KR20130049391A - 객체행위기반의 조속 ４ｄ 건설공정 시뮬레이션 시스템 - Google Patents
객체행위기반의 조속 ４ｄ 건설공정 시뮬레이션 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템(100)은 객체 종류에 따른 객체 데이터가 저장되어 있는 객체 라이브러리 저장부(110), 객체 라이브러리 저장부에 저장된 객체 종류에 따른 행위 데이터가 저장되어 있는 행위 라이브러리 저장부(120), 객체 중 시뮬레이션 시스템에서 모델링되는 객체인 개체에 대한 행위값이 입력되는 개체 행위값 입력부(130), 객체 데이터, 행위 데이터 및 행위값을 이용하여 개체를 모델링하는 모델링부(140) 및 모델링부(140)에서 모델링된 객체 및 객체의 행위가 출력되는 디스플레이부(150)를 포함한다.
Description
본 발명은 건설공정을 시뮬레이션하는 시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 건축물, 토목시설의 특정 부분의 공정과 관련된 가설재, 건설장비, 작업자의 동선 등을 빠른 시간 내에 3차원으로 시뮬레이션하는 시스템에 관한 것이다.
건설공정에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 기반 분석방법은 최근에 많이 연구되고 있는 분야이다. 그럼에도 불구하고 수치적으로 표현되는 컴퓨터 시뮬레이션의 결과는 건설사업 의사결정자들에게 확신을 주는데 상당한 어려움을 수반한다. 이를 극복하기 위하여 Cleveland 등은 건설공정을 3차원 모델과 결합하여 시각적으로 시뮬레이션이 가능한 4차원(4D) 시뮬레이션 방법을 고안하였다.[Cleveland, A. B., Jr. (1987). "CAD, 3-D Modeling and Construction Management." Construction Specifier, 40(4), 78-83, 86-89.]
이후 많은 연구를 통하여 4D 시뮬레이션 기술이 발전해 왔으나, 3차원 모델 내 보, 기둥, 벽 등과 같은 각각 객체의 공사일정을 정의해주어야 하기 때문에 4D 모델링 과정에 매우 많은 시간이 소비된다. 이를 극복하기 위하여 4D 모델링을 자동화하려는 노력이 있었으나 그 적용이 특수한 조건에 맞는 경우에만 가능하여 실용적으로 활용이 되지 못하고 있다. 특히 가설재나 굴토의 표현이나 장비나 작업자의 움직임, 굴토작업의 표현 등이 어렵고 시간이 많이 걸리는 단점이 있었다.
본 발명은 사용자가 선택할 수 있는 객체의 유형과 각 객체유형별로 가능한 행위(behavior)를 미리 정의하여, 사용자가 미리 정의된 객체행위에서 고를 수 있도록 하여 4D 모델링 시간을 줄이는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 시뮬레이션 대상이 되는 객체마다 수행할 수 있는 행위를 사전에 정의하여 객체 기반의 시뮬레이션을 제공하고자 한다.
둘째, 각 객체의 행위를 '나타나기', '사라지기', '성장', '이동', '회전' 등으로 정의하여 직관적으로 인식되는 시뮬레이션 시스템을 제공하고자 한다.
셋째, 행위가 정의된 객체를 객체 라이브러리에서 "드래그 앤 드롭" 방식으로 추가할 수 있는 시뮬레이션 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템은 객체 종류에 따른 객체 데이터가 저장되어 있는 객체 라이브러리 저장부, 객체 라이브러리 저장부에 저장된 객체 종류에 따른 행위 데이터가 저장되어 있는 행위 라이브러리 저장부, 객체 중 시뮬레이션 시스템에서 모델링되는 객체인 개체에 대한 행위값이 입력되는 개체 행위값 입력부, 객체 데이터, 행위 데이터 및 행위값을 이용하여 개체를 모델링하는 모델링부 및 모델링부에서 모델링된 개체의 행위가 출력되는 디스플레이부를 포함한다.
