Design and Implementation of Building Control System based 3D Modeling

3D 모델링 기반 빌딩관제시스템의 설계 및 구현

Abstract

Buildings are becoming more and more high-rise and large-scale in recent years, so in the event of a disaster such as a fire, enormous human and economic damage is expected. Therefore, management, security, and fire control are essential for large buildings in the city. Because these large buildings are very complex outside and inside, they need a three-dimensional control based on 3D modeling rather than a simple flat-oriented control. To do this, this paper designed and implemented a building control system based on 3D modeling. Specifically, we designed a 3D building / facility editing module for 3D modeling of buildings, a 3D based control module for building control, and a linkage module that connects information such as firefighting equipment, electrical equipment and IoT equipment. Based on this design, a building control system based on 3D modeling was implemented.

1. 서론

최근에 복잡하고 다양해지는 사회구조에서 보다 정확하고 신속한 문제 해결 요구가 커짐에 따라 다양한 도시문제, 재난·방역문제, 에너지문제 등의 사회문제에 대한 정확한 분석·예측 및 신속한 대응의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 미국, 유럽 등 선진국에서는 디지털 트윈 또는 CPS(Cyber Physical System)와 같은 새로운 기술 개념을 도입하여 이와 같은 문제를 해결하고자 하고 있다[1]. 또한, 대규모 건물들이 증가하면서 건물 생애주기 동안 통합적인 유지관리의 필요성은 증대하며, 이를 위해 최신 ICT 기술을 활용하여 도면 수준이 아닌 건물 전체에 대해서 3차원 모델링을 이용하여 통합 및 유지관리하는 것이 효율적이며 이러한 추세로 발전되고 있는 실정이다.

특히, 최근에 산업화로 인한 도시의 인구가 급격하게 증가함에 따라 빌딩들이 점점 고층화 및 대형화되고 있으며, 이러한 초고층이나 대형화된 건축물들이 증가할수록 화재, 지진 등과 같은 재난이 발생할 경우에 대규모의 인명 및 물적 피해가 예상된다[2]. 그러나 보안이나 소방 방재를 위해 활용되는 기존의 빌딩관제시스템은 단순한 2차원 도면 위주로 관제를 하므로 건물 내외부 인터페이스가 직관적이지 않고 실내 위치 파악 어려움 등의 문제들이 발생한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 3차원 건물 모델링을 기반으로 하는 입체적인 관제시스템이 필요하다.

효율적인 빌딩 관제를 위하여 최근에 국내외적으로 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등과 같은 최신 IT 기술을 융복합하여 활용하고 있는 추세이다. 세부적으로 빌딩에 설치된 센서, 위치 스케너 등의 IoT 장비뿐만 아니라 각종 기계 및 전기 설비들을 연동하여, 이를 통하여 들어오는 데이터들을 기반으로 모니터링 및 제어를 하고 있다. 그러나 이러한 관제 방식도 2차원 도면을 기반으로 하게 되면 활용 효과가 반감되기 때문에, 실제 빌딩을 3D 모델링한 디지털 트윈을 기반으로 관제를 해야 최적화된 효과를 얻을 수 있다.

국내외적으로 건물관리, 설비관리, 재난안전, 기후 환경 분야 등에서 3차원 모델링 기반 공간정보를 활용하여 현장을 정확하고 신속하게 판단하고자 하는 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 건물의 BIM(Building Information Modeling)은 주로 설계 단계에서 구축되지만, 보통 대용량이며 CAD 도면보다는 운영하기 어려우며 이런 이유로 BIM 데이터를 유지관리 단계의 활용이 저조한 실정이다. 또한, 기존 건물 관리에서는 실측 도면이나 BIM 기반이 아닌 작업자가 도형이나 단순한 심볼을 사용하여 개발하고 있어 실제 공간 정보를 활용한 관제시스템 구축에 많은 어려움을 겪고 있다.

