본 논문에서는 BIM을 활용한 흙막이 시스템을 개발하고 소개한다. 선행 연구 분석을 통해서 흙막이 BIM 시스템을 이루는 기술들 에 대한 조사를 바탕으로 요소 기술들을 개발하였다. 첫 번째 요소 기술로, 선행 연구 및 표준 등을 활용해 BIM라이브러리를 구축하여 범용성과 재사용성을 확보하였다. 두 번째로, 토공 2D 기반의 토공 물량 산출법들을 분석하고 흙막이 BIM 시스템으로 활용하되 추가 로 IDW 보간법을 활용하여 지형 생성 및 토공량 산출 시스템을 구축하였다. 세 번째로, 물량 산출을 위한 4가지 수식을 제안하여 객체 마다 각각 다르게 물량 산출법을 적용하여 개발하였다. 이후, 시스템에서 산출되는 물량산출서와 2D 기반 물량산출서와의 비교와 검 증을 통해서 시스템이 앞으로 나아가야할 방향과 한계에 대해 알아보았다.

Building Information Modeling (BIM) tools have not only increased the use of technology in the design process, but also increased the need for more information standard systems. The object classification system consists of 327 types of construction results obtained from 25 kinds of facilities, 174 types of parts, and 207 types of construction parts. In the previous study, the property classification system was developed into 4 major classifications, 13 middle classifications, 58 small classifications (category), and 333 attribution information of roads and rivers. It is extremely difficult to input the property information according to such extensive object classification. In addition, the development of external applications such as Revit plug-ins has created a need to automate specific and repetitive tasks. Therefore, following the BIM property classification system, an attribute input program was implemented for the system to enhance the productivity and convenience of the BIM users.

PURPOSES : The Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT) and its subordinate agencies have recently established various policies for the application of BIM and are implementing these policies, and are increasing project orders with the application of BIM. Developed countries where they have earlier adopted BIM provide BIM standards and guidelines at the national level to support BIM implementation by private-sector constructors. Domestic BIM standards and guidelines, however, have been lacking details on upper-level standards that have to be presented by ordering agencies, thereby limiting the practical application thereof. This study aims to provide BIM practice manual development measures to ensure the facilitation of the writing of BIM outputs and their delivery in the road sector. METHODS: This study first analyzed domestic BIM standards and guidelines, and examined BIM processes in the existing BIM guidelines to determine the major works required in each stage of the implementation of road construction projects. Further, the study determined those matters that were required in working BIM but were not specified in existing BIM guidelines. Those derived contents have been reflected in the definition of the configuration system in the table of contents of the BIM practice manual, and in the contents on the road sector, and the details of each configuration system have been specified. RESULTS : The proposed BIM practice manual for the road sector is a technical guide on BIM guidelines published by public ordering agencies, and provides the basic requirements and methods required for the writing of BIM models. Further, the manual provides working procedures and detailed methods for writing BIM to enable working-level staffers on BIM projects to construct BIM data. The proposed BIM practice manual was configured with considerations for domestic civil-sector BIM technology levels and will be further developed and improved according to the development of domestic BIM technology. CONCLUSIONS : In an effort to respond to the changing domestic construction technology environment, and to apply and activate BIM, this study analyzed domestic BIM standards and guidelines, and defined a working BIM manual configuration system and its detailed configuration method. The findings and improvements are presented as a BIM practice manual on development measures in the road sector. This manual is expected to minimize the repetitive trials and errors and design errors in the construction of road-sector BIM models, to improve the productivity and efficiency in the creation of BIM outputs and their delivery, and to enhance the quality and utilization of the outputs. Further, the proposed manual is expected to provide and share information on the practical cases for BIM, to bolster the capabilities of design engineering, to ensure the linkage with relevant agencies, and thus to expand the diffusion of BIM in a virtuous cycle.

