KR102531019B1 - 토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템 - Google Patents

토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지형 데이터와 도면 데이터간 원점을 일치시키는 도면 원점 조정 단계와, 지형 데이터에 시추공 모델을 통해 측정된 지층 데이터를 추가하는 지질 데이터 입력 단계와, 지질 데이터를 시스템의 연산부를 통해 취합하여 지질 모델 자동 생성을 위한 프리셋 데이터를 생성하는 프리셋 데이터 생성 단계와, 프리셋 데이터를 변환하여, 3차원 지질 모델을 자동 형성하는 지질 모델 형성 단계와, 형성된 지질 모델에 물량 및 가시설을 포함하는 모델링 데이터를 추가하는 토목 공사 모델 자동 형성 단계 및 토목 공사 모델로부터 토목 공사 물량을 자동 산출하고 집계하는 산출 및 집계 단계로 이루어지는 토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 및 자동 물량 산출 시스템에 관한 것이다.

Description

토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템 {Geological Model Automatic Generation System for Civil Works}
본 발명은 토목 공사 착공 전 공사 계획 수립 위한 지질 모델을 자동생성 하고, 물량을 자동산출하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지형 데이터와 도면 데이터간 원점을 일치시키는 도면 원점 조정 단계와, 지형 데이터에 시추공 모델을 통해 측정된 지층 데이터를 추가하는 지질 데이터 입력 단계와, 지질 데이터를 시스템의 연산부를 통해 취합하여 지질 모델 생성을 위한 프리셋 데이터를 생성하는 프리셋 데이터 생성 단계와, 프리셋 데이터를 변환하여, 3차원 지질 모델을 자동형성하는 지질 모델 형성 단계와, 자동 형성된 지질 모델에 물량 및 가시설을 포함하는 모델링 데이터를 추가하는 토목 공사 모델 자동형성 단계 및 토목 공사 모델로부터 토목 공사 물량을 자동산출하고 집계하는 산출 및 집계 단계로 이루어지는 토목 공사를 위한 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 목재·철재·토석 등의 자재를 사용하여, 도로·제방·상하수도 등의 구조물을 건설하기 위하여 수행하는 기초 공사를 토목 공사라고 하며, 기초 공사를 수행하기 위해 시공 현장의 토지를 굴착하는 터파기(excavation)를 실시하게 된다.
터파기가 수행되는 지반은 자갈·모래·자갈과 모래의 혼합·점토·연반암·경반암으로 구성되며, 시공되는 상부 구조물의 하중을 지지하는데 필요한 지지력을 갖추지 못하는 연약 지반의 경우, 기초 지반의 침하에 의해 구조물이 불균등하게 침하하는 부동 침하가 발생하여, 건조된 구조물의 안정성이 크게 저하될 수 있다.
연약 지반에 의한 안정성 저하 문제를 해결하기 위하여, 토목 공사 현장의 터파기 구간에서는 지반의 갈라진 틈새나 지중에 형성된 공동(cavity)에 액체 상태의 시멘트와 같은 고결성(固結性) 주입재를 강제로 주입한 후 고화(cementation)시킴으로써, 연약 지반의 구조적 안정성을 높이는 그라우트(grout) 공법과, 지반 천공 장비를 통해 일정 심도까지 연약 지반을 천공하여 천공부의 토사를 외부로 배출한 다음, 천공부 내부에 H형 파일(pile)이나 철근망 등의 프레임을 삽입하고 콘크리트 또는 모르타르를 타설하여 가설 흙막이·물막이·연속 벽체 등을 형성하는 CIP(Cast In Place) 공법이 수행된다.
토목 공사 착공 전 공사 준비 단계에서는 터파기 공사의 토목 공사 물량 및 기초 지반의 안정성 확보를 위해 수행되는 그라우트 또는 CIP 공법 적용 시 사용되는 각종 파일(pile)과 가시설 모델의 정확한 물량을 산출하여 신뢰성 높은 공사 계획 수립함으로써, 토목 공사 시행 중 공사 준비 과정에서 예측하지 못한 변수에 의해 시공 비용이 증가하거나, 시공 기간이 지연되는 것을 방지할 필요가 있다.
공사 준비 단계에서 토목 공사 물량을 정확하게 산출하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-1165130호(2012.07.12.등록)의 구조물 터파기 및 되메우기 토공량 산출을 위한 3차원 설계 기반의 토공 물량 자동 산출 및 시각화 시스템에서는, 컴퓨터를 통해 성성한 지형 데이터에 해당 지형의 암층별 좌표 정보를 포함하는 3차원 보링 데이터를 부가하여 3차원 암층 레이어를 형성함으로써, 구조물의 터파기 및 되메우기 토공량 산출이 가능한 시스템을 제안하고 있다.
상기 토공량 산출 시스템에서 토목 공사 전 구간에 걸쳐 측정되는 3차원 보링 데이터를 획득하는 것은 시간 및 비용적 측면에서 비효율적이므로, 지형 데이터의 계획삼각망 지점의 3차원 보링 데이터를 획득하여, 2차원 또는 3차원 폴리라인을 형성하여 3차원 암층 레이어를 생성하게 된다.
그러나 위와 같이 폴리라인을 기반으로 하여 3차원 암층 레이어를 생성하는 경우, 인접 폴리라인을 연결하여 형성된 3차원 표면(face) 실제 지반의 경계면 표면 형상과 다르게 형성되므로, 산출된 토공량과 실제 토공량에 오차가 누적되어 발생하는 문제가 있다.