본 발명에 따른 객체 라이브러리 저장부에 저장되는 객체는 작업자그룹, 장비 그룹, 가설재 그룹, 자재 그룹, 건물부위 그룹, 지반 그룹 및 기타 그룹으로 구분되며, 작업자그룹에는 작업자가 포함되고, 장비 그룹에는 타워크레인, 블도저, 트럭, 백호우 및 천공기가 포함되고, 가설재 그룹에는 비계, 거푸집, 세륜기, 임시사무소 및 펜스가 포함되고, 자재 그룹에는 철근, 토사, 시멘트, 목재 및 콘크리트 빔이 포함되고, 건물부위 그룹에는 벽체, 계단, 보, 기둥, 문, 창 및 건물설비가 포함되고, 지반 그룹에는 지반이 포함되며, 기타 그룹에는 가구 및 위생설비가 포함된다.
본 발명에 따른 행위 라이브러리 저장부에 저장되는 행위는 나타나기, 사라지기, 이동, 회전 또는 성장 중 하나 이상인 행위인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 각 객체의 행위는 아래의 표와 같이 정의되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 개체에 대한 행위값은 행위가 시작되는 위치, 행위가 종료되는 위치, 행위의 반복 횟수, 행위의 속도 또는 행위의 3차원 방향값 중 하나 이상인 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이부는 객체에 대한 아이콘이 종류별로 표시되는 객체표시부, 객체에 대한 행위가 표시되는 행위표시부, 객체와 연동된 공정이 표시되는 공정표시부 및 4D 건설공정이 시뮬레이션되는 메인표시부를 포함한다.
본 발명에 따른 개체 행위값 입력부는 개체의 행위값을 행위표시부를 통해 입력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 객체표시부에 표시되는 객체를 메인표시부에 드래그앤드롭하여 시뮬레이션되는 개체를 추가하고, 메인 표시부 또는 행위표시부에서 개체의 행위값을 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공정표시부는 개체의 행위값에 따라 시간별로 각 개체의 공정이 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템은 추가된 하나 이상의 개체가 하나의 그룹으로 설정되면, 하나의 행위값으로 그룹에 속한 개체에 대한 행위값이 공통되게 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템은 모델링된 복수 개의 개체가 시뮬레이션 과정 중에 충돌하는 경우, 충돌이 발생하는 개체 및 지점을 표시하는 알람부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템은 사전에 객체별로 행위를 정의하고, 실제 행위 시뮬레이션에 필요한 값을 입력하여 객체 단위로 시뮬레이션을 수행한다.
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템을 통해 사용자는 편리한 인터페이스로 가설재 및 장비를 포함한 시뮬레이션 제작이 가능하다. 나아가 본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템은 마이크로(micro) 레벨까지 시뮬레이션되어 사용자가 전체 건설공정을 파악하고 문제점을 분석하는데 편리하다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 객체 그룹, 객체 그룹에 속한 객체 및 각 객체의 행위를 도시한 분류표의 일 예이다.
도 3은 본 발명에 따른 시뮬레이션 화면의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 시뮬레이션 화면을 부분 확대한 것으로, 도 4(a)는 객체표시부를 도시하고, 도 4(b)는 행위표시부를 도시한다.
도 2는 본 발명의 객체 그룹, 객체 그룹에 속한 객체 및 각 객체의 행위를 도시한 분류표의 일 예이다.
도 3은 본 발명에 따른 시뮬레이션 화면의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 시뮬레이션 화면을 부분 확대한 것으로, 도 4(a)는 객체표시부를 도시하고, 도 4(b)는 행위표시부를 도시한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 본 발명의 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템(100)에 따른 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 도 1과는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
[용어의 정의]
본 발명의 설명에서 사용하는 기술용어는 건설IT분야에서 보편적으로 쓰이는 기술용어로, 그 정의는 다음과 같다.
