BIM for Civil Introduction 이 과정은 BIM이 토목 엔지니어들과 어떤 관련이 있는 지와 BIM 모델로부터 설계, 시뮬레이션 및 분석

작업을 위해 Civil 3D 모델을 어떻게 활용할 수 있는 지를 설명하기 위한 내용으로 구성되어 있다.

BIM이라는 용어, Building Information Modeling은 건축과 건설 분야에서는 표준이 되어 가고 있으며,

Building Information Modeling-BIM은 특정 소프트웨어를 지칭하거나 제품이 아니다. BIM은 설계에서부터

시공을 거쳐 운영에 이르기까지 해당 프로젝트에 대하여 일관성 있고 신뢰할 수 있는 정보를 기반으로

구축된 통합 프로세스이다. 토목 엔지니어들에게 좀더 이해하기 쉬운 용어로 말하자면 Information

Model을 Building하는 것이다.

다음은 개념을 표현한 그림이다.

BIM은 사용자들이 시공되기 전에 3-D 모델의 성능을 예측할 수 있게 해 준다. 이는 분석, 시뮬레이션 및

시각화를 통해 최적의 설계를 빨리 도출할 수 있도록 해 준다는 것을 의미한다. 최종 산출물은 여전히

고품질의 시공 문서가 될 것이다. 이 지능형 정보모델은 프로젝트의 모든 단계에서 모델로부터 데이터를

추출할 수 있게 해 준다. BIM이 건축과 건설분야에서 출발하면서 BIM의 원칙은 토목 엔지니어링 분야에도

적용되고 있다. 이 클래스에서는 토목 엔지니어링 분야에서 BIM 모델의 차별화된 활용방안을 살펴볼

것이다. 부지, 도로 및 고속도로 등의 설계자 들은 BIM-enabled 워크플로우의 강점을 활용할 수 있다.

토목엔지니어링 분야의 문제점 교통 및 토지개발 분야는 새로운 변화와 난관에 직면해 있다. 이러한 문제점들은 여러 산업분야에 당면한

경제적 어려움으로 인해 점점 복잡해 지고 있다. The challenges include:

글로벌 불경기는 기업들이 내부 생산성 향상과 보다 적은 리소스로 보다 많은 일을 하기 위해

그들의 업무 프로세스를 돌아보게 만들고 있다.

인구증가와 빨라진 도시화는 예전에 비해 새로운 인프라스트럭쳐 건설에 대한 요구를 주도하고

있다.

기존 인프라스트럭쳐의 대부분은 노후화되었고 교통물량은 적정 수용량을 훨씬 넘어서고 있다.

또한 우리의 경제가 점점 글로벌화 되고 국내 제조센터는 줄어듦에 따라 특히 운송 분야에서 물류

이동의 새로운 경향을 볼 수 있다.

물은 인류에게 매우 위협적인 리소스가 되고 있다. 적절한 수도 공급과 상하수도 품질관리 등 물을

보존/유지하는 문제에 대하여 염려하고 있다. 보다 나은 수자원 관리 설계는 수자원 관리의

유용성에 영향을 미칠 수 있다.

열섬 효과 – 건축물 내의 열과 일조권을 관리하는 건물 엔지니어들처럼, 토목 토지 개발자는

지역내의 대기열을 증대시키는 녹지 손실과 아스팔트의 영향을 고려해야 한다.

Figure 1 Trends in Civil Engineering.

이러한 과제들은 설계 프로세스를 개선하는 새로운 기회로 다가온다. 이는 BIM의 개념이 해당 산업분야에

직면한 보다 고품질의 설계 표준에 주목하는 최적의 설계를 배포하기 위해 활용될 수 있는 것이다.

