KR100844467B1 - 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 3차원으로 공사 진행 현황을 표현함으로써 다양한 정보를 일목요연하고 인식이 용이하도록 하나의 화면 상에 표시할 수 있게 해 주는, 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공함에 있다. 더불어 본 발명의 다른 목적은, 공사 진행 현황을 3차원적 뿐 아니라 시간에 따른 진행 시뮬레이션이 가능하게 함으로써 공사 계획 및 실제 공사 작업 진행을 보다 체계적으로 수행할 수 있도록 해 주며, 또한 시기별로 새로 진행 현황을 제작할 필요가 없이 단일 프로그램으로 어느 시점의 공사 진행 현황이든 쉽게 출력할 수 있도록 해 주는, 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

공정 계획, 공사 진행률, 진척도, 3차원, 시뮬레이션

Description

3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법 {A Simulation System and Method for Construction Progression State with 3D}

본 발명은 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 공사 진행 현황을 보다 직관적으로 용이하게 파악할 수 있도록 하는 공사 진행 현황도를 3차원으로 시뮬레이션하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축 공사는 몇 개월 이상의 긴 기간이 소요되며, 특히 대규모의 공사인 경우에는 한꺼번에 공사가 진행되는 것이 아니라 부분적으로 공사가 진행되게 된다. 그러므로 공사가 진행되는 동안 각각의 부분적 공사에만 관여하는 작업자들이 전체적인 공사 진행 현황을 파악하기는 어려운데, 이와 같이 공사가 부분적으로 불균일하게 이루어지게 되면 공사 자재 수요량의 파악, 공사 일정 조절 등과 같인 전체적인 공사 진행이 원활하게 이루어지지 못하게 된다. 또한 직접적으로 작업과 관련된 작업자들이 아닌 일반인들도 공사 진행 현황을 알아야 할 경우도 많이 발생한다. 따라서 공사 진행 현황을 모든 작업자들 및 일반인에게 일목요연하게 파악시킬 수 있도록 하기 위해 다양한 방법이 강구되어 왔다.

일반적으로는 공사 진행 현황을 표현하는 차트나 도면 등을 적절한 시기마다 제작하여 현재 진척도를 점검하게 된다. 도 1은 이와 같은 종래의 공사 진행 현황 도면의 한 실시예를 도시하고 있다. 도 1에서, 하얀색으로 표시된 부분(B)은 도로이며, 나머지의 폐곡선 부분(A)들은 각 공사 위치를 나타내고 있다. 종래의 공사 진행 현황 도면에서, 공사의 진행 현황은 각 공사 위치(A)를 나타내는 색깔로 나타내는 것이 일반적이었다. 정확한 진행 현황은, 도 1에서 네모칸으로 표시해 둔 부분 내에 기재된 숫자와 같이, 공사 위치 부분에 숫자로 표시된다.

도 2는 종래에 이와 같은 공정 관리에 사용되던 간트 차트(GANT chart, 도 2(A)) 및 퍼트 차트(PERT chart, 도 2(B))의 한 실시예를 도시하고 있다. 간트 차트란 1919년 미국의 간트가 창안한 것으로, 작업 계획과 실제의 작업량을 작업 일정이나 시간으로 견주어서 평행선으로 표시하여 계획과 통제기능을 동시에 수행할 수 있도록 설계된 막대도표(bar chart)로, 계획과 실적을 도표상에 동시에 기록하여 간단 명료하게 나타낼 수 있어 공사 진행 관리에 응용되어 사용되어 왔다. 또한 퍼트PERT란 Program Evaluation and Review Technique의 머리글자로, 대규모, 장시간이 걸리는 프로젝트의 계획 및 진전을 평가하기 위한 관리 기법으로서 프로젝트에 필요한 작업(activity)과 자원(resource)들의 상호관계를 시간에 의존하는 네트워크 형태로 도식화한 것으로, 즉 퍼트 차트는 서로 관계를 이루면서 수행하여야 할 각각의 작업들이 원과 그 원을 연결하는 직선으로 연결되어 있는 시간에 의존 하여 도식화한 그림이다. 이러한 간트 차트 및 퍼트 차트는 건축물의 공사 관련 작업 뿐 아니라 일반적인 공정 관리 전반적으로 널리 사용되고 있는 관리 방법 중 하 나이다.

그런데, 도 1에 도시된 종래의 공사 진행 현황 도면은 보기가 불편한 점이 매우 많았다. 무엇보다도 2차원 평면 위에 표시 가능한 정보의 절대량 자체가 매우 적기 때문에, 작업자들이 알고자 하는 정보를 모두 표시하는 것은 당연히 불가능했다. 따라서 매우 제한된 정보만이 공사 진행 현황 도면 상에 표시되고, 자세한 정보는 결국 각 부분적 공사 작업과 관련된 다른 자료, 즉 도 2에 도시된 간트 차트나 퍼트 차트 등과 같은 자료를 찾아야만 하였다. 또한, 넓은 대지에 다양한 건축물이 지어지는 복잡한 공사의 경우, 구분을 위한 색깔을 다양하게 사용하여야만 하며, 따라서 작업자 자신조차도 어떤 색깔이 무엇을 나타내는지 등의 인식이 쉽게 이루어지지 못하게 되는 등, 결국 종래의 공사 진행 현황 도면으로는 작업자 전원에게 전체적인 공사 진행 현황을 쉽게 파악할 수 있도록 하고자 하는 원래의 목적이 전혀 달성되지 못하는 문제점이 있었다.