또한, 토공량 산출 뿐만 아니라, 토목 공사에 적용될 시공법에 따라 사용되는 각종 파일(pile)이나 흙막이와 같은 가시설의 물량을 정확하게 산출하여, 토목 공사 착공 전 공사 준비 단계에서 신뢰성 높은 공사 계획 수립이 가능하도록 함으로써, 토목 공사 프로젝트의 성공적인 수행을 도모할 수 있는 새로운 토목 공사용 물량 산출 시스템을 개발할 필요성이 높아지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1165130호 (2012.07.12.등록)
본 발명의 실시 예에서는 토목 공사 물량 산출을 위해 시추공으로부터 측정된 지질 분포 및 지질별 깊이 정보를 포함하는 지형 데이터를 통해 생성된 3차원 지질 모델과 실제 토목 공사 지형간 형상 오차를 최소화하여, 토목 공사 물량의 산출 정확도 향상을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 토목 공사 대지 영역의 지형 정보 및 지층 정보로부터 생성된 지질 모델에 가시설 모델과 토목 공사 적용 공법에 따라 사용되는 각종 파일(pile)이나 가시설 물량을 정확하게 산출함으로써, 토목 공사 착공 전 공사 준비 단계에서 이루어지는 공사 계획 수립의 신뢰성 제고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 토목 공사를 위한 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템은, 시스템의 저장부에 지형 데이터를 입력하고, 지형 데이터와 도면 데이터간 원점을 일치시키는 도면 원점 조정 단계, 저장부에 저장된 지형 데이터에 ⅰ) CIP 공법의 파일 설치, 그라우트 공법의 충전재 주입, H형 파일 설치, 파일 설치 중 선택되는 어느 하나 이상의 데이터를 입력하기 위한 데이터 입력 블록 선택 과정과, ⅱ) 선택된 블록에 데이터를 입력하는 블록 데이터 입력 과정과, ⅲ) 저장된 지형 데이터 상에 대지 경계선과 터파기 구간의 영역을 설정하는 영역 선택 과정과, ⅳ) 지질 모델 생성을 위한 시추공 모델 배치 구간을 설정하는 시추공 선택 과정과, ⅴ) 배치된 시추공 모델의 최상단 위치 데이터를 설정하는 시추공 정점 선택 과정과, ⅵ) 각 시추공별로 측정된 지질 분포 및 시추공 정점을 기준으로 측정한 지질별 깊이 정보를 입력하는 지층 정보 입력 과정 및 ⅶ) 입력된 지층 정보로부터 각 시추공 모델 배치 위치의 지층 데이터를 생성하는 지층 데이터 생성 과정으로 구성되는 지질 데이터를 추가 입력 및 저장하는 지질 데이터 입력 단계, 지질 데이터 입력 단계에서 입력 및 저장된 지질 데이터를 시스템의 연산부를 통해 취합하여, 지질 모델 생성을 위한 프리셋 데이터를 생성하는 프리셋 데이터 생성 단계, 프리셋 데이터 생성 단계에서 생성된 프리셋 데이터를 변환하여, 3차원 지질 모델을 자동 형성하는 지질 모델 형성 단계, 형성된 지질 모델에 a) 굴착면 모델링 데이터, b) 대지 영역 및 터파기 구간의 물량 모델링 데이터, c) 가시설 모델링 데이터 및 d) 데이터 입력 블록 선택 과정에서 선택된 CIP 공법 파일, 그라우트 공법 충전재, H형 파일, 또는 파일의 모델링 데이터를 추가하여 저장부에 저장하고, 연산부를 통해 저장된 데이터를 병합하는 토목 공사 모델 형성 단계, 연산부를 통해 토목 공사 모델로부터 토목 공사 물량을 산출하고 집계하는 산출 및 집계 단계로 이루어진다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 프리셋 데이터 생성 단계 또는 지질 모델 형성 단계에서는, 시추공 모델 배치 구간에서 측정된 지층 정보로부터 인터폴레이션 방식으로 추정하여, 시추공 모델 미배치 구간의 지층 정보를 생성하되, 시스템 사용자에 의해 적용되는 인터폴레이션 방식 및 인터폴레이션 차수 선택이 가능하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 지질 데이터 입력 단계의 시추공 선택 과정에서 설정된 터파기 구간 상에 배치되는 복수의 시추공 중, 대지 경계선과 가장 근접하도록 배치된 시추공 모델의 지층 정보 데이터가 복사된 더미 데이터를 적용하여, 더미 시추공 모델을 터파기 구간 외부 영역에 배치하고 데이터를 인터폴레이션함으로써, 토목 공사 굴착 규모를 설정하기 위한 터파기 구간 외부 영역의 지층 데이터가 형성되는 알고리듬이 부가되되, 더미 시추공 모델을 통한 터파기 구간 외부 영역 지층 데이터 형성 알고리듬에는 시추공 모델과 더미 시추공 모델 데이터간 인터폴레이션 방식의 추정을 통해 터파기 구간 외부 영역의 지층 정보를 생성하며, 시스템 사용자에 의해 적용되는 인터폴레이션 방식 및 인터폴레이션 차수 선택이 가능하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 지질 모델 형성 단계에서 형성된 지질 모델은 지질별 지형면 형상 및 볼륨 데이터를 포함하며, 토목 공사 모델 형성 단계에서 병합되는 굴착면 깊이 및 형상 모델링 데이터는 지질 데이터 입력 단계에서 측정된 각 시추공 모델의 저점 위치로부터 추출된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 토목 공사 모델 형성 단계에서 추가되는 모델링 데이터는, 저장부에 미리 저장된 다수의 모델링 데이터로부터 선택된 어느 하나를 입력하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 산출 및 집계 단계 완료 후, 토목 공사 모델 형성 단계에서 생성된 토목 공사 모델을 시스템 연산부를 통해 시뮬레이션 및 분석하는 토목 공사 모델 분석 단계가 부가되되, 토목 공사 모델 분석 단계에서는 법면이나 굴착고 간섭 분석, 파일 깊이 오류나 누락의 검토, 시공 현장의 출입로 형성 검토, 시공 현장에 설치되는 흙막이 설치 구간의 적정성 검토, 토목 공사 현장의 레벨 및 동선 검토, 토목 공사 간섭 발생 여부 검토 중, 시스템 사용자의 선택에 의해 선택되는 어느 하나 이상의 항목의 시뮬레이션 및 분석이 수행된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 지반 조사서를 기준으로 하여 시스템 상에 지질 또는 지층별 모델을 자동 생성하여, 각 지질 또는 지층별 지반을 구성하는 점토, 자갈 모래, 암반의 볼륨 측정의 정확도를 높이며, 지질별 토목 공사 물량 산출 정확도를 향상시켜, 토목 공사 착공 전 공사 준비 단계에서 신뢰성 높은 공사 계획 수립이 가능하도록 함으로써, 토목 공사 프로젝트의 성공적인 수행을 도모할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 대지 영역의 지형 정보로 이루어진 지형 데이터와, 지반 종류 및 깊이 정보로 이루어진 지층 데이터를 포함하여 형성된 지질 데이터로부터 지질 모델을 형성하고, 지질 모델에 가시설 모델과 토목 공사 적용 공법에 따른 각종 파일(pile) 모델을 변경 적용하여 통합 토목 공사 모델을 