• 대한토목학회논문집
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• 제30권4D호
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• pp.433-442
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• 2010

최근 기능 인력의 건설현장 기피 현상으로 인해 숙련된 기능을 지닌 인력 양성이 더욱 힘들어지고 있으며 이에 대한 해결책으로 건설장비의 자동화 및 정보화 기술이 대두되고 있다. 특히 주로 기계화로 시공이 수행되는 토공은 도로, 공항, 단지조성등과 같이 대부분의 토목 및 건축 공사에 필요한 가장 기본적인 작업이며 굴삭기는 이런 작업에서 범용으로 활용되어 이른바 '지능형' 굴삭기의 필요성 두드러지고 있다. 지능형 굴삭기는 기능공이 탑승하지 않은 채 원격 또는 자동으로 전반적인 토공 작업을 수행할 수 있는 굴삭기를 일컫는다. 본 연구는 지능형 굴삭기 개발을 위한 요소기술로서 굴삭 작업자의 노하우를 반영하여 자동적으로 굴삭기 이동경로를 생성하기 위한 방법론을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 수학적인 최적화 관점에 국한하지 않고 현장에서 굴삭기 운전자의 주된 의사결정 요소로 파악된 이동거리, 자연배수 방향, 굴삭방향의 연속성의 중요도를 반영하여 최적의 이동경로를 생성시켰다. 굴삭기가 작업하는 전체 구간을 단위 셀로 나누고, 셀들에 의하여 생성된 네트워크와 셀간 이동비용을 입력값으로 하여 몇 가지 네트워크 탐색 알고리즘을 사용하여 소비용의 이동경로를 파악하도록 하였다. 본 연구에서 제시된 방법론은 실제 현장에서 굴삭기 운전자가 작업을 하기 위하여 의사결정을 하는 요소를 반영하여 굴삭기의 이동경로를 결정함으로 인해 현장 적용성을 높였다는 데 그 차별성과 의미가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.87-95
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• 2020

4차 산업혁명 시대의 도래와 IoT 기술의 접목을 통하여 건설산업을 발전 시키기 위한 다양한 연구가 국내·외에서 진행되고 있다. 특히 다수다종의 건설장비가 투입되는 대단지 토공현장에서 건설장비의 관제 시스템은 생산성 증대를 위하여 매우 중요하다. 이러한 이유로 건설장비 최적운영 플릿관리 시스템이 개발되었고, 현장에서 적용과정 중에 문제점이 도출되어 단계별로 개선이 필요하게 되었다. 건설장비 최적운영 플릿관리시스템의 현장 적용과정을 검증하기 위해 실제 현장에 사용되었던 데이터와 본 시스템을 이용하여 생성된 현장자료를 입력하고 시뮬레이션을 통해 데이터를 비교하여 생산성 분석을 진행하였다. 분석은 굴삭기와 덤프에 국한하여 진행하였으며, 분석결과 시간당 작업율이 4 %대로 증가, 반면에 원가는 4 %로 감소되는 것으로 나타났다. 적용한 현장에 따라서 분석결과는 상이할 수 있지만, 토공현장 단지사업에서 장비의 작업량 증가와 원가 감소를 보여준 것은 생산성 증대를 검증한 것으로 사료된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.344-348
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• 2007

본 연구는 단지계획에 있어 상용화하여 사용되고 있는 DAS S/W(단지설계프로그램)와 GIS 분석기법(셀[cell]-베이스[base] 분석기법)을 이용하여 각각 토공량을 산정하고, 좀 더 정밀한 토공량을 산정할 수 있는 분석 방법을 제시하고자 하였다. 또한 토공량 산정 자료를 이용하여 DAS S/W에 GIS 기법을 적용하여 향상된 토공이동 모델을 제안하고자 한다. 본 분석기법의 적용으로 토공량 산정기법의 정확성과 토공모델의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6D호
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• pp.631-639
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• 2010

