 독일, 영국이 각각 88.7%, 88%, 87.3%임

▶▶ 한국은 부실공사 방지, 품질 확보를 위한 시공단계 책임감리 위주의 사업관리로 인해 사업기획, 계약

▶▶ 한국은 높은 건설정보화 수준에도 불구하고, 축적된 정보·지식의 활용과 개별 정보시스템의 통합

관리, 파이낸싱 등 고부가가치 기술력은 부족하여 기술수준이 낮게 평가

Year

-5.0

등의 한계로 기술수준이 선진국보다 낮게 평가(73.5%, 5.2년)

Year

%

>

>

>

>

71.3

-5.2

>

>

>

>

90.5

-2.1

100.0

0.0

>

>

>

>

59.7

-9.7

-2.6

>

>

>

>

90.9

-3.0

>

>

>

>

-2.8

>

>

>

>

>

>

-2.1 0.0 -9.8

>

-15.0

소분류

-10.0

>

>

>

>

-5.0

>

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

%

>

>

>

>

73.5

>

>

>

>

88.7

>

>

>

>

57.6

-2.6

>

>

>

>

88.0

86.9

-3.4

>

>

>

>

84.1

88.5

-3.4

>

>

>

>

87.3

100.0

도출배경

>

>

100.0 >

-15.0

소분류

-10.0

>

>

>

>

-5.0

>

0.0

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

도출배경

■ 최근 수주 일변도의 해외시장 진출이 적자 발생의 주요 핵심원인으로 부각 사업기획 및 타당성조사

※ 사업기획 및 타당성조사는 건설사업의 투자 우선순위 선정, 사업의 성공적인 완수와 수익성 확보를 위한 계획단계의 핵심 요소기술임

■ 전 세계적으로 건설정보화를 통한 건설비용 감축과 건설생애주기 통합관리를 위한 다양한 민간의 노력과 정부차원의 건설정보화 정책 시행중

■ 수요예측, 수익성 평가, 위험평가 및 예측기술의 미흡이 기술수준 저평가의 요인

※ 미국은 건설산업협회(CII)을 중심으로 FIATECH을 설립, 건설생애주기 정보화를 위해 민간 기업과 공공의 참여와 협력을 추진

프로젝트 계약관리

※ 싱가포르 80년대, 영국 90년대 중반, 중국 90년대 후반, 말레이시아 2000년대에 공공주도로 건설정보화 전략 추진

■ 선진기업들은 계약관리를 통해 건설사업의 범위와 건설위험에 대한 책임관계를 발주자와 명확히 하고 있음

※ 한국은 1990년대 중반부터 컴퓨터를 건설사업에 활용하려는 다양한 노력을 진행하였으며, 2000년에 건설CALS 정책 시행을 통해 건설산업 정보화를 체계적으로 추진 중

■ 한국은 발주처 우위의 사회문화적 여건에 따라 계약 클레임 문화의 발전이 더디고, 해외 계약관리 전문가도 부족한 것이 기술수준 저평가의 요인 건설정보화

프로젝트 파이낸싱

■ 건설사업의 민간 투자 확대 추세에 따라 해외사업 진출에서 프로젝트 파이낸싱의 중요성은 지속적으로 증대 ■ 한국은 활발한 민간투자의 성과에도 불구하고, 프로젝트 파이낸싱 전문가는 매우 부족하여 기술수준이 저평가되는 원인이 되고 있음

■ 전 세계적으로 RFID, GPS, 3D-Scanner, USN등의 현장자료 수집도구을 활용하여 필요정보를 추출, 지식화하고, 통합화하는 연구개발에 집중 ※ 한국은 자료수집기술(DAT)은 노무자 출역정보, 자재관리, 토공 및 설비관리 등에서 광범위하게 구현되고 있으며, 특히 모바일 기기와 연계한 RFID를 활발히 활용 중 ■ 한국은 정부차원의 건설CALS 체계 구축, 다양한 정보시스템 운영 등 높은 정보화 수준을 이루었으나, 축적된 정보의 활용과 통합화의 수준은 아직 미흡

