KR20230077815A - BIM based integrated operation system for rail infrastructure life cycle management - Google Patents

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KR20230077815A KR1020210164762A KR20210164762A KR20230077815A KR 20230077815 A KR20230077815 A KR 20230077815A KR 1020210164762 A KR1020210164762 A KR 1020210164762A KR 20210164762 A KR20210164762 A KR 20210164762A KR 20230077815 A KR20230077815 A KR 20230077815A
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Abstract

A BIM-based integrated operation system for managing the life cycle of a railway infrastructure according to one embodiment of the present invention may comprise: a linear four-dimensional (4D) simulation unit that executes linear 4D simulation to design tracks, electrical facilities, signal facilities, and communication facilities that are parts of a railway system, based on BIM modeling; a safety diagnosis unit that converts construction BIM information containing data for the construction procedures of the railway system into VR or AR content to diagnose the safety of a railway construction site; a construction and completion management unit that manages the railway construction site and railway completion site with construction BIM information and completion BIM information generated by detecting the railway system at the railway construction site and railway completion site, based on drone control and LiDAR installed on the drone; a cloud-based database server that stores integrated BIM information including BIM information on planning, ordering, design, construction, completion, operation, and maintenance that are stages of a railway infrastructure business; and a maintenance unit that manages the railway system based on the integrated BIM information received from the database server.

Description

철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템{BIM based integrated operation system for rail infrastructure life cycle management}BIM based integrated operation system for rail infrastructure life cycle management}

본 발명은 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a BIM-based integrated operating system for managing the railway infrastructure life cycle.

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.Building Information Modeling (BIM) refers to the process of virtually modeling a facility from planning, design, engineering (structure, facility, electricity, etc.), construction, maintenance, and disposal in a multidimensional virtual space.

이러한 BIM 방식은 건물을 데이터화하여 수치데이터를 만들며, 3D 디스플레이 효과를 볼 수 있는 3D 기반의 설계 및 모델링 방식으로, 단순한 선, 면 작업이 아닌 선의 시작과 끝점을 잇는 길이의 데이터가 발생되고, 면은 닫힌 면의 기준으로 면적이 데이터화되고, 길이와 면적의 데이터를 결합하면 체적 데이터를 얻을 수 있다.This BIM method converts buildings into data to create numerical data and is a 3D-based design and modeling method that allows you to see 3D display effects. It generates data of the length connecting the start and end points of a line, rather than simple line and plane work. The area is data based on the closed surface, and volume data can be obtained by combining the length and area data.

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 반영할 수 있다. 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.In addition, the BIM method includes information on the shape information, attribute information, relationship, and topology of an object, so it is excellent in analysis, service linkage, and usability. In other words, BIM expresses each property of building objects such as walls, slabs, windows, doors, roofs, and stairs, recognizes the relationship between them, and can immediately reflect the changing elements of a building to the building design. Therefore, by using BIM, regardless of whether the building to be designed is structured or irregular, it is possible to integrate and utilize information at all stages through compatibility and sharing of data generated during building construction by project and process. .

최근 이러한 BIM 기술은 건설 산업뿐만 아니라 철도 인프라 사업에도 접목시키기 위한 시도가 증가하고 있다. 그러나, BIM 기술을 철도 인프라 사업에 접목 및 관리하는 수준은 아직 개발 단계에 있어, 기획 단계부터 운영 및 유지관리 단계까지 철도 인프라 사업이 진행되는 동안 BIM이 적용된 상황을 확인하고, 오류, 문제 등을 서로 공유하고 해결하는데 많은 어려움이 발생하고 있다.Recently, attempts to apply BIM technology not only to the construction industry but also to the railway infrastructure business are increasing. However, the level of grafting and managing BIM technology to the railway infrastructure business is still in the development stage, so it is possible to check the application of BIM during the railway infrastructure business from the planning stage to the operation and maintenance stage, and to solve errors and problems. There are many difficulties in sharing and solving each other.

대한민국 공개특허 제10-2021-0071151호(2021.06.16 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0071151 (published on June 16, 2021) 대한민국 등록특허 제10-2255754호(2021.05.18 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2255754 (registered on May 18, 2021) 대한민국 등록특허 제10-2062057호(2019.12.27 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2062057 (registered on December 27, 2019) 대한민국 등록특허 제10-2308200호(2021.09.27 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2308200 (registered on September 27, 2021)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, BIM 기술을 철도 인프라 사업에 접목시켜 철도 인프라 생애주기를 관리할 수 있는 BIM 기반의 통합운영시스템을 구축하는데 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and aims to build a BIM-based integrated operating system that can manage the life cycle of railway infrastructure by grafting BIM technology to railway infrastructure business.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved in the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will become clear to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템은, BIM 모델링을 기반으로 철도 시스템의 부재인 궤도, 전기 시설, 신호 시설 및 통신 시설을 설계하기 위한 선형 4D 시뮬레이션을 실행하는 선형 4D 시뮬레이션부; 상기 철도 시스템의 시공 절차에 대한 데이터가 포함된 시공 BIM 정보를 VR 또는 AR 콘텐츠로 변환하여 철도시공 현장의 안전 여부를 진단하는 안전진단부; 드론 관제와 드론에 설치된 라이다를 기반으로 상기 철도시공 현장 및 철도준공 현장에서 상기 철도 시스템을 검측하여 생성된 시공 BIM 정보와 준공 BIM 정보로 상기 철도시공 현장과 철도준공 현장을 관리하기 위한 시공 및 준공 관리부; 철도 인프라 사업의 단계인 기획, 발주, 설계, 시공, 준공, 운영 및 유지관리 BIM 정보가 포함된 통합 BIM 정보를 저장하는 클라우드 기반의 데이터베이스 서버; 및 상기 데이터베이스 서버로부터 수신하는 상기 통합 BIM 정보를 기반으로 상기 철도 시스템을 관리하기 위한 유지관리부;를 포함할 수 있다.BIM-based integrated operating system for managing the life cycle of railway infrastructure according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a track, electrical facility, signal facility and communication, which are members of the railway system based on BIM modeling. a linear 4D simulation unit that executes a linear 4D simulation for designing a facility; A safety diagnosis unit for diagnosing whether the railway construction site is safe by converting the construction BIM information containing data on the construction procedure of the railway system into VR or AR content; Based on drone control and lidar installed on drones, construction and construction BIM information generated by inspecting the railroad system at the railroad construction site and railroad completion site and construction BIM information to manage the railroad construction site and railroad completion site completion management department; A cloud-based database server that stores integrated BIM information including planning, ordering, design, construction, completion, operation, and maintenance BIM information, which are stages of the railway infrastructure project; and a maintenance unit for managing the railway system based on the integrated BIM information received from the database server.

