Prediction of Ship Travel Time in Harbour using 1D-Convolutional Neural Network

1D-CNN을 이용한 항만내 선박 이동시간 예측

  • Sang-Lok Yoo (Future Ocean Information Technology) ;
  • Kwang-Il Ki (Future Ocean Information Technology) ;
  • Cho-Young Jung (Division of Marine Industry – Transportation Science and Technology, Kunsan National University)
  • 유상록 ((주) 미래해양정보기술) ;
  • 김광일 ((주) 미래해양정보기술) ;
  • 정초영 (군산대학교 해양산업.운송과학기술학부)
  • Published : 2022.06.02

Abstract

VTS operators instruct ships to wait for entry and departure to sail in one-way to prevent ship collision accidents in ports with narrow routes. Currently, the instructions are not based on scientific and statistical data. As a result, there is a significant deviation depending on the individual capability of the VTS operators. Accordingly, this study built a 1d-convolutional neural network model by collecting ship and weather data to predict the exact travel time for ship entry/departure waiting for instructions in the port. It was confirmed that the proposed model was improved by more than 4.5% compared to other ensemble machine learning models. Through this study, it is possible to predict the time required to enter and depart a vessel in various situations, so it is expected that the VTS operators will help provide accurate information to the vessel and determine the waiting order.

해상교통관제사는 항로폭이 협소한 항만에서 선박 충돌사고 예방을 위해 one-way로 항해하도록 선박의 입·출항 대기 지시를 한다. 현재 해상교통관제사의 입·출항대기 지시는 과학적이고 통계적인 데이터를 기반으로 하지 않고 해상교통관제사의 개인 역량에 따라 편차가 크다. 이에 따라 본 연구에서는 항만에서의 선박 입·출항 대기 지시를 위한 정확한 이동 시간을 예측하기 위해 선박 및 기상 데이터를 수집하여 1d-합성곱신경망 모델을 구축하였다. 제안한 모델이 다른 앙상블 기계학습 모델보다 4.5% 이상 개선된 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 다양한 상황에서도 선박 입·출항 소요시간 예측이 가능하여 해상교통관제사는 선박에게 정확한 정보 제공 및 대기지시 판단에 도움이 될 것으로 기대된다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 2022년 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 지역산업연계 대학 Open-Lab 육성지원사업의 지원을 받아 수행된 연구임(No. 1711139489)