본 논문에서는 대형화 및 복잡화되고 있는 빌딩들의 보안이나 소방 등을 위한 효율적인 관제를 위하여 3D 모델링을 기반으로 하는 빌딩관제시스템을 설계 및 구현한다. 세부적으로 빌딩의 3D 모델링을 위한 3D 건물/시설 편집 모듈, 빌딩 관제를 위한 3D 기반 관제 모듈, 그리고 소방설비, 전기설비, IoT 설비 등의 설비 정보를 연동하는 연계 모듈을 설계하였고, 이 설계를 기반으로 3D 모델링 기반 빌딩관제시스템을 실제 구현하였다.

2. 관련연구

BIM은 기존의 CAD 등을 이용한 평면도면 설계에서 진화하여 3D 가상공간을 이용하여 건축물의 설계, 시공 및 운영에 필요한 정보 및 모델을 작성하는 기술이다. 즉, BIM은 디지털 방식으로 건물의 하나 또는 그 이상의 정확한 가상 모델을 생성하는 기술로서, 이 기술은 설계를 단계별로 지원하고 수동 프로세스보다 더욱 효과적인 분석 및 제어를 가능하게 한다[3,4]. 완성된 가상 모델은 정교한 형상 정보와 건설 기간 동안 시공, 제작, 조달 활동 등의 지원을 위한 필요한 모든 데이터를 포함한다.

디지털 트인(Digital Twin)이란 현실 세계에 존재하는 사물, 시스템, 환경 등을 가상공간에 동일하게 구현함으로써 제공하는 기술을 말한다[5]. 단순하게 형상을 똑같이 만드는 것이 아니라 그 움직임조차 동일하게 만드는 것을 의미한다. 이렇게 만들어진 디지털 트윈 모델은 모니터링, 운영, 최적화 등 다양한 방향으로 활용된다. 가상공간에서 실제로 동일하게 움직임을 구현하기 위해서는 다양한 데이터들이 필요하다. 트윈 모델을 만들고 여기에 정적인 데이터들이 저장되어 속성 정보들이 정리가 되면, 실제 운영하는 동안에 발생하는 센싱 데이터들이 반영되어야 한다[6,7].

일반적으로 디지털 트윈은 3단계 레벨로 구현된다[6]. 레벨 1은 속성 정보를 입력하여 3D 시각화만 하거나 여기에 속성정보 변경 등을 통한 사전 시뮬레이션까지 포함하여 구현한다. 레벨 2는 사물인터넷(IoT), 설비 데이터를 통해 실시간 센싱 데이터를 받으며 동시에 현실 세계에 있는 실제 사물이나 시스템들과 매칭 및 모니터링이 된다. 최종적으로 레벨 3의 수준은 운영중인 모델을 기반으로 예측 및 분석하면서 시뮬레이션을 해보고, 이를 기반으로 실제 사물을 제어하는 영역까지 구현한다. 이를 구현하기 위해서는 3D 모델링 구축·갱신 기술, 분석기술, 가시화 기술, 현실과 가상을 연계하는 연결기술, 보안 기술이 필요하다. 실제 디지털 트윈을 구현하기 위한 필요 기술들은 Table 1과 같다.

Table 1. Technology required for digital twin

디지털 트윈은 제조업 분야에서 주로 활용되고 있는 기술로, 제조 공정의 생산성 향상을 목적으로 이용되기 시작했다. 이에 디지털 트윈이 지멘스, 아디다스 등의 다국적 기업에서 스마트 팩토리 분야를 중심으로 활발하게 활용되고 있지만[8,9], 아직까지는 국내외적으로 시설물 유지관리 분야에 대한 활용은 비교적 미비한 상황이라고 할 수 있다. 이는 유지관리에 대한 효과를 활용할 수 있는 시스템의 미비, 관련 정보의 수집, 저장, 관리를 위한 도구 부재 등이 원인이라고 볼 수 있다[1]. 그렇지만 근래 들어 첨단 ICT 기술의 융합을 통한 시스템의 개발 등으로 인해 유지관리 분야의 적용 필요성이 점점 증가되고 있으며, 디지털 트윈 구축 및 활용이 가장 높을 것으로 기대되고 있다.

