BIM 소프트웨어를 활용한 토목 시설물 IFC 확장요소기반의 정보모델링 방안

이상호,박상일,권태호,서경완 한국전산구조공학회 2017 한국전산구조공학회논문집 Vol.30 No.1

Industry Foundation Classes(IFC)는 Building Information Modeling(BIM)을 위한 표준 데이터 스키마로 정보의 상호운 용성 확보를 위한 핵심이지만, 건물만을 대상으로 하고 있어 토목 시설물에 적용하기에는 한계가 있다. 이에 따라 기존 IFC 에 토목 시설물을 위한 새로운 요소를 추가하는 연구가 진행되었지만, 상용 소프트웨어가 해당 기능을 추가하기 전에는 새 로운 스키마를 활용할 수 없다. 본 연구에서는 토목 시설물에 적용하기 위한 IFC 데이터 스키마 활용 방안을 제시하고, 토목 시설물을 위한 확장 요소와 기존 IFC 요소와의 정보 매핑을 통한 확장 IFC기반의 토목 시설물 정보모델링 방법을 제시하였 다. 그리고 철도의 궤도 및 침목에 대한 IFC 확장 스키마를 제시하고 제시한 방법을 적용하여 그 활용성을 검증하였다. Industry Foundation Classes(IFC) is the core product schema for ensuring the interoperability of information in Building Information Modeling(BIM) environment. However, since current IFC is mainly focused on building structure. there are limitations in the generation of functional information of components when applied to civil infrastructures. Previous studies have proposed IFC-based new entities for the civil infrastructures, it takes long time to support them in BIM authoring software packages. In this study, we proposed practical rules to apply IFC-based information modeling using BIM authoring software and additional new entities for the civil infrastructure through attributes and information mapping. The availabilities of proposed method were examined using the rail and sleeper information models based on an extended IFC data schema for the railway infrastructures.

선형중심 객체 관리를 위한 확장된 IFC 기반 철도 궤도부 정보모델링 방안

권태호,박상일,서경완,이상호 한국전산구조공학회 2018 한국전산구조공학회논문집 Vol.31 No.6

An Industry Foundation Classes(IFC), which is a data schema developed focusing on architecture, is being expanded to civil engineering structures. However, it is difficult to create an information model based on extended IFC since the BIM software cannot provide support functions. To manage a railway track based on the extended IFC, this paper proposed a method to create an alignment-centered separated railway track model and convert it to an extended IFC-based information model. First, railway track elements have been classified into continuous and discontinuous structures. The continuous structures were created by an alignment-based software, and discontinuous structures were created as independent objects through linkage of the discretized alignment. Second, a classification system and extended IFC schema for railway track have been proposed. Finally, the semantic information was identified by using the property of classification code and user interface. The availability of the methods was verified by developing an extended IFC-based information model of the Osong railway site. 건축물을 중심으로 개발된 데이터 스키마인 Industry Foundation Class(IFC)를 토목구조물에 적용하기 위하여 IFC 요소를 확장하는 노력이 진행되고 있지만, BIM소프트웨어에서 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성하는 방법이 충분하지 않아 어려움이 따른다. 본 연구에서는 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 철도 궤도부 정보모델을 생성하기 위하여 독립적인 선형중심의 철도 궤도부 요소모델을 생성하고, 생성된 모델을 기반으로 확장 IFC 기반의 모델을 생성하는 방법론을 제시하였다. 이를 위하여 첫째, 철도 궤도부 요소를 연속적 구조물과 비연속적 구조물로 분류하였다. 연속적 구조물은 선형 기반 소프트웨어에서 생성하였고 이산화된 선형정보 연계를 통해 비연속 구조물을 독립적인 객체로 생성하고 이들을 통합하여 철도 궤도부 정보모델을 생성하였다. 둘째, 철도 궤도부의 정보관리를 위한 분류체계 및 확장 IFC 스키마를 제시하였다. 마지막으로 속성정보와 User-interface를 활용하여 객체의 의미정보를 식별하여 확장 IFC 요소와 매핑하였다. 제시한 방법론을 통하여 오송 철도종합시험선로를 대상으로 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성됨을 확인하고 실용성을 검증하였다.

