KR20210076376A - System and method for managing earthwork data, and a recording medium having computer readable program for executing the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토공 정보를 관리하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토공 작업(조사/설계/시공/유지관리) 전(全)단계에서 발생되는 데이터를 수집하고, 처리하여 토공 작업의 생산성을 향상시키고 데이터를 공유할 수 있도록 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for managing earthwork information, and more particularly, by collecting and processing data generated in all stages of earthmoving work (investigation/design/construction/maintenance), productivity of earthwork work It relates to systems and methods that enhance and enable data sharing.
건설공사에서 토공사는 전체 공사 비중의 20 내지 30%의 높은 비중을 차지하는 중요한 공사이다. 그런데, 토공사와 관련된 조사/설계/시공 공정은 작업 공정이 분절되어 있으며 반복적인 작업과 데이터의 연계성 부족으로 인해 생산성이 낮은 문제점이 있다. 특히, 설계 및 시공 중에 취득한 정보는 각 공정별 연계성의 미흡으로 인해 시공과정에서 필연적으로 설계변경이 되고 있다.In the construction work, earthworks are important works that account for a high proportion of 20 to 30% of the total construction work. However, the investigation/design/construction process related to earthworks has a problem in that the work process is segmented and the productivity is low due to the lack of connection between repetitive work and data. In particular, information acquired during design and construction is inevitably subject to design changes during the construction process due to the lack of connectivity for each process.
또한, 토공사의 설계 및 시공은 2차원 기반의 설계 도면을 기준으로 양단면 평균법을 이용하기 때문에 공사 물량을 정확히 파악하는 것이 용이하지 않고, 일정 관리의 정밀도가 낮은 것으로 나타난다.In addition, since the design and construction of earthworks uses the double-section averaging method based on the two-dimensional design drawings, it is not easy to accurately grasp the construction quantity, and it appears that the precision of schedule management is low.
또한, 토공 작업의 마지막 단계인 다짐 시공과정에서는 검측과 시공 과정이 반복적으로 수행되기 때문에 비효율적인 특징을 가지고 있으며, 공사 품질 관련 데이터 관리가 미흡하여 다짐시공 결과에 대한 신뢰성 결여의 문제가 발생한다. 이로 인해, 시공 과정에서는 작업 관리자의 주관적인 판단에 따라 공사 절차와 공사 물량이 달라지는 것으로 나타난다.In addition, in the final stage of earthworks, the compaction construction process, the inspection and construction process are repeatedly performed, so it has an inefficient feature, and there is a problem of lack of reliability in the compaction construction result due to insufficient data management related to construction quality. For this reason, it appears that the construction procedure and construction quantity vary according to the subjective judgment of the work manager during the construction process.
따라서, 토공 과정에서 정확한 시공 물량의 산출 및 작업 효율의 향상을 위한 안정된 설계 및 시공 방법이 필요하며, 이를 위해서 정밀도가 높고 데이터 관리가 유연한 표준화된 프로세스 개발이 필요하다.Therefore, a stable design and construction method is required for accurate calculation of construction quantity and improvement of work efficiency in the earthworks process, and for this purpose, it is necessary to develop a standardized process with high precision and flexible data management.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 토공사의 전과정(설계 및 시공)을 통해 작업 공정의 데이터 정밀도를 확보하고 생산성 향상을 도모할 수 있도록 해 주는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-described problems in the prior art, and to provide a system and method for securing data precision of the work process and improving productivity through the entire process (design and construction) of earthworks. The purpose.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 토공 정보 관리 시스템은, 원지형 BIM 데이터 생성부, 설계 분석부, 및 공사 일정 분석부를 포함한다.In order to achieve the above object, the earthworks information management system according to the present invention includes a field-type BIM data generation unit, a design analysis unit, and a construction schedule analysis unit.
원지형 BIM 데이터 생성부는 원지형의 3차원 지형 정보와 3차원 지반 정보를 통합하여 원지형 BIM 데이터를 생성하고, 설계 분석부는 원지형 BIM 데이터를 이용하여 설계된 계획지형의 BIM 데이터를 분석하며, 공사 일정 분석부는 작업지형의 3차원 지형 정보를 이용하여 작업지형 BIM 데이터를 생성하고 작업지형 BIM 데이터와 계획지형 BIM 데이터를 비교하여 공사 일정을 분석한다.The remote topographical BIM data generation unit generates remote topographical BIM data by integrating the original topographical 3D topographical information and 3D grounding information, and the design analysis unit analyzes the planned topographical BIM data designed using the remote topographical BIM data, The schedule analysis unit generates work terrain BIM data using the three-dimensional topographical information of the work terrain and analyzes the construction schedule by comparing the work terrain BIM data and the planned terrain BIM data.
