KR101595243B1 - Bim 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법을 개시한다. 본 발명은 현장 시설물로서 배치되는 부재 및 장비중 하나 이상을 포함하는 객체의 사이즈와 종류 및 기종을 선택과 편집을 수행하는 객체부와, 상기 객체부에서 편집된 객체의 위치나 구간을 라인(Line) 그리기로 설정하는 입력부 및 상기 객체부의 편집데이타에 따른 객체의 모델을 상기 입력부에 의하여 설정된 라인을 따라 배치하도록 제어하여 디스플레이에 출력하도록 제어하는 제어부를 구비하여 건축 및 토목 시공 현장의 시설물에 사용되는 장비나 부재의 물량을 산출하고, 가설장비를 현장에 맞게 자동배치할 수 있는 입체화된 모델을 완성할 수 있다.

Description

BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법{AUTOMATIC MODELING SYSTEM FOR FACILITY IN FIELD BASED BUILDING INFORMATION MODELING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축 및 토목 시공 현장의 시설물에 사용되는 크레인, 비계, 버팀대, 어스앵커 등의 시공 및 가설 장비를 현장에 맞게 3차원 모델로 자동배치하고 이들의 물량을 산출할 수 있는 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 'BIM(Building Information Modeling)'은 건축, 토목, 플랜트를 포함한 건설 전 분야에서 시설물 객체의 물리적 혹은 기능적 특성에 의하여 시설물 수명 주기 동안 의사 결정을 하는데 신뢰할 수 있는 근거를 제공하는 디지털 모델(정보 체계)과 그 의 작성을 위한 업무 절차를 포함하여 지칭한다. "BIM 성과품"이라 함은 BIM을 적용하는 사업에서 최종적으로 완성된 BIM 산출물의 집합을 말한다. 일반적으로 계약서나 시방서 또는 과업 지시서 등에 명시된다.

BIM에서 사용되는 객체 분류 체계는 모델 데이터를 구성하는 물리적 객체 단위를 체계적으로 분류한 목록을 말하며, 여기에서는 이를 공간 객체와 부위 객체로 분류한다. "공간 객체"라 함은 BIM객체의 하나로서 공간 객체는 시설물의 층, 구역 및 실 등 공간의 범위를 정의하는데 사용하는 객체를 말한다.

공간 객체는 건물의 층, 구역, 실 등 각종 공간의 범위를 정의하는데 사용되는 객체로서 개념적으로 공간을 구성하기 위하여 사용한다. 공간 객체는 스페이스 프로그램 등에 의하여 분류하며 사용 여부는 필요에 따라 정한다. "부위"라 함은 물리적인 관점에서 시설물의 한 부분으로서 공간을 둘러싸고, 공간의 기능을 지원하는 시설물의 구성 요소를 말한다. "부위 객체"라 함은 BIM객체의 하나로서 부위를 정의하는데 사용하는 객체를 말한다.

부위 객체는 기둥, 벽, 문, 창 등과 같이 물리적으로 시설을 구성하기 위하여 사용한다.

또한, BIM 속성 분류 체계는 개개의 객체 분류 단위가 공통으로 가진 내부적 특성의 집합을 말한다. 객체별 속성은 식별, 형상, 물성, 참고 등의 특성을 부여하기 위하여 사용한다. 그리고, 입력 대상은 BIM 속성 분류 체계를 대상으로 전문 분야별로 최소 입력 요구 대상의 목록을 설정한다. 모델 데이터의 객체별 속성은 단계별로 구분하여 입력하도록 계획할 수 있다.

따라서 종래에는 BIM 구축정보를 활용하여 건물의 실제 형상과 정보를 가지는 3차원 기반의 정보 체계를 포함하고 있으며, 컴퓨터 데이터베이스 내에서 프로젝트에 포함된 모든 정보를 저장하고, 다양한 형태로 필요에 따라 정보를 표현할 수 있게 변화할 수 있다.

예를 들면, BIM 기술은 건축 분야에서 생산되는 다양한 정보들을 좀 더 효율적으로 활용할 수 있기에 건물 객체들(벽, 슬래브, 창, 문, 지붕, 계단 등)을 각각의 속성(기능, 구조, 용도)으로 표현하며, 서로의 관계를 인지하여 건물의 변경 요소들을 즉시 반영할 수 있다.

그러나, 종래에는 설계단계에서의 구조 해석 및 설계 정보를 구조 BIM에 입력하여 구조 설계정보를 기반으로 건축 구조물에 대한 정보를 산출하였으나, 건축 구조물의 시공현장에서 사용되는 장비(예를 들면, 타워크레인, 호이스트, 백호우, 항타기, 레미콘차량)의 작업반경이나 이동경로 및 위치에 따른 주변 교통량이나 지반에 걸리는 하중, 주변환경과의 간섭 여부와 양중 용량에 대한 예측이 전혀 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한 종래의 BIM기반의 모델링 시스템은 단순한 건설 대상의 구조물에 관련된 모델링 및 물량의 산출이 이루어지고 있어 건설현장의 시설 부재(예를 들면, 어스앙카, 흙막이, 비계, 가설울타리, 게이트, 띠장, 작업발판, 복공판)에 대한 모델링이 이루어지지 않고, 건설 현장 시설 부재의 물량이나 터파기시에 발생되는 토공량과 같은 시공현장에서 반드시 필요한 데이타의 측정이 불가능한 문제점이 있었다.

더 나아가 시공 및 가설 부재를 2D로 표현하는 설계도서에 표현하는 기존 방식에는 한계가 있으며 3차원 모델로 표현 시 시간이 많이 걸리는 관계(현장당 시공계획에 대한 3차원 모델링시 3 man-month 소요)로 실무에 거의 적용되지 못하고 있었다.

본 발명은 이러한 한계를 극복하여 시공계획을 3차원 모델로 자동배치 함으로써 소요시간을 기존대비 약 1/10의 수준으로 획기적으로 감소시킬 뿐만 아니라 물량산출, 간섭검토 등 부가적인 업무까지 가능하게 되었다.

