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과제기본정보

근로자 보호 및 시설물 안전관리를 위한 AI객체인식, 공사진척도 반영 경로산출, 사고예측 알고리즘 탑재 재난예방용 LOD350 디지털 트윈 응용기술 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C161440-02
국가과학표준분류 1순위 농림·수산 | 작물 생리·생태 | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | 핵자료 기술 | None 과제유형 개발
과제명 근로자 보호 및 시설물 안전관리를 위한 AI객체인식, 공사진척도 반영 경로산출, 사고예측 알고리즘 탑재 재난예방용 LOD350 디지털 트윈 응용기술 개발
주관연구기관 (주)코너스
총괄연구 책임자 성명 김동오
소속 (주)코너스 직위 대표이사
전화번호 02-518-1047 FAX 02-518-1037
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 900,000,000 63,750,000 551,250,000 615,000,000 1,515,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 2019년 산업재해 사망자 855명 중 건설업 사망자가 50.1%(428명)로 사망률 1위를 차지, 건설현장 안전강화를 위해 보다 효율적인 대책 마련이 촉구되고 있음
- 지난 2020년 4월 29일 경기도 이천 물류창고 화재로 38명의 사망사고가 발생하는 등 끊이지 않는 건설현장 안전사고는 대한민국이 여전히 안전불감증으로 인한 인재가 속출되고 있어 건설현장의 안전관리시스템 의무화 등 다각적인 방안 실현이 요구되는 실정임
- 현재는 소방훈련 등이 의무화 되어 있지 않고, 이를 정기적으로 수행하기 위한 체계가 마련되어 있지 않기 때문에 재난 발생 시 대응이 쉽지 않음. 입주민 대상 소방훈련을 정기적으로 실시해 화재 시 피난로 등을 안내하여 유사시 빠르게 대응할 수 있도록 하는 방안 마련 시급
- 최근 글로벌 컨설팅 그룹 및 연구기관들은 스마트 기술을 활용한 생산성 혁신 가능성이 높은 대표적인 분야로 건설산업을 선정하고, 적용성이 높은 주요 스마트 '건설' 기술과 함께 생애주기 단계별 적용 방향을 제시함
- 공통적으로 제시되고 있는 주요 스마트 건설기술로는 BIM, 클라우드, 사물인터넷, 데이터 고급 분석, 증강현실, 디지털 트윈, 지능형 건설장비 등이 제시
- 생애주기 단계별로는 설계 단계의 경우 BIM, 가상현실, 빅데이터, 인공지능, 드론 등이 주요 기술로 제시되고 있으며, 시공 단계는 대부분의 스마트 건설기술을 현장 내 적용하고자 함. 운영/유지단계의 주요 기술로는 BIM, 디지털트윈, 빅데이터, 인공지능, 증강현실 기술 등이 제시 됨
- 정부 및 국토교통부 또는 '17년 이후 '4차 산업혁명 대응 계획', '건설산업 혁신 방안', '제6차 건설기술진흥 기본계획(2018~2022)', '스마트 건설기술 로드맵' 등을 통해 4차 산업혁명 시대에 대응하고 스마트 건설기술의 활성화를 위한 각종 지원 정책과 방안, 로드맵을 제시하고 있음
- 본 과제는 건설현장 안전 확보 및 화재?지진?테러의 상시 대비를 위한 사고예방?대응기술에 BIM, 디지털트윈, 빅데이터, 인공지능 기술을 적용하여 건설 현장의 안전 및 근로자 안전 확보, 화재 피난 안전과 재난 및 안전사고 대응 구호?구난 시스템을 개발함
최종목표 근로자 보호 및 시설물 안전관리를 위해 AI객체인식, 공사진척도 반영 경로산출, 사고예측 알고리즘 탑재 재난예방용 LOD(Level of Detail)350 디지털 트윈 응용기술 개발
● (시공 단계) 빅데이터 기반 건설현장 스마트 안전관리 시스템 개발
● (시공 단계) 근로자 안전 확보 시스템 개발
● (시공?운영 단계) 화재피난 안전시스템 개발
● (시공?운영 단계) 재난 및 안전사고 대응 구호?구난 시스템 개발
● (실현장 검증) 수요처 대상 테스트베드 구축 및 성능 고도화
● (인증 및 공인시험) 법정 필수 인증(KFI 인증 획득) 및 공인시험을 통한 성능 검증
● (사업화 컨설팅) 국토교통건설관리 전문 컨설팅 기관의 사업화 전략 수립
연구내용 및 범위 ○ (시공 단계) 빅데이터 기반 건설현장 스마트 안전관리 시스템 개발
- 사고사례, 위험도 분석 등 빅데이터 기반 사고예측 알고리즘을 통한 건설현장 안전관리 시스템 개발
- 사고요인 분석 AI 엔진과 IoT 센서 통합 현장 맞춤형 건설안전 사고예방 플랫폼 개발
- 산업안전보건공단, 한국시설안전공단 사고사례와 현장 특성 상관관계 분석을 통한 위험도 예측
- 디지털트윈 기반 근로자별, 구간별 위험도에 따른 관리자 안전순찰경로 안내
- BIM 정보, 건설 공정 동기화, SOP 기반 디지털트윈 건설현장 통합 관제 개발

