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과제기본정보

도로실증을 통한 스마트 건설기술 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 스마트건설기술개발사업 과제번호 22SMIP-A158708-03
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 개발
과제명 도로실증을 통한 스마트 건설기술 개발
주관연구기관 한국도로공사
총괄연구 책임자 성명 조성민
소속 한국도로공사 직위 사업단장
전화번호 054-811-2731 FAX 02-371-3266
총 연구기간 2020-04-28 ~ 2025-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 30,759,000,000 1,592,998,000 10,096,358,000 11,689,356,000 42,448,356,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 본 연구개발의 최종목표는 건설현장에서 발생하는 데이터의 공유 및 서비스 활용을 지원하는 스마트 건설 핵심 플랫폼 및 디지털 트윈 기반 관리 기술개발임. 전체 건설 공정에서 발생하는 현장 및 장비, 작업자, 자재 등에 관한 다양한 정보를 수집하여 디지털 데이터로 축적 및 관리하고, 클라우드 환경을 통해, 건설 현장별, 조직별, 관리주체별 최적화된 요구정보를 제공하는 것이 목표임
○ 또한, 디지털 플랫폼에 축적된 건설 관련 다양한 데이터들을 활용한 디지털 트윈 모델을 기반의 관리 기술을 개발하며, 각종 어플리케이션을 통해 발주처, 시공사, 설계사 등 건설참여자 및 기업, 스타트업, 국민들에게 다양한 서비스를 제공함
최종목표 ○ 스마트 건설 디지털 플랫폼 및 디지털 트윈 기반 관리 기술을 개발하여 건설 全단계에 걸쳐 생성되는 정보를 디지털화함으로써, 건설 생산성과 안전성을 혁신적으로 향상시킴
- 엣지컴퓨팅 기반 건설현장 실시간 데이터 수집 및 디지털트윈 플랫폼 연계 실시간 정보 제공 기술 개발(엣지컴퓨팅 기반 데이터 전처리 성능 초당 5000건이상, 데이터 연계 성공률 95%)
- 클라우드 기반 플랫폼 구축 및 운영관리 기술 개발
- Data Lake 구축 및 운영 기술 개발(도로 건설현장 실시간 통합 관제 기술 개발, 건설현장 디지털 모델 실시간 유스케이스 데이터 업데이트 시간 3초 이내)
- 실시간 현장대응 기술 개발
- 스마트 건설 디지털 플랫폼 운영 및 활용 방안 마련
- 텍스트 마이닝 기반의 건설 프로젝트 리스크 발생 확률 분포 자동 생성 기술 개발(건설 프로젝트 문서 텍스트 마이닝(리스크 확률 분포)의 정확도 95% 이상)
- 건설 프로젝트 공정계획/관리 최적화를 위한 시뮬레이션 기술 개발(AI 기반 공정계획/관리 시스템(디지털 트윈 시공 시뮬레이션) 공기 예측 정확도 80% 이상)
- 도로건설 현장의 건설자원(현장 장비, 인력, 자재)과 연동된 디지털 트윈 모델을 기반으로 건설자원의 흐름을 가상의 공간에 시각화하며, 현장에서 웨어러블 AR 기기를 통해 공정정보의 접근성 및 활용도를 향상
- 스마트 건설 디지털 데이터 허브 구축(데이터 카탈로그 규격 적용 1건 이상, 스마트시티 플랫폼 등 건설 데이터 연계 프로토콜 지원 건수 3개 이상, Open API 지원 개수 5개 이상)
- 스마트 건설 데이터 공유를 위한 Public 클라우드 구축
