• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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• pp.222-224
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• 2023

자율운항선박의 해상 운용은 인간의 개입 최소화 등 새로운 운용 방식의 적용과 첨단 디지털기술의 적용으로 기존 선박의 운용과 다른 형태의 다양한 새로운 위험요소들이 발생할 것으로 예상되며, 이러한 위험을 분석하기 위한 적절한 위험도평가 방법론의 적용이 요구될 것이다. 본 연구는 기존 선박과 달리 인간의 개입이 최소화된 상태로 운용되는 자율운항선박의 화재 사고 위험도를 실시간으로 분석하기 위한 실시간 위험도 모델의 개발을 목적으로 수행되었다. 자율운항선박 화재 위험도 모델 개발을 위하여, 먼저 자율운항선박의 화재 감지 및 제어, 비상대응 기능들을 분석하고, 기능분석 결과를 바탕으로 화재 감지 및 제어 시스템들에 대한 Fault Tree Analysis를 수행하였다. 자율운항선박의 화재 시나리오 표현을 위하여 기관구역 화재와 화물구역 화재로 분류하여 Event Tree Analysis를 수행하였다. 또한, 자율운항선박 운용 외부 조건에 따라 변화하는 변수들을 식별하여 각 변수들의 변화로 인하여 발생할 수 있는 자율운항선박 화재 위험도 변화량을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.385-387
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• 2022

근래에 들어, ICT (Information and Communication Technologies) 기술을 비롯한 첨단 디지털 기술의 발전으로, 선박/해양 산업에서 운용되는 시스템들은 더욱 복잡하고 다양해지는 경향을 보이고 있으며, 첨단 시스템 운용의 증가는 기존에 경험하지 못한 새로운 위험에 대한 불안과 함께 더욱 체계적인 방식으로 이러한 위험을 분석 및 제어할 수 있도록 하기 위한 발전된 위험도평가 방법론 적용의 필요성을 야기하고 있다. 이 논문에서는 첨단 디지털 기술이 적용되는 자율운항선박에 대한 위험도평가 절차 및 방법론과 정성적 위험도평가(Qualitative Risk Assessment) 적용 사례를 소개하고자 한다. 자율운항선박의 정성적 위험도평가를 위하여 자율운항 시스템들이 탑재된 자율화 등급 3 수준의 가상 자율운항선박을 선정하고, 기존 유인선박의 운용에 필요한 다양한 기능들과 자율운항선박 운용에 필요한 기능들을 식별하여 비교분석 하였다. 또한, 자율운항선박의 운용에 필요한 다양한 기능들의 실패로 인하여 발생 가능한 위험시나리오들을 식별하고, 식별된 위험시나리오를 바탕으로 자율운항선박의 운용 안전성 향상을 위하여 추가 고려되어야 할 안전조치들을 식별하였다. 본 연구 결과는, 이후 연구 수행 계획인 자율운항선박에 대한 정량적 위험도평가 (Quantitative Risk Assessment) 방법론 개발을 위한 자료로 활용될 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.193-194
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• 2022

자율운항선박은 제4차 산업혁명 시대의 핵심기술인 사물인터넷과 빅데이터, 인공지능 등이 집약된 미래 고부가가치 선박으로 주목받고 있는 반면, 실제 선박 운항 중 많은 위험요소들로 선박 안전상의 우려가 제기되고 있다. 해양교통에 있어 안전규제는 해사안전 증진 및 해양사고 위험성을 최소화하기 위한 중요요소라고 할 수 있으며, 자율운항선박 시대에서도 동일하게 작용할 것으로 보인다. 이에 자율운항선박 시대 준비를 위한 안전규제의 재정립은 선박의 안전운항을 위한 안전관리체계 정비를 위한 핵심사항이라고 할 수 있으며. 최근 국내·외에서 논의되고 있는 자율운항선박 운항을 위한 규제 개발 역시 중요한 의미를 가진다. 본 논문에서는 자율운항선박 운용을 위한 안전규제체계 개선을 위해 실제 상용화를 앞둔 자율주행자동차 안전위험 이슈 분석 사례를 기반으로 자율운항선박 운용에 따른 안전위험 이슈를 도출했다. 이러한 결과는 자율운항선박의 운용을 위한 규제 개발 논의 시점에서 향후 자율운항선박의 상용화 및 안전규제체계 마련을 위한 기초자료로 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.101-103
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• 2022

