• 한국해양공학회지
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• 제16권4호
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• pp.19-24
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• 2002

항만공사같은 대규모의 매립공사에서 토공작업은 총공사비의 상당한 비중을 차지하므로 경제적인 시공을 위하여 절.성토량은 정확하게 계산되어야 한다. 따라서 본 연구는 주어진 3차원 표고데이터를 지나는 스플라인 곡면을 구하는 알고리즘을 제시함으로써 좀더 정확한 토공량 계산식의 결정을 목표로 한다. 스플라인에 대한 흥미로운 수학적 결과는 무척 많지만 본 연구에서는 스플라인 곡면을 기술하고 또, 그것을 이용하여 토공량 계산을 위한 알고리즘개발을 목표로 하기 때문에 알고리즘과 프로그래밍에 필요한 수학적 내용을 기술하며 그 수치적 계산결과는 Maple 프로그램을 이용하였다. 그리고 정확도를 비교하기 위하여 기존의 방법인 선형점고법, Chamber법, Chen과 Lin의 이론을 컴퓨터프로그램하여 본 연구에서 제시된 방법과 정확도를 비교, 분석한다. 아울러 각 이론식의 결과에 대한 보다 정확한 검사를 위하여 x, y 함수식을 이용한 실험지형을 인위적으로 만들었으며 그 때의 값을 기준값으로 하였다. 따라서 실험수치지형에 대한 기준값이 절대값에 가까우므로 각 토공량식들의 오차규명을 보다 명확하고 확실하게 비교할 수 있도록 하였다.

• Spatial Information Research
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• 제18권5호
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• pp.143-161
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• 2010

본 연구에서는 3차원 지형공간정보를 기반으로 한 정밀한 토공량 모델링을 통해 토목 건설공사의 효율성을 향상시키기 위한 토공량 계산 프로그램인 EWS 프로그램을 개발하였다. EWS 프로그램은 LiDAR DEM을 이용한 정확한 토공량 계산과 건설장비의 단위 작업량을 기반으로 한 토공 공정계획수립이 가능하도록 개발되었다. 또한 계산된 결과를 건설현장에서 보다 직관적인 이해하고 이에 따른 분석 결과를 쉽게 공유할 수 있도록 하기 위해 Google Earth를 이용한 3D 가시화도 지원이 가능하다. 개발된 프로그램의 현장 적용성 검증을 위해 DAS 프로그램과의 토공량 계산 결과 및 토공 이동계획을 비교하였으며, 검증을 위한 대상지역으로 경기도 포천시 신북면 일원의 신포천 변전소 건설현장을 선정하였다. 최종적인 비교 결과, 본 연구에서 개발된 EWS 프로그램을 이용하는 경우 정밀한 3차원 지형공간정보를 통해 정확한 토공량 계산이 가능하며, 보다 합리적인 토량 이동계획 및 토공작업의 수립할 수 있어 건설현장에서의 생산성 향상 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.197-204
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• 2007

현재 건설산업 현장에서 나타나는 숙련공 부족 현상, 고령화 문제, 안전상의 문제로 인한 노무 생산성 저하, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 품직 확보의 어려움 및 시공기술 경쟁력의 약화는 국내 건설산업이 해결해야 할 필수적인 당면과제이다. 한편 위험${\cdot}$유해한 작업환경에서 운용되는 토공장비나 매립지에서의 다짐 및 복토공사, 지뢰 및 폭탄 등에 의한 폭발의 위험이 있는 장소에서의 토공작업, 극한지 공사와 같은 환경에서의 공사수요도 점차 늘어가고 있다. 이와 같은 상황에서 토공의 생산성, 품질 및 안전도를 확보하기 위해서는 지능화된 자동화 장비를 이용하여 효율적으로 작업을 수행할 수 있도록 해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지능형 굴삭시스템의 개발을 통하여 작업현장의 안전성을 제고하고 품질, 생산성 및 채산성을 향상시키고 선진외국에 비해 보다 진보되고도 경제성 확보가 가능한 건설 자동화 기술의 구현과 기술개발을 통해 국내 건설산업에 있어 새로운 Market Sector의 창출하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4D호
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• pp.433-442
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• 2010

