향후 변화될 해양 4차 산업시대에 대응하고 상호 정보 공유를 위해 외부 시스템과 연계할 수 있는 기반환경 마련이 필요한 바 관제센터에서 수집되는 정보를 활용하기 위해서는 관제정보 관리 및 공유 체계가 필요하다. 하지만 정보의 보존 기간이 짧고 접근에 제약이 많아 기술개발에 활용될 관제 정보의 빅데이터화가 어렵다. 또한 정보를 관제 센터 내 독립적으로 보관하고 있어 연구 개발 목적의 접근이 쉽지 않다. 본 연구에서는 민간 클라우드를 활용한 관제 정보 관리 및 공유 체계 방안을 살펴보았다.

지역 VTS 센터의 관제 데이터를 클라우드 기반의 통합 플랫폼에서 수집하기 위해 주요 관제 장비별로 표준 데이터를 제시하고자 한다.

국내법에서는 시운전 금지해역을 설정하고 이 구역에서 금지되는 시운전(Sea trial)을 규정하고 있다. 하지만 이용자에 따라 시운전이라는 용어를 수리 후 테스트(On board Test)하는 것을 혼용하여 사용하고 있고, 특히 수리 조선소 등에서 선박의 개조, 수리 후 시운전이라 행하는 테스트를 하는 선박은 이러한 규정을 따르지 아니한다. 본 연구를 통하여 이러한 선박도 시운전으로 해석할 수 있는지 관련 법 조항을 살펴보고, 시운전 선박에 준하는 위험성을 내포한 수리 선박 관리의 필요성을 제시하고자 한다.

관제 센터에서 비상 상황에 신속히 대응하기 위해, 관제사가 선장의 개인연락처를 수집·저장하는 행위의 법적 근거를 살펴보고 이행위가 개인정보 보호법을 위반하지 않는지 검토 및 개선사항을 공유

IALA에서는 관제구역의 원활한 정보 공유를 위해 IVEF 모델을 사용하고 있다. 우리나라는 선박교통관제 기본계획에 따라 연안구역을 모두 관제구역으로 확장할 예정이다. 이에 따라 원활한 정보 공유의 중요성은 높아지고 있다. 그러나 우리나라는 다양한 제조사의 VTS 시스템을 사용하고 있어 타제조사를 사용하는 관제구역간의 정보 교환은 원활하지 않다. 원활하지 않은 정보공유 시스템은 동일한 작업을 반복해야 하므로 관제사의 효율 및 집중도를 떨어뜨릴 수 있다. 이에 본 연구는 관제구역 간 원활한 정보 공유의 필요성 확보를 위해 AIS 데이터를 활용하여 관제구역 간 선박 이동량 및 연결성을 분석하고자 한다.

해상교통관제 구역은 항만 시설을 사용하기 위한 입·출항 선박, 연안 해역을 이동하는 선박 등이 서로 복잡하게 운항하는 교통 패턴을 가지고 있다. 이를 안전하고 효과적으로 관리하기 위해 해상교통관제센터(VTS)에서는 선박을 실시간 모니터링하며 관제 업무를 수행하고 있지만, 교통 혼잡 상황에서는 업무 로드의 증가로 인해 관제 공백이 발생하기도 한다. 이에 교통 혼잡도 및 혼잡 구역을 예측한다면보다 효율적인 관제가 가능하지만 현재는 관제사의 경험에 전적으로 의존하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 VTS 관점에서의 교통 혼잡을 정의하고, 과거 항적 데이터를 이용하여 항내 선박 교통 혼잡도 및 혼잡 구역을 예측하는 방법을 제안하였다. 또한, 실해역 데이터(대산항 VTS)를 적용하여 제안된 기술이 관제지원 도구로서 활용될 수 있는지 검토하였다.

2022년 3월 15일부터 해양경찰청에서는 채용경로의 다양화를 위해 승선경력 없이도 해양경찰청 소속의 선박교통관제사(VTS_Of ficer) 채용시험에 응시 가능하도록 선박교통관제사의 자격 기준을 개정하였다. 본 연구를 통해서 선박교통관제업무 현황을 조사하고 현재까지 추진되어 온 선박교통관제규정, 선박교통관제사 자격 제도에 관한 중요한 규정의 제정 및 개정에 관한 사항등을 검토하여 관제 운영 국내 외 사례를 통해 관제 업무 수행 방안 별 장단점을 비교 분석한다. 또한, 선박교통관제사 자격 제도가 추후에 성공적으로 정착할 수 있도록 선박교통관제 업무의 향후 발전 방안을 제시하고자 한다.

IALA Guideline 1132 is intended to assist authorities in implementing the procedures described in IALA Recommendation R1012: VTS Communications with the objective of harmonizing VTS communications through the use of standard message structure and phraselogly. For this reason, it is recommended that VTS Authorities put adequate procedures in place to ensure its consistent and correct implementation for the actual VTS operation as is now being considered in IALA as part of the VTS English language proficiency test. In light of the 2022 publication of IALA Guideline 1132: VTS Voice Communications and Phraseology, in this sense, the potential evaluative variables will be studied in the context of this presentation.

입항 수역이 좁은 제주항만은 단일 방향 통항이 가능한 one-way 방식을 사용 중 이다. 이러한 항만 특성으로 인해 제주항을 입출항 하는 선박들은 해상교통관제사(Vessel Traffic Service, VTS)의 지시에 의거하여 순서대로 입출항을 하고 있다. 본 연구는 VTS 관제사가 객관적이고 정확한 예측을 위해 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS) 선박항적데이터를 이용하여 제주항에 입출항 하는 선박의 이동시간 통계를 산출하여 선박입출항 소요시간을 분석하고자 한다. 이를 위해 AIS 데이터를 이용하여 선박 이동시간을 산출하는 알고리즘을 제안하고, 이에 더하여 기상 상태와 항만 예선 사용에 따른 입출항 소요 시간을 취합하여 분석하고자 한다. 이에 따른 결과를 실제 관제에 적용 시켜 보다 더 안전하고 효율적으로 항만을 운영하는데 의의를 두고 있다.

현재 해상교통관제는 VHF 음성 교신을 통해 관제사-선박 항해사간 상호 정보 교환을 하고 있다. 음성을 듣고 전자해도 상 선박 위치를 확인하여 교통 상황을 이해하고, 의사결정사항을 음성을 발화하여 전파하고 있다. 국영문 음성 교신 능력은 중요한 관제사의 자질이기도 하다. 자율운항선박이 출현하게 되면, 전통적인 방식의 선박 항해사-관제사간 교신체계는 변화할 수 밖에 없을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 현존 선박과 자율운항선박이 공존하는 상황에서 VHF 기반의 관제 교신의 변화 필요성 및 적용 가능한 기술을 검토하였다. 사람과 기계가 공존하는 상황에서 상호 의사교환을 명확하게 하기 위해서 관제 교신 체계의 표준화 및 음성처리기술 도입이 이루어져야 할 것이다.

빅데이터, AI, 인공지능 등 기술이 발전함에 있어서 자율운항도입에 따른 VTS 체계변화에 대한 인식이 필요한 실정이다. 이 연구에서는 자율운항선박이 상용화함에 따라 요구되는 적합성을 제고하기 위해 영향을 미치는 내외적인 환경요인들을 전문가집단의 브레인스토밍, 설문조사, 인터뷰 등 다방면으로 조사하고, 해당 요소를 기반으로 TOWS분석을 통해 강점(Strength), 약점(Weakness), 기회(Opportunities), 위협(Threats)의 각 요소를 상호 결합해 전략주제 도출 및 새로운 관제절차와 관련 기술, 자율운항 교육프로그램, 사이버 보안조치, 자율운항 관련 알고리즘 구성 요소 등 구체적 실행계획을 제시함으로써 예측되는 변화 대응에 기여하고자 한다.

오늘날 자율운항선박의 성능시험이 관제구역 내에서 시행되고 있으며 상용화를 앞두고 있다. 국제항로표지협회(IALA)에서는 자율운항선박 관제에 관한 지침을 마련하고 있으며 외국의 사례를 고려하였을 때 자율운항선박의 성능시험 단계부터 VTS의 참여 및 개입은 해상교통안전을 위하여 중요한 의미를 지닌다. 따라서 관제구역 내 해상교통안전을 도모하고 비상 상황 시 효과적으로 대응할 수 있도록 자율운항선박을 고려한 선박교통관제에 관한 제도적 개선방향을 제시하였다.

2020년부터 진행중인 자율운항선박 기술개발 연구와 함께 2021년부터는 자율운항선박에 대한 외부 지원 및 관련 육상 서비스에 대한 추가적인 연구가 진행 중이다. 이 중 선박교통 안전 및 항만 운영 효율성 확보 등을 위하여 시행 중인 선박교통관제 서비스에 있어 자율운항선박의 출현에 따른 대응 방안을 함께 연구 중이다. 지난 2년간 자율운항선박의 VTS 센터 혹은 유인선박과의 의사교환방법에 대한 개념 연구를 수행하였으며, 향후 각 사례별 세부 시나리오 설정 및 부산항 일대에서의 실증을 위한 인프라 구축을 추진 중에 있다. 본 연구에서는 실증 시나리오 수립 방안을 제시하였다.

현존선과 자율운항선박의 공존(共存)항해에 대비하여, 해상교통 안전관리 강화 및 국민의 인명·재산 보호를 위해 선박 간 항행의도 확인 및 위험상황 회피를 위한 차세대 교신체계 및 관제지원기술 제안

자율운항선박의 항로계획정보와 주변선박의 항적 데이터를 기반으로 자율운항선박 주변의 위험선박을 자동으로 추출하고, 충돌위험지수를 산출하여, 위험지수에 따른 안전지원항로를 생성하여 자율운항선박에 제공하는 자율운항지원서비스 운영 소프트웨어 개발에 관한 연구이다.

국내에서는 원활한 물류 수송과 도로 이용자의 편의를 위한 해상교량 건설 등 대규모 해상공사가 활발하게 추진되고 있다. 하지만 항만 및 주요 항로를 횡단하는 해상 교량과 시설물이 해상이용자의 통항 안전과 효율성에 대한 충분한 고려 없이 경제적인 측면만을 부각하여 건설되고 있다. 이로 인해 VTS 관제구역내 위치하는 4~9년 공사기간의 대규모 해상공사와 해상교통안전 확보를 요구하는 해상교통관제센터 및 선박운항자의 어려움이 반복되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 경인항VTS 관제구역에서 진행중인 영종도와 청라를 잇는 제3연륙교 건설의 해상공사가 해양사고 등 선박교통 위험성과 VTS 업무에 영향을 미치는 요소를 살펴보고, 이에 대한 대응 방안을 고찰해 보았다.

본 논문에서는 VTS 레이더 이미지 기반 객체의 탐지, 인식, 추적 알고리즘의 설계에 대해 소개한다. 레이더 이미지 기반 객체 탐지는 인공지능 기술을 이용하여 객체 유무 여부를 확인하고, 탐지의 경우 인공지능 기술을 이용하여 선종을 구분하게 된다. 추적은 탐지된 객체에 대해 시간에 따른 연속적 추적을 실시하며 이동경로의 혼선을 방지하는 기술이 포함되어 있다. 특히 육상레이더의 경우 지형지물에 따라 탐지가 불필요한 영역이 있어, 레이더 이미지에서 관심영역(ROI)을 설정하여 영역 내 선박을 탐지하고 인식하는 기능이 포함되어 있다. 또한, 추출한 좌표정보를 통해 속도와 방향 등을 계산하여 다양한 응용 해석이 가능하도록 설계하였다.

신규 해상교통관제사의 직무 역량 향상을 위하여 시뮬레이션 교육은 가장 안전하고 효율적인 수단이다. 하지만 시뮬레이션 교육 시 한정된 시나리오로 인하여 각 항만의 실질적 특성 적응에 어려움을 보이는 실정이다. 이에 각 항만 별 특성에 맞는 여러 시나리오 개발에 필요한 개선 사항을 기초 연구 하였다. 먼저 주요 관제 사례를 수집하여 데이터관리를 하며, 수집된 데이터를 기반의 시뮬레이션 시나리오를 개발하는 것이다. 시나리오는 신규 해상교통관제사 교육뿐만 아니라 더 나아가 유관 및 민간 기관의 VTS 관련 연구에도 도움이 될 것이며, 시뮬레이션 개발의 한가지 지표로서 제안될 수 있다.

현재 해운산업은 4차산업 인프라를 구축 중인 초입부 단계에 놓여져 있다. 미래 VTS운영시스템 개발을 위해 기존 시스템에서 보다 접근성이 용이하고 서비스 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 모색할 필요가 있다. 현재 주어진 기술력, 인프라를 바탕으로 미래 VTS 운영시스템을 개발, 상용화에 성공한다면 자율운항선박, AI관제운영시스템 등 더 나은 미래 해운산업 기술개발에 중요한 자원이자 빅데이터가 될 수 있다.

VTS 통합플랫폼의 실증을 위해 테스트베드의 구축 범위와 필요성에 대해 기술하고, 테스트베드 구성을 위한 고려사항을 도출하였다.

현직에 근무하는 관제사의 시각에서 본 해양사고를 예방하기 위한 VTS센터의 노력 및 한계에 대해 분석하고, 발전방안을 제시함으로써 해양안전 확보에 이바지할 수 있는 해결방안 제시

해상 교통 환경은 해운 산업이 발전함에 따라 더욱 복잡해지고 다양화되었다. 이에 따라 해상 교통 관제를 시행하는 선박교통관제사 업무의 중요성이 높아졌으며, 효율적인 교통 관제 시스템 지원을 위한 새롭고 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 그러나 현재 선박교통관제에 관한 법률에서는 선박교통관제사의 업무에 대해 해양수산부령으로서 항만운영정보시스템에의 자료 입력을 규정하고 있으며, 이는 교통환경 파악 및 교통 관제에 집중하여야 하는 관제사에게 주의력 상실 등 비효율적인 관제 업무를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구는 가장 입출항 선박이 많고 해양사고가 많이 발생하였던 부산항 VTS 센터의 관제사를 대상으로 시선측정실험을 실시하여 실제 관제 업무 시 관제 일지가 차지하는 비율을 확인하고자 하였다.

