• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.699-706
• /
• 2015

건설공사에서 토공작업은 구조물이 시공될 공간을 만드는 중요한 역할을 한다. 토공작업을 위해서는 다수의 장비조합이 필요하다. 이러한 장비들은 토공작업에 투입되어서 상호간에 협업을 통해서 성토 또는 절토와 운반의 역할을 수행한다. 본 연구의 목적은 토공작업에 투입된 건설장비 간 정보 인터페이스를 활성하기 위해서 필요한 프로토타입을 개발하는 것이다. 연구목적을 달성하기 위해서 본 연구에서는 토공작업에 투입된 건설장비 간 정보 인터페이스를 분석하고, 속성정보를 사용하여 데이터 모델링했으며, 모델링 결과를 기반으로 건설장비 협업체계를 지원하기 위한 건설정보 인터페이스 프로토타입을 제시했다. 프로토타입 결과를 살펴보면 일반적인 토공작업시 처리되는 일반적인 정보뿐만 아니라 장비와 장비간 정보 인터페이스를 표현하여 작업효율을 높일 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국측량학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.279-288
• /
• 2021

In the era of the 4th industrial revolution, smart construction, in which new technologies such as UAV (Unmanned Aerial Vehicle) are fused, is attracting attention in the construction field. However, the method of estimating earthwork volume using DEM generated by UAV survey according to practical regulations such as construction design guidelines or standard product counting is not officially recognized and needs to be improved. In this study, different types of UAV were measured and DEM was obtained using this data. The DEM (Digital Elevation Model) thus obtained was analyzed for changes in the amount of earthworks according to the size of the GSD (Ground Sample Distance). In addition, the amount of earthwork by DEM and the amount of earthwork by existing design drawings were compared and analyzed. As a result of the study, it was suggested that images with a GSD of 5cm or less are effective to generate a high-quality DEM. Next, as a result of comparing the earthwork volume calculation method using DEM and the earthwork volume based on the existing 2D design drawings, a difference of about 1% was shown. In addition, when the design earthwork amount calculated by the double-section averaging method was compared with the designed earthwork amount using DEM data by UAV survey, a difference of about 1% was found. Therefore, it is suggested that the method of calculating the amount of earthworks using UAV is an efficient method that can replace the existing method.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권2D호
• /
• pp.171-179
• /
• 2010

본 연구에서는 토목 설계 엔지니어링에서 공사비 산출에 50%이상을 차지하는 토공 공종 분류 및 수량산출을 위한 스케치 도면 요소의 위상 자동 추출 및 토공 형태 패턴 자동인식 모델을 제시하였다. 이를 위해 횡단면도에서 자동으로 폐영역을 인식해 vertex(정점), edge(모서리), face(면)로 위상요소를 추출하고, 각 위상요소간의 관계를 자동 설정할 수 있도록 알고리즘을 연구하였다. 이 위상구조를 이용해 형태 패턴을 수학적으로 정의하고 형태를 자동 인식할 수 있는 모델을 제안하였다. 연구 결과로 기존 토공엔진에서 처리하기 어려웠던 토공 형태도 토공 형태 패턴 모델을 확장함으로써 쉽게 처리할 수 있었으며, 횡단면도에서 수량을 산출할 수 있는 일반적인 형태 패턴 인식 모형을 얻을 수 있었다. 개발된 모형을 이용한다면, 토목에서 다양한 분야의 토공 분류 및 수량 산출 업무를 자동화해 비용을 줄이고 수량 산출의 정확도는 높일 수 있다고 판단된다.

• 한국BIM학회 논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.8-15
• /
• 2017

Building Information modeling is playing an important role in transforming the construction industry. It helped the industry with better visualization, minimum design errors, and excellent planning of the construction activities. Time and cost saving can be effectively achieved by using BIM for any construction project. It improves information exchange between all the project stakeholders. However, the development of earthwork 3D BIM is still underway and has not been fully implemented yet. This paper presents the study of a complete process for Earthwork BIM design using Autodesk Civil 3D. A real site road construction project is used as a case study to explain the process of earthwork modeling, starting from laser scanning to 3D model. Quantity take off calculation is very important part of any road construction project so during this study earthwork volume from two 3D earthwork model is calculated. The results obtained through this study will be the basis for future work which has been concluded in this paper.

• 한국BIM학회 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.56-62
• /
• 2018

There exists no precedented case of quantity take-off, using parametric modeling, from BIM-based irregular structures. Civil 3D provides earthwork quantity take-off based on surface modeling. Generally, designers should enter data into the specification additionally after extracting quantity estimation from earthwork modeling design. The objective of this report is to suggest the method from quantity take-off to specification of BIM-based earthwork quantities. We intend to investigate earthwork take-off method by Civil3D and explain why parametric information extraction is required for quantity estimation and specification and how information of earthwork quantity based on solid and surface modeling is connected to open quantity take-off module. It is highly expected that this suggestion would be the practical methodology of earthwork quantity take-off and specification in the field of civil engineering.