작업분류체계를 활용한 하천분야 IFC 확장 개발방안

원지선(Jisun Won),신재영(Jaeyoung Shin),문현석(Hyoun-Seok Moon),주기범(Ki-Beom Ju) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.4

최근 도로 사업에 대한 BIM(Building Information Modeling) 의무화 등 토목분야의 BIM 확대 적용이 현실화됨에 따라 BIM 적용과 운영을 위한 기준, 시스템 개발 등 대비가 필요한 시점이다. 토목시설물은 국가 공공시설로서 건설생애주기 데이터를 통합적으로 생산, 공유 및 관리하기 위한 BIM 데이터 표준 개발이 중요하다. 국내외적으로 BIM 데이터 교화표준은 국제표준인 IFC(Industry Foundation Classes)를 활용 및 확장하는 추세이나, 하천시설에 대한 IFC 확장은 진행된 바 없다. 본 연구는 하천분야 IFC 기반 스키마 확장을 위한 기초연구로서, 작업분류체계를 활용한 IFC 확장 개발방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 다음과 같은 절차로 연구를 수행하였다. 첫째, IFC 구조와 IFC 스키마 확장개발 선행사례를 분석하여 하천시설 표현을 위한 IFC 확장 개발방안을 선정하였다. 둘째, 하천 WBS(Work Breakdown Structure)를 분석하여 확장할 구성요소를 도출하고 IFC 스키마 상위 구조에 맞게 분류하였다. 셋째, 분류한 하천시설 구성요소를 IFC 클래스 위계와 구성에 맞게 배치하여 하천 IFC 스키마 상위 구조 확장안을 마련하였다. 본 연구는 하천분야 IFC 기반 스키마 확장을 위한 기초연구로서, 제시한 IFC 상위 구조 확장안과 개발방법론을 기반으로 향후 부품 및 부재, 배수시설 요소 등의 추가 개발과 함께 세부 유형과 상세 속성을 도출하여 스키마를 완성해 나갈 예정이다. As the application of BIM (Building Information Modeling) to the civil sector has become practical, and mandatory for road projects, the standardization, development of systems, etc. for the application and operation of BIM are required. In particular, it is important to develop BIM data standards for producing, sharing and managing the lifecycle data of civil facilities because they are commonly national public facilities. The BIM data standards have been developed by utilizing or extending IFC (Industry Foundation Classes), which is an international standard, but schema extensions of river facilities has not been developed thus far. This study proposes an approach to an IFC extension for river facilities using the WBS (Work Breakdown Structure) as a fundamental study for IFC-based schema extension in the river field. For this purpose, the research was carried out as follows. First, the IFC extension development method was selected to represent the river facilities by analyzing the existing IFC structure and previous research cases for the IFC extension. Second, extended elements of the river facilities were identified through an analysis of the WBS and classified according to the high-level structure of the IFC schema. Third, the classified elements were arranged based on the IFC hierarchy and the IFC schema extension for river facilities was established. Based on the suggested extension method of IFC schema, this study developed the schema by defining the element components and parts of river facilities, such as distribution flow elements and deriving their detailed types and properties.