항만배후단지는 항만과 인접한 배후공간으로 항만의 기능이 더욱 활성화될 수 있도록 지원한다. 하지만, 국내 항만배후단지는 단순한 항만물류지원기능에 국한되어 있으며 인프라 시설, 정책 및 지원, 투자 미흡 등으로 인하여 항만배후단지 활성화에 어려움을 겪고 있다. 이에 본 논문은 국내 항만배후단지 업체별 내부자료를 바탕으로 DEA 분석 및 생산성 분석을 진행하여 국내 항만배후단지의 종합적인 정책방향을 도출하고자 하였다. DEA 분석결과 창고업의 경우 광양항 서측, 인천항 북항 항만배후단지가 효율적인 것으로 나타났으며, 제조업의 경우 인천항 북항, 울산항 1공구 항만배후단지가 효율적으로 나타났다. 또한, 외국인 투자규모별 생산성의 경우 광양항 서측, 평택당진항 1단계 항만배후단지가 높게 나타났으며, 시설 투자규모별 생산성은 광양항 서측, 인천항 북항 항만배후단지가 높은 생산성을 보였다. 마지막으로, 노동생산성은 인천항 북항, 부산항 웅동 항만배후단지가 가장 높은 생산성을 보였다. 이러한 결과는 항만배후단지 입주기업 선정 시 취급품목이 효율성에 중요한 영향을 주며, 외국인 투자규모, 시설 투자규모, 종업원 수가 항만배후단지의 생산성 향상으로 직결되고 있지 않다는 것을 나타낸다.

컨테이너 터미널에서 컨테이너를 하역하고 이송하는 작업 소요시간은 항만 생산성과 직결되는 요소 중 하나로 작업 소요시간의 최소화는 항만 생산성의 극대화를 야기할 수 있다. 컨테이너의 작업 소요시간 중 선석과 야드 간 컨테이너의 이송을 담당하는 야드 트랙터(Yard Tractor; Y/T)의 작업시간이 큰 부분을 차지한다고 할 수 있다. 그러나 현재 야드 트랙터의 작업시간은 터미널 운영 실무자 경험에 기반한 추정은 가능하나, 이를 정량적으로 추정하기는 어려운 실정이다. 최근, 4차 산업혁명 핵심기술 중 하나인 IoT(Internet Of Things)를 기반으로 항만 내 물류자원을 실시간으로 모니터링 및 추적하여 작업시간을 산정하는 기술이 연구되고 있지만 이를 실제 항만 현장에서 상용화하기에는 어려운 단계이다. 따라서, 본 연구에서는 컨테이너 터미널 운영 효율화를 위해 야드 트랙터 작업시간 예측 모형을 개발한다. 예측 모형의 개발을 위해 실제 항만 운영 데이터를 분석하여 야드 트랙터의 작업에 영향을 끼치는 요인을 분석하고, 이에 따른 야드 트랙터의 작업시간을 예측한다.

컨테이너 터미널의 자동화는 항만 경쟁력을 좌우하는 중요한 요소로 글로벌 선진항만은 컨테이너 터미널 자동화를 통해 경쟁력을 강화하는 추세이다. 자동화 터미널의 필수 이송 장비인 AGV의 운영 효율화는 자동화 터미널의 생산성을 제고할 수 있다. 자동화 컨테이너 터미널에서의 AGV 운영은 기존 컨테이너 터미널의 이송 장비 운영과는 다르게, 지정된 경로에 따라 주행하는 등 자동화 시스템을 기반으로 운영되어 작업부하 및 교착, 충돌 등과 같은 문제들을 고려하여야 한다. 이러한 요소들을 방지하고 AGV 운영 효율화를 지향하기 위해서는 보다 정교한 모델이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 터미널 내 AGV 주행경로 및 작업 배정 상황을 고려한 AGV 스케줄링 모형을 제안한다. 해당 모형은 교착 상황에 대한 문제를 예방하고 AGV 대수 및 작업 개수 변경으로 다양한 Case를 생성해 AGV 주행상황을 만들어 알고리즘과 최적해 분석을 통해 제안한 알고리즘을 평가한다.

지난 COVID-19로 인해 항만 노동자 수가 일시적으로 감소하는 경우가 발생하였다. 감염병 확산 방지를 위해 다수의 노동자가 격리됨에 따라 항만 운영 프로세스 곳곳에서 병목과 대기가 발생하여 터미널의 혼잡도가 증가하였고, 이로 인해 터미널 운영 효율성이 저하되는 등의 문제가 발생하였다. 그러나 터미널 혼잡도는 터미널의 운영 효율성과 직결되는 핵심 지표임에도 터미널 내부 하역장비 중심의 혼잡도는 명확한 계산이 이루어지지 않는것으로 파악된다. 따라서 본 연구를 통해 하역장비 중심의 컨테이너터미널 혼잡도를 측정하고자 한다. 여러 분야에서 일반적으로 사용되는 혼잡도 산정방식은 이미지 기반의 데이터를 바탕으로 혼잡도를 측정하고 있다. 이러한 방식은 양적하 계획에 따라 움직이는 하역장비의 특성상 기존의 혼잡도 산정방식을 그대로 적용하는것은 다소 무리가 있다. 따라서 본 연구에서는 장비의 대기시간 및 turn around time 등을 활용한 터미널 혼잡도의 산정방식을 제시하고, 부산항 A 터미널의 데이터를 활용하여 산정된 혼잡도의 유의성을 검증하였다.

한국 경제에 근간이 되는 산업은 제조업이고, 그중 석유화학산업은 전량 원유를 수입하여 우리나라의 기술력으로 가공하여 재수출하는 전략적 성장 산업이다. 수많은 제조업의 원료가 되는 원유를 전량 해상운송을 통해 수입하는 우리나라는 변동성이 심한 유조선 운임 시장에 대해 기민하게 대응해야 한다. 유조선 운임 시장의 위기는 관련 해운회사의 위기에서 끝나지 않고 원유를 사용하는 산업에서부터 국민의 생활까지 영향을 미칠 수 있으므로, 본 연구에서 신호접근법을 활용한 조기경보모형을 제시했다. BDTI 운임지수를 활용하여 유조선 해운시장 위기를 정의하고, 38개의 거시경제, 금융, 원자재 지표 그리고 해운시장 데이터를 활용해 시차상관관계를 분석하여 유조선 해운시장 위기에 선행적으로 반응하는 종합선행지수를 도출했다. 연구 결과, 종합선행지수는 두 달 전 가장 높은 0.499의 시차상관계수 값을 가졌으며, 5개월 전부터 유의미한 상관계수 값을 나타냈다. 더불어 QPS 값은 0.13으로 위기 예측에 대해 높은 정확성을 지니는 것으로 검증됐다.

중국은 우리나라의 최대 수출입 무역국가로써 우리나라 경제에 매우 중요한 위치에 있다. 특히 동북3성을 기점으로 물류는 지리적, 정치적, 문화적인 중요성을 가지고 있어 국익의 관점에서 물류 활성화는 필수적인 요소로써 연구가 필요하다. 본 연구는 동북3성을 기점으로하는 해상물류에 영향을 미치는 요인을 분석하고 활성화를 위한 정책적 제언을 하였다.

COVI-19 이후 콜드체인 시스템의 중요성이 증가함과 함께 냉동물류센터에 대한 중요성도 부각되고 있다. 향후 냉동물류센터의 양적·질적 팽창은 불가피하며 그에 따른 위치선정의 중요성도 커지고 있다. 하지만, 대다수의 국내 냉동물류센터는 단순보관의 역할 위주에, 도심이나 주요도로와 멀리 떨어져 있고, 노후화의 문제를 가지고 있다. 또한 냉동물류센터는 에너지 소비가 많은 만큼 위치선정에 따른 비용문제도 큰 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 AHP를 활용하여 부산 경남 냉동 물류 센터의 위치 경쟁력 결정 요인을 분석하고자 한다. 시설요인, 서비스 요인, 위치 요인, 그리고 비용 요인의 네 가지 영역과 이를 세부적으로 나누어 19개의 항목을 계층화하여 상대적 중요도를 평가하였다. 연구결과는 냉동물류센터의 입지결정요인과 기존에 냉동물류센터에 요구되던 기본적인 요소에 입지경쟁력 분석을 위한 우선 순위를 계층화하였다. 비용요인이 국내 냉동물류센터 입지경쟁력의 결정요인 중 가장 높은 비중을 차지하였다. 실제 시설인프라와 물류연결성은 관련 업종 근무자들이 가장 민감하게 받아들이는 사항이기도 하며 새로운 냉동물류센터의 도입 시에도 필수적으로 참고가 되어야할 것으로 보인다. 본 연구는 냉동물류센터 종사자 및 관련업계 종사자들이 어떠한 요인을 냉동물류센터의 입지경쟁력 결정요인으로 비중 있게 고려하고 있는지를 도출하였고, 향후 입지경쟁력 향상을 위한 전략적 시사점을 제공한다.

해운기업의 ESG는 선박의 자본조달과 미래의 재무성과를 결정짓는 중요한 요소이다. 특히 강력한 환경오염물질을 규제하기 시작한 해운산업에서는 ESG와 같은 비재무적요소가 재무적으로 연결될 가능성이 매우 높다고 추정된다. 본 연구에서는 국내 해운기업의 ESG현황과 근래의 강력한 해운 환경규제에 따른 해운 기초 자료를 분석하였다. 이를 통해 해운기업의 특성을 고려한 ESG와 재무성과를 연결할 수 있는 요소를 식별하여 추정하였다.

선박의 자율지능기술은 국방분야에서 무인화 기술 개발로 시작하여, 최근에는 해운분야에서 자율운항선박의 도입에 관심을 갖게 되면서 자율운항선박 관련 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 자율운항선박이 해상 물류의 수단으로 사용화되기 위해서는 자율운항선박의 항만 입출항을 위한 기술적, 제도적 기반이 마련되어야 한다. 특히 항만 운영의 효율성을 높이고 자율운항선박의 안전 운항을 보장하기 위해서는 자율운항선박의 입출항을 위한 여러 기술이 개발되어야 한다. 본 연구에서는 자율운항선박의 입출항을 위해서 요구되는 기능을 식별하고, 요구 기능이 개발되기 위해서 고려되어야 하는 사항을 검토하였다. 자율운항선박의 입출항 지원을 위해서는 항만과 선박의 정보 공유 및 동기화가 선행되어야 하고, 고품질 정보를 기반으로 스케줄링 및 운항 경로 계획이 수립되어야 한다.

최근 자율주행과 관련한 시장의 관심은 기존 자동차 자율주행에서 선박 자율운항으로 자연스럽게 이동하고 있다. 이에 인공지능 및 빅데이터 등과 같은 최근 기술을 선박 자율주행에 적용하는 자율운항선박(MASS: Maritime Autonomous Surface Ship) 개발이 활발히 진행되고 있으며, 레이더 및 카메라 등과 같은 센서 정보를 선박 자율운항에 적용하여 다양한 선박 운동 및 정보를 획득하는 연구 기술이 집중되고 있다. 이러한 경향에 따라 IMO(International Maritime Organization)과 같은 국제기구에서도 자율운항선박 표준화 본격 논의로 기술표준 선점 경쟁에 참여하고 있다. 이 중 연안 자율운항선박 개발은 IMO에서 주관하는 무인화 핵심기술로 여겨지고 있어, 기존 대양 항해 기술과 함께 연안 항해에 대한 기술 개발의 중요성이 높아지고 있다. 특히 항만 인근 해역에서는 다수의 선박이 입출항함으로 인해 해상에서의 안전과 물류의 효율화가 요구되기 때문에 고도화된 자율운항 기술개발이 필요하다. 하지만 자율운항선박에서의 상황인식 기술은 탑재된 센서의 제한된 시야각 및 기상조건에 따른 인식률이 떨어지는 문제가 생긴다. 이러한 기술적 한계를 극복하기 위해 육상에 설치된 레이더를 활용하여 선박을 탐지할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 고해상도 육상 레이더를 기반하여 얻어진 레이더 화면상의 물표 정보를 이용해 인공지능 기법에 활용하기 위한 라벨링 자동 생성 방법에 대해 소개한다. 얻어진 물표 정보에 인공지능 기법을 적용하여 선박 길이 정보를 추정하는 기술에 대해 소개한다.

자율운항선박의 항계 내 입출항 계획 수립을 지원하기 위한 기술 개발의 일환으로 과거 AIS 데이터를 활용하여 울산항 항로의 교통 혼잡도를 분석하였다. 울산항 AIS 데이터를 이용하여 항로 통항 선박의 수를 산출하고 항만, 기상 데이터와 비교하여 교통 혼잡도를 분석한다.

본 연구에서는 자율운항선박이 복잡한 항계 내에서 다양한 해상 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 계층적 경로 생성 기법을 연계하는 프레임워크를 제안한다. 항계 내에는 항로를 항행하는 선박 외에도 정박 영역 내 정박 또는 묘박 중인 선박뿐만 아니라 항로 표지나 부표와 같은 정적 객체들이 다양하게 분포되어 있다. 자율운항선박의 효율적 운항을 위해서는 운항 중에 조우하게 되는 객체의 정적/동적 속성에 따라 경로 생성 기법이 달리 적용되어야 한다. 본 연구에서 제안한 경로 생성 프레임워크는 항계 내의 정적 객체나 항행 가항 영역 및 항행 불가항 영역 등에 대한 위치 정보들은 사전적 정보로 활용 가능하므로, 샘플링 기반의 전역 경로 생성 기법을 적용하여, 초기 출발지에서 최종 목적지까지의 예상 경로를 생성한다. 그리고 생성된 전역 경로를 추종하며 운항하는 과정에서 조우하게 되는 동적 객체들과의 조우 상황별 국제해상 충돌예방규칙(COLREGs)을 고려한 지역 경로를 생성한다. 샘플링 기반의 전역 경로와 국소 영역에서의 충돌 회피를 위한 지역 경로를 연계하기 위한 계층적 경로 생성 프레임워크를 설계하고, 수치 시뮬레이션을 통해 제안한 프레임워크의 유용성을 검증하였다.

자율운항선박은 선원의 항해 조작 없이 선박 스스로 운항하는 선박을 의미한다. 자율운항선박의 운항 시 충돌 및 사고 위험도가 큰 지역은 운항 중 선박을 많이 조우하게 되는 항 내 및 연안 지역이다. 실제로 충돌사고의 85% 이상이 항 내 및 연안 지역에서 발생한다. 따라서 자율운항선의 운항 안전성 확보를 위해 항 내 및 연안 지역에서의 운항 안전성을 검토하는 것은 미래 자율운항선 항 내 운용 체계에서 중요한 역할을 하게 된다. 대양에서는 선박 자체의 운항성능이 중요하지만, 항구 입출항 시에는 타선 및 터미널등과의 상호작용이 자율운항선의 입출항 안전성과 직결된다. 따라서 본 연구에서는 자율운항선이 항구 근처에 접근하여 입출항을 위해 대기하고 있는 경우에 입출항 결정을 내릴 수 있는 결정 알고리즘을 위한 해상혼잡도를 예측하는 알고리즘을 개발하는 과정을 소개한다. 혼잡 예측 알고리즘 개발을 위해 선박의 AIS통항데이터를 분석하여 주요 항로를 구분하고 주요 항로의 이용 빈도 및 운항 시점의 선박 집중도 및 충돌위험 상황을 파라미터로 하여 현재 시점부터 2주후 미래까지의 항로 혼잡도를 예측하고, 정확도를 제시한다.

