KR100777373B1 - Methodology Using 4D CAD System for Civil Engineering Project by Integration of 3D Object and Schedule - Google Patents

Methodology Using 4D CAD System for Civil Engineering Project by Integration of 3D Object and Schedule Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설공사에서 시설물의 부위 및 구조물들을 3차원 형태로 구성하여, 공사경과일정별 완성상태를 3차원 형상으로 연속 구현함으로써, 공정진행현황을 시각화하여 건설공사 공정관리업무를 획기적으로 향상시킬 수 있는 4차원 건설공사 공정관리시스템 및 그 구현방법에 관한 것이다.In the present invention, parts and structures of a facility are constructed in a three-dimensional form in a construction work, and the completion state of each work progress schedule is continuously realized in a three-dimensional shape, thereby visualizing the progress of the process, Dimensional construction work process management system and its implementation method.

이를 위해, 본 발명은 설계부위별 색상구분에 의한 시각화표현이 가능한 자동지형삼각망 구축방법을 구축하였으며, 성절토 등의 3차원 형태 표현시 공사일정별로 시시각각 변화하는 실제 시공형상을 실제 모습대로 표현하기 위해 몰핑기법을 개발하여 시스템에 구성하였다.For this purpose, the present invention has constructed a method of constructing an automatic terrain triangle capable of visualization by color classification according to design part, and in real-time, The morphing technique was developed and implemented in the system.

또한, 본 발명은 계획공사일정 대비 실제 진행일정에 대한 진도관리상태를 지연 및 초과일정에 대해 부위 및 구조물별로 색상을 달리하여 3차원으로 표현하는 시각적 진도관리 표현기법을 개발하였으며, 완성된 시설부위는 4D구현과 함께, 가상현실(VR)기능을 연계하여 모의주행 등의 실제 이용상태를 가상적으로 보여줌으로써, 사전에 문제점을 파악할 수 있는 기능을 도입하였다.In addition, the present invention has developed a visual progress management expression technique that expresses the progress management state of the actual progress schedule with respect to the planned construction schedule in three dimensions with different colors according to the site and structure for the delay and excess schedule, Along with 4D implementation, introduces the function to grasp the problem in advance by virtually showing the actual use state such as simulation running in conjunction with the virtual reality (VR) function.

또한, 본 발명은 현장의 4D공사정보 입수를 위해 무선통신 이용기능을 구성하였으며, 광역현장의 종합적인 4D구현을 위해 광역범위에서 세부구조물 범위까지 화면에서 선택적으로 4D를 구현할 수 있는 키맵(Key Map)기능을 구성하였다.In addition, the present invention constitutes a wireless communication use function for obtaining 4D construction information in the field. In order to realize a comprehensive 4D implementation of a wide area site, a key map capable of selectively implementing 4D on a screen ranging from a wide- ) Function.

또한, 광역현장의 종합적인 4D구현을 위해 광역범위에서 세부구조물 범위까지 화면에서 선택적으로 4D를 구현할 수 있는 키맵(Key Map)기능을 구성하였다.In addition, a key map function that can selectively implement 4D on the screen from the wide area to the detailed structure range is constructed for the comprehensive 4D implementation of the wide area field.

더욱이, 본 발명은 공사일정별로 완성된 이러한 기능의 수행을 위해 공사일정계산, 객체별 3차원 구성, 4D구현, 가상현실구현 기능들을 모두 표준적으로 내장된 공정분류체계코드에 의하여 수행되도록 하여 시스템내 정보의 통합관리구현 및 수준별 관련기능의 구현이 가능하도록 하였다.Furthermore, in order to perform these functions completed according to the construction schedule, the present invention is configured such that the construction schedule calculation, the three-dimensional configuration for each object, the 4D implementation, and the virtual reality implementation functions are all performed by the built- Integrated management of my information and implementation of related functions at each level.

Description

3차원 객체와 일정을 연계한 토목공사 시설물의 4차원 건설공사 공정관리시스템의 구현방법{Methodology Using 4D CAD System for Civil Engineering Project by Integration of 3D Object and Schedule}[0001] The present invention relates to a 4-dimensional construction process management system for a civil engineering facility linked to a three-dimensional object and a schedule,

도 1은, 본 발명에 따른 건설공사를 위한 4D CAD 공정관리시스템을 설명하기 위한 총괄 개념도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a 4D CAD process management system for construction work according to the present invention;

도 2는, 본 발명에 따른 내장 표준 건설정보분류체계에 의한 프로젝트별 표준 건설정보분류체계 생성기능 및 표준 건설정보분류체계 수준별 3D객체보기를 설명하기 위한 도면,FIG. 2 is a view for explaining 3D object display according to the standard construction information classification system creation function and the standard construction information classification system structure according to the present invention by the built-in standard construction information classification system,

도 3은, 본 발명에 따른 4D CAD내 공사일정정보의 외부도구연계 및 자체생성기능을 설명하기 위한 도면,FIG. 3 is a view for explaining a function of linking external tools and creating a self-schedule of construction schedule information in 4D CAD according to the present invention;

도 4는, 본 발명에 따른 4D CAD내 3차원 정보의 자체생성기능 구성을 설명하기 위한 도면,4 is a diagram for explaining a self-generating function configuration of 3-dimensional information in a 4D CAD according to the present invention,

도 5는, 본 발명에 따른 표준 건설정보분류체계를 공통매개체로 한 일정 및 3차원 객체정보 연계방법을 설명하기 위한 도면,FIG. 5 is a view for explaining a schedule and a three-dimensional object information association method using a standard construction information classification system according to the present invention as a common medium.

도 6은, 일반적인 몰핑기법과 본 발명의 변형 몰핑기법에 따른 토공구간 4D 모델 적용결과를 비교하여 설명하기 위한 도면,FIG. 6 is a diagram for explaining and comparing the result of applying the generalized morphing technique and the earthwork section 4D model according to the modified morphing technique of the present invention,

도 7은, 본 발명의 실제 작업모습과 연계된 토공사의 공사일정별 3차원 형상변화 표현기법을 설명하기 위한 도면,FIG. 7 is a view for explaining a three-dimensional shape change expression technique of construction work of earthworks associated with an actual operation of the present invention,

도 8은, 본 발명의 면처리 속성이 추가된 지형삼각망 구축방법을 설명하기 위한 도면,8 is a diagram for explaining a method for constructing a terrain triangular network to which a surface processing attribute of the present invention is added,

도 9는, 본 발명의 면처리 속성을 자동 부여한 삼각망기법을 적용하기 이전과 이후를 나타낸 도면,9 is a diagram showing before and after the application of the triangular network technique in which the face processing attribute of the present invention is automatically assigned,

도 10은, 본 발명에 따른 4D CAD시스템 기본기능을 구현한 상태를 설명하기 위한 도면,10 is a diagram for explaining a state in which basic functions of a 4D CAD system according to the present invention are implemented,

도 11은, 본 발명의 표준 건설정보분류체계 수준별 4D구현 방식의 표현을 설명하기 위한 도면,11 is a view for explaining a representation of a 4D implementation according to the standard construction information classification system level according to the present invention,

도 12는, 본 발명에 따른 4D CAD공정관리시스템의 진도관리기능 구현 방식을 설명하기 위한 도면,12 is a diagram for explaining a method of implementing the progress management function of the 4D CAD process management system according to the present invention,

도 13은, 본 발명의 전체공구 및 광역공사현장의 종합적 4D구현을 위한 키 맵(Key Map) 구현방식을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a view for explaining a key map implementation method for the overall tool of the present invention and a comprehensive 4D implementation of a wide-area construction site.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

1 --- 표준 건설정보분류체계 생성기(WBS Generator),1 --- Standard Construction Information Classification System Generator (WBS Generator),

2 --- 3D 모델러(Modeler),2 --- 3D Modeler,

3 --- 스케쥴 모델러(Schedule Modeler),3 --- Schedule Modeler,

5 --- 4D 플래너(Planner).5 --- 4D Planner.

