건설 CALS 시스템의 기능분석을 통한 활용성 개선방안 연구

강인석(Kang LeenSeok),한동호(Han DongHo),박남진(Park NamJin),문현석(Moon HyounSeok) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 D Vol.31 No.3D

최근의 건설공시는 대형화되고 있고 복잡한 시설물들을 포함하고 있으며, 공사비와 공기관리를 위해 프로젝트관리시스템 (PMIS)을 적용하고 있다. 국토해양부에서도 산하 공공 발주공사의 사업관리를 위해 건설 CALS 시스템을 사용하고 있다. 본 연구에서는 현재 사용중에 있는 건설 CALS 시스템의 세부 기능 분석을 통해 적용 문제점을 도출하여 실무 활용성을 확대할 수 있는 개선 기능을 제시하고 있다. 국토해양부 산하 5개청에서 발주되는 공사는 모두 건설 CALS 시스템을 PMIS 대용으로 시용하고 있으나, 시용 기능은 제한적이고 소수의 실무진에 의해서만 활용되고 있고, 특히 CALS에 사용되는 각종 공시정보가 단편적 수치 정보로 구성되어 관리자의 정보 이해도 및 수준별 활용도가 저하되어 있는 것으로 파악되었다. 본 연구에서는 CALS 시스템의 활용성 확대를 위한 새로운 기능들의 구성방안과 정보시각화를 위해 세부 기능별로 4D 객체 연동 방안을 제시하고 있다. Recent construction projects consist of large and complex facilities, which project management information system (PMIS) is used for managing construction cost and schedule. The ministry of land, transport and maritime affairs (MLTM) is using a continuous acquisition and life-cycle support (CALS) system for managing the public construction projects. This study attempts to survey some problems of the CALS system in practical application, and then suggests the new functions to improve practical application of the CALS system. All functions in each menu were analyzed in the practical application aspect. All projects ordered from MLTM should use the CALS system as a PM1S, but the practical application is limited in partial functions and special working group. And the utilization of system is focused on simple tasks and report process. One of main reason is that the system is using numerical data rather than graphical data. This study suggests new functions and a visualized management method that can improve the practical applicability using a 4D object in each current functions.

사업비 변동에 따른 공정계획 재수립을 위한 능동형 5D CAD 시스템 개발

김현승,강인석,Kim, Hyeonseung,Kang, Leenseok 한국건설관리학회 2016 건설관리 : 한국건설관리학회 학회지 Vol.17 No.5

건설프로젝트에서는 초기에 계획된 년차별 사업비가 공사 수행과정에서 빈번히 조정된다. 년차별 사업비가 초기 계획보다 감소되면 수행가능한 공정도 초기 공정계획대비 감소하게 되므로, 변동 사업비 내에서 수행가능한 적정한 공정을 재수립하여야 한다. 그러나 대다수 현장에서는 공정 재수립 없이 당초계획대로 공정을 진행하면서 사업비가 소진되면 현장 작업을 쉬는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 변동된 사업비 내에서 적정 공정계획을 재수립하고, 재수립된 일정에 따라 비용투입현황을 시각화하는 능동형 5D CAD 시스템을 개발한다. 이는 공정계획 재수립을 위한 의사결정 지원도구로 활용될 수 있고, 기존의 단순 시각적 정보제공에 중점을 둔 5D CAD시스템의 실무 적용성을 높일 수 있을 것이다. The initial planned annual cost is frequently adjusted under the construction process in construction projects. If the annual cost is reduced than the initial planned cost, the number of possible activities is also reduced from initial planned progress schedule. In such cases, project manager need to replan the progress schedule with possible activities within changed annual cost. However, most project manager will proceed as planned schedule without any change. After the project cost has been exhausted, there are many cases to stop the operation of the construction site. This study developed active 5D CAD system that can replan the progress schedule within changed annual cost and simulate the cost status according to the changed schedule for cost visualization. This system can be used as a decision-making tool in the replaning progress schedule and will be able to increase the practical usability of 5D CAD system.

