• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.437-451
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• 2012

최근 3차원 레이저 스캐너는 토목 분야의 적용에 관한 다수의 연구가 수행되고 있으며, 연구 분야 역시 터널 및 교량, 토공량 산정, 시공검측, 암반절리 측정 등 여러 분야에서 이루어지고 있다. 그 중 터널 시공 시 여굴량 및 미굴량을 산정함에 있어 3차원 레이저 스캐너를 활용하는 연구가 점차적으로 이루어지고 있으며, 지금까지의 연구는 스캔 데이터와 2차원 CAD 도면과의 비교를 통해 여굴량 및 미굴량을 산정하는 방식으로 이루어 졌다. 그러나 터널이 비교적 단순한 형상의 구조물이라 하더라도 3차원 형상의 구조물로 정확한 여굴량 및 미굴량을 산정하기 위해서는 3차원적인 비교가 필요하다. 본 연구에서는 3차원 레이저 스캐너로 획득한 스캔 데이터와 3차원 설계 모델링인 BIM을 활용하여 시공시 발생하는 여굴량 및 미굴량을 산정하는 시공오차 평가 프로그램을 개발하였으며, 이를 위한 효율적인 스캔 데이터의 처리 프로세스를 제안하였다. 또한 실제 현장에 3차원 레이저 스캐너를 적용하여 시공오차를 산정하였으며, 프로그램의 성능을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.269-278
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• 2018

국내 BIM기술은 건축공사를 중심으로 적용되고 있으나, 최근 정부에서 인프라시설물 BIM적용 의무화를 검토하고 있으므로 토목공사까지 급속히 확대 적용될 것으로 예상된다. 인프라시설물은 광범위한 수평적 공간에서 공정이 진행되므로 BIM기술의 적용은 설계단계의 간섭관리보다는 시공단계의 공정관리 등 사업관리 전반에서 더욱 활용성을 갖게 된다. 4D CAD시스템은 시공단계의 공정관리에 적용되는 대표적인 BIM기술이나 실무적으로 활용할 수 있는 기능의 부족으로 실제 프로젝트에 적용되는 사례는 제한적이다. 본 연구에서는 상용화된 대표적인 4종류의 4D CAD시스템의 기능을 비교분석하여 프로젝트 특성별 선택 기준을 제공하고 실무적 활용성을 갖기 위해 개선되어야 할 기능을 분석하였다. 기능 분석결과로서 시스템별 장단점을 제시하였으며 시스템별 특성 분석으로 사용자의 활용 편리성을 제시하였다. 또한 토목시설물에 적용 가능한 기능 개선을 위하여 선형 4D시뮬레이션 방법론을 개발하여 인프라 시설물의 시공단계 BIM으로 활용성을 높일 수 있는 방안을 제시하였다. 철도 및 도로시설 공사에서 토공, 교량, 터널 등의 대부분 공정들은 수평적 공간에서 거리 축에 따라 작업이 진행된다. 따라서 단순히 기존 Gantt chart 방식의 4D 표현방법보다는 거리 축에 따라 공정이 표현되는 선형 4D 시뮬레이션 방법이 보다 실무적으로 도움이 될 수 있다.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.61-69
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• 2022

Earthmoving operations account for approximately 25% of construction cost, generally executed prior to the construction of buildings and structures with heavy equipment. For the successful completion of earthwork projects, it is crucial to constantly monitor earthwork equipment (e.g., trucks), estimate productivity, and optimize the construction process and equipment on a construction site. Traditional methods however require time-consuming and painstaking tasks for the manual observations of the ongoing field operations. This study proposed the use of a GPS sensor embedded in a smartphone for the tracking and visualization of equipment locations, which are in turn used for the estimation and simulation of cycle times and production rates of ongoing earthwork. This approach is implemented into a digital platform enabling real-time data collection and simulation, particularly in a 2D (e.g., maps) or 3D (e.g., point clouds) virtual environment where the spatial and temporal flows of trucks are visualized. In the case study, the digital platform is applied for an earthmoving operation at the site development work of commercial factories. The results demonstrate that the production rates of various equipment usage scenarios (e.g., the different numbers of trucks) can be estimated through simulation, and then, the optimal number of tucks for the equipment fleet can be determined, thus supporting the practical potential of real-time sensing and simulation for onsite equipment management.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.601-610
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• 2018

건축공사는 제한된 공간에서 수직적으로 반복 작업이 진행되므로 공정관리에서 작업의 위치 정보에 대한 필요성이 크지 않다. 반면에 도로 및 철도시설과 같은 토목공사는 다량의 토공사, 장대교량, 장대터널 등으로 구성되며, 이러한 공종들은 수 십 KM에 이르는 선형축에 따라 수평적 공간에서 작업이 진행된다. 즉, 모든 공정들이 사업의 시점부터 종점까지 거리단위로 작업 현황이 관리되므로, 공정관리 도구에서도 작업 일정과 함께 해당 공정의 위치정보를 연동하여 표현하는 것이 사업관리의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 이러한 선형축 기반의 시설물 공정관리에 특화된 선형공정표 구성방법론을 구성하여 기존의 대표적 공정표인 간트공정표와 비교하여 활용성을 분석한다. 또한 최근 시공단계의 대표적 BIM기술로 적용되고 있는 4D CAD시스템에 선형공정표의 연동 방법론을 제시하여 토목공사에 BIM활용성을 높이고자 하며, 제시된 방법론에 대해 통계학적 검증으로 실무 활용성을 분석한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.85-94
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• 2022

건설산업은 생산성, 인력, 산업재해 측면에서 어려운 과제에 직면해 있다. 4차 산업혁명과 함께 다양한 첨단기술이 대두되면서, 건설분야에서는 이런 문제들을 첨단기술을 활용해 해결하려 노력하고 있다. 그 일환으로 다수 및 다종의 건설장비가 투입되는 토공현장에서 생산성과 안전성을 높이기 위한 건설장비 관제시스템을 개발하고 있는 중이다. 건설장비 관제시스템은 건설장비의 이동경로를 최적화해 생산성을 높이는 기능이 필수이다. 트럭의 현장 내 이동경로를 최적화하려면, 가설도로 위치를 최적화해야만 한다. 하지만 현재 가설도로의 품질에 관한 사항만 규정되어 있을 뿐, 효율적인 방식으로 가설도로의 위치를 결정하는 정형화된 프로세스는 없는 상황이다. 이에 본 논문에서는 현장조사와 면담/설문조사를 통해 가설도로의 위치결정과 관련된 요소 및 그 중요도를 파악한 뒤 이를 기반으로 가설도로의 위치 결정을 위한 방법론을 제시하였다. 이후 사례연구를 통해 해당 방법론이 토공작업의 생산성 향상에 도움이 됨을 확인하였다.