BIM을 활용한 토공 물량산출 및 건설장비 모니터링 시스템 개발

Abstract

최근 건설 산업은 대형화, 고도의 기술을 요구하면서 건설장비의 의존도는 점차 높아져 가고 있다. 따라서 건설장비는 건설시공 프로세스에서 작업생산성을 높이기 위해서 중요한 역할을 수행하고 있으나, 다양한 건설장비가 일정 건설현장 내·외에 투입되어 작업을 진행하는 과정에서 건설장비 간 커뮤니케이션 및 작업 정보 제공의 부족, 장비 운전자의 과속, 부주의 등의 문제점은 건설 시공 생산성을 저하시키며, 작업 중 안전사고의 위험을 노출시키고 있다. 대부분의 건설공사에 요구되는 토공사의 경우를 살펴보면 시공 중 장비-관리자간, 장비-장비간 커뮤니케이션의 미흡으로 인하여 건설현장 내의 생산성이 매우 낮으며, 토공사에 많은 수의 건설장비가 투입되는 경우에는 건설현장 내에서의 혼잡도가 가중되기 때문에 건설공정의 생산성을 저하시키는 결과를 가져오게 된다(김경민, 2009) 이러한 관점에서 본 논문에서는 BIM기반 3D 지형 모델링, 설계 및 토공 물량산출, 현장내 장비의 모니터링이 가능한 독립 모듈 시스템을 개발하여 토공사의 생산성을 향상시키고자 한다. 지형 모델링은 측량을 통해 얻어진 점좌표를 기반으로 현장의 표층 모델링, 보링데이터를 활용한 지반 암층 모델링이 가능하여, 설계를 위한 BIM 기반 3D 모델링이 가능하다. 설게 및 물량산출에서는 기존의 양단면 평균법을 활용한 물량산출법보다 정확한 물량 산출이 가능한 3D 분절 물량 산출법을 개발 적용했다. 장비 모니터링기능에서는 기존의 GIS 기반의 2D장비 모니터링 기능에서의 한계점인 좁은 지형(건설현장 내)에서 다수 다종의 건설장비가 겹쳐 보이고 세밀한 이동에 대한 모니터링이 어려운 점을 극복하고자 개발한 것으로 건설장비를 3D 객체 모델로 개발하고, BIM기반의 3D 지형 모델위에 장비의 위치를 표시하는 것으로 장비에서 받는 위성신호인 NMEA를 지형 모델의 좌표계로 변환하여 정확한 장비의 위치를 3D 모델로 표현하여 모니터링이 가능하다. 이는 장비의 세밀한 이동시에도 장비를 모니터링이 가능하고, 현장 내의 다수의 장비의 상태를 파악 할 수 있어 토공 생산성 향상이 가능하다.