공동주택의 분별해체 시험시공을 통한 건설폐기물 발생량 비교 분석

김효진,강인석,김창학,Kim, Hyojin,Kang, Leenseok,Kim, Changhak 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.6

건설폐기물의 재활용과 재사용 비율을 높이기 위해서는 건축물의 분별해체 공법이 적용되어야 한다. 본 연구에서는 공동주택을 대상으로 시험시공을 실시하였다. 먼저 해체 과정에서 발생할 수 있는 모든 건설페기물을 건물의 각 부위별로 조사하였다. 해체대상 건물의 도면을 작성하고 이 도면을 분석하여 각 건설페기물의 발생량을 예측하였다. 공동주택의 한 빌딩씩 분별해체와 일반해체과정을 실시하면서 이 과정에 투입되는 인력 및 장비의 소요시간을 측정하고, 또한 각 해체과정에서 발생된 폐기물을 정밀 계측하여 이것의 체적, 단위중량 등을 제시하였다. 이러한 자료의 분석을 통해 도면분석 결과와 현장에서 발생된 건설페기물의 양을 비교분석하여 현장 회수율, 체적 및 중량 환산계수, 폐기물 원단위를 제안하였다. 이러한 계수는 건설페기물의 발생량 예측과 운반비 산정, 작업 공정계획 수립 등을 위한 기초적 자료로서 활용될 수 있을 것이다. Deconstruction of the building must be applied firstly in order to improve recycling and reuse of construction wastes. In this study have done a case study for deconstruction of an apartment. All construction waste(CW) which will be generated during deconstruction was examined in each part of the building. Because drawing did not exist in most of the old building, we drew up floor plans of buildings. After analyzing these drawings, estimated quantities of CW. It was measured working time of labor and equipments for deconstruction and general demolition on each building of the apartment. In addition, it was proposed in the volume and weight per unit after analyzing detailed measurement of CW which was generated in the process of deconstruction and traditional demolition. It suggested recovery rate at a site, volume and weight conversion factors, and waste basic unit per area that based on the results of comparative analysis on the amount of CW which is calculated from drawing and generated at a site. These factors will be used fundamental materials for estimating quantities and treatment cost of CW, and scheduling of works.

도면증강 객체기반의 건설공사 사전 시공검증시스템 개발 연구

김현승,강인석,Kim, Hyeonsung,Kang, Leenseok 한국토지주택공사 토지주택연구원 2020 LHI journal of land, housing, and urban affairs Vol.11 No.3

Recently, as a BIM-based construction simulation system, 4D CAD tools using virtual reality (VR) objects are being applied in construction project. In such a system, since the expression of the object is based on VR image, it has a sense of separation from the real environment, thus limiting the use of field engineers. For this reason, there are increasing cases of applying augmented reality (AR) technology to reduce the sense of separation from the field and express realistic VR objects. This study attempts to develop a methodology and BIM module for the pre-construction verification system using AR technology to increase the practical utility of VR-based BIM objects. To this end, authors develop an AR-based drawing verification function and drawing object-based 4D model augmentation function that can increase the practical utility of 2D drawings, and verify the applicability of the system by performing case analysis. Since VR object-based image has a problem of low realism to field engineers, the linking technology between AR object and 4D model is expected to contribute to the expansion of the use of 4D CADsystem in the construction project.

공정 시뮬레이션을 위한 3D모델과 공정정보의 링크체계 비교 분석에 관한 연구

강효정(Kang, Hyojeong),황재영(Hwang, Jaeyoung),이재희(Lee, Jaehee),이양규(Lee, Yangkyu),강인석(Kang, Leenseok) 대한토목학회 2022 대한토목학회 학술대회 Vol.2022 No.10

블록체인기술을 활용한 토목공사 생애주기 BIM 모델의 신뢰성 확보 방안

이재희,문현석,강인석,Lee, Jaehee,Moon, Hyounseok,Kang, Leenseok 한국건설관리학회 2021 한국건설관리학회 논문집 Vol.22 No.1

건설공사의 설계 및 시공단계에 BIM 모델의 활용성이 증대되면서 유지관리단계의 BIM 활용성 증대도 예상되고 있다. 유지관리단계에는 이미 작업이 완료된 설계 및 시공단계에 생성된 BIM 객체들을 사용하게 되므로, 활용하는 BIM 객체가 설계단계에 제작된 인증 모델인지 신뢰도 검증이 필요하다. 특히 철도시설물과 같이 토목, 건축, 전기, 신호, 궤도 등 다양한 공정과 기관으로 구성된 BIM 활용 프로젝트에서는 BIM 모델의 신뢰도가 더욱 중요도를 갖게 된다. 본 연구에서는 유지관리단계에서 사용하는 BIM 모델의 신뢰도를 확보하기 위한 방안으로 블록체인기술을 사용하는 방법을 제안하고 있으며, 이를 위해 BIM에 블록체인기술을 적용하기 위한 블록의 구조와 상세 프로세스를 구성하였다. 또한 이러한 과정을 실제 시설물의 BIM 모델에 적용하여 블록을 생성함으로써 블록체인 기술이 BIM 모델의 신뢰도 확보를 위한 도구로 사용될 수 있음을 확인하였다. As the utilization of the BIM model increases in the design and construction stages of a construction project, the utilization of BIM in the maintenance stage can also increase. In the maintenance stage, BIM objects created in the design and construction stages that have already been completed are used. Therefore, it is necessary to verify the reliability of whether the used BIM object is a certified model created in the design stage. In particular, the reliability of the BIM model becomes more important in a project such as railway facilities composed of various construction activities with civil engineering, architecture, electricity, signal, and track work. This study proposes a methodology of using blockchain technology as a way to secure the reliability of the BIM model used in the maintenance phase, and constructs the block structure and detailed process for applying the blockchain technology to BIM. In addition, by applying this process to the BIM model of an actual facility to generate a block, it was confirmed that the blockchain technology can be used as a tool to secure the reliability of the BIM model.