본 발명은, 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하여 시각화하기 위한 4차원 건설공사 공정관리시스템 및 그 구현방법에 관한 것으로, 특히 건설공사 공정관리 운용실태를 개선하기 위해, 현재 수치적 정보활용에 의존하고 있는 공정관리도구들을 시각적 정보를 제공함으로써, 건설공사 관리의 효율적 의사결정도구로 활용될 수 있도록 하는 4차원 건설공사 공정관리시스템 및 그 구현방법에 관한 것이다.The present invention relates to a four-dimensional construction work process management system and a method for realizing the four-dimensional construction work process management system, The present invention relates to a four-dimensional construction work process management system and an implementation method thereof, which can be utilized as an efficient decision-making tool for construction work management by providing visual information that relies on numerical information utilization.

종래의 건설공사 공정관리시스템은, 공사일정의 입력정보를 이용하여 출력되는 정보들이 계획공사일정표, 계획대비 진도관리자료 등으로, 모두 수치적 결과물들로 구성되어 있기 때문에, 발주자, 시공자, 감리자간의 주요 의사결정 도구로 활용성을 갖지 못하여 전산화된 시스템의 활용도가 매우 낮은 것이 현실이다.In the conventional construction work process management system, since the information output using the input information of the construction schedule is composed of the numerical results, such as the planned construction schedule and the plan-to-progress management data, the orderer, the constructor, It is a reality that the utilization of computerized system is very low because it is not utilized as a main decision - making tool.

또한, 건축공사와 같이 벽체, 슬래브, 파이프 등의 인위적 부재를 이용하는 경우에는 공사가 수직적 반복작업으로 진행되기 때문에, 시각화된 공정관리시스템 구성시 3D객체구성이 매우 용이하여 4D CAD시스템의 정보구성 및 일정별 4D구현이 간편화될 수 있으나, 토목공사와 같이 자연지형조건을 고려해야 하는 수평적으로 진행되는 공정들에 대한 공사일정별 완성상태의 3차원 시각화는 삼각망 정보구성의 복잡화 등으로 국내외적으로 시도된 바가 없다.In addition, when an artificial member such as a wall, a slab, and a pipe is used as the construction work, the work is performed as a vertical repetitive operation. Therefore, when constructing a visualized process management system, 4D implementation by schedule can be simplified. However, 3-D visualization of completion status of horizontally progressing processes that require natural terrain conditions such as civil engineering work should be done in domestic and foreign No attempt has been made.

특히, 종래 시스템들이 단순히 당초에 계획된 공사일정별로 완성상태를 구현하는 기본 기능에 치중하여 계획공정대비 실제 진도상태의 표현이 불가하여 공사현 장관리에 절대적으로 요구되는 진도관리기능의 구현이 곤란하므로 실무적인 공정관리도구로 사용되지 못하였다.In particular, it is difficult to implement the progress management function, which is absolutely required for the management of the construction site, because conventional systems merely focus on the basic function of implementing the completed state by the construction schedule originally planned, It was not used as a practical process management tool.

즉, 종래에 있는 일부 공정정보의 시각화 도구들은 공사초기부터 완료시기까지 단편적이고 일률적인 4D구현방법을 갖고 있기 때문에, 공사부위별 및 주요 구조물별 집중관리를 위한 4D구현 방법을 갖지 못하여 시스템의 활용성이 저하되고 있는 것이 실정이다.In other words, since conventional visualization tools of the process information have a fragmented and uniform 4D implementation method from the beginning to the completion time, there is no 4D implementation method for centralized management by each construction site and major structure, It is a fact that gender is declining.

따라서, 종래와 같은 방법은 4D CAD시스템의 현장 활용성이 현저하게 저하되고, 임의 시점의 완성상태에 대한 가상현실기능이 구현되지 않아 4D완성상태에 대한 실제 시설물의 이용상태를 사전에 가상적으로 구현하는 것이 불가하기 때문에, 완성된 시설물의 이용시 문제점을 사전에 파악하는 것이 곤란하였다.Therefore, in the conventional method, the field utilization of the 4D CAD system is remarkably deteriorated, and the virtual reality function for the completion state at a certain time point is not implemented, so that the utilization state of the actual facility for the 4D completion state is virtually implemented It is difficult to grasp problems in using the completed facilities in advance.

또한, 무선통신기능의 연계기술이 개발되지 않아 현장 공사정보의 4D입력이 수작업에 의한 실제측정과정을 통하여 입력됨으로써, 활용도의 저하요인이 되고 있다.In addition, since the linking technology of the wireless communication function is not developed, the 4D input of the site construction information is input through the actual measurement process by the manual operation, which is a factor of lowering the utilization.

그래서, 최근에는 건설공사 현장의 각종 정보화도구 활용에 의해 건설공사 공정관리정보들도 시각화된 정보로 변화되는 것이 절대적으로 요구되고 있으며, 종래의 수치적 정보에 의존하는 공정관리 도구들의 시각적 정보화를 위해서는 공사일정별 완성상태를 3차원으로 연속 구현하는 4D CAD 공정관리시스템의 필요성이 절실해 지고 있다.Therefore, in recent years, it is absolutely required that information of construction management process management is changed to visualized information by utilizing various information tools of the construction site. In order to visualize the process management tools that depend on conventional numerical information The need for a 4D CAD process management system that continuously implements the completion status by construction schedule in three dimensions is urgently needed.

또한, 이러한 시스템의 구현은 기존 수치적 공정관리 도구의 기능들을 포함하여 공정관리도구의 대체효과를 갖어야 하나, 종래의 시스템은 관련기술의 초창기 에 제시되어 상술한 바와 같이 매우 단편적 기능만을 갖고 있고, 보유 기능 구현방식도 4D구현을 위한 정보구성과 구현체계가 유형화, 간편화되지 않은 방법들이기 때문에 활용성 개선을 위한 새로운 방법이 절실히 요구되고 있다.In addition, the implementation of such a system should have a substitution effect of the process management tool including the functions of the existing numerical process management tool, but the conventional system has only a very fragmented function as described above in the early stage of the related art Implementation of Retention Function There is a need for a new method for improving usability because information configuration and implementation system for 4D implementation are not typified and simplified.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 상술한 종래 공정관리시스템이 갖는 문제점들을 개선하여 실무적 활용성을 가지면서 시각화된 공정정보를 제공하기 위한 4차원 건설공사 공정관리시스템 및 그 구현방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a four-dimensional construction work process management system and method for realizing the visualized process information by improving the problems of the conventional process management system, The purpose is to provide.