[10]에서는 시설물의 BIM 기반 유지관리에 대한 문제점 및 개선방안에 관한 연구로, 건축물의 설계, 시공 분야에 BIM을 도입하여 많은 장점을 가져왔으나, 유지관리 단계에서 BIM을 활용하지 못하고 있다는 점을 지적하고 있다. 이를 위하여 이 연구에서는 BIM 관련 선행 연구와 시설물 관리자 면담을 통해 BIM을 시설물 유지관리 측면에서 적용 시 발생하는 문제점을 도출한 후에 시설물 관리자 의견에 기반을 두어 적절한 개선 방안을 제시하고 있다.

[11]의 연구는 건물 에너지 관리를 위하여 개방형 BIM을 적용한 건물의 유지관리를 대상으로 개방형 BIM을 프로젝트 단계별 유지관리 업무에 적용하여 도출한 개선 방안을 적용하였다. 세부적으로 건물 에너지 관리기술을 프로젝트 단계별로 개발하는 상세적용 방안과 시설물 유지 및 자재관리 분야에 대해서도 개방형 BIM을 적용하는 방안을 제시하였다. 궁극적으로 개방형 BIM을 유지관리 업무에 적용하는 방안은 준공 이전부터 유지관리 업무를 단순 데이터 정리 수준인 기능 업무에서 3차원 데이터를 재가공하는 기술 업무로 전환할 것을 제안하였다.

빌딩 제어와 관련하여 화재와 같은 사회적 재난이 초고층 빌딩 등의 대형 건물에서 발생하였을 때 이를 효율적으로 대응하기 위한 통합방재시스템에 대한 연구도 국내외적으로 지속적으로 수행되어 왔다. [12]에서는 빌딩에 사물인터넷 기술을 접목하여 각종 IoT 장비들로부터 실시간으로 수집된 데이터들을 활용하여 재난 상황에 따른 동적 상황 대응 시나리오를 기반으로 한 재난 대응 시스템을 구현하였다. [13]은 초고층 빌딩에서 화재 발생시 화재 위치에 따른 최적의 대피 경로를 도출하여 지능형 대피 유도 방법을 제안하고 있으며, 이를 위해 화재 위치, 주민 수 및 대피 속도 정보를 기반으로 최적 대피 경로를 찾기 위하여 시뮬레이션 및 모델링을 수행하였다. 그러나 재난에 대응하기 위한 기존의 통합방재시스템은 대부분이 층별 평면 도면들을 기반으로 하기 때문에 재난 대응을 효과적으로 처리하기에는 한계가 있다.

3. 3D 모델링 기반 빌딩관제시스템의 설계

최근에 대형화 및 복잡화되고 있는 빌딩들을 효율적으로 관리하기 위하여 본 논문에서 제안하고자 하는 3D 모델링을 이용한 빌딩관제시스템의 전체적인 구조는 다음과 같다. 이 시스템은 크게 빌딩의 3D 모델링을 위한 3D 건물/시설 편집 모듈, 빌딩 관제를 위한 3D 기반 관제 모듈, 그리고 소방설비, 전기설비, IoT 설비 등의 설비 정보를 연동하는 연계 모듈로 구성한다.

Fig. 1. Structure for building control solution based on 3D modeling.

효율적인 빌딩관제를 위해서는 먼저 건물 외관 및 내부를 3D 모델링으로 입체화하는 것이 무엇보다도 중요하다. 이를 위해서 본 논문에서는 3D 건물/시설편집 모듈을 설계하며, 주요 기능으로는 벽체, 공간 등의 건축 편집과 장비·시설물 심벌 배치 및 매핑을 제공한다. 이 편집 모듈에서 층별 도면과 장비·시설물 모델 라이브러리를 입력으로 3D 모델링을 수행하면, 3D 모델 파일과 건물·시설 데이터베이스를 생성한다. 이를 위해서, 세부적으로 이 편집 모듈에서 필수적으로 제공해야 할 3D 모델링 관련 기능들은 다음 표와 같이 정의한다.