자율운항선박은 인공지능, 센서 및 통신 기술을 활용하여 스스로 운항하는 선박으로, IMO 자율화등급 3단계 이상의 자율운항선박을 개발하여 선원의 개입을 최소화하기 위해 많은 연구가 진행 중이다. 항만에서는 스마트항만을 위한 연구와 함께 자율운항선박과 스마트항만간 연계를 통한 운항 효율성 향상이 주목받고 있다. 운항 효율성 향상을 위해 과거 항적 데이터 및 항만 Port-mis 데이터를 활용한 입출항 지원 연구가 진행되면서 자율운항선박이 통항량이 적은 시간에 항만에 도착할 수 있도록 스케쥴링 계획 및 이에 따른 전역경로 생성 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 입출항 스케쥴링을 통해 자율운항선박 전역경로가 생성되어 운항 중 급작스런 통향량 증가나 다른 외부요인으로 인해 정박지에서의 대기가 필요한 경우 정박지 대기를 고려한 자율운항선박의 전역경로를 생성에 대한 고려사항을 연구하였다.

선박의 입출항을 위해서는 항만 시설과의 유기적 연계가 필요하며 이는 자율운항선박에도 마찬가지로 적용된다. 항만 인근의 복잡한 해상교통 상황과, 정박지나 항로 등 항계 내에서 고려해야할 추가적인 환경 조건들은 자율운항선박의 운항의 난이도를 높이며, 항만의 시간/공간적 자원들을 고려하는 가운데 입출항을 수행하는 것은 자율운항선박과 항만 시설과의 연계를 필요로 한다. 본 논문에서는 스마트항만과 자율운항선박의 연계를 통해 안전한 입출항을 수행할 수 있도록 하는 입출항지원시스템의 연동 구조 설계 결과와 이에 대한 시뮬레이션 시험 환경 구축 결과를 다룬다.

전 세계적으로 자율운항선박 및 유관 기술개발이 현재 진행되고 있으며, 기술개발과 상용화를 위해서는 법·제도적 규정 마련이 함께 진행되어야 한다. 국제해사기구(IMO)에서는 2017년부터 자율운항선박의 운용에 관한 규정 검토 작업에 착수하였으며 일본, 중국, 노르웨이 등의 국가에서는 자율운항선박의 운항 및 기술개발을 위해 자율운항선박의 운항에 대한 가이드라인을 제정하고 기존 법률의 정비방안을 발표하는 등 자율운항선박 기술개발과 함께 법·제도 규정마련에 박차를 가하고 있다. 현재 국내에서는 자율운항선박과 관련하여 자율운항선박기술의 개발 및 실증을 하기 위한 법적 근거가 없다. (중략...)

이 연구에서는 선박이 군집을 이뤄 항해하는 방법으로, 추종 선박이 리더 선박의 궤적을 따라 항해하는 추종 알고리즘을 구현하고, 성능 검증을 위해 소형 RC 모형 보트를 사용하여 해상 실험을 수행하였다. 이 알고리즘은 추종 선박이 리더 선박의 궤적을 추종점으로 저장하고, 추종점까지의 목표 침로를 계산하여 추종하는 방법이다. 목표 침로는 시선각 유도법칙을 통해 계산하였으며, 목표 침로를 추종하기 위해 PD 제어를 적용한 침로 제어기를 구현하였다. 또한, 전방 선박과의 충돌을 방지하기 위해 전방 선박과의 거리에 따라 속력을 제어하는 알고리즘을 구현하였다. 구현된 알고리즘을 검증하기 위해 해상 실험을 진행하였으며, 결과를 분석하였다.

해양사고는 많은 인명과 재산의 피해를 초래하고, 특히 유조선과 같은 위험물운반선의 사고는 대형오염사고를 수반하게 되어 연안국에 막대한 해양환경 피해를 주게 된다. 이러한 외국적 기준 미달선에 의한 해양사고 예방을 위한 항만국 PSC 점검 시 해당선박에 대한 PSC 결함항목 Checklist와 결함항목과 관련된 국제협약 근거를 즉시 제공함으로써 PSC 점검율 제고를 통한 우리 항만에서의 해양사고 예방 및 해양환경을 보호하기 위한 PSC 점검지원 서비스에 대한 연구를 하였다.

IMO 해사안전위원회(MSC) 106차 회의를 통해 해상산업활동을 목적으로 이송되거나 수용되는 모든 탑승자는 운항 및 작업환경의 유해 위험요인에 대비할 수 있도록 승선하기 전 안전교육을 의무화 하는 내용이 SOLAS 협약 제 15장 IP Code라는 이름으로 제정되어 채택되었다. 이에 근거하여, 산업인력이 받아야 하는 교육내용 및 교육 미 수료자(미 자격 산업인력)에 대한 선장의 승선 거부에 대한 규정 등 이동 협약에 반영되어 있다. IP Code라고 지칭되는 동 협약은, '24년 7월부로 발효 예정이기에 그 전까지 해당 선박을 승선하는 산업인력을 위한 안전교육이 개설되어 운영되어야 한다. 해당 교육과 관련된 법적 요건 및 기존에 시행되고 있는 안전교육의 검토 등을 통해 동 교육 커리큘럼의 구성과 운영 방안을 제안하고자 한다.

세월호 등 기존 선박사고에서 볼 수 있듯이, 사고 선박 항적에 대한 데이터가 일부분이라도 수집되지 않는 경우, 특히 해당 사건발생구간인 경우, 사고분석이 어려운 상황이 발생될 수 있다. 따라서 선박사고가 발생하는 경우, 선박의 사고에 대한 원인분석과 사고수습을 위하여 선박의 정확한 선박의 항적이 요구된다. 선박의 항적은 육상의 시스템에서도 수집될 수 있고, 선박에 탑재된 항해장비에 의해서도 수집된다. 육상에서는 육상에 구축한 레이더, 선박이 송신하는 AIS, V-PASS 등 육상에서 수신데이터로부터 관제시스템에서 수집하는데, 음영구역 등 송수신 권역이 미치지 않는 경우는 데이터 수집이 어렵게 된다. 선박 자체에 저장된 항적은 주로 장비 제조사에 의존되는데, V-PASS 장비의 경우 해경이 모든 어선에 설치하도록 하여, 자료수집이 비교적 쉬운 편이다. 하지만, 현재 저장하고 송신하는 프로토콜 규격(TTA)을 보면, 30초 주기로 이루어져 선박사고에서 사고 분석에 정밀하지 못한 점이 과학수사 현업에서 문제가 되어 왔다. 따라서 본 논문에서는 사고 분석의 정확성을 제공하기 위하여 무선 채널 상의 부하를 증가시키지 않고, 어선에 탑재된 V-PASS 단말 장비의 저장주기를 변경하는 구조를 분석하고 개선하는 방안을 제공하고자 한다. 이러한 개선을 적용한 시스템으로 실험한 결과 선박의 항적이 좀 더 정밀하고 정확한 자료가 수집되어, 선박사고에 대한 원인분석에 도움이 될 수 있으리라 판단된다.

최근 스마트선박 개발에 발맞춰 정확하고 세밀한 실시간 해양환경 예측정보의 요구가 확대되고 선박에 직접 지원하기 위한 환경이 확보됨에 따라 최적항로 분야에서도 다양한 해양환경을 고려한 정보 생산 및 평가 연구가 필요하다. 스마트선박에서 해양환경의 위험도 및 에너지 소비의 불확실성을 줄이면서 최적항로를 산출할 수 있는 알고리즘은 2단계로 구분하여 개발하였다. 1단계는 해양환경정보들과 선박자동식별시스템(AIS)내에 선박의 위치·상태정보를 결합해 프로파일을 생성하였다. 2단계는 구성한 프로파일 결과를 이용하여 해양환경 에너지맵을 정의할 수 있는 모델을 개발하였고, 약 60만개의 데이터를 반영할 수 있도록 인공지능 머신러닝 기법 중 Random Forest를 적용하여 회귀식을 생성하였다. Random Forest 회귀 모델의 결정계수(R²)는 0.89 를 보였다. 생성한 모델에 2021년 6월 1일~3일의 해양환경 예측정보를 이용하여 Dijikstra 최단경로 알고리즘을 적용해 최적 안전항로를 산출하고 맵에 표출했다. Random Forest 회귀 모델로 산출된 항로는 유선적이고 해양환경 예측정보의 상태를 감안하며 항로를 도출하는 결과를 보였다. 본 연구의 실시간 해양환경 예측정보 기반의 항로 산출 개념은 선박의 이동 경향성을 반영한 현실적이면서 안전한 항로 산출이 가능하고, 향후 경제성, 안전성, 친환경성 평가 모델로 범위로 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

해양 관측과 위성 원격탐사를 이용하여 시공간적으로 다양하게 변하는 생태 어장 환경 및 선박 관련 자료를 획득할 수 있다. 이번 연구의 주요 목적은 야간 불빛 위성 자료를 이용하여 광범위한 해역에 대한 어선의 위치 분포를 파악하는 딥러닝 기반 모델을 제안하는 것이다. 제안한 모델의 정확성을 평가하기 위해 야간 조업 어선의 위치를 포함하고 있는 AIS(Automatic Identification System) 정보와 상호 비교 평가 하였다. 이를 위해, 먼저 AIS 자료를 획득 및 분석하는 방법을 소개한다. 해양안전종합시스템(General Information Center on Maritime Safety & Security, GICOMS)으로부터 제공받은 AIS 자료는 동적정보와 정적정보로 나뉜다. 동적 정보는 일별 자료로 구분되어있으며, 이 정보에는 해상이동업무식별번호(Maritime Mobile Service Identity, MMSI), 선박의 시간, 위도, 경도, 속력(Speed over Ground, SOG), 실침로(Course over Ground, COG), 선수방향(Heading) 등이 포함되어 있다. 정적정보는 1개의 파일로 구성되어 있으며, 선박명, 선종 코드, IMO Number, 호출부호, 제원(DimA, DimB, DimC, Dim D), 홀수, 추정 톤수 등이 포함되어 있다. 이번 연구에서는 선박의 정보에서 어선의 정보를 추출하여 비교 자료로 사용하였으며, 위성 자료는 구름의 영향이 없는 깨끗한 날짜의 영상 자료를 선별하여 사용하였다. 야간 불빛 위성 자료, 구름 정보 등을 이용하여 야간 조업 어선의 불빛을 감지하는 심층신경망(Deep Neural Network; DNN) 기반 모델을 제안하였다. 본 연구의결과는 야간 어선의 분포를 감시하고 한반도 인근 어장을 보호하는데 기여할 것으로 기대된다.

본 연구는 광양항 자동화부두 구축을 위해 국내·외 선행연구 및 AHP분석을 활용하여 스마트항만 기술 도입에 대한 우선순위를 도출하는데 목적이 있다. 스마트항만 기술에 대한 계층구조도를 설정하기 위해 국내·외 스마트항만 기술 관련 R&D과제 및 로드맵, 문헌 등을 조사하여 1계층 2개, 2계층 6개 속성들을 선정, 계층 구조도를 확정하였다. ‥‥(중략)‥‥

본 연구는 최근 발표된 국내 장비산업 육성 전략에 따라 이를 구체적으로 추진할 수 있는 정책을 설정하고, 이를 추진할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 항만장비산업에 대한 신기술 인증제도와 신기술 시험검증영역 운영 및 활성화 방안 두가지를 대안으로 설정하고, 이에 대한 구체적 수요와 도입방안을 도출하기 위해 기술개발을 수행하는 기업을 대상으로 설문조사를 수행하였다. 설문조사 결과 신기술 인증제도 및 시험검증영역의 활용 수요가 높은 것으로 파악되었으며, 장비산업 육성을 위해 항만장비와 연계한 실증 지원, 공인검증기관과 연계한 시험 및 평가, 전담기관 마련 등의 대안이 도출되었다. 이를 바탕으로 항만 장비에 특화된 신기술 인증제도 신설 및 이를 제도화 할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 설문조사 결과 및 인증제도와 연계하여 신기술 시험검증영역의 기본적 기능과 역할을 정립하고, 향후 활성화를 위해 인증비용 면제, 실적확인서 발급 등의 실효서 있는 인센티브 제공, 전담조직 및 인증센터 운영을 통한 효율적 관리 등의 방안을 제시하였다.

최근 탄소중립이 전 세계적인 이슈로 부상함에 따라, 해양수산부의 탄소중립로드맵이 수립되고 해양수산 전체적으로 탄소중립 달성을 목표로 다양한 전략이 제시되고 있다. 항만분야도 온실가스 감축 대상에 포함되나 자료수집의 한계 및 인벤토리 구축의 미흡으로 탄소배출량 측정이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 탄소중립항만 구축을 위해서는 배출량을 산정하고 전망하여 감축목표를 설정이 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 현재 널리 활용되고 있는 IPCC Guildeline의 배출량 산정 방식에 따라, 국내 항만 장비에서 배출되는 이산화탄소를 산정하고 장래 배출량을 추정하였다. 분석 결과 2020년 물동량 기준으로 약 42만 톤의 이산화탄소가 배출되었으며, 물동량 증가에 비례하여 배출량은 지속 증가하며 2050년 기준 약 72만 톤이 배출될 것으로 전망된다. 항만의 탄소중립 실현을 위해서는 우선적으로 유류에 기인하는 장비를 대상으로 동력원을 친환경 연료로 전환하여 배출량 감축을 추진할 수 있으며, 컨테이너, 잡화 등을 하역작업이 다소 복잡한 부두를 대상으로 배출량 감축 노력이 요구된다.

전세계적으로 기후변화 위기에 대응하기 위해 온실가스 감축을 위한 조치를 강화함에 따라 항만의 온실가스 감축 또한 중요성이 커지고 있다. 이에 세계 주요 선진항만은 항만 탄소중립을 목표로 로드맵, 계획 등을 수립하여 추진하고 있다. 반면, 우리나라는 항만 부문의 온실가스 감축을 위한 목표와 구체적인 실현 방안이 마련되어 있지 않으며, LED 조명 교체, AMP 구축 등의 파편적인 계획 추진이 이루어지고 있다. 또한 온실가스 관리를 위해서는 가장 기초적으로 에너지 사용량 등이 수집되어야 하나, 자료 수집을 위한 근거 및 체계 등이 부족하여 기초자료의 수집 단계부터 어려움이 있다. 따라서 본 연구의 목적은 항만 탄소중립의 필요성과 중요성을 강조하고 탄소중립 실현을 위한 관리체계 개선방안을 마련하는 것이다. 이를 위해 국내 탄소중립 관리체계와 해외 주요 선진항만의 탄소중립 관리체계를 면밀히 분석하여 현재 항만분야 탄소중립 관리체계의 문제점을 식별하고, 이를 개선하기 위한 방안을 제시하였다.