객체(object): 3차원 건설모델에서 객체랑 보, 기둥, 벽체, 계단, 작업자, 장비, 가설재, 흙 등과 같이 건설과 관련된 3차원의 물리적 형상을 지닌 모든 것들을 말한다.
개체(instance): 실제 시뮬레이션 시스템에서 시뮬레이션 되는 객체를 의미한다. 디스플레이 화면에 객체 아이콘을 "드래그 앤 드롭"하면 개체가 생성된다.
행위(behavior): 각 객체는 특정 행위를 할 수 있다. 예를 들어, 작업자는 “걷다”라는 행위를 할 수 있다. 기둥은 “설치”될 수 있다. 장비는 “움직”일 수 있다.
공정(construction schedule 또는 schedule): 공사 작업순서 및 일정을 의미한다.
4차원 시뮬레이션: 3차원 모델과 공정정보를 연계하여 건설과정을 동영상처럼 보여주는 기술을 일컫는다.
4차원 모델링: 4차원 시뮬레이션을 위해 각 객체별 공사일정을 정의해주는 것을 말한다.
이하에서는 도면을 참조하면서 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템(100)에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템(100)에 대한 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템(100)은 객체 종류에 따른 객체 데이터가 저장되어 있는 객체 라이브러리 저장부(110), 객체 라이브러리 저장부에 저장된 객체 종류에 따른 행위 데이터가 저장되어 있는 행위 라이브러리 저장부(120), 객체 중 시뮬레이션 시스템에서 모델링되는 객체인 개체에 대한 행위값이 입력되는 개체 행위값 입력부(130), 객체 데이터, 행위 데이터 및 행위값을 이용하여 개체를 모델링하는 모델링부(140) 및 모델링부(140)에서 모델링된 객체 및 객체의 행위가 출력되는 디스플레이부(150)를 포함한다.
본 발명의 4D 건설공정 시뮬레이션은 기본적으로 컴퓨터에서 작동하는 그래픽 기반 모델링 프로그램을 통해 수행된다. 객체 라이브러리 저장부(110)는 건설공정을 구성하는 기본 단위라고 할 수 있다. 건설현장 장비, 작업자, 이들을 통해 시공되는 구조물 단위 등이 이에 해당한다.
객체 라이브러리 저장부(110)에 저장되는 객체는 작업자그룹, 장비 그룹, 가설재 그룹, 자재 그룹, 건물부위 그룹, 지반 그룹 및 기타 그룹으로 구분되며,
작업자그룹에는 작업자가 포함되고, 장비 그룹에는 타워크레인, 블도저, 트럭, 백호우 및 천공기가 포함되고, 가설재 그룹에는 비계, 거푸집, 세륜기, 임시사무소 및 펜스가 포함되고, 자재 그룹에는 철근, 토사, 시멘트, 목재 및 콘크리트 빔이 포함되고, 건물부위 그룹에는 벽체, 계단, 보, 기둥, 문, 창 및 건물설비가 포함되고, 지반 그룹에는 지반이 포함되며, 기타 그룹에는 가구 및 위생설비가 포함된다.
도 2는 본 발명의 객체 그룹, 객체 그룹에 속한 객체 및 각 객체의 행위를 도시한 분류표의 일 예이다.
작업자는 건설현장에서 작업을 수행하는 사람을 말하고, 장비 그룹(Construction Equipment)은 주로 건설 과정 중에 움직임을 가지는 크레인, 불도저, 백호우, 지게차, 천공기, 굴착장비, 트럭 등이 여기에 해당한다. 실제 움직이는 동작에 회전을 포함하면 이것을 표현하여 물리적 충돌을 검토할 수 있도록 연결부위(Joint)로 연결되어 있어야 한다.
가설재(Temporary Structure) 그룹은 최종 구조물에 포함되지 않으나 건설공정 중간에 필요한 부속물을 의미한다. 비계, 거푸집, 세륜기, 임시사무실, 펜스, 등이 여기에 해당한다.
