근래에 공사의 대형화, 복잡화 등으로 인해 기계화시공은 보편화되었으며, 건설기계는 성공적인 시공을 위한 주요소이다. 그러나 건설기계가 차지하는 비중이 높아지고 있음에도 불고하고 건설기계의 작업능력에 대한 분석은 미미한 실정이다. 또한 현재 품셈에서 모든 건설기계에 대한 기준이 정의되어 있지 않음으로 인해 시공계획 시 작업자에 따라 공사기간을 자의적으로 적용하고 있어 실제 시공 간 공사기간이 부족하여 돌관작업이나 공기지연이 발생된다. 따라서 본 연구에서는 PRD공법에서 사용되는 항타기의 천공작업 공사기간을 기존 방법보다 정확하게 산출할 수 있도록 작업일보를 현장 실사를 통해 천공시간 데이터를 수집하여 항타기의 천공 작업 소요시간을 산정하는 식을 정립하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 천공작업의 정확한 공사기간을 산정한다면 공사기간이 부족하여 발생하던 돌관작업이나 공기지연을 방지할 수 있을 것으로 사료된다.
근래에 공사의 대형화, 복잡화 등으로 인해 기계화시공은 보편화되었으며, 건설기계는 성공적인 시공을 위한 주요소이다. 그러나 건설기계가 차지하는 비중이 높아지고 있음에도 불고하고 건설기계의 작업능력에 대한 분석은 미미한 실정이다. 또한 현재 품셈에서 모든 건설기계에 대한 기준이 정의되어 있지 않음으로 인해 시공계획 시 작업자에 따라 공사기간을 자의적으로 적용하고 있어 실제 시공 간 공사기간이 부족하여 돌관작업이나 공기지연이 발생된다. 따라서 본 연구에서는 PRD공법에서 사용되는 항타기의 천공작업 공사기간을 기존 방법보다 정확하게 산출할 수 있도록 작업일보를 현장 실사를 통해 천공시간 데이터를 수집하여 항타기의 천공 작업 소요시간을 산정하는 식을 정립하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 천공작업의 정확한 공사기간을 산정한다면 공사기간이 부족하여 발생하던 돌관작업이나 공기지연을 방지할 수 있을 것으로 사료된다.
In recent years, mechanized construction has become commonplace due to increases in the scale and complexity of construction, and construction machinery is a major factor in successful construction. However, even though the proportion of construction machinery is increasing, analysis of the work cap...
In recent years, mechanized construction has become commonplace due to increases in the scale and complexity of construction, and construction machinery is a major factor in successful construction. However, even though the proportion of construction machinery is increasing, analysis of the work capacity of construction machinery is inadequate. In addition, since the standards for all construction machines are currently not defined in quantity-per-unit, the construction period is arbitrarily applied according to the operator at the time of the construction plan. As a result, the construction period of the actual construction is insufficient, and rushed work or construction delays occur. Therefore, in this study, in order to calculate the construction period of the piling work of the pile driver used in the PRD method more accurately than the existing method, the formula for calculating the time required for the piling work of the pile driver was established by collecting piling time data from the daily task reports through the field survey. If the precise construction period of piling work is estimated based on the results of this study, it will be possible to prevent the rushed work and construction delays that occur due to the short construction period.
In recent years, mechanized construction has become commonplace due to increases in the scale and complexity of construction, and construction machinery is a major factor in successful construction. However, even though the proportion of construction machinery is increasing, analysis of the work capacity of construction machinery is inadequate. In addition, since the standards for all construction machines are currently not defined in quantity-per-unit, the construction period is arbitrarily applied according to the operator at the time of the construction plan. As a result, the construction period of the actual construction is insufficient, and rushed work or construction delays occur. Therefore, in this study, in order to calculate the construction period of the piling work of the pile driver used in the PRD method more accurately than the existing method, the formula for calculating the time required for the piling work of the pile driver was established by collecting piling time data from the daily task reports through the field survey. If the precise construction period of piling work is estimated based on the results of this study, it will be possible to prevent the rushed work and construction delays that occur due to the short construction period.