또한, 상기 선형 4D 시뮬레이션부는, 상기 철도 시스템의 부재별 매개변수를 설정하기 위한 파라메트릭 모델 및 상기 철도 시스템의 부재별 형태를 설정하기 위한 BIM 라이브러리가 포함된 제1 정보 입력부; 상기 제1 정보 입력부에서 설정된 매개변수 및 형태의 철도 시스템의 부재를 3D 모델링하는 3D 모델 생성부; 상기 철도 시스템의 부재와 관련된 일정 정보 및 위치 정보를 설정하기 위한 제2 정보 입력부; 상기 3D 모델링, 일정 정보 및 위치 정보를 이용한 선형 4D 시뮬레이션을 생성하는 선형 4D 모델 변환부; 및 상기 선형 4D 시뮬레이션을 적어도 한 번 이상 실행시킨 후, 상기 선형 4D 시뮬레이션 상에서 각 철도 시스템 부재의 설계가 상기 일정 정보 및 위치 정보에 맞게 설계되는지 여부인 상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과를 상기 데이터베이스 서버로 송신하는 설계 BIM 정보 관리부;를 포함할 수 있다.In addition, the linear 4D simulation unit includes a first information input unit including a parametric model for setting parameters for each member of the railway system and a BIM library for setting the shape of each member of the railway system; a 3D model generation unit for 3D modeling a member of the railway system having parameters and shapes set in the first information input unit; a second information input unit for setting schedule information and location information related to members of the railway system; a linear 4D model conversion unit generating a linear 4D simulation using the 3D modeling, schedule information, and location information; And after executing the linear 4D simulation at least once, the result of the linear 4D simulation, whether the design of each railway system member on the linear 4D simulation is designed according to the schedule information and the location information, is transmitted to the database server It may include; design BIM information management unit to.

그리고 상기 3D 모델 생성부는, 3D 철도 시스템 모델이 생성될 철도 선형의 구간에 대한 3D 지형 모델을 생성하고, 상기 철도 선형의 평면 선형과 종단 선형에 대한 2차원 라인에 포함된 같은 수의 절점을 생성한 후, 각 절점에 대한 평면좌표와 수직좌표를 각각 추출하여 상기 철도 선형의 구간에 대한 3D 좌표 데이터를 생성하며, 상기 3D 좌표 데이터를 상기 3D 지형 모델에 반영하여 상기 철도 선형의 구간을 설정한 후, 상기 철도 선형의 구간에 상기 철도 시스템의 부재를 배치시켜 3D 철도 시스템 모델이 생성되도록 할 수 있다.And the 3D model generation unit generates a 3D terrain model for the section of the railway alignment in which the 3D railway system model is to be created, and generates the same number of nodes included in the two-dimensional line for the horizontal alignment and the vertical alignment of the railway alignment After that, the planar coordinates and vertical coordinates of each node are extracted to generate 3D coordinate data for the section of the railroad alignment, and the 3D coordinate data is reflected in the 3D terrain model to set the section of the railroad alignment Then, a 3D railway system model may be created by arranging members of the railway system in the section of the railway line.

또한, 상기 선형 4D 모델 변환부는, 상기 3D 철도 시스템 모델에 상기 일정 정보 및 위치 정보를 반영하여 상기 선형 4D 시뮬레이션을 생성할 수 있다.In addition, the linear 4D model conversion unit may generate the linear 4D simulation by reflecting the schedule information and location information in the 3D railway system model.

그리고 상기 일정 정보는, 상기 철도 시스템의 부재별 시공 일정에 대한 데이터가 포함될 수 있다.The schedule information may include data on construction schedules for each member of the railway system.

또한, 상기 위치 정보는, 상기 일정 정보가 설정된 철도 시스템의 부재별 시공 장소에 대한 데이터가 포함될 수 있다.In addition, the location information may include data on a construction site for each member of the railroad system in which the schedule information is set.

그리고 상기 BIM 정보 관리부는, 상기 선형 4D 시뮬레이션이 적어도 한 번 이상 실행되는 경우, 상기 일정 정보 순으로 각 철도 시스템 부재의 설계가 진행되는 선형 4D 시뮬레이션에 대한 제1 영상 데이터를 생성하며, 상기 제1 영상 데이터에서 각 철도 시스템 부재의 설계 시작부터 종료까지의 이벤트에 대한 제2 영상 데이터를 추출하고, 상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과 및 상기 제1, 2 영상 데이터가 상기 설계 BIM 정보에 반영되도록, 상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과 및 상기 제1, 2 영상 데이터를 상기 데이터베이스 서버로 송신할 수 있다.And the BIM information management unit, when the linear 4D simulation is executed at least once, generates first image data for the linear 4D simulation in which the design of each railway system member proceeds in the order of the schedule information, and the first Extract the second image data for the event from the start to the end of the design of each railway system member from the image data, and the result of the linear 4D simulation and the first and second image data are reflected in the design BIM information, the linear A result of the 4D simulation and the first and second image data may be transmitted to the database server.