즉, 공사일정과 일정별 완성부위를 3차원 객체로 연계하여 연속적으로 구현하는 4D CAD의 기본기능 이외에, 성절토 토공사를 포함하는 수평적으로 작업이 진행되는 토목공사에 적용이 가능하고, 공사진도관리기능, 무선통신연계기능, 공정수준별 공정관리가 가능한 4차원 건설공사 공정관리시스템 및 그 구현방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In other words, in addition to the basic functions of 4D CAD that continuously integrates finished parts according to construction schedule and schedule in 3-dimensional objects, it can be applied to civil engineering works that include horizontally working works including the earthquake excavation work, The present invention aims at providing a four-dimensional construction work process management system capable of managing management functions, wireless communication linkage functions, and process management by process level, and its implementation method.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하여 시각화하기 위한 4차원 건설공사 공정관리시스템은, 표준 건설정보분류체계(WBS; Work Breakdown Structure) 생성기가 내장됨과 더불어, 도로설계에서 평면좌표와 종단제원, 횡단제원 등의 일반적인 설계제원만 입력하면 3차원 객체를 자동생성하고 이를 3차원 모델링으로 자동 구성하며; 3D 객체 구성시 3D 객체 구성시 WBS에 대한 코드부여로서 객체간 연결 및 일정대비 연계성을 갖도록 구성함으로써, 시설물 전체에서 WBS 수준별로 원하는 부위의 3D객체구성이 가능한 3D 객체정보의 자체생성 및 외부파일 연계방식의 3D 모델러; 4D CAD에서 사용하는 공사일정정보 생성을 위해 외부의 공정관리도구를 이용한 결과정보를 시스템내에 별도의 수정없이 불러와서 연계하여 활용할 수 있는 기능을 구성하고, 시스템내에서 자체적으로 공사일정정보를 신규로 생성할 수 있는 일정정보 생성기능을 가지며, 공사일정정보를 모두 WBS코드 수준별로 관리가 가능하도록 함으로써 수준별로 원하는 만큼의 일정생성 및 공정표현이 가능하도록 하여 관리수준별 또는 공사부위 및 주요구조물별 집중적 공정관리를 가능하게 하는 일정정보 자체생성 및 외부파일 연계방식의 스케쥴 모델러 및; 가상현실기능을 위한 VR(Virtual Realty) 기능과 무선통신 정보전송에 의한 원격지 현장관리 기능을 가지며, 일정기간/특정부위별 4D구현 및 WBS 수준별 4D구현과 계획공정대비 진도관리 시각화 기능을 갖는 4D 플래너로 구성된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a four-dimensional construction process management system for continuously visualizing and visualizing three-dimensional completion states according to construction schedule according to the present invention includes a standard construction information classification system (WBS) In addition to the built-in structure generator, when the general design specifications such as the plane coordinates, the ending specifications and the crossing specifications are entered in the road design, the three-dimensional objects are automatically generated and automatically constructed by the three-dimensional modeling; When configuring 3D objects The 3D modeling of the 3D object information and the external file linking method, which can construct the 3D object of the desired site according to the WBS level, ; In order to generate the construction schedule information used in 4D CAD, the function that can utilize the result information using the external process management tool without any modification in the system and to use it in conjunction with the system is configured, and the construction schedule information is newly created in the system It has scheduling information generation function that can generate, and it is possible to manage all construction schedule information by WBS code level, so that it is possible to create schedule and process expression as much as level by level, A schedule modeler of schedule information self creation and external file association scheme that enables management; 4D Planner with Virtual Realty (VR) function for virtual reality function and remote site management function by wireless communication information, 4D implementation for specific period / specific area, 4D implementation for each WBS level and visualization of planned process to progress management .

또한, 본 발명에 따른 4차원 건설공사 공정관리시스템을 이용하여 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하기 위한 방법은, 시설종류, 구조물종류, 부위종류 등을 체계적으로 코드화한 표준 건설정보분류체계를 시스템에 구축하여, 공사일정, 부위별 3차원 객체, 4D구현, 가상현실 등의 모든 4D CAD관련정보들을 WBS코드의 공정 상세 수준별로 선택적으로 구성하게 하는 것을 특징으로 한다.Also, a method for successively implementing the three-dimensional finished state according to the construction schedule by using the four-dimensional construction work process management system according to the present invention includes a method of systematically coding the facility type, structure type, Construction information classification system is constructed in the system, and all the 4D CAD related information such as construction schedule, 3-dimensional object per site, 4D implementation, and virtual reality are selectively configured according to the process detail level of the WBS code.

또한, 본 발명에 따른 4차원 건설공사 공정관리시스템을 이용하여 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하기 위한 방법은, 특정기간 및 특정부위에 대해 3차원 완성상태를 별도로 4D로 구현가능하고, 임의 시기까지 완성된 부위의 4D정보와 가상현실(VR)기능을 연계하며, 광역현장의 종합적 공정관리를 위해 수평적으로 펼쳐놓은 전체공사구간 및 전체공사구간을 축소하여 표현한 별도화면(Key Map)에서 선택된 임의 구역에 대한 종합적 4D구현기능을 갖게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method for successively realizing three-dimensional completion states for each construction schedule by using a four-dimensional construction work process management system according to the present invention includes: 4D information of the completed part and virtual reality (VR) function can be implemented at any time, and the entire construction area and the entire construction area, which are horizontally laid out for the comprehensive process management of the wide area site, And a comprehensive 4D implementation function for an arbitrary area selected from a key map.

또한, 본 발명에 따른 4차원 건설공사 공정관리시스템을 이용하여 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하기 위한 방법은, 성토, 절토공사에서 자연지형의 3차원 객체구성을 위해 면처리 속성을 추가함으로써 절토, 성토, 구조물 등의 설계부위별 객체모양을 자동구분하고, 계획삼각망을 원지형삼각망 상에서 중복되는 부분의 경계선을 기준으로 제거하고 경계선을 기준으로 양 삼각망 간을 자동으로 연결 합성하는 방법으로서, 지형삼각망과 계획삼각망을 합성하지 않고 텍스쳐링 된 두 삼각망이 합성된 것과 같이 보일 수 있도록 함으로서 4D구현을 위한 작업량을 최소화 할 수 있으며, 토공사에서 자연지형으로부터 계획단면까지 단계적 시공에 따라 변화되는 단면 형상을 일정별로 세부적인 4D로 구현하기 위해, 토공구간의 일정별 3차원 완성상태 표현에 변형된 몰핑기법을 적용하여, 단면 차로부터 생성된 3D객체를 작업 일정진행에 따른 형태변화와 유사한 체적의 변화에 해당하는 3D객체들로 세부적으로 자동분할하여 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method for successively implementing the three-dimensional finished state according to the construction schedule by using the four-dimensional construction work process management system according to the present invention includes: By adding processing attributes, we can automatically classify the shape of object of design part such as cut, fill, and structure, remove plan triangulation based on overlapping part of base triangulation, It is possible to minimize the workload for the 4D implementation by making the two triangles textured as synthesized without synthesizing the terrain triangulation network and the planned triangulation network minimized, In order to realize the sectional shape changing according to the stepwise construction up to the section in detail 4D, By applying the modified morphing technique to the definite three-dimensional completion state representation, the 3D object generated from the cross-sectional difference is automatically segmented by the 3D objects corresponding to the volume change similar to the shape change according to the work schedule progression .