공공갈등을 예방하고 효과적으로 대응하기 위해 다양한 제도적 체계가 마련되고 있으나 항만분야를 비롯하여 공공갈등은 오히려 증가하고 있는 추세이다. 이에 본 연구는 항만분야에서 발생한 갈등사례를 다양한 채널을 통해 수집·분류 및 유형화하고 유형별 갈등종결방법을 살펴봄으로써 항만분야 갈등의 유형과 특징을...

항만분야의 갈등은 항만정책의 추진에 차질을 초래하고 있으며, 이에 항만 분야에서의 갈등관리 중요성이 커지고 있음에도 불구하고 아직까지 체계적인 갈등 관리방안은 부재한 상황이다. 이에 본 연구는 항만 분야의 정책 담당자, 갈등관리 전문가들의 의견 수렴을 통해 항만 분야 갈등의 사전·사후적 관리방안을 도출하는데 그 목적이 있다.

Increasing port competition driven by the containerisation has motivated ports and terminals to focus on their performance to efficiently utilise the available resources and to make strategic decisions in port development and expansion. With both inter-port andintra-port competition increasing in the port of Colombo, this study aims to measure the efficiency of the container terminals in Colombo comparing to terminals in the port of Busan using the DEA window analysis to determine their operational efficiency and to provide suggestions for future port development activities. Multiple window analyses were conducted using CCR and BCC models with different orientations and window lengths to compare the efficiencies of 11 DMUs in both ports during the period from 2015-2019 to measure the efficiencies prior to the COVID-19 pandemic. Results revealed the largest terminal operator, PNC in Busan, to be the most efficient overall, while the second highest efficiency was recorded by one of the smallest terminal operators, SAGT in Colombo, among the sample. Although use of DEA in port performance measurement has been popular for many years, efficiency measurements in the port of Colombo, the main hub port in the South Asian region, has not been comprehensively studied so far.

컨테이너를 이용한 해상운송이 본격적으로 시작되면서 컨테이너선의 크기는 꾸준히 증가하고 있으며 최근에는 24,000TEU급 선박의 운항이 일반화되어 있다. 하지만, 최근 이러한 초대형 컨테이너 선박의 등장에 따른 효율성 및 생산성이 항만의 운영 관점에서 타당한지에 대한 의문도 지속적으로 제기되고 있다. 2022년 제10회 부산국제항만컨퍼런스에서는 글로벌 주요 정기선사들의 초대형 컨테이너 선박의 발주 현황을 분석하여 소강상태에 접어든 컨테이너 선박의 대형화 추세에 대한 심층적인 연구를 요구하였다. 일반적으로 선박 대형화 요인은 TEU당 운송 비용을 낮추는 규모의 경제 실현이며 이는 단일선박으로 대량의 화물을 수송함으로써 단위당 운송비용의 절감과 운송의 효율증가에 비해 연료 소모량의 증가가 낮아 단위당 운송비용의 절감 수준이 높아지기 때문이다. 하지만, 과연 항만의 측면에서 이러한 컨테이너 선박의 대형화 추세가 항만 운영에 있어서 타당성을 지니고 있는지에 대한 검토가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 선형별 생산성 및 효율성을 비교·분석하여 항만 운영에 있어 선박 대형화의 효과를 평가한다.

4차 산업혁명의 가속화에 따라 해운 항만 산업 분야 또한 정보적 측면에서 빅 데이터에 대한 업종별 통합과 공유를 통해 연계 산업 간 산업활동 효율화를 위한 노력이 요구된다. 현재 물류 분야에 다양한 플랫폼들이 도입되고 있지만 대부분 화물운송업 또는 창고 중개업 분야에 편중되어 있다. 항만산업의 경우 코로나 펜데믹 이후 발생한 컨테이너 반입 제한 및 장치율 증가 등에 따라 운송사와 컨테이너터미널 간 갈등이 지속적으로 유발되는 상황이 발생되었다. 이에 따라 본 연구는 플랫폼을 활용한 컨테이너터미널과 운송사 간 플랫폼 개발의 필요성을 인지하고 상호 기업 간 연계 효율성을 높일 수 있는 방안을 모색하였으며 산업 관계자인 컨테이너터미널 운영사, 운송사, 포워더 업종 종사자들을 대상으로 설문지 기반 실증 분석을 수행하였다. 결과적으로 EFA를 통해 추출된 14가지 요인으로 IPA 분석을 수행한 결과 1사분면(사용 용이성, 보안성, 정보 정확성, 정보 적시성, 차량 반출/반입정보, 공컨테이너 반입/반출 정보, 풀컨테이너 반입/반출정보)으로 품질에 대한 지속적인 개선이 수행되어야 하며 2사분면(APP 시스템 품질)에 대한 고려가 종합적으로 수행되어야 함이 도출되었다. 또한, 플랫폼 개발의 주체와 이용자의 참여 유도가 필요하며 상호 이해관계자 간 효율적인 연계와 효율화를 위한 인식 구조 개선이 필요하다고 나타났다. 연구결과는 향후 컨테이너터미널과 내륙운송의 효율적인 연계를 위한 플랫폼 구축에 중대한 시사점을 제공한다.

선박 체선 및 화물 적체로 인한 문제로 정박지 내 선박 이용빈도가 높아져 인근 도시의 대기오염에 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 부산 북항 O-2 정박지와 인근 도시의 대기오염물질 간 인과관계를 분석하였다.

부산남항은 부산도심의 중심지에 위치한 연안항으로서 지난 1세기동안 수산업, 수리조선업을 토대로 성장해왔다. 하지만 항만기능의 축소, 항만시설 노후화, 수변과의 단절. 주변지역 침체 등으로 항만에 대한 부정적 인식이 증가하고 남항을 둘러싼 주변 여건이 급격하게 변하며 지역사회를 중심으로 부산남항의 기능재편 및 공간개선에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다. 남항에 대한 부정적인 인식을 변화시키고 새로운 가치를 창출하는 매력적인 공간으로 변모시키기 위해서는 항만이 차지하던 수변을 친수공간을 비롯한 다목적 도시공간으로 재개발하여 시민과 관광객을 위한 열린 공간으로 재창조해야 한다. 따라서 본 연구는 수변공간, 수변경관, 수변활용을 종합적으로 고려하여 부산남항의 재창조를 위한 수변공간계획안을 제시하였다.

재난 상황에서 사람을 안전하게 피난시키는 것은 매우 중요하다. 인명 안전을 위한 다양한 피난 시뮬레이션 툴이 개발되어 사용되고 있지만, 대부분의 툴에 적용된 방식은 Map을 분석하여 최단 경로를 추출해 Agent를 결정된 경로를 따라 이동시키는 알고리즘으로 구현되었다. 이 방법은 재난 환경에 변화가 없는 조건에서 피난경로를 빠른 시간에 예측하기에 적합하다. 그러나 재난상황은 시시각각으로 변화하기 때문에 피난알고리즘은 이에 대응할 수 있어야 하지만 기존 알고리즘으로는 대응이 곤란한 실정이다. 강화학습을 기반으로 한 인공지능 기술을 활용하면 변화하는 재난에 대응 가능한 피난경로 알고리즘의 개발 가능할 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 알고리즘 개발의 기초단계로서, 강화학습 기법으로 개발된 피난 알고리즘이 IMO MSC.1/Circ1533에서 요구하는 피난시뮬레이션 툴의 성능조건을 만족하는지 여부를 평가하였다.

대형 컨테이너 선박의 주요 제원 예측에 관한 과거 연구는 단순 회귀분석에 기반한 결과로 제시되었으며, 이를 현재 운항 중인 24,000TEU급 선박의 제원과 과거의 연구 결과를 비교할 경우, 선박의 전장이 과대 예측한 경향이 있었다. 본 연구에서는 선형회귀분석 및 box plot의 통계 분석기법을 활용하여 최근 20년의 신조 컨테이너선을 대상으로 연도별 주요제원의 변화량을 통해 선박의 대형화 추세를 분석하였다. 그 결과, 컨테이너선의 대형화는 시간의 흐름에 따라 점점 폭이 넓어지는 형태로 변화하고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 선폭 위주의 대형화는 선박 운항의 측면에서 조종성능의 감소로 인해 운항난이도가 증대된다는 단점이 있다. 즉, 미래 대형화 선박을 안전하게 운항하기 위해서는 적절한 항만 인프라 구축 및 선박길이와 폭의 조화를 이루는 대형화가 필요할 것으로 판단된다.

MARPOL (Maritime Pollution Treaty) 부속서 (Annex VI) 경우 대기오염 규제 내용이며, 최근 선박 배기가스 배출규제 강화 목적 개정됨에 따라 관련 규정을 충족하기 위한 적극적인 조치가 요구된다. 예를 들어 Sulfur Dioxide (SOx, 황산화물) 경우 2020년 기준 전 세계 해역 내 운항하는 선박은 황 함유량 0.5% 기준의 배출 요구 기준을 충족해야 한다. 배출규제 해역 지정 시 해당 해역 선박 배기가스 배출량 계산 산정 기준 확립이 필요함에 따라 대기환경에 대한 종합적인 분석이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 황산화물 배출량 산출 방법론으로써 그리드 셀 내 선박 점유시간을 계산한다. 점유시간이 길수록 선박 통항 및 배기가스 배출이 밀집되어 있음을 의미한다. 밀집도 분석에 더불어 선박의 특성이 반영된 시간당 배출량을 적용하여 배출 공간 인벤토리를 구축하였으며 분석 결과를 GIS (Geographical Information System) 환경에서 공간 지도로 시각화하였다. 기존 국내 황산화물 배출규제 해역의 효과 평가에 더불어 외항 범위까지 규제 확대 시나리오확립 후 비교 평가를 통하여 배출량 감소 효과를 정량적으로 확인하였다.

우리나라는 다양한 해양활동을 즐기기에 풍부한 자연환경을 가지고 있으며, 소득 증가와 주 5일 근무 등의 사회적 여건 변화에 따라 해양에서의 여가활동이 다양해지고 증가하고 있으며, 이에 따른 국민의 해양활동과 관련된 사고 발생빈도도 함께 증가하고 있다. 이에 따라 해양에서의 사고를 직접적으로 감소시킬 수 있는 국민의 해양사고 대응역량 강화를 위한 해양안전 교육 및 체험시설의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 해양 재난·사고 발생현황, 안전관련 체험시설 현황 등의 여건분석과 안전 및 해양안전에 대한 국민의 인식조사 결과를 기반으로 해양안전 교육 및 체험시설 건립의 사회적 타당성을 제시하였다.

A contact accident with gantry cranes involving the container ship MV Milano Bridge in Busan New Port took place on 6 April 2020. The report concluded that the pilot unreasonably piloted the ship with impaired maneuverability and without a proper pilotage plan. Analyzing the entire system by CAST model gives a holistic approach in linking all the key components and their roles as well as violations that led to the accident, stepping away from placing the blame on only one component in the system. Furthermore, analyzing the accident as an system theory gives a clear overview of the relationships between system components and how these interactions led to the accident.

육상, 철도, 항공 등 타 교통분야에서 지속적으로 사고와 인명피해가 줄어든 반면, 해양분야는 해양사고가 증가하며 실효적 해양교통안전관리에 대한 필요성이 대두되고 있다. 최근 3년간 국내 해상에서 발생한 충돌사고 중 어선을 포함한 충돌사고가 전체의 약 84%를 차지하며, 해상교통의 주요 변수인 어선을 포함한 국가의 해상교통량 파악은 반드시 필요한 실정이다. 본 연구에서는 현 정부 국정과제인 '디지털 해상 교통망 구축'과 더불어 해양교통안전관리체계 마련의 일환으로 국내 전체 선박위치발신장치(AIS, V-PASS) 데이터를 활용하여 해상교통량을 분석하고 예측 모델을 개발한다. 이를 위해 선박 밀집도를 통한 그리드별 공간가산분석과 항적 데이터 전처리 및 선형화, 선박 길이에 따른 점용면적 산정을 통한 단위 그리드별 해상교통량을 분석한다. 또한, 과거 교통량 데이터는 딥러닝 기반의 시계열 특성을 지닌 RNN과 LSTM 모델을 활용하여 교통량 예측 모형을 개발한다. 본 연구의 결과는 해상교통량과 해양사고의 연관성 분석 및 속력제한구역 등 해상정책 수립의 정량적 근거를 제공하며, 국민에게 해상교통정보 제공을 통해 교통복지 증진에 기여할 수 있다.

해양사고는 도로교통과 달리 지속적으로 증가하고 있으며, 인명피해가 주로 발생하는 주요 사고의 치사율은 도로교통의 11.7배 이상이다. 해양사고는 외부 환경에 따라 사고 위치가 변하고 즉각적인 조치가 어려워 타 교통에 비해 대형 사고로 이어질 가능성이 매우 크다. 그러나 여전히 사고가 발생하고 난 후 대응하는 등 사후적 관리 단계에 무르고 있어 사고의 주요 요인을 사전에 식별·관리하는 선제적 관리단계로의 전환 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 해양사고 발생 지점 밀도 기반의 가변 공간 군집체계를 반영한 해양사고 예측모델을 개발하였다. 반복적인 공간 가산분석을 통해 밀도가 높을수록 작은 규모의 격자 체계를 가질 수 있도록 상세한 공간 군집체계를 구성하였으며, 단순 사고 위험도 예측뿐만 아닌 사고 인과관계를 설명할 수 있는 BN(Bayesian Network) 기반의 모형을 사용하여 해양사고 위험예측 모델을 개발하였다. 또한, Cost-of-Omission을 통해 해양사고 예측확률의 변화와 각 변수들의 영향력을 확인하였으며, 월별 해양사고예측 결과를 GIS를 활용하여 2D/3D 기반으로 시각화하였다.

