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[기고] 초연결·지능화를 향한 스마트 건설 기술 개발

최창호 한국건설기술연구원 건설자동화연구센터장

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변완영 기자
기사입력 2019/03/25 [11:45]

▲ 최창호 센터장     ©매일건설신문

우리는 다양한 정보가 연결되고 도로, 철도, 지하라이프라인 등의 인프라가 지능화되는 4차 산업혁명이 진행되고 있는 시기에 살고 있다. 4차 산업혁명은 사람중심의 『초연결·지능화 혁명』으로서 ICBM(사물인터넷(IoT), 클라우드(Cloud), 빅데이터(Big Data), 모바일(Mobile)은 이를 뒷받침하는 핵심 요소 기술이다. 특히, 현재 국내 이동통신사를 중심으로 기술 상용화가 이루어지고 있는 5G 통신 기술은 교통·주거·도시 인프라의 초연결·지능화를 가능케 할 것으로 보인다.


건설 산업 분야도 『초연결·지능화 혁명』이라는 기술 패러다임 변화에 발맞추어 기술 혁신 및 개발을 수행해야 한다. 이를 위해 정부는 건설 분야 기술혁신을 위해 “Smart Construction 2025”를 비전으로 설정하였고, “스마트 건설기술 로드맵”을 발표하여 첨단기술을 기반으로 건설 산업의 새로운 도약기회를 마련하고자 하는 정책을 추진 중이다. 스마트 건설기술 로드맵에서는 설계・시공・유지관리 단계로 건설 프로세스를 구분하고, 각 단계별로 스마트 핵심기술인 드론, BIM, 건설장비 자동화, 가상시공, 사물인터넷, 빅데이터 기술을 접목하고 활용하는 방안에 대한 기술 개발 방향을 설정하고 있다.


도로 및 단지 토공 공사의 경우 대표적으로 스마트 건설기술이 적용될 수 있는 분야이다. 이와 연계되는 기술적 과제는 측량・설계・시공・검사의 건설 단계에서 3차원 공사 현장과 2차원 설계도면의 정보 괴리를 해결하고, 반복되는 시공 및 검측 과정의 비효율성 문제를 해결하며, 인력에 의한 품질 확인 등으로 인하여 과도한 소요 작업 시간 및 소요 장비의 급증 문제를 해결하는 것이다. 이를 위해서는 토공 공사를 종합적으로 관리하기 위한 디지털 플랫폼과 지반의 속성정보를 보다 정확히 예측하고, 공정별 품질을 자동화된 방법으로 모니터링 할 수 있는 기술 개발이 필요하다.


이에 한국건설기술연구원 건설자동화연구센터에서는 건설 공사 중 토공 분야의 자동화 필요·가능 영역을 파악하고, 토공 프로젝트의 생애주기에 걸쳐 첨단조사기법, BIM, Big Data, 가상현실 기술 등을 융합하는 기술을 개발 중에 있다.

 

토공 작업 전주기 동안의 지능화를 달성하기 위하여 스마트 토공 자동화 기술의 핵심 요소기술은 크게 3개 항목 (①BIM 기반의 스마트 토공 플랫폼, ②인공지능 기반 지반 속성정보 예측 정확도 향상 기술, ③센싱 기반 지능형 성토-다짐관리 기술)으로 구성된다. 3개의 핵심 기술만으로 실제 건설 현장에서 토공 작업 전주기 지능화를 100%로 달성할 수는 없지만, 토공 자동화 관리를 위한 프로토타입을 제공할 것으로 예상된다.

 

총 3년의 연구기간 중에 현재 2차년도 연구를 진행 중에 있으며, 올해는 실제 도로공사 현장에서 토공 분야의 설계·시공 정보를 디지털화하는 현장 적용 연구를 진행할 예정이다. 아래의 그림은 전주기 관리 플랫폼이 부재하는 현재의 경험적 설계·시공 프로세스와 지능형 플랫폼 기반 설계·시공 프로세스에 해당하는 토공분야의 핵심 구성 기술을 상호 비교한다. 각각 측량설계, 지반속성, 성토다짐 관리에 대한 항목으로써, 본 연구개발을 통해 첨단 ICT 기술을 이용하여 토공의 측량-설계-시공-검사 전주기에 걸친 자동화의 핵심 기술 개발이 가능할 것으로 생각된다.

 

 

최창호 한국건설기술연구원 건설자동화연구센터장

 

 

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