더욱이, 본 발명에 따른 4차원 건설공사 공정관리시스템을 이용하여 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하기 위한 방법은, 4D CAD시스템안에서 공사진도관리 정보의 시각화를 위해 임의 시점에 공정계획대비 완성상 태를 점검하여 초과 및 지연된 부위를 3차원 객체의 구분된 색상으로 시각화하여 경과일정별로 표현하는 공정관리 기법과, 이를 위한 공사현장의 진도정보를 무선통신기기를 이용하여 받을 수 있도록 4D CAD시스템과 연동하는 방법을 포함하고, 주공정에 대한 일정별 완성상태의 3차원 객체 연속구현이 가능하고, 전체 시설부위를 화면에 시각적으로 구성해 놓은 후, 임의 부위를 마우스로 선택함으로써 선택된 부위에 대한 일정과 3D객체를 간편하게 연계하는 것을 특징으로 한다.Further, a method for successively implementing the three-dimensional completed state according to the construction schedule by using the four-dimensional construction work process management system according to the present invention is characterized in that, at the time of visualization of the work progress management information in the 4D CAD system Process management method that visualizes the excess and delayed parts as divided color of three-dimensional objects by checking the completion status against the process plan and displays them according to the progress schedule, and receives the progress information of the construction site by using the wireless communication device It is possible to realize continuous 3D objects with complete state of the main process in the main process and to visualize the entire facility area on the screen and then select any part with the mouse The 3D object can be easily linked with the schedule for the selected region.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 건설공사 공정관리의 문제점을 해소하고 건축시설을 포함하여 토목시설의 시각적 공정관리도구 구축을 위한 애로요인을 해소할 수 있는 4D CAD시스템의 기능별 구성 방법을 개발하고, 그 방법에 근거한 시스템을 구성하도록 실시된다.The present invention solves the problems of the construction process management and develops a function-specific configuration method of the 4D CAD system that can solve the obstacle factor for constructing the visual process management tool of the civil engineering facility including the building facility, .

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 4차원 건설공사 공정관리시스템은 표준 건설정보분류체계 내장의 표준 건설정보분류체계 생성기(1; WBS Generator)와, 3D 객체정보의 자체생성 및 외부파일 연계방식의 3D 모델러(2; 3D Modeler), 일정정보 자체생성 및 외부파일 연계방식의 스케쥴 모델러(3; Schedule Modeler) 및, 일정기간/특정부위별 4D구현 및 WBS 수준별 4D구현과 계획공정대비 진도관리 시각화 기능을 갖는 4D 플래너(5; 4D Planner)로 이루어진다.1, the 4-dimensional construction work process management system according to the present invention includes a standard construction information classification system generator 1 (WBS Generator 1) having a built-in standard construction information classification system, Schedule Modeler 3 (Schedule Modeler), Schedule Modeler (Scheme Modeler), schedule 4D implementation and WBS level 4D Implementation and Plan Progress / progress of 3D modeler (2; 3D Modeler) And a 4D planner (5; 4D Planner) having a management visualization function.

이하, 본 발명에서 구축한 4D CAD시스템의 방법 및 시스템을 통칭하여 V-CPM (Virtual Construction Project Manager)이라 칭한다. V-CPM은 실무 적용성을 강 화하기 위해 다수의 창조적 기능을 위한 알고리즘을 개발하였고, 초기 정보 활용의 간편화를 위해 사용자 편리성위주의 시스템을 설계하였으며, 총괄적인 특징은 다음과 같다.Hereinafter, the method and system of the 4D CAD system constructed in the present invention will be collectively referred to as a V-CPM (Virtual Construction Project Manager). In order to enhance practical application, V-CPM has developed algorithms for many creative functions, and designed a user-friendly system to simplify the initial information utilization.

즉, V-CPM의 총괄 구성도 및 주요 기능별 시스템 형태는 도 1과 같으며, 종래 시스템이 일정대비 3차원 시설물 완성상태의 표현중심인 4D 플래너 위주로 구성되어 있으나, 본 발명에서는 외부의 CAD와 공정관리시스템 없이 자체적으로 도면정보와 일정정보의 구성이 가능한 3D 객체정보의 자체생성 및 외부파일 연계방식의 3D 모델러(2)와 일정정보 자체생성 및 외부파일 연계방식의 스케쥴 모델러(3) 기능을 도입하였다.1, the conventional system is composed mainly of a 4D planner, which is a representation center of a state of completion of a three-dimensional facility compared to a schedule. In the present invention, however, the external CAD and the process Introduced 3D modeler (2) of external file linking method, scheduling information self-generation and schedule file modeling method of external file linkage (3), self-generation of 3D object information that can organize drawing information and schedule information by itself without management system Respectively.

또한, 도 1의 4D 플래너(5)에는 기본적인 4D CAD의 기능 이외에 가상현실기능을 위한 VR(Virtual Realty) 기능이 첨가되어 있고, 무선통신 즉, 모바일(Mobile) 정보전송에 의한 원격지 현장관리 기능을 포함하고 있다. 이러한 본 발명의 구체적인 특징들은 다음과 같다.In addition to the basic 4D CAD function, the VR (Virtual Realty) function for the virtual reality function is added to the 4D planner 5 of FIG. 1, and the remote site management function by wireless communication, that is, . Specific features of the present invention are as follows.

1) 표준 건설정보분류체계에 의한 4D CAD시스템 정보의 중심매개체 설정방식1) A method of setting the center of 4D CAD system information by standard construction information classification system

4D시스템은 초기정보인 공사일정, 도면, 비용 등과 생성정보인 4D정보 등의 다양한 정보를 이용하므로, 효율적 정보관리를 위해서는 활용정보들의 중심체 역할을 도입할 필요가 있고, 본 발명에서는 시설종류별로 시설, 공간, 부위 등으로 분류되어 있는 표준 건설정보분류체계(WBS; Work Breakdown Structure)에 의한 정보중심체 기법을 4D시스템의 모든 기능에 적용하여, 모든 일정생성 및 3차원 객체생 성, 4D구현 기능들이 모두 WBS의 코드를 기준으로 연동되어 구현되는 방법을 개발하였으며, 4D시스템의 근간정보로서 활용되도록 하였다.4D system uses various information such as construction schedule, drawing, cost, and 4D information, which is initial information, and therefore, it is necessary to introduce a role as a central body of utilization information for efficient information management. In the present invention, , 4D (4D) implementation functions are applied to all the functions of the 4D system by applying the information centroid method by the standard construction information classification system (WBS) We have developed a method to be implemented by interworking based on the code of WBS and used it as basic information of 4D system.

특히, 공사일정에 관련된 각종 공정정보들과 3D 객체구성을 위한 도면정보들은 핵심 정보로서, 이들 정보들을 4D DB(Database) 내에서 체계적으로 관리해 줄 수 있는 정보중심 역할의 코드로서 WBS코드가 입출력정보의 중심으로 되도록 구성하여, 일정관리 및 3차원 객체관리, 4D구현, 가상현실기능들을 모두 WBS코드 수준별로 작동되도록 하여, 관리수준에서 원하는 대로 관련 기능의 구현이 가능하도록 함으로써 4D CAD시스템의 기능을 획기적으로 향상시켰다. 이를 위해, 시스템내에서는 데이터베이스에 내장된 WBS코드를 시설, 공간, 부위로 각각 파셋구분하였고, 이를 이용하여 신규 프로젝트에 대한 WBS코드를 선택적으로 화면에서 구성하도록 하였다. 도 1의 하단부에서 표준 건설정보분류체계 생성기가 이러한 WBS정보를 생성시키는 역할을 하며, 생성된 WBS가 4D CAD시스템 정보중심 기능을 함을 나타내고 있으며, 도 2는 내장 WBS에서 프로젝트별 WBS를 생성하는 과정을 나타내고 있다.In particular, the various process information related to the construction schedule and the drawing information for the 3D object construction are the core information, which is an information-centric code that can systematically manage these information in the 4D DB (Database) The 4D CAD system is designed to be operated at the level of the WBS code so that the related functions can be implemented at the management level as desired. . For this purpose, the WBS code embedded in the database is divided into facility, space, and site within the system, and the WBS code for the new project is selectively constructed on the screen by using the facility. 1 shows that the standard construction information classification system generator generates the WBS information, and the generated WBS has the 4D CAD system information center function. FIG. 2 shows the construction of the WBS according to the project in the built-in WBS .