Table 2. Defining functions for 3D building/facility edit module

3D 건물/시설 편집 모듈을 통하여 건물의 외부 및 내부에 대한 3D 모델링이 구축되고 나면, 이 3D 모델을 기반으로 효율적인 빌딩관제를 제공해야 한다. 이를 위해서 본 논문에서는 3D 기반 관제 모듈을 설계한다. 이 관제 모듈은 기본적으로 3D 모델 파일을 기반으로 빌딩 내부 및 외부를 표출한 후에 장비·시설물 상태 확인, 센서 및 CCTV 등의 연동 및 모니터링, 화재 등 이벤트 감지 등을 수행한다. 이를 위해서 관제 모듈은 다음 표와 같은 3D 모델링 기반 관제 기능들을 지원할 수 있도록 설계한다.

Table 3. Defining functions for 3D-based control module

3D 기반 빌딩관제를 위해서는 빌딩의 내외부에 대한 3D 모델링뿐만 아니라 빌딩에 설치된 다양한 장비 및 시설물에 대한 연동이 반드시 필요하다. 이를 위해서 본 논문에서는 장비·시설물 연계 모듈을 설계하며, 이 모듈을 통해 연동되는 각종 장비 및 시설물은 3D 기반 관제 모듈에서 효율적으로 활용이 가능하다. 장비·시설물 연계 모듈의 설계를 위해서 먼저 기존 빌딩에 설치된 다양한 설비들에 대하여 조사하였으며, 분석 결과 빌딩의 설비를 크게 소방시설, 건축기계설비, 건축전기설비, IoT 설비로 분류하였다. 이중에서 IoT 설비는 화재 등 재난이 발생할 때 유용하게 활용할 수 있는 장비로, 복합센서, 위치스케너, IP 카메라, 스트레오 카메라 등이 있다.

조사 및 분석된 다양한 장비·시설물 연계를 위하여 먼저 표준 설비 정의 및 표준 모델 정의를 하였다. 그리고 정의된 설비 표준 모델을 기준으로 표준 설비 DB 구축을 위한 논리 및 물리 DB를 설계하였다. 다음은 표준 설비 DB 구축을 위하여 설계된 물리 ERD을 보여준다.

Fig. 2. Physical ERD for building standard facility database.

주요 엔티디로는 설비_마스터(DEV_MAS), 설비_로그(DEV_LOG), 설비_명령제어(DEV_CMD), 알람_마스터(ALAM_MAS), 사용자_마스터(USR_MAS)가 있다. 설비_마스터 엔티티에는 설비_ID, 설비명, 설비_분류, 건물_ID, 공간_ID, 신호_구분 등의 속성이 정의되어 있고, 설비_로그 엔티티의 주요 속성은 값_구분인데 여기에는 가동, 비가동, 고장, 알람, 알람해제의 값을 가질 수 있다. 그리고 알람_마스터 엔티티는 알람_그룹명, 알람_구분 등의 속성이 정의되어 있으며, 사용자_마스트의 주요 속성인 사용자_구분은 방재지휘권자, 층별소방관리자, 방재요원, 소방관, 주거민, 방문자의 값을 가질 수 있다.

빌딩의 각종 장비 및 시설물 연계를 위하여 국제 통신 표준 프로토콜을 준용한 표준 I/F 설계 가 필요하며, 이를 통하여 비표준 통신 설비의 연계가 가능하게 된다. 이를 위하여 본 논문에서는 각종 설비들의 통신 프로토콜을 만족하고, 다양한 데이터 형식을 송수신할 수 있는 표준 설비통신 데이터 프레임을 설계하였다. 세부적으로 통신 성능 고려하여 데이터 프레임 최적화를 하였으며, 데이터 위변조 방지를 위하여 암호화 및 위변조 확인을 반영하였다. 또한, 보안 정책을 반영하기 위하여 인증 과정을 설계에 반영하였다. 다음 그림은 표준 설비 통신데이터 프레임을 기반으로 다양한 장비·시설물을 연동하여 시스템에서 통신을 위한 구조 및 처리 프로세스를 보여준다.