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문제 정의
상기와 같이 단일표본 z검정은 한 모집단의 속성을 알기 위하여 모집단을 대표하도록 추출된 한 표본의 통계치인 평균과 연구자가 이론 또는 경험에서 얻은 특정 수치를 비교하는 방법 이다. 따라서 본 논문에서는 실제 작업시간의 평균값과 산식을 활용하여 산출된 예상 천공시간의 평균값을 비교하여 도출된 산식이 일반적인 다른 현장들에 활용이 가능한지 분석 하였다.
이에 시공사는 견적 시 입찰형태에 따라 작업효율을 자의적으로 판단하여 적용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 천공작업의 효율적인 공정관리가 가능하도록 도심지 토공사 PRD공법의 활용 되는 항타기의 천공작업 소요시간 산정 방법을 수립하였다.
따라서 본 연구에서는 PRD공법 천공작업의 정확한 공사기간 산정이 가능하도록 PRD공법에서 활용되는 항타기의 천공 작업 소요시간 산정 방법을 수립하고자한다.
넷째, 두 모집단을 비교할 경우에는 모집단간의 등분산 가정이 충족 되어야 한다(Kim, 2016). 본 논문에서는 A 현장의 데이터를 기반으로 도출된 산식을 활용하여 산출된 B현장의 천공작업 예상시간과 B 현장의 실제 천공작업 시간을 단일표본 z검정으로 차이가 있는지를 밝혀 도출된 산식이 다른 현장에서도 활용이 가능한지 검증한다.
본 연구의 목적을 달성하기 위하여 현장에서 실제 천공작업에 대한 항타기 작업시간 데이터 수집을 하였으며, 수집된 데이터를 기반으로 토질별 작업 소요시간을 산정할 수 있는 산식을 도출하였다. 여기서 도출된 산식을 활용하여 다른 현장의 예상 작업시간을 산출하고 이를 실제 데이터와 시공계 획서상의 예상 공사기간과 비교분석함으로써 산식이 일반적인 건설 현장에 적용 가능한지 확인하였다.
이와 같이 정규성 검정을 하기 위해 현재까지 카이제곱 검정, Kolmogorov-Smirnov 검정, Anderson-Darling 검정, Shapiro-Wilk 검정, 표본 Entropy 검정, KullbackLeibler 검정 등 많은 검정방법들이 사용되어 왔다(Eom, 2006). 이러한 정규성 검정 방법들은 수집된 데이터를 기반으로 평균과 표준편차를 확인하고 유의수준과 여러 결과값을 바탕으로 표본의 정규분표 여부를 확인하여 연구에 활용 가능한지 판단한다. 이에 본 논문에서는 현장에서 항타기 천공 작업에 대한 데이터를 수집하고 이를 카이제곱 검정을 활용 하여 정규분포 여부를 분석함으로써 통계적 분석이 가능한지 확인한다.
이러한 정규성 검정 방법들은 수집된 데이터를 기반으로 평균과 표준편차를 확인하고 유의수준과 여러 결과값을 바탕으로 표본의 정규분표 여부를 확인하여 연구에 활용 가능한지 판단한다. 이에 본 논문에서는 현장에서 항타기 천공 작업에 대한 데이터를 수집하고 이를 카이제곱 검정을 활용 하여 정규분포 여부를 분석함으로써 통계적 분석이 가능한지 확인한다.
가설 설정
”이고 대립가설(H1)은 “실제 작업시간과 산식의 평균은 같지 않다.
단일표본 z검정을 진행하기 위한 귀무가설(H0)은 “실제 작업시간과 산식의 평균은 같다.
03으로 임계치보다 작기 때문에 이 또한 귀무가설 채택조건으로 충족된다. 따라서 토사의 mpm값은 정규분포를 이룬다는 귀무가설을 채택할 수 있다.
