• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.1 no.1
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• pp.46-58
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• 1977

최근에 와서 급격한 선박의 대형화, 고속화 추세에 따르는 주기관의 소요마력 증가, 신속정확한 작동 및 성역화에 따른 기관의 자동화와 경제적 운항에 따른 정박시간의 단축 및 stop manouvering 등의 요인으로 선박용 주기관의 발전은 급진적인 양상을 띄고 있다.특히 주기관의 출력증대와 안전운항을 위한 정지, 후진성능 및 경제적 운항을 위한 자동화와 연료비 절감등의 기술적인 문제는 아직도 개선할 여지가 많은 것으로 전망되며 국내조선공업의 발달추세에 비추어 볼때 국내에서도 점차 이상과 같은 제기술문제의 해결을 위하여 관련 학계는 물론 관계기관에서는 지속적인 연구와 노력을 경주해야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2014.11a
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• pp.821-824
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• 2014

선박경제운항이란 예보된 기상정보를 활용하여 연료소모량을 최소화하도록 선박을 운항하는 것으로서 최근 다양한 방법론이 연구되고 있다. 성공적인 경제운항시스템을 구현하기 위해서는 기상을 고려하여 지리적 운항경로를 바꾸거나 적절하게 엔진 출력을 조절하는 방법이 필요하다. 그러나 항해 시각에 따라 연료소모량이 변하는 동적 비용 문제임을 고려할 때 지리적 운항 경로의 결정은 최적의 해를 찾기가 어렵다. 이에 이 논문에서는 매우 많은 지리적 후보 경로들 중에서 우수한 품질의 해를 효과적으로 탐색하기 위한 진화전략 기반 경로탐색 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법을 5개 노선에 대해 실험한 결과 최단거리 운항 방법에 비해 운항소요시간은 거의 차이가 없으면서도 연료소모량을 평균 1.41%, 최대 1.45% 개선시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2001.12a
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• pp.169-172
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• 2001

최근 들어 두드러지고 있는 선박 업계의 승조원 승선 기피현상에 따른 항해인력 부족현상을 해결하기 위해 선박의 자동화 및 지능화를 위한 연구가 활발히 전개되고 있다. 선박운항의 지능화를 이루기 위한 핵심적인 요소는 지능형 자율운항시스템이다. 지능형 자율운항시스템은 선박운항에 있어 항해 계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 적절히 제어하는 항해 전문가의 능력을 전산화 한 것이다 지능형 자율운항시스템은 실제 선박에 장착하여 성능을 검정되어야 하나, 시간과 경제적 측면의 현실적 문제로 인하여 시뮬레이터를 이용하여 테스트되는 추세이다. 년 연구에서는 지능형 자율운항시스템을 테스트하기 위한 선박조종시뮬레이터를 개발하였다. 선박조종시뮬레이터는 선박의 물리적 요소값 및 초기 상태에 대한 입력 값으로 초기화 한 후, 매 순간 자율운항 시스템의 출력 값인 조타 및 추진 제어치를 시간에 기초하여 입력 받는다 선박의 다음 상태는 선박 운동방정식을 모방하여 산출하고, 그 결과를 센서 값으로 변화하여 지능형 자율운항 시스템에 다시 제공한다. 본 연구의 선박조종시뮬레이터에서는 선박의 물리적 및 운항 특성을 모방하기 위해서 선박 운동방정식을 이용한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.36 no.4B
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• pp.412-421
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• 2011

An economic ship routing means to sail a ship with a goal of minimizing the fuel consumption by utilizing weather forecast information, and many such systems have been recently developed. Most of them assume that sailing is carried out with a constraint like a fixed output of engine-power or a fixed sailing speed. However, if the output of engine-power is controlled, it is possible to reduce the fuel consumption by sailing a ship under a relatively good weather condition. In this paper, we propose a novel economic ship routing system which can search optimal outputs of the engine-power for each part of a path by employing an evolutionary strategy. In addition, we develope an $A^*$ algorithm to find the shortest path and a method to enhance the degree of curve representation. These make the proposed system applicable to an arbitrary pair of departure and destination points. We compared our proposed system with another existing system not controlling output of the engine-power over 36 scenarios in total, and observed that the former reduced the estimated fuel consumption than the latter by 1.3% on average and the maximum 5.6% with little difference of estimated time of arrival.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.1 no.2
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• pp.79-86
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• 2012

An economic ship routing means to sail a ship with a goal of minimizing the fuel consumption by utilizing weather forecast information, and various such systems have been recently studied. For a successful economic ship routing system, an efficient algorithm is needed to search an optimal geographical path, and most of the previous systems were approaching to that problem through a minimal static-cost path search algorithm based on the Dijkstra algorithm. To apply that kind of search algorithm, the cost of every edge assigned with the estimated fuel consumption should be constant. However, that assumption is not practical at all considering that the actual fuel consumption is determined by the weather condition when the ship will pass the edge. To overcome such a limitation, we propose a new optimal ship routing system based on a minimal dynamic-cost path search algorithm by properly modifying the Dijkstra algorithm. In addition, we propose a method which efficiently reduces the search space by using the $A^*$ algorithm to decrease the running time. We compared our system with the shortest path-based sailing method over ten testing routes and observed that the former reduced the estimated fuel consumption than the latter by 2.36% on average and the maximum 4.82% with little difference of estimated time of arrival.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2012.06a
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• pp.390-391
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• 2012