우리나라에서는 매년 2천여 건 이상의 해양사고가 발생하고 있으며, 정부는 해양사고의 발생 현황 및 원인분석을 통해 사고 저감을 위한 정책을 수립하고 있다. 중앙해양안전심판원에서는 '해양사고심판법'에 따라 해양사고의 원인을 조사하여 이를 재결서의 형태로 공개하고 있다. 이번 연구에서는 재결서의 원인판단 주제어를 기반으로 텍스트 마이닝을 수행하여 사고 종류별 해양사고 위험요인을 식별하였다. 도출된 키워드는 해양사고의 발생 원인과 밀접한 관계가 있는 키워드로 볼 수 있으므로, 해양사고의 원인분석 및 사고 예방대책 수립에 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

본 논문은 우리나라의 권역별 어선 안전관리에 대한 동향을 분석하고, 해양사고통계를 기반으로 어선 안전관리 대책을 고찰해 보고 시사점을 도출하고자 한다.

무인잠수정의 정밀한 제어 시스템 개발에는 높은 정도의 조종 유체력 미계수 추정이 필수적이다. 전통적으로 조종 미계수는 모형을 이용한 실험(사항, Planar Motion Mechanism, Rotating Arm)과 단순한 이론과 경험을 기반으로 개발된 경험식으로 추정하였다. 그러나 최근 크게 향상된 계산기 성능의 발전은 전산유체역학의 적용성을 크게 확대하였다. 따라서 본 논문에서는 만타형 무인잠수정의 조종 유체력 미계수 추정을 위한 전산유체역학 해석기법을 개발하고자 한다. 특히, 수직 동적 PMM 시험법에 관한 해석기법을 중점적으로 개발한다. 개발된 기법을 이용하여 만타형 무인 잠수정의 6자유도 유체력을 추정하고 그 결과를 실험과 비교하여 개발된 기법을 검증한다. 본 연구에서는 1/6 모형을 이용한다. 수치해석기법 개발은 RASN 기반 상용 해석소프트웨어인 STAR-CCM+를 사용하였다.

선박자동식별장치(AIS)는 데이터의 활용편의성으로 인해 해상교통평가에 많이 사용되어 왔다. 그러나 AIS는 지형물에 의한 전파방해, 도달거리 한계로 인해 거리에 따라 선박위치가 누락되는 문제가 있다. 한편 위성레이더를 이용하면 이러한 문제로부터 자유롭게 광범위한 해양영역에 분포한 선박위치를 파악할 수 있다. 이 연구에서는 합성개구레이더 Sentinel-1 이미지에 단계적으로 임계치를 결정하여 선박을 탐지하는 방법을 제시한다. 제시된 방법은 기존의 이동창 기반 임계치 결정방법에 비해 최대 25배 빠른 탐지 속도를 보였으며, AIS와의 매칭률에서는 유사한 결과를 보였다.

선원의 훈련, 자격증명 및 당직근무의 기준에 관한 국제협약(STCW)은 상선에 당직사관으로 승선하기 위하여 갖추어야 할 요건을 명시하고 있다. 해사영어 활용능력은 STCW에서 중요하게 다루어지는 자격요건 중 하나로, 각 국가 담당 기관은 국내외 규정에 적합한 해사영어 교육을 시행하고 있다. 본 연구는 예비 해기사 대상 영어능력 배경설문조사를 시행하여 해사영어학습 및 활용능력과 연관성 있는 개인 요인들을 분석하였다. 나아가 표준해사영어(SMCP) 학습 플랫폼 활용 실험을 통해 성적향상 정도를 측정하고 그 효과성을 분석하였다. 이를 통해 해기교육에서의 해사영어 자동채점 플랫폼 적용 가능성을 조사하였으며 향후 해사영어 교육 외에 그 범위를 넓혀 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

중앙해양안전심판원의 연간 통계에 따르면 어선의 충돌사고가 전체 충돌사고 중 과반 이상을 점유한다. 충돌사고에서 어선은 타선종보다 규모가 작고 빠른 속력으로 통항함에 따라 중대 사고의 비율도 높다. 이에 따라 충돌요인을 기반으로 한 사고 심각도간의 관계 규명이 필요하다. 본 논문에서는 도로 교통공학에서 다루고 있는 유효충돌속도의 개념을 활용하여, 어선 충돌 시 유효충돌속도를 산출하는 방법을 제시하였다. 그리고 유효충돌속도가 증가할수록 사고 선체 손상 심각도가 증가하는지를 확인하기 위해, 순서형 로지스틱 회귀분석 방법으로 중앙해양안전심판원 해양사고 재결서 5년간(2016~2020년)의 데이터 286건을 분석하였다. 분석결과, 충돌 당시 산출된 유효충돌속도가 클수록 중손과 전손사고의 확률은 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 추후 유효충돌속도를 기반으로 한 어선의 적정항행 속력이나 제한 속력의 제한 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

해양위성의 발달과 첨단화로 우리나라 주변 해역의 광역적인 관리가 가능해졌다. 특히 선박운항 분야에서도 인공지능 및 빅데이터에 기반한 자율운항 기술개발이 이루어짐에 따라, 해양위성자료를 통한 분석 및 관측의 필요성이 있다. 해양위성자료에 선박운항분야를 접목할 수 있는 연구는 해양위성 기반 선박탐지, 해양 환경/기상 예측을 활용한 선박운항 보조 등이 있다.

현재 선박의 항해계획은 항해사의 지식과 경험적인 방법에 의존하고 있다. 그러나 최근에는 선박 자율운항기술이 발전됨에 따라, 항해계획의 자동화 기술도 여러 가지 방법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 강화학습 기법 중 하나인 Q-러닝을 기반으로 선박 최적 항해 경로를 생성하고자 한다. 강화학습은 다양한 상황에 대한 경험을 학습하고, 이를 기반으로 최적의 결정을 내리는 방식으로 적용된다.

As the development of the 4^th industiral revolution in the maritime industry has progressed, the technical development of autonomous ships, and the development of international regulations have been accelerated. In particular, the IMO Maritime Safety Committee(MSC) has established a road-map for the development of the non-mandatory goal-based MASS instrument(MASS Code) and started developing a non-mandatory MASS Code at MSC 105^th meeting. Many countries are actively participating in the Correspondence Group on the development of MASS Code, and the development of detailed requirements for MASS functions in the MASS Code is underway. Especially, the concept of "Mode of Operation" for MASS functions was mentioned in the Correspondence Group for the first time, and it is expected that discussions on these modes will be conducted from the IMO MASS JWG meeting to held in April 2023. The concept of "Mode of Operation" will be useful in explaining MASS and MASS functions and will be discussed in the future for the development of MASS Code. This paper reviews the contents of the IMCA M 220 document, which provides guidelines on operating modes, to conduct research on the benchmark for setting the operating modes of MASS.

본 논문에서는 자율운항선박의 등장에 따른 추가적인 자산 관리 요구사항에 대응하기 위해, 새로운 자산관리 아키텍처를 설계하고 구현한 자율운항선박 자산관리 플랫폼을 제시한다. 이 플랫폼은 소프트웨어, 센서 등의 자율운항선박 관련 추가 자산을 식별하고 관리할 수 있도록 개발되었다. 또한, 자율운항선박 전용 기능을 모듈화하여 기존 전통선박과 자율운항선박 모두에 적용할 수 있게 하였고, 웹 기반으로 개발되어 PC와 모바일 등 다양한 기기에서 접근이 용이하다는 장점이 있다.

본 연구는 인지과학을 통해 해기사의 행동을 분석하였다. 인지과학은 인간의 판단이 논리적이지 않으며 모든 의사결정이 기억에 의존한다는 사실을 밝혀냈다. 그래서 본 연구는 해기사의 의사 결정에 영향을 미치는 기억 유형을 확인했다. 본 연구는 해기사의 의사결정 과정을 분석하기 위한 과학적 접근과 MASS에 적용하기 위한 의사결정 모델 구축을 위한 공학적 접근을 취하였다.

가상현실 기술은 다양한 유형으로 발전하고 있다. 해양경찰은 함정 조함 교육을 위해 두 가지 가상현실 환경에서 실습이 진행 중이다. 이 연구는 두 가지 가상 현실 환경에서 조함 교육효과가 어떻게 나타나는지 알기 위해 항해 위험성을 평가하고 분석하였다. 실물형은 데스크톱형보다 최근접거리가 더 길고, 대각도 타 사용 시간과 비상인지 시간이 더 길게 나타났다. 향후 해양경찰 함정 교육을 위한 최적의 가상현실 환경을 구축하고 확장하는데 기초자료로 활용할 예정이다.

사물인터넷(loT), 인공지능, 빅데이터 등 빠르게 발전하는 기술을 기반으로 개발 중인 자율운항선박(MASS)의 개발이 유럽(독일, 노르웨이, 스웨덴, 독일, 노르웨이 등), 미국, 일본, 중국 등 다양한 나라에서 이루어지고 있다. 산업통산자원부는 2022년 11월 3일 자율운항에 필요한 항해·기관 자동화 시스템 등의 핵실기술 개발과 자율운항 해상 시험선 실증을 수행하는 자율운항선박 성능실증센터를 준공하여 미래 해운산업에 박차를 가하고 있다. 해양주권 수호, 수색·구조, 해상질서유지, 해양범죄예방·수사, 해양오염방제 등 바다에서의 수호자 역할을 수행하는 해양경찰의 변화는 무엇보다 중요하겠다. 이에 국내·외 서적, 연구논문, 보고서, 언론자료 등의 분석을 통해 자율운항선박 등 미래발전에 대한 관심을 가지고, 해양경찰의 개선방안을 논의해 보고자 한다.

인적요소를 제외한 자율운항선박이 개발되어 상용화가 가시화 되고 있음에 따라, 자율운항선박과 기존 유인선이 동시 항해할 때를 대비하여 해상교통안전 수호의 최일선에 있는 VTS가 설치 목적 및 운영의 목적을 실현하기 위해 VTSO 교육·훈련 측면에서 개선 및 보완되어야 할 사항에 대하여 연구하였다.

IAMSAR Manual 국문본인 국제항공 및 해상수색 구조편람에 따른 확대사각(SS: Expanding Square Search) 수색패턴은 수색 대상의 표류 위치를 한정할 수 있을 때 적용하도록 하고 있으며, 수색 기법에 있어 추측항법 적용의 필요성과 함께 조난대상의 표류 추정 위치인 Datum으로부터의 첫 번째 수색 방향 S의 결정은 바람이 불어오는 쪽인 풍상 측을 향하도록 하여 항해 오차를 최소화할 것을 요구하고 있다. 그러나 첫 직행 구간 S 결정에 있어 IAMSAR Manual 영문본 및 USCG SAR Manual에 따르면 S는 풍하 측 또는 표류하는 방향으로 결정하는 것이 옳은 것으로 해석될 수 있으며 이는 항해 오차를 최소화하기 위한 추측항법 적용 관점에도 부합하는 것으로 보이는바, 이 연구에서는 USCG SAR Manual 등 다른 수색 지침서에서는 Drift 방향으로 제시한 첫 번째 S 방향을 근거로 IAMSAR Manual 국문본의 오류 가능성을 제시하였고, 풍상과 풍하 측으로 상반된 첫 번째 S 방향에 따른 수색 결과의 비교를 위해 선박조종시뮬레이션을 활용, 확대사각 수색상황을 재연하여 각각의 수색패턴을 비교 분석하였다. 이를 통하여 확대사각 수색패턴 결과에서 수색 대상에 더욱 근접한 첫 번째 S 방향은 수색 대상이 표류하는 방향과 일치하는 풍하 측임을 확인하였다.

해상구획선의 정밀도는 연안에서의 법 집행, 경제권, 해양환경 보호와 밀접한 연관이 있다. 하지만 기술적 한계로 인해 일정 수준의 오차가 존재한다. 이 연구에서는 각 분야 마다 분쟁 가능성을 살펴보고 대응방안에 대한 제안하였다.

최근 해양자원 및 산업개발, 해양관광산업 등의 발달로 바다에 대한 관심은 더욱 증가하고 있으며 국가 간 경쟁도 나날이 치열해지고 있어, 바다를 무대로 활동하는 해양경찰의 중요성은 더욱 커지고 있다. 해양경찰의 가장 중요한 임무는 해양에서 국민의 소중한 생명과 재산을 보호하는 것이다. 이를 위해서는 경비함정을 안전하게 운항하는 것이 가장 중요하다. 경비함정을 안전하게 운항하기 위해서는 선박운용에 필수인 항해기초 항해학, 연안항법, 전파 및 레이다 항법, 항해계기, 해상기상, CORLEG(항법), 함정운용, 함정조종론, 해사일반(함정의 감항성), 해사영어(SMCP), VTS 교육과 SHS를 활용한 함정운항 심화 교육인 선위측정(GPS 및 레이다이용), CBT 실습(항해장비 운용법, 조함 명령법), 시뮬레이션 MOCK-UP 실습(상황별 항해실습, 자기주도실습, 함정운용술 고도화)과 더불어 함정의 비상상황에 대비한 교육 및 다양하고 심도 있는 항해 전문화 교육이 필요하다.

자율운항선박 육상원격제어시스템 개발에 따른 각 단위시스템의 기능 및 통합시스템의 성능을 토대로 실습선과 연계하여 테스트결과를 공유하고 그 내용을 분석함으로써 시스템 안정화 방안을 제안하고자 한다.

선박 원격제어를 위해 시스템은 선박의 항해가 종료될 때 까지 중단없이 운영되어야 한다. 선박원격제어를 시스템의 중단 원인 및 해결방안 도출하기위해 실습선을 대상으로 원격제어 시스템을 시험운영한 결과 네트워크 단절 및 데이터누락이 현상이 일어나는 것을 발견하였다.

자율운항선박의 육상원격제어시스템을 개발하였고 육상에서의 선박 원격조종과 그에 대한 실시간 모니터링을 위하여 ECDIS 시스템을 도입하고 원격제어 모니터링에 적합하도록 육상용 ECDIS 시스템을 개발하기 위해 새로운 기능을 분석하였다.

육상의 원격제어자가 선박을 제어할 때 가상의 모형선박이 같이 조종되도록 하여, 운전상태의 확인을 도울수 있도록 하고, 시험운항시 에뮬레이터를 선박에 연결하여 원격운전데이터의 시각적 확인이 될수 있도록 하였다. 또한 이더넷의 디지털데이터가 아날로그로 변환된후 커넥터로 케이블을 연결할수 있도록 하여, 아날로그 인터페이스를 가진 선박의 장비가 제어가 될수 있는 예시를 보여준다.

한나라호에 구축된 시스템에서 VSAT 통신망을 통해 전달되는 영상이 차지하는 데이터의 크기와 고려되어야 하는 상황에 대한 문제를 연구하고자 한다.