자율운항선박은 센서, IoT, 빅데이터, AI, 플랫폼 등 고도의 ICT 요소 기술이 필요한 미래 유망 산업 분야이다. 특히 선박 내부장치로 부터 수집된 정보와 선박 주변의 해상 데이터가 증가될수록 선박 대 선박 및 선박 대 육상 간 정보 교환 체계인 해상통신망의 중요성은 커질수 밖에 없다. 해양수산부는 2020년 세계 최초로 대한민국 연안으로부터 최대 100km 까지 해역을 LTE(Long Term Evolution) 통신체계로 구축한 바 있다. 본 논문은 초고속 해상무선통신망(LTE-Maritime)이 자율운항선박의 주요 통신 기술로써 활용되기 위해 우선적으로 고려할 사항을 타 해상 무선통신 기술과의 연계, 업링크 및 항내 통신품질의 향상 관점으로 살펴보고자 한다. 이를 위해 LTE-M. 망의 무선설비 다각화 사업으로 추진중인 해양 드론용 송수신기의 실해역 성능 시험을 통해, 선박과 육상 간 정보 교환에 있어 상호운용성 시험의 중요성을 재고해 보고, 해상 무선통신 체계의 신뢰성 및 호환성을 확보하기 위한 무선품질지표, 상호운용성 시험 방법 등을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.05a
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• pp.259-261
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• 2018

VTS 관제에서 시스템적 환경은 선박의 트래픽 이동 및 주변 상황 표현이 정확해야 하며, 이를 위하여 항상 최신의 전자해도를 유지하여야 한다. 따라서 VTS 환경에서 운용 시스템을 포함한 여러 시스템에서 전자해도를 이용하고 있으며, 일부 오래된 전자해도를 그대로 사용하는 문제가 있어 왔으며, 업데이트 자체가 보안적 문제와 운용성을 고려하여 진행되어야 하므로 번거로운 문제이기도 하다. 즉, VTS 시스템에서는 선박을 표출하는 화면에서 모든 선박위치, 지형지물 등 기본적인 전자해도의 역할이 매우 중요하고 데이터를 상호 교환하고 관제하는 과정에서도 섹터별 운용, 선박과 관제 센터간 상호 동기화, 최신화가 요구되어 왔다. 따라서, 본 논문에서는 VTS 국산화연구에 따른 상용화를 위하여, 관제환경의 편의성을 개선하기 위한 전자해도 업데이트 프로토콜을 설계하고, 다중의 운용시스템 환경과 사용자의 관제 환경의 업데이트를 통한 동기화를 검토하였으며, 향후 e-Navigation으로 진화시에 16개 MSP중 하나인 소형선박 등 다중 단말환경에서 전자해도 보안 업데이트 프로토콜로 확장하는 방안으로 진행될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.179-181
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• 2022

해양산업 전반에 디지털라이제이션이 도입됨에 따라 새로운 기술이 선박, 항만에 가빠르게 적용되고 있다. 국제해사기구 IMO 에서도 새로운 기술변화에 빠르게 대응하기 위해서 2017년부터 규정검토작업을 착수 하였으며 최근 MSC105차 회의에서 자율운항선박 협약개발을 위한 로드맵(안)이 승인 되었다. 우리나라를 비롯해서 다수의 국가에서 자율운항선박 테스트를 위해 시험구역을 설정하고 있지만 실질적인 시험을 위해서는 현재 운영되고 있는 선박과 안전하게 운용될 수 있는지에 대한 실증시험이 필요로 하다. 하지만 우리나라 해사관련 법은 IMO 협약을 수용하는 체계를 가지고 있어 국제협약의 개정 없이 자율운항선박이 기존 선박과 함께 운용되는 것은 쉽지 않다. IMO 에서도 구체적인 협약의 구성이 완료됨이 예상되기 때문에 우리나라도 해사 관련법 검토를 통해 주요 이슈에 대해 분석하고 향후 개정방안에 대한 논의가 요구된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.129-131
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• 2022

자율운항선박의 도입으로 최첨단의 미래선박을 운항하기 위한 전문인력 양성 및 교육훈련이 반드시 필요하다. 국제해사기구에서도 규정검토작업을 마치고 자율운항선박 운용을 위한 법제도를 준비하고 있으나 아직 교육훈련 관련 논의는 시작되지 않았다. 자율운항선박의 출현으로 원격운항자 또는 자율운항시스템 운용 인력이 새롭게 등장할 것이나 이들의 새로운 역할에 대한 교육훈련이 반드시 필요하다고 할 것이다. 이에 이 논문에서는 자율운항선박 운항 인력을 위한 교육훈련의 해외사례를 살펴보고, 시사점을 제시하고자 한다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.48 no.3
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• pp.214-220
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• 2024

