ⓢ[자료] BIM 기반 교량 유지관리 기술_2025-04-22

건설기술쌍용(CONSTRUCTION TECHNOLOGY REVIEW SSANGYONG)_2025 vol.82
특집기획_BIM 기반 교량 유지관리 기술

 

발행 : 2025. 3. 
형식 : pdf 10 page
출처 : 건설기술쌍용

 

 

 

해당 글은 건설 산업의 디지털 전환 가속화 속에서 교량 유지관리 분야에 주목하며 시작합니다. 특히 **BIM(건설정보모델링)**이 시설물의 생애주기 전반에 걸쳐 데이터를 통합하고 관리하는 핵심 기술로 부상하고 있음을 강조합니다. BIM이 단순한 3D 모델링을 넘어 디지털트윈, AI, IoT 등 첨단 기술과 연계되어 유지관리 체계를 혁신하고 있으며, 국내외 다양한 BIM 기반 교량 유지관리 사례와 BIM 모델 구축 및 손상 데이터 반영 기술, 그리고 BIM-FEM(유한요소해석) 연계를 통한 상태 및 성능 평가 기술 등을 상세히 설명합니다. 궁극적으로 BIM 기반 스마트 유지관리 전략을 통해 데이터 기반의 정량적이고 효율적인 유지관리 체계 구축의 필요성과 기대 효과를 제시합니다.

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원본출처: https://www.ssyenc.co.kr/ko/management/tech_ssyenc.asp?menu=1&Year=2025&Season=010007&findtext=

쌍용건설

 

 

음성개요(내용설명):

 

특집기획_BIM 기반 교량 유지관리 기술

이 문서에서는 **BIM(Building Information Modeling)**을 활용한 교량 유지관리 기술의 중요성과 발전 방향을 설명합니다. 기존의 비효율적인 유지관리 방식을 개선하기 위해 BIM과 디지털 트윈, AI, IoT 등의 첨단 기술을 융합하여 시설물 상태를 정량적으로 평가하고 사전 예측 기반의 유지보수를 수행하는 방안을 제시합니다. 특히 BIM 모델 구축, 손상 데이터 연동, 구조해석 연계를 통한 상태 및 성능 평가 기술과 스마트 유지관리 전략에 대해 상세히 다룹니다.

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1. 개요

이 보고서는 건설 산업의 디지털 전환 가속화와 인프라 시설물 유지관리 분야에서의 스마트 건설기술 도입 현황을 설명하고, 특히 교량 유지관리 분야에서 Building Information Modeling (BIM)의 역할과 적용 가능성을 심층적으로 분석합니다. 기존 2D 도면 기반 유지관리 방식의 한계를 극복하고 BIM 기반 스마트 유지관리 시스템 구축을 통해 데이터 기반의 정밀하고 효율적인 유지관리 체계를 마련하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

 