특히, 건축물의 형상이 복잡하거나 다수의 건축물을 동시에 건축하는 경우, 즉 예를 들어 신도시 계획 공사, 아파트 및 상가 단지 건설 공사 등과 같은 대규모 공사인 경우, 어느 지역의 공사가 얼마나 진척되었는지에 대한 상세 상황, 즉 어느 지역 공사에 투입된 또는 투입되어야 할 인력, 비용, 자재 등의 자원의 양을 체크하거나 하는 것은, 종래의 공사 진척 상황 도면으로는 전혀 불가능할 뿐이다.

뿐만 아니라, 해당 공사와 관계된 투자자나 공사장 근처 거주자 등과 같이 작업 자체와 직접적인 관계는 없어도 공사 진행 현황에 관심이 많은 일반인들의 경우에는 더더욱 불편함을 많이 느끼게 되었다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 공사 진행 현황 도면은 단지 지도상에 색깔과 숫자로만 구분가능한 표시를 하고 있는데, 어떤 색깔이 어느 정도의 공사 진행 현황을 나타내는지를 미리 알지 못하면 일반인으로서는 아무런 정보를 얻을 수 없게 되어, 결과적으로 직접적인 관련 작업자의 설명이 없이는 전체적인 공사 진행 현황을 전혀 파악할 수 없는 불편함이 있었다.

또한, 공사 기간 중에 해당 공사에 대한 홍보 및 설명이 이루어지는 경우에 있어서, 종래의 공사 진행 현황 도면을 사용할 경우 상술한 바와 같이 일반인이 공사 진행 현황을 파악하는 것이 매우 어렵다는 문제점 때문에, 일반인의 이해를 돕기 위해서는 다양한 자료를 수집하여 홍보 자료를 제작하여야만 하므로 홍보 자료의 제작이 난해해지고, 설명자의 업무량도 과도하게 증가하게 되는 등, 다양한 방면에서 크나큰 문제점들이 발견되고 있는 실정이다.

더불어, 가장 큰 문제점은 적절한 시기마다 도 1과 같은 공사 진행 현황 도면을 새로 제작하여야만 한다는 것으로서, 이에 따라 많은 인력, 시간, 비용 등이 중복적으로 사용되어 자원의 낭비가 크게 발생하게 된다는 것은 주지의 사실이다.

공사 진행 현황을 사용자가 직관적으로 이해하기 용이하도록 하기 위하여 다양한 기술이 개시되어 왔다. 일본특허출원 제 2005-212071호(공개 제2007-34351호, "건축물 공사 관리 시스템", 이하 선행기술1)에서는, 건축물의 설계로부터 시공에 이르기까지 적절한 관리 및 비용의 최적화를 이루기 위한 건축물 공사 관리 시스템 을 개시하고 있다. 상기 선행기술1의 시스템은, 대상 건축물의 외관 및 경관을 사용하여 외관 기초 데이터를 작성하여 건축물 시뮬레이션 데이터를 작성하여 출력하도록 되어 있다. 상기 선행기술1은 특히, 건축물 공사 표준을 참조하여, 건축물의 높이, 형상, 재질, 색깔 등에 의하여 주변 환경에 끼치는 영향(일조량 등) 및 주변 환경과의 조화를 꾀하도록 하는 목적을 가지고 있다. 즉, 상기 선행기술1에서는 대상 건축물만을 관리하는 것이 아니라 주변 환경과의 조화를 고려하기 위하여 건축물의 외관 및 주변의 경관을 함께 관리한다는 데 그 특징이 있는 것이다. 따라서 상기 선행기술1에서의 건축물 시뮬레이션 데이터는 궁극적으로 완성된 건축물의 외관을 나타내기 위한 것일 뿐으로, 공사 진행 과정을 관리하는 데에는 전혀 적절하지 못하다. 따라서 선행기술1의 시스템으로는 본 명세서에서 상기 제기한 문제점들을 해결할 수 없다.

