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‘AI 활용’ 건축물 구성요소 추출...형상으로 객체화 후 ‘모델’ 구축

건설기술신문 창간 25주년 특별기획 (으뜸현장) ㈜솔리데오시스템즈

오성덕 기자 | 기사입력 2023/11/14 [14:02]
오성덕 기자 이메일 아이콘 기사입력  2023/11/14 [14:02]
‘AI 활용’ 건축물 구성요소 추출...형상으로 객체화 후 ‘모델’ 구축
건설기술신문 창간 25주년 특별기획 (으뜸현장) ㈜솔리데오시스템즈
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AI를 이용해 기존 2D 도면을 BIM 모델로 전환할 수 있는 자동화 기술이 건축행정시스템인 ‘세움터’를 비롯해 ‘정부24’ 등 정부 시스템을 구축·운영하며 국내 최고의 IT 전문기업으로 이름을 알리고 있는 솔리데오시스템즈를 통해 선보일 예정으로 관심이 쏠리고 있다. 

 

이 기술은 지난 2022년부터 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 건설기술연구원을 중심으로 진행 중인 ‘광역단위 노후 건축물 디지털 안전워치 기술개발’(디지털 안전워치 연구단) 과제를 통해 개발되고 있다. 

 

CAD 기반 라벨링 자동화 도구 개발 성공

AI 학습모델·웹 기반 BIM모델링 개발 추진

 

현재 대부분의 건축물은 2D를 기반으로 관리되는 서비스로 구성돼 있다. 2D 도면은 점과 선, 면으로 구성돼 사람이 시각적으로 인지만 할 수 있고, 벽을 비롯한 기둥, 기초, 창호 등 객체화된 정보를 확인할 수 없어 건축물 관리 서비스에서도 시각적인 뷰어 제공에만 그칠 뿐 데이터를 이용한 분석에 어려움이 따르는 것으로 알려져 있다. 

 

최근 3D GIS시스템에서 건축물을 3D로 보여주고 있지만, 객체화된 데이터가 아닌 건물의 형상과 건축물대장 정보와 같은 일부 건물의 속성만을 제공하는 방식으로 데이터 기반의 분석에도 한계가 있다. 

 

반면, BIM은 건축물을 구성하는 벽, 기둥, 보, 기초 등 주요 구조물의 정보를 형상정보와 속성정보로 구성된 객체 단위로 구성, 데이터 분석을 통한 다양한 서비스 모델의 활용이 가능하다. 

 

따라서 BIM데이터는 현재 2D 이미지로 관리되는 건축물 관리체계의 한계를 넘어 데이터 기반의 디지털 정보 체계로 전환시킬 수 있는 마중물 기술로 평가받고 있다. 

 

이에 솔리데오시스템즈에서는 ‘디지털 안전워치 연구단’ 과제 중 1세부 과제인 ‘안전정보 디지털화 기술개발’ 과제에 참여, 2D 도면을 보유하고 있는 건축물의 안전정보를 BIM모델로 변환하는 시스템 개발에 역량을 집중시키고 있다. 

 

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연구내용

현재 BIM모델 생성을 위해 도면이 있는 경우 이를 활용하는 방식과 도면이 없는 경우 드론과 3D스캔을 이용한 역설계방식이 적용되고 있는 가운데 솔리데오시스템즈에서는 도면이 있는 경우 AI를 이용해 2D도면을 BIM모델로 변환하는 시스템 개발에 나서고 있다. 

 

건축물의 빅데이터 분석을 통한 서비스 제공을 위해서는 객체화된 형상과 속성으로 구성된 BIM 정보가 필수적이다. 

 

이에 이 연구에서는 다양한 설계도면을 대상으로 AI를 이용해 건축물을 구성하는 벽과 기둥, 기초, 창호 등 구성요소를 추출하고, 이를 형상으로 객체화시킨 후 일람표 등에서 추출한 속성정보를 추가해 건축물의 안전정보 관리를 위한 BIM 모델을 생성하는 일련의 프로세스를 자동화하는 시스템을 개발하고 있다. 