2. 핵심 주제 및 중요 아이디어/사실

• 건설산업의 디지털 전환과 유지관리의 변화:4차 산업혁명 기술과의 융합으로 건설산업의 디지털 전환이 가속화되고 있으며, 유지관리 분야에서도 스마트 건설기술 도입이 활발히 이루어지고 있습니다.
• "최근 건설산업은 4차 산업혁명의 첨단기술과 융합되면서 디지털 전환이 가속화되고 있다. 교량, 터널, 도로를 비롯한 인프라 시설물의 유지관리 분야에서도 스마트 건설기술의 도입이 활발하게 이루어지고 있다."
• BIM의 역할 및 중요성:BIM은 시설물의 생애주기 전반에 걸쳐 데이터를 통합·관리하는 핵심 기술로 주목받고 있습니다.
• "BIM은 단순한 3D 모델링을 넘어 설계, 시공, 유지관리 데이터를 통합하는 디지털 플랫폼으로 발전하고 있으며, 디지털트윈(Digital Twin), 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 등과의 연계를 통해 유지관리 체계를 혁신적으로 변화시키고 있다."
• BIM 기반 유지관리 시스템은 구조물의 상태를 실시간으로 모니터링하고, 성능평가 및 보수·보강 계획을 데이터 기반으로 수립하는 것을 가능하게 합니다.
• 기존 유지관리 방식의 한계:2차원 도면 기반 유지관리 방식은 정보의 단절, 비효율성, 도면 유실 및 데이터 분산으로 인한 의사결정의 비효율성 등의 한계를 가집니다.
• "기존의 2차원 도면 기반 유지관리 방식은 정보의 단절과 비효율성으로 인해 시설물의 상태를 종합적으로 분석하는 데 한계가 있으며, 도면 유실 및 유지관리 데이터의 분산으로 인해 의사결정 과정에서도 비효율성이 발생할 가능성이 크다."
• BIM 기반 유지관리 기술의 발전:디지털트윈, AI 기반 예측 유지보수, Scan-to-BIM, LiDAR 및 UAV 기반 데이터 취득 기술과의 연계를 통해 유지관리 의사결정이 사후 대응에서 선제적 대응으로 전환되고 있습니다.
• "특히, 디지털트윈과 AI 기반 예측 유지보수(Predictive Maintenance) 기술이 발전하면서, 유지보수의 의사결정이 사후 대응에서 선제적 대응으로 전환되고 있다."
• 국내외 BIM 기반 유지관리 사례:국내에서는 국토교통부와 한국도로공사를 중심으로 BIM 기반 유지관리 시스템 구축 및 데이터 기반 예측 유지관리 기술 개발이 추진되고 있습니다. 한국도로공사는 BIMEX 시스템을 활용하고 있습니다.
• "국토교통부는 기존 교량관리시스템(BMS)의 고도화를 위해 BIM을 활용한 유지관리 방식을 연구하고 있으며, 시범사업을 통해 유지관리 데이터를 디지털화하고 생애주기 기반 유지보수 전략을 마련하고 있다."
• "한국도로공사는 BIMEX 시스템을 활용하여 3D 모델과 유지관리 이력을 통합 관리하고 있으며, 정밀 안전점검이 필요한 교량을 대상으로 BIM 기반 유지관리 시범사업을 수행 중이다."
• 국외에서는 미국과 중국을 중심으로 BIM 기반 유지관리 기술이 활발히 연구·도입되고 있으며, 디지털 기술과의 융합을 통해 기존 정기 점검 방식의 한계를 극복하고 있습니다. 미국 연방도로청(FHWA)은 OpenBrIM 시스템을 개발했습니다.
• "국외에서도 미국과 중국을 중심으로 BIM을 활용한 교량 유지관리 기술이 활발히 연구·도입되고 있으며, 디지털 기술과의 융합을 통해 기존 정기 점검 방식의 한계를 극복하는 방향으로 발전하고 있다."
• "미국 연방도로청(FHWA)은 BIM 기반 유지관리 시스템인 OpenBrIM을 개발하여 유지보수 데이터 통합 체계를 구축하고 있다. OpenBrIM은 유한요소해석을 내장하여 교량 부재의 열화 진행과 하중 조건을 반영한 구조해석을 수행할 수 있으며, 이를 통해 손상 예측 및 유지보수 전략 최적화가 가능하다."
• BIM 기반 유지관리의 핵심 요소:BIM 모델 구축 기술: 기존 도면 및 Scan-to-BIM 기술을 활용한 3D 형상 모델링, 파라메트릭 모델링 기법 적용, 속성 정보 추가 및 COBie 기반 데이터 연계가 중요합니다.
• BIM 기반 손상 데이터 통합 및 반영 기법: 육안 점검, 드론 및 AI 기반 이미지 분석, LiDAR 및 3D 스캐닝 기술을 활용한 손상 데이터 수집, 데이터 정제 및 분석, BIM 모델에의 손상 데이터 반영 (속성, 시각적 모델링, COBie 연계)이 필요합니다.
• BIM 연계 FEM 기반 교량 상태 및 성능평가 기술: IFC 기반 또는 API 기반 데이터 변환을 통해 BIM과 구조해석(FEM)을 연계하여 환경적 요인을 반영한 열화 분석, 상태 및 성능평가, 유지관리 활용이 가능합니다.
• BIM 기반 스마트 유지관리 전략:데이터 중심의 정량적 유지관리 체계 구축을 목표로 합니다.
• BIM 모델 표준화, 기존 BMS와의 호환성 확보, IoT 센서 기반 실시간 데이터 수집, BIM-FEM 연계를 통한 구조 분석 및 보수·보강 시뮬레이션이 핵심입니다.
• AI 기반 유지보수 의사결정 시스템 도입을 통해 손상 분류, 유지보수 우선순위 설정, 열화 진행 속도 예측, 최적의 유지보수 계획 수립이 가능해집니다.
• 디지털트윈과의 결합을 통해 실시간 상태 반영 및 시뮬레이션을 통한 유지관리 자동화가 기대됩니다.
• "향후 BIM 기반 유지관리는 디지털트윈과 결합하여 더욱 정밀한 유지관리 시스템으로 발전할 전망이다."
• "결론적으로, BIM 기반 스마트 유지관리는 AI 및 IoT 기술을 활용하여 유지관리의 정밀도와 효율성을 극대화하는 방향으로 발전하고 있다."
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3. 주요 사실 요약

• BIM은 교량 유지관리 분야에서 디지털 전환의 핵심 기술입니다.
• BIM은 3D 모델, 설계, 시공, 유지관리 데이터를 통합하여 효율적인 정보 관리를 가능하게 합니다.
• 기존 2D 기반 유지관리의 한계를 극복하고 데이터 기반의 선제적 유지관리로 전환하는 데 BIM이 중요 역할을 합니다.
• 국내외에서 BIM 기반 유지관리 시스템 구축 및 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
• Scan-to-BIM, IoT, AI, FEM, 디지털트윈 등 첨단 기술과의 융합을 통해 BIM 기반 유지관리 기술이 발전하고 있습니다.
• 정확한 BIM 모델 구축, 손상 데이터의 효과적인 통합 및 반영, BIM-FEM 연계를 통한 상태 및 성능평가가 BIM 기반 유지관리의 핵심 요소입니다.
• AI 기반 의사결정 시스템 도입은 유지관리의 효율성과 경제성을 높일 것으로 기대됩니다.
• 궁극적으로 BIM 기반 유지관리는 자동화된 스마트 유지관리 시스템으로 발전할 것입니다.
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4. 논의를 위한 질문 (선택 사항)

• BIM 기반 유지관리 시스템 도입 시 예상되는 가장 큰 어려움은 무엇일까요?
• BIM 기반 유지관리 시스템의 표준화 및 데이터 연계성 강화를 위한 추가적인 노력이 필요할까요?
• AI 기반 유지보수 의사결정 시스템 도입 시 고려해야 할 윤리적, 법적 문제는 무엇일까요?
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5. 향후 방향

본 보고서는 BIM 기반 교량 유지관리 기술의 현재와 미래 방향성을 제시합니다. 앞으로 BIM 기술의 표준화, 다양한 데이터 연계성 강화, 유지관리 프로세스의 디지털화가 필수적으로 요구됩니다. 이러한 노력을 통해 교량 유지관리가 데이터 기반의 정밀하고 효율적인 스마트 시스템으로 발전하고, 궁극적으로 사회기반시설의 안전성과 내구성 향상에 기여할 것으로 기대됩니다.

 

 

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NotebookLM을 이용해서 작성되었습니다.

디이씨(D.E.C)

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