2) 4D CAD내 공사일정정보의 외부파일 연계 및 자체생성기능 구성방식2) Configuration of external file association and self-generation function of construction schedule information in 4D CAD

본 발명에서는 4D CAD에서 사용하는 공사일정정보 생성을 위해 외부의 공정관리도구를 이용한 결과정보를 시스템내에 별도의 수정없이 불러와서 연계하여 활용할 수 있는 기능을 구성하였으며, 이와는 별도로 시스템내에서 자체적으로 공사일정정보를 신규로 생성할 수 있는 일정정보 생성기능도 함께 구성하였다. 이로써 공사일정정보의 기존 도구이용 결과물의 활용과 자체생성기능을 모두 가능하게 하 여 4D CAD의 공사일정관리 기능을 대폭 개선하였다. 또한 공사일정정보를 모두 WBS코드 수준별로 관리가 가능하도록 하여, WBS코드 수준별로 원하는 만큼의 일정생성 및 공정표현이 가능하도록 하여 관리수준별 또는 공사부위 및 주요구조물별 집중적 공정관리가 가능하도록 하였으며, 도 3은 이러한 공사일정정보 생성 기능을 나타내고 있다.In the present invention, the function for retrieving the result information using an external process management tool for creating construction schedule information to be used in 4D CAD without any modification in the system is constituted. In addition, A schedule information generation function capable of newly generating schedule information is also configured. This greatly improves the work schedule management function of 4D CAD by enabling both the utilization of the results of the existing tools and the self-generation function of the construction schedule information. In addition, the construction schedule information can be managed according to the WBS code level, enabling the schedule creation and process representation as much as the WBS code level, enabling intensive process management by management level or construction site and major structures. 3 shows the function of generating the construction schedule information.

3) 4D CAD내 공사부위별 3차원 객체정보의 외부파일 연계 및 자체생성기능 구성방식3) Configuration of external file association and self-generation function of 3-dimensional object information per 4D CAD in construction part

4D CAD에서 일정별 완성상태의 구현을 위해서는 완성부위의 3차원 객체구성이 필요하며, 본 발명에서는 기본적 선형정보 입력만으로 도로시설 등의 선형적 3D 객체생성을 간편하게 할 수 있는 기능을 구성하였다. 본 발명에서는 외부의 CAD도구에서 작성된 3D파일을 불러와서 사용할 수도 있고, 자체적으로 CAD없이 3D정보의 생성이 가능한 이원적 방식을 도입하여 3D객체구성의 편리성을 부여하였다.In the 4D CAD, a three-dimensional object structure of the finished part is required for realization of the finished state according to the schedule. In the present invention, the function for simplifying the generation of a linear 3D object such as a road facility is constituted only by inputting basic linear information. In the present invention, a 3D file created by an external CAD tool can be used for importing, and a convenience of constructing a 3D object is provided by introducing a binary method capable of generating 3D information without CAD itself.

수평방향으로 진행되는 토목공사는 좌표값을 3D 모델로 구성하는데 많은 시간을 소모하기 때문에, 구조물 및 구간별 토공 횡단면 등에 대한 2D 정보로부터 간단히 3D 모델을 자동 생성할 수 있는 방법이 요구되며, 특히 토공구간에 대해서는 수치지도로부터 산출되는 지형삼각망과 계획단면의 계획삼각망을 효과적으로 합성할 수 있는 방법이 필요하게 된다. 이를 위해, 종/횡단 기초정보로부터 선형에 따라 진행되는 3D 객체를 자동으로 생성할 수 있는 알고리즘을 개발 적용하였다. 즉, 도로설계에서 평면좌표와 종단제원, 횡단제원 등의 일반적인 설계제원만 입력하 면 3차원 객체를 자동생성하고, 이를 3차원 모델링으로 자동 구성하게 되는 방식을 구성하였다.Since a civil engineer working in a horizontal direction consumes a lot of time for constructing a coordinate value as a 3D model, a method of automatically generating a 3D model from the 2D information of the structure and the sectional cross section of the section is required, It is necessary to have a method of effectively combining the topographic triangulation calculated from the digital map and the planned triangulation of the planned section. For this purpose, we developed an algorithm that can automatically generate 3D objects based on linear / traverse basis information. In other words, in the road design, when the general design specifications such as the plane coordinate, the ending specification, and the traverse specification are inputted, the three-dimensional object is automatically generated and constructed by the three-dimensional modeling.

또한, 3D 객체의 구성시에도 레이어(AutoCAD의 Layer) 개념이 아닌 WBS에 대한 코드부여로서 객체간 연결 및 일정대비 연계성을 편리하도록 구성함으로써, 시설물 전체에서 WBS 수준별로 원하는 부위의 3D객체구성이 가능하도록 하였다.Also, when constructing a 3D object, it is possible to organize 3D objects at the desired level according to the level of WBS in the entire facility by configuring the connection between objects and the connection relation to the schedule as a code for WBS rather than a layer (AutoCAD layer) concept. Respectively.

도 4는, 4D CAD시스템에서 CAD없이 자체적으로 지형삼각망을 포함한 3차원 정보를 생성시키는 모양을 나타내고 있다.FIG. 4 shows a state in which a 3D CAD system itself generates three-dimensional information including a topographical triangle without CAD.

4) 표준 건설정보분류체계에 의한 공사일정정보와 3차원 객체정보의 연계 간편화 방식4) Simplification method of construction schedule information and 3D object information by standard construction information classification system

일정정보와 3차원 객체정보의 연계는 외부 도구에서 작성된 정보를 4D CAD시스템에 불러와서 연계하는 방법과 4D CAD시스템 자체적으로 생성시킨 각 일정 및 3D정보를 내부적으로 연계하는 방법이 있으며, 본 발명에서는 양자의 방법을 모두 이용할 수 있도록 하였고, 이러한 정보연계는 모두 시스템에서 공통적으로 활용하고 있는 표준 건설정보분류체계(WBS)를 키 필드(Key Field)로 하여 연계되도록 함으로써 연계작업을 대폭 감소시킬 수 있다.The linkage between the schedule information and the three-dimensional object information includes a method of linking the information created by the external tool to the 4D CAD system and a method of internally linking each schedule and 3D information generated by the 4D CAD system itself. Both of these methods can be used, and all of these information linkages can be greatly reduced by linking the standard construction information classification system (WBS), which is commonly used in the system, as a key field .

즉, 일정관리 모듈에서 일정정보 구성을 위해서는 사전에 제공되는 WBS의 코드와 작업명을 기준으로 일정정보를 직접 생성하고, 도면정보 구성시에도 시스템에서 제공되는 WBS코드를 중심으로 해당되는 도면 객체정보를 생성해 놓게 된다. 이러한 방식에서는 일정정보와 도면객체정보가 모두 동일한 WBS코드를 중심으로 저장 되므로, 4D구현시에 별도의 연계작업이 필요없이 자동 연동되는 체계가 된다. 시각화된 공정관리시스템의 구성시 일정 및 3차원 객체정보 연계방식은 핵심적 사항이며, 본 발명에서 제안하는 이러한 방식은 국내외에서 최초로 시도되는 방식이다. 도 5는, WBS를 공통코드로 한 연계방식을 나타내고 있다.That is, in order to configure the schedule information in the schedule management module, the schedule information is directly generated based on the code and the job name of the WBS provided in advance, and when the drawing information is configured, the corresponding drawing object information . In this method, the schedule information and the drawing object information are all stored based on the same WBS code, so that the 4D implementation is a system in which the automatic interworking is not necessary. The schedule in the construction of the visualized process management system and the method of linking the three-dimensional object information are essential matters, and this method proposed in the present invention is the first attempted method at home and abroad. Fig. 5 shows a linking system using WBS as a common code.

