• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.265-267
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• 2014

선박운항 시뮬레이터는 다수의 하드웨어 및 소프트웨어, 데이터 요소들로 구성되어 있어, 시스템 설계가 매우 난해하며 활용 목적에 맞춰 신중하게 설계하지 않으면 활용도가 떨어지거나 가성비가 나빠진다. 범용성을 요구하지 않는 특정 목적 선박운항 시뮬레이터의 경우, 구성 요소 별 기여도 및 자원 투입 비율을 검토하여 설계에 반영하도록 하고, 필수 기능보다 부가 기능에 많은 자원이 투입되지 않도록 주의해야 한다. 본 발표에서는 특정 목적 선박운항 시뮬레이터 개발 사례를 분석해 보고, 사례별 보다 적합한 설계 방향을 도출해 보았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.257-258
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• 2019

이 연구는 기 개발한 간이 선박조종 시뮬레이터의 조종성능 개선에 관한 것이다. 선박조종 시뮬레이터에서 모델선박의 조종성 지수는 임의로 정하는 것이 아니라 가능한 모델대상선박의 실제 움직임과 동등하거나 유사하게 설정되어야 한다. 선행연구에서는 이미 발표된 대학교 실습선(한바다호)의 선박조종 실선데이터를 기반으로 모델선박의 조종성 지수를 도출하였으나, 타각이 10°를 초과할 경우 네 종류의 실선시험 결과와 평균 17.9%의 상대오차가 발생하였다. 이에, 타각 10°, 20° 및 35°에서의 한바다호 조종성 지수에 대해 에르미트 보간을 이용하여 3차 다항식을 산출하고, 이를 모델선박에 적용하였다. 그 결과 타각 35° 이내의 전 구간에서 조종성능의 상대오차가 평균 13.7%에서 11.6%로 약 2.1% 개선됨을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.260-262
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• 2014

해양사고는 선박운항 또는 기기작동에 대한 전문적 지식의 결여에서 기인되는 부분도 있으나, 사고의 많은 부분이 운항자의 정신적 해이 또는 주위상황 식별오류 등에 의해 발생되는 경우가 많다. 이에 따라 해기교육이 강화되고 교육 효과를 향상시키기 위해 선박조종시뮬레이션을 포함하는 다양한 교육훈련 과정이 개설되고 있지만 사고 발생율이 높은 하급면허를 소지한 항해사들은 영세한 선사들에 소속되어 시뮬레이션 교육의 기회가 많지 않다. 따라서 영세선사에서도 이용할 수 있는 초급 및 하급 항해사용 간이 시뮬레이터의 개발이 필요하다. 본 연구는 간이 시뮬레이터에 사용될 시나리오와 시뮬레이션 Debriefing에 이용하기 위한 자기평가서, 그리고 시뮬레이션 결과를 정량화 시킬 수 있는 평가 알고리즘을 항해사 및 해기교육 대상자들의 설문결과, 사고사례 통계조사를 기반으로 개발하였다.

• 전기의세계
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• 제43권11호
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• pp.22-29
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• 1994

본 고에서는 1995년 말 상기 연구 과제에서 개발될 새로운 디지탈 분산 제어기를 실제 발전소와 가장 비슷한 환경에서 모의 실험을 할 수 있도록 해주는 실시간에 동작하는 화력발전소 시뮬레이터를 개발한 예에 대하여 설명하고자 한다. 먼저 2절에서는 본 시뮬레이터의 전체 구조를 간략하게 도시하고, 3절에서는 본 시뮬레이터가 모사하고자 하는 화력발전소의 수학적 모델에 대하여 간략하게 서술하며, 4절에서는 본 시뮬레이터의 상세한 구조를, 5절에서는 PC로 구성된 간이 디지탈 제어기와 결합된 모의 실험 결과를 각각 설명한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권6호
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• pp.403-412
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• 2019

