초록

본 연구의 최종목표는 교량과 터널을 대상으로 첨단센서를 이용하여 구조물 관리 기술, 3D 영상 정보 활용기술 및 건설자원의 실시간 동적 위치기반 자원관리 기술 등을 적용하여 대형 건설현장의 실시간 통합관리가 가능한 시스템을 개발하는 것임

Abstract ▼

Ⅳ. Results of the R&D
1. Real Time Location Recognition System for Construction Resources Management
▪ Supported the real time location recognition in wide indoor spaces of tunnel and the like
▪ Developed the anchors and tags for location recognition of indoor spaces
▪ Supported the on-l

Ⅳ. Results of the R&D
1. Real Time Location Recognition System for Construction Resources Management
▪ Supported the real time location recognition in wide indoor spaces of tunnel and the like
▪ Developed the anchors and tags for location recognition of indoor spaces
▪ Supported the on-line monitoring using internet
▪ Within 2m of location error tolerance when indoor location recognition
▪ Supported the in-and-outdoor space consecutive location recognition using the GPS
▪ Supported the automatic update to the additional anchors
2. Safety Management System for Tunnel
▪ Real time location based safety management for workers in tunnel
▪ Supported the on-line monitoring using internet
▪ Developed the smart safety helmet for worker’s safety management
▪ Developed the vibration sensor for monitoring of rock slide
3. Mobile Ad Hoc Network for Construction Management
▪ Developed the wireless router for configuration information transmission
▪ Developed the gateway for connection to the integrated management server
▪ Supported the USN network interworking
▪ Developed the configuration information transmission protocol
▪ Wired and wireless communication interface interworking using Ethernet and IEEE 802.11b/g
▪ Supported the video streaming in multi-hop wireless environment
▪ Developed the OpenWrt based network operation and management software
▪ Developed the distributed channel assignment algorithm coping with the traffic weighted value in wireless network environment
4. BIM Based Quantity Calculation Program
▪ BIM based modeling and quantity calculation upon construction classification scheme
▪ Supported the works code number automatic input
▪ Supported the interlocking and overall quantity database management
▪ Supported the BIM based quantity calculation document automation
5. 3D Based Configuration Information Aquisition System
▪ Analyzed the 3D construction errors through comparing with the 3D modeling and scan data
▪ Developed the 3D high speed and large capacity database
▪ Developed the maintainable profiler that can monitoring the efflorescence, water leakages and cracks on tunnel surface
▪ Developed the front blind end joint prediction program using the previous blind end information