또한, 일본특허출원 제1999-287285호(공개 제2001-109801호, "지하 구조물 건설 관리 시스템", 이하 선행기술2)에서는, 수치 지도 데이터를 3차원 지도 데이터로 변환하여, 3차원 지도 데이터와 지하 건축물의 3차원 표시 모델의 좌표를 일치시켜 동일 화면 상에 나타나게 함으로써 건축 진행 중인 지하 건축물의 지리적 위치 및 현재 공사가 진척된 만큼의 건축물의 실제 형상을 직관적으로 쉽게 알아볼 수 있게 해 주는 기술을 개시하고 있다. 그러나 상기 선행기술2는 캐드(CAD) 데이터, 즉 건축물의 형상 데이터만을 가지고 공사의 진행 과정을 보이고 있을 뿐이며, 또한 상술한 바와 같이 종래에 공사 진척도를 표현하기 위하여 널리 사용되고 있는 간트 차트나 퍼트 차트 등에서 제공하는 정보와 상기 선행기술2가 제공하고자 하는 정보는 서로 독립적인 별개 종류의 정보로서, 간트 차트, 퍼트 차트 등과 연계하여 관리하기가 어렵다. 즉 공사 진척도를 세밀하게 확인하고자 하는 실무자의 경우, 상기 선행기술2에 의한 시스템으로 공사 진행 현황을 시각적으로 확인한다 하여도, 어차피 간트 차트, 퍼트 차트 등을 따로 또 참조하여야만 하는 것이다. 뿐만 아니라, 상기 선행기술2는 실제 공사 건축물의 형상을 3차원으로 표시하여야만 하기 때문에 건축물이 매우 복잡한 형상을 가지고 있거나 단일 건축물이 아닌 경우 시뮬레이션하기가 매우 복잡하고 오래 걸리게 될 것은 자명한데, 따라서 대단위 건축물, 즉 도시 계획, 아파트 및 상가 단지 등의 대규모 공사를 관리하기에는 매우 부적절하다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하고자 하는 요구 즉, 공사와 직접 관련된 작업자들, 간접 관련된 일반인들, 공사에 대한 홍보 관련자들 등과 같은 다양한 사용자들에게 있어, 누구나 직관적으로 용이하게 공사 진행 현황을 파악할 수 있도록, 일목요연하면서도 다양한 정보를 표현할 수 있는 공사 진행 현황 도면에 대한 요구가 꾸준히 있어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 3차원으로 공사 진행 현황을 표현함으로써 다양한 정보를 일목요연하고 인식이 용이하도록 하나의 화면상에 표시할 수 있게 해 주는, 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

더불어 본 발명의 다른 목적은, 공사 진행 현황을 3차원적 뿐 아니라 시간에 따른 진행 시뮬레이션이 가능하게 함으로써 공사 계획 및 실제 공사 작업 진행을 보다 체계적으로 수행할 수 있도록 해 주며, 또한 시기별로 새로 진행 현황을 제작할 필요가 없이 단일 프로그램으로 어느 시점의 공사 진행 현황이든 쉽게 출력할 수 있도록 해 주는, 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템은, PERT 방법 및 GANTT 방법을 기반으로 한 공정 계획 정보가 저장되는 공정계획 데이터베이스(110), 실제 공정 진행 정도 정보가 저장되는 공정실적 데이터베이스(120) 및 공사 현장의 지리적 정보가 저장되는 지도정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스(100); 상기 공정계획 데이터베이스(110)와 연결되어 공정 계획 정보를 입력하는 공정계획 입력수단(210) 및 상기 공정실적 데이터베이스(120)와 연결되어 실제 공정 진행 정도 정보를 저장하는 공정실적 입력수단(220)을 포함하여 이루어지는 입력수단(200); 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장된 공정 계획 정보를 사용하여 예상 공사 진행률을 산출하고, 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장된 공정 계획 정보 및 상기 공정실적 데이터베이스(120)에 저장된 실제 공정 진행 정도 정보를 매칭시켜 실제 공사 진행률을 산출하며, 상기 지도정보 데이터베이스(130)에 저장된 지리적 정보를 사용하여 출력수단(400)에 지도 이미지를 출력하고, 상기 지리적 정보와 상기 산출된 예상 또는 실제 공사 진행률 정보를 매칭시켜, 상기 출력수단(400)에 출력된 지도 이미지 상에 시간에 따라 3차원적으로 예상 또는 실제 공사 진행률을 표시하며, 상기 예상 또는 실제 공사 진행률과 함께 또는 독립적으로 공정계획 정보 및 공정실적 정보를 선택적으로 가공하여 상기 출력수단(400)으로 출력하는 중앙처리수단(300); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 공정계획 데이터베이스(110)는 공사 위치, 작업 이름, 날짜, 예산, 책임자, 실무자, 시행주체 또는 조치사항 중 적어도 하나 이상을 포함하는 항목들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공정실적 데이터베이스(120)는 날짜, 실제 사용된 비용, 진척도 퍼센티지, 세부 작업 또는 세부 작업 완료 여부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 항목들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지도정보 데이터베이스(130)는 지도 이미지, 각 이미지와 매칭되는 지리적 위치 또는 행정구역 중 적어도 하나 이상을 포함하는 항목들로 이루어지 는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공정계획 입력수단(210)은 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 접근 가능하며 연동 동작하고, PERT 방법 및 GANTT 방법을 기반으로 한 입력 모듈을 내장하는 컴퓨터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공정실적 입력수단(220)은 상기 공정실적 데이터베이스(120)에 접근 가능하며 연동 동작하는 전용 단말기, PDA 또는 컴퓨터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템은 상기 지리적 정보, 상기 예상 공사 진행률 정보를 포함하는 상기 공정계획 정보 및 상기 실제 공사 진행률 정보를 포함하는 상기 공정실적 정보를 각각 별개의 레이어에 출력하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템은 상기 별개의 레이어들을 3차원적으로 표현하여 출력하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템은 상기 공정계획 정보 및 상기 공정실적 정보를 표, 2차원 막대 그래프, 2차원 선 그래프, 2차원 파이 그래프, 3차원 막대 그래프, 3차원 버블 형상을 포함하는 통계처리도표 형상으로 가공하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 방법은, 상술한 바와 같은 시스템을 사용하는 시뮬레이션 방법에 있어서, a) 상기 지도정보 데이터베이스(130)에 공사 현장의 지리적 정보가 미리 저장되는 단계; b) 상기 공정계획 입 력수단(210)을 통해 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 PERT 방법 및 GANTT 방법을 기반으로 한 공정 계획 정보가 입력되는 단계; c) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 공정계획 데이터베이스(110)의 공정 계획 정보가 사용되어 예상 공사 진행률이 산출되는 단계; d) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 공정계획 데이터베이스(110)의 공정 계획 정보와 상기 지도정보 데이터베이스(130)의 공사 현장 지리 정보가 매칭되는 단계; f) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 지도정보 데이터베이스(130)의 공사 현장 지리 정보의 지도 이미지가 표현되고, 각 위치에 매칭되는 상기 산출된 예상 공사 진행률이 시간별로 3차원적으로 표현되어 상기 출력수단(400)으로 출력되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