자동으로 형성함으로써, 다양한 변수가 형성되는 토목 공사 현장의 비정형 지질 모델 자동생성 및 자동 물량 산출의 정확도를 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 시스템의 프로그램에 시추공 모델 미배치 구간의 지층 정보를 근접하는 시추공 모델에서 측정된 지층 정보로부터 인터폴레이션 방식으로 추정하여 지층 정보를 생성하는 알고리듬이 부가됨으로써, 산출하는 토목 공사 물량의 정확도를 보다 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 설정된 터파기 구간 상에 배치되는 복수의 시추공 중, 대지 경계선과 가장 근접하게 배치된 시추공 모델의 지층 정보 데이터를 복사하여 형성된 더미 데이터를 포함하는 더미 시추공 모델 터파기 구간 외부 영역에 배치하고, 시추공 모델 및 더미 시추공 모델간 데이터 인터폴레이션 알고리듬을 실행시켜 터파기 구간 외부 영역의 지층 데이터를 형성하여, 터파기 구간의 경계면 및 외부 영역의 토목 공사 물량 측정 정확도를 향상시킴으로써, 지질별 토목 공사 물량이 보다 정확하게 산출되는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 시스템 사용자가 인터폴레이션의 차수 및 방식을 선택할 수 있도록 함으로써, 랜더링 하고자 하는 지질 모델 또는 토목 공사 모델의 규모와, 모델로부터 산출되는 물량의 정확도, 그리고 시스템 연산부의 연산 능력 사양에 따라 인터폴레이션 알고리듬을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 토목 공사 모델 형성 시 지질 모델에 추가되는 각종 파일(pile) 및 가시설의 모델링 데이터를 설비 종류별, 규격별로 세분화되어 시스템 저장부에 미리 저장하고, 시스템 사용자가 미리 저장된 모델을 선택 적용할 수 있도록 구성함으로써, 설비 모델링에 소요되는 시간을 단축시키는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 토목 공사 모델의 시뮬레이션 및 분석을 통해 법면이나 굴착고 간섭 분석, 파일 깊이 오류나 누락의 검토, 흙막이 설치 구간의 적정성 검토, 토목 공사 현장의 레벨 및 동선 검토, 토목 공사 간섭 발생 여부 검토가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템의 하드웨어 구성 및 시스템을 통한 토목 공사 지질 모델 자동 생성 및 자동 물량 산출 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 토목 공사 모델 분석 단계가 부가된 지질 모델 자동 생성 및 자동 물량 산출 시스템의 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 시스템을 통한 지질 모델 생성 시 지질 데이터 입력 작업의 세부 프로세스를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 시스템을 통한 지질 모델 자동 생성 시 시스템의 출력부에 나타나는 데이터 입력 블록 선택 방식과 블록 데이터 입력 방식의 구성 예시를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 시스템을 통한 지질 모델 자동 생성 시 시스템의 출력부에 나타나는 영역 선택 방식의 구성 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 지질 모델 자동 생성 및 자동 물량 산출 시스템에서 지형 데이터 획득 및 지질 모델 데이터 산출을 위한 시추공 모델 배치 방식의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 지질 모델 자동 생성 및 자동 물량 산출 시스템에서 시추공 모델로부터 지형 데이터 획득 및 지질 모델 데이터 산출하기 위한 인터폴레이션 과정을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템에서 더미 시추공 배치를 통해 시추공이 설치되지 않은 터파기 구간 경계면 외부 영역의 지층 데이터의 정확도를 향상시키는 지층 정보 데이터 추정 알고리듬의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 지질 모델 자동 생성 및 자동 물량 산출 시스템에서 생성된 3차원 지질 모델을 통해, 굴착면 형상 및 지질 구성별 볼륨을 자동 산출하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 더미 시추공 모델을 통한 터파기 구간 외부 영역 지층 데이터의 인터폴레이션 알고리듬 실행 시, 적용되는 인터폴레이션 차수에 따른 추정 지층 정보 좌표의 정확도 차이를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.
그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 BIM(Building Information Modeling)을 기반으로 하여 토목 공사 착공 전 공사 준비 단계에서 신뢰성 높은 공사 계획을 수립하여, 토목 공사 프로젝트의 성공적인 수행을 도모할 수 있는 토목 공사를 위한 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템(1)에 관한 것이다.
BIM은 3차원 CAD(Computer Aided Design)를 이용하여 형성된 가상 공간 모델링 데이터에 지질, 콘크리트, 철근, 파일(pile), 형틀, 흙막이와 같은 가시설 등의 객체를 배치하고, 배치된 객체마다 물리량 또는 가격 등의 각종 정보를 부여함으로써, 공사가 수행되는 대지의 지질의 체적, 설치 시설 객체별 길이 또는 체적 등을 자동 연산할 수 있도록 하며, 이를 통해 공사 비용 견적, 공사 과정 시뮬레이션 및 분석, 공사 일정 등을 통합 관리할 수 있도록 한다.
본 발명의 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템(1)은 지반 조사서를 기준으로 하여 지질 또는 지층별 모델을 생성함으로써, 다양한 지형의 대지 모델링 구현하여, 시스템(1)에서 생성된 모델로부터 각 지질 또는 지층별 지반을 구성하는 점토, 자갈 모래, 암반의 볼륨(단위:m3)을 측정할 수 있으며, 이를 통해 지질별 토목 공사 물량을 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템(1)은 대지 영역(100)의 지형 정보로 이루어진 지형 데이터와, 지반 종류 및 지반 종류별 깊이 정보로 이루어진 지층 데이터를 포함하여 형성된 지질 데이터로부터 지질 모델을 형성하고, 지질 모델에 터파기 구간(110)에 적용되는 흙막이와 같은 가시설 모델과 CIP 공법이나 그라우트 공법 수행 시 설치되는 각종 파일(pile) 모델을 적용하여 통합 토목 공사 모델을 형성함으로써, 토목 공사에 적용되는 흙막이와 파일 등의 길이 물량(단위: m)을 정확하게 산출할 수 있다.