등록특허공보 제10-1380127호(2014.03.26) 등록특허공보 제10-1167848호(2012.07.17)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 건설 시공현장에서 사용되는 장비의 작업반경이나 이동경로를 3차원에서 가상으로 구현하여 양중 용량을 예측할 수 있는 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명은 건설 시공현장에서 사용되는 시설물의 설계 및 구조를 해석 결과를 바탕으로 3차원 모델로 자동 배치하여 설계자가 현장 특성에 맞게끔 조정하는 작업을 지원할 수 있는 BIM 기반의 현장 시설물의 모델링 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

따라서, 본 발명의 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템은 현장 시설물로서 배치되는 부재 및 장비중 하나 이상을 포함하는 객체의 사이즈와, 종류 및 기종을 선택과 편집을 수행하는 객체부; 객체의 선택 및 구간의 선택명령과 가상 동작명령을 출력하고, 상기 객체부에서 편집된 객체의 위치나 구간을 라인(Line) 그리기로 설정하는 입력부; 및 상기 객체부의 편집데이타에 따른 객체의 모델을 상기 입력부에 의하여 설정된 라인을 따라 배치하도록 제어하여 디스플레이에 출력하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

또한 본 발명은 상기 객체부에서 선택적으로 입력되는 이동경로 및 회전반경, 높이와 길이에 따라서 가상동작을 구현하는 가상동작부를 더 포함하고, 상기 가상동작부는 상기 객체부에서 설정된 객체의 종류나 기종에 따른 설정된 회전반경이나 이동경로가 설정되는 동작데이타에 따라 선택 객체를 가상 구동시키는 가상동작모듈과, 상기 가상동작모듈에 의하여 구동되는 객체의 이동경로나 회전반경의 궤적을 연산하는 궤적연산모듈 및 상기 궤적연산모듈에 의하여 연산된 객체의 이동경로나 회전반경의 궤적을 상기 디스플레이에 표시하는 궤적표시모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 제어부의 제어에 의하여 선택된 객체의 종류 및 수량을 포함하는 객체의 수량산출 리스트와 시공중에 발생되는 부산물의 산출이 가능한 연산부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 객체부는 상기 입력부로부터 입력되는 장비와 부재별 객체의 사이즈와 종류, 기종, 형상 및 위치에 해당되는 편집데이타에 따라서 선택 객체의 데이타를 편집하는 객체편집모듈과, 상기 입력부의 선택명령에 따라서 선택된 객체를 모델에 추가로 생성하는 객체생성모듈과, 상기 객체편집모듈에 의하여 편집된 객체를 이동시키는 객체 이동모듈 및 상기 객체이동모듈에 의하여 이동된 객체를 상호 결합시켜 하나의 모델로 포함시키는 객체결합모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법은 건설 시공현장에서 사용되는 장비의 작업반경이나 이동 경로를 가상으로 구현하여 양중 용량을 예측할 수 있으며 현장 시설물의 자동 배치 설계가 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명은 시공 현장의 가설계획이나 시공계획에 소요되는 시간을 대폭 감소할 수 있고, 3차원 모델을 통해 정확한 계획을 전달하고 공유할 수 있으며, 정확한 부재 배치와 부재별 물량을 산출함으로써 최적화된 공사수행을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 객체부를 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 작도부를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 가상동작부를 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 연산부를 도시한 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 화면구성부를 도시한 블럭도이다.
도 7은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 방법에서 가상동작 구현단계를 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템의 메인 화면을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 크레인 편집 화면의 일예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 가설비계 편집 화면의 일예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 가설 비계의 자동화 모델링의 일예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 흙막이 앵커의 편집 화면을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 BIM 기반이 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 흙막이 앵커의 자동화 모델링 예를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 체적 작도를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 크레인의 가상 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 BIM 기반이 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 덤프트럭의 가상 동작 및 궤적을 표시한 도면이다.

이하에서는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동 모델링 시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템을 도시한 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템은 현장 시설물에 설치되는 객체의 선택과 선택 객체의 편집을 수행하는 객체부(120)와, 파일과 문서파일을 변환시키는 파일 변환부(130)와, 선택객체의 높이와 길이 및 회전반경등의 입력 데이타에 따라 선택된 객체를 모델링하는 작도부(140)와, 선택된 객체의 동작데이타에 따른 가상동작을 구현하는 가상동작부(150)와, 선택 객체의 전체 수량이나 회전각도 및 높이와 길이등의 수치와 물량, 토공량을 연산하여 산출하는 연산부(160)와, 위치, 객체 및 구간의 선택명령과 동작명령을 출력하는 입력부(170)와, 입력부(170)의 선택에 따른 화면을 출력하는 디스플레이(180)와, 입력부(170)의 선택명령에 따라 각 구성을 제어하는 제어부(110)와, 화면의 메뉴를 활성화 시키는 화면구성부(190)와, 객체와 파일 및 현장 데이타를 저장하는 데이타베이스(200)를 포함한다.

객체부(120)는 입력부(170)의 선택명령에 따른 제어부(110)의 제어에 의하여 현장에 설치되는 부재와 장비에 대한 선택과, 선택된 객체간의 결합, 이동 및 길이와 수량 및 회전반경과 위치와 형상의 편집이 가능하다.

이중 부재는 비계, 가설울타리, 게이트, 흙막이, 어스앙카, 띠장, 스트레이트, 복공판, 작업발판중 하나 이상을 포함한다.

장비는 타워크레인, 포크레인, 백호우, 항타기, 레미콘차, 덤프트럭, 호이스트중 하나 이상을 포함한다.

장비와 부재는 위에 기재된 것에 한정되지 않으며, 설계자와 사업자의 선택에 따라서 추가 또는 삭제될 수 있다. 보다 상세한 구성은 도 2를 참조하여 후술한다.

파일변환부(130)에서 파일변환을 하며, 작도부(140)는 입력부(170)의 선택명령에 따른 제어부(110)의 제어에 의하여 선택된 객체의 모델에서 선과 원, 점 및 기타 도형의 작도, 기울기와 길이 조절 및 체적을 작도한다.

가상동작부(150)는 제어부(110)의 제어에 의하여 장비객체의 가상동작 및 궤적의 표시 및 연산을 수행하여 환경 객체와의 간섭 여부를 시각적으로 구현한다.

연산부(160)는 부재의 수치(높이와 길이,폭)와, 모델의 축척, 가상동작시의 궤적 수치와 부재 및 장비와 환경 객체간의 간섭수치와 수량을 산출한다.

화면구성부(190)는 객체의 선택과 편집 및 가상동작을 위한 각 메뉴를 활성화시키고, 각 메뉴와 객체부(120) 내지 연산부(160)를 연계시킨다.

입력부(170)는 마우스 및/또는 키보드를 의미하며, 사용자의 조작에 의하여 설정된 명령을 제어부(110)에 출력한다.

디스플레이(180)는 제어부(110)의 제어에 의하여 각 메뉴와 편집화면, 가상동작과 연산된 궤적 및 완성된 모델을 출력한다.

