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토목시설물에 대한 BIM 기반 가상건설 장비 시뮬레이션 시스템 개발
Development of Virtual Construction Equipment Simulation System Based on BIM for Civil Engineering Project 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.30 no.3, 2017년, pp.223 - 230  

김성훈 ((주)태성에스엔아이) ,  윤영철 (명지전문대학 토목과) ,  주철범 ((주)태성에스엔아이) ,  윤동주 ((주)태성에스엔아이)

초록
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토목시설물 건설사업에 BIM(building information modeling)이 적극적으로 도입되면서 시설물의 생애주기 동안의 활용도를 극대화할 수 있는 방안이 모색되고 있으며, 그 중, 시설물 공사 중 건설장비의 동적 거동을 반영한 검토 사례는 드물고 관련 기술 수준도 낮은 상황이다. 본 연구에서는 BIM 기반으로 구성된 가상현장 내에서 동적인 가상건설 장비 모델을 이용하여 공사단계에서 발생하는 장비운용의 안전성과 효율성을 검토할 수 있는 시뮬레이션 시스템을 개발하고 이를 실제 토목 현장에 적용하여 그 효용성을 분석하였다. 개발된 시뮬레이션 시스템이 건설장비에 대한 효과적인 3D 라이브러리 구축을 통해 공사관리자가 최적의 장비를 선정하고 경제적인 공사를 실현하기 위한 계획수립을 지원할 뿐 아니라 안전한 공사가 수행되도록 다각도의 분석을 가능케 해준다는 것을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

BIM(building information modeling) has been actively applied to construction industries and to maximize its application through the life cycle of structure, various relevant technologies have been proposed. In particular, 4D sequencing management and 5D cost-related management were introduced as an ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 BIM 기반으로 가상의 건설현장을 구축하고, 컨트롤(control)이 가능한 가상 건설장비 모델을 이용하여 동적 가상건설 시뮬레이션 플랫폼을 구성하였다. 또한, 이를 실제 토목공사에 적용하여 개발된 플랫폼의 효과를 분석하고 그에 따른 활용전략을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 BIM 기반으로 가상의 건설현장을 구축하고, 컨트롤(control)이 가능한 가상 건설장비 모델을 이용하여 동적 가상건설 시뮬레이션 플랫폼을 구성하였다. 또한, 이를 실제 토목공사에 적용하여 개발된 플랫폼의 효과를 분석하고 그에 따른 활용전략을 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 건설 프로젝트의 시공계획에 대한 복합적인 검토는 어떻게 이루어졌는가? 건설 프로젝트의 시공계획을 복합적으로 검토하기 위한 핵심적인 4가지 요소는 시공방법, 공사 스케줄, 적절한 장비의 선정 및 운영 그리고 각 단계에서 작업자의 책임과 역할로 구성된다. 기존에는 이러한 복합적인 검토가 2D 도면과 문서로 된 보고서를 기반으로 경험 많은 기술자가 검토하는 방식으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 이러한 네 가지 요소가 하나의 가상건설 시뮬레이션에서 통합적으로 검토될 수 있도록 시스템을 구축함으로써 기술자가 미처 파악하지 못하거나 판단 오류에 의해 잘못된 결정을 내리는 문제점을 사전에 차단하도록 했다.
레이저 스캐닝의 활용 범위는? 본 연구에서는 설계도만으로 표현하기 어려운 대상현장의 3D 정보를 역설계하는 방안으로 레이저 스캐닝을 통한 Point Cloud 데이터를 이용하였다. 레이저 스캐닝은 주로 복잡한 플랜트 시설물의 역설계나 넓은 범위의 항공측량을 위해 많이 활용되었으나, 최근에는 그 활용범위가 BIM의 정확성을 검증하거나 토공사에 의한 지형의 변화를 효율적으로 측량하기 위해 사용되고 있다(Wu et al., 2010).
가상건설 시뮬레이션을 통해 얻을 수 있는 효과는 무엇이 있는가? 본 장에서는 가상건설 시뮬레이션 플랫폼을 대표적인 토목 공종이 수행되고 있는 실제 현장에 적용한 후 그 효과를 분석하였다. Table 3에 정리한 바와 같이 가상건설 시뮬레이션을 통해 얻을 수 있는 효과는 (1)장비의 운영계획 검토, (2)복잡한 장비조합 검토, (3)대안공법 검토, (4)공법의 이해도 증진, (5)안전 관리를 들 수 있다.
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참고문헌 (13)

  1. Park, C.-S., Kim, H.-J. (2013) A Framework for Construction Safety Management and Visualization System, Autom. Constr., 33, pp.95-103. 

  2. Demag (2016) AC 250-5 - All Terrain Crane 250T Capacity Class Brochure, Demag. 

  3. Ding, L., Zhou, Y., Akinci, G. (2014) Building Information Modeling (BIM) Application Framework: The Process of Expanding from 3D to Computable nD, Autom. Constr., 46, pp.82-93. 

  4. AlBahnassi, H., Hammad, A. (2012) Near Real-Time Motion Planning and Simulation of Cranes in Construction: Framework and System Architecture, J. Comput. Civ. Eng., 26, pp.54-63. 

  5. Jeon, H.W., Jung, I.S., Lee, C.S. (2013) Risk Assessment for Reduction Safety Accident caused by Construction Machinery, J. Korean Soc. Saf., 28(6), pp.64-72. 

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  7. Kim, H.S., Moon, H.S., Choi, G.Y., Kim, C.H., Kang, L.S. (2012) Development of BIM Functions and System for Constrcution Project Through Project Life Cycle - Focusing on Bridge Construction Project, Korean J. Constr. Eng. & Manag., 13(2), pp.11-24. 

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  9. Moon, H., Dawood, N., Kang, L. (2014) Development of Workspace Conflict Visualization System using 4D Object of Work Schedule, Adv. Eng. Inform., 28, pp.50-65. 

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  12. Hung, W.-H., Liu, C.-W., Liang, C.-J. Kang, S.-C. (2016) Strategies to Accelerate the Computation of Erection Path for Construction Cranes, Autom. Constr., 62, pp.1-13. 

  13. Wu, Y., Kim, H., Kim, C., Han, S. (2010) Object Recognition in Construction-Site Images Using 3D CAD-Based Filtering J. Comput. Civil Eng., pp.56-64. 

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