더불어, g) 상기 공정실적 입력수단(220)을 통해 상기 공정실적 데이터베이스(110)에 실제 공정 진행 정도의 정보가 입력되는 단계; h) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 공정계획 데이터베이스(110)의 공정 계획 정보와 상기 공정실적 데이터베이스(110)의 실제 공정 진행 정도가 매칭되어 실제 공사 진행률이 산출되는 단계; i) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 지도정보 데이터베이스(130)의 공사 현장 지리 정보의 지도 이미지가 표현되고, 각 위치에 매칭되는 상기 산출된 실제 공사 진행률이 시간별로 3차원적으로 표현되어 상기 출력수단(400)으로 출력되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 건축물 등의 공사, 특히 대규모의 개발 사업과 같이 복잡 한 공사에 있어서, 공사 진행 현황을 누구나 직관적으로 용이하게 파악할 수 있도록 해 주는 커다란 효과가 있다. 이와 같이 본 발명은 공사 진행 현황을 체계적으로 표현할 수 있다는 효과가 있으며, 따라서 실제 공사 진행 현황 뿐 아니라 공사 계획 및 공법 결정의 사전 타당성을 검토하는 단계에 있어서도 매우 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다. 본 발명은 공사 계획 및 실제 공사 진행 모두에 있어서, 자재의 수급 물량, 공급 시기, 특정 공사의 작업 시기 등과 같은 각종 부분적 공사들을 체계적이고 효율적으로 진행할 수 있도록 해 주는 효과가 있으며, 이러한 효과에 의하여 자재, 시간, 인력 등의 낭비를 최소화시킬 수 있는 커다란 효과가 있는데, 특히 본 발명은 도시 계획, 아파트 및 상가 단지 건설 등과 같은 대규모 공사를 관리하고 진행하는데 더욱 큰 효과를 가진다. 물론 이에 따라 시공의 생산성이 크게 향상되며 경제성이 높아지게 되는 효과 또한 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 의하면 지리적 정보, 공정계획 정보 및 공정실적 정보 등과 같은 각각의 정보들을 별도의 레이어에 표시되도록 함으로써, 보다 체계적인 관리가 가능하게 되는 효과가 있으며, 더불어 목적에 따라 다른 개념의 관리대상물 또는 관리항목의 대체가 용이하게 되는 효과도 있다. 따라서 본 발명에 의하면 상술한 바와 같은 효과가 더욱 향상되는 큰 장점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 시뮬레이션 시스템은 크게 데이터베이스(100), 입력수단(200), 중앙처리수단(300) 및 출력수단(400)을 포함하여 이루어진다. 상기 데이터베이스(100)는 공정계획 데이터베이스(110), 공정실적 데이터베이스(120) 및 지도정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지며, 상기 입력수단(200)은 공정계획 입력수단(210) 및 공정실적 입력수단(220)으로 이루어진다.

상기 공정계획 데이터베이스(110)에는 PERT, GANTT 등과 같은 방식으로 이루어지는 공정계획 정보가 상기 공정계획 입력수단(210)을 통해 입력된다. 공정계획 정보란, 예를 들면 'X년 X월 X일부터 Y년 Y월 Y일까지 A작업, Z년 Z월 Z일부터 W년 W월 W일까지 B작업'과 같은 정보, 어느 작업을 어느 시행주체 및 담당자가 실행하는지 즉 'A작업은 C기업의 D, B작업은 E기업의 F'와 같은 정보, 어떤 작업을 실행할 때의 주의점 등의 정보를 담고 있다. 따라서 상기 공정계획 데이터베이스(110)는 공사 위치, 작업 이름, 날짜, 예산, 책임자, 실무자, 시행주체 또는 조치사항 등의 항목이 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 바와 같이 PERT, GANTT 방법은 다양한 분야에서 공정의 계획을 작성하는데 널리 사용되고 있는 방법으로, 상기 공정계획 입력수단(210)은, 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 접근 가능하며 연동 동작하고, PERT 방법 또는 GANTT 방법을 기반으로 한 입력 모듈을 내장하는 컴퓨터인 것이 바람직하다.