 

지금까지의 연구를 통해 다양한 설계도면을 자동으로 분류하고, 이를 AI 모델에 적합하게 변환하는 전처리 기술과 AI 모델 학습데이터셋 구축을 지원하는 CAD 기반 라벨링 자동화 도구 개발에 성공했다. 

 

또한, 설계도면에서 정보 추출에 적합한 AI 학습모델과 웹 기반 BIM모델링 도구 개발에도 노력을 기울이고 있다. 

 

㈜솔리데오시스템즈는...

지난 1998년 첫 발을 내딛은 솔리데오시스템즈는 설립 이래 독창적인 기술과 축적된 노하우, 지속적인 연구개발을 앞세워 현재 국내를 대표하는 최고의 데이터 전문기업으로 자리매김하고 있다. 

 

특히, 대한민국의 전자정부 실현에 크게 기여하고 있다. 

 

실제로 세계 최초의 전자정부 실현으로 평가받는 건축행정시스템인 ‘세움터’를 비롯해 ‘정부24’, ‘보조금24’, ‘공공 마이데이터’, 식의약데이터의 안전한 유통을 위한 ‘식의약종합정보시스템’ 등 굵직한 정부 시스템을 기획·구축·운영하며 탁월한 기술력을 인정받고 있다. 

 

이 같은 기술력을 기반으로 현재 국토교통부의 ‘건축HUB포털’과 ‘건축물 생애이력관리시스템’ 등 건설·건축 관련, 다양한 정부 프로젝트도 성공적으로 담당하고 있다. 

 

이와 함께 고객의 행복을 최우선 목표로 차별화된 서비스를 고객들에게 제공하고 있다. 

 

현재 클라우드와 AI, 블록체인 등 ICT 기술 기반 서비스와 데이터 기반의 IoT, IT 인프라, 스마트 솔루션 등을 공급하며 고객의 디지털 혁신을 돕고, 국민의 삶을 보다 윤택하게 만들어 나가고 있다. 

 

특히, 솔리데오시스템즈의 인프라 서비스는 네트워크, 서버&스토리지 및 SW 솔루션 등 기존의 IT 인프라 서비스 영역은 물론 IoT, 빅데이터, 클라우드 등 차세대 인프라 영역까지 망라하며 고객들에게 최적의 인프라 서비스를 제공하고 있다. 

 

2020년대에 들어서는 부동산 빅데이터 플랫폼 ‘자두잇’(JADOit)과 전자문서유통 플랫폼 ‘피노’(PINO)를 개발하는 등 독보적인 플랫폼을 출시하며 금융·부동산 업계와 유기적인 협력관계를 맺고 있다. 

 

‘자두잇’은 원하는 부동산의 ‘추정가격’과 ‘물건분석보고서’ 서비스를 제공하고, ‘피노’는 종이문서 전자 변환과 유통 서비스를 제공한다. 

 

이외에도 건축공간을 창조하는 클라우드 공간인 ‘NSPACE’, BIM 기반의 스마트 빌딩 플랫폼인 ‘Acropolis SG Platform’, BIM 통합솔루션인 ‘ArchiBIM’, 2D 도면관리 솔루션인 ‘ArchiView NX’ 등 차별화된 서비스도 제공하고 있다. 

 

㈜솔리데오시스템즈 정보기술연구소 최종현 소장은 “약 2년 동안의 연구를 통해 현재 4가지 성과를 도출했다”며, “다양한 설계도면을 자동으로 분류하고 이를 AI 모델에 적합하게 변환하는 전처리 기술 개발에 성공했다”고 말했다. 

 

이어 “이 기술은 세움터에 제출된 설계도서에서 정보를 추출하기 위한 도면을 자동으로 선별 분류하고, 불필요한 정보를 필터링하거나 해상도 보정을 통해 AI 모델이 최적의 결과를 추출할 수 있는 기술”이라고 소개했다. 