○ (시공 단계) 근로자 안전 확보 시스템 개발
- Data-Set 활용 근로자 출입시 위험공종, 근로자, 현장/구간 위험도에 따른 점검 우선순위 정보 제공
- 고 위험 공종/직종 근로자 선재 점검 안내, 점검 결과 반영 위험지수 조정 및 시스템 적용
- 현장사고 예방을 위한 일별, 구간별, 근로자별 집중 관리 정보 안내
- 관리자용 업무 관리, 근로자용 안전교육 전용 앱 개발
- BIM 정보, 건설 공정, Data-Set 활용 디지털트윈 기반 근로자 안전 확보 시각화 모듈 개발

○ (시공?운영 단계) 화재피난 안전시스템 개발
- 화재피난 안전시스템의 시공?운영 단계 현업 요구사항 수집, 개발 기능 정의
- BIM, 건설공정정보, HW, 대피경로 알고리즘 등 시공?운영 통합 화재피난 대응 서비스 플랫폼 개발
- 건설 현장, 완공 건물 내 근로자?입주자(재실자) 화재피난 IoT 대피안내기기 HW 개발
- 건설 현장의 운용 환경을 고려한 간편설치, 교체, 관리가 용이한 이동형 IoT 대피안내기기 HW 및 펌웨어 개발
- 완공 건물 대상 법정 설비(비상구 유도등)의 KFI 인증 IoT대피안내기기 HW 및 펌웨어 개발
- 소방설비(화재감지기, 발신기, 수신기, 방화셔터 등)와 연동을 통한 실시간 피난경로 산출 알고리즘 개발
- 건설 현장, 완공 건물의 대피경로 데이터 생성/관리를 위한 대피경로 네트워크 SW 개발
- 대피경로 DB, BIM, 소방설비, 재실자 정보 등 디지털트윈 기반 관리자/근로자/입주자 훈련, 대피경로 검증을 위한 대피 시뮬레이션 SW 개발
- BIM, 건설공정, CCTV, 소방설비, 재실자 정보 등 디지털트윈 기반 화재피난 안전 통합 관제 SW 개발
- 관리자 이동형 IoT 대피안내기기 설정, 화재피난 대응 전용 앱 개발

○ (시공?운영 단계) 재난 및 안전사고 대응 구호?구난 시스템 개발
- 현장 구조, 구호?구난 진입경로, 상황 발생에 따른 SOP 등 재난 대응 서비스 플랫폼 개발
- 재난 및 안전사고 상황 발생 시 신속 조치, 상황 전파를 위한 안전관리자 통합 관제 SW 개발
- 현장 안전관리자, 소방서 등 유관기관 구조 정보 공유
- 고립구역, 재실자 위치 등의 디지털트윈 기반 구조 진입 경로(Ingress) 안내
- CCTV, IoT 센서 등 재실자 밀집도/인원정보 기반의 구조 대응 정보 안내

