| 연구개발개요 |
21세기 건설산업은 생산성 향상만을 내세운 대량생산에서 폐기에 이르는 일방향 생산시스템에서, 인간의 삶의 질을 향상시키는데 초점을 맞춘 소비자와 생산자 간의 양방향 생산시스템으로 전환되고 있다. 이러한 움직임은 국내 건축산업의 변화와 함께 국내 건설기업들의 해외 건축시장 진출을 위한 경영전략으로도 발전하고 있다. 소득수준 및 교육수준의 향상으로 인해 소비자들의 요구 수준이 높아지면서, 최근 건축산업에서의 초고층 공간과 대규모 복합공간은 도시 건축물의 주류로서 받아들여지고 있다. 현재 국내에 지어진 40층 이상의 초고층 건축물 규모 및 양은 세계 4위 수준이며, 이러한 경향은 앞으로도 더욱 가속화 될 것이다. 또한 복합 공간은 사업성, 경제성, 사용자의 편의성 등을 이유로 민간부문에서 뿐만 아니라 공공부문에서도 선호되고 있다. 이처럼 초고층 공간과 복합공간이 증가하면서 건축물의 공간에서는 매우 복잡하고 다양한 상황들이 연출되는데, 이에 대한 관리는 아직도 관리자가 획득한 제한된 정보에 근거해서 내린 의사결정에 의존하고 있다. 그러나 인간의 능력은 한정된 시간 동안에, 제한된 정보를 분석하여, 상황에 맞는 적절한 조치를 취하는 데에는 한계가 있다. 이러한 한계점은 첨단 정보기술을 융합한 관리시스템을 사용함으로서 비약적인 개선의 여기가 있다. 본 연구과제의 목적은 이러한 첨단 정보기술을 융합한 실시간 공간정보 관리 시스템(SICS; Spatial Information Control System, 이하 SICS로 표기)을 개발하는 것이다.
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| 최종목표 |
본 연구의 최종목표는 실시간 SICS(Spatial Information Control System)의 개발이다. 실시간 SICS는 3D CAD의 공간정보와 GIS를 통합하여 구현한 SICS 엔진과 인간이동 감지시스템을 통합한 시스템인데, 이 시스템은 건축물의 공간정보를 건축물의 이용자와 관리자에게 실시간으로 제공하는 기능을 가지고 있다.SICS엔진은 내부공간에 대한 데이터를 추출하는 3D CAD 시스템과 외부공간에 대한 데이터를 담고 있는 GIS 시스템으로 구성되어 있다. 이 엔진은 일종의 프레임웍(frame work)이며, 이것에 다양한 애플리케이션들이 통합된다. 본 연구에서는 ‘일정 공간 안에서의 인간이동’ 어플리케이션 통합을 결정했다. 인간들의 이동을 감지하여 공간 상황 정보를 추출하기 위해 이미지 프로세싱 기술을 발전시켜 인간이동 감지 시스템을 개발한다. 동선, 공간밀도, 인간이동속도 등 구역별 실시간 인간이동 데이터를 추출하는 인간이동 감지 시스템과 내？외부 공간 정보를 관리하는 SICS 엔진과 통합하여 실시간 SICS를 개발한다.본 연구과제에서는 3D CAD 시스템은 범용 3D CAD 시스템인 ArchiCAD를, GIS 시스템은 협동연구기관으로 참여하는 (주)한국공간정보통신에서 자체 개발한 IntraMap3D를 활용할 예정이다.
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| 연구내용 및 범위 |
1차년도 연구의 주요 목표는 3D CAD 활용을 위한 기반 기술 개발, SICS 엔진 개념 모델 개발, 인간이동 감지시스템의 기반 기술 개발 등이다. 이중 먼저 3D CAD 활용을 위한 기반 기술 개발에서는 네트웍 이론을 사용한 다중이용시설물 내부 공간의 이용객 이동 관리 알고리즘 개발을 위한 기초연구, 다중이용시설물의 종류 및 공간 구성 조사, 다중이용시설물의 공간 위상 관계 조사, 3D CAD 정보에서 공간 정보 추출을 위한 방안 수립의 기초 연구 등이 수행된다. SICS의 개념 모델 개발에서는 SICS 엔진 개발을 위한 엔진의 개념 정립과 시스템 개발을 위한 개념 모델 등이 개발된다. 인간이동 감지 시스템의 기반 기술 개발에서는 인간 이동 감지에 효과적인 건축물 내의 대표 위치 선정 연구와 각 대표 위치에 적합한 인간 이동 감지 기술 연구 등이 수행된다. 2차년도 연구의 주요 목표는 통합화로서, 1차년도에 수행한 각 요소기술의 기반 연구를 토대로 서브 시스템 개발 및 이것들의 통합화를 통한 프로토타입 시스템 개발이 주요 연구 내용이다. 주요 개발 내용으로는 네트웍 이론을 사용한 다중이용시설물 내부공간의 이용객 관리 알고리즘 개발, 3D CAD 정보에서 공간 정보만을 추출하기 위한 방안 개발, SICS 엔진 개발, 인간 이동 감지 기술 개발을 위한 요소 기술 연구, 인간이동 감지 시스템의 검증 및 보완, 애플리케이션 개발, 인터페이스 개발, 인간이동감지 시스템, 애플리케이션 시스템, 인터페이스 등의 통합화 및 프로토타입 시스템 개발 등이다. 3차년도 연구의 주요 목표는 실용화로서, 2차년도에 개발한 프로토타입 시스템의 테스트 및 보완을 통해서 SICS를 실용화하는 것이다. 이를 위한 주요 개발 내용으로는 먼저 실용화를 위한 테스트 대상을 선정한다. 다음으로 선정된 대상에 대한 3D 공간정보 생성작업을 진행한다. 이는 현재 사용 중인(즉 테스트 대상인) 다중이용시설물 대부분은 2D 도면을 사용하여 건설되었기 때문에 3D CAD 도면이 없다. 따라서 본 연구과제에서는 SICS 실용화 테스트를 위해 Archicad를 사용해서 테스트 대상에 대한 3D CAD 도면을 만들 수밖에 없다. 다음으로 가상 시나리오를 작성한다. 이는 재난 관리 등에 대한 SICS의 성능을 실제 상황이 아닌 가상의 상황에서 테스트하기 위한 것이다. 왜냐하면 실제 상황을 대상으로는 SICS의 성능을 테스트할 수 없기 때문이다. 작성되는 시나리오는 총 4종류이다(평상 시와 재난 발생 시를 대상으로 각각 일상 상황과 특별 이벤트 발생 상황 등). 다음으로 시나리오별 시뮬레이션을 실행한다. 이 과정은 2차년도에 개발한 다중이용시설물 내부공간의 이용객 관리 알고리즘과 SICS에 4종류의 시나리오를 적용하고, 각각의 결과를 비교하는 방식으로 진행된다. 다음으로 시뮬레이션 결과를 분석하여 SICS의 문제점을 도출한 후, 각각의 문제점을 보완한다.
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