또한, 상기 안전진단부는, 상기 철도시공 현장의 안전 여부 진단을 통해 상기 철도시공 현장의 진도 정보를 제공할 수 있다.In addition, the safety diagnosis unit may provide progress information of the railroad construction site through diagnosis of whether the railroad construction site is safe.

그리고 상기 유지관리부는, 상기 데이터베이스 서버로부터 상기 통합 BIM 정보를 수신하여 상기 철도 시스템의 부재 파손 또는 오작동 여부를 확인할 수 있다.In addition, the maintenance unit may receive the integrated BIM information from the database server to determine whether a member of the railway system is damaged or malfunctions.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템은, 사용자가 상기 BIM 기반 통합운영시스템에 액세스하도록 하기 위한 통신수단이 구비된 통신부;를 포함할 수 있다.In addition, the BIM-based integrated operating system for managing the railway infrastructure life cycle according to an embodiment of the present invention may include a communication unit equipped with a communication means for allowing a user to access the BIM-based integrated operating system. .

본 발명은 BIM 기술을 기반으로 생애주기별 정보손실을 방지하여 정보관리를 개선하며, 철도 인프라 사업의 각 단계별 과정에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.The present invention improves information management by preventing information loss by life cycle based on BIM technology, and can reduce the time and cost required for each step of the railway infrastructure project.

또한, 본 발명은 클라우드 기반의 철도 인프라 BIM 통합운영체계의 도입으로 건설 생산성 및 유지관리의 효율성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the efficiency of construction productivity and maintenance by introducing a cloud-based rail infrastructure BIM integrated operating system.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 철도 인프라 사업의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 선형 4D 시뮬레이션부의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 2에 도시된 선형 4D 시뮬레이션부의 동작을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템의 연계방식을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
1 is a flowchart showing the process of a railway infrastructure project.
Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of a BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing detailed configurations of the linear 4D simulation unit shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is a conceptual diagram schematically illustrating the operation of the linear 4D simulation unit shown in FIG. 2 .
5 is a conceptual diagram schematically illustrating a linkage method of a BIM-based integrated operating system for management of a railway infrastructure life cycle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, since the description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, since the embodiment can be changed in various ways and can have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as "first" and "second" are used to distinguish one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element. It should be understood that when an element is referred to as “connected” to another element, it may be directly connected to the other element, but other elements may exist in the middle. On the other hand, when an element is referred to as being “directly connected” to another element, it should be understood that no intervening elements exist. Meanwhile, other expressions describing the relationship between components, such as “between” and “immediately between” or “adjacent to” and “directly adjacent to” should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as “comprise” or “having” refer to a described feature, number, step, operation, component, part, or It should be understood that it is intended to indicate that a combination exists, and does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with meanings in the context of related art, and cannot be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템(100)(이하에서는 'BIM 기반 통합운영시스템(100)'이라 한다.)은 BIM 기술을 철도 인프라 사업에 접목시켜 철도 인프라 생애주기를 관리하기 위한 시스템이며, 철도 인프라 사업의 과정은 다음과 같다.The BIM-based integrated operating system 100 (hereinafter referred to as 'BIM-based integrated operating system 100') for managing the railway infrastructure life cycle according to an embodiment of the present invention grafts BIM technology to railway infrastructure business. It is a system to manage the life cycle of railway infrastructure by using

도 1은 철도 인프라 사업의 과정을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart showing the process of a railway infrastructure project.

도 1을 참조하면, 철도 인프라 사업(S10)은 기획 단계(S1), 발주 단계(S2), 설계 단계(S3), 시공 단계(S4), 준공 단계(S5), 운영 및 유지관리 단계(S6) 순으로 진행될 수 있다.Referring to FIG. 1, the railway infrastructure project (S10) includes a planning stage (S1), an ordering stage (S2), a design stage (S3), a construction stage (S4), a construction stage (S5), and an operation and maintenance stage (S6). ) can proceed in this order.

여기서, 기획 단계(S1)는 철도 인프라 사업의 계획을 수립하는 과정이며, 발주 단계(S2)는 철도 인프라의 완공을 위해 필요한 제품이나 재료를 납품받기 위한 거래처에 주문하는 과정이고, 설계 단계(S3)는 철도 시스템을 설계하는 과정을 의미하며, 시공 단계(S4)는 상기 철도 시스템의 공사를 시작 및 마무리하는 과정을 의미하고, 준공 단계(S5)는 상기 철도 시스템의 공사와 행정적인 문제를 처리하는 과정을 의미하며, 운영 및 유지관리 단계(S6)는 상기 철도 시스템을 운영 및 유지관리하는 과정을 의미한다.Here, the planning stage (S1) is the process of establishing a plan for the railway infrastructure project, the ordering stage (S2) is the process of ordering products or materials necessary for the completion of the railway infrastructure from customers to receive delivery, and the design stage (S3 ) means the process of designing the railway system, the construction phase (S4) means the process of starting and finishing the construction of the railway system, and the completion phase (S5) handles the construction and administrative problems of the railway system operation and maintenance step (S6) means a process of operating and maintaining the railway system.

또한, 본 발명에서 철도 시스템은 철도 인프라를 구현하기 위한 부재의 집합으로서 궤도, 전기 시설, 신호 시설 및 통신 시설이 포함될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 철도 인프라에 필요한 부재가 더 포함될 수 있다. 다만, 이하에서는 궤도, 전기 시설, 신호 시설 및 통신 시설이 포함되어 복수 개인 것으로 철도 시스템 부재를 설명하도록 하겠다.In addition, in the present invention, the railway system is a set of members for implementing railway infrastructure, and may include tracks, electrical facilities, signal facilities, and communication facilities, but is not limited thereto, and may further include members necessary for railway infrastructure. However, hereinafter, the railway system member will be described as a plurality of tracks, electric facilities, signal facilities, and communication facilities.