제어부(110)는 입력부(170)에서 입력되는 선택명령에 따른 데이타베이스(200)의 데이타 검색 및 출력과 객체부(120)와 연산부(160)를 제어하고, 파일변환 및 데이타베이스(200)에 작업파일의 저장과, 가상동작명령에 따라서 가상동작부(150)를 제어한다. 아울러 제어부(110)는 연산부(160)에 의하여 산출된 선택 객체의 모델링 과정에서의 수치(높이와 길이, 회전반경, 토공량)과 같은 수치를 실시간으로 산출하여 디스플레이(180)를 통하여 출력하도록 제어한다. 특히, 제어부(110)는 연산부(160)를 제어하여 가상동작에 따른 장비와 부재간의 간섭 수치를 확인하여 그 결과를 메세지로서 출력하도록 제어한다.

데이타베이스(200)는 객체의 기초모델 및 데이타를 저장하는 가설장비DB(210)와, 모델과 문서파일을 저장하는 파일DB(220)와, 현장 데이타를 저장하는 현장DB(230)를 포함한다.

가설장비DB(210)는 현장 시설물에 사용되는 장비나 부재의 사양 및 옵션에 따른 데이타가 저장된다. 예를 들면, 현장 시설물 부재에 해당되는 객체데이타는 비계, 가설울타리, 게이트, 흙막이, 띠장, 스트러트, 어스앙카, 작업발판, 복공판의 종류와 옵션, 사이즈에 따른 기초모델과 각 기종별 사이즈가 포함된 데이타가 저장된다.

또한 객체데이타는 현장 시설에 배치되는 장비(예를 들면, 타워크레인과, 호이스트, 백호우, 항타기, 레미콘차)의 제조사별 기종과, 종류, 하중이나 동력, 용도에 따른 데이타가 저장된다.

위와 같은 객체데이타는 객체부(120)에 의해 구동되는 편집툴에 의한 선택 및 편집과정을 거치며, 해당 객체별 편집툴의 선택은 도 9에 도시된 메뉴를 통하여 선택할 수 있다.

파일DB(220)는 본 발명의 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 편집된 모델이나 문서 파일이 저장된다.

현장DB(230)는 현장 시설물의 주변 환경객체(현장 주변의 건물형태나 높이, 현장 의 지반상태, 현장의 수목높이와 위치, 하천의 폭과 깊이 및 위치와, 지반상태, 제방이나 계곡이나 언덕 및 평지와 같은 현장 지형)에 관련된 데이타가 저장된다. 이와 같은 현장데이타는 선택객체의 가상동작구현시에 시설 객체와 주변 환경객체간의 간섭여부를 확인할 수 있는 데이타로서 활용된다.

객체부(120)는 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 객체부를 도시한 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 객체부(120)는 입력부(170)에 의하여 입력된 위치정보에 따라서 선택객체를 생성하는 객체생성모듈(121)과, 입력부(170)에 의하여 입력된 편집데이타에 따라서 객체를 편집하는 객체편집모듈(122)과, 객체를 위치를 이동시키는 객체이동모듈(123)과, 1 이상의 객체를 상호 결합시키는 객체결합모듈(124)을 포함한다.

객체편집모듈(122)은 장비와 부재의 사이즈와 종류, 기종, 형상 및 위치를 편집한다. 이와 같은 객체편집모듈(122)은 도 9에 도시된 바와 같이 편집툴메뉴(301)에서 선택된 객체별 편집툴을 구동시킨다.

예를 들면, 제어부(110)는 도 9에 도시된 메인화면에서 편집툴메뉴(301)중 크레인 작성툴이 선택되면, 도 10에 도시된 크레인 편집툴 화면을 디스플레이(180)를 통하여 출력한다.

또는 제어부(110)는 입력부(170)로부터 가설비계의 편집툴 메뉴의 선택명령이 인가되면, 제어부(110)는 디스플레이(180)를 제어하여 도 11에서 일예로 도시된 바와 같은 가설비계 편집툴 화면(306)을 출력한다.

따라서 객체편집모듈(122)은 상기와 같은 편집툴 화면을 통하여 입력되는 객체의 편집 데이타에 따라서 제어부(110)에 의하여 선택된 객체의 형상과 기종, 길이, 폭과 형상, 사이즈가 포함된 객체 편집데이타를 산출한다. 객체편집모듈(122)의 편집데이타는 작도부(140)에 의하여 선택된 객체의 작도에 반영되어 디스플레이(180)에 출력된다.

객체생성모듈(121)은 선택된 하나 또는 그 이상의 객체를 모델링과정에서 생성한다. 예를 들면, 객체생성모듈(121)은 객체편집모듈(122)의 편집 데이타를 통하여 편집된 개별 객체를 선택된 거리나 구간에서 다 수개가 연결 되도록 객체를 추가하여 생성한다.

예를 들면, 객체생성모듈(121)은 도 11에 도시된 가설비계 편집툴 메뉴(306)에서 하단의 가설 비계의 연결메뉴(307)중 어느 하나가 선택되면, 해당 패턴으로 다 수개의 가설비계가 적층되거나 연결된 객체를 생성한다. 이와 같은 객체생성모듈에 의하여 추가된 가설 비계는 도 12의 다 수개가 적층된 구조로 모델링 된다.

또한 흙막이의 경우, 객체생성모듈(121)은 편집 데이타에 포함된 흙막이의 폭과 높이 및 종류에 일치되는 개별 흙막이를 선택된 구간 내에 연속적으로 생성한다. 여기서 각각의 흙막이는 객체편집모듈(122)에서 편집된 폭과 길이 및 높이, 형상에 따라 선택된 것이다. 즉, 객체생성모듈(121)은 객체편집모듈(122)의 편집데이타에 해당되는 객체를 입력부(170)의 설정된 구간내에 연속적으로 자동으로 생성한다.

객체이동모듈(123)은 제어부(110)의 제어에 의하여 객체편집모듈(122) 및 객체생성모듈(121)에 의하여 편집 및 생성된 객체를 이동시킨다. 예를 들면, 작업자가 입력부(170)를 통하여 이동객체를 선택하고, 위치를 설정하면, 해당 위치로 객체를 이동시킨다. 이와 같은 객체의 이동은 객체별 설계 및 편집 이후에 조합하여 현장 전체 모델을 완성시키거나 모델의 편집에 유용하게 활용될 수 있다. 즉, 객체이동모듈(123)은 제어부(110)의 제어에 의하여 현장 시설물의 자동배치를 가능하도록 한다.

객체결합모듈(124)은 하나 또는 그 이상의 객체를 결합시키는 것을 특징으로 한다. 이는 도 13와 도 14의 흙막이 앵커의 작도 화면을 통하여 그 일예가 소개되었다. 객체결합모듈(124)은, 도 13를 참조하면, 객체생성모듈(121)과 객체편집모듈(122)에 의하여 편집 및 생성된 흙막이와 어스앙카를 결합시킨다. 여기서 객체결합모듈(124)은 도 14에 도시된 바와 같이, 객체 편집툴(309)에서 선택된 객체와 결합시킨다. 이와 같이 결합된 흙막이와 어스앙카는 작도부(140)의 구동에 의한 모델링 과정으로 모델이 완성된다.

