KR101925474B1 - Mf 기반 데이터 경량화를 위한 bim-bems 연계 시스템 및 그의 mf 기반 데이터 경량화 방법 - Google Patents

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Abstract

MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템 및 그의 MF 기반 데이터 경량화 방법이 제공된다. MF(Model Filter) 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템의 사용자 단말기는 스마트 시설물 관리 대상인 타겟 건물에 대한 BIM(Building Information Modeling) 데이터의 경량화를 요청하고, BIM-BEMS 연계 장치는 사용자 단말기의 요청에 따라 BIM 데이터를 사전에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 경량화하고, 경량화된 BIM 데이터와 BEMS(Building Energy Management System) 데이터를 매핑하여 저장한다.

Description

MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템 및 그의 MF 기반 데이터 경량화 방법{BIM-BEMS linkage system and method for lightweight of data based on MF}
본 발명은 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템 및 그의 MF 기반 데이터 경량화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, MF를 이용하여 BIM 데이터를 경량화한 후 BEMS 데이터와 연계할 수 있는 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템 및 그의 MF 기반 데이터 경량화 방법에 관한 것이다.
건물 정보 모델링(BIM: Building Information Modeling)이란, 다차원 가상공간에 기획, 설계, 엔지니어링(구조, 설비, 전기 등), 시공 더 나아가 유지관리 및 폐기까지 가상으로 시설물을 모델링하는 과정을 말한다. BIM의 건물(Building)은 대상건물의 전 생명주기-설계, 시공, 운영 및 관리를 의미하고, 정보(Information)는 대상건물의 전 생명주기에 포함된 모든 정보를 의미하고, 모델링(Modeling)은 전 생명주기에 포함된 모든 정보를 생산, 관리, 출판을 제공하는 통합 도구 및 플랫폼을 의미한다.
BIM 방식은 건물을 데이터화하여 수치데이터를 만들며, 3D 디스플레이 효과를 볼 수 있는 3D 기반의 설계 및 모델링 방식이다. 단순한 선, 면 작업이 아닌 선의 시작과 끝점을 잇는 길이의 데이터가 발생되고, 면은 닫힌 면의 기준으로 면적이 데이터화된다. 그리고 길이와 면적의 데이터를 결합하면 체적 데이터를 얻을 수 있다.
또한, BIM 방식은 객체의 형상정보, 속성정보, 관계(Relationship) 및 위상구조(Topology)에 대한 정보를 포함하고 있어 분석, 서비스 연계 및 사용성이 우수하다. 즉, BIM은 빌딩 객체들인 벽, 슬라브, 창, 문, 지붕, 계단 등이 각각의 속성을 표현하여 서로의 관계를 인지하고 건물의 변경요소들을 즉시 건물설계에 반영한다. 따라서, BIM을 이용함으로써, 설계할 건물이 정형이든 비정형이든 상관없이, 건물을 지을 때 발생되는 데이터에 대하여 프로젝트 별, 프로세스 별로 호환, 공유를 통해 모든 단계의 정보를 통합 관리 및 활용하는 것이 가능하다.
한편, 건물 에너지 관리 시스템(BEMS: Building Energy Management System)은 건물 내 에너지 설비의 다양한 정보를 실시간으로 수집 및 분석하여 건물에서 사용하는 에너지를 효율적으로 관리해 주는 시스템이다. BEMS는 IT 기술을 활용하여 전기, 공조, 방범, 방재 같은 여러 건축 설비를 관리하여 쾌적한 환경을 조성하고 에너지 절감과 인건비 절감은 물론 건물 수명 연장을 목표로 한다.
최근 BEMS는 3차원 공간 정보인 BIM 데이터를 적극 활용하고 있으며, 이를 통해 사용자는 직관적인 시설물 에너지 관리가 가능하다. 그러나, 대용량 데이터(Rich dataset)인 BIM 데이터를 그대로 활용하면 사용자는 불필요한 정보까지 관리하여야 한다. 따라서, 원본의 BIM 데이터 중 BEMS와 활용할 수 있는 필요한 데이터만을 이용하여 BEMS 데이터와 연계할 수 있는 기술이 필요하다.
국내 공개특허 제10-2016-0138609호(2016.12.06 공개)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 원본 BIM 데이터 중 BEMS 데이터베이스와 연계 시 필요한 데이터를 필터링하여 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터베이스를 연계할 수 있는 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템 및 그의 MF 기반 데이터 경량화 방법을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, MF(Model Filter) 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템은, 스마트 시설물 관리 대상인 타겟 건물에 대한 BIM(Building Information Modeling) 데이터의 경량화를 요청하는 사용자 단말기; 및 상기 사용자 단말기의 요청에 따라 상기 BIM 데이터를 사전에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 경량화하고, 상기 경량화된 BIM 데이터와 BEMS(Building Energy Management System) 데이터를 매핑하여 저장하는 BIM-BEMS 연계 장치;를 포함한다.
