KCS 표준시방서 107010 머신가이던스 및 머신컨트롤 시공 일반

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머신가이던스 및 머신컨트롤 기술 적용 건설공사 시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위

• 본 기준은 머신가이던스(Machine Guidance) 및 머신컨트롤(Machine Control) 기술을 적용한 건설공사에 적용된다.
• 본 기준은 건설공사에서 머신가이던스 및 머신컨트롤 기술을 적용하기 위한 일반적인 사항을 정한 것으로, 시설물별 표준시방서(또는 공사시방서)에서 별도의 기준을 정하는 경우 이 기준보다 우선 적용한다.

1.2 참고 기준

• 관련 법규: 건설기계관리법, 건설기계관리법 시행령
• 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

• 수급인은 다음과 같이 머신가이던스 및 머신컨트롤 적용 공사의 특성이 반영된 시공계획서를 KCS 10 10 10 (1.8)에 따라 작성하여 공사감독자에게 승인을 받아야 한다.
  • 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용하는 공종
  • 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 개요 및 적용목적
  • 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 적용계획
  • 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비 적용 공사의 시공관리 방법
  • 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 정확도 검사 및 교정계획
• 수급인은 발주자가 제공한 설계도서를 바탕으로 가공한 디지털 설계도면을 공사감독자에게 승인을 받아야 한다.
• 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.
• 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

• 머신가이던스 장비는 측정장치, 해석장치, 입력장치, 출력장치 등으로 구성된다.
  • 측정장치: 건설기계 및 엔드이펙터의 위치, 이동 속도, 작업 진행상황 등을 측정하기 위한 것으로, 적용되는 공종 및 측정 목적에 따라 요구되는 허용오차 이내의 정밀도를 가져야 한다.
    • GNSS를 이용한 위치 측정장치
    • 레이저, 초음파 등을 이용한 거리 측정장치
    • 엔드이펙터의 움직임을 측정하기 위한 관성측정장치
    • 기타 해당 공종의 시공을 위해 필요한 측정장치
  • 해석장치: 측정장치로부터 계측된 데이터를 이용하여 엔드이펙터의 작업 상황정보와 시공 목표 정보의 차이를 실시간으로 산정할 수 있어야 한다.
  • 입력장치: 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.
  • 출력장치: 디지털 설계도면과 측정장치로부터 계측한 값, 해석장치로부터 산정된 결과 등 관련정보를 시각(디스플레이 패널, 불빛 등), 청각(음향 등), 촉각(진동 등) 등을 통해 건설기계조종사에게 관련정보를 제공할 수 있어야 한다.
• 머신컨트롤 장비는 머신가이던스 장비에 머신컨트롤 제어기, 머신컨트롤용 조종장치 등이 추가된다.
  • 머신컨트롤 제어기: 머신가이던스의 측정장치로부터 얻어지는 데이터와 디지털 설계도면 및 작업 정보 데이터를 바탕으로 건설기계의 각 구동부를 조작하여 엔드이펙터의 위치와 움직임 등을 반자동으로 제어할 수 있어야 한다.
  • 머신컨트롤용 조종장치: 건설기계 조종 인터페이스(페달, 조이스틱 등)에 기능을 추가하거나 인터페이스에 별도로 부착되어 건설기계조종사가 머신컨트롤 기능을 실행하거나 종료할 수 있어야 한다.
• 수급인은 머신가이던스 장비를 구성하는 장치의 교정주기에 따라 교정해야 한다.
  • 교정주기는 제조사의 기술사양 및 지침서를 참고하여 별도의 교정주기를 정하여 시공계획서에 명시해야 한다.
  • 건설기계의 운용빈도, 운용환경, 운용기간 등에 따라 장치의 성능 및 정밀도에 이상이 확인된 경우 즉시 교정을 받아 사용해야 한다.
  • 공사감독자는 각 공종별 시방서에서 요구하는 시공의 정밀도를 만족하기 위하여 교정을 요청할 수 있으며, 수급인은 이에 따라야 한다.
• 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비는 건설기계에 부착 시 운용 안정성이 확보되도록 고정되어야 하며, 수급인은 부착위치의 변동여부를 매일 작업 전 확인하고 보정해야 한다.
• 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