Fig. 3. Communication architecture and processing process.

Fig. 3의 통신 구조의 미들웨어에서 연계 통신을 실시간으로 처리하기 위해서 7개의 쓰레드(thread)들을 정의한다. 쓰레드 1은 클라이언트에서 보내온 패킷을 큐에 저장하고, 쓰레드 2는 명령제어 스케줄이 DB에 저장되었는지 확인하고, 쓰레드 3는 클라이언트가 보내온 송신데이터를 기록하고 완성된 전체 통신 프레임을 큐에 저장한다. 그리고 쓰레드 4는 통신데이터 프레임이 완성되면 DB에 기록하며, DB에 기록시 빠른 응답을 처리하기 위하여 쓰레드 3과 쓰레드 4를 분리하였다. 쓰레드 5는 데이터 수신 프로세스로 큐에 저장하고 NoSQL에 수신 기록 및 DB에 기록하는 일련의 과정이 끝나면 수신 응답을 보내고, 쓰레드 6은 현재 통신 데이터를 연계시스템에 보내거나 실시간 응답이 필요한 타시스템에 보내는 역할을 담당한다. 마지막으로 쓰레드 7은 접속 클라이언트 정보, 네트워크 상태 등의 현재 통신 상황을 모니터링한다.

이 장에서 설계된 빌딩관제시스템의 전체적인 모듈별 처리 흐름은 다음 그림과 같다. 먼저 3차원 건축물/시설물(형상, 속성), 평면도, 설비도면을 입력 데이터로 하여 3D 건물/시설 편집 모듈이 건물 내외부에 대하여 3D 모델링을 생성한다. 그리고 연계 모듈이 API나 SDK를 기반으로 건물의 건축기계설비, 건축전기설비 등으로부터 관련 데이터를 가져와서 DB에 저장한다. 마지막으로 3차원 기반 관제 모듈이 3D 모델을 기반으로 건물을 모니터링 및 제어를 한다. 관제를 효율적으로 지원하기 위하여 관제 모듈은 3차원 공간 레이아웃과 3차원 웹뷰어를 제공하도록 설계한다. 3차원 공간 레이아웃을 통하여 복잡한 건물 레이아웃을 직관적인 인터페이스를 통해 표현하고 항목들에 적합하게 관리가 가능하며, 각종 설비정보와 연계하여 현황정보를 관리할 수 있다. 또한 3차원 웹 뷰어를 통한 접근성 향상으로 언제 어디서나 유지관리 업무가 가능하다.

Fig. 4. Processing flow by module in building control system.

3D 모델링 기반 빌딩관제시스템을 위한 서버는 크게 배포서버, 웹서버, DB서버, 미들웨어서버로 구성하였으며, 전체적인 구조는 다음 그림과 같다. 먼저 3D 건물/시설 편집 모듈로 건물에 대한 3D 모델링 작업이 완료되면 배포 서버에 저장된다. 이때 저장되는 파일 형식은 gsd 포맷으로 공간정보 및 설비정보가 포함되며, 배포서버의 폴더는 웹서버에 가상디렉토리로 공유된다. 미들웨어서버는 기계설비, 전기설비, IoT 장비 등과 실시간으로 연계 통신을 하여 관련 정보를 가져온다. 마지막으로 DB서버는 장비·시설물 등의 정보들을 저장 및 관리한다.