5) 수평작업역 3D객체 정보구성의 간편화5) Simplified configuration of horizontal object 3D object information

토목시설물은 수평적으로 진행되는 작업공간을 갖고 있으므로, 4D정보가 수평적으로 구현되기 위해 등고선 등의 지형조건과 관련된 많은 레이어작업이 요구된다. 또한, 공사일정과 관계없이 표현되는 시설물 인근의 산지나 절성토 등 자연지형조건이 구현되어야 하는 부수적 기능들이 요구된다. 본 발명은 이러한 토목시설물의 4D구현을 용이하게 할 수 있는 수평작업역 4D 구현기능을 포함하고 있다. 즉, 화면상에 토공구간, 교량, 터널구간을 포함하는 전체 공사구간의 시설물 형상을 수평적으로 펼쳐놓은 후 사용자가 원하는 구간을 수평적으로 선택하면 선택된 구간에 대한 4D화면이 구현되는 방식이다. 이러한 방식은 토목공사와 같이 공사연장이 길면서 수평적으로 작업이 진행되는 시설물의 공정관리에 매우 효율적 기능이 된다.Since civil engineering facilities have horizontally advanced work space, many layer work related to terrain conditions such as contour lines is required for 4D information to be implemented horizontally. In addition, ancillary functions are required to realize the natural terrain conditions such as the mountain area near the facilities to be expressed regardless of the construction schedule and the cutting ground. The present invention includes a 4D implementation of the horizontal work station that facilitates 4D implementation of such civil engineering facilities. That is, the facility shape of the entire construction section including the earthwork section, the bridge, and the tunnel section is horizontally expanded on the screen, and the 4D screen for the selected section is implemented when the user selects the desired section horizontally. This method is very effective for the process control of the facilities that are horizontally operated because of the long extension of construction such as civil engineering work.

6) 토공사 등의 자연지형 변화상태에 대한 일정별 3차원 완성상태 4D구현 방법 개발6) Development of 4D implementation method of 3-dimensional completed state according to the changing state of natural terrain such as earthworks

토공사 구간은 부재 또는 부위 단위로 공사가 진행되지 않으며, 자연지형으 로부터 계획단면까지 단계적 시공에 의하여 그 단면 형상이 변화된다. 이러한 토공구간을 일정별로 4D로 구현하기 위해서는 기존의 3D객체 생성방식의 한계를 극복할 수 있는 새로운 개념의 구현방식이 필요하다. 즉, 자연지형과 계획단면의 차에 해당하는 체적을 하나의 3D객체로 생성하면, 최초 원 지반과 최종 완성단면의 두 단계만을 시각적으로 확인할 수 있게 되므로, 토공작업의 진행과정을 시각적으로 파악하는 것은 불가능하게 된다.Earthworks section is not constructed on a member or site basis, and its cross-sectional shape is changed by stepwise construction from natural topography to planned section. In order to realize the earthwork section by 4D according to the schedule, a new concept implementation method that can overcome the limitation of the existing 3D object creation method is needed. In other words, if the volume corresponding to the difference between the natural terrain and the planned section is created as one 3D object, only the two steps of the original ground and the final completed section can be visually confirmed. Therefore, It becomes impossible.

따라서, 세부 작업진행과정을 표현하기 위해서는, 단면 차로부터 생성된 3D객체를 작업 진행에 따른 형태변화와 유사한 체적의 변화에 해당하는 3D객체들로 분할하여 생성하여야 한다. 본 발명에서는 토공구간의 일정별 3차원 완성상태 표현을 위해 변형된 몰핑(Morphing)기법을 적용한다.Therefore, in order to express the detailed process progress, the 3D object generated from the cross-sectional difference should be generated by dividing the 3D object corresponding to the volume change similar to the shape change according to the progress of the work. In the present invention, a modified morphing technique is applied for expressing the three-dimensional finished state of the ground interval.

즉, 도 6의 (a)에서와 같이 일반적인 몰핑개념을 적용하여 토공작업을 구현하면, 수직방향의 양 끝점간의 거리를 n등분하여 최종점에 도달하게 되므로 실제 작업이 진행되는 형상과 차이를 갖게 된다. 도 6의 (b)에서와 같이 실제 토공작업의 진행은 중력방향과 직각을 이루는 수평층의 형상으로 단계적으로 진행되며, 본 발명에서는 그러한 형상으로 작업진행과정이 구현되도록 하였으며, 이러한 실제 토공사 작업과 유사한 방식으로 토공사의 4D정보를 구현하는 방법은 국내외 최초로 시도되는 방법이다. 이러한 변형 몰핑기법에 의한 4D구현결과는 도 7과 같다.That is, as shown in FIG. 6 (a), when the earthworking operation is implemented by applying the general morphing concept, the distance between both end points in the vertical direction is divided by n and reaches the final point. do. As shown in FIG. 6 (b), the actual earthwork work progresses stepwise in the form of a horizontal layer perpendicular to the gravity direction. In the present invention, the work progress process is implemented in such a shape. The method of implementing earthworker's 4D information in a similar way is the first attempt at home and abroad. The result of 4D implementation by the modified morphing technique is shown in FIG.

7) 자연지형 4D구현을 위한 삼각망구성방법의 간편화기법7) Simplification of triangular network configuration method for 4D implementation of natural terrain

본 발명에서 제시하는 삼각망구성 방법은 기존의 델로니 삼각망 구성방법에 서 사용한 각 좌표값에 삼각망의 면 구성을 위한 별도의 속성(도 8에서, P1(x, y, z), P2(x, y, z), P3(x, y, z) 외에 P4(r)에 해당)을 부여하는 방법을 도입하였다. 이를 위해서 수치지도상의 모든 객체들에 고유의 레이어 속성값을 갖도록 삼각망 구성속성을 추가하였다. 레이어 속성별 분리된 삼각망 구성은 기존의 단일 삼각망 구성방법과 비교시 계획성분들이 요소에 따라 레이어 구분을 자동화시킴으로써, 속성변경이라는 추가 작업을 감소시킬 수 있다.In the triangular network configuration method proposed in the present invention, a separate attribute (P1 (x, y, z), P2 (x, y, z) in FIG. 8 for the plane configuration of the triangle is added to each coordinate value used in the existing Delroy triangle configuration method (x, y, z), P3 (x, y, z) and P4 (r). To do this, we added a triangular network configuration attribute to have unique layer attribute values for all objects on the digital map. Separated triangulation by layer attribute can reduce the additional task of attribute change by automating the layer division according to the elements in comparison with existing single triangulation method.

이러한 방법은, 기존 삼각망기법의 이용시에 토공과 교량, 터널 등의 구조물 객체가 동일한 속성으로 표현되어 설계 객체간 구분이 곤란하였던 점들을 보완하는 방법으로 이용될 수 있다. 즉, 제시된 방법에서는 교량, 터널구간을 토공구간과 분리하여 별도의 속성으로 구분할 수 있기 때문에, 본 발명에서 적용하는 4D구현시 및 가상현실 활용시 보다 시각화된 객체정보를 제공할 수 있다. 도 9는 이러한 삼각망기법의 적용이전(a)과 이후(b)의 모습을 나타내고 있으며, 적용이후 개선된 모습에서는 성토, 절토, 교량 등의 부위별 객체구분이 분명하게 됨을 알 수 있다.This method can be used as a method to complement the points where it is difficult to distinguish between design objects by expressing structure objects such as earthwork, bridges, and tunnels with the same attributes when using the existing triangular mesh technique. That is, in the proposed method, since the bridge and the tunnel section can be separated from the earthwork section and separated into separate attributes, the visualized object information can be provided in the 4D implementation and the virtual reality application in the present invention. FIG. 9 shows the state before (a) and after (b) of the application of the triangular mesh technique. In the improved state after application, it can be seen that the object classification by the parts such as buried soil, cut soil, and bridge is clear.