자재는 구조물 건설에 사용되는 재료를 말하는 것이다. 예컨대, H형강, 철근, 토사, 시멘트, 목재, 콘크리트 비빔 등이 여기에 해당한다.
지반은 굴토 또는 성토의 대상이 되는 지반을 말한다. 본 발명의 4D 시뮬레이션 시스템(100)에서는 시작점을 지정하고 방향을 지정하면, 정해진 시간에 정해진 부피(=성토량, 굴토량)만큼 사라지거나(=굴토), 나타나게(=성토) 할 수 있다.
건물부위 그룹은 구조물을 구성하는 각 구성부분을 말한다. 예컨대, 벽, 기둥, 계단, 보, 지붕, 창, 문, 설비 등을 말한다.
기타 그룹은 구조물에 설치되는 다른 구성을 포괄한다. 예컨대, 가구, 위생 설비 등이 이에 해당한다.
객체 라이브러리 저장부(110)에는 시뮬레이션에 필요한 전술한 각 객체에 대한 데이터가 저장된다. 각 객체별 고유 코드로 구분되어지고, 각 객체를 그래픽으로 표현하기 위한 정보가 포함된다.
행위 라이브러리 저장부(120)에는 객체가 수행하는 각종 행위에 관한 정보가 저장된다. 각 객체마다 구체적 행위가 다소 다를 수 있지만 기본적으로 나타나기, 사라지기, 이동, 회전, 성장 등을 포함한다. 도 2는 각 객체별 행위의 일 예를 도시한다.
"나타나기, 사라지기(Show and Hide Behavior)"는 기존 4차원 시뮬레이터의 기능과 유사한 것으로, 객체를 사라지고 나타나게 하여, 마치 건물이 점점 지어지거나 해체되는 것처럼 보여주는 것이다.
"성장 행위 (Grow Behavior)"는 특정 객체가 시간에 따라 변화되는 모습을 나타낸다. 예를 들어, 기존 4차원 시뮬레이터의 경우, 굴토작업이나 콘크리트 벽체가 타설 되는 모습을 시뮬레이션 하기 위해서는 단위시간당 작업량을 하나의 객체로 만들어, 벽돌처럼 하나씩 쌓는 방법으로 모델링 해야만 했다. 이러한 접근방법의 경우, 모델링 시간도 많이 들지만, 단위시간당 작업량이 바뀔 경우, 처음부터 다시 모델링 해야 하는 문제가 있었다.
본 발명에서는 “성장(Grow)”기능을 통해, 벽체나 흙이 주어진 시간 동안 객체가 일정한 속도로 나타나거나 사라지게 할 수 있다. 역순으로 없앨 수도 있다. 성장의 방향을 표시하여, 그 방향으로 성장하도록 한다.
"이동 행위 (Translation Behavior)"는 주어진 직선, 곡선, 또는 이들의 조합으로 된 경로를 따라 정해진 시간 동안 반복적으로 움직이도록 설정하거나, 이동 시작점을 지정해주면, 경로 찾기(path finding) 알고리즘에 따라, 객체가 통행로나 최적동선 등을 따라 공사중인 곳으로 이동한다. 종래의 시뮬레이터에는 객체가 이동하는 기능이 없었기 때문에, 자재, 장비 및 작업자 등의 이동 표현이 매우 번거롭고 어려웠다.
"회전 행위 (Rotation Behavior)"는 객체(예: 장비) 전체 또는 일부분을 제자리에서 회전시켜 방향을 바꾸도록 설정할 는 것이다.
