2.2.1 WBS (Work Breakdown Structure)

시설, 공종, 시설물, 공간 및 부위 등 파셋(facet) 분류로 세부 공종과 내역을 결합시키기 위한 분류체계로 BIM 객체와 연계하여 활용한다. 도로분야 작업분류체계(WBS)는 7레벨로 분류되며, WBS코드는 건설정보분류체계 코드를 채택하여 구성한다.

2.2.2 OBS (Object Breakdown Structure)

BIM 모델을 각종 업무에 활용하기 위하여 시설물을 구성하는 객체 단위로 분리하거나 조합할 수 있도록 체계적으로 분류한 것이다. 건설객체(Part), 건설부품(Component), 건설결과(Result)로 분류되며, OBS 코드는 BIM 라이브러리 코드로 사용되는 상위분류체계이다.

2.2.3 CBS (Cost Breakdown Structure)

공사비 분류체계는 공사를 수행하는데 필요한 공사비에 대한 분류체계이다. 내역코드는 도로통합플랫폼의 건설시스템에 등재된 고유코드를 사용해야 하지만, 현재 같은 내역임에도 불구하고 발주처별로, 내역서 작성 프로그램 회사별로 다른 코드를 사용하고 있어 데이터베이스 구성에 어려움을 겪고 있어, 궁극적으로 조달청 표준공사코드 사용을 권장한다.

2.2.4 Pset (Properties set)

공통정보, 사업정보, 시설정보, 객체정보로 구성되며 각 부문별로 모델과 연계하여 속성을 부여한다. 사업 및 시설정보나 부재 속성을 정의할 때 정보수준에 따라 속성항목을 필수입력과 선택입력으로 구분하거나 선택적으로 적용하며 불필요한 속성은 생략할 수 있다. 사업이나 시설의 종류에 따라 선택 구성하여 사용하며, 객체의 속성정보는 공통, 설계, 시공 및 유지관리 단계로 구분하여 속성을 작성한다.

2.2.5 Qset(Quantity set)

WBS 7레벨 수준에서 연계된 내역항목의 수량정보 속성셋트를 의미한다. BIM 라이브러리와 연동을 원칙으로 하지만, 연동이 어려울 경우 수동으로 수량셋트를 생성할 수 있다. 마찬가지로 CBS와 원활한 연계를 위해 내역코드는 표준공사코드 사용을 권장한다.

3.3.1 모델 구조화

지침에 따르지 않은 초기 BIM 모델은 대개 일정한 규칙 없이 모델러의 취향에 따라 객체 분할되게 된다. 따라서 이를 WBS 7레벨과 연결되는 OBS 체계에 맞게 분할 또는 병합해야 한다. 모델에 부합하는 속성정보(Pset)을 입력하고 지침에서 규정한대로 좌표체계 변환 및 파일명을 부여하고 납품폴더 체계로 이관한다.

Fig. 4. Diagram of Framework in Applying EX BIM Guideline

3.3.2 모델 검수 및 파싱

지침에서 규정한 품질검수 리스트에 의거 자동화 또는 육안 품질검수를 실시하고 파싱을 통해 모델 및 정보간 위계를 얻는다. 이후 각 공종별 모델을 모두 통합한 전체모델을 생성하여 물리적, 논리적 테스트를 실시한다.

3.3.3 BIM 데이터 구축 및 공정 시각화

지침 부속서에서 명시된 WBS 리스트를 근거하여 프로젝트 WBS, 즉 PWBS (Project Work Breakdown Structure)로 전개한다. 이로써 원시 WBS에 있던 nn이 사라지고 PWBS에서는 구체적인 숫자가 나타난다.

흔히 BIM 모델에서 수량을 얻는다고 하지만 3차원 모델의 표현한계로 인해 실제 수량을 얻을 수 있는 비율은 50~60% 이하이다. 따라서 수량산출서를 참고하여 내역서 수량을 WBS 7레벨에 해당하는 수량으로 일일이 분개하여 수량정보(Qset)를 생성해야 한다. 하지만 이 작업은 매우 복잡한 작업이다. 실제 프로젝트에서 PWBS-CBS 셋트가 수만개에 이르므로 수작업으로는 거의 불가능하며 프로그램 구성하여 반자동으로 분개할 수 있다. 최근에는 이를 극복하기 위한 부분적인 자동 수량분개 알고리즘들이 등장하기도 했다^{(Shin et al., 2012; Hwang, 2019; Kim et al., 2023)}.

