KCS 10 70 10 머신가이던스 및 머신컨트롤 시공 일반

1. 일반사항

 

1.1 적용범위

(1) 이 기준은 머신가이던스(Machine Guidance) 및 머신컨트롤(Machine Control) 기술을 적용한 건설공사에 대하여 적용한다.

(2) 이 기준은 건설공사에서 머신가이던스 및 머신컨트롤 기술을 적용하기 위한 일반적인 사항을 정한 것으로, 시설물별 표준시방서(또는 공사시방서)에서 머신가이던스 및 머신컨트롤 기술 적용을 위한 별도의 기준을 정하는 경우 이 기준보다 우선하여 적용한다.

 

1.2 참고 기준

 

1.2.1 관련 법규

∙ 건설기계관리법

∙ 건설기계관리법 시행령

 

1.2.2 관련 기준

∙ KCS 10 10 10 공무행정요건

∙ KCS 10 30 05 건설공사 측량

 

1.3 용어의 정의

∙ 건설기계: 건설기계관리법 제2조 1항 및 동법 시행령 제2조에서 정한 건설공사에 사용할 수 있는 기계

∙ 건설기계조종사: 건설기계관리법 제26조에 따라 건설기계조종사 면허를 취득하여 건설기계를 조종하는 사람

∙ 머신가이던스(Machine Guidance, MG): 건설기계의 위치와 자세 정보를 이용하여 설계 목표 대비 현재 작업 정보(작업종류, 작업상황, 목표수치, 지면과의 거리 등)를 건설기계조종사에게 실시간으로 제공하는 기술

∙ 머신컨트롤(Machine Control, MC): 머신가이던스 기술을 활용하여 복잡한 조종이 요구되는 건설 장비 작업(경사면, 비정형면, 수중작업 등)을 반자동화하여 작업 정밀도를 높이고 장비 조종을 용이하고 효율적으로 할 수 있게 하는 기술

∙ GNSS(Global Navigation Satellite System, 범지구 위성 항법 시스템) : 인공위성을 활용해 수신자의 위치를 결정할 수 있게 하는 체계

∙ 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU): 각속도, 가속도, 지자기 센서 등을 조합하여 이동하는 물체의 속도, 가속도와 방향 등을 측정하는 장치

∙ 엔드이펙터(end-effector): 굴착기의 버킷, 도저의 배토판, 그레이더의 블레이드, 점보드릴의 드릴 장치 등 건설기계의 가장 끝단에 위치하여 작업을 수행하는 부분

∙ 디지털 설계모델(Digital Design Model, DDM): 머신가이던스 운용을 위한 수평, 수직 선형 설계, 비탈면의 시·종점과 기울기를 포함하는 형상 설계 등의 전자 도면 파일

 

1.4 제출물

(1) 수급인은 다음과 같이 머신가이던스 및 머신컨트롤 적용 공사의 특성이 반영된 시공계획서를 KCS 10 10 10 (1.8)에 따라 작성하여 공사감독자에게 승인을 받아야 한다.

① 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용하는 공종

② 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 개요 및 적용목적

③ 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 적용계획

④ 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비 적용 공사의 시공관리 방법

⑤ 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 정확도 검사 및 교정계획

(2) 수급인은 발주자가 제공한 설계도서를 바탕으로 가공한 디지털 설계도면을 공사감독자에게 승인을 받아야 한다.

(3) 수급인은 머신가이던스 장비의 기능 및 정밀도 등에 대한 성능확인서를 KCS 10 10 10 (1.11.3)에 준하도록 작성하여 공사감독자에게 해당 장비의 사용승인을 받아야 한다.

(4) 수급인은 모든 제출물에 대하여 주요한 내용의 변경을 수반하는 사유가 발생했을 경우에는 지체 없이 관련 제출물을 재작성하여 공사감독자에게 승인을 받아야 한다.

