[논문]건설 현장의 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입 설계

김종협; 염동준; 고현아; 강태경

doi:10.21289/ksic.2020.23.6.1015

건설 현장의 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입 설계
Design of an Information System Prototype for Generating and Linking Ultra-precision Digital Maps of Construction Sites 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.23 no.6/2, 2020년, pp.1015 - 1024

김종협 (한국건설기술연구원, 건설정책연구소) , 염동준 (한국건설기술연구원, 건설정책연구소) , 고현아 (한국건설기술연구원, 건설정책연구소) , 강태경 (한국건설기술연구원, 건설정책연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

By nature, smart construction technology is a convergence technology, therefore aptly constructing and running an information system is needed in order to effectively develop and maintain it. Thus, in this study, an information system prototype was developed for the creation and linking of high precision digital maps at road construction sites for the effective performance of the development of the Information Collecting and Analyzing Techniques in the Construction Site (ICAT). For this, (1) defined input/output (I/O) data of each technical detail of ICAT, (2) analyzed the data flow, (3 ) proposed an information system prototype for high precision digital maps development and connection. Based on the information system prototype constructed in this study, it was inferred that each technique and its information for the Smart Construction Technique Development Business was in a consistent flow. Developed information system prototype would enable effective cooperation between subjects directly involved in the technique development, by defining I/O data in advance. Moreover, it would be of value to practitioners for refining the output data from each technique, thereby linking databases and forming Entity Relationship Diagram.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Detailed list of Information Collecting and Analyzing Techniques (ICAT)
그림 Fig. 1 Information flow of ICAT
그림 Fig. 2 Concept of information system in this study
표 Table 2. Definition of requirements and I/O for each Technique
그림 Fig. 3 Information system prototype for generating and linking ultra-precision digital map

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 건설현장 정보 수집 및 분석 기술 개발의 효과적 수행을 위한 도로 공사 현장의 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입을 설계하고자 한다. 이를 위해 건설 현장 정보 수집 및 분석 기술의 (1) 세부 기술별 I/O(Input/Output) 데이터를 정의하고, (2) 데이터 흐름을 분석한 후, (3) 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입을 제시하고자 한다.
따라서 이 정보에 대한 세부적인 분석을 실시하여 정보체계 구축을 수행하고자 한다. 다음의 Table 2는 각개 발기술 요구사항 및 I/O 데이터 등을 정리한 것이다.
또한 이 I/O 데이터들이 어떤 형태(예, Point Cloud Data, NoSQL or SQL DB 등)로 구성해야할 지를 사전에 정의하였다. 마지막으로 각 기술들을 통해 도출된 Output이 중간 처리과정인지, 최종 처리 결과인지를 정의하여, 추후 필요한 데이터베이스 정의에 활용할 수 있도록 하고자 했다.
본 연구에서는 스마트 건설 기술의 효과적 개발 및 관리를 위해 다양한 정보를 효율적으로 결합, 운영하여 통합된 기능 발휘를 위한 방법으로써 정보체계를 구축하고자 한다.
있다. 이 과제는 건설장비 자동화 및 관제기술, 도로 구조물 스마트 건설 기술, 스마트 안전통합 관제기술, 스마트 건설 디지털 플랫폼 등을 개발하는 것을 목표로 한다. 이를 위한 세부 목표 중, ‘건설현장 정보 수집 및 분석 기술 개발’은 도로 공사 현장의 초정밀 디지털 맵을 주기적으로 생성할 수 있는 기술을 개발하고, 이를 CPS(Cyber Physical System)로 구현 및 분석하여 활용할 수 있는 기술이다.
추진하였다. 이 사업에서는’ 도로 분야 건설 全단계(설계-시공-유지관리)에 걸쳐 생성되는 정보를 디지털화하고, 스마트 건설 디지털 플랫폼 네트워크로 연결하여 건설 생산성과 안전성을 혁신적으로 개선’하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 중 ‘건설현장 정보 수집 및 분석 기술개발’은 토공 및 포장공사 현장의 통합 시공 품질관리를 위한 현장 시공데이터 실시간 관리를 가능하게 하기 위해, 드론 및 지상 무빙플랫폼(UGV : unmanned ground vehicle, 이하 UGV)으로 취득한 지형정보를 통합하여, 초정밀 디지털 맵을 생성하는 기술을 개발한다.
이에 본 연구에서는 건설현장 정보 수집 및 분석 기술 개발의 효과적 수행을 위해, 도로공사 현장의 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입을 설계하였다. 이를 위해 건설 현장 정보 수집 및 분석 기술의 (1) 세부 기술별 I/O 데이터를 정의하고, (2) 데이터 흐름을 분석한 후, (3) 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입을 제시하였다.