상기 BIM-BEMS 연계 장치는, 상기 사용자 단말기로부터 상기 BIM 데이터를 수신하여 저장하는 BIM 데이터베이스; 상기 BIM 데이터 중 BEMS 데이터와 연계할 데이터를 경량화하기 위해 사전에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 상기 BIM 데이터를 경량화하는 M-BDL(MF-based BIM Data Lightweight and Linkage) 프로세서; 상기 M-BDL 프로세서에서 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑하는 BIM-BEMS 매핑부; 및 상기 BIM-BEMS 매핑부에서 매핑된 BIM-BEMS 데이터를 저장하는 BIM-BEMS 데이터베이스;를 포함한다.
상기 M-BDL 프로세서는, 상기 BIM 데이터의 경량화에 사용할 MF의 필터 ID, 필터 유형(Type), 필터 이름(Name) 및 필터링 조건(Condition)을 포함하는 데이터 경량화 방식이 정의되고, 상기 사용자 단말기에 의해 상기 경량화할 BIM 데이터의 객체 유형에 따라 상기 MF의 필터 ID, 필터 유형(Type), 이름(Name) 및 필터링 조건(Condition)의 세부 사항이 설정되면, 상기 세부 사항이 설정된 데이터 경량화 방식을 이용하여 상기 BIM 데이터를 경량화하는 M-BDL부; 및 데이터 경량화에 사용되는 MF의 종류를 BIM 요소를 담아두는 공간(Container), BIM 요소(Element), BIM 요소 속성(Property) 별로 정의 및 관리하는 MF 관리부;를 포함하고, 상기 BIM 데이터의 객체 유형은, 상기 BIM 요소를 담아두는 공간(Container), BIM 요소(Element), BIM 요소 속성(Property)을 포함한다.
상기 필터링 조건은 데이터 필터링 규칙을 정의하기 위한 논리 연산자(OP)와, 필터링할 건물 객체의 속성 변수 이름(var)과 속성값(value)을 포함한다.
상기 BIM-BEMS 매핑부는, 상기 경량화된 BIM 데이터와 BEM 데이터베이스와의 연계를 단순화하기 위하여, 상기 경량화된 BIM데이터를 저장하는 스키마 구조를 정의하고, 상기 정의된 스키마 구조에 따라 상기 경량화된 BIM 데이터의 구조를 재형성하는 BIM-BEMS 연계 스키마부; 및 상기 스키마 구조에 따라 재형성된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 연계하는 연계 방식을 정의하고, 상기 정의된 연계 방식에 기초하여 상기 재형성된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑하는 BIM-BEMS 연계 스키마 매핑부;를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, BIM-BEMS 연계 시스템의 MF(Model Filter) 기반 BIM 데이터 경량화 방법은, (A) BIM-BEMS 연계 장치가, 사용자 단말기로부터 스마트 시설물 관리 대상인 타겟 건물에 대한 BIM(Building Information Modeling) 데이터의 경량화 요청을 수신하는 단계; 및 (B) 상기 BIM-BEMS 연계 장치가, 상기 사용자 단말기의 요청에 따라 상기 BIM 데이터를 사전에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 경량화하고, 상기 경량화된 BIM 데이터와 BEMS(Building Energy Management System) 데이터를 매핑하여 저장하는 단계;를 포함한다.