건축물을 중심으로 개발된 데이터 스키마인 Industry Foundation Class(IFC)를 토목구조물에 적용하기 위하여 IFC 요소를 확장하는 노력이 진행되고 있지만, BIM소프트웨어에서 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성하는 방법이 충분하지 않아 어려움이 따른다. 본 연구에서는 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 철도 궤도부 정보모델을 생성하기 위하여 독립적인 선형중심의 철도 궤도부 요소모델을 생성하고, 생성된 모델을 기반으로 확장 IFC 기반의 모델을 생성하는 방법론을 제시하였다. 이를 위하여 첫째, 철도 궤도부 요소를 연속적 구조물과 비연속적 구조물로 분류하였다. 연속적 구조물은 선형 기반 소프트웨어에서 생성하였고 이산화된 선형정보 연계를 통해 비연속 구조물을 독립적인 객체로 생성하고 이들을 통합하여 철도 궤도부 정보모델을 생성하였다. 둘째, 철도 궤도부의 정보관리를 위한 분류체계 및 확장 IFC 스키마를 제시하였다. 마지막으로 속성정보와 User-interface를 활용하여 객체의 의미정보를 식별하여 확장 IFC 요소와 매핑하였다. 제시한 방법론을 통하여 오송철도종합시험선로를 대상으로 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성됨을 확인하고 실용성을 검증하였다.

토목분야 생산성 향상을 위해 BIM을 적용하기 위한 노력이 계속되고 있으나, 선형과 지반에 대한 정보가 필수적인 터널 구조물의 정보모델링에 대한 연구는 미흡한 상황이다. AMT에서 생성된 선형의 이산화를 통해 포인트의 정보를 BAT로 전 달하여 곡선 선형을 반영한 터널 모델 생성 방안을 제시하였다. 철도 구조물과 선형에 대한 물리적 요소와 공간적 요소를 모두 고려할 수 있도록 IFC 데이터 스키마를 확장하였으며, 확장된 데이터 스키마를 참조하여 선형, 구조물, 지반 정보에 대한 의미정보를 PSET에 담아 IFC기반의 정보관리를 가능하게 하였다. 제안한 방법에 따라 생성한 정보모델을 통해 터널과 밀접한 암반 등급을 자동으로 도출함으로써 활용성을 검증하였다.

건축분야에서 BIM이 널리 사용되면서, 토목구조물에 BIM을 적용하려는 노력이 최근 급속히 증가하고 있다. 그러나 기존 상용 BIM 소프트웨어의 기능은 건물 등의 건축물 중심으로 특화되어 있기 때문에 선형 중심의 토목구조물에 적용하기에 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 철도 궤도부의 객체 정보를 관리하기 위하여 선형을 다룰 수 있는 소프트웨어와 BIM 소 프트웨어간의 정보공유를 통해 캔트가 반영된 정보모델 생성방법을 제시하였다. 철도 궤도부 모델링은 궤도부 구조물을 연속 구조물과 비연속 구조물로 분류한 후, 연속 구조물을 선형 소프트웨어에서 생성하고, 이후 공유된 선형정보를 이용하여 비연속 구조물의 정보모델을 생성하는 절차로 이루어진다. 이 때 비연속 구조물은 BIM 소프트웨어에 전달한 이산화된 궤도 선형 및 캔트 정보를 바탕으로 비연속 구조물 각각의 위치, 회전 정보를 계산하는 알고리즘을 통하여 생성된다. 본 연구에서 제시한 방법을 오송 철도종합시험선로에 적용하여 그 실용성을 검증하였으며, 생성된 정보모델을 기반으로 명확한 객체 식별과 속성정보 추출 및 객체별 물량산출이 가능함을 확인하였다.