이와 같은 구성에 의하면, 토공사에 대해 표준화된 프로세스를 구성하고 생성되는 데이터들을 공유함으로써, 토공사의 전과정(설계 및 시공)을 통해 작업 공정의 데이터 정밀도를 확보하고 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.According to this configuration, by configuring a standardized process for earthworks and sharing the generated data, it is possible to secure data precision of the work process through the entire process (design and construction) of earthworks and to improve productivity.
이때, 원지형의 3차원 지형 정보는 지형 정보 측정 장치로부터 전달된 포인트 클라우드 데이터를 3차원의 그래픽 이미지의 형태로 변환하여 생성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 자동화된 지형 정보 측정으로 인해 보다 신속하고 정확하게 3차원 지형 정보를 생성할 수 있게 된다.In this case, the three-dimensional topographical information of the remote topography may be generated by converting the point cloud data transmitted from the topographic information measuring device into the form of a 3-dimensional graphic image. According to such a configuration, it is possible to generate 3D topographic information more quickly and accurately due to the automated measurement of topographic information.
또한, 원지형의 3차원 지반 정보는 지반 시추 조사를 통하여 취득된 3차원 위치 정보와 지반 층상 정보를 이용하여 획득된 시추공별 층상 경계를 연결하고 3차원으로 변환하여 생성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시추된 층상 정보를 가공하여 보다 효과적으로 3차원 지반 정보를 산출할 수 있게 된다.In addition, the 3D ground information of the proto-topography can be generated by connecting the layer boundary for each borehole obtained using the 3D position information obtained through the ground drilling survey and the ground layer information and converting it into 3D. According to such a configuration, it is possible to more effectively calculate three-dimensional ground information by processing the drilled stratified information.
또한, 설계 분석부는, 원지형과 계획 지형을 비교하여 계획 공사 물량을 산출하는 계획 공사 물량 산출부, 원지형 BIM 데이터를 이용하여 가상 시공을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 공사 물량을 산출하는 시뮬레이션 공사 물량 산출부, 및 계획 공사 물량과 시뮬레이션 공사 물량을 비교하는 공사 물량 비교부를 포함할 수 있다. In addition, the design analysis unit includes a planned construction quantity calculation unit that calculates the planned construction quantity by comparing the original topography with the planned topography, a simulation construction quantity calculation unit that calculates the simulated construction quantity by simulating virtual construction using the native terrain BIM data; and a construction quantity comparison unit that compares the planned construction quantity and the simulated construction quantity.
이와 같은 구성에 의하면, 3차원 기반 설계 도면을 이용하기 때문에 보다 높은 정밀도의 공사 물량을 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 시뮬레이션을 통해 설계를 보정하여 보다 효과적인 토공사를 진행할 수 있게 된다. According to this configuration, since the 3D-based design drawing is used, it is possible not only to calculate the construction quantity with higher precision, but also to correct the design through simulation to proceed with more effective earthworks.
또한, 공사 일정 분석부는 작업지형 BIM 데이터와 계획지형 BIM 데이터에서의 공사 물량을 비교하여 공사 일정을 분석할 수 있으며, 공사 일정 분석 결과 공사 일정이 지연된다고 판단되는 경우 작업지형 BIM 데이터를 이용하여 가상 시공을 시뮬레이션함으로써 공사 일정을 재도출할 수 있다.In addition, the construction schedule analysis unit can analyze the construction schedule by comparing the construction quantity in the work terrain BIM data and the planned terrain BIM data. By simulating construction, construction schedules can be re-derived.
이와 같은 구성에 의하면, BIM 데이터들을 서로 비교하여 공사 일정을 분석할 수 있으며, 일정 지연 여부 판단에 따라 새로운 공사 일정을 재도출함으로써 더욱 효율적으로 토공사의 일정 관리를 수행할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to analyze the construction schedule by comparing the BIM data with each other, and by re-deriving a new construction schedule according to whether there is a schedule delay, it is possible to more efficiently manage the earthwork schedule.
또한, 토공 정보 관리 시스템은 다짐 시공 장비로부터 획득된 다짐 정보를 이용하여 층별 다짐 상태 정보를 생성하고 다짐 상태 정보를 포함하여 완료지형 BIM 데이터를 생성하는 완료지형 BIM 데이터 생성부를 더 포함할 수 있으며, 이때, 다짐 정보는 다짐 시공 장비의 이동 경로 정보 및 다짐도 측정 정보를 포함할 수 있다.In addition, the earthworks information management system may further include a completed terrain BIM data generation unit that generates compaction state information for each floor using compaction information obtained from compaction construction equipment and generates completed terrain BIM data including compaction state information, In this case, the compaction information may include movement path information and compaction measurement information of the compaction construction equipment.