제도(Drafting) 중심의 설계 BIM이 토목 엔지니어링 분야에 어떻게 적용되는 지를 이해하는 것은 기존의 2-D 제도 중심의 설계

프로세스를 바라보는 첫 번째 단계이다. 이 프로세스는 기본설계로 시작하여 세부설계로 나아가고 그리고

나서는 시공 문서화 작업단계로 들어간다. 전형적으로 각 단계는 다음 단계가 시작하기 전에 완료되어야

한다. 설계 변경이 요구될 때까지는 해당 프로세스는 잘 진행된다. 설계 변경이 발생할 때마다 시공 문서를

갱신하기 위해 매번 수동적이고 지루하며 오류가 발생하기 쉬운 절차를 거쳐야 한다. 게다가, 마지막

산출물은 Civil BIM 모델의 지능성을 포함하는 시공문서이다. 다음의 그림은 2-D 제도 중심의 설계

프로세스를 보여주는 것이며, 설계 팀은 2D 도면의 관점에서 산출물을 제공하고 시공 문서는 종종 모델을

재생성해야 한다.

Illustration of a Drafting-Centric design process.

BIM 중심 모델에서는, 정보모델이 설계와 시공 프로세스 전반에 활용된다. 이는 프로젝트의 생애주기를

통해 사용된 유기적인 데이터 결합의 강점을 제공한다.

게다가, 소유주와 계약자들은 이제 설계에 영향을 미칠 수 있게 된다. 디지털 BIM 모델로 소유주는 설계에

대하여 중요한 의사결정을 내릴 수 있고, 계약자는 시공 가능성을 고려하기 위해 프로세스 초반에 관여할

수 있게 된다. 이 BIM 모델은 다음의 그림에서 보여주는 바와 같이 설계 팀과 시공팀간의 격차를 줄여준다.

Integrated BIM-Centric Design process.

New workflows with BIM BIM은 2D 제도 중심의 접근방식에서는 불가능한 새로운 워크플로우를 가능하게 한다. 보다 많은 데이터가

해당 모델로 병합될 수 있게 됨에 따라, 잘 구성된 BIM모델은 기본설계단계에서 시작될 수 있다. 세부

설계가 진행되면서, 설계 최적화는 Civil BIM모델을 통해 현실화될 수 있다. 설계 대안은 재빨리 평가 받을

수 있고, 토공량, 물량 및 다른 중요한 설계 요소에 대한 영향을 즉시 리뷰할 수 있다 이 프로세스의 어느

시점에서건 세부 시공 문서는 Civil BIM 모델로부터 추출될 수 있다. BIM의 목표는 설계 프로세스를 통하여

모델을 디지털 상태로 유지하는 것이다.

Phases of the Civil Engineering Building Information Model

The Civil 3D Design model 아래 그림에서 사용된 모델은 대형 고속도로를 주요 국도에 연결하는 도로 링크이다. 철도 같은 것들이

고속도로를 통과하는 국도를 따라가거나 가로지르게끔 배치되어 있다.

Design

회전식 교차로 혹은 로터리(Roundabouts)

2009년 10월부터, 서브스크립션 고객들은 새로운 2D roundabout 도구를 사용할 수 있다.

교차로 설계가 2010 릴리즈에 새로 추가됨에 따라, 동적 객체 모델과 동일한 원리로 회전식 교차로

(roundabout)객체가 추가되었다. 설계 도구 내에는 도로 표식(road markings)과 도로 신호(road signs)용

어플리케이션이 사용가능하다.

설계 모델에 동적인 설계 변경으로 인해 조정된 사항은 또한 도로 표식과 신호 위치에 반영된다.

교량 설계(Bridge Design) Revit Structure 2010의 서브스크립션 사용자들은 지난 10월에 발표된 ‘Subscription Advantage Pack’을

사용할 수 있는데, 이 SAP에는 Revit Structure에서 도로와 지형(terrain)등의 Civil 3D 데이터를 직접

읽어들이고, 그리고 나서는 그 데이터로부터 교량 모델을 생성할 수 있는 기능이 포함되어 있다. 그리고

나서는 Revit으로부터 다시 Civil 3D로 내보낼 수 있다.

또한, 이 릴리즈와 관련하여 교량 모델러(Bridge modeler)의 기술 프리뷰는 Autodesk LABS 사이트에

릴리즈되어 있고 실제로 유사한 기능과 사용자 인터페이스를 사용하여 Civil 3D 내에서 간단한 교량 모델을

직접 생성할 수 있다.

교량은 선형, 종단면과 코리도 모델로부터 생성할 수 있다.