최근 기능 인력의 건설현장 기피 현상으로 인해 숙련된 기능을 지닌 인력 양성이 더욱 힘들어지고 있으며 이에 대한 해결책으로 건설장비의 자동화 및 정보화 기술이 대두되고 있다. 특히 주로 기계화로 시공이 수행되는 토공은 도로, 공항, 단지조성등과 같이 대부분의 토목 및 건축 공사에 필요한 가장 기본적인 작업이며 굴삭기는 이런 작업에서 범용으로 활용되어 이른바 '지능형' 굴삭기의 필요성 두드러지고 있다. 지능형 굴삭기는 기능공이 탑승하지 않은 채 원격 또는 자동으로 전반적인 토공 작업을 수행할 수 있는 굴삭기를 일컫는다. 본 연구는 지능형 굴삭기 개발을 위한 요소기술로서 굴삭 작업자의 노하우를 반영하여 자동적으로 굴삭기 이동경로를 생성하기 위한 방법론을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 수학적인 최적화 관점에 국한하지 않고 현장에서 굴삭기 운전자의 주된 의사결정 요소로 파악된 이동거리, 자연배수 방향, 굴삭방향의 연속성의 중요도를 반영하여 최적의 이동경로를 생성시켰다. 굴삭기가 작업하는 전체 구간을 단위 셀로 나누고, 셀들에 의하여 생성된 네트워크와 셀간 이동비용을 입력값으로 하여 몇 가지 네트워크 탐색 알고리즘을 사용하여 소비용의 이동경로를 파악하도록 하였다. 본 연구에서 제시된 방법론은 실제 현장에서 굴삭기 운전자가 작업을 하기 위하여 의사결정을 하는 요소를 반영하여 굴삭기의 이동경로를 결정함으로 인해 현장 적용성을 높였다는 데 그 차별성과 의미가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.363-375
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• 2013

오늘날 숙련된 굴삭기 운전자의 부족현상은 갈수록 심화되고 있으며, 자원개발 및 새로운 생활공간 창출 등을 목적으로 운전자가 접근하기 어려운 극한환경에서 토공작업의 필요성이 증가함에 따라 전 세계적으로 토공완전자동화를 위한 무인화 굴삭로봇 개발의 노력이 경주되고 있다. 국내에서도 지난 2006년 말부터 국토해양부 건설기술혁신사업의 일환으로 '지능형 굴삭시스템' 연구단을 구성하여 연구를 지속하고 있다. 본 논문에서는 지능형 굴삭시스템의 작업계획생성시스템이 갖추어야 할 세부요소기술 중, 굴착작업의 위치, 범위, 목표, 순차 등 굴삭로봇의 운용단위 작업명령정보를 생성하기 위한 정보화단위를 제공하는 로컬영역설계모듈의 연구개발내용에 대하여 설명한다. 로컬영역의 설계는 굴삭로봇의 제원, 작업메커니즘, 휴리스틱 및 구조적안전성 등 여러 영향요소가 고려되어야 안전하고 효율적인 굴착작업을 보장하는 작업계획을 생성할 수 있다. 따라서 로컬영역의 설계요소를 분석하기 위하여 현장조사를 통한 개념적 설계를 수행하고, 상세설계를 통해 설계변수를 도출하였으며, 휴리스틱 및 구조적 해석요건을 만족하도록 설계내용을 정량화하였다. 마지막으로 로컬영역설계모듈을 개발하기 위한 알고리즘을 구축하고, 개발된 모듈을 검증하였다.

• 한국측량학회지
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• 제8권1호
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• pp.41-50
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• 1990

본 연구는 토목공사의 중요한 부분을 차지하는 토공 작업의 토공량 결정 방법에 대한 효율성을 분석하기 위해 자료 획득 방법에 따른 토공량 정확도 분석과 수치지형모델의 보간법 적용에 따른 정확도 분석을 통해 사진 측량에 의한 토공량 결정의 타당성을 입증하고 효용성을 증대시키는 데 목적이 있다. 본 연구의 결과 분석을 통해 단면법을 이용하는 자료 획득 방법에서는 심프슨 제 2 공식과 각주 공식을 이용하는 것이 정확도가 좋았으며, 수치지형모델에서는 지형에 맞는 두 가지 이상의 보간법을 적용하므로서 토공량의 정확도가 향상됨을 알 수 있었다. 따라서, 항공사진을 이용하는 수치지형모델에 의한 방법이 효율적임이 입증되었다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2016년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.275-276
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• 2016

토공 작업현장의 정확한 계측을 위해 3차원 스캐너(Terrestrial Laser Scanner, TLS)의 이용이 점차 확대되고 있으며, 스캐너를 통해 취득한 원지형 디지털 정보를 건설기계 장비 자동화를 위한 기초자료로 활용하는 연구가 이루어지고 있다. 3차원 지형정보를 취득하기 위해서는 현장측정 및 후처리작업이 필요하며, 현장측정과 후처리를 위한 방법 선택에 따라, 측정 정밀도 및 소요시간이 달라진다. 본 연구에서는 최적 스캐닝 플랫폼 구축을 위해 현장측정 및 후처리 방법에 따라 변화하는 정밀도 및 생산성을 계측 분석하는 방법을 제안하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.73-79
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• 2006