• 수급인은 작업 시작 전 머신가이던스 및 머신컨트롤 운용가능 여부를 판단하기 위하여 다음과 같은 사항을 반드시 확인해야 한다.
  • 주변 장애물에 의한 머신가이던스 실내외 측위 시스템의 설치 및 운용 가능성(정확도, 전파 방해 및 수신 불가 지역 등)
  • GNSS 사용 시 기준국 신호의 수신 범위 등의 적합성
• 수급인은 매일 작업 시작 전 장비 정확도 검사를 포함한 머신가이던스 및 머신컨트롤의 정상 작동 여부를 점검해야 하며, 작업일보에 기록해야 한다.
  • 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 정확도 검사는 현장에 설치된 시험 검측점 등을 이용하여 수행하며, 세부적인 검사 방법은 적용되는 장치의 종류에 따라 정하여 시공계획서에 명시해야 한다.
• 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비가 정상적으로 작동하지 않는 경우 수리 및 보정 등 필요한 조치를 취해야 한다.
• 지진, 태양풍과 등 각종 천재지변으로 인하여 GNSS 등을 이용한 위치 측정 시스템, 데이터 송수신 등이 불안정한 경우, 수급인은 머신가이던스 사용성을 검토하여 공사를 수행해야 한다.
• 위 사항을 준수하지 않아 발생한 시공 오류, 재시공, 공기 지연 등과 같은 문제에 대한 책임은 수급인에게 있다.

3.2 시공방법

• 수급인은 건설기계조종사가 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비의 사용절차, 조작 순서, 오류 대응법, 점검 방법 등 사용방법을 숙지하고 있는지 확인해야 한다.
• 수급인은 시공계획서와 시공상세도에 따라 현장상황을 고려한 단계별 시공 목표치를 설정해야 한다.
• 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.
• 건설기계조종사는 머신컨트롤 장비의 반자동기능 사용 시에도 안전사고 위험이 있는 경우 즉시 안전사고를 방지할 수 있는 적절한 조치를 취해야 한다.
• 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.
  • 시공 중 머신가이던스 장비의 부착위치 변동, 측정장치 오류 등이 발생한 경우, 3.1 (3)에 따라 조치해야 한다.
  • 건설기계조종사의 작업미숙 등으로 시공 오류가 발생한 경우, 3.2 (1)에 따라 재확인 및 설계도면, 시공계획 등을 종합적으로 검토하여 재시공 여부를 결정해야 한다.
  • 머신가이던스 장비에 입력된 설계와 작업 정보의 손상 및 입력 오류 등이 발생한 경우, 관련 정보를 재입력해야 한다.

3.3 시공관리

• 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용하는 시설물별 건설기준에 따라 시공관리 방법을 정하여 시공계획서에 명시해야 한다.
  • 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용한 공사의 시공관리를 위한 확인 측량의 방법과 범위 등을 KCS 10 30 05를 참고하여 정해야 한다.
  • 수급인은 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용한 공사의 시공관리를 위해 공종에 따라 시설물편에서 정한 허용오차를 적용해야 한다.
  • 기타 머신가이던스 및 머신컨트롤 장비를 적용하고자 하는 공종의 특성에 따른 시공관리 방법을 정해야 한다.
• 수급인은 단계별 시공이 완료된 경우 공사감독자의 확인을 받은 후 다음 단계의 작업을 수행해야 한다.
  • 수급인은 시공계획서의 시공관리 방법에 명시된 측량방법 및 허용 오차에 따라 단계별 시공 성과를 확인하여 공사감독자에게 제출한다.
  • 공사감독자는 설계도서 및 시공 중 갱신된 설계, 작업 정보와 수급인이 제출한 단계별 시공성과 보고서를 검토하여 이상 유무를 확인한다.

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