○ (실현장 검증) 수요처 대상 테스트베드 구축 및 성능 고도화
- 건설 현장, 완공 건물 대상 테스트베드 구축 및 운영
- 단계별 현장 운영을 통한 개발 성과물의 기능 검증 및 개선 사항 도출을 통한 고도화 계획 수립
- 안전관리자, 근로자, 유관기관 담당자의 현장 운영을 통한 사용 편의성 개선
- 테스트베드 상시 운영을 통한 데이터 수집, 알고리즘 검증
- 외부 전문가 기술 자문을 통한 테스트베드 개선

○ (인증 및 공인시험) 법정 필수 인증(KFI 인증 획득) 및 공인시험을 통한 성능 검증
- 이동형 IoT 대피안내기기, 무선중계기 등의 무선기기에 대한 KC 인증 등 필수 인증 확보
- 유도등 일체형 IoT 대피안내기기의 법정 필수 인증 확보로 건설 단계 유도등 중복 투자에 대한 비용 절감으로 경제성 확보
- 개발 SW Package, HW의 외부 공인시험을 통한 성과물의 신뢰성 확보

○ (사업화 컨설팅) 국토교통건설관리 전문 컨설팅 기관의 사업화 전략 수립
- 현장 운영 장비(HW), 센싱 정보/데이터 수집?분석/의사 결정/업무 지원을 위한 서비스(Platform), 사용자(User)의 목적에 따른 정보 제공(SW, Application)의 지적 재산권 확보(특허, SW등록, 상표 등록 등)
- 건설 현장, 운영 단계별 시스템의 제품 패키지 구성 다변화를 통한 상품 출시
- 본 개발 성과물의 서비스 이용 과금 방식, 단독 구축 사용 등 제품 판매 정책 수립
- 대외 홍보를 위한 국내외 전시회 참여, 언론 홍보, 마케팅 전략 수립
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 ● (시공 단계) 빅데이터 기반 건설현장 스마트 안전관리 시스템 개발
● (시공 단계) 근로자 안전 확보 시스템 개발
● (시공?운영 단계) 화재피난 안전시스템 개발
● (시공?운영 단계) 재난 및 안전사고 대응 구호?구난 시스템 개발
● (실현장 검증) 수요처 대상 테스트베드 구축 및 성능 고도화
● (인증 및 공인시험) 법정 필수 인증(KFI 인증 획득) 및 공인시험을 통한 성능 검증
● (사업화 컨설팅) 국토교통건설관리 전문 컨설팅 기관의 사업화 전략 수립
● (시공 단계) 빅데이터 기반 건설현장 스마트 안전관리 시스템 개발
- 사고사례, 위험도 분석 등 빅데이터 기반 사고예측 알고리즘을 통한 건설현장 안전관리 시스템 개발
- 사고요인 분석 AI 엔진과 IoT 센서 통합 현장 맞춤형 건설안전 사고예방 플랫폼 개발
- 산업안전보건공단, 한국시설안전공단 사고사례와 현장 특성 상관관계 분석을 통한 위험도 예측
- 디지털트윈 기반 근로자별, 구간별 위험도에 따른 관리자 안전순찰경로 안내
- BIM 정보, 건설 공정 동기화, SOP 기반 디지털트윈 건설현장 통합 관제 개발

● (시공 단계) 근로자 안전 확보 시스템 개발
- Data-Set 활용 근로자 출입시 위험공종, 근로자, 현장/구간 위험도에 따른 점검 우선순위 정보 제공
- 고 위험 공종/직종 근로자 선재 점검 안내, 점검 결과 반영 위험지수 조정 및 시스템 적용
- 현장사고 예방을 위한 일별, 구간별, 근로자별 집중 관리 정보 안내
- 관리자용 업무 관리, 근로자용 안전교육 전용 앱 개발
- BIM 정보, 건설 공정, Data-Set 활용 디지털트윈 기반 근로자 안전 확보 시각화 모듈 개발