IMO가 정의하고 있는 자율운항선박의 자율도는 4단계로 구분되며, 완전 무인선박인 4단계를 제외한 나머지 단계에서는 자율운항선박에 대한 육상의 원격제어가 가능하도록 해야한다. 본 연구에서는 자율운항선박 기술개발사업을 통해 진행 중인 자율운항선박의 육상원격제어를 위한 비상상황인식 기술 개발에 대해 소개한다. 육상의 원격제어가 수행되어야 하는 비상상황에 대한 식별을 위해, 항적 정보를 이용한 타선 항로예측 기반의 충돌위험영역식별을 수행한다. 또한, 타선의 항적정보를 데이터베이스화하여 자율운항선박 운항 영역에 존재하는 현재의 선박에 대한 이상학적 식별을 수행한다. 제안된 기술은 울산 성능실증센터 및 자율운항선박 해상테스트베드 시험선에서의 기능 및 성능 검증을 위해 준비중이다.

자율운항선박 원격제어시스템은 선박운항상태모니터링시스템, 통신시스템, 선박제어시스템으로 구성되어 있다. 육상제어센터는 상기 개별시스템을 결합한 통합시스템으로 이루어졌으며, 지난 1차, 2차 연안항해 시, 실습선과 육상제어센터간의 육상제어에 필요한 정보의 송수신여부를 확인하고자 테스트를 시행하고, 그 결과를 통해 일부 시스템의 문제점을 식별하였다. 본 연구에서는 식별된 문제점들을 해결하기 위한 방안을 제시하였으며, 차후 진행되는 연안항해 시 시스템 안정을 위한 통합절차에 대한 지침을 제시하고자 한다.

원격제어는 자율운항선박의 모든 수준(레벨 1 - 레벨 4)에 적용하기 위한 것으로, 자율운항선박을 원격지에서 감시하고 제어하기 위한 제반 기술과 시스템 및 방법을 의미한다. 최근 해운시장에서는 원격제어를 이용한 새로운 선박운영이 시도되고 있다. 이러한 원격제어에 관한 기술은 시기적으로 먼저 선점하는 중요하기 때문에 과학적인 연구 이전에 특허를 통해서 세계 우위의 기술 선점이 중요하다. 본 연구에서는 현재까지 국내에서 제안되거나 출원된 원격제어 관련 특허 동향을 분석한다. 이를 통해 시급히 개발되어야 할 기술 또는 시스템을 도출하고, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안을 고찰하며, 향후 해결 방안을 모색하고자 한다. 본 연구는 세계적인 자율운항선박 관련 기술시장 선점에 기여할 것으로 고려된다. 아울러, 특허가 현재 출원 중인 내용은 본 논문에 기술하지 않고, 학술대회에서 설명할 예정이다.

최근 자율운항선박 기술은 해양 분야에서 선박의 안전과 효율, 경제성을 위한 핵심기술로 주목받고 있다. 육상에서의 원격제어를 위해 항해사의 상황인식(Situation Awareness, SA)에 의한 의사결정은 선박 충돌회피에 중요하게 작용할 것으로 예상된다. 이 연구에서는 충돌상황에 대한 항해사의 의사결정 시간을 측정하였다.

자율운항 선박 원격제어를 위해 선박에 설치되어 운용중인 센서 및 기관의 정보를 획득하여 육상에 전송할 필요가 있다. 각 기관 및 센서정보에 직접 연결하지 않고 데이터를 획득하기 위해 선내 네트워크를 조사하여 데이터 스니핑 방식으로 데이터를 획득한 결과 텍스트 데이터 외에 이미지 데이터도 수집할 수 있었다.

자율운항선박 (Maritime Autonomous Surface Ship, MASS) 관련 기술이 전 세계적으로 활발히 개발되고 있는 가운데, 이러한 신기술을 검증하기 위해 국제표준 개발의 필요성이 증대하고 있다. 현재 ISO TC8(선박 및 해양기술) 분과에서 개발중이거나 제정된 표준 분석을 진행하였다. 3가지 카테고리로 분류하였을 때, 카테고리 3 - 세부 장비/어플리케이션에 대해 개발된 표준의 수가 카테고리 1 - 일반적인 가이드라인 및 기능적 요구사항에 대한 표준과 카테고리 1의 기능적 요구 사항을 만족하는 기술적 솔루션 레퍼런스인 기술적 솔루션 표준은 부족한 실정이다. 우선순위 도출을 통하여 카테고리 2 분야의 표준화 아이템을 도출하였고, 이를 기반으로 수립한 국제표준화 추진전략 및 계획을 소개할 예정이다.

디지털 트윈 기술은 현실 세계의 문제점을 해결하고 비용을 최소화하기 위한 가상세계를 만드는 방법으로 다양한 분야에 사용되고 있으며, 대규모 시스템인 선박이나 해양플랜트 등 해사 분야에도 적극적으로 활용되고 있다. 본 논문에서는 선박조종 시뮬레이터를 이용하여 연안 해역의 디지털 트윈을 구축하고자 하였으며, 이렇게 개발된 연안 해역의 디지털 트윈은 실제 해역의 해상교통 환경을 제공하여 해상교통이 복잡한 우리나라 연안 해역을 안전하게 관리하는 데 사용될 수 있다. 또한, 충돌위험 상황 및 사고 상황 등 가혹한 환경에 대한 가상의 해상교통 환경을 제공하여 연안 해역에서 자율운항선박과 관련된 기술과 지능형 해상교통정보 서비스를 개발하고 고도화하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 더불어 실제 해상교통상황의 모니터링이 필요하지만 물리적으로 모니터링이 어려운 구역에 대한 3D 기반 모니터링 장비로 사용될 수 있으며, 항만/관제 구역의 항공뷰, 운항 중인 선박의 선교뷰/맹목구간뷰 등의 해상교통상황을 안전하게 관리하기 위한 기능을 제공할 수 있다.

해양수산부는 지능형 해상교통정보 체계 운영을 통해 해사안전 서비스를 제공 중이며, 제공 중인 서비스의 경쟁력 확보를 위한 신뢰성 및 품질 향상 연구가 지속적으로 필요한 상황이다. 이러한 경쟁력 확보를 위해, 지능형 해상교통정보 체계의 실시간 운영 영향을 최소화하는 대용량 해양정보 연계 시스템에 대한 기본설계를 수행하고, 개인정보 보안 문제와 전체적인 시스템 실현을 위해 가명화/암호화 절차가 적용된 이론적 하드웨어 구조도를 제시한 바 있다. 하지만 제시한 구성도 및 설계는 전체적인 개념만을 포함하며, 실제 사용되고 있는 실시간 해양정보 연계를 위해서는 대한민국의 개인정보 보호법을 만족할 수 있는 상세한 개인정보 보안 방안이 요구된다. 이 연구는 이러한 문제의 해결을 위해 지능형 해상교통정보 연계 시스템에서 연계하는 실시간 해양정보 내에서 개인정보 보호법을 침해할 수 있는 요소(선주, 선사, 선장, 항해사, 어민 등의 개인정보)를 식별하고, 식별한 개인정보를 가명화/암호화하여 타 기관으로 연계할 수 있는 방법을 연구한다.

본 연구는 준지도학습(SSL)을 기반한 소형 어선의 충돌 경보 송출 예측 모델에 관한 연구이다. 지도학습(SL) 방법은 레이블링된 다수의 데이터가 필요하지만 레이블링 과정에서 많은 자원과 시간이 소요된다. 본 연구는 '지능형 해상교통정보 서비스'와 연계한 데이터 파이프 라인을 통해 수집된 서비스 데이터와 실해역 시험에서 수집한 데이터를 사용하였다. 실제 사용자 만족도 기반으로 레이블이 결정된 실해역 시험 데이터만 아니라 레이블이 결정되지 않은 서비스 데이터를 함께 학습시킨 결과, 모델 정확도가 향상되었다.

지능형 해상교통정보서비스는 해상교통 안전을 위한 서비스들을 제공하고 있지만, 선박들의 제원과 적재량 차이로 인해 선박 복원력 이상 판단 방법은 일반화하지 못하였다. 이번 연구에서는 선박 복원성 계산을 위한 경사계 및 GPS 데이터의 수집, 가공 방법을 정립하였다. 또한 실 해역의 기상요인을 반영하지 못하는 근사적 GM 계산에서 벗어나, 각기 선박 특성 및 외력을 반영할 수 있는 데이터 과학 알고리즘을 통해 선박 운항 상태를 실시간 판별할 수 있는 모델을 연구하였다.

해상교통 안전을 위한 지능형 해상교통정보서비스에서는 수심, 해사안전법, 기상정보, 연료 소모량 등의 정보를 고려한 안전하고 효율적인 최적 안전항로를 제공하는 서비스를 운영하고 있다. 하지만 서비스 사용자들 입장에서 불필요한 우회, 해상 객체에 대한 보수적인 안전거리 등으로 개인의 운항 경험, 스타일 등에 맞는 항로를 선호한다. 본 연구는 LTE-M을 통해 수집한 선박의 항적 데이터로 선박이 자주 운항하는 구역에 대해 간선 가중치를 조절하여 별도의 해상 환경을 반영하지 않고도 서비스 사용자들의 경험에 기반한 최적 안전항로를 추출할 수 있는 모델을 연구하였다.

정부는 국내 선박을 대상으로 해양사고를 줄이고 안전성을 향상시키기 위해 한국형 e-Navigation 서비스(정식명칭: 지능형 해상교통정보서비스)를 개발하여 운영하고 있다. 이 중 대형선을 항해한 선장과 항해사의 경험을 바탕으로 선박 충돌·좌초 모니터링 서비스와 추천항로 서비스가 개발되었다. 그러나 국내의 경우 이러한 서비스를 이용하는 대상은 소형선이 차지하는 비중이 크기 때문에 대형선을 기반의 서비스를 소형선에 적용하기에는 다양한 애로사항과 추가 요구사항이 나타나고 있다. 이를 개선하기 위해 해상디지털 교통정보를 활용한 데이터 과학 기반 소형선용 알고리즘 모델을 개발하고 있으며, 개발된 모델의 검증 및 평가하고 기존 서비스와 정확도를 비교하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 개발된 알고리즘 모델의 성능 평가 방안을 제안하고 기존 e-Navigation 서비스와의 정확도를 비교 할 수 있는 방안을 연구하였다.

항·포구내에서 주.야간에 걸쳐 미등록 선박을 검출하기 위해, 가시광 및 IR, 라이다 센서를 통해 선박 영상 및 거리정보를 획득하고, 딥러닝 기술을 적용하여 선박의 외관에 대한 특징 분석 및 선박에 표기된 문자열의 인식, 선박의 크기 측정을 통해 선박을 분류하고 특정하는 기술 개발

최근 인공지능과 데이터 과학이 거의 모든 산업분야에서 많은 변화를 불러오고 있으며, 이를 지원하는 많은 라이브러리와 도구들이 이에 도움을 주고 있다. 그럼에도 불구하고 실제 인공지능과 데이터 과학 기술을 실제 산업 분야에 적용하려면 많은 어려움이 있는 것이 사실이고 이는 해양 분야에서 더욱 두드러진다. 이에 해양안전 및 기업지원을 목표로 개발 중인 오픈플랫폼은 일반적인 인공지능 및 데이터 과학을 위한 시스템과 달리 여러 가지 해양특화 모듈들로 구성된다. 그리고 이러한 해양특화 기능들이 해양안전 분야의 기업들에 기여할 수 있도록 해양특화 데이터와 인공지능 모델 등을 상호간 공유하고 의견을 나눌 수 있는 공간으로 개발해 나갈 계획이다.

자율운항선박은 제4차 산업혁명 시대의 핵심기술인 사물인터넷과 빅데이터, 인공지능 등이 집약된 미래 고부가가치 선박으로 주목 받고 있으며, 자율운항선박의 도입 및 상용화를 위한 국제적 제도 검토 작업이 활발히 진행되고 있다. 국제해사기구(IMO)는 2017년부터새로운 용어 정립과 함께 기존 협약 규정식별작업(RSE)을 수행했다. 그 결과 기존 협약의 개정과 함께 자율운항선박 운항을 위한 새로운 규정 개발 필요성을 인식하고, 지난해 4월 '자율운항선박 코드(MASS Code)' 개발 로드맵 개발과 함께 세부 기준 개발 작업을 본격화했다. 본 논문에서는 현재 국제해사기구(IMO)에서 개발 중인 자율운항선박 코드를 기반으로 안전한 자율운항선박 운용을 위한 기능요건을 분석하고 세부 기준 및 방향을 제시했다.

IMO에서는 자율운항선박 운용을 위한 신규 협약 개발 필요성을 확인하고 세부 협약 개발을 본격적으로 시작하였다. 본 연구에서는 자율운항선박 협약 개발이 진행됨에 따라 필수로 고려되어야 하는 화재 및 침수를 포함한 자율운항선박 비상대응체계 고려사항에 대한 사항을 제안하였다.

인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 등 관련 기술의 발전으로 자율운항선박 상용화가 임박하게 되었다. 국제해사기구(IMO)는 새로운 기술도입을 촉진하는 한편, 신기술 도입에 따른 위험을 최소화하기 위하여 자율운항선박 협약(MASS Code)을 개발하고 있다. 대한민국 또한 '자율운항선박 기술개발 사업(KASS)' 추진을 통하여 기술개발과 핵심기술의 국제표준화를 추진하고 있다. 이 연구에서는 현재까지 협약 개발의 국제적 현황을 분석 후 대한민국 핵심기술을 국제적으로 표준화하기 위한 대응방안에 대해 제시하였다.

국제해사기구(IMO)는 자율운항선박(MASS)의 안전한 운항을 위해 해사안전위원회(MSC), 법률위원회(LEG) 및 해상교통간소화위원회(FAL)에서 협약규정식별작업(RSE)을 완료하고 각 위원회별로 MASS의 안전한 운항을 위한 조치방안에 대해 검토 중에 있다. RSE 결과를 반영하여 향후 MASS Code 개발과정에서 원격운항자(Remote Operator)가 중요한 검토사항이 될 것으로 식별됨에 따라 원격운항자가 갖추어야 할 최저역량에 대해 제시하였다. 또한 MASS Code 개발과정에서 논의될 운항모드(Mode of Operation)에서 원격운항자에게 필요한 역량에 대해서도 검토하였다.

국제해사기구에서는 2024년 초안을 개발하고 25년 승인하기 위한 로드맵을 수립하였고 이를 기반으로 자율운항선박 운항을 위한 MASS Code 개발에 착수하였다. 2025년 승인 이후부터 2028년 발효까지 선급에서는 MASS 코드에 부합하는 규정을 개발해야 한다. 기존 GBS는 기존에 운용되어온 시스템을 대상으로 개발되었으나 MASS Code는 아직 경험해 보지 않은 선박을 대상으로 하기 때문에 합의에 이르는 과정이 순탄하지 않을 것으로 보인다. 따라서, 우선 자율시스템이 적용가능한 시스템을 분석하고 공통적으로 갖는 구조적인 특징을 분석하는 것이 필요하다.