 

AI 모델 학습데이터셋 구축을 지원하는 CAD 기반 라벨링 자동화 도구도 선보였다. 

 

최 소장은 “회사가 보유한 2D도면 기술을 기반으로 CAD 기반으로 표준레이어와 블록정보를 이용한 라벨링 자동화 도구를 개발하고, 대량의 인공지능 학습데이터셋을 구축했다”고 설명했다. 

 

이 도구는 정부를 비롯해 다양한 기관에서 양질의 인공지능 학습데이터셋 구축을 위해 많은 사업비용을 지불하고 있는 가운데 개발돼 더욱 눈길을 끌고 있다. 

 

이어 “설계도면에서 정보 추출에 적합한 AI 학습모델 개발과 함께 회사가 보유한 BIM기술을 기반으로 웸 상에서 간단한 BIM모델을 손쉽게 작업할 수 있는 도구 개발에도 역량을 집중시키고 있다”고 밝혔다. 

 

연구팀은 이 같은 요소기술들을 일련의 프로세스로 결합한 ‘2D(전자·이미지) 안전정보 추출 및 3D 디지털화 시스템’ 개발에 노력을 기울이고 있다.

 

 

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‘BIM 데이터’ 민간 제공 시

다양한 분야 활용도 기대감 

 

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▲ 김숙희 대표    

㈜솔리데오시스템즈 김숙희 대표는 “완공된 건물의 안전관리 관점에서 BIM 정보를 이용할 경우 시스템적으로 다양한 분석을 통해 안전점검 지원서비스와 광역단위의 내진·화재위험도 평가, 지자체와 민간 안전관리 서비스 등 정부 주도의 다양한 서비스가 가능하다”고 말했다. 

 

이어 “BIM 데이터를 민간에 제공할 경우 인테리어, 부동산 거래, 건물 유지관리 등 다양한 분야에서 활용도가 매우 높을 것”이라고 전망했다. 

 

내진·화재위험도 평가 등 건축물 안전관리 ‘한몫’

 

한편, 회사와 관련해 김 대표는 “올해로 25주년을 맞은 솔리데오시스템즈의 성장 중심에는 지난 2001년 설립된 ‘정보기술연구소’가 자리하고 있다”고 밝혔다. 

 

현재 연구소에서는 국가 R&D 사업인 ‘3D 기반 건설PLM 관리를 위한 BIM 통합서버 연구’를 비롯해 ‘도시건축연구사업’, ‘IOT 가전 기반 스마트홈 실증형 기술개발’, ‘AI 기반 스마트하우징 플랫폼 및 서비스’ 등의 연구를 성공적으로 수행하고 있다.

 

이처럼 끊임없는 기술개발에 나서는 이유에 대해 김 대표는 “기술개발을 위한 노력은 기업인으로서 책임과 의무”라며, “솔리데오시스템즈는 개인과 기관에게 보다 나은 디지털 경험을 제공하는 선두주자로의 도약을 목표로 매년 R&D 관련 예산을 증액시키고 있으며, 특히, 데이터 정제와 실생활 적용을 위해 아낌없이 투자하고 있다”고 강조했다. 

 

끝으로 김 대표는 “BIM 활성화를 위해 국토교통부와 다년간에 걸쳐 노력을 기울였지만, 2D에 비해 높은 단가와 BIM 전문인력의 부재로 인해 활성화가 안 되는 상황”이라며 아쉬워했다. 

 

이어 “하지만, 이번 연구사업을 통해 AI를 이용한 BIM 전환기술이 완성될 경우 세움터가 보유한 방대한 건물정보를 저비용으로 BIM으로 전환할 수 있는 기반이 마련돼 국가가 주도하는 빅데이터 체계의 건물관리가 완성될 것”이라고 전망했다. 

 

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