주택일반분양자의 개발이익 분석 및 영향요인에 관한 연구 : 서울시 주택정비사업을 중심으로

최지흠 서울시립대학교 일반대학원 2022 국내박사

서울에서 양질의 아파트공급은 주택정비사업을 통해 이루어지고 있다. 높은 경쟁률과 낮은 리스크 때문에 시장에서 수요공급 원리에 따라 일반분양가는 조합원분양가보다 높아왔다. 그러나 최근 정부규제로 이러한 현상이 흔들리게 되었다. 정부의 분양가규제가 장기간 지속되면서 내재된 불합리성으로 인해 시장왜곡현상이 심화됐다. 규제의 반사이익은 일반분양자가 얻게 되었다. 반값분양, 로또분양, 금수저분양이 나타나면서 서민분양의 이미지는 사라졌다. 역할을 기대했던 양도소득세제와 전매제한제 등 제도적 장치는 허술했다. 주택정비사업에서 일반분양자는 창출자로서의 역할은 없지만 수혜자로서 주된 참여자로 인식되어야 한다. 본 연구에서는 정부의 분양가규제로 인해 일반분양자가 사업시행자로부터 이전받은 개발이익과 그 영향 요인을 분석하였다. 분석을 위해 2009년부터 2020년까지 서울시에서 입주자모집공고를 시행한 주택정비구역 중 169개 구역을 분석대상으로 삼았다. 이를 통해 2008년 금융위기 이후 시장의 하락기와 상승기에 걸쳐 개발이익의 변화를 분석할 수 있었다. 전용면적을 84㎡타입으로 한정했고, 브랜드선호도가 높은 8대 아파트브랜드로 제한하였으며, 실거래가격과 분양가격을 구역별 평균값 및 해당 자치구별 평균값을 적용하였다. 개발이익은 발생 원인이 다른 ‘분양시점 개발이익(률)’과 ‘공사기간 중 개발이익(률)’로 구분하여 분석하였다. 경기하락기에는 시장의 수요공급기능이 제대로 작동되어 분양가격을 결정한 것으로 분석되었다. 경기상승기와 함께 시행된 정부의 분양가규제는 ‘분양시점 개발이익’을 급격히 상승시켰다. 규제가 집중된 동남권역의 ‘분양시점 개발이익’이 가장 높았으며, 동북권역이 가장 낮은 것으로 분석되었다. 분양가차이를 표준화한 ‘분양시점 개발이익률’은 동남권역과 함께 서북권역이 가장 높은 것으로 분석되었다. ‘공사기간 중 개발이익’은 정상주택가격 상승분을 공제하기 때문에 재고아파트의 가격상승률이 높은 동남권역이 가장 낮았으며, 서남권역이 가장 높은 것으로 나타났다. ‘공사기간 중 개발이익’은 시장상승기에 재고아파트에 비해 낮은 상승률을 보이는 분양권의 특성을 잘 보여주고 있다. 사업유형별로는 주택재개발사업에서 가장 높은 개발이익과 개발이익률을 나타냈다. 개발이익(개발이익률)의 영향 요인 분석은 데이터 특성을 고려하여 다중회귀분석을 적용하였다. 독립변수는 단지특성변수, 입지특성변수, 지역특성변수, 일반경제지표변수, 정부정책변수 등 5개 범주, 16개 변수를 선정하여 적용하였다. 정부의 분양가규제가 강할수록, 시장경기가 상승기일수록, 재정자립도가 높을수록, 반경 500m내 지하철역수가 많을수록, 초등학교와의 거리가 짧을수록, 임대주택비율이 높을수록, 사업유형이 재개발일수록, 대지면적이 클수록, 용적률이 낮을수록 총개발이익(률)이 높은 것으로 분석되었다. 총개발이익(률)에 가장 크게 영향을 미치는 범주는 시장경기 등 일반경제지표와 분양가규제 등 정부정책변수다. 다음으로 지역특성변수, 입지특성변수, 단지특성변수 순이다. 즉, 거시적인 요인일수록 개발이익에 더 큰 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. 다만, 단지특성요인 중 임대주택비율과 재개발(사업유형) 등 일부 요인도 높은 영향도를 보이고 있는데 이들 특성은 정부규제와 밀접하게 연관되어 있기 때문으로 해석된다. 이를 통해 정부는 경기상승기에 부동산정책을 시행함에 있어 일반분양자에게 과도한 개발이익이 이전되는 현상을 간과해서는 안 될 것이다. 일반분양자 개발이익에 대한 환수 논의는 다양하다. 다만 본 연구에서는 현재 시행되거나 시행되었던 제도를 통해 보완책을 제시하고자 한다. 사회적 책임을 부여하는 방안으로 현행 전매제한기간을 개선하는 방안, 토지임대부 주택 도입방안, 환매조건부주택 도입방안을 제안하며, 금전적 개발이익환수 방안으로 주택채권입찰제, 부동산세제 개편, 수익공유제 모기지 제도를 제안하고자 한다. 좀 더 나아가서 분양가규제를 넘어서 개발이익과 공공기여에 대한 협상 및 조정을 통하여 시장안정과 사회적 책임을 동시에 달성할 수 있는 방안이 필요할 것이다. In Seoul, the supply of high-quality apartments is managed by the residential improvement project. Due to the high competition rate and low risk, the sale price of housing for sale to the general public has been higher than for the association’s members according to the principle of supply and demand. However, this phenomenon was affected by recent government regulations. As the government’s regulation on sale prices has continued for a long time, the market distortion phenomenon has been exacerbated due to inherent irrationality. The reflective benefits of regulation were given to the general buyers. With the appearance of half-price sales, lottery sales, and gold-spoon sales, the image of the common people’s sales disappeared. Institutional mechanisms such as the capital gains tax system and restrictions on resales, which were expected to play a role, were lax. In housing improvement projects, general buyers do not play a role as creators but should be recognized as major beneficiaries. In this study, the government’s regulation on the sale prices of public housing units, the development profits transferred by general buyers from the project operator, and the influencing factors this study analyzes. For the analysis, 169 areas out of the residential improvement project areas that Seoul announced a public notice of resident recruitment from 2009 to 2020 were targeted. Through this, it was possible to analyze changes in development profits throughout the decline and rise in the housing market cycle after the 2008 financial crisis. Eight major apartment brands with high brand preference in the market were selected and the area for exclusive use was limited to 84 m², and the actual transaction price and sale prices were used with the average value for each area and the average value for each autonomous district. Development profits were analyzed by dividing them into ‘development profits (rate) at the time of sale’ and ‘development profits (rate) during the construction period’ with different causes of occurrence. During the economic downturn, it was analyzed that the housing market’s demand and supply function worked properly and the sale prices were adjusted appropriately. The government's regulation on the sale prices, which took effect along with the housing market upturn, sharply raised the “development profit at the time of sale”. According to our analysis, the “development profit at the time of sale” was the highest in the southeastern region, where regulations were concentrated, and the northeast region was the lowest. In terms of the ‘development profit rate at the time of sale’, which standardized the difference in the sale prices, the northwest region along with the southeastern region was the highest. Since “development profits during the construction period” deducts the normal housing price increase, the southeastern region with the highest price increase rate of inventory apartments was the lowest, and the southwestern region was the highest. The “development profit during the construction period” shows the characteristics of right to purchase ownership, which show a lower rate of increase than inventory apartments during the housing market rise. By improvement project type, the highest development profit and development profit rate were shown in the residential redevelopment project. Multiple regression analysis was applied in consideration of data characteristics to analyze the influencing factors of development profit (development profit rate). The independent variables were applied by selecting 5 categories and 16 variables, including apartment complex characteristic variables, location characteristic variables, regional characteristic variables, general economic indicator variables, and government policy variables. The gross development profit (rate) was shown to increase with the stronger the government’s sales price regulation, the higher the fiscal independence, the more subway stations within a radius of 500 meters, the shorter the distance from the elementary school, the higher the rental housing ratio, the higher the site area, the higher the floor area ratio, the higher the gross development profit (rate). In addition, when the housing market is on the uptrend and when the improvement project type is redevelopment, the total development profit (rate) is analyzed to increase. The categories that have the greatest impact on gross development profit (rate) are general economic indicator variables such as the market cycle and government policy variables including regulation on the sale prices. Furthermore, it is in the order of regional characteristic variables, location characteristic variables, and complex characteristic variables. In other words, it was analyzed that the more macroscopic factors, the greater the impact on development profits. However, among the complex characteristic variables, some factors such as rental housing ratio and redevelopment (business type) also show a high influence which is interpreted as being closely related to government regulations. Through this, the government should not overlook the phenomenon in which excessive development profits are transferred to general buyers when implementing real estate policies during the housing market upturn. There are various discussions on the restitution of development gains from general buyers. However, this study intends to present supplementary measures through the systems that are currently being implemented or have been implemented. As a way to grant social responsibility, we propose a plan to improve the current resale restriction period, a plan to introduce land-leasing housing, a plan to introduce a house with sale and repurchase agreement, and as a way to restitution of development profits, this paper proposes housing bond bidding systems, reorganization of the real estate tax system, and a profit-sharing mortgage system. Furthermore, it will be necessary to achieve both housing market stability and social responsibility through negotiations and adjustments on development profits and public contributions beyond regulations on the sale price.