선박의 애플리케이션 간에 표준화 되지 않은 데이터를 교환하고 처리를 용이하기 위하여 데이터 구조를 통일화하는 통합 규칙이 필요하다. 이에 ISO 19848 표준안은 선박 내 데이터 교환 및 향후 선상 장비가 인터넷에 직접 연결될 수 있는 사항까지 고려하여 데이터 채널 ID를 Codebook에 따라 지정하도록 제안하고 있다. 우리나라는 '자율운항선박 기술개발'을 통하여 자율운항 시험선을 대상으로 데이터 분류 규칙과 표준화된 Codebook 개발을 진행하고 있으며 이를 한국산업표준 제정하기 위하여 표준화 작업을 진행하고 있다.

해상을 통해 반출입되는 항만 컨테이너는 선박과 항만에서의 안전사고를 예방하기 위해 국제해상위험물규칙의 규정을 준수하였는지 검사하고 컨테이너의 안전성을 점검한다. 하지만 지금까지의 컨테이너 및 위험화물의 검색은 대부분 사람에 의한 수동 운용으로 이루어지고 있어 향후 자율운항선박의 도래에 따른 자동화 항만을 위해서는 자동화된 검색 기술과 더불어 대상 컨테이너의 무인 자동화 검색이 가능하도록 운영이 될 필요가 있으며, 보다 진보적이고 효과적인 컨테이너 검색기술을 활용하기 위해 컨테이너 검색정보 표준을 개발하여 컨테이너 보안검색의 효율성 및 검색 활동에 대한 업무 비효율적인 문제를 해결하고자 한다.

항만인프라 노후화 예측 시스템 프로토타입 개발 연구는 스마트 유지보수 기술이 반영된 디지털 트윈 및 빅데이터 기반 관제시스템을 개발하고 시뮬레이션을 통해 재해 발생에 의한 항만 인프라 피해 및 미래 노후를 예측하기 위한 항만인프라 노후화 예측 시스템 프로토타입 개발 연구 방법에 대한 연구 내용이다.

해상물류 통합 프로세스 자동화 서비스 실증 모델 개발 연구는 자율운항선박과 스마트항만이 도래되었을 때 스마트 해상 물류 통합을 위해 자동화할 수 있는 일부 업무들을 해상물류 중심의 프로세스와 상호 프로세스를 도출하고 관련 업무의 분야별 데이터를 통합하여 해상물류 통합 프로세스 자동화 서비스 실증 모델을 개발하고 검증하는 연구 내용이다.

자율운항선박 기술개발 사업중 해운 6세부(자율운항시스템 원격관리 및 안전운영 기술 개발)과제에서 자율운항 선박을 지원하기 위한 6종 서비스 중 항만 효율화를 위한 양·적하 작업 시간 예측 서비스에 대한 연구 및 개발을 목표로 한다.

자율운항선박 지원 서비스는 자율운항선박이 항만 내에서 안전하게 항해하고, 입/출항 및 화물 적/양하를 효율적으로 진행하는 것을 지원하기 위해 개발 중인 6종 서비스를 의미한다. 개발된 서비스의 성능을 검증하기 위해 육상 시범운영 인프라인 자율운항선박 기술연구센터를 구축하였으며, 성능검증 시나리오를 개발하였다. 성능검증 시나리오는 개발된 서비스가 실제 운용 환경에서 올바르게 동작하는지 확인하는 데 중점을 두고 있다. 성능검증은 실제 서비스 사용자를 중심으로 하는 사용자 기반 방식으로 진행된다. 실제 선박에서의 서비스 성능을 검증하기 위해 실습선을 이용한 실선박 테스트를 수행하였다.

등부표는 선박의 안전한 항행을 지원하는 시설인 항로표지의 한 종류로 항행하는 선박에게 암초나 수심이 얕은 곳의 소재를 알리거나 항로의 경계를 알리기 위해 침추를 해저에 정치하여 해상의 고정위치에 띄워 놓은 등화가 설치된 것을 말한다. 등부표의 표체는 해저에 정치된 침추와 체인으로 연결하며 체인의 길이는 수심의 1.5 ~2.5배로 하여 표체를 계류한다. 등부표는 조류, 바람 등 외력에 의해 이출거리가 발생하여 일정한 패턴으로 선회반경이 형성되나 외력으로 인하여 정상범위에서 벗어나 유실, 위치이동 등이 발생할 수 있고 이는 선박추돌 등 항해안전 사고로도 이어질 수 있다. 이러한 등부표 사고는 물적 피해비용과 이용자의 안전운항에 대한 심리적 부담감 또는 위험감수 등의 추가적인 행정소요 비용이 발생할 수 있다. 따라서 선박의 안전한 도선을 위해서는 등부표의 이출범위와 위치가 변할 수 있음을 염두해 둘 필요가 있다. 이와같은 등부표로 인한 사고 예방과 안전한 도선을 위해 등부표 이출범위와 안전도선에 관한 연구를 하였다.

부산항 내의 3대 주요 항만인 감천항에는 일반화물선으로부터 어선, 수리를 위해 기항하는 선박 등 다양한 선종과 상태의 선박이 감천항 방파제와 두도(頭島) 부근의 좁은 수역을 통과하여 입출항하고 있는데, 장비가 불량하거나 선체 구조물 또는 기타의 이유로 운항자의 시야를 제한하는 선박들이 방파제와 두도 부근에서 조우할 경우 충돌, 좌초 등의 해양사고 발생 가능성이 증가하게 된다. 본 연구를 통하여 감천항을 기항하는 항해장비불량선박 및 시야 제한 선박의 실례에 대하여 설명하고, 해당 선박의 안전도선을 위한 방안을 모색하고, 후속연구의 필요성을 강조하고자 한다.

감천항 내에는 벌크선석, 어획물 전용 냉동창고, 어획물 공동경매장 및 수리조선소등이 있다. 다양한 목적의 선석과 시설에 따라 조종불능선, 조종성능제한선, 견시불량선, 대형벌크선, 강제도선면제선박 및 어선등 이 감천항 방파제 부근수역을 이용한다. 특히 입출항하는 GT 20,000톤 - 50,000톤 크기의 벌크선박과 VHF교신이 되지 않는 어선들과 방파제 부근수역에서 조우상태가 되어 충돌사고 발생 위험이 존재한다. 따라서, 본연구는 선박 충돌사고를 예방하기 위하여 충돌위험요소를 확인하고 충돌위험요소 제거를 위한 방안을 모색하였으며, 또한 더욱 세심한 연구가 진행되기 위함을 목적으로 한다.

국제해상인명안전(SOLAS)협약의 제5장 제 23 규칙은 도선사 이용 가능성이 있는 항로 항해 선박의 도선사용 승하선 설비를 설치할 것을 의무적으로 규정하고 있으며, 우리나라의 도선법 제25조에서도 선장은 도선사가 안전하게 승하선할 수 있도록 승하선 설비를 제공하는 등의 필요한 조치를 해야 하는 의무규정을 두고 있으나 감천항에 입출항하는 어선들을 비롯한 많은 선박들이 안전한 승하선 설비를 제공하지 않아 도선사들의 낙상사고와 위험 상황이 빈번히 발생하고 있어 도선사의 안전한 승하선을 위한 대책을 마련하고자 한다.

빠르게 변화하는 해양 교통 환경은 항상 선박과 관련 산업 종사자 등의 안전을 위협하고 있다. 특히나 선박의 안전하고 효율적인 접이안을 지원하는 약 300여 명의 도선사와 70여 척의 도선선은 안전 운항의 최전방에 배치되어 있으며 관련 사고가 발생할 시 타 사고에 비해 그 피해가 극심하다. 따라서 본 연구는 국내외의 과거 도선선 충돌 사고 사례를 분석하고 이를 안전 문화의 관점을 통해 바라보면서 미래의 안전 도선 환경 마련을 위한 대응책을 모색하였다.

팔레트는 낱개의 여러 화물을 동시에 묶어 운송할 수 있게 하는 하역 장비로써 원자재 조달에서부터 소비자에게 전달되기까지의 흐름을 통합적으로 연결하는 중요한 요소이다. 더불어 일관수송을 통한 비용 절감, 거래단위의 표준화, 운송수단의 효율적인 운영, 하역작업 개선을 목적으로 팔레트 표준화가 활발히 진행됨에 따라 T-11형, T-12형 등의 표준 팔레트가 우리나라 물류 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있다. 그러나 대형·중량화물을 비롯한 특수화물의 경우, 크기 및 중량 등의 이유로 표준 팔레트에 적재하는 것이 불가능하기에 대부분 자체 팔레트를 개발하여 사용하고 있다. 본 연구는 다양한 특수화물을 취급하는 팔레트의 크기를 결정하는 문제로써, 특수화물의 종류, 크기 및 중량, 보관 수량 등을 고려하여 최적 팔레트 크기를 산출하고자 한다. 이를 위해, 이웃해 탐색 알고리즘을 변형하여 전역 최적해를 찾을 수 있는 최적화 기법을 제안하였으며, 입력 데이터로서는 특수화물의 종류별 제원 및 보관 수량 정보, 제약조건 관련 정보가 사용되었다. 또한, 특정한 특수화물을 대상으로 최적화 시뮬레이션을 수행하여 최적해 도출 여부를 확인함으로써 본 최적화 기법의 최적성을 검증하였다.

Container terminal automation might offer many potential benefits, such as increased productivity, reduced cost, and improved safety. Autonomous trucks can lead to more efficient container transport. A robust lane detection method is proposed using score-based generative modeling through stochastic differential equations for image-to-image translation. Image processing techniques are combined with Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (DBSCAN) and Genetic Algorithm (GA) to ensure lane positioning robustness. The proposed method is validated by a dataset collected from the port terminals under different environmental conditions and tested the robustness of the lane detection method with stochastic noise.

This paper discovers a robust managerial strategy for a stochastic inventory of perishable products, where the model experiences changing factors including inner parameters and an external disturbance with unknown form. An analytical solution for the optimization problem can be obtained by applying the Hamilton-Bellman-Jacobi equation, however the policy result cannot completely suppress the oscillation from the external disturbance. Therefore, an intelligent approach named Radial Basis Function Neural Networks is applied to estimate the unknown disturbance and provide a robust controller to manipulate the inventory level more effective. The final results show the outstanding performance of RBFNN controller, where both the estimation error and control error are guaranteed in the predefined limit.

This paper aims to propose optimal method to assess and cumulate the daily profit for liner shipping to support the shipping lines in making optimal decision with the highest average daily profit. This paper not only explains the actual calculated results align with decision-makers' behavior from concepts indicated in cumulative prospect theory but also contributes to an easy-to-apply method for liner shipping network predictability in and provides optimal decision-making is helpful for shipping managers for the best effective selection of the most appropriate alternative under uncertainties.

목포해양대학교와 삼성중공업은 2021년 공동 연구를 통하여 '실습선 기반 원격/자율 운항 선박 시스템 개발 및 검증'을 수행하였고 이를 통하여 목포해양대학교 실습선인 세계로호를 활용하여 삼성중공업의 자율운항 선박 시스템(Autonomous Navigation System)인 SAS의 Test Bed 시연 실험 시스템을 구축하여 2022년 자율운항 선박(MASS) 기술 요소에 대한 시뮬레이션 기반 SAS(Samsung Autonomous Ship) System 검증 및 '운항 노선에 대한 설정을 통한 선박 자율운항 검증'을 위한 실선·실해역 실험을 통해 이를 시연 및 검증을 시행하였다. 특히 의미 있는 것은 자율운항선박 실선 테스트 과정 중 발생할 수 있는 모든 위험요소 분석을 위해 한국선급과 HAZID Workship을 실시하였고, 이를 통해 국내최초 자율운항실험용 기국 승인 및 선급임시검사 완료 후 실험이 진행되었다는 것이다. 이 연구에서는 실습선 기반 자율운항 선박 실해역 실험 연구를 소개하고 그 결과를 운항자 입장에서 분석하여 향후 보완하여야 할 사항을 제시하였다.

자율운항선박의 도래와 예상 할 수 없는 선박의 구조 변화 및 적화 상태 변화로 인한 전복사고로부터 선박을 보호하기 위해서는 선박의 복원성 상태를 실시간으로 모니터링 것이 매우 중요합니다. 자율운항선박의 복원성 상태를 실시간으로 정밀 모니터링 시스템 개발은 운항자에게 사전에 위험을 경고하고 적화상태 보완 또는 평형수 상태 변형 등을 통하여 추가적은 복원성 확보를 위해서 필수적입니다. 본 연구는 실습선의 전자 경사계로 실시간 횡요 주기로 추정한 선박의 메타센터 높이(GM)의 정확도를 실험적으로 검증 하였습니다. 본 연구는 선박의 전자 경사계를 사용하여 선박의 복원성 안정성 상태를 실시간으로 평가하여 추정한 선박 GM의 정확도와 향후 연구에서 시스템 개선을 위한 요구 사항을 제시하였습니다.

본 연구는 자율운항선박의 실제 해상에서의 성능 검증하기 위한 실험을 진행하였다. 먼저 SAS(Samsung Autonomous System)을 활용하여 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션은 Imazu 조우 모델을 기반으로 실험을 진행하였다. 시뮬레이션에서 조우 선박은 2-4척으로 정면, 횡단, 추월 등이 뒤섞인 상황을 가정하였다. 결과 분석은 6가지 항목(속력, Heading, Rate of Turn, Collison Risk Index, DCPA, TCPA, Closest Distance, XTD(Cross-Track Distance))을 분석하였다. 2 차례의 실해역 실험을 진행하였다. 목포-제주도 구간에서 실해역 실험을 진행 후 목포-이어도-독도 항로에서 실해역 실험을 진행하였다. 실해역 실험 결과 Imazu 모델 기반 시뮬레이션과 비슷한 결과를 보였다.

With the development of science and technology, various research on ship collision avoidance has also developed rapidly. The research and development of ship collision avoidance technology has also received high attention from many researchers. This paper proposes a new collision avoidance algorithm for ships based on the artificial force field collision avoidance method. Using the simulation platform, the simulation results show that ships can successfully avoid collision in open water under single ship and multi ship situations, and the research results are relatively ideal.