상기 (B) 단계는, (B1) 상기 BIM-BEMS 연계 장치가, 상기 사용자 단말기로부터 상기 BIM 데이터를 수신하여 저장하는 단계; (B2) (B1) 상기 BIM-BEMS 연계 장치가, 상기 저장된 BIM 데이터 중 BEMS 데이터와 연계할 데이터를 경량화하기 위한 데이터 경량화 방식을 정의하고, 상기 정의된 데이터 경량화 방법을 이용하여 상기 BIM 데이터를 경량화하는 단계; (B3) 상기 BIM-BEMS 연계 장치가, 상기 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑하는 단계; 및 (B4) 상기 BIM-BEMS 연계 장치가, 상기 매핑된 BIM-BEMS 데이터를 저장하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 원본 BIM 데이터 중 BEMS 데이터베이스와 연계 시 필요한 데이터를 필터링하여 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터베이스를 연계함으로써 사용자가 불필요한 BIM 정보까지 관리하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 모델 필터는 IFC(Industry Foundation Classes) 기반 데이터 필터로서, BIM 데이터의 경량화를 위해 BIM의 Container, Element, Property Set에 적용하고, BIM의 Geometry에는 별도의 형상 변환기를 적용함으로써, LOD에 따른 형상 필터링 정의가 되어 있지 않은 MF를 이용한 데이터 경량화가 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인터페이스가 용이하도록 사전에 정의된 데이터 경량화 문법과 연산자, MF 문법을 이용함으로써 다수의 관리자들은 각자의 유스케이스에 따라 원하는 데이터 경량화 방식을 설정할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템을 도시한 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 M-BDL 프로세서와 BIM-BEMS 매핑부를 보다 자세히 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화 방식에 세부 사항을 기술하여 생성된 M-BDL을 XML(eXtensible Markup Language)로 구현한 일 예를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 BIM-BEMS 연계 스키마 구조의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 BEMS 데이터베이스를 도시한 도면,
도 6은 B-LSM 방식의 매핑 연산자에 기초하여 생성된 BIM-BEMS 연계 방식을 XML 형식으로 정의한 예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 BIM-BEMS 연계 시스템의 MF 기반 BIM-BEMS 연계 및 매핑을 위한 사전 정의 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 BIM-BEMS 연계 시스템의 MF 기반 BIM 데이터 경량화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 명세서에서, 제1 엘리먼트 (또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)와 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 DB라 함은, 각각의 DB에 대응되는 정보를 저장하는 소프트웨어 및 하드웨어의 기능적 구조적 결합을 의미할 수 있다. DB는 적어도 하나의 테이블로 구현될 수도 있으며, 상기 DB에 저장된 정보를 검색, 저장, 및 관리하기 위한 별도의 DBMS(Database Management System)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 링크드 리스트(linked-list), 트리(Tree), 관계형 DB의 형태 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 상기 DB에 대응되는 정보를 저장할 수 있는 모든 데이터 저장매체 및 데이터 구조를 포함한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다.
어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1에 도시된 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템의 각각의 구성은 기능 및 논리적으로 분리될 수도 있음을 나타내는 것이며, 반드시 각각의 구성이 별도의 물리적 장치로 구분되거나 별도의 코드로 작성됨을 의미하는 것은 아님을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
또한, MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 장치(200)는 소정의 데이터 프로세싱 장치에 설치되어 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수도 있다.
또한, 사용자 단말기(100)와 BIM-BEMS 연계 장치(200)는 예를 들면, 데스크탑 PC(Personal Computer), 서버, 랩탑 PC(Laptop PC), 넷북 컴퓨터(Netbook Computer) 등 프로그램의 설치 및 실행이 가능한 모든 전자기기들 중 하나일 수 있다.
또한, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 데이터 경량화와 데이터 필터링, BIM 데이터와 BIM 객체, BIM 데이터와 BIM 데이터베이스, BEMS 데이터와 BEMS 데이터베이스가 혼용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템을 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 M-BDL 프로세서(240)와 BIM-BEMS 매핑부(260)를 보다 자세히 도시한 블록도이다.
먼저, [표 1]은 도 1 및 도 2에 도시된 각 컴포넌트의 역할을 정의한다.
컴포넌트 명 역할
M-BDL MF기반의 BIM 데이터 경량화를 위한 연산자와 경량화 방법을 정의한다.
M-BDL={name, BIM_URL, BEMS_URL, MF*}
MF={id, filters}
id=identification
filters={filter*}
*=multiple
filter={id, type, name, condition*}
id=filter name
type={'container' | 'element' | 'property' | 'geometry'}
name=instance name of type
condition={op, vars, values, [and | or]}
op={'equal', 'not_equal', 'less_than', 'greater_than'}
vars={var*}
var=변수이름
values={value*}
value=op 연산자에 따른 파라메터 값
and= A와 B의 boolean 값이 true면 true를 리턴하고, 아니면 false를 리턴함.
or= A혹은 B의 boolean 값이 true면 true를 리턴하고, 둘다 false면 false를 리턴함.
MF는 4가지 유형이 있다. 유형에 따라 MF의 필터링 op연산자에서 사용할 수 있는 var과 value 범위가 정해진다.
MF.container=BIM요소를 담아두는 공간 컨테이너. e.g. 빌딩, 층, 스페이스 등
MF.element=BIM요소. e.g. Wall, Door, Window 등
MF.property=BIM 요소 속성 집합
MF.geometry=BIM 요소의 형상 집합
MF.container var={type, name}type=컨테이너 유형
name=이름
MF.element var={type, name}type=요소 유형
name=이름
MF.property var={name, value}name=속성명
value=속성값
MF.geometry var={type}type={shell, mesh, wire, vertex}
BIM DB BIM database
MF library Model Filter로 M-BDL에서 기술한 MF의 재활용을 지원하기 위한 미리 정의된 라이브러리이다.
BIM-BEMS Linkage Schema BIM-BEMS 연계 스키마 구조를 정의한다(BIM-BEMS Linkage Schema 장 참고).
BIM-BEMS Linkage Schema Mapping BIM-BEMS 연계를 위한 스키마로 변환하기 위한 맵핑하는 방법을 정의한다.