6. Matrix Based Process Management System
▪ Installed the database upon the tunnel and bridge model classification scheme using matrix
▪ Calculated the process/cost through real time matrix reflection of sensor data
▪ Developed the Multi-editor engine
▪ Developed the dynamic matrix engine based on GDI+
▪ Developed the DirectX matrix graphic system
▪ Data output of quantity, process and construction cost
▪ Supported the connection with the CPM tool
▪ Real time interworking to the integrated management system
7. Real Time Integrated Management System for Construction Sites
▪ Developed the middleware for integrated management system
▪ Developed the visualization function of IFC based 3D model
▪ Developed the sensor data monitoring function
▪ Developed the dynamic location monitoring function for construction resources
▪ Developed the real time process report function
▪ Developed the real time inspection/report function
▪ Developed the material management function
▪ Developed the interworking function with matrix based process management system
▪ Developed the interworking function with IP camera at construction sites
8. Mobile Office for Construction Management
▪ Developed the work report preparation function
▪ Developed the process report function using multimedia
▪ Developed the sensor data monitoring function
▪ Developed the dynamic location monitoring function on the construction resources
▪ Developed the real time inspection/report function
▪ Developed the material inspection function
▪ Developed the inerworking function with the integrated management system
▪ Developed the interworking with IP camera at construction sites
9. Equipments Management System for Construction Management
▪ Developed the multi-purpose composite sensor for construction equipments monitoring
▪ Developed the construction equipment management function using the multi-purpose composite sensor
▪ Analyzed the work efficiency of equipments considering the real construction process
▪ Developed the real time process-cost management function related equipments
▪ Supported the productivity analysis of construction equipments
▪ Developed the interworking function with integrated management system
10. Construction Management Technologies of Tunnel and Bridge
▪ Studied the program configuration and data applications for process visualization and real time information processing
▪ Information analysis and connection necessary to the 3D object model based database
▪ Analyzed the input information scheme for real time information processing
▪ Developed and made the tunnel and bridge construction process management model
▪ Made the construction management database framework