건축 WBS 위계 분석을 통한 소방 IFC 스키마 확장 방법론에 관한 연구

김태훈,원정혜,홍순민,추승연 한국BIM학회 2022 KIBIM Magazine Vol.12 No.4

As BIM(Building Information Modeling) technology advances in architecture around the world, projects and industries using BIM are increasing. Unlike previous developments that were limited to buildings, BIM is now spreading to other fields such as civil engineering and electricity. In architecture, BIM is used in the entire process from design to maintenance of a building, and IFC(Industry Foundation Classes), a neutral format with interoperability, is used as an open BIM format. Since firefighting requires intuitive 3D models for evacuation and fire simulations, BIM models are desirable. However, due to the BIM model, which was developed centered on building objects, there are no objects and specific properties for fire evacuation in the IFC scheme. Therefore, in this study, when adding a new object in the firefighting area to the IFC schema, the IFC interoperability is not broken and the building WBS(Work Breakdown Structure) is analyzed with a hierarchical system similar to the IFC format to define the scope for a new object and the firefighting part within of the building WBS to derive a firefighting HBS(Hierarchy Breakdown Structure) with the extension of the object-oriented IFC file. And according to HBS, we propose an IFC schema extension method. It is a methodology that allows BIM users to instantly adapt the IFC schema to their needs. Accordingly, the methodology derived from this study is expected to be expanded in various areas to minimize information loss from IFC. In the future, we will apply the IFC extension methodology to the actual development process using HBS to verify that it is actually applicable within the IFC schema.

IFC 속성 데이터기반의 질의어 개발을 통한 모델 정보 검색 및 재생성 방안

이상호(Sang-Ho Lee),박상일(Sang I. Park),장영훈(Young-Hoon Jang),최규원(Kyou-Won Choi) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.2

본 연구에서는 Industry Foundation Classes (IFC)를 기반으로 토목 시설물 정보 모델을 생성하는 경우에 발생할 수 있는 정보 검색 및 모델 재생성의 어려운 점을 보완할 수 있는 질의어를 개발하였다. 이를 위하여 첫번째로, IFC에서 구조물을 나타내기 위한 요소와 속성을 다루는 부분, 그리고 이들을 연결해주는 요소의 관계를 분석하고 이에 따른 흐름을 분석하였다. 이를 통해 최종 사용자의 입장에서 IFC 파일 내에서의 속성, 객체 및 그에 따르는 연결에 대한 접근 및 파악이 매우 힘들 수 있음을 확인하였다. 둘째, 기존 Building Information Model Query Language (BimQL)의 방법을 참고하여 IfcPropertySet 중심의 질의 방식을 제시하고 이를 적용할 수 있는 독립 모듈을 개발하였다. 마지막으로 제시한 방법을 철도의 궤도 및 침목에 적용하여 사용자가 의도한 대로 효과적인 정보 추출 및 모델 재생성이 가능함을 확인하였다. 이러한 접근방법의 장점은 IFC 파일만을 대상으로 효과적인 정보의 검색이 가능하다는 점으로, 정보의 상호운용성의 이점을 극대화할 수 있다. In this study, a query language was developed to supplement the information retrieval and model regeneration in the case of Industry Foundation Classes (IFC)-based civil infrastructure information models. First, the IFC objects to represent the structural components, entities to manage the related properties, and relationships to connect with the mentioned elements were analyzed in a point of information flow. The results confirmed that the end-users could have problems with access and comprehend the properties and its relationships in the IFC file. Second, the IfcPropertySet-focused query method and applicable stand-alone module were proposed referring to the previous Building Information Model Query Language (BimQL). The availabilities of the proposed method were examined using the rail and sleeper information models through information retrieval and model regeneration. The most important advantage of the proposed approach is the IFC-based information retrievals that can guarantee the interoperability between software packages.

Development of Process for Interoperability Improvement of BIM Data for Free-form Buildings Design using the IFC Standard

Jeongwon Ryu,Jiyong Lee,Jungsik Choi 보안공학연구지원센터(IJSEIA) 2016 International Journal of Software Engineering and Vol.10 No.2

The introduction of BIM into complex buildings is essential and open BIM environment for communication between different kinds of work is an important element with the increasing demand for freeform buildings considering the value as being landmarks. IFC which is a standard integration model in the construction industry has been developed in buildingSMART International aiming for the interoperation of different information model tools. IFC is not only compatible for geometry information but also compatible for property information of the construction, and the standard protocol for data exchange in CAD tool representing BIM has been established for IFC. However, extensive time and costs have been spent since the geometry information is separately established and utilized in the certain software due to poor communication regarding precise geometry information in free-from projects of large scale. Information delivery has been insufficient because of not using BIM authoring tools but CAD-tools. The purpose of this study was to propose the process allowing the conversion of free-from shape into IFC file and the conversion with BIM software by coding the information regarding complex shape of free-from buildings. For this, the improvement in compatibility for geometry information and property information of free-form buildings is expected and improvement in communication and reduction in work duration and costs in different works in each area of the construction industry handling complex shape and property information are ultimately expected.