- 스마트 건설과 스마트시티 등 외부 데이터 연계 기술 개발
- 스마트 건설 디지털 플랫폼 활용성 제고를 위한 거버넌스 체계 연구
연구내용 및 범위 [스마트 건설 디지털 플랫폼 및 디지털 트윈 기반 관리 기술은 5개(데이터 수집 및 관리기술, 플랫폼 구축 및 운영 관리 기술, 디지털 트윈 및 시뮬레이션 기술, 공정정보 시각화 기술, 건설정보 제공 기술)의 구성기술로 구분되며 세부 구성기술별 연구내용은 아래와 같음]
○ (구성기술 1) 실시간 건설현장(도로시공) 데이터 수집 및 관리 기술 개발
- 엣지 컴퓨팅 기반 건설현장 실시간 데이터 수집 및 연계기술 개발
- 유관기관 및 기존 건설 관련 시스템을 디지털 플랫폼과 연결하기 위한 데이터 수집 및 연계 기술 개발
○ (구성기술 2) 스마트 건설 디지털 플랫폼 구축 및 운영 관리 기술 개발
- 건설현장 및 장비, 작업자, 자재 등 스마트 건설 라이프 사이클 전반에 걸쳐 발생하는 데이터를 디지털 플랫폼의 데이터 레이크에 축적 및 관리하는 기술 개발
- 클라우드 환경에서 건설 관리주체별 데이터 공유 및 서비스 활용을 지원하는 디지털 플랫폼 운영 및 관리 기술 개발
- 디지털화된 건설현장 모델을 통해 실제 도로현장을 실시간으로 모니터링하고, 각종 사고나 긴급 상황 발생 시 건설현장과 연계하여 실시간 대응 기술 개발
○ (구성기술 3) 디지털 트윈 및 AI 기반의 건설 시뮬레이션 기술 개발
- 건설 프로젝트 문서(작업일보, 사고내역서 등)를 텍스트 마이닝을 통해 리스크 발생 확률 분포의 기초자료를 생성 및 분석하여 건설 프로젝트의 공종별 리스크 발생 확률분포를 자동으로 도출하는 기술 개발
- 건설 프로젝트의 공정계획 및 관리의 최적화를 위한 디지털 트윈 작업 시뮬레이션 개발 및 최적화 기술 개발
○ (구성기술 4) 디지털 트윈 모델 기반 건설 공정 정보 시각화 기술 개발
- 건설현장의 구조물 및 자원(인력, 자재, 장비 등)에 대한 센싱 데이터를 활용한 공간 및 자원에 대한 디지털 트윈 모델 기반 시각화 기술 개발
- 건설현장의 공정 정보의 활용도 제고를 위해 디지털 트윈 모델 기반의 AR 시각화 기술 개발
○ (구성기술 5) 스마트 도로 건설 정보 제공 기술 개발
- 스마트 건설 디지털 플랫폼을 통해 가공 및 생산되는 디지털 정보를 건설 산업계 및 민간에 제공하여 다양한 서비스에서 활용을 지원하는 기술 개발
- 스마트 건설과 스마트 시티 플랫폼 데이터 등 외부 데이터 연계 기술을 제공하여 인프라의 잔존수명 및 대보수 주기 예측 등 다양한 목적으로 활용될 수 있도록 함
- 스마트 건설 디지털 플랫폼의 활용성 제고를 위한 거버넌스 체계 연구
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 사업단 : 중점분야 내 핵심/구성기술 개발 모니터링 및 성과 분석
사업단 주관
○ (구성기술 1) 실시간 건설현장(도로시공)데이터 수집 및 관리 기술 개발
- 엣지컴퓨팅 기반 건설현장 데이터 실시간 수집기술 요구사항 분석/설계
- 외부데이터 수집 및 연계 기술 요구사항 분석/설계
○ (구성기술 2) 스마트 건설 디지털 플랫폼 구축 및 운영 관리 기술 개발
- 클라우드 기반 플랫폼 구축 및 운영 관리 기술 요구사항 분석
- 건설현장 및 유지관리 단계에서 발생하는 방대한원시데이터(정형/비정형)의 Data Lake 구축 및 운영 기술 요구사항 분석/설계
- 도로 건설현장 실시간 통합 관제 기술 분석/설계
- 실시간 현장 대응 기술 요구사항 분석