이러한 수행에서 자료들을 수집한 후 분석을 실시하기 전에 수집한 자료들이 정규성을 따르는지의 여부를 검정해야 하는데, 이것이 정규성 검정이 다. 많은 통계적 분석들은 자료들이 좌우대칭인 종 모양의 분포를 갖는 정규성을 따른다는 가정 하에 분석이 시행된다. 그리고 정규성 검정은 자료들이 정규성을 따르는지의 여부와 정규성을 따르더라도 자료들 중에서 이상치가 존재하지는 않은지의 여부를 확인하기 위하여 실시하는 것이므로 매우 중요하다.
모평균을 검정하는 방법이 단측가설과 양측가설이 있는데, 본 논문에서 양측 검정을 사용 하는 이유는 귀무가설이 “실제 작업시간과 산식의 평균은 같다.
Z검정을 위해서는 4가지 조건이 충족되어야 한다. 첫째, 변수가 양적변수여야 한다. 둘째, 모집단의 분산을 알거나 표본의 크기가 30 이상이여야 한다.
제안 방법
A 현장에서 항타기의 작업량 데이터를 수집하여 지층별로 분류하고 분단위로 기록하여 정리하였다. 그리고 수집된 항타기 천공작업에 대한 수집된 데이터가 정규성이 따르는지 확인하고 이상 데이터가 있는지 검토하여 본 논문에서 활용이 가능한지 확인하기 위해 정규성 검정을 실시하였다.
카이제곱 검정은 카이제곱 분포에 기초한 통계분석 방법으로, 관측 자료와 설정모형 간의 차이에 대한 기준분포로 자주 사용한다. [Fig. 4]와 같이 본 논문에서는 실제 현장 데이터의 계급별 도수를 관측자료로 두었으며, 기대도수를 설정모형으로 두어 분석이 실시되었다.
그리고 B현장의 데이터를 A현장과 같은 방법으로 천공 작업을 기록한 작업일보를 수집하여 지층별로 분류하여 데이터 표본을 만들었다. [Table 5]와 같이 항타기 천공시간 산식을 B현장의 데이터에 적용하여 지층별 작업소요 시간을 산출하고 이를 실제 천공시간과 단일표본 z검정을 실시하였다. 상기와 같이 단일표본 z검정은 한 모집단의 속성을 알기 위하여 모집단을 대표하도록 추출된 한 표본의 통계치인 평균과 연구자가 이론 또는 경험에서 얻은 특정 수치를 비교하는 방법 이다.
665로 기각치 값보다 크기 때문에 귀무가설이 기각되었다. 가설이 기각된 원인을 찾기 위해 B현장의 데이터를 다시 분석하였다.
이렇게 수집된 데이터를 기반으로 정규성 검정을 진행하여 데이터가 정규분포를 따라 통계적 분석이 가능한지 검증한 후 A현장의 데이터를 기반으로 각각의 지층별 천공 깊이 1미터 당 소요시간의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 바탕으로 예상 천공시간에 대한 산식을 도출 한다. 그리고 B현장에서도 A현장과 마찬가지로 항타기의 작업량을 지층별로 분류하고 이를 분단위로 기록하여 데이터를 수집하여 B현장의 데이터를 기반으로 실제 천공시간과 산식을 통한 예상 천공시간을 단일표본 z검정을 통해 분석함으로써 산출된 산식을 일반적인 건설현장에 적용이 가능한지 분석한다.
그리고 B현장의 데이터를 A현장과 같은 방법으로 천공 작업을 기록한 작업일보를 수집하여 지층별로 분류하여 데이터 표본을 만들었다. [Table 5]와 같이 항타기 천공시간 산식을 B현장의 데이터에 적용하여 지층별 작업소요 시간을 산출하고 이를 실제 천공시간과 단일표본 z검정을 실시하였다.
그리고 현장에서 실제 천공작업에 대한 항타기 작업시간 데이터 수집을 한다. 그리고 수집된 데이터를 기반으로 토질별 작업 소요시간을 산정할 수 있는 식을 도출하고, 도출된 식을 활용하여 다른 현장의 예상 작업시간을 산출하고 이를 실제 데이터와 비교분석한다.