선박의 조종운동특성은 선종뿐만 아니라 같은 선박이라 할지라도 속도나 흘수에 의해서도 달라진다. 최근에 초대형선박이 크게 증가하고 있어 해양사고 발생 시 막대한 물적, 환경적 피해가 발생할 수 있으며, 이에 따라 선박조종의 중요성은 더욱 커지고 있다. IMO는 STCW 95 개정협약서를 통해서 해기사들이 시뮬레이터를 이용한 교육을 받도록 강제하고 있다. 그러나 Full Mission Ship Handling Simulator(FMSS)는 고가일 뿐만 아니라 사용하는 데에 제한이 많고, PC기반의 시뮬레이터는 서로 다른 사용자가 함께 시뮬레이션을 할 수 없다는 단점이 존재한다. 본 연구는 네트워크를 기반으로 두 사람이 각자의 PC를 이용하여 함께 시뮬레이션을 할 수 있도록 하여 FMSS와 PC기반의 시뮬레이터가 갖는 단점을 해결하고자 Nomoto 응답모델의 해석 및 수치계산과 레이더 기능 구현, 데이터통신 프로토콜 설계, Graphic User Interface(GUI) 구축 등을 통해 네트워크 기반의 시뮬레이터를 구현하였다. 그리고 개발된 시뮬레이터의 유효성을 검증하기 위해 한국선급, IMO의 선박조종성기준에 따라 시뮬레이션 결과와 한국해양대학교 한바다호의 실선시험결과를 비교·분석하였다. 항목별 시험결과를 정리하면 상대오차 범위는 0 ~ 32.1 %, 평균 13.7 % 이었으며, IMO 선박조종성기준을 모두 만족하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.86-94
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• 2019

본 논문은 보다 높은 실재감과 안전성을 확보하기 위한 무인차량 원격주행제어 환경 개발에 대한 내용을 설명한다. 주로 무인차량 원격주행제어를 위한 환경은 조이스틱 형태의 장치를 활용하여 조향과 가/감속이 가능하도록 개발되어 사용되었다. 그 외 일반 차량처럼 간이 조향-휠(steering-wheel)을 기반으로 개발된 시뮬레이터 환경도 있으나, 현재 주행 상황을 피드백하는 기술이 적용되어 있지 않거나 가/감속부를 포함하지 않는 것이 대부분이다. 피드백 기술이란 일반 차량을 직접 운전할 때 조향-휠과 가/감속 페달을 통해 느껴지는 현재 주행 상황을 시뮬레이터 환경에 구현하는 것을 의미한다. 이렇듯 무인차량 원격주행제어에 이질감을 감소시키는 피드백 기술 개발과 더불어 실재감을 높일 수 있는 시뮬레이터 환경 구축이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 통해 개발된 힘반향 햅틱제어 기술을 적용할 수 있는 시뮬레이터 환경을 구축하고 시뮬레이터 하드웨어의 최소 요구사양을 도출하는 연구를 수행하였다. 하드웨어 구성은 일반 차량과 유사한 조향-휠 모듈과 가/감속 페달 모듈로 구성하였으며, 조향부와 가/감속부 모두 피드백 기술을 적용할 수 있도록 별도의 액추에이터를 설치하였다. 또한 제어부 PC를 통해 두 가지 조작부에 피드백 명령을 전달할 수 있도록 CAN(controller area network) 통신 환경을 구성하였다. 이렇게 구성한 시뮬레이터 환경의 성능을 검증하기 위하여 기 개발된 힘반향 햅틱제어 알고리즘을 직접 적용하여 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.21-23
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• 2013

Autopilot에서의 조타정보 추출, AIS를 통한 조타정보의 송수신, ECDIS에 타각이 표시되도록 프로그램을 적용하여 선회조기감지시스템을 구현하였으며, 이를 실선실험을 통하여 확인하였다. Autopilot을 작동하여 송신용 AIS를 통하여 전송된 조타신호가 수신용 AIS에 수신되어 ECDIS에 3초 이내에 표시됨을 확인하였다. 선회조기감지시스템은 선박 상호간의 충돌사고 예방에 큰 도움이 될 것으로 예상하고 있으며, VTS 관제에 있어서는 선박들의 조타 상황을 파악하여 선박의 움직임을 조기에 파악하여 관제가 가능하다. 또한, 해양안전심판원에서는 AIS를 통하여 조타정보가 저장된 해양안전종합정보시스템(GICOMS)를 통한 사고분석이 가능할 것으로 판단된다. 추후 선회조기감지시스템을 적용한 간이형 시뮬레이터를 개발하여 도선사 및 항해사를 대상으로 적용 평가하여 해당 시스템의 활용가능성, 신뢰성 등을 검증하고자 한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.295-310
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• 2014