이와 같은 구성에 의하면, 다짐 시공 장비 운행 중 다짐도 정보를 자동 측정함으로써 별도의 시험을 생략할 수 있어 시험을 위해 장비의 운행을 멈추지 않아도 되기 때문에 토공사 전체 일정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 생성된 층별 다짐 상태 정보를 BIM 정보에 포함시켜 공유시킴으로써 토공사 완료 이후 후속 작업에서도 전처리 과정없이 이를 용이하게 활용할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to omit a separate test by automatically measuring the compaction degree information while the compaction construction equipment is in operation, so that it is not necessary to stop the operation of the equipment for the test, thereby shortening the entire earthwork schedule and creating each floor. By including the compaction status information in the BIM information and sharing it, it can be easily used without pre-processing in the subsequent work after the completion of earthworks.
아울러, 상기 시스템을 방법의 형태로 구현한 발명과 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체가 함께 개시된다.In addition, the invention implementing the system in the form of a method and a recording medium recording a computer readable program for executing the method are disclosed together.
본 발명에 의하면, 토공사에 대해 표준화된 프로세스를 구성하고 생성되는 데이터들을 공유함으로써, 토공사의 전과정(설계 및 시공)을 통해 작업 공정의 데이터 정밀도를 확보하고 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.According to the present invention, by composing a standardized process for earthworks and sharing the generated data, it is possible to secure data precision of the work process and improve productivity through the entire process (design and construction) of earthworks.
또한, 자동화된 지형 정보 측정으로 인해 보다 신속하고 정확하게 3차원 지형 정보를 생성할 수 있게 된다.In addition, it is possible to generate 3D topographic information more quickly and accurately due to the automated topographic information measurement.
또한, 시추공의 위치와 시추된 층상 정보를 이용하여 보다 신속하고 효과적으로 3차원 지반 정보를 산출할 수 있게 된다.In addition, it is possible to more quickly and effectively calculate 3D ground information by using the position of the borehole and the drilled stratified information.
또한, 3차원 기반 설계 도면을 이용하기 때문에 보다 높은 정밀도의 공사 물량을 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 시뮬레이션을 통해 설계를 보정하여 보다 효과적인 설계를 수행할 수 있게 된다. In addition, since the 3D-based design drawing is used, it is possible to calculate the construction quantity with higher precision, and to perform a more effective design by correcting the design through simulation.
또한, BIM 데이터들을 비교하여 공사 일정을 분석할 수 있으며, 일정 지연 여부 판단에 따라 새로운 공사 일정을 재도출함으로써 더욱 효율적으로 토공사의 일정 관리를 수행할 수 있게 된다.In addition, the construction schedule can be analyzed by comparing BIM data, and the schedule management of earthworks can be performed more efficiently by re-deriving a new construction schedule according to whether there is a schedule delay.
또한, 다짐 시공 장비 운행 중 다짐도 정보를 자동 측정함으로써 별도의 다짐도 시험을 생략할 수 있어 시험을 위해 장비의 운행을 멈추지 않아도 되어 토공사 일정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 생성된 층별 다짐 상태 정보를 BIM 정보에 포함시켜 공유시킴으로써 토공사 완료 이후 후속 작업에서도 전처리 과정 없이 이를 용이하게 활용할 수 있게 된다.In addition, it is possible to omit a separate compaction test by automatically measuring the compaction information while the compaction construction equipment is in operation, so it is not necessary to stop the operation of the equipment for the test, thereby shortening the earthwork schedule. By including it in the information and sharing it, it can be easily utilized without pre-processing in the subsequent work after the completion of earthworks.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토공 정보 관리 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 토공 정보 관리 시스템을 구현한 아키텍처를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 토공 정보 관리 시스템에 따른 스마트 토공 플랫폼 구성의 개념도.
도 4는 도 3의 스마트 토공 플랫폼에서의 전체 프로세스를 도시한 도면.1 is a schematic block diagram of an earthworks information management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing an architecture implementing the earthworks information management system of Figure 1;
3 is a conceptual diagram of a smart earthwork platform configuration according to the earthworks information management system of FIG.
Figure 4 is a view showing the entire process in the smart earthmoving platform of Figure 3;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토공 정보 관리 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1의 토공 정보 관리 시스템을 구현한 아키텍처를 도시한 도면이다. 1 is a schematic block diagram of an earthworks information management system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an architecture implementing the earthworks information management system of FIG. 1 .