교량은 Civil 3D 2010의 객체 투영기를 사용하여 단면 뷰로 투영해 조회할 수 있다.

Analysis Point Cloud 설계가 어느 정도 복잡해지면서, 어떤 경우에는 접근하기 어려울 수 있는 철도 트랙에도 접근해야 한다.

그래서 레이저 Point Clouds와 같은 기술의 사용은 측량이 어려운 지역을 측량하기 위한 베스트 솔루션이

될 것이다.

2009년 10월부터 Civil 3D 2010의 서브스크립션 고객들은 이러한 데이터 포맷을 쉽게 읽어 들일 수 있는

기능이 포함된 ‘Subscription Advantage Pack’을 사용할 수 있다.

LAS, GIS 및 텍스트 기반의 점파일 형태를 읽어들임으로써, 이 데이터세트는 주요위치, 가상 측량 등을

수집하여 여러분의 모델로 통합할 수 있게 되고, 측량 팀들은 수집하기 힘든 세부사항을 채집할 수 있게

된다. 이는 또한 부지와 부지 조건의 모든 식별능력을 부여하게 된다.

Artists impression of a cloud of the area (scan was being carried out during the writing of this paper) 클라우드에 스냅할 수 있다는 것은 간단한 가상 측량점과 브레이크라인이 여러분의 표준 측량 데이터에

추가할 수 있는 보다 많은 데이터를 수집할 수 있게 된다는 것을 의미한다. 

Visibility Subscription Advantage Pack에서는 코리도, Point to Point와 가시 지역 등에 따른 가시권 분석(Visibility

Analysis)이 포함되어 있다.

여러분의 설계가 명확한 가시선을 가지는 지 혹은 해당 프로젝트가 주변지역에 어떻게 영향을 미치는 지를

알기 위해 지형을 대상으로 체크할 수 있다.

이 경우에 필요한 가시 거리가 도로 자체에 의해 차단되었다는 것을 알 수 있다.

Swept Path Analysis in 3D 곡선부 분석(Swept path analysis)은 일부 토목엔지니어들에게는 자동차의 곡선부방향 전환을

시뮬레이트할 수 있는 AutoTRACK과 같은 패키지에서 표준 방향전환 템플릿을 오버레이하여 오랜 기간

동안 설계를 해 온 업무 흐름이다. 그러나 이는 2D에 의한 예전 접근 방식이 되었다.

Savoy AutoTRACK에 새로이 향상된 기능은 Civil 3D 지형과 종단면에 대한 지원이 활용 가능하게 되었다.

종단면에서, 설계 종단면도 상의 자동차의 경로는 낮은 loader와 같은 트럭의 원지반을 체크할 수 있다.

시뮬레이트된 경로를 만든 변경사항은 종단면에 다시 반영된다.

자동차가 어떻게 turn할 것인지를 3D로 이해할 수 있다는 것은 계획가와 같은 비전문가에게 항상 적절한

것은 아니다. AutoTRACK을 사용하여 실제 Civil 3D에 surface에 대한 트랙능력은 자동차를 3D뷰로부터

보기 위한 기능과 도구를 제공하고 시뮬레이션 및 비쥬얼라이제이션을 생성하기 위한 avi파일을 생성하는

것이다.

여기 팁 하나는 지형 편집 내에 ‘붙여넣기(paste)’를 사용하여 원지반과 계획지반으로부터 최종 계획

지반을 생성하는 것이다. 이는 여러분에게 코리도와 기존 원지반의 조건 사이에서 유연하게 네비게이트할

수 있게 해 준다.

Quantity Take Off in Civil 3D and also with QTO 설계 모델로부터, 길이, 면적, 객체 개수 등의 측정은 비용 견적을 내기 위해 필요하다. 이는 BIM이 필요한

진정한 목적이기도 한다. 화면상의 객체와 같이 도면 제작을 위해 AutoCAD 스타일에서 여전히

디스플레이할 수 있으며, 배관은 타입, 재질의 속성을 가지고 지형은 재질 유형을 포함하며

포인트클라우드는 가로시설 등의 정보를 가지고 있다.