이를 통해 도심지와 같이 정형화된 토목 공사 모델 형성 뿐만 아니라, 다양한 변수가 형성되는 대규모 토목 공사 현장, 경사지 공사 현장, 복합시설, 협소 도심지 공사, 내역이 없는 현장과 같은 비정형 토목 공사 현장의 지질 모델 생성 및 물량 산출이 정확하게 이루어짐으로써, 신속한 토목 공사 시공 계획을 수립할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 토목 공사를 위한 지질 모델 생성 및 물량 산출 시스템(1)은 지질 모델 생성 및 물량 산출 프로그램이 설치되고, 도 1에서 도시하는 바와 같이 사용자에 의해 입력되는 도면이나 지층 정보 데이터, 미리 생성된 각종 파일(pile) 모델링 이나 가시설 모델링 데이터 등이 저장되는 저장부(10)와, 지질 모델 자동 생성 및 자동 물량 산출 프로그램을 구동하는 연산부(11)로 구성된다.
또한, 시스템(1)에는 저장부(10)에 도면이나 지층 정보 데이터, 시추공(120)에서 측정된 지층 정보 입력하여 저장하거나, 파일(pile) 등의 데이터 입력 블록 선택 등 프로그램을 제어하기 위한 입력부(12)와, 프로그램 구동 상태 및 각종 데이터를 시각화하여 표시하는 출력부(13)가 부가된다.
이와 같이 구성되는 시스템(1)의 프로그램은 도 1에서 도시하는 바와 같이, 도면 원점 조정 단계(S100), 지질 데이터 입력 단계(S200), 프리셋 데이터 생성 단계(S300) 및 지질 모델 자동 형성 단계(S400)로 이루어져, 토목 공사 시공 현장의 대지 영역(100) 및 터파기 구간(110)의 지질 또는 지층별 지반을 구성하는 점토, 자갈 모래, 암반의 볼륨을 측정하여 지질별 토목 공사 물량을 자동 산출하는 지질 모델 생성 작업이 수행된다.
그리고 지질 모델 생성 작업에 이어서 토목 공사 모델 자동 형성 단계(S500), 자동 산출 및 집계 단계(S600)가 수행되어, 생성된 통합 토목 공사 모델로부터 토목 공사에 적용되는 흙막이와 파일 등의 길이 물량을 산출하게 된다.
도면 원점 조정 단계(S100)에서는 시스템(1)의 저장부(10)에 측량된 지형 데이터를 2차원의 도면을 입력하여 도면 데이터를 생성하고, 지형 데이터와 생성된 도면 데이터간 원점을 서로 일치시켜 추후 생성되는 지질 모델의 오차 발생을 최소화하여, 산출된 물량 데이터의 신뢰도를 향상시킨다.
도면 데이터에는 토목 공사가 이루어지는 대지 영역(100), 대지 영역(100)을 타 토지 영역과 구분하는 대지 경계선(101) 및 기초 공사 실시를 위해 이루어지는 터파기 위치를 표시하는 터파기 구간(110)이 포함된다.
도 3에서 도시하는 바와 같이 지질 데이터 입력 단계(S200)에서는 토목 공사가 이루어지는 대지에 설치될 토목 공사 부재 종류를 선택하는 부재 선택 프로세스, 토목 공사가 이루어지는 대지 경계선(101) 및 터파기 구간(110)을 설정하는 영역 선택 프로세스, 그리고 도면 데이터에 토목 공사 영역의 실제 지반 구성을 구현한 지질 모델을 생성하여 지질별 토목 공사 물량을 정확하게 자동으로 산출할 수 있도록 지질 데이터를 설정하는 지질 데이터 생성 프로세스가 수행된다.
이때, 지질 데이터 입력 단계(S200)의 부재 선택 프로세스와 영역 선택 프로세스 및 지질 데이터 생성 프로세스 수행 순서는 시스템(1) 사용자의 선택에 따라 병렬로 이루어지거나 특정된 순서 없이 이루어질 수 있다.
부재 선택 프로세스는 시스템(1)의 프로그램 상에서 입력부(12)를 통해 선택 가능한 블록에서 특정 부재를 선택할 수 있도록 이루어지며, 시스템(1) 사용자가 데이터 입력 블록을 선택하면 블록의 하위 메뉴로서 선택 가능한 부재 목록이 나열된다.
부재 선택 프로세스는 데이터 입력 블록 선택 과정(S210)과 블록 데이터 입력 과정(S211)으로 이루어진다.
도 4에서 도시하는 바와 같이 선택 가능한 데이터 입력 블록은 복수개가 형성되고, 각 데이터 입력 블록은 CIP(Cast In Place) 공법에 적용되는 파일(pile) 선택 블록과, 그라우트(grout) 공법의 충전재 선택 블록과, H형 파일(pile) 선택 블록 및 일반 파일(pile) 선택 블록으로 이루어질 수 있으며, 데이터 입력 블록 선택 과정(S210)에서 특정 데이터 입력 블록 선택 시 데이터 입력 블록과 관련된 세부 데이터 입력 항목이 하위 메뉴로 나열되고, 하위 메뉴 선택 시 부재의 종류, 규격, 수량 등의 세부 항목을 입력하여 설정하는 블록 데이터 입력 과정(S211)을 수행하도록 구성될 수 있다.
또는, 도 5에서 도시하는 바와 같이 하나의 상위 선택 블록 내부에 각 선택 블록이 하위 메뉴로 나열되어, 데이터 입력 블록 선택 과정(S210)에서 상위 선택 블록의 하위 메뉴로부터 CIP(Cast In Place) 공법에 적용되는 파일(pile)과, 그라우트(grout) 공법의 충전재 선택과, H형 파일(pile) 선택 및 일반 파일(pile) 선택이 이루어질 수 있으며, 상위 선택 블록에서 하위 선택 블록 선택 시 선택된 하위 메뉴의 세부 기재 항목으로서 부재의 종류, 규격, 수량 등의 세부 항목을 입력하여 설정하는 블록 데이터 입력 과정(S211)을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 데이터 입력 블록 선택 과정(S210)에서 4개의 부재를 선택할 수 있는 데이터 입력 블록의 선택 방법을 설명하고 있으나, 선택 가능한 부재 종류, 데이터 입력 블록의 수, 데이터 입력 블록의 선택 항목, 선택된 데이터 입력 블록 관련 세부 데이터 입력 항목은 토목 공사에 적용되는 공법에 따라 추가 또는 변경될 수 있다.