■ 선진국은 비용효율성 차원에서 공사비와 공기를 통합관리하는 EVMS 기법을 활발히 적용 공사관리

90

※ 세계적으로 건설정보모델(BIM)의 활용은 계속 증가 추세이나, 한국은 부분적인 활용에 국한

■ 한국은 다양한 시공경험에도 불구하고 아직까지 비용 중심의 공사관리 일변도를 벗어나지 못함에 따라 공정계획, 관리에 있어 한계

91

국토교통과학기술진흥원

‌ 소분류 단위 상대기술수준 및 기술격차

집중영역 도출

▶▶ 건설사업관리 전 분야에서 한국은 6위 수준 (단위: %, 년)

한국 중분류

건설사업 생애주기

사업관리

소분류

일본

미국

중국

독일

프랑스

영국

▶▶ 기술적 중요도는 높으나 기술수준이 낮은 분야는 ‘계획’, ‘설계 및 엔지니어링’, ‘사업기획 및 타당성조사’

기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 기술 수준 격차 수준 격차 수준 격차 수준 격차 수준 격차 수준 격차 수준 격차

계획

69.3 6.3 92.6 2.2

100

0

59.6 11.9 90.7 2.5 89.5 3.0 91.7

2.5

설계 및 엔지니어링

71.6 6.2 92.1 2.1

100

0

59.1 11.2 94.0 2.3 87.3 4.0 90.2

3.0

시공

86.3 3.2 96.7 0.5

100

0

63.9

95.9 1.3 87.3 3.6 90.7

2.8

유지관리

72.2 5.3 98.6 0.3

100

0

58.7 11.1 97.8 0.5 93.4 1.4 91.7

2.4

사업기획 및 타당성조사

70.1 5.4 91.2 2.0

100

0

59.1

9.9

92.0 2.3 85.7 3.3 84.7

3.1

프로젝트계약관리 70.5 4.9 89.3 2.3

100

0

61.7

9.1

90.1 2.8 86.2 3.2 90.6

2.7

프로젝트파이낸싱 66.4 5.6 87.4 2.5

100

0

54.5 10.7 88.7 3.1 87.2 2.9 91.6

2.4

100

0

63.0

2.8

공사관리

▒ CH1 : 기술적 중요도가 높으나 기술수준이 낮은 영역

9.5

↳ 특히, ‘사업기획 및 타당성조사’는 기술적 중요도가 가장 높으나 상대 기술수준이 낮은 분야로 중점지원 필요

기술적 중요도 평균 : 4.0 / 상대기술수준 평균 : 72.1 기술적 중요도 4.6

J21

4.4

76.8 4.3 92.7 1.8

9.5

91.9 2.4 88.6 2.7 89.2

J11

4.2

J12

J31

4.0

J14

건설정보화

건설정보화

73.5 5.1 88.7 2.1

100

0

57.6

9.7

88.0 2.6 84.0 3.4 87.3

J13

J24

3.8

3.3

J23 3.6

J22

기술발전단계

3.4

▶▶ 미국 등 선진국은 계획·설계·시공·유지관리 및 공사관리 등 사업관리 전 분야에서 성숙기임 ▶▶ 한국은 전 분야가 성장기에 진입한 상황이며, 이 중 ‘공사관리’ 및 ‘시공’분야의 기술발전이 높음

계획

기술수준 60

65

70

75

80

85

90

J11 계획

J14 유지관리

J23 프로젝트파이낸싱

J12 설계 및 엔지니어링

J21 사업기획/타당성조사

J24 공사관리

J13 시공

J22 프로젝트계약관리

J31 건설정보화

쇠퇴

건설정보화

설계 및 엔지니어링 성숙

성장

도입

공사관리

시공

프로젝트파이낸싱

유지관리

프로젝트계약관리

92

사업기획 및 타당성조사

최고국

한국

93

국토교통과학기술진흥원

▒ CH2: 시급히 개발해야 하나 기술수준이 낮은 영역

R&D 중점추진분야 도출

▶▶ 시급히 개발해야 하면서 기술수준이 낮은 분야는 ‘계획’, ‘설계 및 엔지니어링’, ‘사업기획 및 타당성조사’ ▒ 집중영역(CH) 분석을 통한 우선순위 시급성 평균 : 3.9 / 상대기술수준 평균 : 72.1

