• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2010년도 춘계 학술논문 발표대회 1부
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• pp.201-205
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• 2010

Earthwork is an essential initial work discipline in construction projects and open to significant impacts of several factors such as weather, site conditions, soil conditions, underground installations and available construction machinery, calling for careful planning by managers. However, selection and combination of construction machinery and equipment for earthwork still depends on experience or intuition of managers in construction sites, with much room left for proper management in terms of cost, schedule and environmental load control. This research aims to analyze the performance of earthwork equipment and establish relations among various factors affecting a model for optimizing selection and combination of earthwork equipment as a precursor to the development of such model. We expect the conclusions herein to contribute to optimizing selection and combination of earthwork equipment and provide basic inputs for the development of applicable model that can save costs, reduce schedule and mitigate environmental load.

• 국제학술발표논문집
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• The 6th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.245-247
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• 2015

The Building Information Model (BIM) is gaining wide popularity in the construction industry. This attempt is, however, limited to a predefined operation of structural facilities. The application of BIM can be extended to include undefined operations in earthwork construction. The objective of this paper is to introduce the concept of an earthwork BIM environment that is currently under development in the Construction System Laboratory at Pusan National University. First, this paper defines the concept of earthwork BIM. Second, it discusses the key aspects of earthwork BIM, including 1) geographical information, 2) equipment configuration, and 3) equipment position. In the future, the 3D BIM environment will be tested at an actual construction site to determine its applicability, and it will be extended to include construction equipment such as bull dozers and pay loaders.

• 국제학술발표논문집
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• The 6th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.673-673
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• 2015

Earthwork is an operation that provides space for structures, and it takes up a large portion of the construction costs in a construction project. In large-scale earthwork, numerous types of construction equipment are used in the operation. The types of equipment should be selected based on the field conditions and the construction methods. These construction vehicles are constantly changing positions during the earthwork operation. Therefore, the equipment operators require effective communication to ensure the efficiency of the earthwork operation. All equipment operators should exchange information with the other equipment operators. Information should be exchanged continuously to support decision making and increase productivity during the earthwork operation at the construction site. This paper investigates the attributes required for an information interface between construction vehicles during an earthwork operation. This paper 1) discusses the importance of an information interface for construction vehicles in order to increase productivity during an earthwork operation, 2) analyses the types of attributes that need to be communicated between construction vehicles, and 3) provides a database that has been built for attribute control. The database built for the information interface between construction vehicles will enhance communication between vehicle operators. Table I shows the typical attributes that should be shared between the excavator operator and the dump truck operator. This information needs to be shared among the operators, as it helps them to plan the earthwork operation in a more efficient manner. A database has been developed to store this information in an entity relation diagram. A user-interface display environment is also developed to provide this information to the operators in the construction vehicles. The proposed interface can help exchange information effectively and facilitate a common understanding during the earthwork operation. For example, the vehicle operators will be aware of the planned volume, excavated volume, transportation time, and transportation numbers. As a part of this study, mobile devices, such as mobile phones and google glasses, will be used as hands-on communication tools.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.27-34
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• 2016

A Building Information Model (BIM) is an attempt to simulate the process of building structures in a three-dimensional (3D) digital space. While the technology is usually applied to structured buildings, bridges, and underground facilities, it is rarely applied to an unstructured environment of earthwork operations. If a BIM is used for earthworks, the 3D simulation can be used for construction equipment guidance and earthwork management. This paper presents a real-time, 3D earthwork BIM that provides a 3D graphical simulation of excavators in conjunction with geographic modeling. Developing a real-time, 3D earthwork BIM requires handling a variety of factors, such as geographical information and vehicular movement. This paper mainly focuses on the management of these attributes and provides a database design for storing and retrieving data. In an example application, a prototype of the 3D earthwork BIM is presented to understand what it would provide when used during earthwork operations at a construction site.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.699-706
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• 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.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권6_2호
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• pp.957-969
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• 2020

The primary objective of this study is to develop a determination system for an optimal combination of earthwork equipment that improves the traditional way in convenience, prediction accuracy, and productivity. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review, 2)technology development trend analysis, 3)develop a determination system for the optimal combination of earthwork equipment, 4)simulation of a developed system. As a result, core considerations are deducted for the development of a determination system. Furthermore, site simulation is performed using a developed system. Site simulation result, Cluster 1(R1200LC 7㎥, CAT 775G 65ton×2) was selected from 6 clusters because of its production cost (￦491/㎥). It is expected that the application range and impact on the construction industry will be enormous due to the availability of the developed system.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.78-86
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• 2020

도저는 고가의 건설장비로서 건설토공현장 정지작업에서 커다란 영향을 가져온다. 이러한 중요성에 따라서 머신 가이던스 시스템이 도저에 적용되어 토공 정지작업의 성과를 올리기 위한 노력이 진행되고 있다. 머신 가이던스 시스템은 정지작업 시 장비기사에게 정지작업에 필요한 굴삭깊이, 경사각도 등 정보를 제공하며, 장비기사는 제공되는 정보를 이용하여 측량기사의 도움을 최소화 하면서 정지작업을 진행할 수 있다. 이와 같이 머신 가이던스 시스템은 장비기사가 계획도면 상의 계획고에 맞추어 정지작업을 수행할 수 있도록 돕는 기능을 제공한다. 본 논문의 목적은 머신 가이던스 시스템이 기존 토공 정지작업과 비교하여 토공 정지작업에 가져오는 성과향상을 분석하는 것이다. 성과분석은 1) 생산성과 2) 정확도 2가지 관점에서 수행됐다. 여기서 생산성은 단위시간에 도출되는 작업량을 나타내며, 정확도는 계획도면에서 요구하는 계획고에서 벗어나는 정도를 나타낸다. 본 연구목적을 달성하기 위해 도저 머신 가이던스 시스템을 테스트 현장에 적용했으며, 적용결과 머신 가이던스 시스템이 전통적인 방법과 비교하여 생산성의 경우 46.59%, 정확도의 경우 46.96%만큼 증가되는 성과향상을 확인할 수 있었다.

• 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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• 제37권1호
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• pp.167-174
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• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.501-514
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• 2015

토공작업은 모든 종류의 토목공사에 기본이 되는 공종으로 공기, 공사비와 생산성에 영향을 미치는 요소이다. 토공은 그룹으로 형성된 다수의 건설장비들이 필요한 기계화 작업이며 건설장비로 인하여 많은 연료를 소비하는 작업이다. 그러나 일반적으로 토공작업은 건설장비 운전자의 경험과 직관에 의하여 수행되기 때문에 낮은 생산성, 높은 연료사용량 및 탄소를 많이 배출시킬 수 있는 문제점을 갖고 있다. 최근 연구에 의하면 이러한 문제점의 해결책의 하나로 건설장비 플릿관리 시스템이 제안되고 있다. 건설장비 플릿관리 시스템은 효과적인 토공계획, 최적의 건설장비 할당, 효율적인 건설장비 운영, 빠른 정보교환 등과 같은 기능을 수행한다. 본 연구에서는 건설장비 플릿관리 시스템 구축시 필요한 주요 방법론을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 토공작업을 위한 3D 솔리드 파라메트릭 모델 형성, 옥트리를 이용한 토량배분, 건설장비 플릿구성 및 운영 방법론을 제시하였다. 건설장비 플릿관리 시스템의 효용성을 건설장비 가동률, 연료사용량, 이산화탄소 배출량 측면에서 검증해 보기 위하여 시뮬레이션을 실시하였다.