도 1에서, 토공 정보 관리 시스템(100)은 원지형 BIM 데이터 생성부(110), 설계 분석부(120), 공사 일정 분석부(130), 및 완료지형 BIM 데이터 생성부(140)를 포함하며, 설계 분석부(120)는 다시, 계획 공사 물량 산출부(122), 시뮬레이션 공사 물량 산출부(124), 및 공사 물량 비교부(126)를 포함한다. In FIG. 1 , the earthworks
원지형 BIM 데이터 생성부(110)는 원지형의 3차원 지형 정보와 3차원 지반 정보를 통합하여 원지형 BIM 데이터를 생성한다. 이때, 원지형의 3차원 지형 정보는 지형 정보 측정 장치로부터 전달된 포인트 클라우드 데이터를 3차원의 그래픽 이미지의 형태로 변환하여 생성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 자동화된 지형 정보 측정으로 인해 보다 신속하고 정확하게 3차원 지형 정보를 생성할 수 있게 된다.The remote topographical BIM
또한, 원지형의 3차원 지반 정보는 지반 시추 조사를 통하여 취득된 3차원 위치 정보와 지반 층상 정보를 이용하여 획득된 시추공별 층상 경계를 연결하고 3차원으로 변환하여 생성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시추된 층상 정보를 가공하여 보다 효과적으로 3차원 지반 정보를 산출할 수 있게 된다.In addition, the 3D ground information of the proto-topography can be generated by connecting the layer boundary for each borehole obtained using the 3D position information obtained through the ground drilling survey and the ground layer information and converting it into 3D. According to such a configuration, it is possible to more effectively calculate three-dimensional ground information by processing the drilled stratified information.
설계 분석부(120)는 원지형 BIM 데이터를 이용하여 설계된 계획지형의 BIM 데이터를 분석한다. 이를 위해, 계획 공사 물량 산출부(122) 원지형과 계획 지형을 비교하여 계획 공사 물량을 산출하고, 시뮬레이션 공사 물량 산출부(124)는 원지형 BIM 데이터를 이용하여 가상 시공을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 공사 물량을 산출하며, 공사 물량 비교부(126)는 계획 공사 물량과 시뮬레이션 공사 물량을 비교한다.The
이와 같은 구성에 의하면, 3차원 기반 설계 도면을 이용하기 때문에 보다 높은 정밀도의 공사 물량을 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 시뮬레이션을 통해 설계를 보정하여 보다 효과적인 토공사를 진행할 수 있게 된다. According to this configuration, since the 3D-based design drawing is used, it is possible not only to calculate the construction quantity with higher precision, but also to correct the design through simulation to proceed with more effective earthworks.
공사 일정 분석부(130)는 작업지형의 3차원 지형 정보를 이용하여 작업지형 BIM 데이터를 생성하고, 작업지형 BIM 데이터와 계획지형 BIM 데이터를 비교하여 공사 일정을 분석한다.The construction
이와 같은 구성에 의하면, 토공사에 대해 표준화된 프로세스를 구성하고 생성되는 데이터들을 공유함으로써, 토공사의 전과정(설계 및 시공)을 통해 작업 공정의 데이터 정밀도를 확보하고 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.According to this configuration, by configuring a standardized process for earthworks and sharing the generated data, it is possible to secure data precision of the work process through the entire process (design and construction) of earthworks and to improve productivity.
또한, 공사 일정 분석부(130)는 작업지형 BIM 데이터와 계획지형 BIM 데이터에서의 공사 물량을 비교하여 공사 일정을 분석할 수 있으며, 공사 일정 분석 결과 공사 일정이 지연된다고 판단되는 경우 작업지형 BIM 데이터를 이용하여 가상 시공을 시뮬레이션함으로써 공사 일정을 재도출할 수 있다.In addition, the construction
이와 같은 구성에 의하면, BIM 데이터들을 서로 비교하여 공사 일정을 분석할 수 있으며, 일정 지연 여부 판단에 따라 새로운 공사 일정을 재도출함으로써 더욱 효율적으로 토공사의 일정 관리를 수행할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to analyze the construction schedule by comparing the BIM data with each other, and by re-deriving a new construction schedule according to whether there is a schedule delay, it is possible to more efficiently manage the earthwork schedule.
완료지형 BIM 데이터 생성부(140)는 다짐 시공 장비로부터 획득된 다짐 정보를 이용하여 층별 다짐 상태 정보를 생성하고 다짐 상태 정보를 포함하여 완료지형 BIM 데이터를 생성한다. 이때, 다짐 정보는 다짐 시공 장비의 이동 경로 정보 및 다짐도 측정 정보를 포함할 수 있다.The completed terrain BIM
이와 같은 구성에 의하면, 다짐 시공 장비 운행 중 다짐도 정보를 자동 측정함으로써 별도의 시험을 생략할 수 있어 시험을 위해 장비의 운행을 멈추지 않아도 되기 때문에 토공사 전체 일정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 생성된 층별 다짐 상태 정보를 BIM 정보에 포함시켜 공유시킴으로써 토공사 완료 이후 후속 작업에서도 전처리 과정없이 이를 용이하게 활용할 수 있게 된다.According to such a configuration, it is possible to omit a separate test by automatically measuring the compaction degree information while the compaction construction equipment is in operation, so that it is not necessary to stop the operation of the equipment for the test, thereby shortening the entire earthwork schedule and creating each floor. By including the compaction status information in the BIM information and sharing it, it can be easily used without pre-processing in the subsequent work after the completion of earthworks.