A 현장에서 항타기의 작업량 데이터를 수집하여 지층별로 분류하고 분단위로 기록하여 정리하였다. 그리고 수집된 항타기 천공작업에 대한 수집된 데이터가 정규성이 따르는지 확인하고 이상 데이터가 있는지 검토하여 본 논문에서 활용이 가능한지 확인하기 위해 정규성 검정을 실시하였다.
마지막으로 [Table 7]과 같이 시공계획서 상의 계획 공사 기간을 실제 공사기간과 산출된 예상 공사기간에 비교하였다. B현장의 시공계획서 상에서 천공작업에 대한 계획 공사 기간은 일일 작업량을 실무자의 경험에 준거하여 1.
1]과 같이 연구를 진행한다. 먼저 연구의 당위성 및 차별성을 도출하기 위하여 항타기에 대한 선행 연구와 건설기계의 작업능력에 관한 선행 연구 분석을 한다. 그리고 현장에서 실제 천공작업에 대한 항타기 작업시간 데이터 수집을 한다.
본 연구의 목적을 달성하기 위하여 현장에서 실제 천공작업에 대한 항타기 작업시간 데이터 수집을 하였으며, 수집된 데이터를 기반으로 토질별 작업 소요시간을 산정할 수 있는 산식을 도출하였다. 여기서 도출된 산식을 활용하여 다른 현장의 예상 작업시간을 산출하고 이를 실제 데이터와 시공계 획서상의 예상 공사기간과 비교분석함으로써 산식이 일반적인 건설 현장에 적용 가능한지 확인하였다.
2]와 같이 A 현장에서 항타기의 작업량을 토사, 풍화암 및 연암의 지층별로 분류하고 이를 분단위로 기록하여 데이터를 수집한다. 이렇게 수집된 데이터를 기반으로 정규성 검정을 진행하여 데이터가 정규분포를 따라 통계적 분석이 가능한지 검증한 후 A현장의 데이터를 기반으로 각각의 지층별 천공 깊이 1미터 당 소요시간의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 바탕으로 예상 천공시간에 대한 산식을 도출 한다. 그리고 B현장에서도 A현장과 마찬가지로 항타기의 작업량을 지층별로 분류하고 이를 분단위로 기록하여 데이터를 수집하여 B현장의 데이터를 기반으로 실제 천공시간과 산식을 통한 예상 천공시간을 단일표본 z검정을 통해 분석함으로써 산출된 산식을 일반적인 건설현장에 적용이 가능한지 분석한다.
57값이 도출되었다. 이에 본 논문에서는 각 지층별 천공 깊이를 대입하면 예상 천공시간을 구할 수 있는 산식을 도출하는 것이므로 각 지층별 mpm의 평균값을 산식의 각 지층별 계수로 활용하여 다음과 같이 산식을 도출하였다.
정규성 검정을 진행하기 위하여 [Fig. 3]과 같이 각각의 지층별 작업시간을 분류한 결과 데이터 표본 53공 중 토사와 연암은 각각 53공이며 풍화암은 52공으로 분류하여 정규성 검정을 실시하였다.
대상 데이터
[Fig. 2]와 같이 A 현장에서 항타기의 작업량을 토사, 풍화암 및 연암의 지층별로 분류하고 이를 분단위로 기록하여 데이터를 수집한다. 이렇게 수집된 데이터를 기반으로 정규성 검정을 진행하여 데이터가 정규분포를 따라 통계적 분석이 가능한지 검증한 후 A현장의 데이터를 기반으로 각각의 지층별 천공 깊이 1미터 당 소요시간의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 바탕으로 예상 천공시간에 대한 산식을 도출 한다.
데이터처리
둘째, 모집단의 분산을 알거나 표본의 크기가 30 이상이여야 한다. 그러나 연구 상황에서 분산을 아는 경우는 드물기 때문에 연구에서 표본의 크기가 크면 Z검정을 사용할 수 있다. 셋째, 정규분포 가정을 충족하여야 한다.