상기 공정실적 데이터베이스(120)는 실제 공정 진행 정도의 정보가 상기 공 정실적 입력수단(220)을 통해 입력된다. 공정 진행 정도 정보란, 즉 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장된 공정 계획을 바탕으로 하여 'A작업의 진척도 M%, B작업의 진척도 N%'와 같은 정보이다. 물론, 각 작업들이 보다 세부적인 작업으로 나뉠 수 있으며, 반드시 진척도가 숫자로 표현되어야 하는 것은 아니고, 세부 작업 완료 여부와 같은 방식으로 표현될 수도 있다. 또한 실제로 공사에 사용된 비용도 진척도에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 상기 공정실적 데이터베이스(120)는 날짜, 실제 사용된 비용, 진척도 퍼센티지, 세부 작업 또는 세부 작업 완료 여부 등의 항목이 포함되는 것이 바람직하다. 더불어, 실제 공정 진행 정도는 실제 공사가 진행되는 시점에서 각 공사의 실무자 또는 책임자가 가장 정확하게 파악할 수 있으므로, 상기 공정실적 입력수단(220)은 각 공사의 실무자 또는 책임자가 실시간으로 정보를 입력할 수 있도록 상기 공정실적 데이터베이스(120)에 접근 가능하며 연동 동작하는 전용 단말기, PDA 또는 컴퓨터 등과 같은 형태의 입력수단인 것이 바람직하다.

상기 지도정보 데이터베이스(130)는 공사가 진행되는 위치의 지도 정보를 담고 있는 것으로, 따라서 지도 이미지, 각 이미지와 매칭되는 지리적 위치, 행정구역 등의 항목이 포함되는 것이 바람직하다.

상기 데이터베이스(100)는 상술한 바와 같이 크게 상기 공정계획 데이터베이스(110), 공정실적 데이터베이스(120), 지도정보 데이터베이스(130)로 분류될 수 있으며, 상기 데이터베이스들로 분류되기 적절하지 않은 항목이 더 필요할 경우 추가적인 데이터베이스를 더 포함하여 이루어지도록 하여도 무방하다.

상기 중앙처리수단(300)은 상기 데이터베이스(100)에 들어있는 정보들을 적절하게 가공하여 상기 출력수단(400)으로 출력하게 된다. 상기 중앙처리수단(300)의 동작에 대해서는 하기에 보다 상세히 설명한다. 이 때 상기 출력수단(400)은 컴퓨터나 PDA 등의 모니터와 같은 디스플레이 수단일 수도 있으며, 프린터와 같은 인쇄 수단이어도 무방하다.

도 4 내지 도 9는 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 처리 및 가공되어 상기 출력수단(400)으로 출력된 본 발명의 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션의 실시예들을 도시하고 있다. 특히 도 6c 내지 도 6f, 도 7, 도 8a 내지 도 8d, 도 9a 등의 도면에서는, 지도 이미지가 가장 하위의 레이어에 위치하고, 그 위의 레이어에 공정계획 정보 또는 공정실적 정보들이 가공된 형태로 위치하며, 각각의 레이어가 모두 쉽게 알아볼 수 있도록 3차원적으로 표현되어 있는 것을 도시하고 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 각각의 정보들을 별도의 레이어에 표시되도록 함으로써, 보다 체계적인 관리가 가능하고 목적에 따라 다른 개념의 관리대상물 또는 관리항목의 대체가 용이하기 때문에, 작용효과가 더욱 향상되게 된다.

도 4는 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 제공된 전체 사업 관리를 위한 상황판을 도시하고 있다. 상기 중앙처리수단(300)은 상기 각 데이터베이스들에 저장되어 있는 정보들을 가공하여 크게 3가지 형태로 가공된 메인 화면을 출력한다.

도 4(A)의 제 1메인 화면과 같이, 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장 되어 있는 정보로서 만들어지는 PERT 차트 및 GANTT 차트가 입력, 수정, 삭제 및 출력이 가능하게 된다. 상기 중앙처리수단(300)은 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장된 공정 계획 정보를 사용하여 예상 공사 진행률을 산출하고, 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장된 공정 계획 정보 및 상기 공정실적 데이터베이스(120)에 저장된 실제 공정 진행 정도 정보를 매칭시켜 실제 공사 진행률을 산출하게 된다.

상기 중앙처리수단(300)은 도 4(B)의 제 2메인 화면 및 도 4(C)의 제 3메인 화면과 같이, 상기 지도정보 데이터베이스(130)에 저장된 지리적 정보를 사용하여 출력수단(400)에 지도 이미지를 출력하고, 상기 지리적 정보와 상기 산출된 예상 또는 실제 공사 진행률 정보를 매칭시켜, 상기 출력수단(400)에 출력된 지도 이미지 상에 시간에 따라 3차원적으로 예상 또는 실제 공사 진행률을 표시한다.

또한, 상기 중앙처리수단(300)은 상기 산출된 예상 또는 실제 공사 진행률 뿐만 아니라, 공정계획 정보 및 공정실적 정보를 선택적으로 가공하여 상기 출력수단(400)으로 출력하기도 한다. 하기의 도 5 내지 도 9는 본 발명의 시스템 및 방법에 의하여 출력된 결과물의 실시예들로서, 즉 상기 중앙처리수단(300)은 도 6a와 같이 (공정계획 정보에 해당하는) 차트만을 독립적으로 선택하여 표시할 수 있도록 가공하기도 하고, 다른 도면들과 같이 지도 및 공사 진행률과 함께 (공정계획 정보에 해당하는) 시행주체, 예산이나 (공정실적 정보에 해당하는) 실제 사용된 비용 등을 표시하도록 가공하기도 하여, 이와 같이 가공된 정보를 상기 출력수단(400)으로 보내어 사용자가 시각적으로 각종 정보를 일목요연하게 파악할 수 있도록 해 준 다.