8) 텍스쳐링에 의한 지형삼각망과 계획삼각망의 합성효율화 방식8) Synthetic efficiency of topographical triangulation and planned triangulation by texturing

토공사 구간의 3차원 객체화를 위해서는 계획단면에 대한 3D객체를 원지반에 대한 3D객체와 합성하는 과정이 필요하게 되며, 이를 위하여 원지반 및 계획단면에 대한 3D객체 합성 기법이 요구된다. 본 발명에서는 지형삼각망과 계획삼각망을 합성하지 않고 멀티텍스쳐링(Multi-texturing) 된 두 삼각망이 합성된 것과 같이 보일 수 있도록 함으로써, 4D구현을 위한 지형삼각망구성 작업량을 최소화 할 수 있 는 방법을 개발하였다.In order to realize the 3D objectization of earthworks section, it is necessary to synthesize the 3D object of the planned section with the 3D object of the ground surface. For this, 3D object synthesis technique for the ground surface and the planned section is required. In the present invention, it is possible to minimize the amount of terrain triangulation work for the 4D implementation by making the two triangles appear to be synthesized without combining the terrain triangulation and the planned triangulation. Method.

즉, 계획단면으로부터 생성되는 계획삼각망이 지형삼각망 상에서 중복되는 부분의 경계를 인식하여 지형삼각망의 중복부분을 경계선을 기준으로 제거하고 경계선을 기준으로 양 삼각망 간을 자동으로 연결 합성하는 방법으로서, 지형삼각망과 계획삼각망을 합성하지 않고 텍스쳐링 된 두 삼각망이 합성된 것과 같이 보일 수 있도록 함으로써, 4D 구현을 위한 작업량을 최소화 할 수 있는 방법이다.In other words, the planned triangulated network generated from the planned section recognizes the boundaries of overlapping parts in the terrain triangulation network, eliminates the overlapping part of the terrain triangulation based on the boundary line, and automatically synthesizes the connection between the triangulation networks based on the boundary line As a method, it is possible to minimize the workload for the 4D implementation by making the two triangles textured as synthesized without synthesizing the terrain triangle network and the planned triangle network.

9) 표준 건절정보분류체계의 수준별 공사일정 경과에 따른 3차원 완성상태의 연속구현 방식9) Continuous Implementation of 3-D Completion Status according to the Construction Schedule of Standard Classification System

공정관리 시각화를 위한 기본적 내용은 공사일정별로 부위별 완성상태를 3차원화하여 시각적으로 연속 구현해 주는 것이며, 공정관리 4D CAD시스템의 핵심사항이 된다. 본 발명에서는, 이러한 기본적인 4D구현 기능 이외에 프로젝트의 특정 기간 동안 및 특정 공사부위에 대해서만 진행되는 작업들을 대상으로 4D를 구현할 수 있도록 하였다.The basic contents for process management visualization is to visualize the completion status of each part by construction schedule in a visual manner, and it is a key point of process control 4D CAD system. In the present invention, besides the basic 4D implementation function, 4D can be implemented for the tasks that are performed only for a specific period of a project and a specific construction site.

특히, WBS에서 선택되는 코드를 기준으로 공정 수준별 해당 공정들만을 4D구현할 수 있고, WBS 선택공정에 대해 임의기간동안의 4D구현도 가능하도록 하여, 공사관리업무시 다양한 사전 모의조작 정보제공에 의한 의사결정도구 역할을 할 수 있도록 하였다. 이러한 표준 건설정보분류체계에 의한 관리수준별 공정관리 정보의 시각화방식은 국내외에서 최초로 시도되는 방식이다.In particular, it is possible to implement 4D only the processes corresponding to the process level on the basis of the code selected in the WBS, and to implement the 4D during the arbitrary period for the WBS selection process, And to act as a decision maker. The visualization of process management information for each management level by the standard construction information classification system is the first attempt at home and abroad.

도 10은 본 발명에서 구현한 4D CAD시스템의 기본 기능 구현 상태이고, 도 11은 표준 건설정보분류체계의 코드 수준에 따라 일정정보와 3차원 객체정보 및 4D정보를 자유스럽게 구현하는 상태를 나타내고 있다.FIG. 10 shows a state of implementing the basic functions of the 4D CAD system implemented in the present invention, and FIG. 11 shows a state in which schedule information, three-dimensional object information, and 4D information are freely implemented according to the code level of the standard construction information classification system .

10) 4D CAD내 공사진도관리 기능의 표현방식10) Expression method of construction progress management function in 4D CAD

공정관리에서 진도관리기능은 공사가 실제로 개시된 이후에 계획대비 공사일정의 진도를 검토하는 기능으로서, 공정관리 정보의 시각화를 위해서는 계획대비 현재 진도의 초과 및 지연여부를 시각적으로 파악하는 기능이 필수적으로 요구된다.In the process management, the progress management function is a function to review the progress of the construction schedule compared to the plan after the construction is actually started. In order to visualize the process management information, it is necessary to visually grasp whether the current progress is over or delayed compared to the plan Is required.

이를 위해 본 발명에서는, 첫째, 계획대로 공사가 진행되었을 때 경과기간별 총진도율을 자동 계산하여, 진도율에 연동되어 4D CAD에서 3차원 완성상태를 연속구현하는 기능을 구성하였고, 둘째로, 실제 공사개시 후에는 계획대비 실제공사의 진도율을 자동 비교하는 방법을 구성하여, 계획대비 초과 및 지연되는 공사부위를 3차원 색상으로 구분 표기하여 현재의 진도상태를 시각적으로 표현하는 방법을 구성하였다. 이러한 진도관리기능 역시 WBS 수준별로 파악이 가능하도록 구성하였다. 도 12는, 이러한 진도관리 기능을 나타내고 있다.To accomplish this, in the present invention, first, the total progress rate by the elapsed time period is automatically calculated when the construction progresses as planned, and the function of successively realizing the three-dimensional completion state in the 4D CAD linked to the progress rate is constituted. Second, After that, a method of automatically comparing the progress rate of the actual construction with the planned one was constructed, and a method of visually expressing the current progress state by dividing the construction part exceeding the schedule and the delayed construction part into the three dimensional color was constructed. This progress management function is also configured so that it can be grasped by WBS level. Fig. 12 shows this progress management function.

11) 4D구현 결과의 가상현실 연계방식11) Virtual reality connection method of 4D implementation result

본 발명에서는 4D CAD구현 결과로서 제시되는 완성된 시설물에 대하여 가상현실(VR)기능을 연계하여 현재 시점까지 완성된 시설물의 가상적 실제 이용상황을 애니메이션(Animation)기법으로 표현되도록 함으로써, 임의 시점까지 완성된 상태 를 가상적으로 실제상황을 연출하여 설계대비 보완사항 등을 사전 검증할 수 있도록 하였다.In the present invention, virtual reality (VR) function is presented to the completed facilities as a result of 4D CAD implementation, and the virtual actual usage state of the completed facilities up to the present time is expressed by an animation technique, And the actual state of the situation is simulated, so that it is possible to preliminarily verify the complement of the design.

12) 광역 공사구역의 포괄적 4D구현 방식12) Comprehensive 4D implementation of wide area construction area

도로, 택지개발 등의 토목공사는 공사연장이 길고 광범위한 현장을 갖게 되므로, 구조물 또는 부위별 4D구현 외에 광역현장 전체 또는 구역별 종합적인 4D구현 기능을 갖출 필요가 있다.Civil engineers, such as roads and residential development, have a long and extensive site, so it is necessary to have a comprehensive 4D implementation function for the entire site or zone in addition to the 4D implementation for each structure or site.