임계치는 유의수준을 고려하여 산출한 값으로 가설의 채택 여부를 결정짓는 경계 값으로서 본 논문에서는 유의수준과 자유도 값을 이용하여 카이제곱 분포표를 통해 임계치 값을 도출하였다. 그리고 검정통계 량은 표본으로부터 추출한 통계량이나 검정에 사용할 분포에 따라 그에 맞는 값으로 치환한 통계량으로 본 논문에서는 도수 잔차제곱의 합을 검정통계량 값으로 사용하였다.
마지막으로 고용노동부 점검으로 인한 중지가 1건이 있었고 예상 천공시간은 491분이 지만 기록된 시간은 690분으로 기록되어 있었다. 따라서 총 7건의 이상 데이터를 제거한 후에 다시 단일표본 z검정을 실시하였다.
앞서 설명한 바와 같이 본 논문에서는 여러 정규성 검정 방법 중 카이제곱 검정을 사용하였다. 카이제곱 검정은 카이제곱 분포에 기초한 통계분석 방법으로, 관측 자료와 설정모형 간의 차이에 대한 기준분포로 자주 사용한다.
성능/효과
두 번째 귀무가설이 채택되기 위한 기준은 임계치의 값이 검정통계량의 값보다 커야한다. 임계치는 유의수준을 고려하여 산출한 값으로 가설의 채택 여부를 결정짓는 경계 값으로서 본 논문에서는 유의수준과 자유도 값을 이용하여 카이제곱 분포표를 통해 임계치 값을 도출하였다.
그리고 장비의 고장으로 인한 중지는 2건이며 그 중 한 건은 예상시간은 410분이지만 실제 기록된 시간은 920분으로 되어있었다. 마지막으로 고용노동부 점검으로 인한 중지가 1건이 있었고 예상 천공시간은 491분이 지만 기록된 시간은 690분으로 기록되어 있었다. 따라서 총 7건의 이상 데이터를 제거한 후에 다시 단일표본 z검정을 실시하였다.
본 논문에서 도출된 산식을 활용하면 항타기에 대한 작업 능력을 파악하여 도면(터파기 평면도, 단면도, 지질조사도 등)과 수량산출서의 수량으로 항타기 천공작업에 대한 공기 산출이 가능하다. 따라서 항타기 천공작업의 예상소요시간을 산출할 수 있으므로 기존보다 천공작업에 대한 정확한 공사기간의 예측이 가능하다.
그러나 연구 상황에서 분산을 아는 경우는 드물기 때문에 연구에서 표본의 크기가 크면 Z검정을 사용할 수 있다. 셋째, 정규분포 가정을 충족하여야 한다. 표본분포의 형태가 아니라 모집단의 분포가 정규분포여하 한다.
하지만 산식을 통한 공사기간은 18,710분으로 이를 일일 작업시간 8시간 기준으로 산출했을 때 38일이 예상되었다. 이는 실제 공사기간 39일과 비교해 보면 약 3%의 오차만이 발생된 것으로 시공계획서 상의 계획 공사기간보다 오차가 19% 감소하여 공사 기간을 산정하는 정확도가 높아졌다. 이처럼 본 연구 결과의 산식을 활용하면 기존의 방법보다 정확하게 공사기간을 산정할 수 있다.
4건 모두 중지된 시간까지 포함이 되어 있었다. 첫 번째 데이터의 경우 산출식을 통한 예상시간은 462분이지만 실제 기록되어있는 시간은 1,140분으로 확인 할 수 있었다. 그리고 장비의 고장으로 인한 중지는 2건이며 그 중 한 건은 예상시간은 410분이지만 실제 기록된 시간은 920분으로 되어있었다.
일반적으로 귀무가설이 채택되기 위한 조건에는 두 가지를 충족시켜야 한다. 첫째, 유의수준보다 유의확률의 값이 커야 한다. 여기서 유의수준은 연구자가 표본에서 추출한 정보와 비교되어 귀무가설의 기각 여부를 결정하는 기준으로 보편적으로 통계분석에서 사용하는 신뢰수준은 90%, 95%, 99%이 다.