4D CAD 시스템의 실무적 활용성 평가를 위한 BSC기반의 예비 평가 모델

김현승,문현석,강인석,Kim, HyeonSeung,Moon, HyounSeok,Kang, LeenSeok 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.5

Recently, BIM(Building Information Modeling) is on the rise as a customized solution for construction environment, but construction companies rarely introduce and apply BIM in the construction site. Due to such issues, the fact that empirical data for evaluating the quantitative effect of BIM application is insufficient might be an another main reason. In the end, construction companies cannot assure investment effect of BIM and therefore don't make an investment actively. To activate BIM application, the evaluation system that quantitatively assess usability of BIM needs to be developed. This study aims to suggest a methodology that evaluates the usability quantitatively according to introduction and operation of BIM by construction companies. Accordingly, this study analyzes applicability of 4D CAD by developing an evaluation index and its model with BSC(Balanced Score Card) for 4D CAD, which have high practical use among BIM techniques, and verifies the usability as the entire evaluation index of BIM. Therefore, it is expected that the developed assessment model will be utilized as the critical decision-making information in order to introduce related techniques by identifying the usability and operational issues of 4D CAD. 건설 환경에 맞춤형 대응방안으로 최근 BIM(Building Information Modeling)이 대두되고 있으나, 대다수의 건설사에서 실제 현장에 BIM을 도입하여 운용하는 사례는 저조한 실정이다. 이러한 원인으로는 다양한 건설 환경에서 BIM 적용에 의한 정량적인 효과가 파악될 수 있는 실증데이터가 부족한 점도 주요 부분이 되고 있다. 이러한 요인은 결국 BIM 투자 효과에 대한 확신을 갖지 못하게 되고, 회사의 적극적 투자도 유도하지 못하게 된다. 건설사로 하여금 BIM 적용을 유도하기 위해서는 BIM의 활용성을 정량적으로 평가할 수 있는 평가체계가 구축될 필요가 있다. 본 연구에서는 건설사들의 BIM 도입과 운용에 따른 활용정도를 정량적인 수치로 평가할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 건설분야 BIM 기술 중 실무 활용성이 높은 4D CAD를 대상으로 BSC (Balanced Score Card)에 의한 평가지표와 평가 모형을 구축하여 적용성을 분석하며, 향후 BIM 기능 전체의 평가지표로 활용성을 검증하고 있다. 이를 통해 건설업체들은 4D CAD 기술의 활용정도와 운영상 취약점을 파악함으로써 기술 도입을 위한 의사결정의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

UAV를 활용한 토목공사 현장 모니터링 시스템 개발에 관한 연구

정주석,한선주,강인석,Jeong, Juseok,Han, Seonju,Kang, Leenseok 한국건설관리학회 2017 한국건설관리학회 논문집 Vol.18 No.5

토목공사 발주기관은 공사현장이 대부분 원거리에 위치하고 담당공무원도 다수의 현장을 관리하게 되므로 간접적 방식으로 현장을 관리하고 있다. 토목공사 현장은 광범위한 작업구역을 가지므로 현장 실무자의 보고에 의한 간접적 관리방식으로는 사업전체의 현황을 신속하게 파악하기가 쉽지 않다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 발주기관과 현장간의 현장관리시스템은 오프라인에서 온라인방식으로 변화되고 있다. 본 연구에서는 UAV에서 취득한 현장의 3차원정보를 활용하여 원거리에 위치한 현장과 감독기관간에 관련 정보를 온라인으로 공유할 수 있는 개선된 현장관리시스템을 제시한다. 이를 위하여 연구에서는 다수의 실제 현장의 현장관리 운영체계의 문제점을 분석하여 UAV활용 현장관리시스템에 필요로 하는 공사현황보고 및 온라인 정보관리 등의 주요기능을 도출하였다. 연구에서 개발된 시스템은 실제 공사 중인 현장에 적용하여 활용성을 검증하였으며, 다수의 현장 조사를 통하여 기존의 간접적 현장관리 방식과의 효율성 개선사항을 분석하였다. The ordering organizations of civil engineering project manage the construction site indirectly because the construction site is mostly located at a remote location and the public official also manages many sites. Since the civil engineering project has a wide working area, it is not easy to know the status of the whole project quickly by the indirect management method by report of the field practitioner. In order to solve these problems, the field management system between the ordering organization and the field office is changing from offline to online. This study suggests an advanced construction site management system that obtains site-related 3D information with the use of UAV and shares the information between the construction site in remote locations and their supervising authorities. To develop an UAV application system, the problems of field management in many actual sites were analyzed and derived necessary functions such as status reporting and online information management. The developed system was applied to actual field to verify its usability and compared the efficiency improvement with existing field management method.