도 3은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 작도부를 도시한 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 작도부(140)는 객체의 선, 점, 라인 및 도형을 그리는 그리기모듈(141)과, 객체의 기울기를 설정하는 기울기모듈(142)과, 객체의 길이를 조절하는 조절모듈과, 체적을 작도하는 체적작도모듈(144)을 포함한다.

그리기모듈(141)은 입력부(170)의 메뉴 선택에 따른 선과, 원, 점, 도형 및 문자를 디스플레이(180)에 출력된 객체의 모델에 생성한다. 이때 그리기모듈(141)은 도 9의 메인화면에 도시된 부품선택메뉴(302)와 그리기메뉴(303)를 통하여 선택된 명령에 따라서 작도하여 디스플레이(180)에 출력한다.

그리기모듈(141)은 메인화면에서 그리기 메뉴(303)의 선택에 의해 출력되는 명령에 따라 해당 모델에서 선택된 위치에 선과, 점, 원형 및 기타 도형이나 부재를 그리기 한다,

기울기모듈(142)은 선택된 객체의 기울기를 조절한다. 이때 기울기는 입력부(170)에 의하여 입력되거나 또는 객체편집모듈(122)의 편집데이타에 의하여 설정된다.

길이조절모듈(143)은 객체편집모듈(122)의 편집데이타에 따라 표시된 객체의 가로 및 세로의 길이와 높이, 폭을 변환시킨다. 여기서 길이조절모듈(143)은 핫스팟 가상머신으로 구동되어 선택된 객체를 간단한 클릭과 드래그로서 길이를 연장하거나 감소시키고, 폭을 조절할 수 있는 것이 바람직하다.

체적작도모듈(144)은 객체편집모듈(122)에서 입력되는 편집데이타에 포함된 체적수치에 따라서 체적을 작도한다. 이와 같은 체적의 작도는 도 15에 그 일예가 도시되었다. 체적작도모듈(144)은 도 15에 도시된 바와 같이 체적툴메뉴(310)에서 선택된 메뉴(예를 들면, 토공량)에 따라 체적(터파기면)을 모델링한다. 즉, 체적작도모듈(144)은 객체편집모듈(122)에서 입력된 편집데이타에 따라서 지면에서 터파기된 터파기면의 체적을 작도한다.

도 4는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 가상동작부를 도시한 블럭도이다.

도 4를 참조하면, 가상동작부(150)는 선택된 객체를 동작시키는 가상동작모듈(151)과, 객체의 가상동작시에 이동되는 궤적을 연산하여 작업반경, 이동경로 및 양중용량을 연산하는 궤적연산모듈(152)과, 객체의 가상동작시의 이동경로 및 회전반경을 표시하는 궤적표시모듈(153)을 포함한다. 가상동작부(150)는 도 16에 도시된 크레인의 작도화면과, 도 17에 도시된 덤프트럭의 작도화면을 참조하여 설명한다.

가상동작모듈(151)은 선택된 장비의 편집데이타에 따른 이동경로나 작업반경 및/또는 회전반경에 따른 동작을 화면에서 구현시킨다. 도 16을 참조하면, 크레인의 경우에 객체편집모듈(122)을 통하여 출력된 객체 편집툴 메뉴(311)에서 선택적으로 입력된 크레인의 기종과, 보조봉의 유무 및 작업반경 방향이나 각도폭과 같은 편집데이타에 근거하여 크레인의 동작을 구현한다.

또는 가상동작모듈(151)은 화면구성부(190)에서 연계되는 도 17의 편집툴(312)에 포함된 조작메뉴(312a)를 통하여 입력된 명령에 따른 동작을 구현함도 가능하다.

도 17을 참조하면, 가상동작모듈(151)은 편집툴 메뉴(312)에 입력된 편집 데이타에 따라 설정된 객체를 조작메뉴(312a)의 선택명령에 따라서 화면상에 가상으로 동작을 구현시킨다.

궤적연산모듈(152)은 가상동작모듈(151)에 의하여 구현되는 객체의 가상동작에 의한 객체의 궤적을 연산하여 그 결과를 궤적표시모듈(153)로 인가한다. 즉, 궤적연산모듈(152)은 크레인의 봉대의 길이나 각도 폭에 따른 회전반경이 포함되는 작업반경과, 덤프트럭의 이동량이나 차종별 이동 경로와, 작업반경 및 이동경로를 통하여 양중용량을 산출한다.

궤적표시모듈(153)은 궤적연산모듈(152)에 의하여 산출된 궤적데이타에 따라 그 궤적과 그 수치(이동 거리와 회전각도 및 양중용량 중 하나 이상)를 모델에 작도하여 표시한다. 즉, 궤적표시모듈(153)은 도 16에서의 크레인의 작업반경(153a)과 양중 용량, 도 17에서 덤프트럭의 이동경로(153b)의 궤적을 화면에 표시한다.

도 5는 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 연산부를 도시한 블럭도이다.

도 5를 참조하면, 연산부(160)는 선택된 객체의 편집데이타에 입력된 수치와 가상동작시의 궤적수치를 화면에 표시하는 수치산출모듈(161)과, 설정된 축척비율로서 모델을 출력하는 축척모듈(162)과, 객체의 수량을 산출하는 수량산출모듈(163)과, 환경객체와 객체간의 간섭여부 및 간섭된 거리나 길이에 대한 수치를 산출하는 간섭수치산출모듈(161)을 포함한다.

수치산출모듈(161)은 객체간 결합에 따른 구간별 객체간 거리와 객체 간의 수치를 비교하여 그 결과를 산출한다.

축척모듈(162)은 화면의 축척비율을 설정하고, 설정된 축척비율에 따라 모델을 표시한다.

수량산출모듈(163)은 객체편집모듈(122)에 의하여 설정된 편집데이타에 따른 자재의 수량이나 터파기시의 토공량을 산출한다. 예를 들면, 수량산출모듈(163)은 현장에서 설정된 폭과 깊이로 터파기할 경우에 발생되는 토공량을 산출하거나, 가설 비계의 폭과 높이, 흙막이 구간의 거리에 따른 흙막이 및 어스앙카의 수량을 자동으로 산출하여 출력한다.

바람직하게로는 수량산출모듈(163)은 현장 시설물에 투입되는 자재와 장비별로 기종이나 형상, 사이즈 및 수량에 대하여 통계화된 데이타를 산출한다.