한편, BIM 기반 통합운영시스템(100)은 BIM(Building Information Modeling) 기술을 기반으로 철도 시스템의 생애주기를 관리하기 위해 BIM 기반의 설계 단계(S3), 시공 단계(S4) 및 준공 단계(S5) 기술을 고도화하고, 운영 및 유지관리 단계(S6)까지 연계되도록 표준화된 통합운영체계 시스템의 구축하고자 한다.On the other hand, the BIM-based integrated operating system 100 is BIM-based design stage (S3), construction stage (S4) and completion stage (S5) to manage the life cycle of the railway system based on BIM (Building Information Modeling) technology. It aims to build a standardized integrated operating system system to advance technology and link up to the operation and maintenance stage (S6).

즉, BIM 기반 통합운영시스템(100)은 BIM 기반의 설계 단계(S3), 시공 단계(S4), 준공 단계(S5), 운영 및 유지관리 단계(S6)를 통해 철도 시스템의 생애주기를 관리하고자 하며, 이를 위한 구성요소는 다음과 같다.In other words, the BIM-based integrated operating system 100 is designed to manage the life cycle of the railway system through the BIM-based design stage (S3), construction stage (S4), completion stage (S5), and operation and maintenance stage (S6). and the components for this are as follows.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of a BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 기반 통합운영시스템(100)은 선형 4D 시뮬레이션부(110), 안전진단부(120), 시공 및 준공 관리부(130), 유지관리부(140), 데이터베이스 서버(150), 통신부(160) 및 제어부(170)가 구비될 수 있다. 다만, BIM 기반 통합운영시스템(100)의 구성요소를 한정하는 것은 아니며, 관리자에 의해 설계변경되어 구성요소가 추가되거나 생략될 수 있다.Referring to FIG. 2, the BIM-based integrated operating system 100 according to an embodiment of the present invention includes a linear 4D simulation unit 110, a safety diagnosis unit 120, a construction and completion management unit 130, and a maintenance unit 140. ), a database server 150, a communication unit 160 and a control unit 170 may be provided. However, it does not limit the components of the BIM-based integrated operating system 100, and components may be added or omitted due to design changes by the manager.

선형 4D 시뮬레이션부(110)는 BIM 모델링을 기반으로 철도 시스템을 구현하는 부재인 궤도, 전기 시설, 신호 시설 및 통신 시설을 설계하기 위한 선형 4D 시뮬레이션을 실행하는데, 상기 선형 4D 시뮬레이션의 실행을 위해 구비될 수단은 다음과 같다.The linear 4D simulation unit 110 executes linear 4D simulation for designing tracks, electrical facilities, signal facilities, and communication facilities, which are members that implement a railway system based on BIM modeling, provided for the execution of the linear 4D simulation The means to be

도 3은 도 2에 도시된 선형 4D 시뮬레이션부의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 4는 도 2에 도시된 선형 4D 시뮬레이션부의 동작을 개략적으로 나타낸 개념도이다.FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the detailed configuration of the linear 4D simulation unit shown in FIG. 2 , and FIG. 4 is a conceptual diagram schematically illustrating the operation of the linear 4D simulation unit shown in FIG. 2 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 선형 4D 시뮬레이션부(110)는 제1 정보 입력부(111), 3D 모델 생성부(112), 제2 정보 입력부(113), 선형 4D 모델 변환부(114) 및 설계 BIM 정보 관리부(115)가 구비될 수 있다. 다만, 선형 4D 시뮬레이션부(110)의 구성요소를 한정하는 것은 아니며, 관리자에 의해 설계변경되어 구성요소가 추가되거나 생략될 수 있다.3 and 4, the linear 4D simulation unit 110 includes a first information input unit 111, a 3D model generator 112, a second information input unit 113, a linear 4D model converter 114, and A design BIM information management unit 115 may be provided. However, the components of the linear 4D simulation unit 110 are not limited, and components may be added or omitted due to design changes by a manager.

여기서, 선형 4D 시뮬레이션부(110)의 동작은 상기 선형 4D 시뮬레이션부(110)와의 연동을 통해 원격 제어가 가능한 관리자의 단말(예: PC, 스마트폰, 태블릿 등) 또는 상기 관리자의 단말에 구비된 인터페이스를 통해 실행될 수 있다.Here, the operation of the linear 4D simulation unit 110 is provided in a manager's terminal capable of remote control (eg, PC, smartphone, tablet, etc.) or the manager's terminal through interworking with the linear 4D simulation unit 110 It can be executed through an interface.

또한, 관리자 단말의 인터페이스라 함은 선형 4D 시뮬레이션부(110)와 상호작용할 수 있는 환경을 제공하며, 관리자로부터 명령을 입력받아 전자적인 데이터로 변환하기 위한 하드웨어 장치 및 소프트웨어 프로그램을 포괄하는 개념으로서 예를 들면 키보드, 마우스, 터치펜 등의 입력 장치와 디스플레이 등의 출력 장치일 수 있다.In addition, the interface of the manager terminal provides an environment capable of interacting with the linear 4D simulation unit 110, and is a concept encompassing hardware devices and software programs for receiving commands from the manager and converting them into electronic data. For example, it may be an input device such as a keyboard, mouse, or touch pen, and an output device such as a display.

더 나아가, 선형 4D 시뮬레이션부(110)의 동작은 관리자에 의해 이루어지는 것으로 한정하는 것은 아니며, 인공지능모델의 딥러닝 또는 머신러닝 기반 학습을 통해 자동 실행될 수도 있다. Furthermore, the operation of the linear 4D simulation unit 110 is not limited to being performed by a manager, and may be automatically executed through deep learning or machine learning-based learning of an artificial intelligence model.