• 국제학술발표논문집
• /
• The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
• /
• pp.409-416
• /
• 2020

This paper proposes a study measuring productivity improvement by using a type of technology called "Machine Guidance" through work sampling in earthwork. Earthwork is the activity typically on the critical path, indicating that productivity for the activity is critical for managing schedule on time. Thanks to the development of sensing and information system technologies, productivity for earthwork has been improved. While there have been many studies investigating the application of a certain type of technology to earthwork, few studies have measured the productivity improvement and presented how the technology leads to productivity improvement. Based on the thorough literature review, it is hypothesized that Machine Guidance contributes to improving productivity of earthwork by reducing indirect workhours spent for information waiting and inspection. In addition to the literature review, this paper presents a research model to test the hypothesis by using the work sampling technique. By proving and quantifying the productivity improvement from the technology use, this study can help practitioners justify the investment for technology use, which will contribute to the deployment of technology and more effective execution of earthwork.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.1-8
• /
• 2011

도로 공사나 토지 공사에서 대규모 절성토 개발 시 설계되는 토량이동계획에서 호수나 습지와 같이 이동불가능한 제척지를 고려해 최적 토량이동 경로 계산 알고리즘을 제안한다. 대규모 절성토 내 토량의 이동계획 수립은 운반단가에 많은 영향을 미치므로 사전에 토량이동계획을 수립해야한다. 선형계획법을 이용한 토량이동 최적화에 대한 연구는 있었으나 이동불가능한 제척지에 대한 영역을 고려한 토량이동 최적화에 대한 연구와 시스템 구현은 없었다. 대부분의 경우는 설계자가 제척지를 고려해 수작업으로 토량이동경로를 조정하고 있다. 본 논문에서 제시한 모델은 먼저 제척지 영역을 평면다각형 위상정보로 변환한 후 $A^*$알고리즘을 이용하여 여러 가시점 경로를 계산한다. 이 경로에 선형계획법을 이용하여 토량이동 최적화를 위한 최소비용 경로를 얻는다. 본 논문에서는 최적 토량이동 설계시스템을 실현함으로써 제시한 모델의 타당성을 입증한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제37권1호
• /
• pp.167-174
• /
• 2017

토공작업은 자연지반을 정지하거나 터파기를 통해서 구조물을 설치하기 위한 공간을 제공한다. 대규모 건설공사의 경우 토공작업은 굴삭기, 도저, 덤프트럭 등 대형장비가 투입되며, 장비와 장비간 그리고 토공작업에 투입되는 관리자간 인터페이스(interface)가 발생된다. 따라서 토공작업의 효과를 높이기 위해서는 건설장비 조종원간 커뮤니케이션(communication)이 필요하며, 토공작업의 프로세스를 분석하여 커뮤니케이션을 향상시켜야 한다. 본 연구는 건설공사의 토공작업 프로세스를 분석하고, 스마트 글래스 기술을 적용하여 커뮤니케이션 효과를 높이는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 프로세스 다이어그램을 사용하여 토공작업을 모델링 했으며, 토공작업 프로세스 상에서 생성되는 데이터에 대한 클래스 다이어그램을 작성했다. 또한 토공작업에서 생성되는 데이터를 저장하고 재사용하기 위해서 데이터베이스가 구축되었다. 최종적으로 스마트 글래스 기술을 적용하여 토공작업 중 데이터 인터페이스 효과를 높이기 위한 프로토타입이 개발됐다. 프로토타입 개발 결과 스마트 글래스는 수신호, 경적소리 등 단순한 데이터 전달방식을 벗어나서 토공작업에 참여하는 관리자와 건설장비 조종원간 지속적인 의사소통이 가능하게 할 것으로 평가된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2016년도 춘계 학술논문 발표대회
• /
• pp.162-163
• /
• 2016

This paper presents a mathematical model for optimizing earthwork allocation plan that minimizes earthwork cost. The model takes into account operational constraints in the real-world earthwork such as material-type (i.e., quality level of material) and quantities excavated from cut-sections, required quality of material and quantities for each embankment layer, top-down cutting and bottom-up filling constraints, and allocation orders. These constraints are successfully handled by assuming the rock-earth material as the three dimensional (3D) blocks. The study is of value to project scheduler because the model identifies the optimal earth allocation plan (i.e., haul direction (cut and fill pairs), quantities of soil, type of material, and order of allocations) expeditiously and is developed as an automated system for usability. It is also relevant to estimator in that it computes more realistic earthworks costs estimation. The economic impact and validity of the mathematical model was confirmed by performing test cases.

• 한국측량학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.277-283
• /
• 1995

본 논문에서는 수치지형모델을 이용한 토공량 계산에서 격자간격지형의 보간방법, 토공양 산정방식 토공량의 정확도에 어떻게 영향을 주는 가를 연구하고자 하였으며, 이를 위하여 수치보험을 하였다. 우선 l0m간격의 정규격자로 구성된 지형의 수치모델에 대하여 이동평균법(Moving average)을 사용하여 2m, 5m, 10간격으로 보간 하였으며, 보간된 각 지형에 대해 양단면평균법, 중앙단면법, 각주공식, 심프슨 공식을 사용하여 토공량을 산정하였다. 이들 방법을 비교분석한 결과 이동평균법을 사용한 결과는 보간 방법에서는 1차식이, 토공량 계산방법에서는 양단면 평균법과 중앙단면법보다 각주공식과 심프슨 공식에서 정밀한 결과를 얻었다.