▶▶ 건설사업 관리분야에서 ‘계획’, ‘설계 및 엔지니어링’, ‘사업기획 및 타당성조사’ 분야의 우선순위가 높음

시급성 4.2

J21

J12

4.1

J31

4.0

J11

3.9

우선순위

J14

3.8

해당분야(소분류)

1

■ 계획

2

-

3

-

■ 설계 및 엔지니어링 ■ 사업기획 및 타당성조사

3.7

J13

J24

J23

3.6

▒ 정부지원 필요성 분석

J22

3.5 3.4

기술수준 60

65

70

75

80

85

▶▶ 집중영역 분석을 통한 우선순위 내에서 ‘설계 및 엔지니어링’ 및 ‘사업기획 및 타당성조사’, ‘계획’ 분야의 정부지원 필요성이 가장 높음

90

J11 계획

J14 유지관리

J23 프로젝트파이낸싱

J12 설계 및 엔지니어링

J21 사업기획/타당성조사

J24 공사관리

J13 시공

J22 프로젝트계약관리

J31 건설정보화

우선순위

정부지원 필요성 ① 설계 및 엔지니어링

1

② 사업기획 및 타당성조사 ③ 계획

▒ CH3 : 기술의 파급효과는 높으나 기술수준이 낮은 영역 2

-

▶▶ 기술 파급효과는 높으나 기술수준이 낮은 분야는 ‘계획’, ‘설계 및 엔지니어링’, ‘사업기획 및 타당성조사’ 시급성 평균 : 3.9 / 상대기술수준 평균 : 72.1

3

-

파급효과 4.3

설계 및

J31

4.1

엔지니어링

J11

4.0 3.9

J13

J14

3.8

J23

3.7 3.6

사업기획 및 타당성조사

J24

3.5

J22

3.4

기술수준 60

94

65

J31 건설정보화

4.2

J24 공사관리

3.5

J23 프로젝트파이낸싱

3.6

J22 프로젝트계약관리

3.4

J21 사업기획 및 타당성조사

4.0

J14 유지관리

3.9

J13 시공

3.6

J12 설계 및 엔지니어링

4.1

J11 계획

3.8

J21

J12

4.2

조사결과

70

75

80

85

J14 유지관리

J23 프로젝트파이낸싱

J12 설계 및 엔지니어링

J21 사업기획/타당성조사

J24 공사관리

J13 시공

J22 프로젝트계약관리

J31 건설정보화

■ 해외시장 진출이 건설산업의 주요 전략으로 자리매김한 시점에서 경쟁력 확보를 위해서는 설계 및 엔지니어링 기술력 확보가 중요 ■ 최근 민자사업 실효성 문제의 핵심은 사업기획 및 타당성조사 단계의 과다한 수요예측이 주요 문제 ※ 과다한 수요예측으로 인해 투자 우선순위 왜곡, 과다설계 등의 문제 지속 발생 ■ 사업기획 및 타당성 조사는 현재 국내에서 지속적으로 문제가 발생하고 있는 건설사업의 투자효율성 확보의 핵심 기술 ■ 선진기업들은 초기 계획단계부터 미래 건설수요자인 발주자들 대상으로 다양한 계획단계 서비스를 제공하여 설계 및 시공단계 참여 기회를 확보하는 노력 전개

90

J11 계획

■ 기존 시공 중심의 해외 건설시장 진출은 중국 등 신흥국과 가격경쟁의 어려움, 진출국 기술자 활용 추세 등으로 수익확보에 한계

계획

■ 국내 기업의 핵심지식과 정보 부족을 보완하고, 국내 전문가들이 개별 경험을 축적하여 제공할 수 있는 기반 마련 필요 ※ 국내 기업의 다양한 시공경험과 성과에도 불구하고 초기 계획단계 참여가 미흡하거나 외국 전문가 활용으로 기술축적이 미흡