▪ Developed the time-cost correlation analysis model
▪ Established the source information processing process
▪ Studied the real time process-cost integrated management plan

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서(통합) ... 7
• 요약문 ... 8
• Summary ... 16
• Contents ... 26
• 목차 ... 35
• 표 목차 ... 42
• 그림 목차 ... 54
• 제 1 장 연구개발 과제의 개요 ... 84
• 제 1 절 연구개발의 배경 및 필요성 ... 84
• 1. 연구개발의 배경 ... 84
• 2. 연구개발의 필요성 ... 92
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 범위 ... 105
• 1. 연구개발의 목표 ... 105
• 2. 연구개발의 범위 ... 114
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황 ... 125
• 제 1 절 국내.외 관련분야의 환경변화 ... 125
• 1. 국내 기술 및 산업동향 ... 125
• 2. 국외 기술 및 산업동향 ... 145
• 3. 국내.외 기술동향 분석 결론 ... 161
• 제 2 절 연구개발 결과의 기술수준 ... 168
• 1. 구조물의 BIM 형상 정보를 활용한 관리기술 향상 ... 168
• 2. 구조물의 3차원 스캔 형상 정보를 활용한 관리기술 향상 ... 172
• 3. 건설자원의 실시간 동적 위치기반 자원관리 기술 ... 172
• 4. 건설현장 실시간 자원 흐름 및 공정 시각화 기술 ... 174
• 5. 건설현장 실시간 통합관리 시스템 기술 ... 176
• 6. 건설현장 실시간 통합관리 시스템 기반의 터널/교량 시공 기술 ... 177
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 180
• 제 1 절 연구개발 결과의 개요 ... 180
• 1. 건설현장 실시간 시공 관리 기술 개발 분야 (1 세부) ... 180
• 2. 건설현장 실시간 통합관리 시스템 분야 (2 세부) ... 185
• 제 2 절 건설 자원의 실시간 동적 위치 기반 자원관리 기술 개발 (1-1 세세부) ... 188
• 1. 건설 자재의 실시간 동적 위치정보를 활용한 자재관리 기술 개발 ... 189
• 2. 터널 현장의 실시간 동적 위치정보를 활용한 자재/장비/인력관리기술 개발 ... 202
• 3. 건설 자재, 장비 및 인력의 실시간 동적위치 정보 시스템 개발 ... 243
• 4. 교량 현장 대표 장비/인력별 첨단센서 운영기술 개발 ... 246
• 5. 건설현장 실시간 자재관리 및 시공 진도관리를 위한 센서 응용 기술 개발 ... 271
• 6. 건설현장(터널 내) 건설자원의 실시간 위치인식을 위한 시스템 개발 ... 289
• 7. 건설현장 건설자원 중 자재 및 인력에 대한 데이터 취득 및 위치 데이터 병합 처리 전송을 위한 휴대용 단말기 개발 ... 301
• 8. 건설현장 인력의 실시간 동적 위치정보를 활용한 현장 안전관리 기술 개발 ... 327
• 9. 건설현장 실시간 통합관리 서버 탑재용 미들웨어 사양 정의 ... 340
• 10. 건설현장 실시간 자재관리 및 시공 진도관리를 위한 센서 응용 기술 개발 ... 348
• 11. 건설현장 건설자원의 실시간 위치인식을 위한 공간연속 위치인식 시스템 개발 ... 367
• 12. 건설현장 복합데이터 취득 및 전송을 위한 휴대용 단말기 개발 ... 383
• 13. 건설현장 장비/인력의 실시간 동적 위치 정보를 활용한 현장 안전관리 기술 개발 ... 394
• 제 3 절 구조물의 실시간 동적형상 정보를 활용한 구조물 관리기술개발 (1-2 세세부) ... 413
• 1. 터널 공법조사 ... 413
• 2. 교량 공법조사 ... 416
• 3. 기술 동향 조사 ... 422
• 4. 2D기반의 물량산출 업무분석 ... 424
• 5. 2D기반의 교량 물량산출 업무분석 ... 471
• 6. 터널/교량 물량산출 알고리즘 개발 ... 496
• 7. 3차원 모델링 및 Autodesk Revit Structure 프로그램 검증 ... 521
• 8. 2D기반과 3D기반의 물량산출 오차분석 ... 536
• 9. BIM 물량 DB의 활용 ... 542
• 10. BIM의 적용성 및 국내외 BIM 지침 고찰 ... 547
• 11. BIM기반의 건설정보분류체계(안) ... 568
• 12. 2D기반 도면 및 수량산출서 오류분석 ... 592
• 13. BIM기반 물량산출 정성적 신뢰성 분석 ... 624
• 14. BIM 모델링 가이드라인 ... 731
• 15. 공종코드 자동입력시스템 개발 ... 818
• 16. 수량산출서 문서자동화 ... 841
• 17. 3차원 시공오차 분석을 위한 데이터 변환 ... 876
• 제 4 절 3D 형상정보 활용기술 개발(1세부-위탁) ... 891
• 1. 하드웨어 조사 분석 ... 891
• 2. 적합한 소프트웨어 알고리즘 연구 ... 894
• 3. 스캔된 데이터의 후처리 최적화 기술 개발 ... 903
• 4. 구간 데이터 생성 및 시공오차 분석 ... 927
• 5. 데이터베이스 구조변경을 통한 최적화 작업 ... 942