영역 선택 프로세스에서는 시스템(1) 사용자가 입력부(12)를 통해 도면 원점 조정 단계(S100)에서 생성되어 원점 조정이 완료된 도면 데이터의 특정 영역을 선택하여, 대지 경계선(101) 영역과 터파기 구간(110) 영역을 설정하는 영역 선택 과정(S220)이 수행된다.
영역 선택 과정(S220)은 도 6에서 도시하는 바와 같이 대지 경계선(101)과 터파기 구간(110) 선택 블록이 개별적으로 형성되거나, 또는 하나의 상위 선택 블록 내부에 대지 경계선(101)과 터파기 구간(110) 선택 블록이 하위 메뉴로 선택 가능하게 나열되도록 구성될 수 있으며, 대지 경계선(101) 선택 블록 또는 터파기 구간(110) 선택 블록을 선택하여 도면 데이터에 대지 경계선(101) 영역 및 터파기 구간(110) 영역을 각각 설정할 수 있다.
지질 데이터 생성 프로세스에서는 저장부(10)에 저장된 도면 데이터에 시스템(1) 사용자가 입력부(12)를 통해 지질 데이터를 추가 입력한 후 저장하게 되며, 추가 입력되는 지질 데이터는 시추공(120)에서 측정된 실제 지질 분포로부터 작성된 지반 조사서를 기반으로 하여 입력된다.
따라서 지질 데이터 생성 프로세스 수행 전, 도 7에서 도시하는 바와 같이 복수의 시추공(120)을 실제 대지 영역(100)의 터파기 구간(110) 지반 내부로 삽입하여, 각 시추공(120)에서 측정된 지반 구성 성분 및 각 성분의 분포 깊이로부터 지반 조사서를 작성하게 된다.
지질 데이터 생성 프로세스의 시추공 선택 과정(S230)에서는 지반 조사서 작성 시 실제 대지 영역(100)의 터파기 구간(110)에 삽입된 시추공(120)에 대응하는 위치의 도면 데이터 좌표 상에 시추공(120) 모델을 생성하여, 시추공(120) 모델 배치 구간 설정이 수행된다.
시추공 선택 과정(S230)이 완료되면 배치된 시추공(120) 모델의 최상단 위치 데이터를 설정하는 시추공 정점 선택 과정(S231)이 수행된다.
시추공 정점 선택 과정(S231)에서 입력되는 시추공(120) 모델의 정점(122) 높이는 지반 조사서를 기반으로 하여 대지 영역(100)의 지면이 위치하는 도면 데이터의 원점을 기준으로 설정되며, 시추공(120) 모델의 전체 길이로부터 정점(122) 높이를 차감함으로써, 토목 공사 시공 시 터파기 구간(110)에 형성될 굴착면(111)의 3차원 형태를 측정할 수 있다.
지층 정보 입력 과정(S232)에서는 도 8에서 도시하는 바와 같이 실제 시추공(120)에서 측정된 지반 구성 성분 및 각 성분의 분포 깊이 데이터를 각 시추공(120)에 대응하는 도면 데이터 좌표 상의 시추공(120) 모델에 입력하여, 터파기 구간(110)의 지질 분포 및 깊이 모델링 기초 데이터를 형성한다.
지층 데이터 생성 과정(S233)에서는 시추공 정점 선택 과정(S231)에서 선택된 시추공(120) 모델 좌표와, 시추공 정점 선택 과정(S231) 및 지층 정보 입력 과정(S232)에서 입력된 지층 분포 및 깊이 정보를 통해 터파기 구간(110)의 지층 데이터를 생성한다.
프리셋 데이터 생성 단계(S300)에서는 지질 데이터 입력 단계(S200)에서 입력 및 저장된 지질 데이터를 시스템(1)의 연산부(11)를 통해 취합하여, 지질 모델 생성을 위한 프리셋 데이터를 생성하며, 프리셋 데이터는 지층 분포 및 깊이 정보로 이루어지는 지층 데이터가 포함된 2차원 도면 데이터로 이루어진다.
지질 모델 형성 단계(S400)에서는 시스템(1)의 연산부(11)를 통해, 2차원 도면 데이터 상에 부가된 지층 데이터로부터 프리셋 데이터를 3차원 모델로 변환하여 지질 모델을 자동 형성한다.
지질 모델 형성 단계(S400)에서 형성된 지질 모델은 지질별 지형면 형상 및 지질별 볼륨 데이터를 포함하며, 토목 공사 모델 형성 단계(S500)에서 병합되는 굴착면(111) 깊이 및 형상 모델링 데이터는 지질 데이터 입력 단계에서 측정된 각 시추공(120) 모델의 저점(123) 위치로부터 추출된다.
이때, 시추공(120) 모델의 저점(123) 위치는 상술한 바와 같이 시추공(120) 모델의 전체 길이로부터 정점(122) 높이를 차감함으로써 특정할 수 있다.
지질 모델 형성 시, 터파기 구간(110)의 전 구간에 걸쳐 시추공(120)을 설치하여 터파기 구간(110)의 전 구간의 지반 구성 성분 및 각 성분의 분포 깊이 데이터를 획득하는 것은 시간 및 비용적 측면에서 비효율적이므로, 지질 데이터 생성 프로세스의 시추공 선택 과정(S230)과 같이 터파기 구간(110)의 선택된 특정 위치에만 시추(120)을 삽입함으로써, 시추공(120) 배치 구간과 시추공(120) 미배치 구간이 각각 형성되며, 이에 따라 시추공(120) 미배치 구간에는 지질 데이터가 설정되지 않으므로, 지질 모델의 모델링이 부분적으로 형성되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 시스템(1)의 프로그램에는 프리셋 데이터 생성 단계(S300) 또는 지질 모델 형성 단계(S400)에서 특정 구간의 시추공(120) 모델 미배치 구간의 지층 정보를 당해 시추공(120) 모델 미배치 구간과 근접하는 시추공(120) 모델 배치 구간에서 측정된 지층 정보로부터 인터폴레이션(interpolation) 방식으로 추정하여 지층 정보를 생성하는 알고리듬이 부가될 수 있다.