동절기 혹한으로 인해 내륙 수로가 결빙될 경우 수로 운항이 상당 기간 불가능해짐에 따라 경제적 손실이 발생하게 된다. 연안 해운이 주로 발달한 우리나라의 경우 동절기 결빙에 따른 선박 운항 장애에 관한 사례가 많지 않지만, 내륙 수로 운항의 비중이 높고 혹한기가 긴 북유럽과 미국 북부지역에서는 수로 결빙의 메카니즘 및 대처 방안에 대한 연구가 많이 이루어져 왔다. 본 논문에서는 지금까지 밝혀진 주요한 수로 결빙 메카니즘 및 해결 방안에 대하여 소개하였다.

• Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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• v.34 no.2
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• pp.49-59
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• 2011

지속적으로 강화되고 있는 국제 환경규제로, 해운사들은 선박의 온실가스 배출량을 줄이기 위한 노력을 해야 하는 상황에 직면해 있다. 본 연구에서는 총 온실가스 배출량에 대한 제약이 있는 상황에서 복수개의 항로를 운영하는 해운사에서 일 평균 선박 운영비용의 총합을 최소화하는 항로별 최적 선박대수와 운항속도를 결정하는 문제를 다룬다. 이 문제를 풀기위해 라그랑지안 휴리스틱 알고리즘을 개발하고 라그랑지안 쌍대문제를 풀어 최적해에 대한 하한값을 구한다. 제시한 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 비용인자들의 값을 달리하면서 랜덤하게 테스트 문제들을 생성하였으며, 실험결과 제시한 알고리즘이 짧은 시간에 최적해에 매우 근접한 좋은 해를 찾음을 알 수 있었다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.39C no.9
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• pp.767-773
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• 2014

An economic ship routing means to sail a ship with a goal of minimizing the fuel consumption by utilizing weather forecast information, and there have been various systems which have been recently studied. For a successful economic ship routing system, it is needed to properly control an engine power or change a geographical path considering weather forecast. An optimal geographical path is difficult to be determined, though, because it is a minimal dynamic-cost path search problem where the actual fuel consumption is dynamically variable by the weather condition when the ship will pass the area. In this paper, we propose an geographical path-search algorithm based on evolutionary strategy to efficiently search a good quality solution out of tremendous candidate solutions. We tested our approach with the shortest path-based sailing method over seven testing routes and observed that the former reduced the estimated fuel consumption than the latter by 1.82% on average and the maximum 2.49% with little difference of estimated time of arrival. In particular, we observed that our method can find a path to avoid bad weather through a case analysis.

• Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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• 2002.05a
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• pp.106-111
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• 2002

해상운송에서 규모의 경제 이익을 달성하기 위해 선박의 크기가 대형화되고, 항만이 중심항만과 주변항만으로 양분화 되어감에 따라 컨테이너 터미널의 효율적 운영을 통한 경쟁력 확보가 중요시되고 있다. 컨테이너의 효율적인 적하는 선박의 효율과 양적하에 직접 관여하는 터미널 중심 장비인 켄트리 크레인의 효율을 극대화하도록 계획되어야 한다. 적하 문제는 선박의 크기와 각 터미널에서의 적하량에 종속되는 NP-hard 문제이다 본 연구에서는 컨테이너 적하 문제를 크게 두 개의 단계로 나누어 적하 계획을 수행한다. 무한한 경우의 수를 두 단계로 나눈 계획 시스템에 의해 크기를 줄인다. 첫 번째 단계는 컨테이너를 선박의 각 해치별로 배치하는 단계이고, 두 번째 단계는 각 해치별로 배정된 컨테이너를 특정 슬롯에 배치하는 것이다. 이렇게 분해된 문제의 각 단계에서 유전 알고리즘(Genetic Algorithm)을 사용하여 최적의 적하계획을 세운다. 그리고 정기 컨테이너선의 운항모형을 수립하고, 각 항구에서의 양·적하를 수행하여 구축된 시스템의 적합성을 시뮬레이션하여 평가한다

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.17 no.3
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• pp.235-243
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• 2011

Gyeongin Ara Waterway will be open on Oct., 2011, Which is the first inland artificial waterway constructed in Korea. There have been arguments about the environmental issues and economic effectiveness, however, it's now time to focus on the safety of navigation at the waterway to protect human life, property and environment. Therefore this paper aims at examining the establishment of the rule of safe navigation and management for the safe and effective management of the waterway and tries to draft the rules based on these examinations. The draft rule consists of 7 chapters, which are general rules, general rules on navigation, specific rules on navigation, general restrictions, emergency response, restrictions on navigation and penalties in consideration of the characteristic of Gyeongin Ara Waterway and regulations on navigation in major canals in the world.