회전은 객체에 따라 다음과 같이 정의될 수 있다. 기본적으로는 회전면, 회전 시작점과 끝점으로 정의될 수 있다. 회전면이 제약되는 객체 경우는 자동으로 정의된다. 예컨대, 타워크레인은 수평면(XY평면) 방향으로만 회전되고, 백호우의 팔(arm)은 팔의 수직면을 기준으로 상하로만 회전된다. 타워크레인, 불도저, 백호우 등의 경우, 끝점을 별도로 정의하지 않고, 공사를 해야 하는 위치가 끝점으로 정의될 수 있다.
행위 라이브러리 저장부(120)는 상기 설명한 각 행위가 객체별로 사전에 정의된다. 각 객체별로 행위 데이터를 저장하는 방식이 바람직하나, 공통적인 행위 데이터를 이용할 수도 있으므로 공통된 행위 데이터를 각 객체별로 매칭하는 매칭 테이블(matching table)을 이용할 수도 있다.
개체 행위값 입력부(130)는 객체 중 시뮬레이션 시스템에서 모델링되는 객체인 개체에 대한 행위값을 입력받는다.
개체에 대한 행위값은 행위가 시작되는 위치, 행위가 종료되는 위치, 행위의 반복 횟수, 행위의 속도 또는 행위의 3차원 방향값 등을 포함한다. 예컨대, 트럭이 자재를 싣고 출발하는 지점, 자재를 내리는 지점, 이동하는 횟수 등을 입력할 수 있다. 타워크레인과 같은 장비는 회전하는 방향 및 속도 등과 같은 값이 추가로 입력될 수 있다. 벽면과 같은 부재 같은 경우 성장하는 속도, 성장하는 방향 등이 입력될 수 있다.
개체의 행위값은 다양한 방식으로 입력이 가능하다. 본 발명에 다른 시뮬레이션 시스템은 컴퓨터 디스플레이 장치와 같은 디스플레이부(150)에서 출력된다. 예컨대, 디스플레이부에서 객체에 대한 행위가 표시되는 행위표시부(152)에서 행위값을 입력할 수 있다. 위치 경우 xy 좌표로 입력할 수 있고, 3차원 방향은 개체가 위치한 위치를 기준으로 x, y, z 좌표로 설정될 수도 있다.
나아가 개체 및 개체의 행위가 표시되는 메인표시부(154)에서 화살표와 같은 직관적인 방식으로 설정할 수도 있다. 객체 아이콘이 표시되는 객체표시부(151)에서 객체를 메인표시부(154)에 드래그 앤 드롭하여 개체를 생성할 수 있는데, 이때 개체가 이동하는 경로의 시작점 및 종료점 등을 설정할 수도 있다.
이동 시작점 및 종료점이 설정되면, 이동 경로 상에 다른 개체의 위치 등을 고려하여 이동 경로가 설정된다. 이동 경로 설정은 컴퓨터 분야에서 이미 널리 사용되는 다양한 알고리즘이 적용된다.
시뮬레이션 대상이 되는 모든 개체에 대해 행위값을 입력하면, 전체 공정에 대한 시뮬레이션이 가능하다. 이와 같이 본 발명은 각 객체 단위로 정의된 행위 및 행위에 대한 구체적 데이터를 입력하여 전체 시뮬레이션을 완성하는 객체 기반 시뮬레이션 시스템이다.
시뮬레이션 대상이 되는 각 객체에 대한 정의가 완료되면, 모델링부(140)는 라이브러리 저장부에 저장된 객체 데이터, 행위 데이터 및 행위값을 기준으로, 각 객체를 그래픽화하기 위한 모델링을 수행한다. 객체에 대한 모델링이 완료되면 해당 내용을 디스플레이부(150)에 전송하여 시뮬레이션 화면이 표시된다.
나아가 본 발명은 모델링된 복수 개의 객체가 시뮬레이션 과정 중에 충돌하는 경우, 충돌이 발생하는 객체 및 지점을 표시하는 알람부(160)를 더 포함할 수 있다. 알람부(160)는 모델링부(140)로부터 데이터를 전송받아 객체 간 충돌이 발생하는지 실시간으로 모니터링하면서 충돌이 발생하면 해당 객체, 지정 및 시간 등에 대한 정보를 디스플레이부(150)를 통해 표시한다.