제1 정보 입력부(111)는 파라메트릭 모델(111a)과 BIM 라이브러리(111b)가 포함되고, 파라메트릭 모델(111a)은 철도 시스템의 부재별 매개변수(치수)의 입력을 통해 상기 철도 시스템의 부재별 매개변수를 설정하며, BIM 라이브러리(111b)는 상기 철도 시스템의 부재별 형태의 입력(또는 선택)을 통해 상기 철도 시스템의 부재별 형태를 설정함으로써 철도 시스템의 부재별 BIM을 구축할 수 있다.The first information input unit 111 includes a parametric model 111a and a BIM library 111b, and the parametric model 111a is a member of the railroad system through input of parameters (dimensions) for each member of the railroad system. Each parameter is set, and the BIM library 111b can build a BIM for each member of the railway system by setting the shape of each member of the railway system through input (or selection) of the shape of each member of the railway system.

3D 모델 생성부(112)는 제1 정보 입력부(111)에서 설정된 매개변수 및 형태의 철도 시스템의 부재를 3D 모델링하여 3D 철도 시스템 모델을 생성하는데, 상기 3D 철도 시스템 모델을 생성하는 과정은 다음과 같다.The 3D model generation unit 112 creates a 3D railway system model by 3D modeling the members of the railway system of the parameters and shapes set by the first information input unit 111. The process of generating the 3D railway system model is as follows: same.

먼저, 3D 모델 생성부(112)는 3D 철도 시스템 모델이 생성될 철도 선형의 구간에 대한 3D 지형 모델을 생성할 수 있다.First, the 3D model generation unit 112 may generate a 3D terrain model for a section of a railway alignment in which a 3D railway system model is to be generated.

그 후, 상기 3D 모델 생성부(112)는 철도 선형의 평면 선형과 종단 선형에 대한 2차원 라인에 포함된 같은 수의 절점을 생성한 후, 각 절점에 대한 평면좌표와 수직좌표를 각각 추출하여 상기 철도 선형의 구간에 대한 3D 좌표 데이터를 생성할 수 있다.After that, the 3D model generation unit 112 generates the same number of nodes included in the two-dimensional line for the horizontal alignment and the vertical alignment of the railway alignment, and then extracts the plane coordinates and vertical coordinates for each node, respectively. 3D coordinate data for the section of the railroad alignment may be generated.

그 후, 상기 3D 모델 생성부(112)는 3D 좌표 데이터를 상기 3D 지형 모델에 반영하여 철도 선형의 구간을 설정하며, 상기 철도 선형의 구간에 제1 정보 입력부(111)를 통해 매개변수 및 형태가 설정된 철도 시스템의 부재를 배치시킴으로써, 3D 철도 시스템 모델을 생성할 수 있다.After that, the 3D model generation unit 112 reflects the 3D coordinate data to the 3D terrain model to set a section of the railway alignment, and the parameters and shapes are set in the section of the railway alignment through the first information input unit 111. A 3D railway system model can be created by arranging the members of the railway system where is set.

이때 만약, 상기 3D 모델 생성부(112)는 제1 정보 입력부(111)로부터 수신하는 복수개의 철도 시스템 부재를 하나의 객체로서 병합(결합)시킨 후에 3D 좌표 데이터가 반영된 3D 지형 모델에 배치시킬 수 있다.At this time, if the 3D model generation unit 112 merges (combines) a plurality of railway system members received from the first information input unit 111 as one object, and then arranges them on a 3D terrain model in which 3D coordinate data is reflected. there is.

제2 정보 입력부(113)는 선형 4D 시뮬레이션에 적용될 철도 시스템의 부재와 관련된 일정 정보 및 위치 정보를 설정한다.The second information input unit 113 sets schedule information and location information related to members of the railway system to be applied to the linear 4D simulation.

여기서, 일정 정보는 철도 시스템의 부재별 시공 일정에 대한 데이터가 포함되며, 위치 정보는 상기 일정 정보가 설정된 철도 시스템의 부재별 시공 장소에 대한 데이터가 포함된다.Here, the schedule information includes data on construction schedules for each member of the railway system, and the location information includes data on construction locations for each member of the railway system for which the schedule information is set.

선형 4D 모델 변환부(114)는 3D 모델링, 일정 정보 및 위치 정보를 이용한 선형 4D 시뮬레이션을 생성한다. 즉, 3D 모델 생성부(112)에서 생성된 3D 철도 시스템 모델에 제2 정보 입력부(113)에서 설정된 일정 정보 및 위치 정보를 반영하여 선형 4D 시뮬레이션을 생성한다.The linear 4D model conversion unit 114 generates a linear 4D simulation using 3D modeling, schedule information, and location information. That is, the linear 4D simulation is generated by reflecting the schedule information and location information set in the second information input unit 113 to the 3D railway system model generated by the 3D model generator 112.

여기서, 선형 4D 시뮬레이션이 선형 시뮬레이션인 것은 3D 철도 시스템에 선형 구조물인 궤도(철도)가 포함되기 때문이며, 선형 4D 시뮬레이션은 3D 철도 시스템 모델에 일정 정보 및 위치 정보의 반영을 통해 4D 시뮬레이션으로 변환되는 것이다.Here, the linear 4D simulation is a linear simulation because the 3D railway system includes a track (railway), which is a linear structure, and the linear 4D simulation is converted into a 4D simulation through the reflection of schedule information and location information in the 3D railway system model. .

설계 BIM 정보 관리부(115)는 선형 4D 모델 변환부(114)에서 생성된 선형 4D 시뮬레이션을 적어도 한 번 이상 실행시킨 후, 상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과가 데이터베이스 서버(150)에 저장된 설계 BIM 정보에 반영되도록, 상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과를 상기 데이터베이스 서버(150)로 송신한다.After the design BIM information management unit 115 executes the linear 4D simulation generated by the linear 4D model conversion unit 114 at least once, the results of the linear 4D simulation are reflected in the design BIM information stored in the database server 150 Preferably, the result of the linear 4D simulation is transmitted to the database server 150.

