요약
최근 연구에 따르면 건설현장 안전사고의 절반 이상이 가설 시설 관련 위험에서 발생합니다. 본 기술은 디지털 현장 정보 모델을 활용해 각 셀의 비가시성과 위험도를 정량 분석으로 산출하여 불안전 공간을 자동 인식합니다. 이 시스템을 통해 안전 관리 담당자는 위험 요소를 신속하게 파악하고, 작업자 안전 확보와 비용 절감에 기여할 수 있습니다. 시각화된 데이터를 기반으로 한 안전 관리 계획 수립으로 현장의 안전도를 크게 개선할 수 있습니다.
기본 정보
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특허명: 디지털 현장 정보 모델을 기반으로 한 건설 현장의 불안전 공간 자동 인식 장치 및 방법
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발명자: 김태완 교수
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출원번호: 10-2024-0129139
상세 정보
배경 기술
발명의 배경
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건설현장은 작업자의 안전사고 위험이 높은 환경임. 작업자는 장비 및 자재와의 충돌, 낙하, 화재 등의 위험에 노출됨.
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기존 연구는 가설 시설의 위험을 고려하여 시설물 간 거리 확보 및 위험 시설과 작업자 활동 영역 분리 등의 방식으로 안전사고 위험 감소를 시도함.
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하지만 기존 연구는 레이아웃 계획안의 위험 정도 파악 및 계획 변화에 따른 공간 위험 변화 정보 제공에 한계가 있음. 또한, 실무에서는 유연성을 고려한 개략 레이아웃에 근거한 검토가 주가 되어 정량적 분석에 기반한 계획 검토가 어려움.
기술의 필요성
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가설 시설의 고유 위험과 시각적 접근성을 고려하여 디지털 가설 객체를 정의하고, 디지털 현장 정보 모델에서 현장 공간의 위험도를 정량화하는 기술이 필요함.
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가설 레이아웃에서 안전하지 못한 공간을 자동으로 인식하는 건설 현장의 불안전 공간 자동 인식 장치 및 방법이 필요함.
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본 발명을 통해 건설 현장의 안전사고를 예방하고, 안전 관리 및 효율적인 작업 환경 구축에 기여할 수 있음.
구현 방법
기술의 원리
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본 발명은 건설 현장의 안전사고 위험을 줄이기 위해 가설 시설의 고유 위험과 시각적 접근성을 고려한 디지털 현장 정보 모델을 사용함.
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디지털 모델에서 가설 객체를 정의하고 배치하여 현장 공간의 위험도를 정량화함으로써 불안전한 공간을 자동으로 인식함.
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가설 시설의 배치에 따른 공간 위험의 변화 정보를 안전 담당자에게 제공하여 안전사고 예방에 기여함.
구체적인 구현 방법
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가설 객체를 모델링하고 객체 정보와 레이아웃을 분할한 개별 셀 정보를 가진 디지털 현장 정보 모델을 생성함.
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셀 비가시성 도출 알고리즘을 사용하여 각 셀의 비가시성 값을 산출함.
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위험 시설물에 의한 각 셀의 위험 값을 산출함.
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각 셀의 위험 값과 비가시성 값을 바탕으로 공간 위험 값을 산출하고 디지털 현장 정보 모델을 업데이트함.
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업데이트된 디지털 현장 정보 모델을 시각화하여 불안전 공간을 직관적으로 확인 가능하게 함.
기술의 장점
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건설 현장의 안전사고 예방 및 안전 관리 향상에 기여함.
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정량적인 위험 분석을 통해 불안전 공간을 자동으로 인식함으로써 효율적인 작업 환경 구축 가능.
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시각적 접근성을 고려하여 현장 공간의 위험도를 정량화함.
실험 및 결과
실험 목적
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건설현장 작업자의 안전사고 위험을 줄이기 위해 가설시설의 위험과 시각적 접근성을 고려한 디지털 현장 정보 모델을 개발함. 이 모델을 통해 현장 공간의 위험도를 정량화하고 불안전 공간을 자동으로 인식하는 것이 목적임
실험 방법 및 과정
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가설 객체를 모델링하고, 레이아웃을 분할하여 개별 셀 정보를 갖는 디지털 현장 정보 모델을 생성함. 셀 비가시성 도출 알고리즘을 사용하여 각 셀의 비가시성 값을 산출하고, 위험 시설물에 의한 위험 값을 산출함.
