모듈러 건축공사 생산성 분석을 위한 듀얼 스트림 트랜스포머 기반 현장 작업 자동 감지 모델
Dual-stream Transformer-based On-site Activity Recognition for Productivity Analysis in Modular Integrated Construction
- 주제(키워드) 모듈러 공사 , 생산성 분석 , 컴퓨터 비전 , 트랜스포머 , 시계열 분석
- 주제(DDC) 720
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 최병주
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 스마트융합건축학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034750
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
모듈러 공사는 건설산업에서의 생산성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 방법으로 주목받고 있으나, 현장 모듈 설치 작업의 복잡한 과정을 효과적으로 모니터링하고 분석하기 위한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 기존 연구는 주 로 토공 작업이나 특정 구조부재의 단일 작업 단계를 모니터링하는 데 초점이 맞춰져 있어, 모듈 설치 작업의 연속성과 작업 주기 분석에는 한계가 있었다. 또한, 불확실성이 내재된 건설 현장의 특성을 충분히 반영하지 못해 작업 분 류의 정확성과 생산성 분석의 신뢰성에 제약이 존재한다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복하기 위해 모듈러 공사에서의 모듈 현장 설 치 작업을 대상으로 컴퓨터 비전 기반의 자동 생산성 모니터링 프레임워크를 개발하였다. 연구의 범위는 현장 모듈 설치 작업에 중점을 두었으며, 이를 여 섯 가지 세부 작업으로 세분화하여 작업 주기와 생산성을 정밀하게 분석할 수 있는 시스템을 제안하였다. 개발된 프레임워크는 객체 인식 모듈, 작업 분류 모듈, 생산성 분석 모듈로 구성된다. 객체 인식 모듈은 감시 영상에서 이동식 크레인, 모듈, 작업자와 같 은 주요 자원을 감지하며, 작업 분류 모듈은 이들 객체의 시공간적 특성을 분 석하여 작업을 여섯 가지 세부 활동으로 분류한다. 특히, 감지된 객체의 움직 임을 보다 정확히 포착할 수 있도록 듀얼-스트림 구조의 트랜스포머 모델으로 개발되었다. 여섯 가지 세부 작업의 분류 정확도는 결속 96.24%, 인양 98.07%, 설치 96.54%, 복귀 98.85%, 유휴시간 93.83%, 인양 중 유휴시간 91.15%를 달 성하였다. 마지막으로, 생산성 분석 모듈은 프레임별 작업 분류 결과를 종합하 여 작업 주기의 소요 시간과 전체 생산성을 체계적으로 평가한다. 본 연구는 실제 모듈러 건설 프로젝트에서 촬영된 영상을 활용하여 프레임 워크의 적용 가능성과 효과를 검증하였다. 이를 통해 모듈 설치 작업의 생산 성을 분석하고, 작업 효율성을 저해하는 요인을 식별하며, 개선 방안을 도출할 수 있는 실질적인 데이터를 제공하였다. 본 연구에서 제안한 프레임워크는 모 듈러 건설뿐만 아니라 다양한 건설 현장의 복잡한 작업을 모니터링하고 분석 하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 주제어: 모듈러 공사, 생산성 분석, 컴퓨터 비전, 트랜스포머, 시계열 분석
more목차
제 1 장 연구의 배경 1
제 2 장 선행 연구 조사 6
제 1 절 센서 기반 모니터링 6
제 2 절 컴퓨터 비전 기반 모니터링 7
제 3 장 연구의 목적 10
제 4 장 방 법 론 13
제 1 절 객체 인식 16
제 2 절 듀얼 스트림 트랜스포머 18
1. 세부 작업 단계 정의 20
2. 유효 작업자 필터링 21
3. 작업자 추적 23
4. 입력 데이터 23
5. 모델 네트워크 구조 25
6. 클래스별 최적 시퀀스 길이 적용 31
7. 작업 분류 후처리 32
제 3 절 생산성 분석 34
제 5 장 결 과 35
제 1 절 객체 인식 성능 35
제 2 절 작업 분류 성능 37
제 3 절 생산성 분석 40
제 6 장 어블레이션 연구 44
제 7 장 논 의 49
제 1 절 객체 인식 49
제 2 절 작업 분류 51
제 3 절 생산성 분석 53
제 8 장 결 론 58
참 고 문 헌 59
영 문 요 약 65