BIM-BEMS DB BIM-BEMS database
[표 1]에서 필터링 연산자(op)는 논리 연산자로서, 예를 들어, 같다, 다르다, 크다, 작다 등을 포함한다. 또한, 만약 var가 A 방의 면적이라면 value는 A 방의 면적일 수 있다. 필터의 실행 유무는 'amd'와 'or'의 리턴값으로 판단된다. 즉, 리턴값이 true이면 BIM 데이터는 필터링되어 경량화된 데이터로서 BIM-BEMS 데이터베이스(270)에 저장될 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템은 사용자 단말기(100)와 BIM-BEMS 연계 장치(200)를 포함할 수 있다.
사용자 단말기(100)는 BIM-BEMS 연계 장치(200)에 접속하여 BEMS(Building Energy Management System) 기반의 스마트 시설물 관리 대상인 타겟 건물에 대한 BIM(Building Information Modeling) 데이터를 전송하고, BIM 데이터의 경량화를 요청할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(100)는 BIM 데이터의 경량화를 위한 데이터 경량화 조건(즉, 필터링 조건)을 BIM 객체 별로 사용자로부터 입력받아 BIM-BEMS 연계 장치(200)로 전송할 수 있다. BIM 데이터는 크게 객체를 의미하는 공간(Container)과 요소(Element), 그리고 객체의 속성(Property)과 형상(Geometry) 정보를 포함할 수 있으며, 공간 객체는 타겟 건물(building), 타겟 건물의 방(room), 거실, 계단(stroey), 스페이스 등 요소를 저장하는 다수의 공간으로 구분되고, 요소 객체는 바닥, 벽, 기둥, 천장, H빔, 문, 창 및 창틀 등 다수로 구분될 수 있다.
BIM-BEMS 연계 장치(200)는 사용자 단말기(100)의 요청에 따라 BIM 데이터를 사전에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 경량화하고, 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑하여 저장할 수 있다. 이 때, BIM-BEMS 연계 장치(200)는 사전에 정의된 데이터 경량화 방식(문법, 연산자 등)을 이용하여 세부 사항이 설정된 데이터 경량화 방식을 지정함으로써 인터페이스가 용이한 데이터 경량화 방식을 제공할 수 있다.
BIM-BEMS 연계 장치(200)는 BIM-BEMS 통신부(210), BIM 데이터베이스(220), 메모리(230), M-BDL(MF-based BIM Data Lightweight and Linkage) 프로세서(240), MF 라이브러리(250), BIM-BEMS 매핑부(260) 및 BIM-BEMS 데이터베이스(270)를 포함할 수 있다. M-BDL 프로세서(240)와 BIM-BEMS 매핑부(260)는 하나의 프로세서로 구현될 수도 있다.
BIM-BEMS 통신부(210)는 사용자 단말기(100)와, 타겟 건물의 에너지 관리 정보를 제공하는 장치(미도시)와 통신할 수 있다.
BIM 데이터베이스(220)는 사용자 단말기(100)로부터 수신한 타겟 건물에 대한 BIM 데이터를 저장한다.
메모리(230)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있으며, BIM-BEMS 연계 장치(200)가 제공하는 동작, 기능 등을 구현 및/또는 제공하기 위하여, 구성요소들에 관계된 명령 또는 데이터, 하나 이상의 프로그램 및/또는 소프트웨어, 운영체제 등이 저장될 수 있다.
예를 들어, 메모리(230)에는 BEMS 사용자, 관리자 관점에서 필요한 정보만 BIM 데이터베이스(220)에서 획득할 수 있도록 하는 데이터 경량화 방식이 정의되어 저장될 수 있다. 데이터 경량화 방식은 BIM 데이터 중 BEMS 데이터와 연계할 데이터를 경량화하기 위해 사전에 정의된 M-BDL 연산자와 데이터 경량화 문법, 데이터 경량화에 사용할 MF(Model Filter)를 정의하는 MF 문법을 포함할 수 있으며, [표 1]의 컴포넌트 역할에 자세히 설명되어 있다.
또한, 메모리(230)에는 저장된 데이터 경량화 방식을 이용하여 관리자가 유스케이스 관점에서 경량화를 위한 BIM 데이터를 직접 입력(정의)하고, 경량화에 사용할 MF의 종류와 필터링 조건을 설정하도록 하고, 입력 또는 설정된 세부 사항에 기초하여 필요한 BIM 데이터를 경량화(또는 필터링)하는 데이터 경량화 프로그램이 저장될 수 있다.