Civil 3D 2010에서는, 모델을 측정하거나 수량계산의 표준 방법에 수량 항목을 할당함으로써 기본적인

보고용 도구가 통합되었다.

또한 Autodesk QTO 제품에서는 한 단계 더 나아가 비용 가격을 추가하여 수량을 계산하는 기능이 추가

되었다.

Civil 3D 내의 프로세스는 여러분의 계산방식을 QTO에 내보내기할 수 있는 것이다.

Drainage 2009년 9월에 Boss International의 인수가 완료되었다.

이 문서를 쓰고 있는 현재까지 제품의 세부 방향은 발표되지 않았고 AU에서 조차도 공개되지 않을 수 있다.

그럼에도 이 내용을 이 문서의 내용에 포함시킨 배경은 이제 BIM은 배관과 지형이 수용력과 유량률 및

과징금에 대한 배수 시스템을 분석하는 능력을 가지게 된다는 점이다.

Clash detection Navisworks은 Civil 3D 도면을 가져오고 다른 설계 부서의 데이터를 모두 취합하여 하나의 진정한 BIM

모델로 통합한다. 모든 Civil 3D BIM 속성은 속성창에 보여진다.(Civil 3D 에서 공급되는 Object Enabler를

사용하여)

Simulate Visualization 지형과 코리도는 모두 텍스쳐와 드레이핑된 항공사진을 포함할 수 있다.

Subscription Advantage Pack에 drive along 도구가 포함된 것은 운전자의 시각에서 모델을 이해할 수 있게

해 준다.

 

여러분의 모델을 가장 현실적인 세부 레벨에서 바라보기 위해, Dynamite VSP(3AM Solutions)를 사용하면

토목 엔지니어가 엔지니어에게 보다 맞춰진 방법으로 3DS Max를 사용할 수 있게 해 준다.

도로표식, 교량, 신호등 및 차량을 추가하는 기능은 Civil 3D BIM 모델로부터 모두 가능하며, Civil 3D내의

객체 이름과 코딩을 통해 텍스쳐가 자동으로 Civil 3D BIM 모델에 적용된다.

Along with Dynamite SIM and data from VISSIM traffic analysis can also be taken account of within the design visualization Summary BIM 중심의 워크플로우는 제도(Drafiting)중심의 2D 설계 프로세스에 비해 엄청난 잇점을 제공하고 있다.

BIM 프로세스 의 핵심에는 Civil 3D 모델이 있다. 이는 전체 BIM 모델에 핵심적인 3D이고 지능형이며

동적인 프로젝트 모델을 제공한다. 여러 유형의 분석과 시뮬레이션이 설계 프로세스의 부분을 차지하고

있는 BIM 프로세스의 가치는 엔지니어들에게 반복작업을 빠르게 해 주고 프로젝트의 퍼포먼스에

즉각적인 피드백을 얻을 수 있게 한다. 교통량, 소음, 일조, 배수 및 신호 분석은 설계 프로세스의 부분으로

시공문서 작업에 리소스를 투입하기 전인 프로젝트 초기단계에 모두 수행될 수 있다. BIM 프로세스는

원하는 결과가 나올 때까지 반복적인 설계 변경작업과 분석이 가능해진다.이 세부 설계와 분석이 한번

완성이 되면, 해당 모델은 자동으로 시공문서가 추출될 수 있고 최종적으로 시공단계에서 자동화된

기계화작업을 거칠 수 있다.

BIM의 미래는 소유주, 계약자 및 설계자가 통합된 Civil BIM 모델위에서 상호 협조적으로 일하는 통합된

프로젝트 배포(Integrated Project Delivery)를 내포하고 있다. 이는 소유주들에게는 설계 프로세스 동안의

의사결정과 설계변경작업에 참여할 수 있게 해 준다. 계약자가 설계 프로세스에 참여하게 된다면 시공성과

관련한 인풋이 설계상에 제공될 수 있다. 통합된 BIM 모델은 프로세스 단계에서 변경사항을 반영하고

최적의 설계결과는 점점 더 엄격해지고 있는 환경규제의 요구사항을 만족시킬 수 있을 것이다.