생육개량물질을 활용한 노거수의 효과적인 보호관리 방안

이동석 서울시립대학교 일반대학원 2007 국내석사

현재 우리나라에서는 난개발과 환경파괴로 인하여 많은 보호수들과 수령이 100년 이상 된 노거수들의 숫자가 급격히 감소하고 있다. 본 연구는 수목의 정상적인 생육과 활착을 가능하게 하는 생육개량물질의 사용방법을 학술적으로 구명하고자 수행하였다. 묘목 시험으로 2~3년생(실생) 은행나무 묘목을 화분에 재배하여 실시하였다. A(일반토양+일반용수), B(일반토양+발근촉진제), C(생명정+일반용수), D(생명정+발근촉진제) 처리구를 기본으로 하여 C, D 처리구는 생명정과 일반토양의 혼합비율을 각각 8:2, 7:3, 6:4, 5:5로 하여 처리하였다. 처리된 화분에 묘목을 식재한 후 서울시립대학교 온실에 완전 임의 배치법으로 2006년 4월 19일부터 9월 28일까지 200일간 재배하면서 식재 150일, 180일, 200일 총 3회에 걸쳐 생육조사와 식물체 분석을 실시하였다. 묘목시험의 1차 생육조사 결과 근원경, 잎수, 지하부 생체중, 전체 생체중은 A(일반토양100%+일반용수), B(일반토양100%+발근촉진제), C(생명정100%+일반용수), D(생명정100%+발근촉진제)에 있어서 모든 시험구가 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 묘고는 D-1(생명정8:일반토양2+발근촉진제)과 C(생명정100%+일반용수)가 유사한 생육상태를 나타내었다. C가 D-2(생명정7:일반토양3+발근촉진제)의 시험구와 동일한 엽면적을 보였다. 묘목 시험의 2차 생육조사 결과에 따르면 근원경, 잎의 숫자, 묘목의 묘고는 통계적으로 동일한 값을 보였고 뿌리길이는 C, C-1(생명정8:일반토양2+일반용수), D에서 좋은 생육을 나타내었고 그 외 처리구에서는 발근촉진제 처리로 좋은 결과는 얻을 수 없었다. 지하부의 생체중은 처리간 차이를 확인할 수 없었다. 지상부의 생체중은 D-1처리구가 가장 좋은 생육상태를 나타내었다. 묘목시험의 3차 생육조사 중 근원경 조사에서도 발근촉진제의 처리가 뚜렷한 효과를 보이지 않았다. 엽의 갯수는 모든 시험구에서 거의 동일함을 확인할 수 있었다. 묘고에서는 D-1, D-2, D-3(생명정6:일반토양4+발근촉진제) 시험구에서 가장 높은 수치를 나타내었고 B, D-4(생명정5:일반토양5+발근촉진제)에서는 가장 낮은 묘고를 볼 수 있었는데 생명정보다 우수한 묘고생장을 확인할 수는 없었다. 뿌리의 길이는 D-1의 결과가 가장 좋았고 C, C-1, D의 시험구도 왕성한 뿌리 생육을 보였으나 그 차이는 크지는 않은 것이었다. 지하부 생체중은 큰 차이 없이 거의 동일한 수치를 나타냄을 알 수 있었다. 지상부 생육이 가장 좋은 D-1은 제한된 크기의 분으로 인해 더 좋은 생육을 나타내지 못했다. 3차 생육조사시 전체 생체중은 거의 모든 시험구에서 통계적으로 동일한 수치를 나타낸 것을 알 수 있었다. 묘목시험에서 얻은 생명정의 효과를 확인하기 위하여 용산구 소재 수령 320년인 은행나무(구지정보호수: 1-3-10)를 이용하여 2차 실험을 하였다. 이를 위하여 수목 근원경의 약 1.5배에 해당하는 원을 설정하고 그 원을 16등분하였다. 이 16지점 중 12개 지점을 택하여 이들을 시험구(4처리, 3반복)로 정하였다. 4개의 처리구는 각각 A(원토양+일반용수), B(원토양+발근촉진제), C(생명정+일반용수), D(생명정+발근촉진제)였다. 은행나무 노거수 근부 생육조사는 처리구 A(원토양+일반용수)의 첫 번째 지점에서 65개, 두 번째 지점에서13개, 세 번째 지점에서는 0개의 신근이 유도 되었다. B처리구(원토양+발근촉진제)에서는 첫 번째 지점이 가장 많은 6개, 두 번째 지점은 3개, 세 번째 지점은 1개의 신근이 유도되었다. C처리구(생명정+일반용수)에서는 첫번째 지점은 3개의 뿌리가 유도 되었는데 뿌리의 길이는 긴 것을 알 수 있었으며 두번째 지점은 단 1개의 뿌리만이 유도되었다. 세 번째 지점은 가장 많은 14개의 새 뿌리가 유도된 것을 알 수 있었다. D처리구(생명정+발근촉진제)에서는 첫번째 지점은 가장 많은 33개 가량의 신근이 나타났다. 두번째 지점의 뿌리의 갯수는 7개였으며 직경은 다른 시험구의 뿌리들보다 더 굵었고 세 번째 지점에서는 16개의 신근을 목격할 수 있었다. 생명정을 이용한 노거수의 근부 활성화를 통하여 적절한 유지관리방안을 찾고자 실시한 본 시험에서 생명정은 묘목과 노거수 모두에 적절한 근부의 활성을 유도하는 생육개량물질임을 확인 할 수 있는 결과들이 나왔다. 생명정을 노거수에 이용할 경우 정확한 위치선정이 신근 유도에 큰 영향을 준다는 것도 본 실험을 통하여 알 수 있었다.