이하 디스플레이부(150)를 통해 표시되는 시뮬레이션 창을 예로 들어 본 발명에 대한 구체적인 설명을 하고자한다.
도 3은 본 발명에 따른 시뮬레이션 화면의 일 예를 도시한 것이다.
디스플레이부(150)는 객체에 대한 아이콘이 종류별로 표시되는 객체표시부(151), 객체에 대한 행위가 표시되는 행위표시부(152), 객체와 연동된 공정이 표시되는 공정표시부(153) 및 4D 건설공정이 시뮬레이션되는 메인표시부(154)를 포함한다.
도 3에서 왼쪽에 도시된 객체표시부(151)를 확대한 것이 도 4(a)이다. 도4(a)에는 건물부위(building element), 장비(equipment), 가설재(temporary structure), 자재(material) 및 작업자(worker) 탭이 표시되고, 장비탭이 선택되어 장비 그룹에 포함된 객체가 아이콘 형태로 표시된다.
객체표시부(151)에 표시된 객체를 메인표시부(154)로 드래그앤드롭(drag & drop)하여 시뮬레이션에 배치할 수 있다. 메인표시부(154)에 드래그앱드롭되어 배치되는 객체는 시뮬레이션에서 표현되는 하나의 개체(instance)가 된다. 예컨대, 객체표시부(151)에 표시되는 타워크레인을 메인표시부(154)에 배치하면 실제 시뮬레이션에서 동작하는 개체가된다(도 3의 메인표시부(154)의 점선 영역). 즉, 개체는 실제 시뮬레이션에서 동작하는 객체를 의미한다.
전술한 바와 같이 메인표시부(154)에 배치된 객체(개체)는 수행할 수 있는 행위가 사전에 객체 행위 정의부(130)의 매칭테이블을 통해 결정된다. 도 3의 우측에는 행위표시부(152)가 위치하며, 해당 화면을 확대한 것이 도 4(b)이다.
도 3에서 선택된 객체는 타워크레인이고, 행위표시부(152)에는 타워크레인이 수행할 수 있는 행위인 나타나기/사라지기(show/hide), 성장(grow), 이동(move), 회전(rotate) 등이 표시되어 있고, 성장 탭이 열려 있는 상태이다. 도 4(b)를 살펴보면, 선택된 객체의 행위를 정의하기 위한 입력값을 입력할 수 있다. 성장이 수행되는 기간(duration)은 3일이고, 성장 사이클(cycle)은 20분이며, 성장 방향은 마이너스(minus)로 선택되어 있다. 마이너스는 타워크레인이 낮아지는 방향으로 변화되는 것을 말한다.
선택된 개체의 행위는 순차적 또는 반복적으로 정의할 수 있다. 예컨대, 장비(트럭)이 이동하는 경우 일정한 반복시간과 회수를 설정할 수 있다. 한편 이동의 경우 드래그 앤 드롭을 통해 시작시점 및 종료지점을 설정할 수도 있고, 행위표시부(152)에 직접 좌표값을 입력할 수도 있다. 전체 작업시간에 이동이 필요한 객체 경우 전체 작업시간과 반복회수를 설정할 수도 있다. 또는 전체 작업시간에 일정한 속도로 움직이도록 설정할 수도 있다.
나아가 시간설정에 사용하는 한 개체의 "전체 작업시간"은 공정(schedule)의 작업(task)와 연결하여 정의할 수 있다. '시작일과 기간' 또는 '시작일과 종료일'로 정의할 수 있다.