여기서, 선형 4D 시뮬레이션의 결과라 함은 선형 4D 시뮬레이션 상에서 각 철도 시스템 부재의 설계가 일정 정보 및 위치 정보에 맞게 설계되는지 여부를 의미하며, 관리자는 이를 통해 상기 선형 4D 시뮬레이션을 통해 일정 정보에 포함된 시공 일정 순으로 철도 시스템의 부재가 설계되는지 판단하면서 위치 정보에 포함된 시공 장소를 검토할 수 있다.Here, the result of the linear 4D simulation means whether the design of each railway system member is designed according to schedule information and location information on the linear 4D simulation, and the manager can determine the schedule information included in the schedule information through the linear 4D simulation. The construction site included in the location information can be reviewed while determining whether the members of the railway system are designed in the order of construction schedule.

또한, 설계 BIM 정보 관리부(115)는 선형 4D 시뮬레이션이 적어도 한 번 이상 실행되면, 일정 정보 순으로 각 철도 시스템 부재의 설계가 진행되는 선형 4D 시뮬레이션에 대한 제1 영상 데이터를 생성하고, 상기 제1 영상 데이터에서 각 철도 시스템 부재의 설계 시작부터 종료까지의 이벤트(과정)에 대한 제2 영상 데이터를 추출한다.In addition, when the linear 4D simulation is executed at least once, the design BIM information management unit 115 generates first image data for the linear 4D simulation in which the design of each railway system member proceeds in order of predetermined information, and the first From the image data, second image data for events (processes) from the start to the end of design of each railway system member are extracted.

이와 같이, 선형 4D 시뮬레이션에 대해 제1 영상 데이터와 제2 영상 데이터를 별도로 생성 및 추출하는 것은, 관리자가 상기 제1 영상 데이터를 통해 선형 4D 시뮬레이션으로 철도 시스템의 부재 설계 과정이 포함된 3D 철도 시스템 모델을 검토할 수 있도록 하며, 상기 제2 영상 데이터를 통해 각 철도 시스템의 설계 시작부터 종료까지의 과정을 면밀히 검토할 수 있도록 하기 위함이다.In this way, separately generating and extracting the first image data and the second image data for the linear 4D simulation is a 3D railroad system including the member design process of the railroad system with the linear 4D simulation through the first image data by the manager. This is so that the model can be reviewed, and the process from the beginning to the end of the design of each railroad system can be closely reviewed through the second image data.

한편, 설계 BIM 정보 관리부(115)가 제1, 2 영상 데이터를 생성함에 따라, 설계 BIM 정보에는 선형 4D 시뮬레이션의 결과 뿐만 아니라, 선형 4D 시뮬레이션의 제1, 2 영상 데이터가 추가적으로 반영되는 것이 바람직하다.Meanwhile, as the design BIM information management unit 115 generates the first and second image data, it is preferable that the first and second image data of the linear 4D simulation as well as the result of the linear 4D simulation are additionally reflected in the design BIM information. .

안전진단부(120)는 철도 시스템의 시공 절차에 대한 데이터가 포함된 시공 BIM 정보를 데이터베이스 서버(150)로부터 수신한 후, 상기 시공 BIM 정보를 VR 또는 AR 콘텐츠로 변환하여 철도시공 현장의 안전 여부를 진단하고, 상기 철도시공 현장의 안전 여부 진단을 통해 철도시공 현장의 진도 정보를 제공한다.The safety diagnosis unit 120 receives construction BIM information including data on the construction procedure of the railroad system from the database server 150, and then converts the construction BIM information into VR or AR content to determine whether the railroad construction site is safe. and provides information on the progress of the railroad construction site through the diagnosis of whether the railroad construction site is safe.

즉, 안전진단부(120)는 철도시공 현장의 안전 여부를 VR 또는 AR 기반으로 표현하는 특징이 있으며, 철도시공 현장에서 철도 시스템의 시공을 위한 장치 또는 시설에 적용이 가능한 수단(예: AR 기반의 사이트 비전)으로 구현될 수 있다.That is, the safety diagnosis unit 120 has a feature of expressing the safety of the railroad construction site based on VR or AR, and means applicable to devices or facilities for the construction of the railroad system at the railroad construction site (eg, AR-based of site vision).

시공 및 준공 관리부(130)는 드론 관제와 드론에 설치된 라이다(LiDAR)를 기반으로 철도시공 현장 및 철도준공 현장에서 철도 시스템을 검측(역설계)하여 생성된 시공 BIM 정보와 준공 BIM 정보로 상기 철도시공 현장과 철도준공 현장을 관리한다.The construction and completion management unit 130 uses the construction BIM information and completion BIM information generated by inspecting (reverse engineering) the railroad system at the railroad construction site and railroad completion site based on drone control and LiDAR installed in the drone. Manages railroad construction sites and railroad completion sites.

이러한 시공 및 준공 관리부(130)가 이용하는 드론 관제와 상기 드론에 설치된 라이다는 통상적인 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 편의상 생략하도록 하겠다.Since the drone control used by the construction and completion management unit 130 and the lidar installed in the drone are common, a detailed description thereof will be omitted for convenience.

유지관리부(140)는 데이터베이스 서버(150)로부터 수신하는 통합 BIM 정보를 기반으로 철도 시스템의 부재 파손 또는 오작동 여부를 확인하여 상기 철도 시스템을 유지관리한다.The maintenance unit 140 maintains the railway system by checking whether or not a member of the railway system is damaged or malfunctions based on the integrated BIM information received from the database server 150 .