지층 정보 생성 알고리듬에 적용되는 인터폴레이션 방식은,
ⅰ) 서로 인접 배치된 시추공(120) 모델에서 입력된 데이터의 대응하는 좌표를 직선으로 연결하여 시추공(120) 모델 미배치 구간의 좌표를 획득하는 선형 인터폴레이션(linear interpolation) 방식
ⅱ) 시추공(120) 모델에서 입력된 데이터의 좌표를 고차 다항식의 함수로 근사하여 시추공(120) 모델 미배치 구간의 좌표를 획득하는 다항식 인터폴레이션(polynomial interpolation) 방식
ⅲ) 시추공(120) 모델에서 입력된 데이터의 좌표로부터 최소 분산의 불편선형추정치(best linear unbiased estimator)를 구하며, 알려지지 않은 영역인 시추공(120) 모델 미배치 구간의 좌표를 추정할 때 알려진 영역인 시추공(120) 모델 좌표의 거리와 변이 정도를 모두 고려하고, 연속 공간 필드에 대한 변수 값을 추정하여 불확실성을 계산함으로써, 시추공(120) 모델 미배치 구간의 좌표를 획득하는 크리깅(kriging) 방식
ⅳ) 시추공(120) 모델에서 입력된 데이터의 좌표로부터 가까울수록 높은 가중값을 적용하고, 좌표로부터 멀어질수록 낮은 가중값을 적용하여 시추공(120) 모델 미배치 구간의 좌표를 획득하는 역거리 가중(inverse distance weighting) 방식
ⅴ) 시추공(120) 모델에서 입력된 데이터의 좌표들의 부분집합에 저차 다항식을 적용시켜나가면서 형성된 연결 다항식으로 이루어진 스플라인 함수를 통해 시추공(120) 모델 미배치 구간의 좌표를 획득하는 스플라인(spline) 방식
ⅵ) 기타 인터폴레이션 방식
중 생성된 어느 하나의 방식이 선택되어 적용될 수 있다.
구체적으로 지층 정보 생성 알고리듬 실행 전, 시스템(1) 사용자가 프로그램 상에서 1차, 2차, …, n차 방정식으로 이루어지는 인터폴레이션 차수(degree) 선택 메뉴와, 인터폴레이션 방식 선택 메뉴를 통해 지층 정보 생성 알고리듬에 적용되는 차수 및 방식을 선택할 수 있다.
선택된 인터폴레이션 차수가 낮은 경우, 인터폴레이션을 통해 추정한 시추공(120) 모델 미배치 구간의 지층 정보의 정확도가 저하되지만, 지층 정보 생성 알고리듬 실행 시 시스템(1) 연산부(11)에 걸리는 부하가 감소하여, 데이터 생성 단계(S300)나 지질 모델 형성 단계(S400) 또는 토목 공사 모델 형성 단계(S500)에서 다량의 시추공(120) 모델이 적용된 대규모 공사 현장이나, 다수의 파일(pile) 또는 가시설 모델이 적용된 토목 공사 모델의 모델 랜더링(rendering) 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
선택된 인터폴레이션 차수가 높은 경우, 인터폴레이션을 통해 추정한 시추공(120) 모델 미배치 구간의 지층 정보의 정확도가 향상되지만, 지층 정보 생성 알고리듬 실행 시 시스템(1) 연산부(11)에 걸리는 부하가 크게 증가할 수 있으므로, 랜더링 하고자 하는 지질 모델 또는 토목 공사 모델의 규모와, 모델로부터 산출되는 물량의 정확도, 그리고 시스템(1) 연산부(11)의 연산 능력 사양(specification)을 종합적으로 고려하여, 시스템(1)에 최적화된 인터폴레이션 알고리듬을 적용할 수 있다.
인터폴레이션을 통한 시추공(120) 모델 미배치 구간 지층 정보 추정 생성 알고리듬은 실제 터파기 구간(110)의 해당 시추공(120) 미배치 구간의 지층 정보 근사값으로 추정함으로써, 시스템(1)을 통해 산출하는 토목 공사 물량의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.
토목 공사 모델 형성 단계(S500)에서는 대지 영역(100)의 터파기 구간(110)의 토목 공사 수행 시 발생하는 지질별 산출 물량과, 토목 공사 수행 시 설치되는 가시설 모델과 각종 파일(pile) 모델을 적용하여 실제 토목 공사 시공 현장을 제현한 토목 공사 모델을 생성한다.
도 11에서 도시하는 바와 같이 지질 모델 형성 단계(S400)에서 생성된 3차원 지질 모델에 시추공 정점 선택 과정(S231)에서 입력된 시추공(120) 모델의 정점(122) 높이 데이터를 기반으로 굴착면(111)의 모델링 데이터와, 지층 데이터 생성 과정(S233)에서 입력된 지층 분포 및 깊이 정보를 통해 대지 영역(100) 및 터파기 구간(110)의 물량 모델링 데이터를 부가한다.
또한, 지반 굴착 시 토사의 붕괴 발생을 방지하기 위해 설치되는 흙막이 등의 가시설 모델링 데이터와, 데이터 입력 블록 선택 과정(S210)에서 선택된 CIP 공법 파일(pile), 그라우트 공법 충전재 또는 H형 파일(pile), 기타 파일(pile)의 모델링 데이터를 부가한 지질 모델 데이터를 저장부(10)에 저장한다.
이후, 연산부(11)를 통해 각종 파일(pile) 및 가시설 모델링 데이터가 부가된 지질 모델을 병합하여 토목 공사 모델을 형성한다.
이때, 토목 공사 모델 자동 형성 단계(S500)에서 추가되는 각종 파일(pile) 및 가시설의 모델링 데이터는, CIP용 파일(pile)이나 H형 파일(pile) 또는 일반 파일(pile)과 같이 설비 종류별로 구분되고, 종류별로 구분된 설비는 규격별로 세분화되어 저장부(10)에 미리 저장될 수 있으며, 토목 공사 모델 형성 단계(S500) 수행 시 시스템(1) 사용자가 미리 저장된 다수의 프리셋 모델 중 어느 하나를 선택하여 적용함으로써, 설비 모델링에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
자동 산출 및 집계 단계(S600)에서는 시스템(1)의 연산부(11)를 통해, 토목 공사 모델에 포함된 굴착면(111)의 모델링 데이터와 물량 모델링 데이터로부터 터파기 구간(110)의 토목 공사 시 발생하는 지반 구성의 볼륨을 측정하여, 지질별 토목 공사 물량을 정확하게 산출할 수 있도록 한다.