그래픽 시뮬레이션은 건설공사의 시공계획을 위해서 매우 유용하게 쓰일 수 있으나, 토공과 같이 비정형의 물체를 다루는 경우에는 그래픽 시뮬레이션의 적용에 한계를 갖게 된다. 이러한 경우에는 사용 장비의 작업시간, 대기시간, 작업용량 등의 수치적 데이터에 근거하여 공정 전체의 생산성에 대한 분석을 수행하게 되는 수학/통계적 시뮬레이션이 그 장점을 보이지만, 프로세스 모델 구축의 어려움, 수치적 시뮬레이션 결과의 신뢰성 확보 문제 등으로 건설 분야에서의 활용이 매우 제한되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 비정형 물체를 다루는 공사인 토공작업에 대한 시각화를 건설공사에 주로 사용되는 수학/통계적 시뮬레이션인 불연속사건 시뮬레이션(Discrete Event Simulation) 프로그램들의 출력을 분석하여 작업시간, 대기시간, 운반물량 등에 대한 수치적 결과를 건설작업의 그래픽 시각화로 표현하였다. 이를 통하여 건설공사의 시공계획 시에 시뮬레이션을 활용하면 사전에 시공과정을 수행하여 봄으로써 최적의 건설장비 및 공법을 선택하여 효율적으로 운용하게 함이 가능함을 입증하고자 하였다.

• 한국측량학회지
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• 제26권6호
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• pp.625-631
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• 2008

대규모의 토목공사에서 토공량의 확인은 공사비 산정의 적정성 여부와 직결되는 매우 중요한 검토항목 중 하나이다. 이러한 토공량을 정확히 산정하기 위해서는 정밀한 측량이 요구되고 있으나, 대규모 토공공사가 수행되는 시공현장에서는 토털스테이션과 같은 광학식 장비를 사용하여 토공량 확인측량을 실시하므로 관측시간이 과다하게 소요되고 이로 인하여 작업일수가 부족해져 정밀한 측량을 수행하지 못하는 사례가 빈번히 발생하게 되는 것이 현실이다. 이러한 사안은 후일 토공사 시공시 토사 반출입량의 정산문제로 발주자와 시공자간의 분쟁을 야기하는 등 현장에서 많은 문제점을 발생시키게 된다. 본 연구에서는 토털스테이션 등의 기존의 측량방법에 의해 토공량 확인측량을 실시하는 것과는 달리 VRS-RTK 측량기법에 의한 새로운 기법을 채택하여 신속하고 정확한 측량이 가능하도록 하는 기법을 고찰하였다. 본 연구에서 제시한 VRS-RTK 시스템은 소수의 인원으로 원지반의 3차원 좌표를 높은 밀도로 신속하게 관측하는 것이 가능하며, 이 기법은 제한된 시간 내에 정확한 토공량을 산출할 수 있는 가장 경제적인 측량기법 중 하나라는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1609-1623
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• 2014

최근 건설분야에 적용될 수 있는 자동화 시스템 개발을 위한 연구가 많이 수행되고 있다. 자동화 기술 적용시 효과가 높은 공종 중에서 건설기계의 의존도가 높고, 건축 및 토목공사에서 기본 공종인 토공을 대상으로 연구가 진행되어 왔다. 공사현장의 모델을 구축하여 자동화 시스템이 토공계획을 수립할 수 있는 기술과 단일 건설장비가 주어진 정보와 환경을 인지하여 작업을 수행할 수 있도록 하는 기술이 개발되었다. 자동화 토공시스템이 현장에 적용되기 위해서 해결되어야 할 문제들이 여전히 많이 있지만, 그중에서 중요한 한 가지가는 다수 및 다종의 건설장비들이 협업작업을 수행할 수 있도록 하는 기술을 제공해야만 하는 것이다. 본 연구에서는 사람들의 협업시스템과 의사결정 방법을 모방한 건설시공 시스템을 개발하는 것을 목표로 하고 있으며, 시스템 개발을 위하여 인공지능 분야에서 사용하고 있는 멀티에이전트 개념을 적용하였다. 멀티에이전트 기반 시스템 개발을 위하여 에이전트의 구성과 기능을 제안하고 있으며, 에이전트간 협업 및 중재를 위한 프레임워크를 제시하였다. 그리고 투입되는 건설장비인 다수의 굴삭기와 다짐장비의 효율적인 진로계획과 협업작업시 간섭효과의 최소화 및 중복작업 방지를 위한 방안도 제시하였다. 아직은 이론적인 개념을 제시하고 있는 단계로 가상 시뮬레이션에 의하여 효과를 검증하고 있으나, 추후에는 물리적인 시스템의 구축을 통하여 현장에 적용하기 위한 실증연구를 수행해야 할 것이다.