후속연구
하지만 본 논문은 토사, 풍화암, 연암의 지층만을 대상으로 연구가 진행되었고 검증단계에서 하나의 현장에만 적용하였다는 한계를 가지고 있다. 따라서 향후 본 연구결과를 바탕으로 보다 다양한 지층과 규격이 다른 항타기에도 본 연구방법을 적용하여 규격별 작업능력 산출을 통해 항타기 규격별 예상 공기를 산정할 수 있는 시스템을 구축하고 보다 다양한 현장에 이를 적용하여 검증할 수 있도록 한다.
따라서 항타기 천공작업의 예상소요시간을 산출할 수 있으므로 기존보다 천공작업에 대한 정확한 공사기간의 예측이 가능하다. 천공작업에 대한 정확한 공사기간을 예측할 수 있다면 현장에서 무리한 돌관작업을 줄일 수 있을 것으로 사료되며, 이를 통한 비용 절감이 가능할 것으로 판단된다. 하지만 본 논문은 토사, 풍화암, 연암의 지층만을 대상으로 연구가 진행되었고 검증단계에서 하나의 현장에만 적용하였다는 한계를 가지고 있다.
천공작업에 대한 정확한 공사기간을 예측할 수 있다면 현장에서 무리한 돌관작업을 줄일 수 있을 것으로 사료되며, 이를 통한 비용 절감이 가능할 것으로 판단된다. 하지만 본 논문은 토사, 풍화암, 연암의 지층만을 대상으로 연구가 진행되었고 검증단계에서 하나의 현장에만 적용하였다는 한계를 가지고 있다. 따라서 향후 본 연구결과를 바탕으로 보다 다양한 지층과 규격이 다른 항타기에도 본 연구방법을 적용하여 규격별 작업능력 산출을 통해 항타기 규격별 예상 공기를 산정할 수 있는 시스템을 구축하고 보다 다양한 현장에 이를 적용하여 검증할 수 있도록 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
표준품셈이 일관성 있는 기준으로써 역할을 못하는 이유는?
그러나 현재 표준품셈을 제 계정하는 업무는 일관성이 결여되어 표준품셈의 신뢰성 및 확실성에 대한 의문 및 논란이 지속되고 있다. 실사자마다 임의로 서로 다른 품셈조사 방법을 적용하는 것을 허용하는 관리의 공백을 내포하고 있어 일관성 있는 기준으로써 표준품셈이 역할을 제대로 수행하지 못하고 있다(Lee et al., 2011).
정규성 검정을 하는데 있어서 가정하는 것은?
이러한 수행에서 자료들을 수집한 후 분석을 실시하기 전에 수집한 자료들이 정규성을 따르는지의 여부를 검정해야 하는데, 이것이 정규성 검정이 다. 많은 통계적 분석들은 자료들이 좌우대칭인 종 모양의 분포를 갖는 정규성을 따른다는 가정 하에 분석이 시행된다. 그리고 정규성 검정은 자료들이 정규성을 따르는지의 여부와 정규성을 따르더라도 자료들 중에서 이상치가 존재하지는 않은지의 여부를 확인하기 위하여 실시하는 것이므로 매우 중요하다.
Z검정이란 무엇인가?
Z검정은 설정된 가설을 Z분포에 의하여 검증하는 방법으로, 집단 간의 차이가 있는지를 밝히는 통계적 방법이다. 단일표본 Z검정은 연구대상인 모집단의 특성을 연구하기 위하여 모집단을 대표한 표본의 통계치(평균)와 연구자가 얻은 특정한 수치를 서로 비교하는 통계적인 방법으로, 표준정규분포의 Z점수를 이용하여 모수치에 대해 설정된 가설을 검증하는 방법을 말한다(The ace of Korea, 2004).
참고문헌 (13)
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The ace of Korea (2004). "Education Evaluation Glossary."
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