서울시 일반주거지역 세분화에 따른 개발양상 변화에 관한 연구

장남종 서울시립대학교 일반대학원 2008 국내박사

This study aims to prove the influence of residential rezoning through analyzing the process of the residential rezoning and the change of development pattern after the year of 2000. This study considers the process of the residential rezoning and sees the gap between planning criteria of residential rezoning and actual condition which is rezoned. And building permit data(2001~2006) of 25 boroughs in Seoul are analyzed to define changes of development pattern in residential area through GIS and ANOVA test analysis. This result shows how much residential rezoning is coincide with the original purpose and also draws the meaning and limitation of residential rezoning. The major findings of this research can be summarized as follows. First, the planning criteria of rezoning is characterized by harmonizing planning-oriented elements and real condition. Prior negotiation between Seoul metropolitan government and 25 borough governments in the process of rezoning is also included to show each borough's unique statement and planning willingness. Second, residential development pattern after rezoning shows that the number of building permit is decreased. Residential use has more decreased than non residential use, so the ratio of residential use increased about 20%. The trend of building permit is displayed differently in housing type of each zone. And after rezoning, the ratio of detached housing buildings which was permitted increased in the 1st residential zone and the 2nd residential area(under 7 story building regulation), and apartments increased in the 2nd residential area(under 12 story building regulation) and the 3rd residential area. Third, the lot size is increased in most residential developments, but building coverage ratio, floor area ratio(FAR), and Building Height are decreased. This trend shows a little bit different among rezoned areas, but the similar trend is shown in the whole residential area. Fourth, two types of development pattern changes are revealed after rezoning. One pattern change has characteristic that is the increase of lot size but the decrease of building coverage ratio, floor area ratio(FAR), and building height. The other pattern change is the increase of lot size and stories but the decrease of building coverage ratio and floor area ratio(FAR). This can be explained by the movement of developers who want to increase the development size and to heighten the stories to have development profit under land use regulation reinforcement. Based on the findings of the research, suggests for the systematic management of residential area in Seoul as follows. First, residential rezoning shows coincidence with the original purpose which promote the amenity of residential environment. However, the planning criteria of rezoning needs to be revised to prevent the abrupt change of environment around residential development. Second, the increase of non-residential use after rezoning should be concerned. To make up for this concern, the influence of non-residential use on residential environments should be carefully considered to complement the provisions of permitted use in the each residential area. Third, the lot size has been increased since residential rezoning. Artificial large development through merging lots may not be desirable due to transforming the existing urban form, so the negative effect of increasing lot size should be examined to complement the political system. 서울시 일반주거지역 세분화에 따른 개발양상 변화에 관한 연구 이 연구의 목적은 2000년 이후 서울시 일반주거지역의 세분화 추진과정과 세분화 시행 이후 주거지 개발양상에 대한 변화분석을 통해 세분화의 시행효과를 실증적으로 규명하는 데에 있다. 이를 위해서 일반주거지역 세분화의 추진과정을 고찰하고, 세분화의 계획기준과 실제 지정실태 간에 괴리가 있는지 여부를 파악하였다. 또한 세분화 시행 전후 25개 자치구의 건축허가자료(2001~2006년)를 토대로 하여 주거지 개발양상의 변화를 GIS 및 계량분석(ANOVA test) 등을 통해 파악하였다. 이를 통해 일반주거지역 세분화가 당초 목적에 얼마나 부합하는지를 검토함으로써 일반주거지역 세분화의 정책적인 의미와 한계를 파악하였다. 지금까지의 연구를 통해 밝혀진 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 세분화의 계획기준은 계획지향적인 요소를 근간으로 하여 현실추인적인 요소가 반영된 특성을 보이는 것으로 나타났다. 또한 세분화 집행과정에서 서울시와 자치구 간의 사전협의조정은 참여주체들의 입장을 조율하면서 일부 자치구의 특수성과 계획의지가 반영된 것으로 나타났다. 둘째, 세분화 시행 이후에 주거지 개발양상을 보면, 건축허가 건수는 감소하였으며, 특히 주거용도가 비주거용도에 비해서 감소폭이 크게 나타났다. 이로 인해서 비주거용도의 구성비가 약 20% 정도 증가한 것으로 나타났다. 또한 종별 주택유형의 건축허가 동향을 보면 제1종과 제2종(7층이하)에서는 단독주택의 건축허가 비율이 높아진 반면 제2종(12층이하)과 제3종에서는 아파트의 비율이 높아지는 등 종별로 확연한 차이를 보이고 있다. 셋째, 세분화 시행 이후에 주거지 개발에 있어서 필지규모는 전반적으로 증가한 반면에 건폐율과 용적률, 층수는 모두 감소한 것으로 나타났다. 이러한 경향은 종별로 다소간 차이는 있지만 전체적으로는 유사한 변화양상을 보이고 있다. 넷째, 세분화 시행이후의 개발양상은 크게 두 가지 유형으로 나타나고 있다. 하나는 필지규모는 증가하되 건폐율과 용적률, 층수가 감소하는 변화유형이며, 다른 하나는 필지규모와 층수가 증가하고 건폐율과 용적률은 감소하는 변화유형이다. 이는 세분화 이후에 토지이용규제가 강화됨에 따라 사업성을 보전하기 위하여 개발규모를 확대하거나 층수를 높이려는 경향이 반영된 것이라고 할 수 있다. 이러한 연구결과 및 논의를 토대로 서울시 주거지역의 체계적인 관리를 위한 정책적 시사점을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 일반주거지역 세분화는 쾌적한 주거환경과 입지특성에 적합한 주거지를 조성하고자 하는 목적에 전반적으로 부합하는 모습을 보여주고 있다. 다만, 급변하는 주거지 개발환경에 대응하기 위해서는 세분화 계획기준을 지속적으로 보완해 나아갈 필요가 있으며, 세분화 종별 입지기준과 개발여건이 달라서 조정이 필요한 지역에 대해서는 이를 합리적으로 조정할 수 있는 조정기준의 마련이 요구된다. 둘째, 일반주거지역 세분화 이후에 우려되는 주거지 개발양상은 비주거용도의 비율이 증가하였다는 점을 들 수 있다. 이를 보완하기 위해서는 종별로 입지한 비주거용도가 주거환경에 미칠 영향을 면밀하게 검토하여 종별 허용용도의 규정을 보완할 필요가 있다. 셋째, 일반주거지역 세분화 이후 또 다른 변화는 개발되는 필지규모가 전반적으로 증가하였다는 점이다. 합필에 의한 인위적인 대규모 개발은 해당 주거지의 특성을 유지하는데 바람직하지 않을 수 있으므로 필지규모의 증가가 주거지에 미칠 부정적인 영향을 검토하여 제도적인 보완을 강구할 필요가 있다.