간섭수치 산출모듈(164)은 환경객체와 시설객체간의 간섭여부를 확인하고, 간섭이 발생된 거리나 회전각도 위치등을 산출하여 표시한다. 예를 들면, 간섭수치산출모듈(164)은 크레인의 높이와 회전각도를 확인하고, 크레인의 예상 설치위치 주변의 건물과 수목위치 및 높이와 같은 환경객체의 데이타와 비교하여 크레인의 회전이나 구동시에 간섭이 발생될 수 있는 거리나 높이 회전반경을 산출할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템에서 화면구성부를 도시한 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 화면구성부(190)는 도 9 내지 18에 도시된 각각의 메뉴와 객체부(120) 내지 연산부(160)를 연계하여 활성화시키는 메뉴활성모듈(191)과, 화면에서 하나 이상의 작업창을 활성화시키는 작업창 구동모듈(192)을 포함한다.

메뉴활성모듈(191)은 선택된 작업메뉴에 따라 활성화시킬 수 있는 메뉴와 비활성메뉴가 설정된다. 따라서 입력부(170)가 어느 하나의 메뉴를 선택하면, 해당 메뉴에 설정된 작업창이나 메뉴바를 활성화시키고, 또는 비활성시킨다.

작업창 구동모듈(192)은 메뉴활성모듈(191)에 의하여 선택된 메뉴에 따라서 작업창을 출력한다. 예를 들면, 작업창 구동모듈(192)은 객체별 편집툴과 작도화면별로 서로 다른 작업창을 출력하도록 설정된다.

제어부(110)는 입력부(170)의 선택명령에 따라서 메뉴활성모듈(191)을 구동시켜, 해당 메뉴에 선택된 각 구성을 순차적으로 구동시킨다. 예를 들면, 입력부(170)가 객체편집메뉴중 어느 하나가 선택되면, 메뉴활성모듈(191)과 작업창 구동모듈(192)을 구동시켜 선택된 객체의 편집툴을 서로 다른 작업창으로서 출력한다.

이후 제어부(110)는 객체편집툴을 통하여 편집데이타가 수신되면, 객체편집모듈(122)에 의하여 수신된 편집데이타에 의해 완성된 객체의 모델을 디스플레이(180)를 통하여 출력하도록 제어한다.

이때 제어부(110)는 디스플레이(180)의 출력시에 축척모듈(162)을 구동시켜 설정된 축척으로 모델이 출력되도록 하고, 편집데이타 또는 그리기모듈(141)에 의하여 작도된 객체의 수치를 산출하여 디스플레이(180)에 표시되도록 연산부(160)를 제어한다.

또한 제어부(110)는 입력부(170)의 가상동작 명령시에 가상동작부(150)를 제어하여 선택된 객체의 가상동작 조작메뉴 또는 편집툴 메뉴를 각각 출력하고, 출력된 메뉴의 선택에 따라서 궤적연산 및 표시하도록 궤적연산모듈(152)과 궤적표시모듈(153)을 제어한다.

아울러 제어부(110)는 상기와 같은 가상동작이후에 환경객체와의 간섭여부를 판단하기 위하여 상기 간섭수치산출모듈(161)을 구동시킨다. 제어부(110)는 간섭수치 산출모듈(164)의 간섭결과에 대하여 디스플레이(180)에 메세지로 출력한다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 통하여 건축 및/또는 토목 시공현장의 시설물의 객체별로 모델을 완성하고, 완성된 객체를 자동으로 배치하여 시공 현장의 자동화 배치 설계를 완성할 수 있고, 또한 현장 시설물의 모델링을 통하여 수량이나 자재 및 장비의 리스트와 같은 통계데이타를 산출할 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 통하여 달성되는 BIM기반의 현장시설물 자동화 모델링 방법을 첨부된 순서도를 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 방법을 도시한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 방법은 부재객체 및/또는 장비객체의 선택신호를 수신하는 객체선택수신단계(S100)와, 선택된 객체의 편집툴을 구동시키는 편집툴 구동단계(S200)와, 편집툴 구동단계(S200)에서 입력된 편집데이타에 따라서 선택된 객체를 모델링하는 자동화 모델링단계(S300)와, 자동화 모델링단계(S300)에서 구현된 객체를 가상동작시키는 가상동작구현단계(S400)와, 완성된 파일을 저장하는 저장단계(S500)를 포함한다.

객체선택수신단계(S100)는 제어부(110)가 입력부(170)의 선택명령에 따라서 객체 선택신호를 수신하는 단계이다. 여기서 제어부(110)는 메인화면에 표시된 각각의 메뉴를 통하여 표시되는 각 객체의 편집툴 메뉴(301)중 어느 하나의 선택신호를 수신한다. 이는 도 9에 도시된 바와 같다. 도 9를 참조하면, 메인화면은 객체 편집툴을 선택할 수 있는 편집툴 메뉴(301)와, 좌측의 부품선택메뉴(302)와 그리기메뉴(303)와, 파일 경로가 표시되는 파일경로창(304)이 포함된다. 이와 같은 각각의 메뉴는 메뉴활성모듈(191)과 작업창 구동모듈(192)에 의하여 메인화면에 구현된다.

따라서 제어부(110)는 편집툴 메뉴(301)에서 어느 하나가 선택되면, 선택된 객체를 가설장비DB(210)에서 검색하여 디스플레이(180)에 출력한다. 이때 출력된 객체는 편집툴 메뉴창(306)과 함께 출력된다.

편집툴구동단계(S200)는 제어부(110)가 객체선택수신단계(S100)에서 선택된 객체의 편집툴을 구동시키고, 입력된 편집데이타에 따라서 선택된 객체를 모델링하는 단계이다. 제어부(110)는 입력부(170)의 선택명령에 따라 객체편집모듈(122)을 구동시킨다.

이때 출력된 편집툴은 현장 시설물에 해당되는 전체 객체별로 설계된다. 예를 들면, 편집툴은 크레인, 흙막이, 가설비계, 차량궤적. 체적, 오브젝트이동, 스트럭트 띠장, 복공판, 가설울타리 게이트, 난간, 간이 가설비계, 흙막이 앵커를 포함할 수 있다. 이와 같은 현장 시설물의 객체는 설명의 예를 들기 위한 것일 뿐 본 발명의 기술적 사상의 적용범위로 한정되는 것은 아니다.

편집툴 구동단계(S200)에서 제어부(110)는 객체편집모듈(122)을 구동시켜 가설장비DB(210)에 저장된 선택객체의 기초모델과, 편집데이타의 선택적 입력이 가능한 객체 편집메뉴가 포함된 작업창을 디스플레이(180)에 출력한다. 이는 도 10과 도 11에 그 일예가 소개되었다.