데이터베이스 서버(150)는 철도 인프라 사업의 단계인 기획 단계(S1), 발주 단계(S2), 설계 단계(S3), 시공 단계(S4), 준공 단계(S5), 운영 및 유지관리 단계(S6)의 BIM 정보가 포함된 통합 BIM 정보가 저장된다.The database server 150 is a planning stage (S1), ordering stage (S2), design stage (S3), construction stage (S4), completion stage (S5), operation and maintenance stage (S6) Integrated BIM information including BIM information of is stored.

즉, 데이터베이스 서버(150)에 저장되는 통합 BIM 정보라 함은 철도 인프라 사업의 각 단계인 기획, 발주, 설계, 시공, 준공, 운영 및 유지관리 BIM 정보를 저장하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.That is, the integrated BIM information stored in the database server 150 is preferably understood as storing BIM information for planning, ordering, design, construction, completion, operation, and maintenance of each stage of the railway infrastructure project.

통신부(160)는 사용자(1)가 BIM 기반 통합운영시스템(100)에 액세스하도록 하기 위한 통신수단이 구비된다.The communication unit 160 is provided with a communication means for allowing the user 1 to access the BIM-based integrated operating system 100.

여기서, 사용자(1)라 함은 도 5에 도시된 바와 같이 BIM 기반 통합운영시스템(100)을 이용할 수 있는 발주기관의 직원, 설계사, 시공사, 감리사, 유관기관의 직원 중 적어도 하나일 수 있다.Here, the user 1 may be at least one of an employee of an ordering organization, a designer, a construction company, a supervisor, and an employee of a related institution that can use the BIM-based integrated operating system 100 as shown in FIG.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 BIM 기반 통합운영시스템(100)은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.On the other hand, the BIM-based integrated operating system 100 according to an embodiment of the present invention is implemented as an application or implemented in the form of program commands that can be executed through various computer components and can be recorded on a computer-readable recording medium. . The computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Detailed descriptions of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above are provided to enable those skilled in the art to implement and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a way of combining each other. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the technical spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit citation relationship in the claims may be combined to form an embodiment or may be included as new claims by amendment after filing.

1: 사용자, 100: BIM 기반 통합운영시스템,
110: 선형 4D 시뮬레이션부, 111: 제1 정보 입력부,
111a: 파라메트릭 모델, 111b: BIM 라이브러리,
112: 3D 모델 생성부, 113: 제2 정보 입력부,
114: 선형 4D 모델 변환부, 115: 설계 BIM 정보 관리부,
120: 안전진단부, 130: 시공 및 준공 관리부,
140: 유지관리부, 150: 데이터베이스 서버,
160: 통신부, 170: 제어부.
1: user, 100: BIM-based integrated operating system,
110: linear 4D simulation unit, 111: first information input unit,
111a: parametric model, 111b: BIM library,
112: 3D model generation unit, 113: second information input unit,
114: linear 4D model conversion unit, 115: design BIM information management unit,
120: safety diagnosis department, 130: construction and completion management department,
140: maintenance unit, 150: database server,
160: communication unit, 170: control unit.

Claims (10)