또한, 메모리(230)에는 경량화된 BIM 데이터의 구조를 BIM-BEMS 연계 스키마를 이용하여 재형성하고, 재형성된 BIM 데이터를 BEMS 데이터와 연계 및 매핑하기 매핑 프로그램과, 재형성된 BIM 데이터를 BEMS 데이터와 연계 및 매핑하기 위한 B-LSM(BIM-BEMS Linkage Schema Mapping) 매핑 연산자 문법이 더 저장될 수 있다.
M-BDL 프로세서(240)는 메모리(230)에 저장된 프로그램을 실행하여 BIM-BEMS 연계 장치(200)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, M-BDL 프로세서(240)는 BIM 데이터 중 BEMS 데이터와 연계할 데이터를 경량화하기 위해 메모리(230)에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 BIM 데이터를 경량화할 수 있다.
도 2를 참조하면, M-BDL 프로세서(240)는 M-BDL(MF-based BIM Data Lightweight and Linkage)부(241), MF 관리부(243) 및 형상 변환기(245)를 포함할 수 있다.
M-BDL부(241)는 메모리(230)에 저장된 데이터 경량화 문법을 포함하는 데이터 경량화 방식과 데이터 경량화 프로그램을 로딩 및 실행하여, 데이터 경량화를 위한 세부사항을 사용자 단말기(100)로부터 입력받아 설정하고, 관리자가 필요로 하는 BIM 데이터를 경량화할 수 있다.
MF 관리부(243)는 데이터 경량화에 사용되는 MF의 종류를 BIM 요소를 담아두는 공간(Container), BIM 요소(Element), BIM 요소 속성(Property) 별로 정의 및 관리할 수 있다. 예를 들어, M 관리부(243)는 동일한 관리자 또는 다른 사용자에 의해 이미 만들어 놓은 MF를 라이브러리로 관리하여 재활용하도록 할 수 있다.
MF 관리부(243)는 공간 객체 필터링을 위한 필터인 MF Container(243a), 요소 객체 필터링을 위한 필터인 MF Element(243b), 속성 세트 필터링을 위한 필터인 MF Property set(243c)를 포함할 수 있다. 각 필터(243a~243c)에는 객체 유형(Type)과 이름(name)을 포함하는 문법이 정의되며, 이는 [표 1]에 설명된다. 관리자는 각 필터(243a, 243b, 243c)에 정의된 MF 문법을 참조하여 데이터 경량화 방식의 세부 사항을 설정할 수 있으며, 이 때, MF의 필터 유형(또는 종류)은 필터링할 BIM 데이터의 객체 유형과 동일하게 정의할 수 있다.
자세히 설명하면, M-BDL부(241)는 메모리(230)로부터 BIM 데이터의 경량화에 사용할 MF의 필터 ID, 필터 유형(Type), 필터 이름(Name) 및 필터링 조건(Condition)을 포함하는 데이터 경량화 문법과 MF 문법을 로딩하여, 관리자가 로딩된 데이터 경량화 문법과 MF의 종류와 MF 문법을 직관적으로 인지할 수 있도록 사용자 단말기(100)에게 제공할 수 있다.
관리자가 사용자 단말기(100)에 표시된 [표 1]과 같은 M-BDL 연산자 문법(즉, 데이터 경량화 방식)을 이용하여, 경량화할 BIM 데이터의 객체 유형에 따라 사용할 MF의 필터 ID, 필터 유형(Type), 이름(Name) 및 필터링 조건(Condition)을 포함하는 모든 세부 사항을 설정하면, M-BDL부(241)는 세부 사항이 설정된 데이터 경량화 방식을 하나의 MF로서 이용하여 BIM 데이터를 경량화할 수 있다.
그리고, MF 관리부(243)는 M-BDL부(241)에서 세부 사항이 설정된 데이터 경량화 방식이 독립적인 MF로 재활용될 수 있도록 MF 라이브러리(250)에 저장할 수 있다.
여기서, 데이터의 객체 유형은, BIM 요소를 담아두는 공간(Container), BIM 요소(Element), BIM 요소 속성(Property)을 포함할 수 있다. 또한, 필터링 조건(Condition)은 데이터 경량화 규칙(즉, 필터링 규칙)을 정의하기 위한 논리 연산자(OP)와, 필터링할 건물 객체의 속성 변수 이름(var)과 속성값(value)을 포함할 수 있다.
형상 변환기(243c)는 BIM 객체의 형상 정보를 설정된 LOD(Level Of Detail)로 변환하여 경량화할 수 있다.
MF 라이브러리(250)는 BIM 객체 별로 M-BDL부(241)에서 관리자에 의해 세부 사항이 기술된 도 3과 같은 데이터 경량화 방식을 MF로서 개별 라이브러리 형태로 저장하여, 재활용을 지원할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 경량화 방식에 세부 사항을 기술하여 생성된 M-BDL을 XML(eXtensible Markup Language)로 구현한 일 예를 보여준다.