○ (구성기술 3) 디지털 트윈 및 AI 기반의 건설 시뮬레이션 기술 개발
- 텍스트 마이닝 기반 리스크 발생 확률분포 도출을 위한 선행 연구 분석
- 건설 프로젝트 공정계획/관리 시뮬레이션을 위한 최적 AI 기술 선정
○ (구성기술 4) 디지털 트윈 모델 기반 건설 공정 시각화 및 의사결정 지원기술 개발
- BIM to AR 데이터 경량화 및 데이터 처리/가공 알고리즘 분석 및 기존 AR 분야 인터랙션/인터페이스 설계, 시공정보 시각화 디자인
- 건설 전 과정의 3D 정밀설계 기술 개발
- 디지털 트윈 기반의 공정 시각화 구현 전략 수립
- AR 시각화 적용 공종 및 시나리오 확립을 통한 모듈 설계
○ (구성기술 5) 스마트 도로 건설 정보 공유 및 유통을 위한 데이터 허브 기술 개발
- 스마트 도로 건설 데이터 허브 요구사항 분석/설계
- Public 클라우드 요구사항 분석 및 설계
- 스마트 건설 디지털 플랫폼 데이터 관리체계 요구 사항 분석
○ (구성기술 1) 실시간 건설현장(도로시공)데이터 수집 및 관리 기술 개발
- 엣지컴퓨팅 기반 IoT GW 데이터 연계 인터페이스 요구사항 분석/설계
- 타 중점분야(세부과제) 연계 인터페이스 요구사항 분석/설계
- 고용량/대용량 스트림 어댑터 요구사항 분석/설계
- IoT 센서 네트워크 통신망 요구사항분석
- 건설현장 자원 계측 데이터 수집 및 연계 기술 요구사항 분석
- oneM2M 공통서비스기능 적용을 위한 건설현장 센서/디바이스 관리 기능 요구사항 분석/설계
- ESB 기반 건설관련 기존 시스템 데이터 실시간/배치 연계 기술 요구사항 분석/설계
○ (구성기술 2) 스마트 건설 디지털 플랫폼 구축 및 운영 관리 기술 개발
- 클라우드 기반 플랫폼 구축 및 운영 관리 기술 요구사항 분석
· Private 클라우드 디지털 플랫폼 인프라 설계 및 프로토타입 구축
· 스마트 건설 디지털 플랫폼 운영 및 관리 기술 설계 및 개발
· 디지털 플랫폼 서비스 지원 환경 요구사항 분석/설계
- 원시데이터(정형/비정형)의 Data Lake 구축 및 운영 기술 요구사항 분석/설계
· 건설현장 원시데이터에 대한 품질관리 방안 수립
· 원시데이터 빅데이터 환경 구축 설계
· 원시데이터 분석환경 설계
· Data Lake 관리 및 데이터 공유 기술 요구사항 분석/설계
- 도로 건설현장 실시간 통합 관제 기술 분석/설계
· 실시간 통합관제 플랫폼 기술 분석/설계
· 디지털 플랫폼 데이터 연동 및 디지털 모델 관리 분석/설계
- 실시간 현장 대응 기술 요구사항 분석/설계
· 현장 운영상황, 돌발상황에 따른 정보 제공기술 분석 및 설계
○ (구성기술 3) 디지털 트윈 및 AI 기반의 건설 시뮬레이션 기술 개발
- 텍스트 마이닝 기반 리스크 발생 확률분포 도출을 위한 선행 연구 분석
· 텍스트 마이닝 기반 리스크 발생 확률 분포 도출을 위한 건설 프로젝트 문서 수집
· 텍스트 마이닝 기반 리스크 발생 확률 분포 자동 도출 SW의 플랫폼 탑재 관련 기술 조사 및 분석
- 건설 프로젝트 공정계획/관리 시뮬레이션을 위한 최적 AI 기술 선정
· 대표공종의 세부액티비티 별 건설공정데이터 수집 및 분석
· 선행 연구 분석을 통한 네트워크 시뮬레이션 최적 AI 기술 선정
· 소프트웨어의 플랫폼 탑재 관련 기술 조사 및 분석
· AI 기반 공정계획/관리 최적화 SW의 플랫폼 탑재 관련 기술 조사 및 분석
○ (구성기술 4) 디지털 트윈 모델 기반 건설 공정 시각화 및 의사결정 지원기술 개발