● (시공?운영 단계) 화재피난 안전시스템 개발
- 화재피난 안전시스템의 시공?운영 단계 현업 요구사항 수집, 개발 기능 정의
- BIM, 건설공정정보, HW, 대피경로 알고리즘 등 시공?운영 통합 화재피난 대응 서비스 플랫폼 개발
- 건설 현장, 완공 건물 내 근로자?입주자(재실자) 화재피난 IoT 대피안내기기 HW 개발
- 건설 현장의 운용 환경을 고려한 간편설치, 교체, 관리가 용이한 이동형 IoT 대피안내기기 HW 및 펌웨어 개발
- 완공 건물 대상 법정 설비(비상구 유도등)의 KFI 인증 IoT대피안내기기 HW 및 펌웨어 개발
- 소방설비(화재감지기, 발신기, 수신기, 방화셔터 등)와 연동을 통한 실시간 피난경로 산출 알고리즘 개발
- 건설 현장, 완공 건물의 대피경로 데이터 생성/관리를 위한 대피경로 네트워크 SW 개발
- 대피경로 DB, BIM, 소방설비, 재실자 정보 등 디지털트윈 기반 관리자/근로자/입주자 훈련, 대피경로 검증을 위한 대피 시뮬레이션 SW 개발
- BIM, 건설공정, CCTV, 소방설비, 재실자 정보 등 디지털트윈 기반 화재피난 안전 통합 관제 SW 개발
- 관리자 이동형 IoT 대피안내기기 설정, 화재피난 대응 전용 앱 개발

● (시공?운영 단계) 재난 및 안전사고 대응 구호?구난 시스템 개발
- 현장 구조, 구호?구난 진입경로, 상황 발생에 따른 SOP 등 재난 대응 서비스 플랫폼 개발
- 재난 및 안전사고 상황 발생 시 신속 조치, 상황 전파를 위한 안전관리자 통합 관제 SW 개발
- 현장 안전관리자, 소방서 등 유관기관 구조 정보 공유
- 고립구역, 재실자 위치 등의 디지털트윈 기반 구조 진입 경로(Ingress) 안내
- CCTV, IoT 센서 등 재실자 밀집도/인원정보 기반의 구조 대응 정보 안내

● (실현장 검증) 수요처 대상 테스트베드 구축 및 성능 고도화
- 건설 현장, 완공 건물 대상 테스트베드 구축 및 운영
- 단계별 현장 운영을 통한 개발 성과물의 기능 검증 및 개선 사항 도출을 통한 고도화 계획 수립
- 안전관리자, 근로자, 유관기관 담당자의 현장 운영을 통한 사용 편의성 개선
- 테스트베드 상시 운영을 통한 데이터 수집, 알고리즘 검증
- 외부 전문가 기술 자문을 통한 테스트베드 개선

● (인증 및 공인시험) 법정 필수 인증(KFI 인증 획득) 및 공인시험을 통한 성능 검증
- 이동형 IoT 대피안내기기, 무선중계기 등의 무선기기에 대한 KC 인증 등 필수 인증 확보
- 유도등 일체형 IoT 대피안내기기의 법정 필수 인증 확보로 건설 단계 유도등 중복 투자에 대한 비용 절감으로 경제성 확보
- 개발 SW Package, HW의 외부 공인시험을 통한 성과물의 신뢰성 확보

● (사업화 컨설팅) 국토교통건설관리 전문 컨설팅 기관의 사업화 전략 수립
- 현장 운영 장비(HW), 센싱 정보/데이터 수집?분석/의사 결정/업무 지원을 위한 서비스(Platform), 사용자(User)의 목적에 따른 정보 제공(SW, Application)의 지적 재산권 확보(특허, SW등록, 상표 등록 등)
- 건설 현장, 운영 단계별 시스템의 제품 패키지 구성 다변화를 통한 상품 출시
- 본 개발 성과물의 서비스 이용 과금 방식, 단독 구축 사용 등 제품 판매 정책 수립
- 대외 홍보를 위한 국내외 전시회 참여, 언론 홍보, 마케팅 전략 수립
연구성과 기술적 기대성과 ● 건설 현장의 건설 현장 데이터 수집분석예측을 위한 공정 프로세스 적용
- 건설 현장 위험요인 분석, 안전관리 시나리오 적용, 위험도 맵핑 기반 안전관리 기법 등 IoT 장비와 현장 안전관리 기능이 접목된 안전관리시스템 적용
- 위험인지 기반 안전관리 시나리오의 시스템 적용 및 해외 건설 시장 안전관리 솔루션 확산