확장 IFC-BIM 기반 정보모델과 온톨로지를 활용한 교량 점검데이터 관리방법

에르데네 호빌라이,권태호,이상호 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.6

Building Information Modeling(BIM)기술을 유지관리 단계에서 활용하기 위해서는 상당량의 유지관리 데이터와 BIM기반 정보모델 객체들이 연계되어 운용되어야 한다. 본 연구에서는 교량 점검데이터를 표현하기 위해 확장된 IFC기반의 BIM모델과 온톨로지를 연계하여 정보를 관리하는 방법을 제시하였다. 이를 위해 현재의 IFC버전은 교량 객체를 제대로 표현할 수 없기 때문에 교량을 위한 IFC엔티티를 확장하였으며, 확장된 IFC기반의 정보모델을 생성하는 방법을 제시하였다. 또한, 교량 점검데이터에 대한 기본 개념을 추출하고, 교량 점검데이터를 위한 온톨로지(Ontology)를 생성하였다. 추출된 기본 개념들은 제시된 온톨로지에서 시멘틱 웹의 트리 플(Triple) 방식으로 관계를 형성되었다. 마지막으로, 생성된 IFC기반의 BIM모델은 제시된 온톨로지와의 통합을 위하여 시멘틱 데이터 형식으로 변환되었다. 확장된 IFC기반 BIM모델은 제시된 교량 점검데이터 관리를 위한 온톨로지와 통합되었고, 실제 교량 점검데 이터를 기반으로 테스트모델을 생성하였다. SPARQL query를 통해 목적에 맞는 교량 점검데이터가 추출됨을 확인하여 실효성을 검 증하였다. To utilize building information modeling (BIM) technology at the bridge maintenance stage, it is necessary to integrate large quantities of bridge inspection and model data for object-oriented information management. This research aims to establish the benefits of utilizing the extended industry foundation class (IFC)-BIM and ontology for bridge inspection information management. The IFC entities were extended to represent the bridge objects, and a method of generating the extended IFC-based information model was proposed. The bridge inspection ontology was also developed by extraction and classification of inspection concepts from the AASHTO standard. The classified concepts and their relationships were mapped to the ontology based on the semantic triples approach. Finally, the extended IFC-based BIM model was integrated with the ontology for bridge inspection data management. The effectiveness of the proposed framework for bridge inspection information management by integration of the extended IFC-BIM and ontology was tested and verified by extracting bridge inspection data via the SPARQL query.

기하정보 기반 이상탐지분석을 이용한 BIM 개별 부재 IFC 분류 무결성 검토에 관한 연구

구본상(Koo, Bonsang),신병진(Shin, Byungjin) 한국BIM학회 2017 KIBIM Magazine Vol.7 No.1

Although Industry Foundation Classes (IFC) provide standards for exchanging Building Information Modeling (BIM) data, authoring tools still require manual mapping between BIM entities and IFC classes. This leads to errors and omissions, which results in corrupted data exchanges that are unreliable and thus compromise the validity of IFC. This research explored precedent work by Krijnen and Tamke, who suggested ways to automate the mapping of IFC classes using a machine learning technique, namely anomaly detection. The technique incorporates geometric features of individual components to find outliers among entities in identical IFC classes. This research primarily focused on applying this approach on two architectural BIM models and determining its feasibility as well as limitations. Results indicated that the approach, while effective, misclassified outliers when an IFC class had several dissimilar entities. Another issue was the lack of entities for some specific IFC classes that prohibited the anomaly detection from comparing differences. Future research to improve these issues include the addition of geometric features, using novelty detection and the inclusion of a probabilistic graph model, to improve classification accuracy.