서울시 개발밀도 영향요소의 변화에 관한 연구

윤혜림 서울시립대학교 일반대학원 2014 국내석사

서울시의 개발밀도는 ‘국토의 계획 및 이용에 관한 법률’과 ‘서울시 도시계획조례’에 근거한 ‘용도지역제’에 의해 건폐율과 용적률이 정해지고 있다. 2000년 7월 ‘도시계획법’ 시행령 개정에 따라 일반주거지역 세분화 시행이 의무화되면서 일반주거지역은 제1~3종일반주거지역으로 세분화 되었고, 세분화된 용도지역에 따라 건폐율과 용적률이 하향 조정되었다. 이 외에 지역특성과 여건에 따라 개발밀도를 세밀하게 조정하기 위해 ‘지구단위계획’, ‘도시 및 주거환경정비법’ 등의 예외적 수단도 운용되고 있다. 그러나 이러한 수단들이 실제로는 종상향, 규제완화의 수단으로 이용되고 있어 단순히 지가나 용적률을 상승시키고 있다. 즉, 시대적 상황, 제도변화에 따라 개발밀도 관련 제도가 지속적으로 변화하면서 서울시의 개발밀도도 꾸준히 증가하고 있다. 향후 이러한 문제들은 지속가능한 도시 관리 측면에서 가용 토지를 지속적으로 공급하지 못하는 문제를 야기 시킬 수 있다. 따라서 지역특성, 여건에 따라 개발밀도를 차별적으로 관리해야 할 필요가 있다. 이에 이 연구는 개발밀도 영향요소 및 시대적 상황 및 제도변화에 따른 개발밀도 영향요소의 변화를 파악하는데 목적이 있다. 이를 위한 연구의 공간적 범위는 서울시 행정동이며, 시간적 범위는 2002년, 2011년이다. 연구의 방법은 개발밀도 관련제도 및 제도의 변화를 파악하고, 현황용적률, 용도지역의 변화양상을 파악한다. 그 다음으로 개발밀도와 영향관계를 가질 것이라 판단되는 요소를 파악하여 변수를 설정하고, 다중회귀분석을 실시하였다. 이 연구의 결과를 종합하면 다음과 같다. 첫째, 분석에 활용된 308개 행정동의 현황용적률은 2002년 평균 152.09%에서 2011년 170.48%로 약 18% 증가하였다. 2002년과 비교해 2011년의 전용주거지역, 제1종일반주거지역, 제2종일반주거지역 비율은 감소한 반면, 제3종일반주거지역, 준주거지역, 일반상업지역, 근린상업지역, 중심상업지역, 유통상업지역 비율은 증가하였다. 한편 주택재개발사업 비율은 약 4.3% 증가하였다. 이는 2002년~2011년 동안 지구단위계획, 정비사업 등으로 인한 종상향이 있었으며, 용도지역 변경이 현황용적률에 영향을 미쳤음을 나타낸다. 둘째, 2002년과 2011년에 현황용적률에 영향을 미치는 요소는 미미한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 2002년과 2011년 두 시점 모두에서 유의미한 변수로 나타난 요소는 제1종일반주거지역 비율, 제3종일반주거지역 비율, 일반상업지역 비율, 도로율, 구릉지 비율, 역사특성지역 비율, 수변축 비율, 인구, 공시지가, 유입통행량으로 나타났다. 반면 준주거지역 비율과 사업체수는 2002년에만, 중심상업지역 비율은 2011년에만 유의미한 변수로 나타났다. 이는 시대적 상황 및 제도변화와 관계없이 대부분의 요소들이 도시계획적 규제인 용도지역의 법적상한용적률에 의해 통제되고 있으며, ‘국토의 계획 및 이용에 관한 법률’에 근거한 ‘용도지역제’는 개발밀도를 결정짓는 절대적 수단임을 다시 한 번 증명해 준다. 또한 시대적 상황 혹은 정책적 목표에 의해 변화되는 용도지역의 지정면적, 건축허가 건수, 사업체의 입지 변화 등도 개발밀도에 직접적인 영향을 미침을 파악할 수 있다. 한편 이 연구는 시대적 상황 및 제도변화에 따라 개발밀도에 영향을 미치는 요소가 변화하는지 실증 분석하였다는 점에서 의의가 있다.