발전소 주제어시스템(DCS, Distributed Control System)은 원격지의 설비를 계통현황에 따라 실시간 조작, 감시 및 운전 효율성을 향상시키기 위해 튜닝을 하도록 구현된 자동화 시스템이다. DCS는 IT 기술의 발전과 함께 점차 지능화, 개방화되고 있다. 많은 전력회사들이 DCS에 설비 관리용 패키지 시스템을 접목하여 예측진단을 통한 유지 보수 및 Risk Management를 실현시키기 위한 투자를 확대하고 있다. 하지만, 최근 해외사례에서 보듯이 원전 전력망 등 국가 주요기반 시설인 산업 제어시스템(ICS)을 마비시키고 파괴할 목적으로 개발된 최초의 사이버 전쟁무기인 스턱스넷이 출현하는 등, 폐쇄형 시스템으로 구성된 발전소 주제어시스템도 점차 외부 공격으로부터 위협의 대상이 되고 있음을 알 수 있다. 높은 수준의 가용성(낮은 고장빈도와 신속한 복구)과 운영 신뢰성의 이유로 10년 이상 장기 사용이 요구되는 발전소 주제어시스템의 경우 전적으로 해외 기술에 의존하고 있고 패치 업데이트 등 주기적 보안관리가 이뤄지지 못해 잠재된 취약점이 노출될 경우 심각한 우려가 예상된다. 본 논문에서는 국내 발전회사에서 사용 중인 Ovation 1.5 버전의 간이 시뮬레이터 환경에서 범용 취약점 분석툴인 NESSUS를 활용하여 인가된 내 외부 사용자의 악의적 행위(모의해킹)를 수행하였다. 이를 통해 취약점 탐지 및 발전소 제어시스템 내 사이버 침해사고 발생 시 효과적으로 대응 할 수 있는 취약점 분석 및 로그분석 방안을 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.910-917
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• 2018

본 논문은 무인차량 원격 제어 시 실재감과 안전성을 향상시키기 위한 기술 개발 내용을 설명한 것이다. 일반적으로 무인차량 원격 운용 장치의 경우 조이스틱 형태의 장치나 간이 조향 휠로 구성하는 것이 대부분이다. 또한 차량 또는 장비를 직접 운전하는 감성을 구현하거나 현재 주행 상황을 운용 장치로 피드백하지 않기 때문에 사용자 입장에서는 이질감을 느낄수밖에 없었다. 최근 무인화 연구가 활발해짐에 따라, 이질감과 함께 현재의 주행 상황을 운전자에게 피드백하지 않아 발생하는 위험까지 제기되었고, 이러한 문제점을 제거하기 위한 힘반향 햅틱제어 기술의 필요성이 대두되었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 무인차량 운용 장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 차량의 주행 상태를 고려한 힘반향 햅틱제어 기술을 제시하였다. 고려되어진 차량 주행 상태는 첫째로 차체 옆미끄럼각(${\beta}$)과 요레이트(${\gamma}$)와 같이 상태변수와 차량 동적 거동을 나타내는 파라미터를 포함하며, 위험 구역 접근, 장애물에 의한 조향 제한 등을 나타낼 수 있는 파라미터를 포함한다. 또한 햅틱제어 기술은 크게 일반 주행 상황, 위험 구역 접근 상황, 장애물에 의한 조향 제한 상황, 제어권 전환 상황 별 알고리즘으로 구성되며, 각 상황 별 천이 과정이 자연스럽도록 알고리즘을 구성하였다. 이러한 알고리즘을 검증하기 위하여 차량동역학 해석 시뮬레이션 툴을 활용, CAN 통신으로 구성된 시뮬레이터 환경을 구축하였으며, 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가해봄으로써 실현 가능성 및 성능을 입증하였다.