도 3은 도 2의 토공 정보 관리 시스템에 따른 스마트 토공 플랫폼 구성의 개념도이고, 도 4는 도 3의 스마트 토공 플랫폼에서의 전체 프로세스를 도시한 도면이다. 3 is a conceptual diagram of a smart earthmoving platform configuration according to the earthmoving information management system of FIG. 2, and FIG. 4 is a view showing the entire process in the smart earthmoving platform of FIG.
토공 정보 관리 시스템은 토공 작업(조사/설계/시공/유지관리) 전(全)단계에서 발생되는 데이터를 수집하고, 처리하여 토공 작업의 생산성을 향상시키고 데이터를 공유할 수 있는 시스템으로서, 토공사 생산성 향상 및 데이터 관리를 위한 프로세스 세부 절차는 다음과 같다. Earthworks information management system is a system that can improve productivity of earthworks and share data by collecting and processing data generated in all stages of earthworks work (investigation/design/construction/maintenance). The detailed process for improvement and data management is as follows.
1) 3차원 지형 데이터와 지반 시추 데이터를 통해 BIM 데이터 생성 및 설계 데이터 추출 1) BIM data generation and design data extraction through 3D topographic data and ground drilling data
① 3차원 원(Raw) 지형 데이터 생성 ① 3D raw terrain data generation
드론 또는 라이다를 이용하여 취득한 Point Cloud Data를 3차원 그래픽 이미지가 저장된 파일형태( *.obj 또는 *.fbx)로 변환 후 저장Point Cloud Data acquired using drone or lidar is converted into a file format (*.obj or *.fbx) in which a 3D graphic image is stored and saved
② 3차원 원 지반 데이터 생성 ② 3D original ground data generation
지반 시추 조사를 통하여 취득된 3차원 위치 정보 좌표(X, Y, Z)와 지반 층상 정보(토양층, 풍화암, 기반암 등 두께)를 이용하여 시추공 별 층상 경계를 연결하여 3차원으로 변환 후 저장Using the three-dimensional location information coordinates (X, Y, Z) and ground stratification information (thickness of soil layer, weathered rock, bedrock, etc.) acquired through ground drilling survey, connect the stratified boundary for each borehole, convert it to 3D
③ 지반 속성 정보가 부족한 경우 미시추한 구간에 대한 지반 속성 예측 및 보간③ Prediction and interpolation of ground properties for un-drilled sections when ground property information is insufficient
지반 속성이 부족한 경우 미시추 구간에 대해서는 크리깅 기법(관심 있는 지점에서 특성치를 알기 위해 이미 그 값을 알고 있는 주위의 값들의 선형 조합으로 그 값을 예측하는 지구통계학적 기법) 또는 머신러닝 기법을 이용하여 예측하여 보간하여 3차원 지반 데이터 생성 자료로 활용If the ground properties are insufficient, use the kriging technique (a geostatistical technique that predicts the value as a linear combination of values around which the value is already known to know the characteristic value at the point of interest ) or machine learning for the un-drilled section to predict and interpolate, and use it as a 3D ground data generation data
④ 3차원 원 지형/지반 BIM 데이터 생성④ 3D original topography/ground BIM data generation
3차원으로 생성된 지반과 지형 데이터를 통합하여 하나의 3차원 모델로 결합하여 BIM(Building Information Modeling) 데이터로 변환 후 저장Integrate the ground and topography data generated in 3D and combine them into one 3D model, convert it to BIM (Building Information Modeling) data, and save it
BIM 데이터로 변환은 형상 정보에 대해서는 3차원 그래픽 이미지가 저장된 파일형태( *.obj 또는 *.fbx)로 변환 후 저장하며, 지반 층상 정보와 같은 속성 정보는 *.XML 형태로 데이터를 정의하여 저장Conversion to BIM data saves shape information after converting it into a file format (*.obj or *.fbx) in which a 3D graphic image is stored, and property information such as ground layer information is defined and saved in *.XML format
⑤ 원 지형/지반 BIM 데이터 추출 및 설계 활용⑤ Extraction of original topography/ground BIM data and use of design
생성된 BIM 데이터는 3차원 지형 정보에 대해서는 *.obj 또는 *.fbx로 추출하고, 속성 정보에 대해서는 *.XML 형태로 데이터를 추출하여 상용 토목 설계 소프트웨어(Autocad - Civil3D, Bently - InRoad 등)에서 계획 지형 및 지반에 대한 3차원 설계 데이터로 활용The generated BIM data is extracted as *.obj or *.fbx for 3D topographic information, and data is extracted in *.XML format for attribute information, and is used in commercial civil design software (Autocad - Civil3D, Bently - InRoad, etc.) Use as 3D design data for planned topography and ground
2) 3차원 BIM 데이터를 활용하여 설계한 결과의 검토를 위한 가상 시뮬레이션2) Virtual simulation for review of design results using 3D BIM data
⑥ 3차원 BIM 데이터를 활용한 3D 설계⑥ 3D design using 3D BIM data
3차원 BIM 데이터를 활용하여 설계 단계에서는 계획된(최종 완성시의 시설물과 지형 및 지반의 형태) 지형·지반에 대해서 3차원으로 설계하여 BIM 데이터를 생성하고, 이때 원지형·지반과 계획 지형·지반에 대해서 공사물량(공사량-일정, 적산량, 투입장비, 절/성토량 등)을 산출한다.In the design stage using 3D BIM data, BIM data is generated by designing in 3D for the planned (facilities, topography, and ground type at the time of final completion) topography and ground, and at this time, the original topography and ground and the planned topography and ground Calculate the construction quantity (construction quantity-schedule, accumulated quantity, input equipment, cutting/filling quantity, etc.)