도 10은 크레인의 편집툴 메뉴가 출력된 화면을 도시한 것이며, 도 11은 가설비계의 편집툴 메뉴(306)가 출력된 화면을 도시한 것이다. 각각의 편집툴 메뉴(306)는 기초모델(304)과 파일경로(305)를 표시하고, 객체의 편집 데이타를 입력할 수 있다. 기초모델은 평면 또는 입체모델로 파일DB(220)에 저장된다.

바람직하게로는 편집툴 메뉴(306)는 가설비계와 같이 다 수개가 조립되는 부재 객체의 경우는 조립이나 결합 및 설치형태에 대한 메뉴(307)가 포함되는 것이 바람직하다.

이후 제어부(110)는 출력된 편집툴 메뉴에 포함된 기초모델(304)을 가설장비DB(210)에서 독출 하여 메인화면을 통하여 출력하고, 입력부(170)를 통하여 입력되는 편집데이타를 수신한다. 이때 사용자는 마우스 또는 키보드를 통하여 편집툴 메뉴에 포함된 객체의 종류나 사이즈, 숫자와 설치위치 및 구간을 입력할 수 있다.

이후 제어부(110)는 편집데이타가 수신되면, 편집데이타에 따른 객체의 기초모델을 출력하는 단계이다. 여기서 사용자는 편집툴 메뉴를 통하여 객체의 편집데이타를 입력한 뒤에 입력부(170)를 구동시켜 메인화면에서 라인 그리기로서 객체의 위치를 설정한다.

따라서 제어부(110)는 입력부(170)의 라인 그리기와 같은 선택명령이 인가되면 입력부(170)에 의하여 설정된 구간으로 객체의 모델을 생성하도록 제어한다. 이와 같은 라인 그리기에 의한 모델의 편집과정은 도 11의 가설비계와 도 13의 흙막이 앵커의 작도 화면에 도시된 바와 같다.

아울러 제어부(110)는, 예를 들면, 띠장 스트러트와 같은 경우 라인 그리기로서 구간 설정 후 모델을 생성한 뒤에 객체생성모듈(121)과 객체결합모듈(124)을 구동시켜 선택된 중간말뚝을 생성된 도면에 추가 및 배치설계함도 가능하다.

또한 제어부(110)는 입력부(170)를 통하여 디스플레이(180)에 출력된 객체의 모델을 통하여 그리기 선택이나 부품의 선택 명령 또는 기울기나 길이조절명령이 추가로 선택되면, 작도부(140)의 그리기모듈(141)과 기울기모듈(142) 및 길이조절모듈(143)을 순차적으로 구동시켜 출력된 명령에 따른 모델을 편집하여 출력하도록 제어한다.

여기서, 예를 들면, 흙막이는 다 수개가 설정된 구간에서 어스 앙카로 체결된다. 따라서 사용자는 흙막이가 설치예정인 구간 동안 몇 개가 사용되어야 하는 지를 확인할 필요가 있다면, 입력부를 조작하여 수량 산출 명령을 입력한다.

따라서 제어부(110)는 상기와 같은 편집툴 구동단계(S200)에서 수량 산출 명령이 인가되면, 제어부(110)가 수량산출모듈(163)을 제어하여 해당 객체의 수량을 산출함도 가능하다. 즉, 사용자가 입력부(170)를 통하여 흙막이의 수량산출명령을 인가하면, 제어부(110)는 수량산출모듈(163)을 구동시킨다. 그러므로 수량산출모듈(163)은 편집툴 구동단계(S200)에서 입력된 개별 흙막이의 사이즈와 설치 구간의 거리를 비교하여 흙막이의 전체 수량을 산출하여 제어부(110)에 인가한다.

그러므로, 제어부(110)는, 도 15에 도시된 바와 같은 체적 편집툴(310)에서 토공량이 선택되면, 작업자가 입력부(170)를 통하여 위치나 면적 및 각도와 깊이와 같은 편집데이타를 근거로 수량산출모듈(163)에서 터파기 후의 토공량을 산출한다. 그러면 제어부(110)는 산출된 토공량을 디스플레이(180)를 통하여 출력한다.

상술한 바와 같이 수량산출은 상기 편집툴 구동단계(S200)에서 개별 객체의 편집 및 작도과정 이후에 진행되는 것으로 설명되었으나, 상술한 바와 같이 자동화 모델링 단계(S300) 이후에 전체 부재와 장비별 기종과, 수량을 포함한 리스트를 출력함도 가능하다.

자동화모델링단계(S300)는 편집툴 구동단계(S200)에서 입력된 각 객체를 이동 및 결합시켜 현장의 모델에 자동 배치하여 전체 현장 시설물의 모델링을 완성하는 단계이다. 여기서 제어부(110)는 편집툴 구동단계(S200)에서 편집된 하나 이상의 객체를 입력부(170)의 선택명령에 따라서 이동 및 결합 및 배치하여 현장 시설물의 입체화된 모델을 생성한다. 즉, 제어부(110)는 객체결합모듈(124)과 객체이동모듈(123)을 제어하여 편집툴 구동단계(S200)에서 완성된 하나 이상의 객체를 이동 및 결합시켜 모델을 완성한다.

예를 들면, 제어부(110)는 편집툴 구동단계(S200)에서 가설비계와 어스 앙카별 편집이 완료되면, 디스플레이(180)에 도 13에 도시된 평면도를 생성 및 출력하도록 제어한다. 이후 제어부(110)는 자동화 모델링 단계(S300)에서 생성된 평면도에 포함된 부재의 편집데이타에 일치되는 입체화된 모델을 디스플레이(180)에 출력한다.

가상동작구현단계(S400)는 자동화 모델링단계(S300)에서 완성된 모델 또는 편집툴 구동단계(S200)에서 완성된 장비의 동작데이타에 따라 가상으로 구동시켜 주변의 객체와의 간섭 여부를 판단하는 단계이다. 가상동작 구현단계(S400)는 도 8를 참조하여 후술한다.

여기서 편집툴구동단계(S200)와 자동화모델링단계(S300) 및 가상동작 구현단계(S400)는 각각의 단계에 선택되는 부재 및/또는 장비의 종류와 수량, 그 결과에 따른 부산물의 수량 및 리스트의 산출이 모두 가능하다. 이와 같은 결과 및 통계리스트에 대한 산출은 순서에 구애되지 않으며, 사용자의 선택에 따라서 편집툴 구동단계(S200) 내지 가상동작 구현단계(S400) 중에서 설정된 객체에 근거하여 산출이 가능하다.

저장단계(S500)는 제어부(110)가 입력부(170)의 선택명령에 따른 파일 경로에 따라서 데이타베이스(200)의 파일DB(220)에 저장하는 단계이다. 여기서 저장되는 파일은 사용자가 선택 입력한 확장자를 갖는 파일로 저장될 수 있다.