본 연구에서는 기존에 제안되었던 공정 중심 모델링 방법을 개선하여 조선소의 다양한 생산 정보와 제약조건을 효과적으 로 표현할 수 있도록 개선된 공정 중심 시뮬레이션 모델링 방법을 제안하였다. 그리고 이를 이용하여 시뮬레이션 모델을 구축할 수 있도록 다이어그램 구성 요소와 모델링 방법을 상세히 기술하였다. 이 모델링 방법에서는 복수의 제품과 설비가 공정에 투입되었을 때 우선순위를 지정할 수 있으며, 계층 구조를 가진 시뮬레이션 모델을 표현할 수 있도록 레이어 개념이 적용되어 있다. 그리고 조선 소 생산 계획 정보를 바탕으로 절단 공정부터 대조립 블록 조립 공정까지를 본 논문에서 제안하는 방법으로 모델링하다. 이를 통하여 본 논문에서 제안하는 방법이 단일 설비가 여러 용도로 사용되는 경우에 기존의 모델링 방법에 비하여 유리한 것을 확인하였다. 결과 적으로, 개선된 공정 중심 시뮬레이션 모델링 방법은 기존의 공정 중심 시뮬레이션 모델링 방법에서 표현하기 힘들었던 제약 조건과 흐름을 효과적으로 표현할 수 있으며, 계층 구조를 가진 조선소 생산 계획 검증 시뮬레이션 모델을 체계적으로 구축하는데 활용할 수 있다.

Industry Foundation Classes(IFC)는 Building Information Modeling(BIM)을 위한 표준 데이터 스키마로 정보의 상호운 용성 확보를 위한 핵심이지만, 건물만을 대상으로 하고 있어 토목 시설물에 적용하기에는 한계가 있다. 이에 따라 기존 IFC 에 토목 시설물을 위한 새로운 요소를 추가하는 연구가 진행되었지만, 상용 소프트웨어가 해당 기능을 추가하기 전에는 새 로운 스키마를 활용할 수 없다. 본 연구에서는 토목 시설물에 적용하기 위한 IFC 데이터 스키마 활용 방안을 제시하고, 토목 시설물을 위한 확장 요소와 기존 IFC 요소와의 정보 매핑을 통한 확장 IFC기반의 토목 시설물 정보모델링 방법을 제시하였 다. 그리고 철도의 궤도 및 침목에 대한 IFC 확장 스키마를 제시하고 제시한 방법을 적용하여 그 활용성을 검증하였다.

도로 분야의 유지관리 측면에서 LCC(Life Cycle Cost)에 대한 중요성이 증가하고 있으며, 도로 설계 및 시공 자료의 관리와 유지관리 단계에서 재활용에 관련된 관심이 증가하고 있다. 따라서 국내외에서 IT 기술 발전에 따라 3차원 설계 기술을 토목분야에 적용하기 위한 노력이 발주처와 관련 기관에서 이루 어지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 2주의 BIM(Building Information Modeling) 기본 소프트웨어 교 육과 2달간의 BIM 소프트웨어 사용 후 38명의 차장 이하 엔지니어에게 토목 설계 분야별 BIM 적용 가능 성에 관련된 설문을 수행하였으며 수행 결과는 그림 1 및 그림 2와 같다. 본 논문 작성을 위해 설문에 응 한 엔지니어는 설문 대상 38명 중 35명다. 설문 조사 결과 토목 분야에서 현재 BIM 도입 및 적용의 경우 그림 1과 같이 시각화에 대한 적용 효과가 가장 높은 것으로 나타났으며, 구조물 설계와 관련된 BIM 적용 효과가 다음으로 높을 것으로 예측되었다. 그러나 아직 지표면 및 횡단작성과 관련하여 BIM 기술을 적용 하는 것은 부정적인 것으로 나타났다. 토목 엔지니어링 분야의 BIM 도입을 위해 필요한 준비사항에 대한 설문 결과 그림 2를 살펴보면 엔지 니어에 대한 BIM 소프트웨어 교육이 가장 급선무 인 것으로 나타났으며, 설계 프로세스 정립과 관련한 의견도 높게 나타났다. 그리고 아직은 BIM 도입 초기인 것을 감안하여 BIM 소프트웨어 구입과 BIM 소프 트웨어를 원활하게 작동하고 일정 수준 이상의 시각화 결과물 도출을 위한 컴퓨터 업그레이드 준비도 필 요한 것으로 나타났다. 본 설문 조사는 당사의 설계 엔지니어에 대한 교육 및 설문 조사를 바탕으로 수행 되어 전체 토목 엔지니어사에 대한 BIM 활용 자료로는 부족하지만 향후 본 설문 조사를 바탕으로 추가 설문을 수행한다면 토목 엔지니어링 분야의 BIM 도입에 활용도가 높을 것으로 사료된다.