도 5는 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 시행 주체별로 공사를 통합 관리하는 화면의 실시예를 도시하고 있다. 특히 대규모의 개발 사업의 경우 다수의 시행 주체가 부분적인 공사에 참여하게 된다는 것은 주지의 사실로, 따라서 각각의 시행 주체별로 공사 진행 상태를 보여줄 필요가 있다. 본 발명의 시스템 및 방법에 의하면 도 5에 도시된 바와 같이 전체 공사의 시행 주체를 통합 관리함으로써, 시행 주체별로 공사를 검색하고 시각적으로 표시하거나, 공사 진행률 및 해당 공사의 시행 주체를 시각적으로 표시하는 등의 다양한 결과물을 출력할 수 있게 된다.

도 6a 내지 도 6g는 상기 도 4(A)에 도시된 PERT 차트 입력 과정 및 도 4(B) 및 도 4(C)에 표시된 공정 진행률과 지도 이미지의 매칭 과정을 보다 상세하게 단계적으로 도시한 것이다.

도 6a에 도시된 바와 같이 먼저 컴퓨터와 같은 수단으로 구현되는 상기 공정계획 입력수단(210)을 통해, 도시된 바와 같이 작업 이름, 날짜, 예산 등이 당연히 포함되는 공정 계획이 작성되게 된다. 본 발명에 의한 시스템에 대한 상기 설명에서는 상기 공정계획 입력수단(210)과 상기 중앙처리수단(300)이 독립적인 구성요소인 것처럼 서술되었으나, 예를 들어 본 발명에 의한 시뮬레이션 방법을 채용하는 프로그램이 내장된 컴퓨터가 상기 중앙처리수단(300)이 되고, 해당 컴퓨터의 키보드, 마우스 등의 입력수단이 상기 공정계획 입력수단(210)이 될 수 있는 것과 같 이, 상기 공정계획 입력수단(210) 및 상기 중앙처리수단(300)은 일체형으로 구비될 수 있음은 물론 당연하다.

이와 같이 PERT 또는 GANTT 형식으로서 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 입력 및 저장된 공정 계획 정보는, 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 도 6b와 같이 상기 지도정보 데이터베이스(130)에 저장된 지도 이미지와 서로 연계된다. 상술한 바와 같이 상기 공정 계획 정보에는 도 10과 같이 공사 위치 항목(SBS)과 공사 종류 항목(FBS)이 조합된 작업분류정보(WBS)가 존재하며, 지도 이미지 정보는 상기 공사 위치 분류체계를 이용하여 해당 분류체계에 따라 구축되므로 각 이미지와 매칭되는 지리적 위치 항목과 공사 종류 항목이 존재하므로, 이러한 항목을 매칭시킴으로써 쉽게 공정 계획 정보 및 지도 이미지를 연계할 수 있다. 도 10에 대해서는 하기에 보다 상세히 설명한다.

이와 같이 연계된 공정 계획 정보 및 지도 이미지는 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이 3차원적으로 연계되어 표현되어, 사용자로 하여금 전체 지도와 공정 계획 정보를 연계하여 공정이 진행되는 위치를 직관적으로 용이하게 파악할 수 있게 해 준다. 도 6e 및 도 6g는 이와 같이 전체 지도와 공정 계획 정보를 연계하여 표시하는 다른 실시예를 도시한 것이다. 본 발명에 의하면 이와 같이 다양한 방법으로 지도 이미지와 공정 계획 정보를 3차원적으로 연계하여 표시하여 보는 사람이 쉽게 진행 상황을 이해할 수 있도록 해 준다.

도 7은 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 시간별로 공정 진행 시뮬레이션을 출력하는 화면의 한 실시예를 도시하고 있다.

도 7의 하단에 표시된 A부분에 보이는 바와 같이, 슬라이드 버튼을 끌어 공정 계획 정보에 따른 예상 공사 진행률 또는 실제 공정 진행 정도 정보에 따른 실제 공사 진행률을 시간적으로 보여줄 수 있게 되어 있다.

공사 진행률은 도 7의 B부분과 같이 색깔로서 표시할 수도 있고, 또는 투명도로서 표현하거나 숫자 %를 한쪽에 표시하는 등, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 방법으로 표현할 수 있다.

또한 도 7의 C부분과 같이, 각 공사 진행 위치와 공정 계획 정보를 연계하여 표현할 수 있으며, 도 7의 D부분과 같이 진행되는 공사의 사업 내용, 시행 주체 등을 목록으로 표시하도록 하여 사용자가 보다 많은 정보를 접할 수 있도록 한다.