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개별 셀의 위험 값과 비가시성 값을 기반으로 공간 위험 값을 산출하고, 이 값들을 디지털 현장 정보 모델에 반영하여 업데이트함. 이 모델을 시각화하여 불안전 공간을 확인함
실험 결과
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디지털 현장 정보 모델을 통해 건설 현장의 불안전 공간을 자동으로 인식하는 시스템을 개발함으로써, 안전사고 예방 및 안전 관리에 기여할 수 있음을 확인함.
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가설 객체의 정보와 레이아웃을 분석하여 현장 공간의 위험도를 정량화하고 시각화함으로써, 안전 관리 및 효율적인 작업 환경 구축에 도움을 줄 수 있음을 보임
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개발된 시스템은 가설시설의 고유 위험과 시각적 접근성을 고려하여 현장 공간의 위험도를 정량적으로 평가하고 불안전 공간을 자동으로 인식함으로써 안전 관리의 효율성을 높임
활용 방안 및 기대효과
활용 방안
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본 발명은 건설 현장의 안전사고 예방 및 안전 관리에 활용될 수 있음. 디지털 현장 정보 모델을 기반으로 현장 공간의 위험도를 정량화하여 불안전 공간을 자동 인식함으로써, 작업자의 안전을 확보하고 효율적인 작업 환경을 구축하는 데 기여함.
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가설 객체의 정보 및 레이아웃을 분석하여 위험 요소를 사전에 파악하고, 이를 통해 안전 관리 계획을 수립하고 개선하는 데 활용될 수 있음. 안전 관리의 효율성을 높이고, 사고 발생 가능성을 줄이는 데 도움을 줌.
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건설 현장의 레이아웃 계획 수립 및 검토 과정에 활용 가능함. 가상 공간에서 시뮬레이션을 통해 다양한 레이아웃 계획안의 안전성을 평가하고, 최적의 레이아웃을 선택하는 데 도움을 줌.
기대효과
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건설 현장 안전사고 감소 및 작업자 안전 증진에 기여함. 불안전 공간을 자동 인식하여 사전에 위험 요소를 제거함으로써 안전사고 발생률을 낮출 수 있음.
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안전 관리 효율 증대 및 비용 절감 효과를 기대할 수 있음. 자동화된 안전 관리 시스템을 통해 인적 자원의 효율적인 배분 및 안전 관리 비용 절감이 가능함.
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건설 현장의 공간 활용 및 작업 효율 향상에 기여함. 최적의 레이아웃 계획을 통해 작업 공간을 효율적으로 배치하고, 작업 흐름을 개선함으로써 생산성을 향상시킬 수 있음.
시장 동향
건설 안전 관리 시장 동향
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건설 안전 관리 시장은 디지털 기술을 활용한 안전 관리 솔루션 수요 증가, 정부 규제 강화에 따른 안전 관리 투자 확대, 스마트 건설 기술과의 융합 등으로 성장하고 있다.[웹 출처]
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건설 현장의 안전사고 예방을 위한 디지털 트윈, IoT, AI 등 첨단 기술 기반 솔루션 도입이 확대되고 있으며, 실시간 모니터링 및 위험 예측 시스템에 대한 관심이 증대되고 있다.[웹 출처]
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중대재해처벌법 등 안전 관련 법규 강화로 기업들의 안전 관리 시스템 구축 필요성이 증가하고 있으며, 안전 관리 비용을 효율적으로 사용하기 위한 정량적 위험도 평가 기술 수요가 증가하고 있다.[웹 출처]
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BIM(Building Information Modeling)과 연계한 안전 관리 시스템 개발 및 도입이 확대되고 있으며, 드론, 웨어러블 디바이스 등을 활용한 현장 안전 모니터링 기술이 발전하고 있다.[웹 출처]
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과거 사고 데이터와 현장 상황을 분석하여 위험을 사전에 예측하는 AI 알고리즘 개발이 활발하며, 실시간 데이터 수집 및 분석을 통한 동적 위험도 평가 시스템 구축이 추진되고 있다.[웹 출처]
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현장 작업자들에게 실감나는 안전 교육을 제공하기 위한 VR/AR 기반 교육 프로그램 개발이 이루어지고 있으며, 위험 상황 시뮬레이션을 통한 대응 능력 향상 훈련이 실시되고 있다.[웹 출처]
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디지털 현장 정보 모델 기반 안전 관리 시스템은 실시간 위험도 모니터링 및 경보 시스템, 안전 계획 수립 및 최적화 도구, 작업자 안전 경로 안내 시스템 등으로 구성된다.[웹 출처]
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