표제지
목차
국문요약 10
I. 서론 12
1. 연구의 배경 및 목적 12
2. 연구의 범위 및 내용 17
1) 연구의 범위 및 활용자료 17
2) 연구내용 18
3) 연구 흐름도 19
II. 이론고찰 및 선행연구 검토 20
1. 시설물 안전진단·유지관리에 관한 현황 및 이론 고찰 20
2. 시설물 관리시 드론과 알고리즘을 활용한 연구 22
3. 시설물 관리시 BIM을 활용한 연구 24
4. 본 연구의 차별성 27
III. 드론과 인공지능 알고리즘을 활용한 교량의 손상 검출 29
1. 드론 촬영 계획 수립 및 데이터 수집 29
(1) 드론 촬영 계획 수립 29
(2) 데이터 수집 32
2. 드론 3D 모델링 및 정확성 검증 34
(1) 드론 3D 모델링 34
(2) 3D 모델링 정확성 검증 36
3. 교량 손상 분류 알고리즘 개발 39
(1) 교량손상유형 및 알고리즘 구조 39
(2) 손상검출 성능 42
IV. BIM을 활용한 교량의 유지관리 시스템 구축 46
1. LOD 설정 46
(1) BIM의 개요 46
(2) LOD 설정 49
2. 부재별 3D 모델링 51
3. 부재별, 구간별 손상 데이터 표기 55
(1) 포장부 56
(2) 바닥판 하면 57
(3) 교각부 62
4. 저장용 웹을 활용한 교량관리시스템 구축 64
V. 결론 및 시사점 66
1. 결론 및 기대효과 66
2. 시사점 67
참고문헌 69
ABSTRACT 73
[표 1-1] 공용년수별 도로 교량 현황(2021년 기준) 12
[표 2-1] 안전점검 및 진단의 등급 지정 현황 20
[표 2-2] 안전점검 및 진단의 실시 기준 20
[표 2-3] 안전점검 및 진단 활용 장비 21
[표 3-1] DJI M300-RTK 상세 제원 31
[표 3-2] 드론을 이용한 항공촬영 진행 사항 31
[표 3-3] GCP점 및 CP점 비교 결과 37
[표 3-4] 실측과 모델링 추정값의 길이 비교 38
[표 3-5] 교량 손상 빈도수 및 우선순위 39
[표 3-6] 손상유형별 사진 데이터 40
[표 3-7] 원시 데이터 및 라벨링 현황 43
[표 3-8] 교량 손상 분류 알고리즘 학습데이터 현황 43
[표 3-9] Confusion Maxtirx의 개념 44
[표 3-10] 손상검출 성능평가 45
[표 4-1] 국토교통부의 상세수준별 적용단계 및 내용 49
[표 4-2] BIM 모델 상세수준의 표현방식 예시(토목) 50
[표 4-3] FMS 상의 대화대교 제원 51
[표 4-4] 대화대교 부재별 시설물 모델링 52
[표 4-5] 포장부 S5 점검보고서 상 손상 데이터 56
[표 4-6] 바닥판 하면 S5 점검보고서 상 손상 데이터 57
[표 4-7] 교각부 S5 (P4, P5) 점검보고서 상 손상 데이터 62
[그림 1.1] 노후화 시설물 추이 13
[그림 1.2] 안전관리 업무 흐름도 14
[그림 1.3] 교량 안전진단 및 점검 현황 15
[그림 1.4] 대상지 선정 조건 및 현황 17
[그림 1.5] 연구 흐름도 19
[그림 2.1] 드론을 활용한 시설물 조사 사례 22
[그림 2.2] 드론 데이터 기반 균열 사진 검출 결과 24
[그림 3.1] 천변도시고속화도로 대화대교 위치도 29
[그림 3.2] 온탑짐벌이 가능한 DJI M300-RTK 30
[그림 3.3] 드론을 활용한 드론 유형별 데이터 취득 현황 32
[그림 3.4] 지상기준점 및 검사점 배치 33
[그림 3.5] 대화대교 GCP점 및 CP점 현황 33
[그림 3.6] 드론 3D 모델링 구축 과정 34
[그림 3.7] 드론 3D 모델링 세부 결과 35
[그림 3.8] 대화대교 및 주변 시설물 수치 측정 37
[그림 3.9] U-net 알고리즘 구조 41
[그림 4.1] BIM 활용개념도 47
[그림 4.2] BIM 라이브러리 작성 예시 48
[그림 4.3] 대화대교 모델링 53
[그림 4.4] 대화대교 종평면도, 종단면도 53
[그림 4.5] 최종 대화대교 구간별 BIM 모델링 54
[그림 4.6] 최종 대화대교 BIM 모델링 54
[그림 4.7] 포장부 S5 기존 손상도 (상행부, 하행부) 56
[그림 4.8] 포장부 S5 BIM 손상도 57
[그림 4.9] 바닥판 하면 상행부 S5 기존 손상도 59
[그림 4.10] 바닥판 하면 하행부 S5 기존 손상도 60
[그림 4.11] 바닥판 하면 S5 BIM 손상도 61
[그림 4.12] 교각부 S5 기존 손상도 (P4, P5) 62
[그림 4.13] 교각부 S5 (P4, P5) BIM 손상도 63
[그림 4.14] 교량관리시스템 상 연도별 점검사항 구분 64
[그림 4.15] 교량관리시스템 상 공유뷰 링크 연결 65
[그림 4.16] 공유뷰를 활용한 실시간 소통 65