Fig. 5. Processing flow by module in building control system.​​​​​​​

클라이언트와 서버 간의 동작 방식은 사용자가 특정 관제 화면을 웹서버에 요청하면, 해당되는 공간정보(*.gsd)의 캐쉬정보가 있는 경우에는 캐시를 불러와서 데이터 바인딩을 하고 최종 3차원 랜더링한 후에 클라이언트 PC에 데이터를 전송한다. 만약 캐시가 만료됐거나 없다면 gsd 파일의 정보를 읽어와서 해당 DB정보 및 설비 연계 정보와 각종 메타데이터를 로딩한다. 그리고 설비 정보의 주소 번지와 연계를 한 후에 실시간으로 설비정보가 해당 번지로 전송되고 관제 화면에서 설비 심볼이 출력된다.

4. 3D 모델링 기반 빌딩관제시스템의 구현

본 논문에서 제안한 3D 모델링 기반 빌딩관제시스템의 실현 가능성을 검증하기 위하여 앞장에서 기술한 설계를 기반으로 구현하였다. 세부적으로 Table 2와 Table 3에서 제시한 기능들을 중심으로 3D 건물/시설 편집 모듈과 3D 기반 관제 모듈를 구현하였다. 그리고 소방설비, 전기설비, IoT 설비 등의 설비 정보를 연동하는 연계 모듈을 구현하였으며, 빌딩관제시스템의 개발 환경은 다음 표와 같다.

Table 4. System development environment​​​​​​​

3D 모델링 기반 빌딩관제시스템은 기본적으로 클라이언트/서버 방식을 준용하여 구현하였으며, 전체적인 구조는 다음 그림과 같다. 클라이언트는 크게 PC와 모바일로 분류되는데 PC 클라이언트에서는 주로 3D 건물/시설 편집을 담당하며, 여기서 처리된 편집 결과는 서버에 의해서 저장 및 관리된다. 이 과정을 통하여 건물의 3D 모델링이 완료되면 PC 클라이언트의 관제 모듈에 의해서 건물에 대한 모니터링 및 제어를 할 수 있다. 기본적으로 클라이언트는 웹 브라우저에 의해 구동되는데, 사용자 권한에 따라 기능별로 차이를 두어 표시한다. 모바일 클라이언트에서는 디바이스의 한계로 인하여 관제 모듈만 구동할 수 있게 하였으며, 이를 위하여 모바일 공간도면 뷰어를 제공한다.

Fig. 6. Client/Server architecture for building control system.​​​​​​​

먼저 3D 건물/시설 편집 모듈을 이용하여 빌딩의 3D 모델 구축을 위해서는 먼저 기존의 3D 도면 및 BIM 건물데이터를 불러온 후에, 이를 통하여 구축된 3D 모델에 대하여 편집 과정을 수행하는 것이 필요하다. 세부적으로 내부 공간 설계 및 편집, 설비 심볼 배치, 심볼 속성에 설비 정보 및 연계 ID(주소/번지) 등을 수행한다. 다음 그림은 빌딩의 3D 모델 구축 및 편집하기 위하여 구현된 화면을 보여준다. 세부적으로 이 편집 모듈에서는 작업을 효율적으로 진행하기 위한 최신 사용자 인터페이스와 2차원 및 3차원 장면을 제공하고 있다. 또한 장비, 시설 등에 대한 표준 라이브러리의 분류 및 관리를 제공한다.

Fig. 7. 3D building/facility edit screen. (a) 3D building exterior edit, (b) 3D building interior edit (c) building facility symbol mapping.​​​​​​​

3D 건물/시설 편집 모듈을 통하여 건물의 외부 및 내부에 대한 3D 모델이 구축되고 나면, 이 3D 모델을 기반으로 효율적인 빌딩관제를 제공해야 한다. 이를 위해서 3D 기반 관제 모듈에서는 3D 모델로 구축된 빌딩 내부에 소방시설, 기계설비, 전기설비뿐만 아니라 IP 카메라, 복합센스 등의 IoT 설비의 위치를 3D 모델에 맵핑하기 위한 화면은 다음 그림과 같다. 특히, IP 카메라와 같은 IoT 설비는 긴급 상황 등이 발생하였을 경우 발생 장소에서 제일 근접한 CCTV와 연계하여 현장 상황을 모니터링 및 대처할 수 있다.