서울시 상업지역 개발밀도 특성에 관한 연구

이윤상 서울시립대학교 일반대학원 2014 국내석사

Seoul has managed development density of the commercial districts with four different types. But, in fact 90% of the commercial districts is designated as the general commercial districts. Even same general commercial districts, realistic FAR is different depending on local characteristics. The uniform density management of the commercial districts causes the side effect hindering development of the higher-order central place in which the high intensity development is needed. Commercial districts development is element reaching the effect that is important in the local development. The development complying with the commercial districts designation purpose has to be made. For this, discriminatory density management is required. Thus, the purpose of this study is to analyze the characteristics and influential factors of development density of commercial districts in Seoul. The method of this study is summarized as follows; First, this study analyzed status of development density of commercial districts in Seoul. Next, Major factors affecting development density were chosen as variables through the literature review on the development density and analyzed influential factors of development densitys by central place hierarchy. The main results of the study are summarized as follows; First, zoning of commercial districts in seoul was designated as a discriminatory, but most were designated as the general commercial districts. Second, factors affecting the development density varied depending on the central place hierarchy. For example, Distance to the nearest subway station affected a development density in all area except CBD. Thus, for the future of sustainable urban management, differential development density control systems, which consider regional characteristics and central place hierarchy, will be required. these controls will allow for the systematic and rational management of density in Seoul. 서울시의 상업지역은 다양한 토지이용이 일어나며 도시내 모든 활동의 중심적인 역할을 하는 장소이다. 현재 서울시는 용도지역제를 통해 4가지 유형으로 상업지역의 개발밀도를 관리하고 있지만, 실제로는 상업지역의 90%가 일반상업지역으로 지정되고 있으며 동일한 일반상업지역이라도 활용되는 현황용적률은 지역적 특성에 따라 매우 상이한 실정이다. 이러한 상업지역의 획일적 관리는 고밀개발이 필요한 고차중심지의 육성을 저해하거나, 개발잠재력이 낮은 외곽지역에 주거중심의 개발을 유도하는 등 부작용을 야기하기도 한다. 상업지역의 개발정도는 지역발전에 중요한 영향을 미치는 요소로서 상업지역 지정 취지에 부합하는 개발이 이루어져야 한다. 이를 위해서는 지역특성을 고려한 차별적인 밀도관리가 필요하며, 이 연구에서는 상업지역의 개발밀도의 현황을 파악하고 개발밀도에 영향을 미치는 요인의 분석을 통해 향후 차별적인 밀도관리방안 도입시 고려해야할 사항에 대한 시사점을 제공하고자 한다. 이 연구의 결과를 종합하면 다음과 같다. 첫째, 서울시의 상업지역 개발밀도 관리수법은 용도지역제, 지구단위계획, 도시환경정비사업등 이 있으며, 지역적특성을 고려하지 않고 획일적으로 적용되고 있었다. 외국의 상업지역 개발밀도 관리수법은 인접주거지역의 특성, 주변건축물의 형태, 지하철이용객수, 주요영역등의 지역특성을 고려하여 세분화된 기준을 통해 해당 지역별로 적용하고 있었다. 둘째, 서울시 상업지역의 용도지역은 중심지위계에 따라 차등적으로 지정되었으나, 대부분 일반상업지역 위주로 지정되었다. 현황용적률은 법정용적률의 30%정도밖에 이용하고 있지 못하였으며, 중심상업지역과 일반상업지역은 비슷한 수준의 용적률로 개발되고 있었다. 중심지위계별로는 부도심, 도심, 지역중심, 중심지외, 지구중심 순으로 높은 용적률로 개발되고 있었으며, 각종개발규제로 인해 개발이 어려운 도심이외의 지역에서는 2000년도 이후 현황용적률이 증가하는 것으로 나타났다. 셋째, 개발밀도에 영향을 미칠 것으로 예상되는 대지특성, 건축물특성, 지역특성을 독립변수로 설정하고 다중회귀분석을 실시한 결과, 서울시 전체에서 개발밀도에 영향을 미치는 변수로 지가, 대지면적, 접도폭, 건폐율, 지상층수, 노후년수, 주거복합건물, 업무용건물, 판매용건물, 지하철역까지의 거리 등이 유의미한 변수로 나타났다. 중심지위계별로는 개발밀도 현황과 개발밀도에 영향을 미치는 요인에는 차이가 있는 것으로 나타났으며, 이는 지역적 특성에 따른 차이라고 볼 수 있다. 예를 들어, 용도지구유무는 부도심에서는 개발밀도에 양(+)의 영향을 미치지만 지역중심에서는 음(-)의 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이는 부도심의 용도지구에 해당하는 상업지역에서 다른지역에 비해 상대적으로 고밀의 개발이 이루어진 것으로 볼 수 있다. 이 연구는 일반상업지역 위주로 관리되는 서울시 상업지역의 개발밀도 현황과 영향요인을 분석하였다는 점에서 의의가 있다.

심볼릭 언어와 파이썬 시뮬레이션을 이용한 일반 상대성 이론의 교육

황인 서울시립대학교 일반대학원 2024 국내석사

본 논문은 심볼릭 언어와 파이썬 시뮬레이션을 이용하여 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 학습하는 데 도움을 주고자 작성되었다. 블랙홀의 일반 상대성 이론의 방법론에서는 아인슈타인 장 방정식을 다루었다. 메트릭 텐서와 역메트릭 텐서로부터 크리스토펠 심볼의 계산법을 알아보았고 리치 곡률 텐서와 스칼라 곡률을 구하는 방법을 알아보았다. 이에 따라 아인슈타인 텐서로 아인슈타인 장 방정식을 구하였다. 블랙홀의 아인슈타인파이의 방법론에서는 커 블랙홀 역학을 심도 있게 고찰하였다. 특히 본 연구에서는 파이썬 코딩을 이용하여 광자로서 틀 끌림 효과를 설명하였다. 이 논문은 심볼릭 언어로 교육 자료들을 만든 것, 아인슈타인파이의 소개, 역사, 교육을 정리한 것, 커 블랙홀의 작용권에 대하여 연구한 것, 파이썬 코딩을 이용하여 틀 끌림 효과를 연구함으로써 블랙홀에 대한 연구와 아인슈타인파이에 대한 연구를 통합시킬 수 있다는 것에서 그 의의를 찾을 수 있다. Education of General Relativity Using Symbolic Language and Python Simulation This thesis was written with the aim of aiding in the understanding of Einstein’s general relativity using symbolic language and Python simulations. In the methodology of general relativity applied to black holes, Einstein field equations were addressed. The methodology involved the computation of Christoffel symbols from the metric tensor and inverse metric tensor, as well as the determination of the Ricci curvature tensor and scalar curvature. Consequently, the Einstein field equations were derived using the Einstein tensor. In the methodology of EinsteinPy applied to black holes, the dynamics of Kerr black holes were thoroughly examined. In particular, this study elucidated the frame-dragging effect using Python coding with respect to the photon. This thesis’s significance lies in various aspects, such as creating educational materials in symbolic language, providing an overview of the introduction, history, and educational aspects of EinsteinPy, researching the ergospheres of Kerr black holes, integrating research on black holes and EinsteinPy by learning the frame-dragging effect using Python coding.