객체 행위 정의부(130)의 입력값 설정부(132)는 다양한 형태로 구현이 가능하다. 도표 형식으로 일괄적으로 각 객체의 행위에 대한 수치값이 입력될 수도 있지만, 도 3 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 디스플레이부(150)에 표시되는 행위 표시부를 통해 입력되는 것이 가장 편리하다. 즉, 행위 표시부가 입력값 설정부(132)의 인터페이스 역할을 수행하는 것이다.
한편, 도 4(b)를 살펴보면 선택된 객체(tower crane 6)의 행위 순서는 행위표시부(152)의 하단에 표시되어 있다. 본 발명에 대한 이해를 위해 행위 순서에 따라 구체적으로 설명하도록 한다.
1. tower crane 6는 자재인 cable material 5와 묶음(group)이 된다. 묶음이란 행위 중 하나로서 복수 개의 객체가 묶음이되면 하나의 객체와 같이 행동하게 된다. 즉 cable material 5는 이후 행위를 정의하지 않아도 묶음이 풀리기 전까지는 tower crane 6와 같이 이동 내지 회전하게 되는 것이다.
즉, 추가된 하나 이상의 개체가 하나의 그룹(묶음)으로 설정되면, 하나의 입력값으로 그룹에 속한 객체의 행위 데이터에 대한 입력값이 공통되게 설정되는 것이다.
2. cable이 마이너스 성장을 한다. 즉, cable의 양이 줄어든다.
3. 타워크레인의 boom이 회전한다. 이때 하나의 그룹인 cable material 5도 같이 회전하게 된다.
4. cable material 5의 묶음이 풀린다(ungroup). 이를 통해 해당 위치에 cable material 5가 적재되는 것이다.
5. 다시 boom이 회전한다.
6. 회전하고 남은 자리에 cable의 양이 늘어난다.
이러한 과정을 모든 객체마다 설정해두면, 건설공정 시뮬레이션이 완성된다. 예컨대 상기와 같이 tower crane 6에 대한 행위를 설정하면, tower crane 6의 행위가 공정에 등록이 된다. 도 3을 살펴보면 tower crane 6의 행위를 하단에 표시된 공정표시부(153)에 드래그하면 태스크 고유 번호와 함께 공정표시부(153)에 해당 내용이 표시되는 화면을 도시한다. 공정표시부(153)는 개체의 행위 데이터에 대한 입력값에 따라 시간별로 각 개체의 공정이 표시된다.
또는 공정을 먼저 설정하고, 공정에 이용되는 각 개체를 연결할 수도 있다. 한편, 공정은 건설공정 계획에 따라 사전에 마련된 공정관리시스템을 통해 입력받을 수도 있다.
객체의 선택 및 선택된 객체(개체)에 대한 행위 정의를 통해 부분 공정이 완성되고, 전체 객체에 대해 각 행위가 정의되면 전체 공정이 완성된다. 완성된 공정은 도 1에 도시된 바와 같이 공정 저장부(170)에 저장된다.
