Anomaly detection on simulation conditions for ship-handling safety assessment

Experimental conditions are set with environmental factors which can affect ship navigation. In FTS simulation, infinite simulation can be theoretically tested with no time constraint but the simulated result with the same experimental condition is repeated due to mathematical model. RTS simulation can give more resonable results but costs at lest 30 minutes for only experimental time. The mixture of two simulation methods using probability density function has been proposed: some of experimental conditions in which ship-handling is most difficult are selected with FTS and are tested in RTS. It has drawback that it does not consider the navigation route but aggregated track index. In this paper, anomaly detection approach is suggested to select some experimental conditions of FTS simulation which are most difficult in ship-handling during the navigation route. An empirical result has been shown.

시뮬레이션 실험조건 이상 진단 연구

선박운항 안정성 평가를 위한 시뮬레이션 설계 시 선박운항에 영향을 미치는 요인들을 고려하여 실험조건을 설정한다. 배속 시뮬레이션에서는 이론적으로 수많은 실험조건도 수행 가능하나, 동일 실험조건 하에서는 동일 항해위험 관련 측정치를 얻으므로 확률모형이 아니다. 실시간 시뮬레이션은 실험에 참여하는 선박운항 전문가로 인한 변동이 발생하여 확률모형 분석이 가능하나 소요되는 실험시간으로 인하여 실험회수의 제한이 있다. 그리하여 배속 시뮬레이션을 활용하여 항해 위험도가 높은 실험조건을 선택하고, 선택된 실험조건에서만 실시간 시뮬레이션을 실시하여 항만 항해 위험도를 산정하고 있다. 이전 연구에서는 전문가의 주관적 판단이나 확률분포함수 개념을 활용하여 항해 위험도가 높은 실험조건을 선택하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법들은 최종 횡단 데이터를 활용하여 시뮬레이션 과정에서 발생하게 되는 위험도를 측정하는 방법으로는 적절하지 못하다. 본 연구에서는 시뮬레이션의 항적 데이터로부터 얻는 주성분 점수를 활용하여 이상 실험조건을 진단하고 항해 위험도 높은 지점을 판단하는 방법을 제안하고 실증분석 결과도 제시하였다.