마커방식 증강현실기법의 건설현장 적용성 연구 (철근배근 검측업무 사례적용)

김선영,김현승,문현석,강인석,Kim, SunYoung,Kim, HyeonSeung,Moon, HyounSeok,Kang, LeenSeok 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.6

증강현실(Augmented Reality, AR) 기술은 현실 환경을 기반으로 컴퓨터에서 생성한 가상의 객체정보를 중첩해봄으로써 가상현실 상에서 느낄 수 없는 실감형 모델을 구현하는 기술이다. 본 연구에서는 토목공사 철근배근 작업에 증강현실 기술을 적용하는 방법론과 시스템 시제품을 구성하여 철근공사 작업의 증강현실 적용성을 검증하고 있다. 토목공사 현장의 여러 작업들 중에서 철근공사는 절차화된 매뉴얼방식보다는 숙련공의 경험적 방식에 의해 작업이 진행되는 대표적 공정이다. 이러한 공정에 증강현실을 적용하면 당초 계획도면과 비교하여 누락된 철근배근 및 상이한 배근 상태를 시각화하여 계측할 수 있으므로 시공성을 향상시킬 수 있다. 구축된 시스템은 3차원으로 모델링 된 철근객체를 실제 시공현장에 중첩하여 시각화함으로써 철근 조립공정들의 작업 이해도를 높이고, 검측단계에 활용함으로써 철근조립작업에서 발생할 수 있는 하자와 재작업으로 인한 비용증가를 억제할 수 있을 것이라 기대된다. Augmented reality (AR) technology visualizes a real type object that cannot simulate in virtual reality technology by overlapping a virtual object and real object in a computer system. This study suggests a methodology and prototype system for applying AR system to rebar distribution work in a civil engineering project. Rebar work in civil engineering project is a representative activity that is progressed by empirical approach of skilled labor rather than formalized manual. AR technology improves the constructability of rebar work because AR tool can identify missing rebars and different rebars comparing with the drawings. AR system developed in this study can enhance the understanding of rebar work using 3D modeling with real image of construction site and save construction cost by reducing reconstruction work.

전과정평가기법에 의한 도로건설공사 환경부하량 평가 연구

문진석,주기범,서명배,강인석,Moon, Jinseok,Ju, Kibeom,Seo, MyoungBae,Kang, Leenseok 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.6

최근의 국제사회는 경제성장에 따른 기상이변을 방지하고자 이산화탄소, 온실가스 등의 환경 오염물질 배출 저감을 요구하고 있다. 이러한 요구사항에 따라 에너지 다소비 산업 가운데 도로건설에 대한 효율적인 환경오염물질 배출 저감 방안이 요구된다. 본 논문에서는 전과정 영향평가의 절차에 적합한 도로건설공사 환경영향평가 프로세스를 제시하고, 이를 바탕으로 다수의 도로건설공사에 대하여 주요 건설자재의 환경부하량을 분석한 후, 1km 도로건설공사에서 발생하는 평균 환경부하량을 제시하고 있다. 주요자재수량에 대해서는 환경부하량에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 이러한 분석결과는 도로건설공사의 공법 및 자재별 수량 변화에 따른 전과정 환경영향평가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. The global community demands the reduction of environmental pollution such as greenhouse gas and carbon dioxide emissions. According to these requirements, the road construction project in the highest energy consuming industry is required the efficient way of reducing environmental pollution emissions. In this study, during the whole life cycle process, an environment impact assessment was performed for the several road construction projects in order to evaluate environmental stress through the road construction process. This study provides a proper process of environment impact assessment for life cycle assessment (LCA) analysis of road construction project, and figures the environmental stress regarding to the major construction materials for the case projects. In addition, this study conducted a sensitivity analysis for the key materials of environmental stress through the quantity analysis of major materials for the 1km section of a road construction. By this sensitivity analysis of total environmental stress change from the different volumes of constructing materials, it would be useful information for the environment impact assessment for the future road construction project.