도 8a 내지 도 8d는 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 사업비를 관리하는 화면의 실시예들을 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 상기 공정계획 데이터베이스(110)에는 각 공사에 책정된 예산 항목이 저장되어 있으며, 상기 공정실적 데이터베이스(120)에는 각 공사에 실제로 사용된 비용 항목이 저장되어 있다. 따라서 이러한 각종 비용들을 통계 수치화하여 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이 다양한 방법으로 출력할 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 조치사항 및 주의사항을 관리하는 화면의 실시예들을 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 상기 공정계획 데이 터베이스(110)에는 조치사항 항목이 저장되어 있다. 조치사항 항목이란 도 9에 도시된 바와 같이 예를 들어 공사 지역의 문화재지표조사를 진행하여야 한다는 것과 같은 항목이다. 상기 공정실적 데이터베이스(120)에 저장되는 실제 공사 진행 정도 정보와의 매칭에 의하여, 상기 중앙처리수단(300)은 실제 공사가 진행되는 과정에서 해당 조치사항이 제대로 실행되었는지를 확인하며, 만일 해당 조치사항이 제대로 실행되지 않는 경우 알람을 표시하여 공사의 관리 및 진행이 원활하게 이루어질 수 있도록 해 준다.

도 10은 본 발명의 데이터베이스 구조 및 중앙처리수단 동작의 일실시예를 상세히 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 데이터베이스는 공간분류체계(SBS), 작업분류체계(WBS), 대상물기능분류체계(FBS) 등의 분류체계를 정의하는 분류체계편집모듈, 공정표편집모듈, 도면에서 추출된 도형을 정의하는 도면객체모듈로 구성될 수 있다. 도 3의 시스템과 대비하였을 때, 상기 공간분류체계(SBS)는 공사 위치 항목에, 상기 작업분류체계(WBS)는 공사 종류 항목에 해당될 수 있으며, 상기 작업분류체계(WBS)는 상기 두 항목이 조합되어 만들어지는 작업 분류 정보가 될 수 있다. 즉, 공간분류체계(SBS)에서 공사 위치 항목에 도면 개체를 정의하고, 대상물기능분류체계(FBS)에서 공사 종류 항목에 매핑 이미지를 정의하며, 공정표가 편집되어 만들어지는 작업분류체계(WBS)의 작업 분류 정보가 각각의 항목들과 매칭되어 공정 시뮬레이션이 이루어지게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

건설 사업의 사업적인 측면의 주된 문제는 범위, 비용, 일정, 복잡도, 위험도를 동시에 관리해야 하는 것이고 IT 측면의 주된 그것은 표준화와 데이터 공유 방법론으로 압축할 수 있다. 이 때, IT를 적용함으로써 4% 정도의 비용절감이 발생된다는 사실(Howard et. al)이 보고된 바 있으며, 독일에서는 DXF 데이터를 향상함으로써 2조 마르크를 절감(Wolfgang Haas)하였다고 보고하였는데, 특히 이것은 데이터를 공유함에서 오는 효과라는 점이 지적되었다. 또한, Enkovaara와 Heikkonen은 IT의 효율적인 적용을 통하여 7% 정도의 비용절감 효과가 있다고 보고한 바 있다. Tomas Leibich와 Jeffrey Wix는 몇 개국의 사례 연구를 통하여 정보의 재입력을 방지함으로써 16% 정도의 비용절감이 발생한다는 연구를 발표하였다. Lautanala et. al은 Finland에서 IT 인력 채용을 통하여 6.5% 정도의 순 비용절감을 추산하였다. 우리나라의 원전도 4D를 적용함으로써 48 개월공정을 4개월 정도 감축한 사례가 있다. 도 11은 이와 같이 국내 건설 사업의 경우 IT 적용이 이루어진 사례와 그렇지 않은 사례에서의 계획 대비 실행 비용을 그래프로 도시하고 있다.

최근 건설사업은 규모의 경제논리에 의하여 대규모화되어 가는 추세이며, 그 에 따른 사업의 리스크와 불확실성이 높아지고 있다는 점에 있어, 본 발명에서는 건설 사업과 관련하여 각종 (계획 및 실행에 관련된) 정보의 관리, 조회 및 검색이 매우 간편하고 직관적으로 알기 쉽게 이루어지고 있으므로, 상술한 바와 같은 정보 재입력의 문제점을 원천적으로 제거하게 된다. 따라서 본 발명이 실제 산업에 적용될 경우 매우 높은 비용 절감 효과를 얻을 수 있을 것이 예상된다.

도 1은 종래의 공사 진행 현황 도면의 한 실시예.

도 2는 GANTT 차트 및 PERT 차트의 한 예.

도 3은 본 발명의 시스템도.

도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 시스템 및 방법에 의하여 출력되는 결과물들의 실시예.

도 10은 도 10은 본 발명의 데이터베이스 구조 및 중앙처리수단 동작의 일실시예.