⑦ 설계 결과의 시공성 검토를 위한 3차원 가상 시공 시뮬레이션⑦ 3D virtual construction simulation for constructability review of design results
설계 과정에서 산출된 공사물량을 검토하기 위하여 위의 ④의 3차원 원 지형/지반 BIM 데이터를 기반으로 3차원의 가상공간을 생성하고, 설계과정에서 산출된 공사물량을 설정(일정, 단가 등) 및 배치(장비, 이동 경로)하고 재현하여 강화학습으로 시뮬레이션하여 설계 결과와 가상 시공 결과와 비교한다.To review the construction quantity calculated in the design process, create a 3D virtual space based on the 3D original topography/ground BIM data in ④ above, and set the construction quantity calculated in the design process (schedule, unit price, etc.) and placement (equipment, movement path) and simulation by reinforcement learning by reproducing and comparing design results and virtual construction results.
⑧ 설계 결과와 가상 시공 시뮬레이션 비교 및 설계 업데이트⑧ Compare design results with virtual construction simulation and update design
3차원 가상 시공 시뮬레이션을 통해서 설계 결과와 가상 시공 결과를 비교한 후 공사 물량 산출량의 차이가 5% 이상 될 경우 위의 ⑥~⑦의 과정을 반복하여 최적 값을 도출함으로써 최적 설계 결과로 업데이트한다.After comparing the design result and the virtual construction result through 3D virtual construction simulation, if the difference in construction quantity output is more than 5%, repeat the above steps ⑥ to ⑦ to derive the optimal value and update it to the optimal design result.
3) 토공사 시공 상황 업데이트3) Earthworks construction status update
⑨ 토공사 시공 상황 정보 취득⑨ Acquisition of earthwork construction status information
영상 또는 라이다를 이용한 작업 구역의 3차원 지형 정보 취득Acquisition of 3D topographic information of work area using image or lidar
⑩ 토공사 시공 상황 파악⑩ Earthworks construction status grasp
시공 현장에 대해서 주기적(1일 ~ 1주일 등)으로 취득된 3차원 지형 정보를 이용하여 위의 ①의 정보를 업데이트하여 ②~⑤의 과정을 거쳐 현재 시공 상황에 대한 지형 및 지반 정보에 대한 3차원 BIM 데이터를 생성For the construction site, using the 3D topographic information obtained periodically (1 day to 1 week, etc.), update the information in ① above and go through the steps ② to ⑤ to obtain 3 information on topography and ground information for the current construction situation. Create dimensional BIM data
⑪ 공사 진행 현황 비교⑪ Comparison of construction progress
위의 ⑩의 과정을 통해 생성된 3차원 BIM 데이터와 위의 ⑥의 과정에서 설계된 최종 완료시의 계획도면의 3차원 BIM 데이터의 공사물량에 대한 전체 체적을 비교하고, ⑥의 과정의 공사 물량에 대한 공사 일정을 비교하여 시공 일정대로 진행되고 있는지 여부 파악Compare the total volume of the 3D BIM data generated through the process of ⑩ above with the 3D BIM data of the 3D BIM data of the final completion plan designed in the process of ⑥ above, and compare the total volume of the construction quantity in the process of ⑥. Compare construction schedules to determine whether construction is progressing according to schedule
⑫ 공사 일정 업데이트⑫ Update the construction schedule
위의 ⑪의 결과로부터 공사 일정이 예정보다 지체되고 있는 경우 ⑦의 가상 시뮬레이션으로 현재 진행되고 있는 상태에 대해서 업데이트하고 최적의 공사 일정을 재도출하여 시공 현장에 반영If the construction schedule is delayed from the result of ⑪ above, update the current status with the virtual simulation in ⑦ and re-derive the optimal construction schedule and reflect it on the construction site
4) 다짐시공 상황 감시 및 유지관리 DB4) Monitoring of compaction construction and maintenance DB
⑬ 다짐시공 현황 감시⑬ Monitoring the status of compaction construction
다짐 시공 장비의 이동 경로를 GPS 장치로 좌표를 취득하고, 다짐 정도를 가속도계로 지반의 반발력을 측정하여 다짐롤러의 이동경로와 횟수 및 다짐도를 취득하여 실시간으로 시공 상태를 파악(다짐 롤러는 백호나 덤프와 같이 물량의 변화 관찰보다 다짐 상태와 이동횟수에 대한 공사 감시가 필요하므로 실시간 센서를 이용하여 취득된 정보를 가시화하는 것임)Acquire the coordinates of the movement path of the compaction construction equipment with a GPS device, measure the degree of compaction with an accelerometer, and measure the ground repulsion to obtain the movement path, frequency, and degree of compaction of the compaction roller to understand the construction status in real time (compact roller is a backhoe or As it is necessary to monitor the compaction state and the number of movements rather than observing the change in quantity, such as in a dump, it is necessary to visualize the acquired information using a real-time sensor)
다짐 시공은 건설기준상에서 층별(두께 약 30cm) 다짐을 기준으로 하고 있으므로, GPS 좌표 값과 다짐 이동 경로를 고려하여 층별 다짐 상태를 파악 Since compaction construction is based on compaction by floor (thickness about 30cm) in the construction standards, the state of compaction by floor is identified by considering the GPS coordinate value and compaction movement path.