- BIM to AR 데이터 경량화 및 데이터 처리/가공 알고리즘 분석 및 기존 AR 분야 인터랙션/인터페이스 설계, 시공정보 시각화 디자인 조사 및 분석
- 철근 배근 및 골조 설계 자동 보정 알고리즘 개발
- 디지털 트윈 기반 공정 시각화의 도로건설 적용 공종 선정 및 작업 표준화
- 디지털 트윈 기반 공정 시각화 구현의 상세수준 확립
- 적용 공종 및 시나리오 확립
- AR 시각화 모듈 설계 구체화
○ (구성기술 5) 스마트 도로 건설 정보 공유 및 유통을 위한 데이터 허브 기술 개발
- 스마트 도로 건설 정보 데이터 허브 요구사항 분석
· 스마트 도로 건설 정보 데이터 허브 요구사항 분석
· 스마트 도로 건설 분야 정보 공유 데이터/표준화 기준 요구사항 분석
- Public 클라우드 요구사항 분석 및 설계
· 공공분야 클라우드 정책 기반 Public 클라우드 설계
- 스마트 건설 데이터 관리체계 요구사항 분석 및 설계
· 스마트 건설 데이터 유형 및 사례 조사
연구성과 기술적 기대성과 ○ 건설분야의 방대한 정형, 비정형 데이터의 축적, 관리, 분석, 활용 기
술 확보
○ 폐쇄적인 건설분야 정보 활용 수준에서 일반 기업과 국민들에게 건설
정보의 개방 및 공유를 통해 혁신적인 서비스 창출 기대
○ 스마트 건설 사업 내의 타 중점분야의 핵심기술들과 연계를 통해 다량
의 원시 데이터를 확보할 수 있고, 이를 기반으로 생성·축적하게 될 정
형화된 고품질의 빅데이터 및 정보들은, 건설산업에서 그동안 시도하지
못하였던 데이터 기반의 체계적 건설 효율화에 필요한 중요한 자산으로서
의 가치 기대
○ 건설 산업에서의 Digital Twin 기술은 현재 활발히 진행 중인 연구 분
야로 지능형 정보 플랫폼으로서의 잠재력은 무궁무진한 것으로 기대
사회 경제적 파급효과 ○ 건설 데이터를 적극 개방하여 이를 이용하는 다양한 기업, 특히 스타
트업들의 출현을 촉진하고, 건설과 관련되는 다양한 4차산업 서비스의 창
출을 통한 경제발전 촉진
○ Digital Twin 기술은 건설 공정의 실시간 모니터링 및 데이터 축적을
가능하게 함으로써 건설 생산성 향상 및 시장성 확대 효과가 기대됨
○ 타 산업분야보다 낙후된 건설분야의 IT/정보화 수준을 한 단계 끌어올
려 최신의 ICT 기술과 서비스가 구현되어 건설분야 시장 활성화 기대
활용방안 [연구개발 성과 활용방안]
○ 11세부과제의 최종 성과물들은 스마트 건설 디지털 플랫폼에 탑재된
형태로 사업화 및 활용
○ 최종 성과의 실용화 및 제품화를 위하여 종합테스트베드(‘24~’25년
)에 적용되어 검증됨
○ 클라우드 기반 디지털 플랫폼은 인프라, 플랫폼, 소프트웨어 형태로
구분되어 제품화
○ 스마트 건설은 물론 스마트시티, 스마트 유지관리 등 다양한 분야에
활용 계획
○ 최종 성과물의 사업화는 H/W, S/W, Platform 형태로 추진되고, 제품의
특성에 따라 구축모델, 구독모델, 라이센스모델 등으로 구분하여 사업화
를 추진함
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 스마트 건설 디지털 전환 건설정보화 기술 디지털 플랫폼 디지털 설계(BIM)
영문 Smart Construction Data Transformation Construction Information Technology Digital Platform Building Information Modeling
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