도 11은 종래의 대규모 건설 공사 계획비용 및 실행비용 그래프.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 데이터베이스

110: 공정계획 데이터베이스

120: 공정실적 데이터베이스

130: 지도정보 데이터베이스

200: 입력수단

210: 공정계획 데이터베이스

220: 공정실적 데이터베이스

300: 중앙처리수단

400: 출력수단

Claims (11)

1. PERT 방법 및 GANTT 방법을 기반으로 한 공정 계획 정보가 저장되는 공정계획 데이터베이스(110), 실제 공정 진행 정도 정보가 저장되는 공정실적 데이터베이스(120) 및 공사 현장의 지리적 정보가 저장되는 지도정보 데이터베이스(130)를 포함하여 이루어지는 데이터베이스(100);

   상기 공정계획 데이터베이스(110)와 연결되어 공정 계획 정보를 입력하는 공정계획 입력수단(210) 및 상기 공정실적 데이터베이스(120)와 연결되어 실제 공정 진행 정도 정보를 저장하는 공정실적 입력수단(220)을 포함하여 이루어지는 입력수단(200);

   상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장된 공정 계획 정보를 사용하여 예상 공사 진행률을 산출하고, 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 저장된 공정 계획 정보 및 상기 공정실적 데이터베이스(120)에 저장된 실제 공정 진행 정도 정보를 매칭시켜 실제 공사 진행률을 산출하며,

   상기 지도정보 데이터베이스(130)에 저장된 지리적 정보를 사용하여 출력수단(400)에 지도 이미지를 출력하고, 상기 지리적 정보와 상기 산출된 예상 또는 실제 공사 진행률 정보를 매칭시켜, 상기 출력수단(400)에 출력된 지도 이미지 상에 시간에 따라 3차원적으로 예상 또는 실제 공사 진행률을 연계 심벌 또는 투명도, 채도로 표시하며, 상기 예상 또는 실제 공사 진행률과 함께 또는 독립적으로 공정계획 정보 및 공정실적 정보를 선택적으로 가공하여 상기 출력수단(400)으로 출력 하는 중앙처리수단(300);

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공정계획 데이터베이스(110)는

   공사 위치, 작업 이름, 날짜, 예산, 책임자, 실무자, 시행주체 또는 조치사항 중 적어도 하나 이상을 포함하는 항목들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 공정실적 데이터베이스(120)는

   날짜, 실제 사용된 비용, 진척도 퍼센티지, 세부 작업 또는 세부 작업 완료 여부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 항목들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 지도정보 데이터베이스(130)는

   지도 이미지, 각 이미지와 매칭되는 지리적 위치 또는 행정구역 중 적어도 하나 이상을 포함하는 항목들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 공정계획 입력수단(210)은

   상기 공정계획 데이터베이스(110)에 접근 가능하며 연동 동작하고, PERT 방법 및 GANTT 방법을 기반으로 한 입력 모듈을 내장하는 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
6. 제 1항에 있어서, 상기 공정실적 입력수단(220)은

   상기 공정실적 데이터베이스(120)에 접근 가능하며 연동 동작하는 전용 단말기, PDA 또는 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
7. 제 1항에 있어서, 상기 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템은

   상기 지리적 정보, 상기 예상 공사 진행률 정보를 포함하는 상기 공정계획 정보 및 상기 실제 공사 진행률 정보를 포함하는 상기 공정실적 정보를 각각 별개의 레이어에 출력하는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
8. 제 7항에 있어서, 상기 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템은

   상기 별개의 레이어들을 3차원적으로 표현하여 출력하는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
9. 제 8항에 있어서, 상기 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템은

   상기 공정계획 정보 및 상기 공정실적 정보를 표, 2차원 막대 그래프, 2차원 선 그래프, 2차원 파이 그래프, 3차원 막대 그래프, 3차원 버블 형상을 포함하는 통계처리도표 형상으로 가공하여 출력하는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 시스템.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 시스템을 사용하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 방법에 있어서,

    a) 상기 지도정보 데이터베이스(130)에 공사 현장의 지리적 정보가 미리 저장되는 단계;

    b) 상기 공정계획 입력수단(210)을 통해 상기 공정계획 데이터베이스(110)에 PERT 방법 및 GANTT 방법을 기반으로 한 공정 계획 정보가 입력되는 단계;

    c) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 공정계획 데이터베이스(110)의 공정 계획 정보가 사용되어 예상 공사 진행률이 산출되는 단계;

    d) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 공정계획 데이터베이스(110)의 공정 계획 정보와 상기 지도정보 데이터베이스(130)의 공사 현장 지리 정보가 공사의 지리적 위치, 공사 종류 정보를 이용하여 매칭되는 단계;

    f) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 지도정보 데이터베이스(130)의 공사 현장 지리 정보의 지도 이미지가 표현되고, 각 위치에 매칭되는 상기 산출된 예상 공사 진행률이 시간별로 3차원적으로 표현되어 상기 출력수단(400)으로 출력되는 단계;

    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 방법은,

    상기 f) 단계 이후에,

    g) 상기 공정실적 입력수단(220)을 통해 상기 공정실적 데이터베이스(110)에 실제 공정 진행 정도의 정보가 입력되는 단계;

    h) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 공정계획 데이터베이스(110)의 공정 계획 정보와 상기 공정실적 데이터베이스(110)의 실제 공정 진행 정도가 매칭되어 실제 공사 진행률이 산출되는 단계;

    i) 상기 중앙처리수단(300)에 의하여 상기 지도정보 데이터베이스(130)의 공사 현장 지리 정보의 지도 이미지가 표현되고, 각 위치에 매칭되는 상기 산출된 실제 공사 진행률이 시간별로 3차원적으로 표현되어 상기 출력수단(400)으로 출력되는 단계;

    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 공사 진행 현황 시뮬레이션 방법.

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