⑭ 다짐시공 후 최종 토공사 DB 공유⑭ Sharing the final earthwork DB after compaction construction
다짐 시공은 토공사의 마지막 단계로서 최종 토공사 완료 후 후속공정(도로 포장, 시설물 설치 등)에 활용할 수 있도록 위의 ④와 같이 지형에 대해서는 3차원 그래픽 이미지가 저장된 파일형태( *.obj 또는 *.fbx)로 변환 후 저장하며, 지반 층상 정보와 같은 속성 정보는 *.XML 형태로 데이터를 정의하여 저장하여 후속공정에서 활용할 수 있도록 추출Compaction construction is the final stage of earthworks, and as shown in ④ above, 3D graphic images are stored in file format ( *.obj or *.fbx ) is converted and stored, and attribute information such as ground stratification information is defined and stored in *.XML format and extracted so that it can be utilized in subsequent processes.
이와 같은 프로세스는 종래의 분절된 토공사 공정의 생산성 향상과 데이터 연계성 확보를 위한 표준 프로세스로써, 이는 토공사의 전주기 관리형 자동화 플랫폼 구축에 활용할 수 있다.Such a process is a standard process for improving productivity and securing data connectivity of the conventional segmented earthworks process, and it can be used to build an automated platform for managing the entire lifecycle of earthworks.
설계시에 3차원 기반의 정보를 기준으로 시공 물량의 파악이 가능하여 설계 정보와 시공 정보의 일치성을 확보할 수 있으며, 3차원 정보 기반의 실시간 절토/성토 관리 및 다짐 관리는 시공 단계의 생산성을 향상시키는데 기여할 것으로 판단된다.When designing, it is possible to grasp the construction quantity based on the 3D-based information, so that the design information and the construction information match can be secured. is expected to contribute to the improvement of
또한, 토공현장에서의 개별적 사전조사, 시추, 절토/성토 등의 정보를 하나의 플랫폼으로 통합함으로써, 보다 편리하고 시각적인 효과를 가져올 것으로 예상되며, 방대한양의 DB 통합은 물론 향후 공기 단축에도 도움이 될 것으로 예측한다.In addition, it is expected to bring more convenient and visual effects by integrating information such as individual preliminary surveys, drilling, cut/fill, etc. at the earthworks site into one platform, and helps to not only integrate a vast amount of DB but also to shorten the construction period in the future predicted to be
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야할 것이다.Although the present invention has been described with reference to some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereto, but should also extend to modifications or improvements of the above embodiments supported by the claims.
100: 토공 정보 관리 시스템
110: 원지형 BIM 데이터 생성부
120: 설계 분석부
122: 계획 공사 물량 산출부
124: 시뮬레이션 공사 물량 산출부
126: 공사 물량 비교부
130: 공사 일정 분석부
140: 완료지형 BIM 데이터 생성부100: earthwork information management system
110: remote terrain BIM data generation unit
120: design analysis unit
122: planned construction quantity calculation unit
124: simulation construction quantity calculation unit
126: Construction quantity comparison department
130: construction schedule analysis unit
140: Complete terrain BIM data generation unit
Claims (10)
상기 원지형 BIM 데이터를 이용하여 설계된 계획지형의 BIM 데이터를 분석하는 설계 분석부; 및
작업지형의 3차원 지형 정보를 이용하여 작업지형 BIM 데이터를 생성하고, 상기 작업지형 BIM 데이터와 상기 계획지형 BIM 데이터를 비교하여 공사 일정을 분석하는 공사 일정 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
A topographical BIM data generation unit for generating remote-topographical BIM data by integrating the three-dimensional topographical information and the three-dimensional grounding information of the fartopographical terrain;
a design analysis unit for analyzing BIM data of a planned terrain designed using the remote terrain BIM data; and
Earthwork information management comprising a construction schedule analyzer for generating work terrain BIM data using three-dimensional topographical information of the work terrain, and analyzing the construction schedule by comparing the work terrain BIM data and the planned terrain BIM data system.