개방형 BIM 기반 품질검토를 위한 IFC 속성정보 호환성 테스트

최중식(Jungsik Choi),김인한(Inhan Kim) (사)한국CDE학회 2011 한국CDE학회 논문집 Vol.16 No.2

The construction industry consists of various and massive architectural information as an architectural process includes a variety of design stages with cooperation of many disciplines. A Building Information Modeling (BIM) serves as a shared knowledge resource for information about a facility forming a reliable basis for decisions during its life-cycle from inception onward. Building SMART has developed Industry Foundation Classes (IFC) standard for interoperability of BIM based information. Several software tools are already IFC-compliant. However, there are a lot of problems related to efficient interoperability of software owing to the lack of guide regarding the software usage and insufficiency IFC interfaces of software. The purpose of this study is to suggest efficient IFC support interface development methodologies of existing IFC certified software. The scope of this study is interoperability test for open BIM based quality assurance. To achieve this purpose, the authors have classified subject of open BIM based quality assurance and investigated IFC certification process and certified software. In addition, the authors have exported and imported via IFC files using different IFC interfaces in the software for interoperability of architectural objects and their properties. Finally, the authors have suggested IFC support interface development methodologies and hereafter direction for efficient interoperability of IFC certified software based on open BIM.

COBie 기반 철도 선로유지관리 문서 생성

서경완,권태호,이상호 한국전산구조공학회 2017 한국전산구조공학회논문집 Vol.30 No.4

본 연구는 철도 시설의 선로를 대상으로 하여, Building Information Modeling(BIM)을 위한 데이터 모델인 Industry Foundation Classes(IFC)의 유지관리관점의 부분집합인 Construction Operations Building information exchange(COBie)를 통해 철도 시설물 유지관리문서를 생성할 수 있는 방안을 제시하였다. 철도 선로유지관리 문서 생성에 필요한 항목을 정의 하기 위해 국토교통부의 선로유지관리지침 분석을 수행하였고, 이를 COBie 스프레드시트에서 참조하기 위한 방식을 정의하 였다. 철도 시설물 선로의 유지관리정보 항목을 반영한 정보모델 생성을 위하여 IFC 프레임워크 내의 사용자 정의 속성집합 을 활용하였으며, 이를 통해 IFC에서 지원하지 않는 철도 선로에 대한 추가 항목을 생성하였다. BIM 소프트웨어를 통해 추 가적으로 생성한 사용자 정의 속성집합을 반영한 IFC 기반의 정보모델을 생성하였고, 이를 정의된 참조방식에 따라 선로 유 지관리 정보항목을 COBie 스프레드시트에 전달하고 그 결과를 확인하였다. 이를 통해 IFC 기반의 As-built 모델로부터 COBie 스프레드시트로 정보를 전달함으로써 철도 시설물 유지관리업무를 위해 필요한 문서 생성에 활용할 수 있음을 확인 하였다. In this study, we proposed a method to generate a maintenance documents for railway track through Construction Operations Building information exchange(COBie) which is a subset of Industry Foundation Classes(IFC), a data model for Building Information Modeling(BIM). In order to define the items necessary for railway track maintenance document generation, we analyzed the guideline of maintenance and management to track by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport(MLTM), and defined the way to refer to the information items in the COBie spreadsheet. The additional properties not supported in IFC, were created for generation of an Information model that reflecting maintenance information items of railway track by applying user-defined property set within the IFC framework. An IFC-based Information model reflecting the user-defined property was implemented through BIM software, and rail track maintenance information items were transferred to COBie spreadsheet according to the defined approach. It is tested that the information can be transferred from the IFC-based as-built model to the COBie spreadsheet, which can be used to generate the necessary documents for railway facility maintenance work.