BIM을 적용한 철도공사관리 통합시스템 구축효과에 관한 사례연구 = A case study of establishment effectiveness for integrated construction management system of railway applied with BIM

국문 초록 (Abstract)

건설 산업의 발달에 따라 국내는 물론 해외 기업들은 모든 산업 분야에 걸쳐 정보화 시스템의 개발 및 적용에 관심을 기울이고 있다. IT를 활용한 건설 산업은 발전을 거듭하고 있으며, 건설업의 전산화 및 정보화가 급속히 진행되고 있다. 3차원 CAD에 기초를 두는 건설정보모델기법(BIM, Building Information Model)은 건축분야에 도입되어 현재 상당한 기술의 발전과 더불어 국내 및 해외의 건축구조물에 의무적으로 적용되는 제도적 장치까지 마련되어 있다. 그러나 주로 건축분야에 적용되었던 BIM이 근래 들어 토목산업에서의 적용성이 증가하고 있다. 토목공사는 분야의 다양성과 구조물의 비정형성, 모델 대상 현장 범위 문제 등의 원인으로 라이브러리 구축과 모델링 자체의 어려움이 있어 토목공사의 BIM 적용성에 대한 상대적 관심이 적었지만, 국가의 대형공사가 동시다발적으로 발주되고, 이를 통해 공기 준수와 민원 문제 해결 등이 주요 관심사로 떠오르면서 BIM기반 발주의 비중이 점차 증대하고 있다. 특히 BIM의 기법 중 일부인 3차원 공정관리는 일명 4D시스템이라고도 하며, 3차원 모델에 공정 데이터를 연계하여 시각적인 공정관리가 가능하다는 장점이 있다. 그러나 기존의 4D는 고가의 특정 프로그램을 설치해야 가능하며. 대규모 프로젝트의 경우 파일 용량 등의 시스템적인 문제로 인해 작업이 용이하지 않다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 시간과 공간에 제약이 없는 웹 기반의 공사통합관리 프로그램의 개발이 필요하다.
철도 공사의 경우 공사비용이 천문학적인 액수에 달하며 공사의 특성상 다양한 분야의 집합체라 할 수 있다. 하지만 국내의 철도 공사에 적용되는 BIM에 관한 연구는 매우 미흡한 상태이다. 본 연구는 국내 철도 공사에 BIM을 적용한 공사관리 통합시스템 개발의 일련의 과정을 통해 BIM을 적용한 통합관리 시스템의 시공성과 물량 및 비용절감에 대한 효과를 입증 하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장. 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구동향 4
• 1.3 연구방법 및 내용 6
• 1.4 연구범위 및 제한사항 7
• 제 2장. BIM 8
• 2.1 개요 8
• 2.1.1 BIM의 정의 8
• 2.1.2 BIM의 필요성 10
• 2.2 BIM 사례 11
• 2.2.1 BIM을 이용한 미관 및 디자인 능력 증대 12
• 2.2.2 도면 추출에 의한 성과품 적정성 검토 13
• 2.2.3 시공 적정성 검토 및 시뮬레이션 14
• 2.2.4 공기단축 및 장비운영 검토 15
• 제 3장. BIM을 활용한 건설관리 16
• 3.1 개요 16
• 3.2 3차원 정보 모델 구축 17
• 3.2.1 3차원 구조 모델 17
• 3.2.2 도면작성용 기하 정보모델 20
• 3.2.3 구조계산용 해석 정보모델 23
• 3.3 4D 시뮬레이션 정보 모델 구축 22
• 3.3.1 공정관리 및 장비운영 정보모델 22
• 3.3.2 내역서용 정보모델 23
• 3.3.3 3차원 도로 및 구조물 기본계획 24
• 3.3.4 도면작성 및 수량 산출 26
• 3.3.5 공정 및 장비운영 검토 28
• 3.4 BIM Process 29
• 제 4장. BIM을 활용한 공사관리 통합시스템 구축 30
• 4.1 개요 30
• 4.2 3차원 지형 정보 모델 구축 33
• 4.2.1 3차원 지형 및 시설물 구축 33
• 4.2.2 3차원 지형 모델 활용 37
• 4.3 3차원 모델 구축 40
• 4.3.1 3차원 구조물 모델 구축 40
• 4.3.2 3차원 철근 상세 모델 구축 44
• 4.4 수량 및 공사비 검토 46
• 4.4.1 콘크리트 수량 및 공사비 검토 46
• 4.4.2 철근 수량 및 공사비 검토 48
• 4.5 BIM 공사관리 통합 시스템 49
• 4.6 웹 기반 4D/5D 시스템 51
• 4.7 3차원 토공유동 시스템 54
• 4.8 가상현실 기법에 의한 안전관리 57
• 4.8.1 아바타(Avatar) 구축 58
• 4.8.2 안전관리 시스템 구축 59
• 4.9 가상현실 기법에 의한 장비운영 60
• 제 5장. 결 론 61
• 참고 문헌 65
• ABSTRACT 67