Automatic Control for Ship Automatic Collision Avoidance Support

선박자동충돌회피지원을 위한 자동제어

The studies on automatic ship collision avoidance system, which have been carried out last 10 years, are facing on new situation due to newly developed high technology such as computer and other information system. It was almost impossible to make it used in real navigation 3-4 years ago because of the absence of the tool to get other ship's information, however recently developed technology suggests new possibility. This study is carried out to develop the algorithm of automatic ship collision support system. The NOMOTO ship's mathematic model is adopted in simulation for its simplicity. The fuzzy reason rules are used for course-keeping system and for the calculation of Collision Risk using TCPA/DCPA. Moreover‘encounter type’ between two ships is analyzed based on Regulations for Preventing Collisions at Sea and collision avoidance action is suggested, Some situations are simulated to verity the developed algorithm and appropriate avoidance action is shown in the simulation.

일본을 중심으로 과거 10여년전부터 수행되어온 선박자동충돌회피연구는 최근 눈부신 IT산업의 발전에 힘입어 실용화 단계에 까지 접어들 수 있는 환경을 맞이 하고 있다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로 선박자동충돌회피지원시스템의 주요 핵심 기술인 자동회피 알고리즘을 구성하기 위한 연구를 수행하였다. 선박운동방정식은 간편히 선체운동을 수학식으로 표현하는 KT모델을 이용하였으며, 선박이 정해진 항로를 유지해 나가는 Track Control System의 구현을 위해서는 퍼지 이론을 이용한 자동제어 시스템을 적용하였다. 또한 충돌회피 추론 부분에서는 위험도 판정을 위하여 TCPA와 DCPA를 이용한 퍼지 추론이 이용되었다. 충돌회피거동 기능면에서는 국제해상충돌예방규칙을 기초로 하여, 두 선박의 다양한 조우 상황을 분석하였다. 이 분석에 기초한 피항거동이 이루어질수 있도록 알고리즘을 구축하였다. 제안된 시스템의 유효성을 검증하기 위하여, 다양한 상황의 시뮬레이션이 수행되었다. 그 결과 적절한 선박충돌회피 동작이 이루어지는 것을 확인하였으며, 향후 더욱 연구가 발전된다면 자동선박충돌회피지원시스템으로 실 선박에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.