본 논문은 해상 안전을 유지하는 중요한 역할을 수행하는 스마트 항로표지 시스템의 높은 가용성을 유지하기 위해 제안된 장애관리 방안에 대한 연구이다. 스마트 항로표지 시스템은 고가용성을 요구하는 시스템으로, 시스템의 건전성을 유지하고 장애 발생 시 빠른 대응이 필요하다. 따라서, 이 논문에서는 마이크로 서비스 아키텍처 기반의 방안을 제안한다. 이를 통해 장애 발생 시 해당 서비스만 중단되고, 다른 서비스는 계속 운영될 수 있어 시스템 전체의 가용성과 신뢰성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 모니터링 및 로깅 시스템을 도입하여 빠른 대응이 가능하도록 하며, 또한, 다양한 장애 관리 방안을 제시한다. 이를 통해 스마트 항로표지 시스템의 고가용성을 확보하여 안정적인 운영을 보장하는 데 기여할 수 있다.

해양 4차 산업 도래에 맞춰 기존 항로표지 역할에 ICT 기술을 융합하여 근거리에서 통신을 활용하여 항로표지의 점검 및 관리시스템 개발의 요구가 있다. 항로표지 점검 시 관리자들의 편의와 점검을 위하여 선박 접안 사고 예방 등 근거리 통신을 적용한 장비 점검 시스템 개발이 필요하다.. 본 논문에서는 현황 분석을 통하여 근거리 점검 시스템 설계 방향을 제시하였다. 다양한 분야에서 무선 통신을 활용한 점검 및 모니터링 기술을 분석하여 시스템 구성 방향을 제시하였고, 현재 운영중인 항로표지 관리운영 시스템을 분석하여 점검을 위하여 표출할 정보를 검토하였다. 향후 설계 방향을 바탕으로 시스템을 개발하고 성능 평가를 수행할 예정이며, 관리의 편의를 위하여 정보협력센터에 제공할 이력 정보를 검토할 예정이다.

'스마트 항로표지 현장시설 고도화 연구'를 통해 항로표지의 상태뿐만 아니라, 다양한 센서를 통해 해상정보를 수집하고, 이를 선박과 육상 연계시스템에 전파하는 방안이 논의되고 있다. 본 논문에서는 스마트 항로표지에서 다양한 센서들의 정보를 수집하기 위한 범용인터페이스를 정의한다. 미국의 선박전자협회(NMEA)는 다양한 해양기기의 인터페이스를 표준화하기 위한 노력을 지속적으로 하고 있으며, 그중 많은 부분이 국제전기기술위원회(IEC) 표준으로 채택된 바 있다. 본 논문에서는 기존의 NMEA 또는 IEC 표준과 새로 정의되는 국내표준을 통해 센서들의 정보를 수집하고 선박에 제공하기 위한 방안과 시연 계획을 소개한다.

산업 현장의 기계 시설물 고장 문제는 큰 인명피해와 경제적 손실을 초래할 수 있기 때문에, 기계 시설물의 상태를 기반하여 고장을 진단하는 것은 대단히 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 전류 센서 데이터를 활용하여, 시설물의 고장 여부를 진단할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 본 연구에 활용된 전류 센서 데이터는 x, y, z축을 가진 3상 전류 데이터로 구성되어 있으며, 2kHz로 1초간 샘플링 되어 있다. 본 연구에서는 2차원적 특성을 가지는 전류 센서 데이터를 분석하기 위해 CNN(Convolution Neural Network)을 활용한다. 시설물의 고장진단에 가장 적합한 모델을 선정하기 위해 CNN의 대표적인 백본 네트워크를 활용하여, 결과를 비교하였다. 실험 결과, 본 연구에서 구성한 후보 백본 네트워크 중 ResNet의 분류 정확도가 98.5%로 가장 높게 나타났다.

본 논문에서는 스마트항로표지 플랫폼 및 MIoT 시스템 형상에 대하여 고찰한다. 이러한 MIoT 시스템을 기반으로 항로표지의 집약 관리를 구현하고자 할 때 시스템 동작 형상에 대하여 살펴보도록 한다. 또한 MIoT 단말 형상에 대하여 검토하고 그동안 항로표지 집약 관리 현장의 단말에 대한 의문 사항을 정리하도록 한다.

해양 환경에서의 무선 통신은 거리가 먼 통신에 많은 전력이 필요하며, 이로 인해 에너지 소비가 매우 크다. 또한, 해양 환경에서는 많은 제약 조건이 존재하기 때문에 기존의 무선 통신 기술을 적용하기 어렵기 때문에 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 기술이 필요하다. 본 논문에서는 해양 환경에서의 빔 선택 기술에 대해 연구하고 이를 통해 특정 지역에서 통신을 위해 필요한 빔을 선택하여 전송함으로써 전체 전력 소비를 줄이고, 신호 간 간섭을 최소화하여 더 나은 품질의 통신을 가능하게 한다. 이를 시뮬레이션을 통해 기존의 무선 통신 기술과 비교하여 에너지 효율성을 검증하고, 이러한 빔 선택 기술은 기존의 무선 통신 기술에 비해 전력 소비가 적으며, 더 나은 통신 품질을 제공함을 확인할 수 있었다. 따라서, 빔 선택 기술은 해양 환경에서의 효율적인 통신 시스템을 구축하는데 중요한 역할을 하며 이를 통해 보다 넓은 영역에서의 통신 품질 향상을 기대할 수 있다.

항로표지 부이의 안전한 관리 및 해사 안전 서비스 제공을 위한 4채널 카메라 시스템 하드웨어를 구현하고, 항로표지 부이 근접 선박 감지, 해무 강도 측정, IMU 센서를 이용한 파고 측정 알고리즘을 구현하여 육상으로 전달하는 기능을 개발하였다

항로표지 관련기업은 장비 및 유지보수 기업 중심으로 구성되어져 있었으나, 최근 스마트 항로표지 현장시설 고도화 R&D 추진에 따라 항로표지의 핵심장치라고 볼 수 있는 전원시스템과 통신단말 개발 기업이 참여하고 있으며, 이 두 기업들의 향후 R&D 종료 시점에 개발 제품이 최종 상용화되어 판매될 수 있도록 다양한 형태의 비즈니스 모델 발굴 추진이 필요하다. 동 연구에서는 참여기업의 성장과 신사업 추진이 가능하도록 개발 제품 및 서비스에 대한 수요 시장의 요구와 제공 가능한 수준의 단계에서부터 전략계획 및 목표관리, 비용관리 및 시스템과 같은 툴을 활용하여 체계적이고 구체적인 접근이 가능할 수 있도록 다양하게 고려하여 B2G, B2B까지 발굴에 대해 연구해보고자 한다.

항로표지의 기능은 지속 가능해야 한다. 지속 가능한 서비스를 제공하기 위해서는 정확한 자료 분석을 통해 반복되는 항로표지사고를 예방하고, 기능유지를 위한 유지보수를 해야한다. 이를 위해 필요한 것이 항로표지 현황통계 서비스다. 항로표지 현황통계 서비스는 기존의 자료를 gml 형식으로 추출하여 관리자가 원하는 기간, 종류, 형식 등으로 추출하고 가공할 수 있는 서비스이다.

전통적인 항로표지는 빛, 형상, 음향, 전파 등을 이용하여 선박의 위치를 인식하거나 장애물의 위치 정보를 제공하는 해상교통 시설물로서 해상에서 선박의 안전 운항을 지원한다. 한편, 4차 산업혁명과 미래 해상환경 변화에 대응하기 위해 국제항로표지협회(IALA)에서는 항로표지 기반 정보를 통합하여 디지털화와 표준화에 노력 중이며, 자율운항선박의 도입될 예정이다. 이에 자율운항선박이 활용할 수 있도록 디지털 정보를 생성하고, 이를 디지털 항로표지 형식으로 변경하여 자율운항선박에게 제공하고자 한다.

Outlier(이상치) 분석을 통한 등부표 선회안전반경 정보 제공에 관한 연구는 AIS 또는 RTU가 설치된 등부표에 대한 이탈 위험 인지, 항해안전 사고 예방 등 안전대책을 강화하기 위한 연구이다. 등부표는 조류, 바람 등 외력에 의해 이출거리가 발생하여 일정한 패턴으로 선회반경이 형성되나 외력으로 인하여 정상범위에서 벗어나 유실, 위치이동 등이 발생할 수 있고 이는 선박추돌 등 항해안전 사고로도 이어질 수 있다. 이러한 등부표 사고는 물적 피해비용과 이용자의 안전운항에 대한 심리적 부담감 또는 위험감수 등의 추가적인 행정소요 비용이 발생할 수 있다. Outlier(이상치)란 외력 등으로 인해 최대 이출거리 이내 정상범위에서 벗어나거나 존재할 수 없는 극단적인 위치 값으로써 21년도 등부표 위치 데이터를 일정 단위 방위별로 분석해 본 결과 Outlier(이상치)가 식별되었다. 따라서 등부표의 안전한 위치 상태를 시스템적으로 모니터링 하기 위해 Outlier(이상치) 분석을 통한 등부표 선회안전반경 정보 제공에 관한 연구를 하였다.

본 연구는 가상 항로표지 정보 서비스의 구현과 그 시스템 통합 방안에 대하여 기술한다. 제안하는 가상 항로표지 정보 서비스는 웹 표준을 준수하여 반응형 웹(Responsive Web) 기반 정보 서비스로 구현되었다. 따라서 사용자가 웹 브라우저 환경에 상관없이 가상·합성항로표지를 통합적으로 관리 및 운영하는 것이 가능하다. 향후 해양 디지털 항로표지 정보협력시스템과 연계 및 통합하기 위해, 백엔드 구성 등 시스템 통합 방안을 제시하였다.

우리나라는 항로표지 배치의 적합성 평가를 주기적으로 실시하고 있다. 항로표지의 배치는 전문가의 주관적 경험에 의존하고 배치있으며 검증에 필요한 전처리 작업은 수작업으로 처리한다. 이 연구에서는 데이터 필터링, 항적 HDG설정 및 입출항분리 작업을 부분적으로 자동화 하면서 HTTP로 연동되는 전처리 시스템을 개발하였다.

국제수로기구는 해양정보 교환을 위한 제품표준 개발 지원을 위해 S-100 개발하고 현재 그 버전으로 5판으로 개정 하였다. 항로표지 정보는 항행경보와 항로표지 상태정보로 제공되는데, 국제수로기구는 해사안전정보(MSI)의 디지털 데이터 제작 및 교환 위해 S-124 개발되었고, 국제항로표협회는 S-201 항로표지 정보표준 개발을 완료하고, S-125 항로표지 상태정보 표준개발 진행 중이다. IALA/IHO는 S-100/S-200 개발 공동워크숍을 개최하고, S-125 항로표지 정보서비스에 대한 시연 및 워크숍 필요성 강조하였다. 본 연구는 항로표지 정보 서비스를 싱가포르 MPA와 협력하여 시험 시나리오 및 검증 계획을 수립하였다. S-124, S-125 기반의 정보 제공 서비스 및 선박 내비게이션을 통한 검증을 진행할 계획이며, 검증 결과는 IALA, IHO 회의로 보고할 계획이다. 항로표지 정보서비스 시험 결과는 관련 국제표준 개발에 기여하고, 항해환경에 해당 서비스 정착하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

스마트 항로표지의 서비스를 동일한 규격으로 제공하고 사용자 인증과 접근 권한을 관리하기 위해 서비스 플랫폼을 설계하였다. 서비스 플랫폼의 요구사항을 충족하기 위해 사용자 인증을 위한 OIDC 구현 오픈소스인 Keycloak을 사용하였으며 서비스 관리를 위해서는 S-100 객체 카탈로그 버전 관리 방안을 사용하였다. 내부 서비스 데이터를 S-100으로 규격화 하기 위해서는 내부 서비스 데이터는 JSON Schema를 사용하여 S-100 데이터로 매핑을 위한 최소 규격을 설계하였다.

수집된 데이터의 품질을 진단하고 개선하는 것은 품질 관리 측면에 있어 중요하다. 본 연구에서는 항로표지 수집정보의 품질을 개선하기 위해 새로운 알고리즘을 개발하고 이를 시험하는 방안에 대해 분석하였다. 개발된 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 더욱 정확하고 신뢰성이 높으며, 항로표지 수집정보의 오류율을 크게 감소시킨다. 이에 따라, 개발된 알고리즘을 적용함으로써 항로표지 수집정보의 품질을 향상시킬 수 있으며, 해상 안전성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

IHO S-100(범용 수로 데이터 모델)은 차세대 전자해도 뿐만 아니라 수로 분야, 해사 분야, GIS 커뮤니티에서 필요로 하는 전자적 제품 개발을 위한 데이터 프레임워크를 제공하는 표준이다. 또한, S-100의 보안 영역(Part 15)은 기본적인 보안 이론을 명시하고 사용을 권장하고 있다. 본 논문에서는 S-100과 SECOM을 기반으로 서비스별 보안 적용이 된 시뮬레이션을 명시하였으며 각 서비스별 사용자 인증 절차 및 관리체계에 대하여 정의한다.

본 논문은 해상 항로 표지 내 탑재되는 다양한 해양 센서, 등명기, 전원 모듈을 분리하여 각각의 서브 플랫폼으로 관리하고 각각의 서브 플랫폼들은 통합적으로 운영하는 메인 플랫폼 구조를 갖는 계층적 형태의 스마트 항로표지 구조안을 제시한다. 제안된 구조안을 바탕으로 기존에 제공되는 다양한 장비 및 센서 뿐만 아니라 항로표지 신 서비스 요구사항에 따른 신규 센서의 확장 및 설치가 용이하며, 서브 플랫폼 별 독립적인 운영을 통한 전체 시스템의 안정성 향상 기대할 수 있다. 또한, 목적에 따른 숫자, 음성, 영상 등 다양한 형태의 데이터를 전송하기 위한 선택적 통신 플랫폼 구조를 제시함으로써 육상 정보협력시스템과의 원활한 정보 교환 체계를 구축할 수 있는 방안을 제안한다.

자율운항선박, 스마트 해상물류 등 미래 해상환경의 패러다임 변화에 대응하여 항로표지 현장시설을 고도화하고 신해상교통인프라 지능화 및 정보서비스 개발을 위해 스마트 항로표지 및 연계기술 개발 사업을 수행하고 있다. 본 사업의 1단계 연구 성과로 스마트 항로표지 통합플랫폼과 항로표지 서비스 성능시험환경이 구축되는데, 본 연구에서는 스마트 항로표지 통합 플랫폼에 설치된 각종 센서에서 수집된 정보를 육상의 성능시험환경으로 연동 시험에 관한 시나리오를 설계하였다. 스마트 항로표지 통합 플랫폼 및 장착되는 센서에 사전에 설계된 해양자원명을 부여하고 항로표지 정보관리시스템의 등록하는 절차를 제시하였고, 실시간으로 수집되는 항로표지 정보를 연동하여 빅데이터 분석 플랫폼으로 저장하고, 저장한 정보를 항로표지 서비스로의 적용과 활용에 관한 시나리오 설계 결과를 검토하였다.