CBS의 또 다른 문제가 앞서 언급한 바와 같이, 같은 내역임에도 불구하고 CBS 코드가 발주처별, 프로젝트별로 달라 데이터베이스 구축이 더욱 어려워진다.

이러한 문제들을 원천적으로 해결하기 위해 각 WBS별로 통일된 CBS 코드, 즉 표준공사코드로 구성된 CBS가 연결된 WBS-CBS 셋트를 미리 구성하고 신규 프로젝트 발생시 내역에 해당하는 표준공사코드를 찾아내면 미리 생성된 WBS-CBS 셋트로부터 WBS가 바로 매칭되어 물량분개가 보다 쉬워진다. 이를 위해 내역간 문자열 비교를 해야하는데 동의어가 일반 프로그램으로는 인식이 안되고 같은 내용일지라도 단어의 순서가 다르면, 다른 문자열로 인식하지만, 최근 화두가 되고 있는 인공지능 분야의 자연어처리 기법으로 이를 극복한 사례도 있다^{(Kim et al., 2024)}.

WBS와 연계된 실적 일정 및 기준일 이후 계획 일정이 결합된 데이터로 Primavera P6 또는 MS Project 등 공정관련 프로그램 기능이 임베디드된 웹서비스로 일정분석한 후 얻어진 일정을 갱신하면 WBS기반 주공정(Critical Path) 및 실시간 공정데이터가 얻어진다.

3.5.1 BIM 모델링

지형이나 지층은 일반적으로 LandXML로 제출되는데 시스템에서 통합모델 생성시 잘 구현되었다.

콘크리트 구조물의 경우 분할타설이 필수적이므로 효과적인 공정관리를 위해 분할타설을 미리 고려하여 객체분할을 해야 하는데 분할범위가 규정되어있지 않아 지침 개선이 필요한 것으로 판단된다. 예를 들어 교각 기둥의 경우, 보통 1회 리프트당 1.5~2m의 타설높이를 감안하여 객체분할을 명문화할 필요가 있다. 최근들어 철근이나 콘크리트의 강도가 높아짐에 따라 대규모 협곡을 통과하는 교량에서의 고(高)교각 시공이 빈번하게 이루어지고 있고 특히 사장교와 같은 특수교량의 주탑의 경우 반드시 분할타설을 반영한 객체분할을 해야 한다.

휀스, 방음벽 및 표지판 등 부대시설의 LOD가 규정되어 있지 않아 프로젝트별로 문양이나 세부 표현범위가 천차만별이므로 이에 대한 규정도 필요하다.

특히 차선의 경우 종단, 횡단으로 변화하는 도로 표면에 맞게 모델링 하는 것이 사실상 불가능하여 이에 대한 세부원칙이 필요한 것으로 사료된다.

3.5.2 BIM 납품

BIM 성과물 납품시 현행 2D 도면도 함께 제출하게 되어 있는데, 폴더나 파일명 체계는 있으나 납품시스템에서의 구체적인 납품 절차가 명시되어 있지 않다. 이는 도로공사에서 아직 물리적인 납품시스템을 도입되지 않아 발생한 것으로서, 가급적 빠른 시일내에 납품시스템을 도입하여 구체적인 납품절차에 대해 지침에 명기할 필요가 있다.

3.5.3 PWBS-CBS, 공정데이터 생성 및 BIM 모델 연계

정보 모델링에서 가장 중요한 부분으로서, 프로젝트 내용을 파악하여 PWBS를 구성하고 내역서로부터 이에 해당하는 물량을 분개하여 Qset을 만들고 CBS를 연결하여 최종적으로 일정정보까지 연결해야 한다. 하지만 수천개에 이르는 PWBS 및 수만개에 이르는 PWBS-CBS 조합을 구성하는 작업은 관련 전문 토목기술자가 적어도 3개월에 걸쳐 작업해야 하는 고난이도 작업이다. 앞서 언급한 바와 같이 최근 수량분개 자동화나 내역의 표준공사코드 탐색기법 등 다양한 기법이 등장하고 있지만 완전한 자동화가 되기 전까지는 전문인력이 필요한 실정이다.

3.5.4 지침 적용의 확산을 위한 조건

BIM에 대한 경험이 부족한 경우, 적용지침 자체가 문서로 되어 있어 이해하는데 어려움이 있을 수 있으므로, 지침적용의 확산을 위해 정기적인 교육이 필요하고 대부분의 항목에서 BIM 산출물에 대해 자동으로 품질검수가 되는 체계를 확립하여 수작업으로 인한 휴먼에러를 방지해야 한다.