● K-안전장비 및 시스템으로 세계 건설/안전 관련 분야 진출
- BIM 정보, 건설 공정 정보, 현장 CCTV, 디지털 SOP를 연계하여 건설 단계, 운영 단계 기반 시설물의 통합 안전관리 활용
- 건설 현장 안전사고 발생에 대응하는 IoT 대피안내기기, 저전력 무선통신 기술, CCTV 기반 지능형 영상분석 기술을 건설, 운영 단계 시설물에 적용하여 건설 근로자, 재실자의 인명 보호
- 국내 법정 소방 설비의 인증 획득을 통해 4세대 피난유도 장비, 시스템의 시장 도입 확대 : 유도등과 같은 소방 설비의 경우 한국소방산업기술원(KFI) 인증 제품만 설치 가능
- 피난 유도 및 관제시스템 개발 분야의 국산 기술 진입 : 현재 미국 IBM CPLEX, Gurobi 등이 세계 및 국내 시장의 95% 이상 점유
사회 경제적 파급효과 ● 건설현장 및 다중이용시설의 디지털트윈 기반 안전 프로세스 혁신
- 평상 시에는 안전 위험 모니터링을 강화하고, 디지털 시뮬레이션에 의해 모의훈련에 필요한 준비 기간 및 사전 리허설에 동원되는 인력 투입 감축
- 재난 시에는 발생 위치 및 확산 상황을 반영하여 재실자의 현 위치마다 적합한 재난대응 요령을 즉각적이고 자동적으로 제공하여, 인명피해 방지

● 인명피해 및 재난대피 인력운용 비용 절감 및 글로벌 건설안전 시장 선점
- 종래 고정식 대피유도 방식 대비 대피 효율 30% 이상 증대 (※GS건설 안전혁신학교, SK하이닉스 공장 도입결과 평균 35~43% 이상 골든타임 증대 효과)
- 정부, 공공기관, 대학교, 자산총액 5억원 이상 기업 등 2,230개 기관 확산 시 연간 4조원 이상 비용 절감 가능 (기관 당 22억원 추정)
- 국내뿐만 아니라 SOC 투자가 활발한 중국, 동남아시아, 남미 등에 Agent를 통한 수출시장을 개척하여 해외시장 선점
- 향후 10년간 누적 매출을 기준으로 글로벌 시장에서 총 4조 8,556억원의 매출 목표를 달성
활용방안 ○ 건설 현장의 건설 현장 데이터 수집분석예측을 위한 공정 프로세스 적용
- 건설 현장 위험요인 분석, 안전관리 시나리오 적용, 위험도 맵핑 기반 안전관리 기법 등 IoT 장비와 현장 안전관리 기능이 접목된 안전관리시스템 적용
- 위험인지 기반 안전관리 시나리오의 시스템 적용 및 해외 건설 시장 안전관리 솔루션 확산
○ K-안전장비 및 시스템으로 세계 건설/안전 관련 분야 진출
- BIM 정보, 건설 공정 정보, 현장 CCTV, 디지털 SOP를 연계하여 건설 단계, 운영 단계 기반 시설물의 통합 안전관리 활용
- 건설 현장 안전사고 발생에 대응하는 IoT 대피안내기기, 저전력 무선통신 기술, CCTV 기반 지능형 영상분석 기술을 건설, 운영 단계 시설물에 적용하여 건설 근로자, 재실자의 인명 보호
- 국내 법정 소방 설비의 인증 획득을 통해 4세대 피난유도 장비, 시스템의 시장 도입 확대 : 유도등과 같은 소방 설비의 경우 한국소방산업기술원(KFI) 인증 제품만 설치 가능
- 피난 유도 및 관제시스템 개발 분야의 국산 기술 진입 : 현재 미국 IBM CPLEX, Gurobi 등이 세계 및 국내 시장의 95% 이상 점유
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 건설현장 스마트 안전관리 LOD350 고속가시화 디지털 트윈 재난 대응 의사결정 알고리즘 4세대 대피안내 기술 사물인터넷/인공지능
영문 Smart Safety Management for construction sites LOD350 High-speed Visualization Digital Twin Decision Algorithm for Disaster Response 4th Generation Evacuation Guidance Technology IoT/AI
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