도 3을 참조하면, 필터(filter)의 id는 생략가능하며, 만약 MF 라이브러리로 재활용하고자 하면, id를 기재하고 호출 시 이 필터의 id를 이용할 수 있다. 도 3에서 A.area는 A라는 방의 면적이고, B.area는 B라는 방의 면적인 경우, 두 방의 면적이 동일(연산자 op=equal)하면 경량화된 데이터를 출력한다.
관리자가 필요로 하는 BIM 데이터의 경량화가 세부 사항에 기초하여 수행되면, BIM-BEMS 매핑부(260)는 M-BDL 프로세서(240)에서 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, BIM-BEMS 매핑부(260)는 BIM-BEMS 연계 스키마부(261), BIM 임시 저장부(263) 및 BIM-BEMS 연계 스키마 매핑부(265)를 포함할 수 있다.
BIM-BEMS 연계 스키마부(261)는 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터와의 연계를 단순화하기 위하여, 경량화된 BIM 데이터가 저장되는 구조를 규정한 스키마(이하, 'BIM-BEMS 연계 스키마'라 한다) 구조를 도 4와 같이 정의할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 BIM-BEMS 연계 스키마 구조의 일 예를 보여준다.
[표 2]는 도 4에 도시된 BIM-BEMS 연계 스키마의 요소를 정의한 표이다.
요소명 정의
object BIM object를 일반화한 클래스. BEMS database 연계를 위한 GUID PK(Primary Key)를 정의함.
{GUID, name}
GUID=Global Unique Identification
name=object name
type BIM object의 유형 정의. type은 building, storey, space, room, wall, door, window 등이 될 수 있음.
container BIM element를 포함하는 객체 클래스 정의. 예를 들어, building, storey, space 등이 될 수 있음.
element BIM element 정의. 예를 들어, wall, door, window 등이 될 수 있음.
property_set 속성집합 정의. {property*}
*=multiple
property 속성 정의{name, type, value}
name=속성명
type={integer | real | string | complex}
complex일 경우 value는 JSON(JavaScript Object Notation) 포맷으로 저장됨.
value=속성값
geometry LoD에 따른 형상 정의
geometry={LoD, shell*, loop*, edge*, vertex*}
LoD=형상 Level of Detail. 맵핑시 결정됨.
shell=SOLID B-rep(Boundary representation) 모델의 형상 껍질을 정의함
loop=모델 형상 껍질의 표면을 정의함
edge=모델 형상 표면을 구성하는 모서리를 정의함
vertex=모델 형상 모서리의 정점을 정의함. {x, y, z} 좌표값으로 구성됨
[표 2]에서 object name은 M-BDL에 의한 데이터 경량화된 BIM 데이터의 객체 이름이다.
BIM 임시 저장부(263)는 경량화된 BIM 데이터를 임시 저장할 수 있다.
BIM-BEMS 연계 스키마 매핑부(265)는 BIM-BEMS 연계 스키마부(261)에 정의된 스키마 구조에 따라 경량화된 BIM 데이터의 구조를 재형성할 수 있다. 그리고, BIM-BEMS 연계 스키마 매핑부(265)는 메모리(230)에 저장된 B-LSM 매핑 연산자 문법과 매핑 프로그램을 로딩 및 실행하여, 재형성된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 연계 및 매핑하기 위한 B-LSM 매핑 연산자의 세부사항을 관리자로부터 입력받아 매핑 방식을 정의하고, 정의된 매핑 방식에 따라 실제로 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 연계 및 매핑할 수 있다.
BIM-BEMS 데이터베이스(270)는 BIM-BEMS 매핑부(260)에서 매핑된 BIM-BEMS 데이터를 저장할 수 있다.
[표 3]은 메모리(230)에 저장된 B-LSM 매핑 연산자 문법, 즉, B-LSM 방식을 정의한 것이다. BIM-BEMS Linkage Schema는 경량화된 BIM 데이터가 저장되는 구조를 규정한 스키마이다. 이 스키마로 매핑하기 위해서는 복잡한 BIM 모델 정보를 어떻게 BIM-BEMS Linkage Schema로 매핑할 수 있는지를 정의하는 방법인 B-LSM 방식이 필요하다.