• 6. 3차원 막장 전방 절리예측을 위한 도구 개발 ... 947
• 제 5 절 건설현장 실시간 자원흐름 및 공정 시각화 기술 개발 (2-1 세세부) ... 957
• 1. 알고리즘 및 시스템 기능 개발 ... 957
• 2. 교량 및 터널 WBS/CBS/MBS 분류체계 분석 및 적용 ... 962
• 3. GDI+ 기반의 다이나믹 매트릭스 엔진개발 ... 966
• 4. 메모리 트리 기반의 분류 구조화 모듈 개발 ... 975
• 5. 매트릭스와 DB 연동기술 개발 ... 978
• 6. 통합시스템과의 공정 실시간 연동 기술 개발 ... 983
• 7. 매트릭스의 현장 적용 시스템 개발 ... 985
• 8. 새로운 분류체계 추가 및 연구 ... 991
• 9. 수량/공정/공사비 통합을 위한 프레임워크 구축 ... 992
• 10. BIM 모델링 데이터 호환 모듈 개발 ... 993
• 11. 멀리 에디터(Multi Editor) 개발 ... 1003
• 12. 스마트 오브젝트 프로토타입 데이터베이스 구축 ... 1006
• 13. DirectX 매트릭스 그래픽 시스템 개발 ... 1013
• 14. 매트릭스 기반의 공정관리 시스템 개발 ... 1014
• 15. CPM 툴과의 연계를 위한 시스템 개발 ... 1017
• 제 6 절 건설현장 실시간 통합관리 시스템 개발 (2-2 세세부) ... 1022
• 1. 일정/비용 매핑 알고리즘 및 시스템 기능 개발 ... 1022
• 2. 단일 건설 현장 통합관리 시스템 개발 ... 1033
• 3. 시공 관리 기능개발 (WBS/CBS/MBS 연계) ... 1055
• 4. 모바일 기기를 이용한 자원흐름 및 고정 시각화 소프트웨어 개발 ... 1056
• 5. 게이트웨이 시스템 개발 ... 1077
• 6. 현장 실시간 데이터 수집 기능 개발 ... 1085
• 7. 유무선 데이터 송수신 기능 개발 ... 1090
• 8. 서비스 경로 설정 기능 개발 ... 1093
• 9. 자재검수 S/W 개발 ... 1096
• 10. 인력 동적위치 정보 모니터링 시스템 개발 ... 1107
• 11. 모바일 기기를 이용한 자원흐름 및 공정 시각화 소프트웨어 개발 ... 1117
• 12. 건설현장 실시간 통합관리시스템 개발 ... 1164
• 13. 건설현장 실시간 공정보고 시스템 개발 ... 1180
• 14. 3D 연계 모듈 개발 ... 1184
• 15. 서버 미들웨어 소프트웨어 개발 ... 1192
• 제 7 절 건설현장 실시간 통합관리 시스템 기반의 시공관리 기술 개발 및 형상정보 기술과 최적화 방안 개발 (2-3 세세부) ... 1203
• 1. 터널 시공관리 업무 분석 및 항목 선정 ... 1203
• 2. 시공관리 업무 실시간 정보 처리를 위한 전략 수립 ... 1207
• 3. 교량 시공관리 업무 분석 및 항목 선정 ... 1215
• 4. 각 공법별 시공관리 업무 분석 ... 1216
• 5. 건설현장 통합관리시스템 시공관리 최적화 ... 1226
• 6. 자료처리를 위한 핵심요소 분석 및 전략수립 ... 1234
• 7. 공정정보 처리를 위한 핵심기술 분석 ... 1249
• 8. 형상 정보의 유무선 전송 기술 개발 ... 1256
• 9. 구조물 형상 관리용 미들웨어 설계 ... 1263
• 10. 공정시각화 및 실시간 정보처리를 위한 프로그램 구성 및 데이터 활용방안 연구 ... 1270
• 11. 시공관리 프로세스 모델 제작을 통한 IT 기술 활용 방안 연구 ... 1281
• 12. 공정 시각화 및 실시간 정보처리를 위한 프로그램 구성 및 데이터 처리방안 연구 ... 1288
• 13. 통합관리 시스템에 필요한 시공정보 데이터 분석 ... 1291
• 14. 건설현장 실시간 통합관리시스템 기반의 시공관리 최적화 ... 1306
• 15. 최적화 알고리즘을 적용한 시간-비용 상관관계 분석 모델 설계 ... 1324
• 16. 형상정보의 실시간 전송을 위한 건설현장용 유무선 전송 모듈 H/W 개발 ... 1339
• 17. 형상정보 전송 프로토콜 API 개발 ... 1342
• 18. 형상정보 전송 네트워크를 위한 운용 및 관리 S/W 개발 ... 1349
• 19. 현장에 적용되는 네트워크 장비의 설치 및 배치 가이드 라인 제시 ... 1351
• 20. 구조물 형상 관리 응용 프로그램 I/F 설계 ... 1356
• 21. 구조물 형상 관리용 미들웨어의 핵심 모듈 개발 ... 1358
• 22. 3D 객체모델 기반 DB에 필요한 정보 분석 및 연계 ... 1360
• 23. 모바일 오피스 메뉴 구성 ... 1380
• 24. 실시간 통합관리 시스템에 근거한 공정-원가 통합관리 방안 설계 ... 1391
• 25. 시공정보 데이터베이스 프레임워크 구축 ... 1438
• 26. 원천정보 가공 프로세스 자동화 처리기술 개발 ... 1446
• 27. 현장내 원천정보 가공 프로세스를 통한 분석 모델 설계 ... 1469
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 1478
• 제 1 절 연구개발 목표 및 달성도 ... 1478
• 1. 건설현장 실시간 시공관리 기술 개발(1-1) ... 1478
• 2. 구조물의 실시간 동적형상 정보를 활용한 구조물 관리기술 개발(1-2) ... 1480
• 3. 3D 영상정보 활용기술 개발(1-위탁) ... 1482