또한, 토목 공사 시 사용되는 CIP 공법 파일(pile), 그라우트 공법 충전재 또는 H형 파일(pile), 기타 파일(pile), 흙막이 등의 필요량을 정확하게 집계할 수 있도록 함으로써, 토목 공사 착공 전 공사 준비 단계에서 신뢰성 높은 공사 계획 수립을 가능하게 하고, 공사 비용 견적이나 공사 과정 시뮬레이션 및 분석, 또는 공사 일정 등의 통합 관리를 보다 용이하게 한다.
그리고, 지반 조사서의 지층 데이터 획득 시, 시추공(120)이 설치되지 않은 터파기 구간(110) 경계면 외부 영역의 지층 데이터가 부정확하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 시스템(1)을 통해 산출하는 토목 공사 물량의 정확도가 저하될 수 있다.
따라서 도 9 및 도 10에서 도시하는 바와 같이 지질 데이터 입력 단계(S200)의 시추공 선택 과정(S230)에서 설정된 터파기 구간(110) 상에 배치되는 복수의 시추공(120) 중, 대지 경계선(101)과 가장 근접하도록 배치된 시추공(120) 모델의 지층 정보 데이터를 복사하여 더미 데이터가 적용된 더미 시추공(121) 모델을 형성한 후, 형성된 더미 시추공(121) 모델을 직교 방향을 따라 이동시켜 터파기 구간(110) 외부 영역에 배치한다.
더미 시추공(121) 모델의 복사 이동 및 배치가 완료되면, 시스템(1)의 연산부(11)는 프로그램에 부가된 시추공(121) 모델 및 더미 시추공(121) 모델간 데이터 인터폴레이션 알고리듬을 실행시키며, 시추공(121) 모델과 더미 시추공(121) 모델의 지층 정보 데이터를 인터폴레이션하여 터파기 구간(110)의 경계면 및 경계면 외부 영역의 지층 정보 데이터를 추정한다.
이후, 인터폴레이션 알고리듬에 의해 추정된 터파기 구간(110)의 경계면 및 경계면 외부 영역의 지층 정보 데이터를 반영하여 토목 공사 시 발생하는 지반 구성의 볼륨을 측정함으로써, 지질별 토목 공사 물량을 보다 정확하게 산출할 수 있도록 한다.
이때, 시스템(1) 사용자는 프로그램 상에서 1차, 2차, …, n차 방정식으로 이루어지는 인터폴레이션 차수(degree) 선택 메뉴와, 인터폴레이션 방식 선택 메뉴를 통해 터파기 구간(110)의 경계면 및 외부 영역 지층 정보 생성 알고리듬에 적용되는 차수 및 방식을 선택할 수 있다.
도 12a에서 도시하는 바와 같이 선형 인터폴레이션과 같은 낮은 차수의 인터폴레이션 적용 시, 대지 경계선(101) 근접 배치 시추공(120) 모델과 터파기 구간(110) 외부 영역으로 직교 방향을 따라 복사 및 이동된 더미 시추공(121) 모델간 지층 정보 데이터의 좌표를 직선으로 연결하여 추정하게 된다.
이에 비하여 도 12b에서 도시하는 바와 같이 다항식 인터폴레이션 등의 높은 차수의 인터폴레이션 적용 시, 대지 경계선(101) 근접 배치 시추공(120) 모델과 터파기 구간(110) 외부 영역으로 직교 방향을 따라 복사 및 이동된 더미 시추공(121) 모델간 지층 정보 데이터의 좌표를 포물선을 포함하는 곡선으로 연결하거나, 인터폴레이션 방식에 따라 데이터의 중요도에 따라 지층 정보 데이터의 좌표로부터 일정 거리 이격된 곡선을 통해 추정하게 된다.
선형 인터폴레이션과 같은 1차 인터폴레이션은 인터폴레이션 알고리듬을 통해 추정한 좌표의 정확도가 낮지만, 알고리듬 실행 시 시스템(1) 연산부(11)에 걸리는 부하가 감소하여 알고리듬 실행 속도를 향상시킬 수 있으며, 다항식 인터폴레이션과 같은 고차 인터폴레이션은 인터폴레이션 알고리듬을 통해 추정한 좌표의 정확도가 높지만, 알고리듬 실행 시 시스템(1) 연산부(11)에 걸리는 부하가 증가하여 알고리듬 실행 속도를 저하시키게 된다.
따라서 지층 정보 데이터의 정확도와 시스템(1) 연산부(11)의 연산 능력을 종합적으로 고려하여, 최적화된 인터폴레이션 알고리듬을 적용하는 것이 바람직하다.
도 2에서 도시하는 바와 같이 산출 및 집계 단계(S600) 완료 후, 토목 공사 모델 형성 단계(S500)에서 생성된 토목 공사 모델을 시스템(1) 연산부(11)를 통해 시뮬레이션(simulation) 및 분석하는 토목 공사 모델 분석 단계(S700)가 부가될 수 있으며, 토목 공사 모델 분석 단계(S700)는 시스템(1)의 프로그램 상에서 선택 가능한 시뮬레이션 및 분석 메뉴 중, 시스템(1) 사용자가 어느 하나 이상의 항목을 선택 및 실행함으로써 수행된다.
토목 공사 모델 분석 단계(S700)에 통해, 법면이나 굴착고 간섭, 또는 파일(pile) 깊이 오류나 누락의 검토, 지질 단면에서 토층 특성 변화 분석 등에 활용할 수 있다.
또한, 토목 공사 모델 분석 단계(S700)에서는 토목 공사 시 흙막이 설치 구간의 적정성 검토, 토목 공사 현장의 레벨(level) 및 동선 검토, 토목 공사 간섭 발생 여부 검토 등에 활용될 수 있다.