전체 공정이 완성된 후 건설공정에 대한 시뮬레이션을 할 수 있다. 시뮬레이션 과정 중 객체 간 충돌 등의 문제가 발생하는지 여부를 파악할 수 있고, 건설공정을 효과적으로 수행하기 위한 장비의 배치, 공정의 순서 등을 사전에 파악할 수 있다. 본 발명에 따른 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템(100)을 통해 사용자는 아이콘을 움직이고, 객체에 대한 행위데이터값을 입력하는 단순한 작업으로 전체 건설공정을 손쉽게 파악할 수 있는 것이다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템
110 : 객체 라이브러리 저장부
120 : 행위 라이브러리 저장부 130 : 개체 행위값 입력부
140 : 모델링부 150 : 디스플레이부
151 : 객체표시부 152 : 행위표시부
153 : 공정표시부 154 : 메인표시부
160 : 알람부 170 : 공정 저장부
110 : 객체 라이브러리 저장부
120 : 행위 라이브러리 저장부 130 : 개체 행위값 입력부
140 : 모델링부 150 : 디스플레이부
151 : 객체표시부 152 : 행위표시부
153 : 공정표시부 154 : 메인표시부
160 : 알람부 170 : 공정 저장부
Claims (11)
- 객체 종류에 따른 객체 데이터가 저장되어 있는 객체 라이브러리 저장부;
상기 객체 라이브러리 저장부에 저장된 객체 종류에 따른 행위 데이터가 저장되어 있는 행위 라이브러리 저장부;
상기 객체 중 시뮬레이션 시스템에서 모델링되는 객체인 개체에 대한 행위값이 입력되는 개체 행위값 입력부;
상기 객체 데이터, 상기 행위 데이터 및 상기 행위값을 이용하여 상기 개체를 모델링하는 모델링부; 및
상기 모델링부에서 모델링된 개체의 행위가 출력되는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 객체 라이브러리 저장부에 저장되는 객체는 작업자그룹, 장비 그룹, 가설재 그룹, 자재 그룹, 건물부위 그룹, 지반 그룹 및 기타 그룹으로 구분되며,
상기 작업자그룹에는 작업자가 포함되고, 상기 장비 그룹에는 타워크레인, 블도저, 트럭, 백호우 및 천공기가 포함되고, 상기 가설재 그룹에는 비계, 거푸집, 세륜기, 임시사무소 및 펜스가 포함되고, 상기 자재 그룹에는 철근, 토사, 시멘트, 목재 및 콘크리트 빔이 포함되고, 상기 건물부위 그룹에는 벽체, 계단, 보, 기둥, 문, 창 및 건물설비가 포함되고, 상기 지반 그룹에는 지반이 포함되며, 상기 기타 그룹에는 가구 및 위생설비가 포함되는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 행위 라이브러리 저장부에 저장되는 행위는 나타나기, 사라지기, 이동, 회전 또는 성장 중 하나 이상인 행위인 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 각 객체의 행위는 아래의 표와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 개체에 대한 행위값은
행위가 시작되는 위치, 행위가 종료되는 위치, 행위의 반복 횟수, 행위의 속도 또는 행위의 3차원 방향값 중 하나 이상인 값인 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 디스플레이부는 상기 객체에 대한 아이콘이 종류별로 표시되는 객체표시부, 상기 객체에 대한 행위가 표시되는 행위표시부, 상기 객체와 연동된 공정이 표시되는 공정표시부 및 4D 건설공정이 시뮬레이션되는 메인표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 개체 행위값 입력부는 상기 개체의 행위값을 상기 행위표시부를 통해 입력하는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 객체표시부에 표시되는 객체를 상기 메인표시부에 드래그앤드롭하여 시뮬레이션되는 개체를 추가하고, 상기 메인 표시부 또는 상기 행위표시부에서 상기 개체의 행위값을 설정하는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 공정표시부는 상기 개체의 행위값에 따라 시간별로 각 개체의 공정이 표시되는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 추가된 하나 이상의 개체가 하나의 그룹으로 설정되면, 하나의 행위값으로 상기 그룹에 속한 개체에 대한 행위값이 공통되게 설정되는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 모델링된 복수 개의 개체가 시뮬레이션 과정 중에 충돌하는 경우, 충돌이 발생하는 개체 및 지점을 표시하는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 객체행위기반의 조속 4D 건설공정 시뮬레이션 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110114391A KR20130049391A (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 객체행위기반의 조속 ４ｄ 건설공정 시뮬레이션 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110114391A KR20130049391A (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 객체행위기반의 조속 ４ｄ 건설공정 시뮬레이션 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130049391A true KR20130049391A (ko) | 2013-05-14 |
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ID=48660152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110114391A KR20130049391A (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 객체행위기반의 조속 ４ｄ 건설공정 시뮬레이션 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130049391A (ko) |
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-
2011
- 2011-11-04 KR KR1020110114391A patent/KR20130049391A/ko not_active Application Discontinuation
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