도로터널 방재시설 설치기준에 관한 연구 : 도시부 대심도 장대터널을 중심으로

김정식 서울시립대학교 일반대학원 2020 국내박사

최근 5년(2014∼2018년)간 우리나라에서 발생한 교통사고의 치사율은 1.95명/건인 반면에 도로터널에서의 치사율은 3.99명/건으로 약 2배가 높은 것으로 나타났다. 그 럼에도 불구하고 우리나라의 지형적 특성과 보행자 중심, 친환경 중심 등의 도로건 설 정책으로 터널은 계속 증가하고 있다. 터널 내 교통사고는 치사율이 높으며 폐 쇄적인 환경으로 인한 2차사고 유발 가능성이 높아 피해가 크고, 교통사고가 화재 로 연결되면 대형 인명피해를 피할 수 없게 되므로 사고예방 대책이 매우 중요하다. 아울러, 교통사고 후 차량 승객들의 신속한 피난도 매우 중요하게 다루어져야 한다. 현재, 우리나라에서는 국토교통부에서 제정한 「도로터널 방재시설 설치 및 관리지 침」에 따라 위험도 평가를 시행하고 위험도 등급에 따라 다양한 방재시설물을 설 치하도록 하고 있다. 피난연결통로의 경우 소형차 전용터널과 일반 터널을 구분하여 설치간격을 제시 하고 있으나, 도시부 대심도 장대 터널의 기하구조와 교통특성을 고려하지 않고 진 출입 구간과 본선 구간에 동일한 기준을 적용하고 있다. 본 연구의 목적은 소형차 전용터널과 일반 터널, 진출입 구간과 본선 구간을 나누어 대피 안전성이 확보될 수 있는 피난연결통로 간격과 차단문 유효폭을 제시하는 것이다. 본 연구에서는 화재 및 피난 시뮬레이션 방법을 사용하여 대피 안전성을 검토하 였으며, 화재, 도로, 피난자들의 조건이 매우 다양하기 때문에 실험계획법을 이용하 여 최소한의 시뮬레이션 실험을 통해 결과를 도출하였다. 시뮬레이션은 소형차 전 용터널과 일반 터널로 구분하고, 터널별로 종단경사 6%인 진출입부와 종단경사 0% 인 본선부로 구분하여 수행하였다. 시뮬레이션 결과에 영향을 주는 다양한 변수들 은 통계자료와 기존 연구를 참고하여 현실에 가장 근접하게 설정하였으며, 본 연구 의 목적이라고 할 수 있는 피난연결통로 간격과 차단문 유효폭에 따라 시나리오를 구성하였다. 실험의 특성치는 “피난완료시간”과 “연기확산시간”으로 정하고, 시뮬레이션 결과 피난완료시간이 연기확산시간보다 작은 경우를 안전한 조건으로 판단하였다. 또한 “안전”과 “위험”으로 판단된 간격의 중간 경계지점에 대해서는 추가로 시뮬레이션 을 시행하고, 통계적 검증도 수행하여 적정 적용 범위를 제시하였다. 분석결과, 소형차 전용터널의 종단경사 6%인 진출입부에서는 피난연결통로 간격 180m_차단문 유효폭 0.9m가 설치기준이며, 통계적으로 유의한 차이가 없는 피난연 결통로 210m_차단문 유효폭 0.9m까지는 경제성 등을 고려하여 확대 적용할 수 있 다. 일반 터널의 종단경사 6%인 진출입부에서는 피난연결통로 간격 150m_차단문 유효폭 0.9m가 설치기준이며, 피난연결통로 간격 160m_차단문 유효폭 0.9m 또는 피난연결통로 간격 170m_차단문 유효폭 1.2m도 확대 적용 가능한 것으로 나타났다. 소형차 전용터널의 종단경사 0%인 본선부에서는 피난연결통로 간격 150m∼250m 구간 모두 안전한 것으로 나타났으며, 일반 터널의 종단경사 0%인 본선부에서는 피 난연결통로 간격 190m_차단문 유효폭 0.9m가 설치기준이며, 피난연결통로 간격 210m_차단문 유효폭 1.2m까지 확대 적용이 가능한 것으로 나타났다. 본 연구의 분석결과를 바탕으로 「도로터널 방재시설 설치 및 관리지침」과 「소 형차 전용터널 방재시설 설치 및 관리지침」의 위험도지수에 통행차종(소형차 전용 : 1.0, 일반 : 4.0)과 진출입부 종단경사(5%미만 : 1.0, 5%이상 : 2.0)를 추가할 것을 제언하였다. 또한 위험도지수에 따른 방재등급별 피난연결통로 간격과 차단문 유효 폭의 설치기준 개선안을 제시하였다. The traffic accident fatality on road tunnels is 1.95 persons per accident, and it is higher than 200% of the overall rate on roads as to be 3.99. In spite of the high fatalities, tunnel roads are increasing due to the mountainous topography in Korea and the policies for pedestrian-oriented and eco-friendly road construction. Traffic accidents in tunnels may result in high fatality and secondary accidents by the closed space. The accidents may cause fires, and it may cause large casualties. It is then important to prevent traffic accident on tunnel roads, and provide measures for rapid evacuation of drivers and passengers in case of accident. The evacuation facilities of tunnels are facilitated according to the “Road Tunnel Fire Safety Facility Installation and Management Guidelines (2019)” in Korea, and recently constructed tunnels satisfy the safety criteria regulated on the guideline. The guideline presents the interval of the cross passage by tunnel class such as passenger-car-only tunnel and heavy-vehicle-permitted tunnel. However, it hardly gives special considerations for the entry/exit sections, the geometry of main roadway and traffic characteristics of long and deep underground in urban area. The purpose of this study is to derive the appropriate interval of and the width of cross passage door by tunnel class and road section type in order to ensure the evacuation safety. This study evaluated the evacuation safety by the fire and evacuation simulation. The experimental design method was applied to simplify the various conditions of fires, roads and evacuees. The tunnel type was classified into two such as passenger-car-only and heavy-vehicle-permitted tunnels, and the section was done into the entry/exit section with the gradient of 6.0% and the mainline on level grade. The values of variables for the simulations were determined to be close to the actual situation with the statistics and the results of previous studies. The simulation scenario was designed the interval of cross passage and width of cross passage door. The evacuation safety was evaluated by comparing the “evacuation completion time” and the “smoke diffusion time”. The evacuation safety can be desirable when the evacuation completion time is shorter than the smoke diffusion time. The additional simulations were executed for the passage intervals and door widths which were between the “safe” and “unsafe” to clarify the threshold interval and width. According to the results of the simulation, the desirable interval of cross passage and the width of cross passage door are 180m and 0.9m respectively for the entry/exit sections with 6% gradient in passenger-car-only tunnels. This criterion may be relaxed to the interval of 210m and the width of 0.9m for the construction reduction according to the result of statistical analysis. For entry/exit sections in the heavy-vehicle-permitted tunnels with 6% gradient, the desirable interval of cross passage and the width of cross passage door are 160m and 0.9m respectively, and those may also be relaxed to 170m and 1.2m. The evacuation safety may be desirable with the cross passage interval of 150m to 200m in the passenger-car-only tunnels, and the desirable cross passage interval and door width for the heavy-vehicle-permitted tunnels on level grade are 190m and 0.9m which may be relaxed to 210m and 1.2m, respectively. According to the results of this study, the risk indices of “Road Tunnel Fire Safety Facility Installation and Management Guidelines” and the “Small Vehicles Road Tunnel Fire Safety Facility Installation and Management Guidelines” may be supplemented by the tunnel class and the gradient of entry/exit section. In addition, the guideline may provide the improved interval of evacuation cross passage and the width of cross passage door by the safety index.