이러한 기능을 수행하기 위해 본 발명에서는, 키 맵(Key Map)기능을 구성하여 키 맵에서 원하는 구역을 마우스로 선택하면 즉각 선택된 구역의 종합적인 4D가 구현되는 방식을 구성하였다. 이러한 방식은 국내외 최초로 시도되는 방법으로서, 세부 구조물별 4D구현과 해당 구조물을 포함하는 광역구역의 종합적 4D구현이 가능하여 공구별 공정관리의 시각화가 가능해 질수 있다.In order to perform such a function, a key map function is configured to select a desired region in the key map, thereby constructing a comprehensive 4D structure of the immediately selected region. This method is the first attempt at home and abroad, and it is possible to realize 4D implementation of detailed structure and comprehensive 4D implementation of wide area including corresponding structure, so that tool-specific process management can be visualized.

13) 무선이동통신기능에 의한 현장 공사정보의 4D시스템 연계방식13) 4D system connection method of on-site construction information by wireless mobile communication function

본 발명에서는 공사현장에서 발생되는 공정 진도관련 정보를 현장에서 PDA 등을 이용하여 실시간으로 4D시스템에 전송하면 해당 진도정보가 4D시스템의 진도관리에 즉각 입력정보로 활용되는 방법을 구성함으로써, 진도정보의 별도 입력과정을 생략할 수 있고, 실시간 진도관리의 4D구현이 가능하게 된다.According to the present invention, if process progress information generated on a construction site is transmitted to a 4D system in real time using a PDA or the like in the field, the progress information is used as input information immediately for progress management of the 4D system, And the 4D implementation of real-time progress management becomes possible.

이상 기술한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예 뿐만 아니라, 본 발명의 목적 및 배경을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것 은 물론이다.As described above, it is needless to say that the present invention can be variously modified and carried out within the scope not departing from the object and background of the present invention, as well as the above-mentioned embodiments.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 현재 각종 건설공사의 공사현장들은 모두 공정관리도구들을 이용하고 있으며, 종래의 공정관리도구들은 공정자료를 수치적 정보로 표현하기 때문에 실제 공사에 활용도가 극히 미흡하나, 본 발명은 이러한 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하여 시각화함으로써, 종래 구현방식의 공정관리 도구들을 대체하는 효과를 갖게 된다.As described above, according to the present invention, all the construction sites of various construction projects currently use the process management tools, and the conventional process management tools express the process data by numerical information, , The present invention has the effect of replacing the process management tools of the conventional implementation by continuous implementation and visualization of the three-dimensional completion state for each construction schedule.

특히, 자연지형에서 토공사 등을 포함하는 토목공사들에 대하여 자연지형의 일정별 3차원 완성상태 연속표현기법에 의한 4D CAD구현방법과 공사정보분류코드에 의한 수준별 4D표현기법 등 본 발명에서 제안하는 내용들은 국내외적으로 최초로 제안되는 방법으로, 이러한 방법은 최근의 각종 정보화도구의 건설공사 적용과 함께 건설정보화의 대표적 도구로 활용될 수 있고, 시각화된 공정정보 표현으로 전산화된 공사관리의 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.In particular, the 4D CAD implementation method by the 3-dimensional complete state continuous representation technique of the natural terrain for the civil engineers including the earthworks in the natural terrain and the 4D representation technique by the construction information classification code etc. This method can be used as a representative tool of construction informatization along with the recent construction of various information tools, and greatly improved the efficiency of computerized construction management by visualized process information expression. .

또한, 모든 현장에 전산화된 공정관리 도구들이 있으며, 종래의 이러한 도구들이 난해한 수치적 정보표현으로 활용성이 약 30%에 그치는 반면에, 본 발명에서 제안하는 방법과 개발된 시스템의 적용은 전산화된 도구들의 활용성을 90%까지 향상시킬 수 있기 때문에, 최소의 비용으로 공사관리 업무의 효율을 대폭 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.In addition, there are computerized process management tools at all sites, and these tools are difficult numerical information expressions and the utilization is only about 30%. On the other hand, the method proposed by the present invention and the application of the developed system are computerized As the utilization of tools can be improved up to 90%, it is expected that the efficiency of construction management work will be greatly improved with minimum cost.

더욱이, 최근 건설정보화 촉진과 함께 건설공사관리의 기법들이 상당부분 시각화되어 가고 있는 점을 고려하면, 본 발명은 정보의 시각화가 가장 필요한 공정 관리기법에 직접적인 효과를 갖게 되어, 해외기술과 비교시 매우 취약한 국내 건설공사 공정관리기법의 획기적인 발전을 도모할 것으로 기대되며, 국제적으로도 현시점이 관련기술의 확산시점임을 고려하면 국제적 선도기술확보 효과를 갖게 된다.In addition, considering the fact that the techniques of construction management are being visualized with the recent promotion of construction informatization, the present invention has a direct effect on the process management technique which requires the most visualization of information, It is expected that this will lead to the breakthrough development of vulnerable domestic construction work process management techniques, and it will have the effect of securing international leading technology considering that the present time is the time of diffusion of related technology internationally.

Claims (5)

삭제delete 4차원 건설공사 공정관리시스템을 이용하여 공정관리 정보들을 공사일정별로 3차원 완성상태를 연속 구현하기 위한 4차원 건설공사 공정관리시스템 구현방법에 있어서,A method for implementing a four-dimensional construction work process management system for continuously implementing a three-dimensional completed work process information by construction schedule using a four-dimensional construction work process management system, 토공사를 포함한 공사일정별 시설물 완성상태를 3차원으로 연속 구현하는 건설공사 4D CAD공정관리시스템에서 시설종류, 구조물종류, 부위종류 등을 체계적으로 코드화한 표준 건설정보분류체계(WBS; Work Breakdown Structure)를 시스템에 구축하여, 공사일정, 부위별 3차원, 4차원 객체구현 등의 모든 4D CAD관련정보들을 WBS코드의 공정 상세 수준별로 선택적으로 자유스럽게 구성하며,Construction work that continuously realizes 3-dimensional completion status of facilities by construction schedule including earthworks. 4D CAD Work Breakdown Structure (WBS) systematically codes facility type, structure type, , 4D CAD related information such as construction schedule, 3-dimensional and 4-dimensional object implementation for each part can be freely configured according to the process detail level of the WBS code, 토공사의 3차원 및 4차원 객체정보들을 상술한 WBS코드에 연동시킬 때 토공구간의 일정별 3차원 객체 표현에 변형된 몰핑(Morphing)기법을 적용하여 성토, 절토공사 등을 자연지형으로부터 계획단면까지 단계적 시공에 따라 변화되는 단면 형상으로 일정별 세부적인 4D로 구현하며, 단면 차로부터 생성된 3D객체를 작업 일정진행에 따른 형태변화와 유사한 체적의 변화에 해당하는 3D객체들로 세부적으로 자동 분할하여 토공사 WBS코드에 연계하여 4차원 객체를 생성하는 것을 특징으로 하는 4차원 건설공사 공정관리시스템 구현방법.When the 3D and 4D object information of the earthworker is linked to the WBS code described above, morphing technique modified to 3-dimensional object representation of the earth section is applied from the natural topography to the planned section The 3D object generated from the cross-sectional difference is automatically segmented into 3D objects corresponding to the volume change similar to the shape change according to the work schedule progress. Dimensional object is generated in association with the earthworker's WBS code. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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