상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 시스템 10: 저장부
11: 연산부 12: 입력부
13: 출력부 100: 대지 영역
101: 대지 경계선 110: 터파기 구간
111: 굴착면 120: 시추공
121: 더미 시추공 122: 정점
123: 저점

Claims (6)

  1. 시스템(1)의 저장부(10)에 지형 데이터를 입력하고, 지형 데이터와 도면 데이터간 원점을 일치시키는 도면 원점 조정 단계(S100);
    저장부(10)에 저장된 지형 데이터에
    ⅰ) CIP(Cast In Place) 공법의 파일(pile) 설치, 그라우트(grout) 공법의 충전재 주입, H형 파일 설치, 파일 설치 중 선택되는 어느 하나 이상의 데이터를 입력하기 위한 데이터 입력 블록 선택 과정(S210)과,
    ⅱ) 선택된 블록에 데이터를 입력하는 블록 데이터 입력 과정(S211)과,
    ⅲ) 저장된 지형 데이터 상에 대지 경계선(101)과 터파기 구간(110)의 영역을 설정하는 영역 선택 과정(S220)과,
    ⅳ) 지질 모델 생성을 위한 시추공(120) 모델 배치 구간을 설정하는 시추공 선택 과정(S230)과,
    ⅴ) 배치된 시추공(120) 모델의 최상단 위치 데이터를 설정하는 시추공 정점 선택 과정(S231)과,
    ⅵ) 각 시추공(120)별로 측정된 지질 분포 및 시추공 정점(122)을 기준으로 측정한 지질별 깊이 정보를 입력하는 지층 정보 입력 과정(S232) 및
    ⅶ) 입력된 지층 정보로부터 각 시추공(120) 모델 배치 위치의 지층 데이터를 자동 생성하는 지층 데이터 생성 과정(S233)
    으로 구성되는 지질 데이터를 추가 입력 및 저장하는 지질 데이터 입력 단계(S200);
    상기 지질 데이터 입력 단계(S200)에서 입력 및 저장된 지질 데이터를 시스템(1)의 연산부(11)를 통해 취합하여, 지질 모델 자동 생성을 위한 프리셋 데이터를 생성하는 프리셋 데이터 생성 단계(S300);
    상기 프리셋 데이터 생성 단계(S300)에서 생성된 프리셋 데이터를 변환하여, 3차원 지질 모델을 자동 형성하는 지질 모델 형성 단계(S400);
    상기 형성된 지질 모델에
    a) 굴착면(111) 모델링 데이터,
    b) 대지 영역(100) 및 터파기 구간(110)의 물량 모델링 데이터,
    c) 가시설 모델링 데이터 및
    d) 데이터 입력 블록 선택 과정(S210)에서 선택된 CIP 공법 파일, 그라우트 공법 충전재, H형 파일, 또는 파일의 모델링 데이터
    를 추가하여 상기 저장부(10)에 저장하고, 상기 연산부(11)를 통해 저장된 데이터를 병합하는 토목 공사 모델 형성 단계(S500);
    상기 연산부(11)를 통해 토목 공사 모델로부터 토목 공사 물량을 자동 산출하고 집계하는 산출 및 집계 단계(S600);로 이루어지되,
    상기 지질 데이터 입력 단계(S200)의 시추공 선택 과정(S230)에서 설정된 터파기 구간(110) 상에 배치되는 복수의 시추공(120) 중, 대지 경계선(101)과 가장 근접하도록 배치된 시추공(120) 모델의 지층 정보 데이터가 복사된 더미 데이터를 적용하여, 더미 시추공(121) 모델을 터파기 구간(110) 외부 영역에 배치하고 데이터를 인터폴레이션함으로써, 토목 공사 굴착 규모를 설정하기 위한 터파기 구간(110) 외부 영역의 지층 데이터가 형성되는 알고리듬이 부가되고,
    상기 더미 시추공(121) 모델을 통한 터파기 구간(110) 외부 영역 지층 데이터 형성 알고리듬에는 상기 시추공(120) 모델과 상기 더미 시추공(121) 모델 데이터간 인터폴레이션 방식의 추정을 통해 터파기 구간(110) 외부 영역의 지층 정보를 생성하며, 시스템(1) 사용자에 의해 적용되는 인터폴레이션 방식 및 상기 인터폴레이션 차수(degree) 선택이 가능한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리셋 데이터 생성 단계(S300) 또는 지질 모델 형성 단계(S400)에서는, 시추공(120) 모델 배치 구간에서 측정된 지층 정보로부터 인터폴레이션(interpolation) 방식으로 추정하여, 시추공(120) 모델 미배치 구간의 지층 정보를 생성하되, 시스템(1) 사용자에 의해 적용되는 인터폴레이션 방식 및 상기 인터폴레이션 차수(degree) 선택이 가능한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지질 모델 형성 단계(S400)에서 형성된 지질 모델은 지질별 지형면 형상 및 볼륨 데이터를 포함하며,
    상기 토목 공사 모델 형성 단계(S500)에서 병합되는 굴착면(111) 깊이 및 형상 모델링 데이터는 지질 데이터 입력 단계에서 측정된 각 시추공(120) 모델의 저점(123) 위치로부터 추출되는 것을 특징으로 하는 토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토목 공사 모델 형성 단계(S500)에서 추가되는 모델링 데이터는, 상기 저장부(10)에 미리 저장된 다수의 모델링 데이터로부터 선택된 어느 하나를 입력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산출 및 집계 단계(S600) 완료 후, 상기 토목 공사 모델 형성 단계(S500)에서 생성된 토목 공사 모델을 시스템(1) 연산부(11)를 통해 시뮬레이션(simulation) 및 분석하는 토목 공사 모델 분석 단계(S700)가 부가되되,
    상기 토목 공사 모델 분석 단계(S700)에서는 법면이나 굴착고 간섭 분석, 파일(pile) 깊이 오류나 누락의 검토, 흙막이 설치 구간의 적정성 검토, 토목 공사 현장의 레벨(level) 및 동선 검토, 토목 공사 간섭 발생 여부 검토 항목 중, 시스템(1) 사용자의 선택에 의해 선택되는 어느 하나 이상의 항목의 분석 또는 검토가 수행되는 것을 특징으로 하는 토목 공사를 위한 지질 모델 자동 생성 시스템.
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