철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템에 있어서,
BIM 모델링을 기반으로 철도 시스템의 부재인 궤도, 전기 시설, 신호 시설 및 통신 시설을 설계하기 위한 선형 4D 시뮬레이션을 실행하는 선형 4D 시뮬레이션부;
상기 철도 시스템의 시공 절차에 대한 데이터가 포함된 시공 BIM 정보를 VR 또는 AR 콘텐츠로 변환하여 철도시공 현장의 안전 여부를 진단하는 안전진단부;
드론 관제와 드론에 설치된 라이다를 기반으로 상기 철도시공 현장 및 철도준공 현장에서 상기 철도 시스템을 검측하여 생성된 시공 BIM 정보와 준공 BIM 정보로 상기 철도시공 현장과 철도준공 현장을 관리하기 위한 시공 및 준공 관리부;
철도 인프라 사업의 단계인 기획, 발주, 설계, 시공, 준공, 운영 및 유지관리 BIM 정보가 포함된 통합 BIM 정보를 저장하는 클라우드 기반의 데이터베이스 서버; 및
상기 데이터베이스 서버로부터 수신하는 상기 통합 BIM 정보를 기반으로 상기 철도 시스템을 관리하기 위한 유지관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
In the BIM-based integrated operating system for managing the railway infrastructure life cycle,
A linear 4D simulation unit that executes a linear 4D simulation for designing tracks, electrical facilities, signal facilities, and communication facilities, which are members of the railway system, based on BIM modeling;
A safety diagnosis unit for diagnosing whether the railway construction site is safe by converting the construction BIM information containing data on the construction procedure of the railway system into VR or AR content;
Based on drone control and lidar installed on drones, construction and construction BIM information generated by inspecting the railroad system at the railroad construction site and railroad completion site and construction BIM information to manage the railroad construction site and railroad completion site completion management department;
A cloud-based database server that stores integrated BIM information including planning, ordering, design, construction, completion, operation, and maintenance BIM information, which are stages of the railway infrastructure project; and
A BIM-based integrated operating system for management of the life cycle of railway infrastructure comprising a; maintenance unit for managing the railway system based on the integrated BIM information received from the database server.
제 1 항에 있어서,
상기 선형 4D 시뮬레이션부는,
상기 철도 시스템의 부재별 매개변수를 설정하기 위한 파라메트릭 모델 및 상기 철도 시스템의 부재별 형태를 설정하기 위한 BIM 라이브러리가 포함된 제1 정보 입력부;
상기 제1 정보 입력부에서 설정된 매개변수 및 형태의 철도 시스템의 부재를 3D 모델링하는 3D 모델 생성부;
상기 철도 시스템의 부재와 관련된 일정 정보 및 위치 정보를 설정하기 위한 제2 정보 입력부;
상기 3D 모델링, 일정 정보 및 위치 정보를 이용한 선형 4D 시뮬레이션을 생성하는 선형 4D 모델 변환부; 및
상기 선형 4D 시뮬레이션을 적어도 한 번 이상 실행시킨 후, 상기 선형 4D 시뮬레이션 상에서 각 철도 시스템 부재의 설계가 상기 일정 정보 및 위치 정보에 맞게 설계되는지 여부인 상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과를 상기 데이터베이스 서버로 송신하는 설계 BIM 정보 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 1,
The linear 4D simulation unit,
A first information input unit including a parametric model for setting parameters for each member of the railway system and a BIM library for setting the shape for each member of the railway system;
a 3D model generation unit for 3D modeling a member of the railway system having parameters and shapes set in the first information input unit;
a second information input unit for setting schedule information and location information related to members of the railway system;
a linear 4D model conversion unit generating a linear 4D simulation using the 3D modeling, schedule information, and location information; and
After executing the linear 4D simulation at least once, the result of the linear 4D simulation, whether or not the design of each railway system member on the linear 4D simulation is designed according to the schedule information and the location information, is transmitted to the database server Design BIM information management unit; BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 3D 모델 생성부는,
3D 철도 시스템 모델이 생성될 철도 선형의 구간에 대한 3D 지형 모델을 생성하고,
상기 철도 선형의 평면 선형과 종단 선형에 대한 2차원 라인에 포함된 같은 수의 절점을 생성한 후, 각 절점에 대한 평면좌표와 수직좌표를 각각 추출하여 상기 철도 선형의 구간에 대한 3D 좌표 데이터를 생성하며,
상기 3D 좌표 데이터를 상기 3D 지형 모델에 반영하여 상기 철도 선형의 구간을 설정한 후, 상기 철도 선형의 구간에 상기 철도 시스템의 부재를 배치시켜 3D 철도 시스템 모델이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 2,
The 3D model generating unit,
Create a 3D terrain model for the section of the railway alignment where the 3D railway system model will be created,
After generating the same number of nodes included in the two-dimensional line for the horizontal alignment and the vertical alignment of the railway alignment, 3D coordinate data for the section of the railway alignment is obtained by extracting the planar coordinates and vertical coordinates for each node. create,
After setting the section of the railroad alignment by reflecting the 3D coordinate data to the 3D terrain model, a member of the railroad system is placed in the section of the railroad alignment to generate a 3D railroad system model. Railroad infrastructure, characterized in that A BIM-based integrated operating system for life cycle management.
제 3 항에 있어서,
상기 선형 4D 모델 변환부는,
상기 3D 철도 시스템 모델에 상기 일정 정보 및 위치 정보를 반영하여 상기 선형 4D 시뮬레이션을 생성하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 3,
The linear 4D model conversion unit,
BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle, characterized in that for generating the linear 4D simulation by reflecting the schedule information and location information in the 3D railway system model.
제 4 항에 있어서,
상기 일정 정보는,
상기 철도 시스템의 부재별 시공 일정에 대한 데이터가 포함되는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 4,
The schedule information,
BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle, characterized in that data on the construction schedule for each member of the railway system is included.
제 5 항에 있어서,
상기 위치 정보는,
상기 일정 정보가 설정된 철도 시스템의 부재별 시공 장소에 대한 데이터가 포함되는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 5,
The location information is
BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle, characterized in that the data on the construction site for each member of the railway system in which the schedule information is set is included.
제 6 항에 있어서,
상기 BIM 정보 관리부는,
상기 선형 4D 시뮬레이션이 적어도 한 번 이상 실행되는 경우, 상기 일정 정보 순으로 각 철도 시스템 부재의 설계가 진행되는 선형 4D 시뮬레이션에 대한 제1 영상 데이터를 생성하며, 상기 제1 영상 데이터에서 각 철도 시스템 부재의 설계 시작부터 종료까지의 이벤트에 대한 제2 영상 데이터를 추출하고,
상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과 및 상기 제1, 2 영상 데이터가 상기 설계 BIM 정보에 반영되도록, 상기 선형 4D 시뮬레이션의 결과 및 상기 제1, 2 영상 데이터를 상기 데이터베이스 서버로 송신하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 6,
The BIM information management unit,
When the linear 4D simulation is executed at least once, first image data for the linear 4D simulation in which the design of each railway system member proceeds in the order of the schedule information is generated, and each railway system member in the first image data Extracting second image data for events from the design start to the end of
Railway infrastructure, characterized in that for transmitting the result of the linear 4D simulation and the first and second image data to the database server so that the result of the linear 4D simulation and the first and second image data are reflected in the design BIM information A BIM-based integrated operating system for life cycle management.
제 1 항에 있어서,
상기 안전진단부는,
상기 철도시공 현장의 안전 여부 진단을 통해 상기 철도시공 현장의 진도 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 1,
The safety diagnosis unit,
BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle, characterized in that for providing progress information of the railway construction site through a safety diagnosis of the railway construction site.
제 1 항에 있어서,
상기 유지관리부는,
상기 데이터베이스 서버로부터 상기 통합 BIM 정보를 수신하여 상기 철도 시스템의 부재 파손 또는 오작동 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 1,
The maintenance department,
A BIM-based integrated operating system for management of the life cycle of the railway infrastructure, characterized in that for receiving the integrated BIM information from the database server and checking whether the member of the railway system is damaged or malfunctioning.
제 1 항에 있어서,
사용자가 상기 BIM 기반 통합운영시스템에 액세스하도록 하기 위한 통신수단이 구비된 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 인프라 생애주기의 관리를 위한 BIM 기반 통합운영시스템.
According to claim 1,
BIM-based integrated operating system for management of the railway infrastructure life cycle, characterized in that it includes; a communication unit equipped with a communication means for allowing the user to access the BIM-based integrated operating system.
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