토공사는 단지조성 프로젝트에서 단일 공종으로는 가장 큰 비중을 차지하는 공정 중 하나이다. 토공사의 순조로운 진행을 위해 시공계획자는 적재 및 운반장비의 효율적인 조합, 공종과의 연계를 고려한 순차적 시공, 그리고 운반로 레이아웃과 같은 토공사 운영관련 문제들을 해결해야 한다. 특히 단지내 운반로는 토공생산성 및 공사비에 직접적인 영향을 미칠 뿐 아니라 한번 정해지면 그 관성 때문에 다른 경로로 변경하기 어려운 특성이 있기 때문에 신중한 의사결정이 요구된다. 본 연구는 시공계획자의 단지내 운반경로와 관련된 의사결정을 지원하기 위해 지형정보 분석에 기초한 효율적 운반로 발굴 방법론 개발을 목적으로 한다. 이를 위해 단지내 운반경로 레이아웃 결정시 고려되어야 할 필수 요소들을 설계 및 시공 전문가들의 경험법칙에 근거하여 5가지로 구분하여 설명하였다. 또한 효과적인 운반경로 도출을 위하여 GIS 환경에서 상기한 영향요소들을 적절히 반영, 분석할 수 있는 방법론을 제안하였다. 제안된 방법론을 현재 시공이 이루어지고 있는 사례현장에 적용하여 실용성을 검증한 결과 미세한 생산성 향상을 보인 것으로 분석되었다. 본 연구는 개선된 운반효율을 보장하고, 신뢰할 수 있는 단지내 운반로 레이아웃 시공계획 프레임웍을 제공하였다는 점에서 의미가 있다.

• 국제학술발표논문집
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• The 6th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.669-670
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• 2015

Efficient management of the construction heavy equipment is required to reduce the rate of carbon emissions and on-site accidents. The intelligent excavation system (IES) will improve the construction quality and productivity through information technologies and efficient equipment operation, especially in large earthwork projects. Three-dimensional digitized ground data should be required for identifying the path of heavy equipment and work-site environment. Rapid development of terrain laser scanners (TLS) is more readily to acquire the digital data. This study suggests the '3D ground terrain processing platform (3DGTPP)' including data manipulating module and analyzing module of the scanned data for intelligent earthmoving equipment operation. The processing platform consists of six modules, including scanning, registering, manipulating, analyzing, transmitting, and storing. 3D ground terrain processing platform presented in this study will provide fundamental information for intelligent excavation system (IES), which will increase the efficiency of earthworks and safety of workers in significant.

• 융합정보논문지
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• 제11권1호
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• pp.136-142
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• 2021

산림 개발은 대규모의 지형변화와 환경 훼손이 나타나기 때문에 이는 지속적인 관리가 필요하다. 또한 토공량 산출과정에서 사람이 직접 현황측량을 수행하게 되면 사고 발생의 위험이 있다. 이에 본 연구에서는 사람이 직접 접근하지 않아도 공간정보를 취득할 수 있는 드론 사진측량을 산림개발지역에 적용하여 정확도 및 토공량, 산지복구 계획 여부를 분석하여 적용 가능성을 판단하고자 하였다. 드론 사진측량으로 정사영상 및 DSM(Digital Surface Model)을 제작하여 검사점 정확도를 분석한 결과 RMSE(Root Mean Square Error)가 평면에서 0.120 m, 표고에서 0.150 m로 나타나 1:1,000 수치지도 묘사 허용오차 범위를 만족하였다. 또한, 토공량 비교결과 드론 사진측량이 기존의 측량방법보다 13.0% 더 많은 토공량을 산출하였는데 이는 드론 사진측량이 더 세밀한 지형을 나타내기 때문으로 분석되어 검증자료로 활용 가능성이 있다고 판단되었다. 공간정보를 이용한 산지복구 수행여부 판단 결과 낙석 방지망 및 식생의 존재 여부를 판단할 수 있어 활용 가능성이 있는 것으로 확인되었다. 향후 주기적으로 영상을 취득하여 지형변화에 대한 모니터링이 이루어진다면 산림 개발에 드론 사진측량의 활용성이 증대될 것으로 보인다.

• 한국측량학회지
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• 제39권1호
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• pp.47-54
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• 2021

건설현장에서 토공물량 산정은 설계에서 시공에 이르기까지 공사비에 큰 영향을 주는 요소로 정확한 값을 산출하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 토공물량 산정을 위해 드론 사진측량과 드론 LiDAR를 이용한 방법으로 지형모델을 생성하였다. 드론 사진측량 방법으로 연구대상지의 DSM (Digital Surface Model) 및 정사영상을 구축하였으며, 드론 LiDAR를 이용해 연구대상지의 DEM (Digital Elevation Model)을 구축하였다. 각각의 방법으로 생성된 지형모델에 대한 정확도 평가를 수행하여 각각의 방법이 수평방향 0.034m, 0.035m, 수직방향 0.054m, 0.025m의 차이를 나타내어 지형모델 구축을 위한 드론 사진측량과 드론 LiDAR의 활용성을 제시하였다. 연구대상지의 토공물량 산정 결과, 드론 사진측량은 GNSS 측량 성과와 1528.1㎥의 차이를 나타내었으며, 드론 LiDAR는 160.28㎥의 차이를 나타내었다. 토공물량의 차이는 식생 및 가건물로 인한 지형모델의 차이로 판단되며, 연구를 통해 드론 LiDAR에 의한 물량산정의 효율성을 제시할 수 있었다. 향후 추가적인 연구를 통해 GNSS (Global Navigation Satellite System) 측량과 드론 LiDAR를 활용한 방법으로 산림지역에서의 지형모델 구축 및 활용성에 대한 평가가 이루어진다면 드론 LiDAR를 이용한 지형모델 구축의 활용성을 제시할 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.214-221
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• 2010