자동화 모델링 단계(S300)는 앞서 설명한 바와 같이, 상기와 같은 편집툴 구동단계(S200)에서 완성된 개별 객체 모델을 결합 및 자동 배치하는 단계이다. 이는 제어부(110)가 객체이동모듈(123)과 객체결합모듈(124)을 제어하여 편집툴 구동단게에서 편집된 객체를 결합시키고, 선택된 위치로 자동 배치하도록 제어한다.

예를 들면, 자동화 모델링 단계(S300)는 편집툴 구동단계(S200)에서 개별 작도 및 편집된 가설비계의 객체를 입체화된 모델(도 12참조) 또는 흙막이와 어스앙카의 결합된 객체를 모델(도 13참조)을 입체화된 모델로(도 14 참조) 출력한다.

즉, 편집툴 구동단계(S200)는 사용자가 라인 그리기로 구간이나 위치를 설정하면, 해당 위치나 구간에서 자동으로 객체 모델의 편집이 이루어지고, 자동화 모델링 단계(S300)는 상기 편집툴 구동단계(S200)에서 라인 그리기와 같은 입력부(170)의 구간이나 위치 설정에 따라 하나 또는 그 이상으로 결합된 객체와, 각 객체가 자동 배치된 모델을 출력하는 것을 특징으로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 방법에서 가상동작 구현단계를 도시한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 가상동작 구현단계(S400)는 가상동작 대상 객체의 동작데이타를 수신하는 동작데이타 수신단계(S410)와, 동작데이타 수신단계(S410) 이후에 입력된 명령에 따라 객체를 구동시키는 가상구동단계(S420)와, 가상 구동단계(S420)에서 구동되는 객체의 이동경로나 회전반경과 같은 궤적을 연산 후 표시하는 궤적산출 및 출력단계(S430)와, 궤적산출 및 출력단계(S430)에서 산출된 객체의 궤적데이타와 현장 객체와의 간섭 유무를 판단하는 간섭 판단단계(S440)와, 간섭 판단단계(S440)에서 현장객체와 가상동작 객체간의 간섭이 발생되면 메세지를 출력하는 메세지출력단계(S450)와, 결과를 설정된 파일명으로 저장하는 단계(S460)를 포함한다.

동작데이타 수신단계(S410)는 제어부(110)가 객체편집모듈(122)에 의하여 구동되는 동작데이타 편집메뉴를 통하여 입력된 동작데이타를 수신하는 단계이다. 동작데이타는 도 16과 도 17에서 일예로 도시된 바와 같이 동작데이타의 편집툴 메뉴(311, 312)를 통하여 선택적으로 입력된다. 이중 도 16은 크레인의 자동화 모델링 화면과, 도 17은 덤프트럭의 가상동작시에 궤적을 출력한 도면이다.

도 16을 참조하면, 크레인의 동작데이타는 동작 데이타 편집툴 메뉴(311)를 통하여 크레인의 각도폭과 작업반경방향을 입력할 수 있도록 설정되고, 도 17의 덤프트럭은 동작데이타 편집메뉴(312)에서 차종이나 이동량을 설정 입력할 수 있다.

가상구동단계(S420)는 제어부(110)가 동작데이타에 근거하여 객체를 가상으로 구동시키는 단계이다. 여기서 제어부(110)는 가상동작모듈(151)을 구동시켜 화면에서 선택된 객체를 가상으로 구동시킨다. 이와 같은 가상동작모듈(151)은 크레인의 경우에 사용자가 마우스로 크레인을 선택한 뒤에 드래그하면 동작데이타로 설정된 회전반경이나 각도폭에 따라서 크레인의 회전이 구현된다.

또는 가상동작모듈(151)은 도 17에 도시된 바와 같은 조작메뉴(312a)를 통하여 이동명령이 인가되면, 해당 명령에 따라서 화면에 출력된 덤프트럭을 이동시킨다. 이때 덤프트럭은 동작데이타로 입력되는 이동량이나 차종에 따라 서로 다른 전폭과 높이, 그리고 회전반경으로 가상구동된다.

궤적산출 및 출력단계(S430)는 제어부(110)의 제어에 의하여 가상동작 객체의 이동경로나 회전반경의 궤적을 산출하고, 화면에 출력하는 단계이다. 제어부(110)는 가상구동단계(S420)에서 궤적연산모듈(152)을 제어하여 각 객체의 가상구동시의 이동경로 및/또는 회전반경을 연산하도록 제어한다. 궤적연산모듈(152)은 가상구동 객체의 궤적을 연산하여 궤적표시모듈(153)로 출력한다. 그러므로 궤적표시모듈(153)은 디스플레이(180)를 통하여 객체의 이동경로나 회전반경을 도형으로서 화면에 출력한다. 이는 도 16의 크레인의 회전반경(153a)와 도 17에서의 덤프트럭의 이동경로(153b)와 같이 궤적이 출력된다.

간섭 판단단계(S440)는 궤적산출 및 출력단계(S430)에서 산출된 객체의 가상동작시의 궤적에 따라서 현장 객체와의 간섭이 발생 되는지를 판단하는 단계이다. 예를 들면, 제어부(110)는 해당 크레인이나 덤프트럭이 설치 및 운용될 예정인 시공현장 주변의 도로폭과 교량 높이, 커브구간, 주변 건물이나 수목의 높이, 크레인 주변의 타 부재의 높이나 위치가 포함된 환경 객체의 환경데이타를 독출하여 간섭 여부를 판단한다. 여기서 환경객체에 대한 환경데이타는 데이타베이스(200)에 저장된다. 따라서 제어부(110)는 궤적산출 및 표시단계(S430) 이후에 데이타베이스(200)에 저장된 해당 객체의 환경객체로 분류 설정된 환경데이타를 산출하여 간섭 여부를 판단할 수 있다.

즉, 본 발명은 덤프트럭의 폭과 높이 및 하중에 따라서 사용가능한 도로폭이나 지지하중을 연산할 수 있어 시공현장에 임시로 설치되는 교량이나 도로로의 통행 가능 여부를 판단할 수 있고, 크레인의 회전 반경 내에 다른 부재의 설치가능한 위치가 어느 정도인지, 또는 크레인의 회전시에 다른 부재와의 간섭 발생 여부를 미리 판단할 수 있다. 또한 본 발명은 궤적연산모듈(152)을 통하여 산출된 크레인의 이동경로와 작업반경 및 양중 용량을 궤적표시모듈(153)로서 디스플레이(180)에 출력하도록 제어한다.