본 논문에서는 수학적 구조 모델과 인공신경망 기법을 상호 유기적으로 결합하여 구조물의 거동 데이터로부터 부재모델 또는 재료모델의 정확도를 높이는 정보기반 하이브리드 모델 업데이트 기법을 개발하였다. 유한요소와 같은 수학적 모델을 사용하여 구조물의 거동을 모사하기 위해서는 재료, 부재, 그리고 시스템의 정확한 모델링이 우선하여야 한다. 그러나 재 료, 부재의 각 레벨에서의 수학적인 모델은 이상화과정을 거치면서 중요한 특성을 생략하거나, 시스템 구성시 부재간의 상 호작용이나 경계조건의 단순화로 인해 유한요소 모델은 실제 구조물의 거동과 차이를 보이게 된다. 본 논문에서 제시된 하 이브리드 모델 업데이트 기법은 구조물의 거동과 수학적 모델의 해석결과 차이를 인공신경망 기법을 사용하여 보완함으로 써 시스템 모델의 정확도를 높일 수 있다. 이때 시스템의 거동 데이터로부터 부재 또는 재료모델을 개선할 수 있는 데이터 를 추출하여 부재 또는 재료모델을 개선한다. 제시된 기법은 보-기둥 접합부의 이력모델을 개선하는 것으로 검증하였으며, 복잡한 거동을 보이는 시스템 모델링에 광범위하게 사용될 수 있다.

주어진 시스템에서 정보와 정보흐름에 대한 패턴인식을 하기 위해서는, 정보를 내포하고 있는 문맥이 내용에 따라서 다른 단어나 다른 정보를 추론하여 원래의미를 전달함에 있어 오도할 수 있기 때문에, 문맥의 분해에서 정보 조각의 묶음 형태로 전환하는 작업에서부터 연구는 시작되어야만 한다. 많은 연구자들이 정보의 저장, 재표현, 부호화, 검색 등에 관해 효과적인 방법론을 찾고자 노력해 오고 있다. 유사한 노력의 일환으로 본 논문에서는 군이론과 상황이론을 응용해

우리나라의 국민표준체위조사는 1979년 1차 조사를 시작으로 약 5∼6년 주기로 실시되고 있으며, 1997년 제4차 조사가 실시되었다. 국민표준체위조사 결과를 기반으로 한 인체측정치는 의류, 신발, 가구 등 관련산업의 제품설계에 반영되었다. 본 논문에서는 국민표준체위조사 결과자료를 기본으로 성별, 연령별, 체형별로 사용자를 분류한 후 체형별 분류를 위한 인체측정치를 도출하였다 도출된 인체측정치의 상관관계를 분석, 대표적인 항목 도출 등의 과정을 통하여 3D 캐릭터를 구성하였다. 구성을 위한 과정으로 골프, 테니스 등의 스포츠 동작을 효율적으로 나타낼 수 있는 인체 측정치를 도출하였다. 항목이 결정되면 각 타입의 3D 캐릭터를 구성할 수 있는 치수를 제시하여 생성하였다. 스포츠의 자세 및 동작분석에 대한 이론적 접근에서 가시적인 정보제공 및 자세ㆍ동작분석 프로토콜을 개발함으로써 자세 및 동작에 대한 정량적ㆍ객관적 평가가 가능해졌다.