 

2. 자재

 

2.1 장비

(1) 머신가이던스 장비는 측정장치, 해석장치, 입력장치, 출력장치 등으로 구성된다.

① 측정장치는 건설기계 및 엔드이펙터의 위치, 이동 속도, 작업 진행상황 등을 측정하기 위한 것으로 적용되는 공종 및 측정 목적에 따라 요구되는 허용오차 이내의 정밀도를 가져야 한다.

가. GNSS를 이용한 위치 측정장치

나. 레이저, 초음파 등을 이용한 거리 측정장치

다. 엔드이펙터의 움직임을 측정하기 위한 관성측정장치

라. 기타 해당 공종의 시공을 위해 필요한 측정장치

② 해석장치는 측정장치로부터 계측된 데이터를 이용하여 엔드이펙터의 작업 상황정보와 시공 목표 정보의 차이를 실시간으로 산정할 수 있어야 한다.

③ 입력장치는 외부 저장장치로부터 디지털 설계도면, 작업 정보 데이터 등을 머신가이던스 장비로 전송할 수 있어야 하며, 현장에서 직접 제작·입력·수정한 도면 및 데이터 정보를 머신가이던스 장비로 전달할 수 있어야 한다.

④ 출력장치는 디지털 설계도면과 측정장치로부터 계측한 값, 해석장치로 부터 산정된 결과 등 관련정보를 시각(디스플레이 패널, 불빛 등), 청각(음향 등), 촉각(진동 등) 등을 통해 건설기계조종사에게 관련정보를 제공할 수 있어야 한다.

(2) 머신컨트롤 장비는 머신가이던스 장비에 머신컨트롤 제어기, 머신컨트롤용 조종장치 등이 추가된다.

① 머신컨트롤 제어기는 머신가이던스의 측정장치로부터 얻어지는 데이터와 디지털 설계도면 및 작업 정보 데이터를 바탕으로 건설기계의 각 구동부를 조작하여 엔드이펙터의 위치와 움직임 등을 반자동으로 제어할 수 있어야 한다.

② 머신컨트롤용 조종장치는 건설기계 조종 인터페이스(페달, 조이스틱 등)에 기능을 추가하거나 인터페이스에 별도로 부착되어 건설기계조종사가 머신컨트롤 기능을 실행하거나 종료할 수 있어야 한다.

(3) 수급인은 머신가이던스 장비를 구성하는 장치의 교정주기에 따라 교정해야 한다.

① 교정주기는 제조사의 기술사양 및 지침서를 참고하여 별도의 교정주기를 정하여 시공계획서에 명시해야 한다.

② 수급인은 건설기계의 운용빈도, 운용환경, 운용기간 등에 따라 장치의 성능 및 정밀도에 이상이 확인된 경우 즉시 교정을 받아 사용해야 한다.

③ 교정주기가 도래하지 않아도 공사감독자는 각 공종별 시방서에서 요구하는 시공의 정밀도를 만족하기 위하여 교정을 요청할 수 있으며, 수급인은 이에 따라야 한다.

(4) 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비는 건설기계에 부착 시 운용 안정성이 확보되도록 고정되어야 하며, 수급인은 부착위치의 변동여부를 매일 작업 전 확인하고 보정해야 한다.

(5) 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용한 건설기계의 충돌(장비/사람, 장비/장비, 장비/기타 시설물) 방지를 위한 접근 거리에 따른 경보, 비상제동 기능 등 안전 관련 기능을 적극적으로 활용해야 한다.

 

3. 시공

 

3.1 작업준비

(1) 수급인은 작업 시작 전 머신가이던스 및 머신컨트롤 운용가능 여부를 판단하기 위하여 다음과 같은 사항을 반드시 확인해야 한다.

① 주변 장애물에 의한 머신가이던스 실내외 측위 시스템의 설치 및 운용 가능성(정확도, 전파 방해 및 수신 불가 지역 등)

② GNSS 사용 시 기준국 신호의 수신 범위 등의 적합성

(2) 수급인은 매일 작업 시작 전 장비 정확도 검사를 포함한 머신가이던스 및 머신컨트롤의 정상 작동 여부를 점검해야 하며, 작업일보에 기록해야 한다.