연산자 역할
B-LSM BIM-BEMS Linkage Schema의 데이터를 맵핑하고 연계하기 위한 방법을 정의함
B-LSM={model, mapping*}
model BIM, BEMS database 를 지정함.
model={source, target}
source=BIM database source를 URL(Uniform Resource Locator)형식으로 지정함
target=BEMS database source를 URL형식으로 지정함
mapping BIM, BEMS로 BIM data 맵핑 및 연계 방법을 정의함
mapping={object*}
object={type, source, target, filter, link*, [object]}
type={container | element | geometry | property_set}
source=BIM database의 맵핑될 클래스 명. e.g. IfcBuilding, IfcSpace 등
target=source에 지정된 BIM database의 클래스 객체에서 BEMS Linkage Schema로 맵핑할 대상 클래스 명
filter=맵핑될 클래스 객체를 필터로 정의함. 조건식이 들어가며, 형식은 다음과 같음.
filter={filter_name, filter_op, filter_value}
filter_op={'=', '!=', '<', '>', '<=', '>='}
filter_name=변수명
filter_value=변수값
$=BIM의 property set클래스 객체 속성명에 대한 값을 얻는 함수
*=모든 dataset 맵핑 함수
link 맵핑되어 일반화된 BIM database와 BEMS database를 연계하기 위한 방법 정의.
link={relationship}
relationship=BIM, BEMS이기종 database를 연결하기 위한 정의를 SQL(Structural Query Language) 형식으로 지정함
[표 3]에서 filter는 링크를 하기 위해, 경량화된 BIM DB 레코드와 BEMS DB 레코드를 추려내는 SQL SELECT 구문을 실행하기 위해 정의한 것이다.
관리자는 사용자 단말기(100)를 통해, [표 3]과 같이 정의된 B-LSM 매핑 연산자를 참고하여 재형성된 BIM 데이터와 연계할 BEMS 데이터를 유스케이스에 따라 지정하고, 매핑 및 연계 방식을 세부사항으로서 지정할 수 있다.
한편, BIM-BEMS 간 연계 방법은 사용자 유스케이스에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 5와 BEMS 데이터베이스가 있을 경우, B-LSM 연산자를 이용해 일반화된 BIM 데이터베이스와 어떻게 연결할지를 정의할 수 있다.
또한, [표 3]의 B-LSM의 매핑 연산자 정의는 파이썬, XML과 같은 언어를 이용하여 도 6과 같이 물리적 구현될 수 있다.
도 6은 B-LSM 방식의 매핑 연산자에 기초하여 생성된 BIM-BEMS 연계 방식을 XML 형식으로 정의한 예이다.
도 6을 참조하면, 'link relationship'은 space의 속성변수($기호) name의 값과 T_Sector.name의 값을 key값으로 연결하라는 의미로서, SQL문의 from에 해당한다. 'from space, T_Sector'는 테이블 명이다.
이러한 B-LSM은 데이터베이스와 BIM-BEMS 어플리케이션 간의 미들웨어 역할을 하여, 무거운 용량의 BIM 데이터를 경량화하고, 매핑 작업량을 줄여주는 것이 가능하다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 BIM-BEMS 연계 시스템의 MF 기반 BIM-BEMS 연계 및 매핑을 위한 사전 정의 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 전자 장치는 BIM 데이터 경량화를 위한 연산자와 필터링 조건을 포함하는 데이터 경량화 방식을 [표 1]의 M-BDL과 같이 정의 및 저장할 수 있다(S710).
전자 장치는 BIM 객체에 따라 데이터 경량화에 사용할 MF의 종류 별 MF 문법을 [표 1]의 MF.container, MF.element, ME.property set와 같이 정의 및 저장할 수 있다(S720).
이후, 전자 장치는 도 4와 같은 BIM-BEMS 연계 스키마를 정의 및 저장할 수 있다(S730).
그리고, 전자 장치는 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 연계 및 매핑하기 위한 방식을 [표 3]의 B-LSM과 같이 정의 및 저장할 수 있다(S740).
상술한 동작에 의해 정의 및 저장된 정보는 BIM-BEMS 연계 장치(200)의 메모리(230)에 저장되어 실제 BIM 데이터의 경량화 및 BEMS 데이터와의 연계에 사용자별 유스케이스에 따라 실행가능하게 응용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 BIM-BEMS 연계 시스템의 MF 기반 BIM 데이터 경량화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, BIM-BEMS 연계 장치(200)는 사용자 단말기(100)로부터 스마트 시설물 관리 대상인 타겟 건물에 대한 BIM 데이터를 수신하고, BIM 데이터의 경량화 요청을 수신할 수 있다(S810).
BIM-BEMS 연계 장치(200)는 수신된 BIM 데이터를 BIM 데이터베이스(220)에 저장한다(S820).
관리자가 사용자 단말기(100)를 통해 또는 BIM-BEMS 연계 장치(200)를 통해 BIM 데이터 중 BEMS 데이터와 연계할 데이터를 경량화하기 위한 데이터 경량화를 위한 세부 사항을 M-BDL 연산자 문법을 참조하여 정의하면, BIM-BEMS 연계 장치(200)는 세부사항이 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 BIM 데이터를 경량화할 수 있다(S830, S840).
BIM-BEMS 연계 장치(200)는 경량화된 BIM 데이터의 구조를 도 4 및 [표 2]의 BIM-BEMS Linkage Schema를 참고하여 재형성(즉, 일반화 또는 단순화)할 수 있다(S850).
