레이저 스캐닝과 BIM 기술의 건설 프로젝트 도입이 점차 확대되고 있습니다. 레이저 스캐닝을 활용한 정밀한 3D 모델링과 이를 기반으로 구축된 BIM 모델은 터널 프로젝트와 같은 복잡한 작업 환경에서도 안전한 작업한 작업과 효율적인 유지 보수 및 관리가 가능하도록 지원합니다. 이 글에서는 레이저 스캐닝과 BIM 기술의 국내외 활용 현황 및 구체적인 성과에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
레이저 스캐닝과 BIM 의 국내외 적용 현황
국내 적용 사례
레이저 스캐닝을 활용한 3D 모델링과 BIM을 활용한 터널 건설 프로젝트의 국내 도입이 점차 확대되고 있습니다. 다음은 몇 가지 구체적인 도입 사례입니다.
한국건설기술연구원(KICT)은 국내 성동 터널 프로젝트에 레이저 스캐닝 장비를 도입하여 터널 내부의 지형 및 구조를 정밀하게 측정하였습니다. 현장 스캐닝 데이터를 활용하여 3D 모델을 구축하고 터널 내부 설계 및 시공 단계에 활용하며 프로젝트 진행을 효율적으로 관리한 사례가 있습니다.
한국도로공사(KR)는 BIM을 활용한 터널 설계 및 관리 시스템을 개발하고 있으며, 국내 경부선 고속도로 터널 프로젝트에는 실제로 BIM을 도입하여 터널 내부 구조물의 정확한 3D 모델을 구축하고 터널의 설계와 시공 단계를 관리하는데 활용하였습니다.
또한 국내 레이저 스캐닝 및 3D 모델링을 위한 기기를 제공하는 업체들 또한 증가하고 있으며 관련 기기의 현장 도입 사례도 증가하고 있습니다.
해외 적용 사례
사례 1: 미국 “Hudson Yards” 프로젝트
미국 뉴욕의 Hudson Yards 프로젝트는 지하 터널 건설 관리에 레이저 스캐닝을 통해 구축한 3D 모델을 활용한 것으로 알려져 있습니다. Skanska, Kiewit, Schiavone 등의 대형 건설사들이 협력하여 프로젝트를 수행했으며, Trimble의 스캐닝 기술과 Autodesk의 BIM 소프트웨어를 활용하여 터널 모델을 구축하였습니다. 스캐닝 데이터를 기반으로 구축된 3D 모델은 터널 내부의 설계 및 시공 단계에서 정확하고 정밀한 정보를 제공함으로써 프로젝트를 효율적으로 진행할 수 있었습니다.
사례 2: 싱가포르 “MRT” 확장 프로젝트
싱가포르 MRT(Mass Rapid Transit) 확장 프로젝트는 싱가포르 도시 교통 개선을 위해 기존 MRT 네트워크를 확장했던 프로젝트로, 레이저 스캐닝과 BIM을 활용하여 지하 터널 및 역사 설계를 성공적으로 수행한 대표적인 프로젝트 중 하나 입니다. LiDAR 장비를 활용하여 지하 터널의 정밀한 3D 모델이 생성 되었고, 해당 모델은 터널의 구조, 치수, 지형 등을 정확하게 반영하여 공사 및 설계 과정에서 중요한 참고 자료로 활용되었습니다. 또한 터널 내 구조물과 기존 시설물의 정밀한 위치 정보를 파악할 수 있게 됨에 따라 정밀한 분석 수행이 가능해져 충돌 및 간섭을 실시간으로 감지하고 해결할 수 있었으며, 시공 단계 안전성 또한 높일 수 있었습니다.
레이저 스캐닝과 BIM 도입 성과
이러한 기술의 적용으로 얻을 수 있는 성과는 다음과 같이 정리할 수 있습니다.
- 정확한 건설 계획과 시간 절약
– 터널 내부의 모든 지점을 정밀하게 측정하고 3D 포인트 클라우드로 변환합니다.
– BIM 모델 기반 클라우드 데이터와 실제 건설 계획 등을 통합하여 시뮬레이션 및 충돌 감지를 수행합니다.
– 터널 건설 과정에서 예측 가능한 문제를 사전에 식별하고 조치함으로써 작업 일정을 최적화 합니다. - 안전한 건설 환경 보장
– 모델링 작업자들의 불필요한 3D 모델링 작업을 최소화하면서 보다 정밀한 모델링 구축을 지원합니다.
– 보다 정확하게 생성된 3D 모델 기반으로 안전한 작업 경로와 접근 방법 등을 제시하여 작업 중 안전 사고를 사전에 방지합니다. - 유지 보수 및 관리의 용이성 증가
– 터널 내부 상태 및 시설물 정보를 BIM 모델에 실시간으로 또는 정기적으로 업데이트 합니다.
– 유지 및 보수 관리 팀에게 정확한 데이터를 제공하여 효율적인 작업 계획 수립을 지원합니다.
– BIM 모델 기반의 자동화된 보고서 생성 및 유지 보수 일정 예측을 가능하게 합니다. - 환경 친화적인 건설 및 운영
– 정확한 건설 계획과 자원 활당을 통해 에너지 소모를 최소화 하고 재료 운용을 최적화 하여 자원 낭비를 방지합니다.
– 터널 운영 단계에서 BIM 모델을 활용하여 조명, 환기 및 기타 시설 등의 시설물 정보를 관리하고 환경 친화적인 운영을 실현합니다.
앞으로의 전망
레이저 스캐닝, 3D 스캐닝, BIM은 터널 건설 분야에서 더욱 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 특히 인공지능과 빅 데이터 분석과의 결합을 통해 더욱 정밀한 모델링과 예측이 가능해질 것입니다. 또한, 자율 주행 차량과의 연계를 통해 터널 내 교통 흐름을 최적화하고 환경에 미치는 영향을 최소화하는 데 이 기술들을 적극 활용할 것으로 기대됩니다.
결론
터널 건설 분야에서의 레이저 스캐닝, 3D 스캐닝, BIM 기술은 더욱 혁신적이고 효율적인 프로젝트를 가능하게 합니다. 국내외에서 다양한 사례를 통해 이 기술들의 가치가 입증되었으며, 앞으로 더 많은 발전과 응용이 기대됩니다. 터널 건설 분야의 미래는 정밀하고 스마트한 기술의 활용에 기반하고 있으며, 이를 통해 보다 안전하고 지속 가능한 도로 인프라를 구축할 수 있을 것입니다.