또한 본 발명은 상기와 같은 크레인이나 덤프트럭과 같은 장비 객체 외에 핫스팟 가상머신(Hot Spot Virtual Machine)을 적용하여 부재의 길이나 높이를 임의로 조절하여 각 부재간의 간섭여부를 확인할 수 있다.

즉, 제어부(110)는 입력부(170)에 의하여 선택된 객체(예를 들면, 가설울타리)가 선택된 이후에 길이조절이나 폭의 증감 명령이 인가되면, 그리기 모듈과 길이조절모듈(143)을 구동시켜 입력부(170)의 명령에 따라서 가설울타리의 사이즈를 설정하고, 가설울타리에서 설치되는 게이트를 설치한다.

그리고 제어부(110)는 가상동작모듈(151)을 제어하여 가설울타리에서 게이트의 동작을 가상으로 구현하여 게이트와 가설 울타리간의 간섭여부를 확인할 수 있다.

요약하자면, 본 발명에서 제어부(110)는 3차원 입체 모델로 구현되는 동작객체의 가상동작시에 궤적을 연산하여 현장 시설물에 배치되는 각 부재의 작업반경 및 이동경로를 예측하여 양중용량을 예측할 수 있다. 따라서 본 발명은 현장 시설물에 사용되는 각 부재를 현장에 맞도록 자동으로 배치함도 가능하고, 또는 사용자가 산출된 양중 용량의 예측 데이타를 통하여 3차원으로 모델링된 각 객체를 임의대로 조정함도 가능하다.

메세지출력단계(S450)는 간섭판단단계(S440)에서 제어부(110)가 가상동작 객체와 다른 객체와의 간섭이 발생 되면, 관련 메세지를 출력하는 단계이다. 제어부(110)는 간섭판단단계에서 간섭이 일어날 수 있는 범위나 도로 및 교량, 지반의 하중에 대한 간섭 여부를 메세지로 출력한다.

저장단계(S460)는 메세지 출력단계(S450) 이후에 가상 동작 객체의 궤적연산 및 표시 데이타와 객체의 동작데이타가 포함된 파일을 파일DB(220)에 저장하는 단계이다.

이와 같이 본 발명은 건축 및 토목 시공현장에서 사용되는 가설 비계, 게이트, 가설 울타리, 어스앙카, 흙막이, 띠장, 스트러트, 복공판, 작업발판과 같은 시설부재와 크레인, 호이스트, 덤프트럭, 레미콘 차량, 항타기와 같은 장비의 옵션별 선택과, 높이와 길이의 설정과 같은 데이타의 입력만으로 현장 시설물의 양중용량을 예측할 수 있다.

또한 본 발명은 모델링에 포함된 부재 및 장비의 수량이 기종이 모두 포함된 리스트와 시공과정에서 발생되는 토공량과 같은 부산물의 산출도 가능하여 정확한 현장 시설물 설계가 가능하다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 제어부 120 : 객체부
121 : 객체생성모듈 122 : 객체편집모듈
123 : 객체이동모듈 124 : 객체결합모듈
130 : 파일변환부 140 : 작도부
141 : 그리기모듈 142 : 기울기모듈
143 : 길이조절모듈 144 : 체적작도모듈
150 : 가상동작부 151 : 가상동작모듈
152 : 궤적연산모듈 153 : 궤적표시모듈
160 : 연산부 161 : 수치산출모듈
162 : 축척모듈 163 : 수량산출모듈
164 : 간섭수치 산출모듈 170 : 입력부
180 : 디스플레이 190 : 화면구성부
191 : 메뉴활성모듈 192 : 작업창 구동모듈
200 : 데이타베이스 210 : 가설장비DB
220 : 파일DB 230 : 현장DB

Claims (10)

1. 현장 시설물로서 배치되는 부재 및 장비중 하나 이상을 포함하는 객체의 사이즈와, 종류 및 기종을 선택과 편집을 수행하는 객체부;
   객체의 선택 및 구간의 선택명령과 가상 동작명령을 출력하고, 상기 객체부에서 편집된 객체의 위치나 구간을 라인(Line) 그리기로 설정하는 입력부;
   상기 객체부의 편집데이타에 따른 객체의 모델을 상기 입력부에 의하여 설정된 라인을 따라 배치하도록 제어하여 디스플레이에 출력하도록 제어하는 제어부;
   상기 제어부의 제어에 의하여 선택된 객체의 종류 및 수량을 포함하는 객체의 수량산출 리스트와 시공중에 발생되는 부산물의 산출이 가능한 것으로 비계, 가설울타리, 게이트, 흙막이, 띠장, 스트러트, 어스앙카, 복공판, 작업발판중 선택된 하나 이상의 객체의 수량을 산출하는 것을 특징으로 하는 연산부; 및
   상기 객체부에서 선택적으로 입력되는 이동경로 및 회전반경, 높이와 길이에 따라서 가상동작을 구현하는 가상동작부;를 더 포함하고,
   상기 가상동작부는
   상기 객체부에서 설정된 객체의 종류나 기종에 따른 설정된 회전반경이나 이동경로가 설정되는 동작데이타에 따라 선택 객체를 가상 구동시키는 가상동작모듈;
   상기 가상동작모듈에 의하여 구동되는 객체의 이동경로나 회전반경의 궤적을 연산하는 궤적연산모듈; 및
   상기 궤적연산모듈에 의하여 연산된 객체의 이동경로나 회전반경의 궤적을 상기 디스플레이에 표시하는 궤적표시모듈;을 포함하여,
   객체의 이동 명령을 선택적으로 입력할 수 있는 조작메뉴에 따라서 설정된 명령에 따라서 선택된 객체를 가상으로 이동시키고, 그 궤적을 연산하여 디스플레이에 출력하며,
   상기 입력부의 선택명령에 따라 라인, 점, 도형을 그리는 그리기모듈;
   상기 입력부의 선택명령에 따라서 객체의 기울기를 조절하는 기울기모듈;
   상기 입력부의 선택명령에 따라서 객체의 길이를 조절하는 길이조절모듈; 및
   상기 객체부의 편집데이타에 따른 터파기면의 체적을 작도하는 체적작도모듈;을 구비하는 작도부를 더 포함하는 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 객체부는
   상기 입력부로부터 입력되는 장비와 부재별 객체의 사이즈와 종류, 기종, 형상 및 위치에 해당되는 편집데이타에 따라서 선택 객체의 데이타를 편집하는 객체편집모듈;
   상기 입력부의 선택명령에 따라서 선택된 객체의 모델을 생성하는 객체생성모듈;
   상기 객체편집모듈에 의하여 편집된 객체를 이동시키는 객체 이동모듈; 및
   상기 객체이동모듈에 의하여 이동된 객체를 상호 결합시켜 자동 배치하는 객체결합모듈;을 포함하는 BIM 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

Images