Remote control is used for operating maritime autonomous surface ships. The operator controls the ship using control data generated by the remote control system. To ensure successful remote control, three principles must be followed: safety, reliability, and availability. To achieve this, the suitability of both the control data and operators for remote control must be established. Currently, there are no international regulations in place for evaluating remote control suitability through experiments on actual ships. Conducting such experiments is dangerous, costly, and time-consuming. The goal of this study is to develop a suitability evaluation method using the output values of control devices used in actual ship operation. The proposed method involves evaluating the suitability of data by analyzing the output values and evaluating the suitability of operators by examining their tracking of these output values. The experiment was conducted using a shore-based remote control system to operate the training ship 'Hannara' of Korea National Maritime and Ocean University. The experiment involved an iterative process of obtaining the operator's tracking value for the output value of the ship's control devices and transmitting and receiving tracking data between the ship and the shore. The evaluation results showed that the transmission and reception performance of control data was suitable for remote operation. However, the operator's tracking performance revealed a need for further education and training. Therefore, the proposed evaluation method can be applied to assess the suitability and analyze both the control data and the operator's compliance with the three principles of remote control.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.184-185
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• 2022

국제해사기구(IMO)에서는 2017년 미래선박으로서 자율운항선박(MASS)의 개념을 채택한 바 있으며, 실해역 운항을 위한 국제법규 및 규정 검토를 진행하고 있다. 무인선은 악천후시 유인선이 수행하기 힘든 임무를 대체하거나 지원하기 위하여 원격 혹은 자율적으로 운용되는 일종의 소형 자율운항선박을 의미한다. 선박해양플랜트연구소에서는 2011년부터 해양수산부 연구개발사업을 통하여, 무인선 아라곤호 시리즈를 개발하였으며, 아라곤1호, 2호, 3호 등 총 3척을 운용하고 있다. 해당 선박은 길이 8미터, 배수량 약 3톤급의 활주선형으로 원격운항, 경로추종 및 충돌회피 등 자율운항 기능이 적용되어 있다. 한편, 무인선은 공중 드론과 달리 탑재중량이 크고, 항속시간이 길어 해상에서 감시,첩보, 정찰 등에 효용성이 높으며, 최근 한척보다는 여러 척을 운용하는 것이 효과적이어서 무인선 군집(USV Swarm)으로 해상임무를 수행하려는 연구가 다양하게 진행되고 있다. 선박해양플랜트연구소에서는 2019년부터, 기존의 아라곤호 시리즈 무인선들을 활용하여, 무인선 군집 자율운항 시스템 개발을 위한 "인공지능 기반 무인선 상황인식 및 자율운항 기술 개발" 과제를 진행하고 있다. 해상에서 불법선박이 출현시 이를 효과적으로 단속하기 위하여 추적 기동이 필요한데, 본 연구에서는 무인선 3척을 활용하여 불법선박을 추적하는 해상 감시 실해역 시험을 수행하였다. 본 논문에서는 무인선 군집 자율운항 시스템에 대하여 소개하고, 무인선 군집을 활용한 불법선 추적에 관한 실해역 시험결과에 대해 소개한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.263-264
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• 2022

전 세계적으로 자율운항선박 관련 연구가 활발히 수행되고 있으며, 자율운항선박 관련 개발 기술에 대한 시험평가 기술의 개발도 그 필요성이 부각되고 있다. 이와 같은 자율운항선박 관련 개발 기술에 대한 시험평가와 관련하여 현재 다부처사업으로 진행 중인 자율운항선박 기술개발사업에서는 자율운항선박에 탑재되는 장비 또는 알고리즘의 성능을 검증하기 위한 플랫폼으로 시뮬레이션 기반 테스트베드(Simulation-based testbed for autonomous ship, S-TAS)를 개발하고 있다. 본 연구에서는 시뮬레이션 기반 테스트베드의 활용을 위하여 자율운항시스템 구성요소 중 안전운항시스템과 경제운항시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 기반 시나리오 운용기능을 설계하였으며, 향후 개발되는 자율운항시스템을 위한 시나리오 운용 기술의 개발 및 연구를 수행할 예정이다.