스마트 건설이 대세...도로·토공사 생산성 25% ↑

건설장비 자동화 통해 도로·토공사 생산성 25% ↑


   현재 사용되는 도로와 토공사 공정관리 솔루션의 경우, 일 단위의 작업 진척도가 수작업 입력에 의한 데이터를 기반으로 운영되고 있다. 이로 인해 입력된 데이터의 부정확함과 임의 가공 등의 문제로 인해 일정관리과 재계획이 정확하게 현 상황과 미래상황을 대변하고 있지 못하는 실정이다.


해외의 경우 MG(Machine Guidance) 시스템과 MC(Machine Control) 시스템의 정보를 연결해 건설장비 관제가 가능한 ICT기반 건설장비 관제 솔루션을 출시하고 있다. 이에 국내 건설산업의 경쟁력을 확보하고 해외 시장을 선도하기 위해서는 다양한 도로·토공사 현장, 장비와 다양한 ICT툴과의 호환성(Interchangeability), 지능성(Intelligency), 적용성(Applicability), 휴대성(Portability), 편리성(Usability)이 고려된 ‘지능형 건설장비 관제 기술’ 개발이 반드시 필요하다.


MG(Machine Guidance) + MC(Machine Control)  Hemisphere GNSS

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이에 따라 지난 4월 착수된 스마트 건설기술 개발사업의 세부 과제 중 하나로 지능형 건설장비 관제 기술이 본격적으로 연구 개발이 시작됐다.




이번 연구 개발에서는 Cloud e-BIM, 빅 데이터 기반의 최적경로 네비게이션(C-Map)기술과 유인, MG/MC, 무인 원격, 자율 등 건설장비 자동화 수준을 고려한 AI 기반 상황 인지·판단 기술과 그리고 엣지 클라우드가 핵심 기술이다. 이를 기반으로 웹 BIM-GIS 기반 유니버설 관제 플랫폼을 통해 공사 참여자(발주처, 시공, 감리 등) 모두가 토공/포장공사와 관련 설계/계획/작업/현장정보를 확인할 수 있게 된다. 특히 건설 장비에 관한 정보를 실시간으로 파악할 수 있고 자동화 장비가 운영 가능하도록 디지털 모델을 송출하는 것이 특징이다.


또한, 음영 지역 등 통신이 열악한 건설현장에서 토공/포장장비와 모든 디바이스와 관제 플랫폼이 서로 통신할 수 있도록 하는 스마트 네트워크 기술이 적용된다. 이를 기반으로 WPS를 활용한 정밀 측위 기술, IoT 센서 네트워크와 엣지 컴퓨팅을 기반으로 하는 센서 무선화, AR/VR 등을 활용한 관제 플랫폼 연계형 원격 조종 기술이 구성될 예정이다.


한양대학교 건설환경공학과 서종원 교수


지능형 건설장비 관제기술 개발(1세부)은 스마트 건설기술 개발사업 중점분야 1의 책임세부로 2, 3세부를 포함한 전체적인 조율을 담당하고 있다. 이에 따라 한양대학교 건설환경공학과 서종원 교수(사진)는 1세부와 함께 중점분야 1의 책임을 맡아 진두지휘를 하고 있다.


SPH



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서 교수는 “2세부 건설현장 정보 수집 결과와 모델을 기반으로 도로 건설 공사에 투입되는 건설 장비의 관제 기술에 필요한 BIM 설계 데이터를 BIM-GIS 기반 건설장비 관제 플랫폼에서 생성·관리한다”며 “또한 3세부의 건설장비 자동화 기술과 연계해 적재·적소에 다양한 자동화 수준의 건설 장비를 투입과 모니터링 할 수 있는 기술을 운용할 계획”이라고 말했다.


그는 이어 “특히 건설장비 자동화와 원격 조종 기술 개발을 위해 1, 3세부가 협업을 통해 중점분야 1의 스마트 건설장비 워크 플로우를 최적화한다”며 “2세부의 Bottom-up 방식 일·주간 공정 계획과 공사 관리정보를 바탕으로 1세부는 건설장비 경로 계획, 사이클 타임과 건설장비 교체 피드백을 수행 해 나갈 것이며 이를 통해 도로와 토공사 생산성 25% 증진을 목표로 연구 개발이 진행 중”이라고 덧붙였다.


이러한 기술이 현장에 적용된다면 작업 난이도가 높은 공사에 숙련된 장비 조종자를 관제 단계에서 파악하고, 정해진 시각에 숙련된 작업자의 ‘전문가 작업 모드’로 전환해 안전하고 효율적인 작업을 수행하도록 할 수 있다. 덤프트럭과 불도저, 롤러 등 건설장비의 협업작업이 예정돼 있을 때는 건설장비 간 정해진 범위 이내로 근접하거나 장비가 해당 지역에 도착 했을 때 AI를 이용해 관제사에게 알리고 작업 내역 열람해 작업의 효율성, 편의성을 증대시킬 수 있는 것이다.


VR/AR: The realities of modern construction Civalgo



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또한 위험하고 고난도의 작업이 요구되는 상황에서 현장에 비숙련 조종자가 투입돼 있는 경우, 자동화 수준의 AR/VR 시스템을 통한 업무 효율을 증대시킬 수 있다. 이를 지원하는 스마트 네트워크와 5G 기술들을 접목해 저지연 영상전송을 통한 원격 작업의 효율을 극대화 하고 안전성을 제고하게 된다.


스마트 건설기술 개발사업은 도로 인프라 건설 모든 분야에 걸쳐 고부가가치 핵심기술 개발과 장기간에 걸친 테스트 베드 운영 계획을 통해 스타트업 생태계를 구축한다. 이와 더불어 기업의 글로벌 경쟁력을 혁신적으로 높여줄 사업화 성과를 만들어 내겠다는 우리나라 건설 산업 산·학·연·관 전(全)기관의 강한 의지가 담겨 있다고 볼 수 있다.


이에 서 교수는 “토공 장비 지능형 관제와 자동화 기술이 토공 스마트 건설의 성공적인 시작을 위한 첫 단추가 될 수 있도록 중점분야 1의 1, 2, 3세부 연구단은 본 연구과제의 목표달성을 위해 최선을 다할 것”이라며 “스마트 건설기술 개발사업단이 목표로 하는 건설 생산성 25% 향상, 공기 단축 25%, 재해율 25%, 디지털화 25%를 달성하는 데에 중점분야 1 기술들이 크게 이바지하게 될 것으로 기대된다”고 전했다.

전찬민 기자 공학저널


http://www.engjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=1252




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