공개공지 위치지정 효과 연구

유인희 서울시립대학교 일반대학원 2008 국내석사

1980년대 처음 도입된 도시설계제도는 개의 최초 도시설계구역을 시작으로 국내의 도시설계로서 뿌리내리기 시작했다. 최초 도시설계구역을 지정하여 운영하면서 운영과 제도가 시대의 흐름과 요구를 반영하기 위해 제도와 운영면의 미흡한 부분을 보충할 구체적인 도시설계요소들을 적용하여 도시를 다시금 디자인해 나갔다. 최초도시설계제도를 시행한 이후 운영과 제도의 미흡함을 보완하기 위해 1990년대에 들어서 도시설계 재정비구역을 지정하고 도시설계요소의 내용을 보완하였다. 최초 도시설계지구에 이어 1990년대 도시설계 재정비구역으로 지정하거나 새롭게 도시설계를 수립한 도시설계구역은 테헤란로 도시설계구역, 종로, 세종로, 태평로, 을지로, 김포가도, 목동, 종합무역센터 주변, 고덕지구, 잠실 도시설계구역, 신촌/마포 도시설계구역, 율곡로/대학로 도시설계구역 중에서 고덕, 잠실, 테헤란로 도시설계 재정비가 대표적이다. 이러한 도시설계 재정비구역과 최초도시설계구역의 계획을 바탕으로 하여 지금까지도 최초 도시설계구역과 도시설계 재정비구역으로만 도시설계를 유지해 온 도시설계구역을 관찰 및 분석 한다. 이를 통해 1980년대 최초 도시설계의 시대를 넘어 1990년대의 보완된 도시설계제도의 도시설계요소가 현재 우리의 도시 속에 이루고자 했던 목표가 무엇이었으며 얼마만큼의 목표를 이루었는지를 분석해보고 그 효과를 평가해본다. 평가의 기준은 도시적 관점과 건축적 관점 그리고 공개공지 시설 내의 설치시설의 수준으로 하여 분석한다. 또한 일반 공개공지의 도시적, 건축적 그리고 공개공지 내의 설치시설의 수준을 분석하여 위치지정 된 공개공지와 분석결과를 비교하여 공개공지 위치지정의 효과를 평가한다. 위치지정 된 고개공지와 일반 공개공지를 각각 분석한 것을 비교하여 위치치정의 효과를 정리하면 공개공지를 위치지정하면서 유도했던 효과로는 위치지정으로 인한 간선도로와의 접근성 증가를 의도했던 16개의 대상지 중 15개의 대지에서 접근성 증대의 효과를 낳았으며, 공개공지의 면적이 확대 되는 것을 의도하여 7개의 대상지를 지정하였다. 이 중에서는 3개의 대지에서 공개공지의 면적이 확대 되는 효과가 있었다. 마지막으로 공공보행도로의 설치를 2개의 대상지에 지정함을 통하여 2개의 대상지에서 공공보행도로를 통한 접근성이 증대됨을 볼 수 있었다. 도시설계가가 의도하지 않은 효과 중에 긍정적 효과로는 간선도로와의 접근성의 증대 측면에서 3개의 대지에서, 공개공지의 면적 확대를 의도하지 않았으나 공개공지의 면적이 확대 된 대상지는 1개, 공공보행도로로 인한 접근성 증대는 2개의 각각의 대상지에서 도시설계가가 의도하지 않은 효과를 낳았다. 마지막으로 도시설계가가 의도하지 않았으나 나타났던 부정적인 효과로는 16개의 대상지 중에서 9개의 대상지이다. 그 내용은 간선도로와의 접근성이 증대 된 것을 건축적, 설치시설의 미비함, 설치시설의 편파적이고 불합리한 설치 등으로 인한 접근성의 감소의 결과를 낳았다. 또한, 16개의 대상지 중에서 공공보행도로를 설치하였으나 설치 된 보행도로 양측에 설치 된 공개공지와의 연결이 없어 공개공지와 공공보행도로를 지나는 일반 보행자와의 접근성은 매우 미약하다. 위치지정 된 공개공지와 일반 공개공지를 비교 분석한 결과 도시설계 특성으로 블록과 가로환경, 공개공지의 유형 분석한 결과 뚜렷하게 다른 점을 찾을 수 없었으며, 건축적 관점에서는 공개공지로의 직접 연결되는 상업시설공간으로부터의 입구 설치에 있어서 오히려 일반 공개공지에서 다소 많은 것으로 비교분석하였다. 마지막으로, 설치 시설의 수준을 비교 분석한 결과 위치지정 된 공개공지를 통한 효과로 건물입구에서 공개공지로의 거리를 1/2로 단축시키는 결과를 가져오는 것으로 위치지정 공개공지의 효과가 확연하게 보인다. 다음으로, 편리성측면에서는 위치지정 된 공개공지 내의 설치된 시설보다 일반 공개공지의 편리성이 월등히 높은 것으로 분석하였다. 도시건축적 그리고 설치시설의 분석 요소로 사용된 대부분의 기준들에 있어서 위치치정 공개공지와 일반 공개공지가 별 차이가 없는 것으로 나타나 위치지정의 효과는 협소한 것으로 분석 되었다. From The First Urban Design Districts in 1980's, the beginning of Urban Design System had put down roots on internal Urban Design. Through operating the Urban Design System, there were many problems of First Urban Design. So, Urban designers supplement concrete urban design factors to make our cities better. After performing the First Urban Design District, Urban Designers and official specialists designate the Urban Re-disign District in 1990's to make up the contents of urban design factors. Henceforth the First Urban Design District, Taeheran-ro, Jong-ro, Sejong-ro, Taepyeong-ro, Eulji-ro, Kimpo-ro, Mokdong, Trade complex center district, Godeok, Jamsil and Shinchon, Mapo, Eulgok-ro, Daehak-ro Urban Design Districts had been designated. From the redesigned urban districts, I want to study the purpose of Designating Urban Re-design District and how much of consequences appear. And then, I will evaluate the effects of designating the Urban Re-design District. In the process of Urban Re-design, I found that there has a special feature named as designating the POPS' location in Taeheran-ro Urban Re-design District. After much of research on Taeheran-ro, this study contains criterion of evaluating the Urban Re-design District's designating the POPS' location. The criterions of evaluation are analysis of Urban, Architectural and quality of facilities in POPS. This study evaluate the designating the POPS' location by comparing common POPS and designated POPS. Above all analysis, Urban Designers' intention is the standard of this evaluation. The effects of Urban specialists' intention is enhancement of accessibility to the public in the 15 POPS. In the middle of 15 POPS about enhancing accessibility, there are three POPS which had been enlarged. And then, designation of POPS' location makes it's accessibility increased. There are unintended effects of designating POPS' location. Unintended effects are enlargement, enhancing accessibility to public and public pedestrian road. Lastly, there are unintended negative effects of designating POPS' location. The negative effects decreasing the accessibility are analyzed in 9 POPS. In addition, there are weak accessibilities from POPS to public pedestrian roads. In the perspective of Urban factors, the outcomes of comparing designated POPS and common POPS have no distinctive difference. On the contrary, common POPS have more directly linked accessibilities from POPS to the commercially used space. In conclusion, the results of comparing quality of facilities in the designated POPS with common POPS have clearly different consequence of cutting short of distance a half from main entrance to the POPS' center. And then, In the perspective of convenience, common POPS have much more convenience than designated POPS. This Evaluation of Urban, Architectural analysis and the quality of facilities exposes that there are not significantly different effects between designated POPS and common POPS in most evaluation basis.