BIM-BEMS 연계 장치(200)는 [표 3]과 같이 정의된 B-LSM 매핑 연산자를 참고하여 재형성된 BIM 데이터와 연계할 BEMS 데이터를 지정하고, 매핑 및 연계 방식을 세부사항으로서 지정할 수 있다(S860).
그리고, BIM-BEMS 연계 장치(200)는 S860단계에서 지정된 방식으로 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑하여 BIM-BEMS 데이터베이스(270)에 저장한다(S870).
한편 본 발명에 따른 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템의 데이터 경량화 방법을 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음은 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템의 데이터 경량화 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있으며, 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
따라서, 본 발명은 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템의 데이터 경량화 방법을 구현하기 위하여 상기 BIM-BEMS 연계 장치의 동작을 구현하는 컴퓨터 상에서 수행되는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램들을 함께 제공할 수도 있다.
한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 사용자 단말기
200: BIM-BEMS 연계 장치
210: BIM-BEMS 통신부
220: BIM 데이터베이스
230: 메모리
240: M-BDL 프로세서
241: M-BDL부
243: MF 관리부
245: 형상 변환기
250: MF 라이브러리
260: BIM-BEMS 매핑부
270: BIM-BEMS 데이터베이스

Claims (7)

  1. MF(Model Filter) 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템에 있어서,
    스마트 시설물 관리 대상인 타겟 건물에 대한 BIM(Building Information Modeling) 데이터의 경량화를 요청하는 사용자 단말기; 및
    상기 사용자 단말기의 요청에 따라 상기 BIM 데이터를 사전에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 경량화하고, 상기 경량화된 BIM 데이터와 BEMS(Building Energy Management System) 데이터를 매핑하여 저장하는 BIM-BEMS 연계 장치;를 포함하고,
    상기 BIM-BEMS 연계 장치는,
    상기 사용자 단말기로부터 상기 BIM 데이터를 수신하여 저장하는 BIM 데이터베이스;
    상기 BIM 데이터 중 BEMS 데이터와 연계할 데이터를 경량화하기 위해 사전에 정의된 데이터 경량화 방식을 이용하여 상기 BIM 데이터를 경량화하는 M-BDL(MF-based BIM Data Lightweight and Linkage) 프로세서;
    상기 M-BDL 프로세서에서 경량화된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑하는 BIM-BEMS 매핑부; 및
    상기 BIM-BEMS 매핑부에서 매핑된 BIM-BEMS 데이터를 저장하는 BIM-BEMS 데이터베이스;를 포함하고,
    상기 M-BDL 프로세서는,
    상기 BIM 데이터의 경량화에 사용할 MF의 필터 ID, 필터 유형(Type), 필터 이름(Name) 및 필터링 조건(Condition)을 포함하는 데이터 경량화 방식이 정의되고, 상기 사용자 단말기에서 상기 정의된 데이터 경량화 방식에 기초하여 유스케이스에 따라 상기 경량화할 BIM 데이터의 객체 유형에 따라 상기 MF의 필터 ID, 필터 유형(Type), 이름(Name) 및 필터링 조건(Condition)의 세부 사항이 설정되면, 상기 세부 사항이 설정된 데이터 경량화 방식을 이용하여 상기 BIM 데이터를 경량화하는 M-BDL부; 및
    데이터 경량화에 사용되는 MF의 종류를 BIM 요소를 담아두는 공간(Container), BIM 요소(Element), BIM 요소 속성(Property) 별로 정의 및 관리하는 MF 관리부;를 포함하고,
    상기 BIM 데이터의 객체 유형은, 상기 BIM 요소를 담아두는 공간(Container), BIM 요소(Element), BIM 요소 속성(Property)을 포함하는 것을 특징으로 하는 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 조건은 데이터 필터링 규칙을 정의하기 위한 논리 연산자(OP)와, 필터링할 건물 객체의 속성 변수 이름(var)과 속성값(value)을 포함하는 것을 특징으로 하는 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 BIM-BEMS 매핑부는,
    상기 경량화된 BIM 데이터와 BEM 데이터베이스와의 연계를 단순화하기 위하여, 상기 경량화된 BIM데이터를 저장하는 스키마 구조를 정의하고, 상기 정의된 스키마 구조에 따라 상기 경량화된 BIM 데이터의 구조를 재형성하는 BIM-BEMS 연계 스키마부; 및
    상기 스키마 구조에 따라 재형성된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 연계하는 연계 방식을 정의하고, 상기 정의된 연계 방식에 기초하여 상기 재형성된 BIM 데이터와 BEMS 데이터를 매핑하는 BIM-BEMS 연계 스키마 매핑부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MF 기반 데이터 경량화를 위한 BIM-BEMS 연계 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
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