95

국토교통과학기술진흥원

▒ 기술격차 해소방안

▶▶ 건설사업관리 기술격차 해소를 위해서는 인력양성이 최우선 과제임 ⊙ : 1순위,  : 2순위, • : 3순위 중분류

소분류

장비

중기 육성

기초 연구

인력

R&D

법제도 산학연

계획

⊙



건설사업

설계 및 엔지니어링

⊙



•

생애주기

시공

⊙



•

유지관리

⊙

사업기획 및 타당성조사

⊙



•

프로젝트계약관리

⊙

•



프로젝트파이낸싱

⊙

•



공사관리

⊙



•

건설정보화



⊙

•

•

•



사업관리

건설정보화 · 장비: 장비/설비구축 · 인력: 인력양성

· R&D: R&D 투자확대 · 중기육성: 중소기업육성

계획

건설사업 생애주기

설계 및 엔지니어링

시공 유지관리 사업기획 및 타당성조사 사업관리

96

■ 국제표준, 해외시장 주요 설계기준에 대한 이해를 갖춘 전문인력 양성 필요 ■ 건설공사 설계기준의 성능기준화 지속 추진 ■ 건설공사 표준시방서의 성능화 지속 추진 및 성능기준에 대한 이해 필요 ■ 시설물별로 특화된 유지관리 전문인력 양성체계 구축 필요 ■ 사업기획 및 타당성조사 관련 의사결정지원체계 구축을 통한 전문가의 암묵적 지식의 외형화 지속 추진 필요 ■ 전문인력 양성체계 구축 필요

프로젝트 파이낸싱

■ 전문인력 양성체계 구축 필요

건설정보화

· 산학연: 산학연 연계강화

■ 수요예측 및 평가, 위험 평가 및 관리를 위한 전문인력 양성 및 기술의 신뢰성 확보

프로젝트 계약관리

공사관리 건설 정보화

· 기초연구: 기초연구지원확대 · 법제도: 법제도 정비

■ IT기술, 모바일 기술 등을 활용한 스마트 건설사업관리 서비스 개발 ■ 다양한 건설정보모델(BIM) 개발 및 활용기반 구축 ■ IT기술, 모바일 기술 등을 활용한 통합건설사업관리 서비스 개발

2013 국토교통 기술수준조사 총괄보고서 발행인

이재붕

발행처

국토교통과학기술진흥원

발행일

2013년 6월

편집진

국토교통과학기술진흥원 유해운 | 산업진흥본부장

한국건설기술연구원 진경호 | 건설관리경제연구실 연구위원 오은호 | 건설관리경제연구실 수석연구원 이수경 | 건설관리경제연구실 전임연구원

자문진

권 일 | 한국교통대학교 김상호 | 건축도시공간연구소 김윤제 | 성균관대학교 남기욱 | 한국항공우주연구원 박재범 | 도로교통연구원 송기일 | 인하대학교 유정훈 | 아주대학교 이재준 | 한국교통연구원 장화섭 | (사)한국선급 채효석 | 한국수자원공사 함영삼 | 한국철도기술연구원

구영성 | 정책개발팀장

권태정 | 동아대학교 김석화 | 해외건설협회 김태형 | 한국교통연구원 박상혁 | 한미글로벌 박종흥 | 한국전자통신연구원 신창건 | 한국시설안전공단 윤윤진 | 한국과학기술원 이재훈 | 한국가스안전공사 전찬석 | 삼보기술단 최기영 | 인하대학교

박준우 | 정책개발팀 선임연구원

김강석 | (주)선구엔지니어링 김우선 | 한국해양수산개발원 김현수 | 단국대학교 박우선 | 한국해양과학기술원 성하면 | (주)삼안 왕광익 | 국토연구원 이영민 | 주)유신 이춘용 | 국토연구원 정인석 | 서울대학교 최재혁 | (주)KRTC

인쇄/편집 경성문화사(02-786-2999)

경기도 안양시 동안구 시민대로 286(관양동 1600) 송백빌딩 2~6F Tel. 031-389-6313

이 책의 판권은 국토교통과학기술진흥원에 있습니다. 이 곳에 담긴 모든 내용 및 자료는 허가없이 어떠한 형태로든 무단으로 복사, 전재하거나 변형하여 사용할 수 없습니다. 이 책의 내용은 우리원 홈페이지에서 e-book으로 보실 수 있습니다.