FEM을 이용한 파쇄대 지반의 흙막이 벽체 거동 분석

신효희 서울시립대학교 일반대학원 2013 국내박사

최근 급속한 경제성장과 산업화로 우리나라는 지상공간의 활용에 한계상태에 달하고 지상 구조물의 시공에 따른 지하수 고갈, 소음 및 진동 등의 각종 환경민원으로 인해 사회적으로 많은 분쟁이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하고 국토면적을 경제적이고 효율적으로 활용하기 위하여 지하 대공간 활용이 점진적이고 활발하게 이루어지고 있다. 지하 굴착 시 지반은 거동을 나타나기 시작하며, 이를 최대한 억제시키기 위하여 흙막이 공사를 수행한다. 하지만 지하굴착공사의 대상인 지반은 형상이 매우 복잡하고 다양한 특성을 지니고 있어 흙막이 벽체가 붕괴되는 사례가 빈번히 발생한다. 붕괴사고 원인으로 지하수위 변화, 대심도 굴착에 따른 영향, 지반조사 불명확, 공법 선정 미흡, 설계 및 부실시공, 계측관리 미흡 등 다양한 원인이 존재할 수 있다. 위에서 설명했듯이 흙막이 붕괴 원인은 다양하지만 지반 공학적입장에서 암종별로 구분해서 보면 편마암과 편암에서 붕괴가 가장 많았으며, 붕괴 원인으로는 연암 파쇄대 현장조건이 많았다. 연암 파쇄대는 단층, 절리, 틈, 균열 등이 발생하여 생기는 것으로 지하수나 우수가 침투하면 파쇄대는 더욱더 확장 되거나 심할 경우 붕괴로 이어진다. 특히 동절기 시 우수가 침투되어 동결되면 파쇄대 부분이 팽창하여 큰 악영향을 미칠 것이다. 그러므로 파쇄대는 암반 사면이나 흙막이 공법에서 중요한 요소중의 하나이다. 이러한 연암 파쇄대에 관한 연구는 지반 조사나 터널에서 주로 이루어 졌으나, 연암 파쇄대에 설치된 흙막이 벽체에 대한 안정성 연구는 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구는 연암 파쇄대에 설치된 조건과 연암 파쇄대에 미설치된 조건에 따른 흙막이 벽체의 거동을 비교․분석하기 위하여 C.I.P와 어스앵커, Strut로 시공되고 연암 파쇄대가 분포되어 있는 현장을 선정하였다. 굴착공사 시 부터 공사 완료 시 까지의 굴착 단계별로 흙막이 벽체의 거동을 현장 계측데이터와 일반적으로 사용하는 수치해석 프로그램인 SUNEX, 유한요소프로그램인 VisualFEA/GEO 등을 이용하여 수행하였고, 이 결과를 심도별 지층 변위, 흙막이 배면의 침하 및 구조물 부재력 등을 비교․분석하였다. 분석 결과, 흙막이 벽체에 작용하는 수평변위는 현장계측결과와 유한요소해석법의 수치해석상 거의 일치하였으나, 일반적으로 사용하는 수치해석은 현장계측결과와 차이가 나는 것으로 확인되었다. 연암 파쇄대를 고려한 조건이 파쇄대를 고려하지 않은 조건보다 수평변위 수치해석 결과는 많은 차이를 나타냈으며, 그 차이는 일반적으로 사용하는 프로그램에서 더욱더 많은 차이가 발생하였다. 또한, 흙-구조물 상호 작용으로 해석한 유한요소해석법이 일반설계법 보다 연암 파쇄대 조건을 정확하게 적용하여 해석된 것으로 판단된다. 흙막이 구조물 부재력 분석결과도 FEM해석결과가 현장조건을 유사하게 모사하여 신뢰성 있는 것으로 나타났지만, 일반적으로 사용하는 수치해석은 흙막이 벽체 배면지반의 불확실성에 관한 조건을 반영하지 못한 것으로 확인되었다. 이 결과를 토대로 추후 설계 시 이를 현장에 효과적으로 이용할 수 있는 연구 사례를 제시함으로써 안전을 최우선으로 한 시공에 적용함을 목적으로 하고 있다.

도메인 변화에 강건한 베어링 고장 진단 : 켑스트럼 기반 이중 분기 학습을 통한 단일 도메인 일반화

김수현 서울시립대학교 일반대학원 2026 국내석사

산업 핵심 설비인 회전 기계의 예기치 못한 고장은 막대한 경제적 손실과 안전사고로 직결된다. 이러한 문제를 예방하기 위한 베어링 고장 진단 분야에서 딥러닝은 높은 정확도를 입증해왔으나, 딥러닝 기반 고장 진단을 실제 산업 현장에 적용하기 위해서는 해결해야 할 두 가지 주요 과제가 존재한다. 첫 번째는 특정 조건에서 학습된 모델의 성능이 운용 환경 변화에 따라 급격히 저하되는 문제이며, 두 번째는 고장 데이터의 희소성과 레이블링의 어려움이다. 본 연구는 이러한 과제를 해결하기 위해, 여러 운전 조건의 데이터를 요구하는 기존 기법과는 달리, 단일 운전 조건 데이터만으로 미지의 운전 조건에서도 강건한 고장 진단을 수행하는 단일 도메인 일반화 기법을 제안한다. 제안 방법론의 핵심은 물리 지식 기반 전처리와 네트워크 설계를 단계적으로 결합하는 것이다. 먼저, 켑스트럼의 특성을 활용한 전처리를 통해 운전 조건 변화에 강건한 기계 고유의 불변 특징을 추출한다. 이후, 이 강건한 특징과 원신호를 개별 입력으로 받는 이중 분기 모델 구조를 설계하고, 각 분기의 개별 손실을 최종 손실과 함께 최적화하는 학습 전략을 통해 두 정보가 가진 상보적 관계를 극대화하여 일반화 성능을 고도화하였다. 실험 결과, 제안 기법은 다수의 공개 데이터셋의 다양한 환경 변화에 대해 최신 기법들보다 우수한 일반화 성능을 보였다. 결과적으로 본 연구는 데이터 수집이 제한적인 실제 산업 환경의 제약을 극복하고, 다양한 운전 조건 변화 상황에서 딥러닝 기반 고장 진단 기술의 신뢰성과 현장 적용 가능성을 한 단계 높이는 실용적인 해법을 제시한다. Unexpected failures of rotating machinery can lead to substantial economic losses and safety incidents. Although deep learning has demonstrated high accuracy in bearing fault diagnosis, its industrial deployment demands addressing two practical challenges: (i) severe performance degradation of a model trained under specific conditions when encountering different operating environments, and (ii) the scarcity of fault data and the difficulty in labeling. To address these challenges, this study proposes a novel single-domain generalization method for robust fault diagnosis under unseen conditions. Unlike conventional approaches requiring data from multiple operating domains, our method relies on data from only a single source domain. The core of our methodology lies in the stepwise integration of physics-informed preprocessing with network design. First, leveraging cepstrum properties, we extract machine-intrinsic, invariant features robust to changes in operating conditions. Then, a dual-branch architecture separately processes these robust features and the raw signal. This is combined with a training strategy that jointly optimizes each branch’s loss, thereby maximizing their complementary relationship to enhance generalization performance. Experimental results on multiple public datasets demonstrate that our approach achieves superior generalization over state-of-the-art methods across various operating condition shifts. Consequently, this research provides a practical solution for industrial scenarios with limited data collection, enhancing the reliability and field applicability of deep learning–based fault diagnosis across varying operating conditions.