• 4. 건설현장 실시간 자원흐름 및 공정 시각화 기술 개발(2-1) ... 1484
• 5. 건설현장 실시간 통합관리 시스템 개발(2-2) ... 1487
• 6. 건설현장 실시간 통합관리 시스템 기반의 터널/교량/시공관리 기술 개발 및 형상정보 기술과 최적화 방안 개발(2-3) ... 1489
• 제 2 절 성과지표 달성도 ... 1491
• 1. 건설현장 실시간 시공관리 기술 개발 (1-1) ... 1491
• 2. 구조물의 실시간 동적형상 정보를 활용한 구조물 관리기술 개발(1-2) ... 1492
• 3. 건설현장 실시간 자원흐름 및 공정 시각화 기술 개발 ... 1493
• 4. 건설현장 실시간 통합관리 시스템 개발 ... 1494
• 5. 건설현장 실시간 통합관리 시스템 기반의 터널/교량/시공관리 기술 개발 및 형상정보 기술과 최적화 방안 개발 ... 1495
• 제 3 절 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 1497
• 1. 토목분야 BIM 물량DB 활용기술 발전에의 기여 ... 1497
• 2. 토목분야 BIM 설계기술 발전에의 기여 ... 1497
• 3. 토목분야 BIM기반의 건설정보분류체계BIM 설계기술의 실시설계 반영에 기여 ... 1497
• 4. 국내 토목분야 BIM 설계기법 도입 ... 1498
• 5. 터널 시공관리의 고급화 및 대안기술 제공 ... 1499
• 6. 막장 전방 절리 예측시의 대안기술 제공 ... 1499
• 7. 안전관리 및 위치인식 기술의 안전, 보안, 관리기술 기여 ... 1499
• 8. 건설현 장기여도 ... 1501
• 9. 학술적 기여도 ... 1505
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 1508
• 제 1 절 추가연구의 필요성 ... 1508
• 1. BIM기반의 건설정보분류체계(안) 및 토목분야 대가산정지침(안) ... 1508
• 2. BIM기반의 설계예산서 문서자동화 시스템 및 5D-BIM 공정관리 시스템 구축 ... 1508
• 3. 스캔 데이터 후처리 최적화 기술의 범용화 ... 1509
• 4. 플랜트 및 조선 산업 인력/장비 관리시스템 구축 ... 1509
• 5. 응용 기술 개발의 필요성 ... 1509
• 6. 다수 대형현장을 대상으로 하는 5D의 실용적 구현 ... 1510
• 제 2 절 타 연구에의 응용 ... 1512
• 1. GIS 연구 ... 1512
• 2. 항공측량을 통한 토공량 산출 ... 1512
• 3. 수중 소나를 이용한 수중구조물의 안정성 검사 ... 1512
• 4. 고해상도 사진기를 이용한 문화재 주변의 광범위 현황측량 ... 1512
• 5. 과학수사 기법을 위한 사건현장 모델링 ... 1513
• 6. 실내 대형 공간 및 실내외 복합공간의 공간연속 위치인식 시스템으로 활용 ... 1513
• 제 3 절 기업화 추진방안 ... 1514
• 1. BIM기반의 수량산출서 문서자동화 프로그램 상용화 ... 1514
• 2. 통합 솔루션 개발 ... 1514
• 3. 대형 공간 공간연속 위치인식 시스템 제품 개발 ... 1514
• 4. 건설프로세서 정보화 시스템 ... 1514
• 5. 공급사슬관리(Supply Chain Management)의 구축 ... 1515
• 6. USN 장비 제품화 ... 1515
• 제 4 절 연구개발 결과의 기대효과 ... 1516
• 1. 기술적 측면 ... 1516
• 2. 사회.경제적 측면 ... 1520
• 3. 활용 방안 ... 1526
• 제 6 장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 1529
• 제 1 절 해외 BIM 지침 ... 1529
• 1. 미 국 ... 1529
• 2. 핀란드 ... 1530
• 3. 독일 ... 1530
• 4. 덴마크 ... 1530
• 제 2 절 해외 건설정보분류체계 ... 1531
• 1. 유럽 건설정보분류체계의 개발과정(1940년~1960년) ... 1531
• 2. 유럽 건설정보분류체계의 개발과정(1960년~1980년) ... 1533
• 3. 유럽 건설정보분류체계의 개발과정(1980년~현재) ... 1534
• 4. 유럽 건설정보분류체계의 특징 ... 1535
• 5. 북미 건설정보분류체계의 개발과정 ... 1538
• 6. 미국의 MasterFormat ... 1539
• 7. 북미 건설정보분류체계의 특징 ... 1540
• 제 3 절 International Symposium of Automation and Robotics in Construction 2012 참가 ... 1543
• 1. International Symposium of Automation and Robotics in Construction의 참가목적 ... 1543
• 2. ISARC 2012를 통하여 수집한 해외 과학기술 정보 ... 1543
• 제 4 절 American Society of Civil Engineers Computing in Civil Engineering 2012 참가 ... 1544
• 1. American Society of Civil Engineers Computing in Civil Engineering의 참가목적 ... 1544
• 2. ASCE 2012를 통하여 수집한 해외 과학기술 정보 ... 1544
• 제 7 장 참고문헌 ... 1546
• 끝페이지 ... 1549