Fig. 8. Mapping screen of equipment and facility. (a) mapping initial screen, (b) equipment mapping complete screen.​​​​​​​

3D 기반 관제 모듈은 기본적으로 Unity3D를 이용하여 웹 페이지에 빌딩의 3D 모델이 가시화되도록 구현하였다. 3D 모델을 기반으로 한 관제를 위해서는 3D 기반 관제 모듈을 이용하여 빌딩의 3D 모델에 매핑된 IP 카메라, 복합센서 등의 IoT 장비를 이용하여 효율적인 모니터링을 할 수 있다. 세부적으로 화재 등의 이벤트가 발생되었을 때 복합센서를 이용하여 사고 발생 지점을 인식하여 화면상에 해당 위치를 깜빡거린다. 그리고 화재 발생 위치에 3D 모델과 매핑된 CCTV를 통하여 모니터링된 화면을 보여준다.

Fig. 9. Monitoring screen through CCTV connection. (a) building exterior monitoring, (b) building interior monitoring.​​​​​​​

본 논문에서 설계 및 구현한 3D 모델링 기반 빌딩관제시스템은 기존 빌딩관제시스템과는 여러 가지 차별성을 가진다. 먼저 3D 모델링 기술을 활용하여 평상시 및 재난시에 현장의 상황을 빠르게 파악할 수 있다. 즉, 기존 2D 관제에서 유사 설비 및 평명공간에서의 관제의 한계를 벗어나 3차원 공간에서 종합적인 관제가 가능할 뿐만아니라 관련 설비 및 연계 설비 종합적으로 관제가 가능하다. 그리고 기존 빌딩관제시스템에서는 빌딩 설비의 통신 프레임이 상이하고 프토토콜이 호환되지 않아 연계의 어려움이 발생하였다. 본 논문의 시스템에서는 필수 표준 설비를 분류하고 설비의 데이터 특성에 맞게 통신 프레임을 설계 및 구현하여, 연계 표준과 데이터 표준을 확립하여 향후 설비 연계 및 빅데이터 분석을 용이하게 할 수 있다.

5. 결론

최근에 빌딩들이 점점 고층화 및 대형화되고 있으며, 이로 인하여 화재 등과 같은 재난이 발생할 경우에 대규모의 인적 및 물적 피해가 예상된다. 따라서 초고층 빌딩 등과 대형 건물에서는 보안이나 소방 등을 위한 관제가 필수적이지만, 이러한 대형 건물들은 내부가 매우 복잡하기 때문에 단순한 평면 위주의 관제보다는 3D 모델링을 기반으로 한 입체적인 관제가 필요하다. 이를 위해서 본 논문에서는 3D 모델링 기반으로 한 빌딩관제시스템을 설계 및 구현하였다. 세부적으로 빌딩의 3D 모델링을 위한 3D 건물/시설 편집 모듈, 빌딩 관제를 위한 3D 기반 관제 모듈, 그리고 소방설비, 전기설비, IoT 설비 등의 설비 정보를 연동하는 연계 모듈를 설계하였고, 이 설계를 기반으로 3D 모델링 기반 빌딩관제시스템을 구현하였다.

향후 연구에서는 구현된 3D 모델링 기반 빌딩관제시스템의 기능 및 성능 검증을 검증하고자 한다. 또한, 빌딩 내부에 있는 소방시설, 건축기계설비, 건축전기설비, IoT 설비를 완벽하게 연동하기 위하여, 각종 설비들의 통신 프로토콜을 만족하고 다양한 데이터형식을 송수신할 수 있는 표준 설비 통신데이터 프레임에 대한 연구를 추가적으로 수행하고자 한다.