제안 방법

개발기술의 요구사항을 정리하기 위해서 각 기술 별 내용을 파악하고, 해당 기술을 수행하기 위해 필요한 Input 데이터를 정의하고 기술을 통해 도출될 수 있는 Output 데이터를 예상하였다. 또한 이 I/O 데이터들이 어떤 형태(예, Point Cloud Data, NoSQL or SQL DB 등)로 구성해야할 지를 사전에 정의하였다.
본 연구에서 정보체계는 순서도와 데이터 테이블을 혼합하여 표현하고, 결과적으로 기술 간의 업무 흐름과, 데이터 간의 흐름을 동시에 보여줄 수 있는 방법을 이용하였다. 이를 위해, 다음 Fig.
위한 방법론을 설명한다. 본 연구에서 제시하는 정보체계 프로토타입은 3단계의 절차를 통해 설계되었다. 첫째, 개발기술들에 대해 상세한 정의를 하고 관련 I/O 정보들을 정리한다.
본 장에서는 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 구축을 위해 스마트건설기술개발사업에서 건설현장 정보 수집 및 분석을 위한 기술을 세부적으로 분석하고, 개발기술을 정의하고, 각 개발기술을 구현하기 위한 I/O 정보를 정의한다.
그 후 그 정보를 통합하고 노이즈를 제거하여 초정밀 디지털 맵을 생성하게 된다. 생성된 디지털 맵은 현장에 설치된 센서에서 수집된 정보들과 함께 CPS를 구성하고 이를 바탕으로 현장 작업 계획의 시뮬레이션을 수행하도록 한다. 이러한 정보는 통합플랫폼으로 모여 사용자에게 제공되며, CPS의 보다 효과적인 시각화를 위해 AR/VR 기반의 기술이 활용된다.
둘째, 개발기술들 간의 데이터 흐름을 파악하고 이를 다이어그램으로 표현한다. 셋째, 각 기술들의 데이터 흐름과 I/O 정보를 총괄하는 정보체계를 설계한다.
앞서 정의된 스마트건설기술개발사업에서 건설 현장 정보 수집 및 분석을 위한 기술의 세부적 내용, 기술 흐름, I/O 데이터 등을 통합하여 Fig. 3과 같이 정보체계 프로토타입을 구축하였다.
이 사업에서는’ 도로 분야 건설 全단계(설계-시공-유지관리)에 걸쳐 생성되는 정보를 디지털화하고, 스마트 건설 디지털 플랫폼 네트워크로 연결하여 건설 생산성과 안전성을 혁신적으로 개선’하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 중 ‘건설현장 정보 수집 및 분석 기술개발’은 토공 및 포장공사 현장의 통합 시공 품질관리를 위한 현장 시공데이터 실시간 관리를 가능하게 하기 위해, 드론 및 지상 무빙플랫폼(UGV : unmanned ground vehicle, 이하 UGV)으로 취득한 지형정보를 통합하여, 초정밀 디지털 맵을 생성하는 기술을 개발한다.
프로토타입을 설계하였다. 이를 위해 건설 현장 정보 수집 및 분석 기술의 (1) 세부 기술별 I/O 데이터를 정의하고, (2) 데이터 흐름을 분석한 후, (3) 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입을 제시하였다.
프로토타입을 설계하고자 한다. 이를 위해 건설 현장 정보 수집 및 분석 기술의 (1) 세부 기술별 I/O(Input/Output) 데이터를 정의하고, (2) 데이터 흐름을 분석한 후, (3) 초정밀 디지털 맵 생성 및 연계를 위한 정보체계 프로토타입을 제시하고자 한다.
있는 방법을 이용하였다. 이를 위해, 다음 Fig. 2와 같이, 기술 간의 흐름을 실선으로 표현하고 각 기술의 I/O 데이터 흐름을 점선으로 표현하여 구분하였다.

성능/효과

5.3 정보체계 프로토타입 정보체계분석 및 향후 연구

구축된 정보체계 프로토타입을 기반으로 스마트건설기술개발사업에서 건설현장 정보 수집 및 분석을 위한 기술의 흐름을 세부적으로 분석하고 수정 및 보완할 수 있는 방안을 도출할 수 있을 것으로 판단하였다.
본 연구에서 구축한 정보체계 프로토타입을 기반으로 스마트건설기술개발사업에서 건설현장 정보 수집 및 분석을 위한 기술의 흐름을 세부적으로 분석하여, 각 기술 및 정보가 일련의 흐름을 가지고 일관되게 흐르는 것을 알 수 있었다.

후속연구

기대된다. 그리고 완료된 Output 데이터로 분류된 값들을 이용하여 데이터베이스 간 연계 및 ERD 구성에도 적용할 수 있을 것으로 판단한다.
로 분류된 값들을 이용하여 데이터베이스 간 연계 및 ERD(Entity Relationship Modelling) 구성에도 적용할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에 참여한 연구진은 정보체계 프로토타입을 활용하여 데이터베이스 설계, ERD 구축 등을 할 수 있는 방안에 대해 연구 중에 있다.
본 연구에서 설계된 정보체계 프로토타입을 이용하면 개발기술들의 I/O 데이터를 사전에 정의하여 기술개발 주체들 간에 효과적인 협력이 가능할 것으로 기대한다. 그리고 완료된 Output 데이터
설계된 정보체계 프로토타입을 통해 개발기술의 I/O 데이터를 사전에 정의하여 기술개발 주체들간에 효과적인 협력이 가능할 것으로 기대된다. 그리고 완료된 Output 데이터로 분류된 값들을 이용하여 데이터베이스 간 연계 및 ERD 구성에도 적용할 수 있을 것으로 판단한다.

참고문헌 (10)

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Science & Technology Strategy Institute, Smart Construction Technique Development Business Planning Research, MOLIT, 2018.
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원문보기 상세보기
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D.W. Kim, S.M. Oh, H.Y. Yang, S.E. Lee, 2020, "Improvements on Public Buildings Energy Information System", Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol.36, No.9, 2020, pp.109-118 DOI: https://doi.org/10.5659/JAIK.2020.36.9.109

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J. Kim, "Local Tax Information System of the Next-Generation: Directions and Tas ks for a Reform", The Korea Journal of Local Public Finance, Vol.22, No.1, 2017, pp.67-98.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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