철도 선로에서 대표적인 취약개소로 분류하고 있는 터널-토공 접속구간은 하부 지지강성의 차이로 인하여 강성이 작은 구간에서 더 큰 침하가 발생하여 선로의 부등침하를 발생시켜 지속적인 유지보수 작업을 실시하여야 한다. 본 논문에서는 실제 현장구간의 터널-토공 접속구간에 대하여 도상자갈부에 설치된 일반 침목을 약 20m 대형침목으로 교체 후 윤중과 침목 침하량을 측정하여 개선효과를 비교하였다. 또한 수치해석을 이용하여 침목 크기와 간격 등을 변화시켜 레일압력, 도상 침하량 그리고 도상압력을 비교하였다. 현장계측과 수치해석결과 대형침목으로 교체한 경우 일반침목에 비해 윤중변동율과 침하량 등에서 약 10%의 개선효과가 있는 것 을 확인할 수 있었다. 또한 수치해석결과 대형침목의 경우 일반침목에 비해 레일저부압력, 침목침하량, 도상압력이 각각 9.3%, 4%, 14.5% 감소되었으며, 이중에서 도상압력이 가장 많이 감소되는 것을 확인하였다.

• 한국측량학회지
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• 제12권1호
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• pp.119-129
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• 1994

지형공간정보체계는 광범위한 응용기술과 정부, 기업, 과학의 많은 분야의 종사자들에게 매우 큰 관심거리이다. 토목의 여러 분야에 있어서 절토량과 성토량을 추정하기 위해 지형을 모델화 해야 할 필요가 있다. 일반적으로 공사전의 수치지형모델을 작성하고 공사 후에 변화된 지형을 나타내는 예측 수치지형모델을 만든다. 토목공학의 중요한 요소인 토량산출을 위해 사다리꼴 법칙, 심프슨 1/3 법칙과 3/8법칙을 사용하여 산출하였다. 그리고 경사는 수평면에 접하는 면으로 정의할 수 있으며, 경사는 표고의 변화율인 기울기와 최대고도 변화율이 일어나는 방향의 두가지 요소를 가지고 있다. 본 연구에서는 토량의 산출 및 정지표고 산정, 경사도, 방향등의 공간정보를 도출하여 그 결과를 얻었다.

• 한국측량학회지
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• 제30권6_1호
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• pp.539-547
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• 2012

토공작업이 대단위로 이루어지는 단지조성공사 건설현장에서는 매월 공사대금 신청을 위한 기성물량 산출측량을 주기적으로 실시한다. 토공사 기성측량은 RTK-GPS 또는 TS등으로 관측하여 작성한 횡단면도를 전회에 작성한 횡단면도에 중첩하여 금회 시공분에 대한 토공량을 산출하는 방식으로 진행된다. 그러나 기존 방식은 측량비용과 시간이 과다하게 소요되므로 실제 현장에서는 제한된 시간 내에 측량을 완료하기 위하여 모든 경사변환점의 위치를 빠짐없이 관측하기 보다는 측량기술자가 자의적으로 판단하여 기복이 심한 지형만을 선별적으로 관측하게 된다. 따라서 이 경우에는 높은 정확도의 물량이 산출되지 않을 뿐만 아니라 다른 측량기술자가 측량한 성과와도 서로 다른 결과가 초래되어 매 공사대금 신청 시마다 발주자와 원도급자 또는 하도급자 간에 기성물량과 관련한 분쟁으로 이어지는 경우가 흔하게 발생된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 3차원 모바일레이저 시스템을 이용하여 신속하게 토공량을 정확하게 산출할 수 있는 기법을 개발하고 적용실험을 실시하였다. 또한 모바일레이저의 정확도 검증을 위해 스캐닝 된 지형현황자료로부터 검사점을 확인하는 과정에서 저가형 모바일레이저가 지형현황측량에도 적용될 수 있는지의 여부를 판단하기 위한 실험을 부가적으로 수행하였다. 실험결과, 토공량 산출적용실험에서는 종래 방식으로 48시간 이상 소요되었던 횡단측량 외업 시간을 2시간 내로 단축하고 측점간격 또한 3m에서 0.2m이내로 좁혀 고정밀의 토공량 산출측량을 수행할 수 있었다. 또한 지형현황측량 적용실험에서는 위치정확도가 10cm이내인 정밀 지형도를 작성할 수 있었다.