상기 원지형의 3차원 지형 정보는 지형 정보 측정 장치로부터 전달된 포인트 클라우드 데이터를 3차원의 그래픽 이미지의 형태로 변환하여 생성하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
The method according to claim 1,
The earthworks information management system, characterized in that the three-dimensional topographic information of the remote terrain is generated by converting the point cloud data transmitted from the topographic information measuring device into the form of a three-dimensional graphic image.
상기 원지형의 3차원 지반 정보는 지반 시추 조사를 통하여 취득된 3차원 위치 정보와 지반 층상 정보를 이용하여 획득된 시추공별 층상 경계를 연결하고 3차원으로 변환하여 생성하여 생성하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
The method according to claim 1,
The three-dimensional ground information of the original topography is generated by connecting the stratified boundary for each borehole obtained using the three-dimensional position information obtained through the ground drilling survey and the ground stratification information, and converting it into three dimensions to generate and generate information management system.
상기 원지형과 계획 지형을 비교하여 계획 공사 물량을 산출하는 계획 공사 물량 산출부;
상기 원지형 BIM 데이터를 이용하여 가상 시공을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 공사 물량을 산출하는 시뮬레이션 공사 물량 산출부; 및
상기 계획 공사 물량과 상기 시뮬레이션 공사 물량을 비교하는 공사 물량 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
The method according to claim 1, The design analysis unit,
a planned construction quantity calculation unit for calculating a planned construction quantity by comparing the original topography with the planned topography;
a simulation construction quantity calculation unit that calculates a simulation construction quantity by simulating virtual construction using the remote terrain BIM data; and
Earthworks information management system comprising a construction quantity comparison unit for comparing the planned construction quantity and the simulated construction quantity.
상기 작업지형 BIM 데이터와 상기 계획지형 BIM 데이터에서의 공사 물량을 비교하여 공사 일정을 분석하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
The method according to claim 1, The construction schedule analysis unit,
Earthworks information management system, characterized in that the construction schedule is analyzed by comparing the construction quantity in the work topography BIM data and the planned topography BIM data.
상기 공사 일정 분석 결과 공사 일정이 지연된다고 판단되는 경우, 상기 작업지형 BIM 데이터를 이용하여 가상 시공을 시뮬레이션함으로써 공사 일정을 재도출하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
The method according to claim 5, The construction schedule analysis unit,
Earthworks information management system, characterized in that when it is determined that the construction schedule is delayed as a result of the construction schedule analysis, the construction schedule is re-derived by simulating virtual construction using the work topography BIM data.
다짐 시공 장비로부터 획득된 다짐 정보를 이용하여 층별 다짐 상태 정보를 생성하고, 상기 다짐 상태 정보를 포함하여 완료지형 BIM 데이터를 생성하는 완료지형 BIM 데이터 생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Earthwork information management system, characterized in that it further comprises a completed terrain BIM data generator for generating compaction state information for each floor using compaction information obtained from compaction construction equipment, and generating completed terrain BIM data including the compaction state information .
상기 다짐 정보는 상기 다짐 시공 장비의 이동 경로 정보 및 상기 다짐도 측정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 시스템.
8. The method of claim 7,
The compaction information is earthworks information management system, characterized in that it includes movement path information of the compaction construction equipment and the compaction degree measurement information.
상기 원지형 BIM 데이터를 이용하여 설계된 계획지형의 BIM 데이터를 분석하는 설계 분석 단계; 및
작업지형의 3차원 지형 정보를 이용하여 작업지형 BIM 데이터를 생성하고, 상기 작업지형 BIM 데이터와 상기 계획지형 BIM 데이터를 비교하여 공사 일정을 분석하는 공사 일정 분석 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토공 정보 관리 방법.
A remote topographical BIM data generation step of generating remote topographical BIM data by integrating the three-dimensional topographical information and the three-dimensional grounding information of the fartopographical terrain;
a design analysis step of analyzing BIM data of the planned terrain designed using the remote terrain BIM data; and
Earthwork information comprising a construction schedule analysis step of generating work terrain BIM data using three-dimensional topographic information of the work terrain, and analyzing the construction schedule by comparing the work terrain BIM data and the planned terrain BIM data management method.
A recording medium in which a computer readable program for executing the method of claim 9 is recorded.
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| KR1020190167496A KR102496592B1 (en) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | System and method for managing earthwork data, and a recording medium having computer readable program for executing the method |
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2019
- 2019-12-16 KR KR1020190167496A patent/KR102496592B1/en active IP Right Grant
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