① 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 정확도 검사는 현장에 설치된 시험 검측점 등을 이용하여 수행하며, 세부적인 검사 방법은 적용되는 장치의 종류에 따라 정하여 시공계획서에 명시해야 한다.

(3) 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비가 정상적으로 작동하지 않는 경우 수리 및 보정 등 필요한 조치를 취해야 한다.

(4) 지진, 태양풍과 등 각종 천재지변으로 인하여 GNSS 등을 이용한 위치 측정 시스템, 데이터 송수신 등이 불안정한 경우, 수급인은 머신가이던스 사용성을 검토하여 공사를 수행해야 한다.

(5) (1)~(4)의 사항을 준수하지 않아 발생한 시공 오류, 재시공, 공기 지연 등과 같은 문제에 대한 책임은 수급인에게 있다.

 

3.2 시공방법

(1) 수급인은 건설기계조종사가 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 사용절차, 조작 순서, 오류 대응법, 점검 방법 등 사용방법을 숙지하고 있는지 확인해야 한다.

(2) 수급인은 시공계획서와 시공상세도에 따라 현장상황을 고려한 단계별 시공 목표치를 설정해야 한다.

(3) 건설기계조종사는 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 출력장치에서 제공하는 연직 및 횡방향 위치 등 작업 안내 정보에 따라 작업해야 하며, 중요 지점마다 건설기계 엔드이펙터의 실제 위치와 출력장치에서 제공하는 위치의 부합 여부를 확인해야 한다.

(4) 건설기계조종사는 머신컨트롤 장비의 반자동기능 사용 시에도 안전사고 위험이 있는 경우 즉시 안전사고를 방지할 수 있는 적절한 조치를 취해야 한다.

(5) 건설기계조종사는 시공 중 발생하는 오차가 허용 오차 범위를 벗어나거나 급격한 변화를 보이는 경우 즉시 작업을 중지하고 수급인에게 보고해야 하며, 수급인은 다음과 같이 원인을 파악한 후 대책을 마련해야 한다.

① 시공 중 머신가이던스 장비의 부착위치 변동, 측정장치 오류 등이 발생한 경우, 3.1 (3)에 따라 조치해야 한다.

② 수급인은 건설기계조종사의 작업미숙 등으로 시공 오류가 발생한 경우, 3.2 (1)에 따라 재확인 및 설계도면, 시공계획 등을 종합적으로 검토하여 재시공 여부를 결정해야 한다.

③ 머신가이던스 장비에 입력된 설계와 작업 정보의 손상 및 입력 오류 등이 발생한 경우, 관련 정보를 재입력해야 한다.

 

3.3 시공관리

(1) 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용하는 시설물별 건설기준에 따라 시공관리 방법을 정하여 시공계획서에 명시해야 한다.

① 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용한 공사의 시공관리를 위한 확인 측량의 방법과 범위 등을 KCS 10 30 05를 참고하여 정해야 한다.

② 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용한 공사의 시공관리를 위해 공종에 따라 시설물편에서 정한 허용오차를 적용해야 한다.

③ 기타 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용하고자 하는 공종의 특성에 따른 시공관리 방법을 정해야 한다.

(2) 수급인은 단계별 시공이 완료된 경우 공사감독자의 확인을 받은 후 다음 단계의 작업을 수행해야 한다.

① 수급인은 시공계획서의 시공관리 방법에 명시된 측량방법 및 허용 오차에 따라 단계별 시공 성과를 확인하여 공사감독자에게 제출한다.

② 공사감독자는 설계도서 및 시공 중 갱신된 설계, 작업 정보와 수급인이 제출한 단계별 시공성과 보고서를 검토하여 이상 유무를 확인한다.