• 제목/요약/키워드: 선박운항시스템

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IVEF 서비스 구현을 위한 클라우드 기반 VTS 통합 플랫폼 개발 (Development of Cloud-based VTS Integration Platform for IVEF Service Implementation)

  • 유윤재;김대원;송재욱;이정진;이상길
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.893-901
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    • 2023
  • 국제항로표지협회(IALA)는 선박의 안전하고 효율적인 운항을 위해 2016년에 선박교통관제서비스(VTS) 운영을 위한 VTS 매뉴얼 권고지침을 제시하였으며, 한국해양경찰청(KCG)은 IALA VTS 매뉴얼 및 VTS 관제사의 교육훈련 지침에 근거하여 2022년까지 전국 항만 및 연안 수역에 총 19개의 VTS 센터를 설치·운영하고 있다. 또한, IALA는 효율적인 e-Navigation 시스템 서비스와 관제 당국의 안전하고 효율적인 VTS 서비스 지원을 위해 2011년에 VTS 간 데이터 교환 표준인 Inter-VTS Exchange Format(IVEF) 서비스권고안(V-145)을 제시했다. IVEF 서비스는 선박 정보교환을 위한 공통 프레임워크로 일곱 개의 기본 IVEF 서비스(BISs) 모델을 제시하고 있으며, VTS 서비스 제공자는 IVEF 표준을 이용하여 공동 운항구역에 대한 VTS 정보공유를 통해 보다 안전하고 효율적인 VTS 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 KCG에서 수행하고 있는 클라우드 기반 VTS 통합 플랫폼 및 개발 서비스를 BISs의 데이터 모델, 상호작용 모델, 인터페이스 모델에 근거하여 제시했다. 또한, IVEF 서비스 구현을 위한 클라우드 VTS 통합 플랫폼 테스트 베드를 구축하고, IVEF 서비스의 주요 기능을 구현한 결과를 보였다.

Nomoto모델을 이용한 선박의 선형 모델 분석 및 퍼지제어기 설계 (The linear model analysis and Fuzzy controller design of the ship using the Nomoto model)

  • 임대영;김영철;정길도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.821-828
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    • 2011
  • 본 논문은 자동항로 추적(Track keeping control), 자동조타(Automatic steering), 자동 접이안(Automatic mooring control) 등으로 구성된 자동운항 시스템 중 자동조타장치의 성능 개선 알고리즘 개발에 대해 다루고 있다. 자동조타는 풍력 또는 조력 등의 영향으로부터 선박의 설정 항로와 실제 침로와의 차이를 계산하여 설정된 항로를 유지하며 항해하므로, 조타에 소요되는 선원의 지속적인 항해로 인한 운전 부담을 경감시키고 불필요한 타조작에 의한 항로 이탈을 줄임으로써 항해거리 단축과 연료비용을 절약할 수 있는 시스템이다. 선박의 모델링을 위하여 Nomoto 모델에 근거하여 전달함수를 구하고, 조종성능(Manoeuvirng) 편리성을 고려하여 타각 입력에 대한 선수각 응답으로 표시된 선박의 4자유도만을 고려한 선형 모델을 제안하고 선박 자동조타장치의 최대각과 타각율을 고려하여 Fuzzy제어기를 설계 하였고 PID제어기로 성능을 비교 분석하였다.

선박용 로터세일 주위의 난류 유동특성에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis Study on the Turbulent Flow Characteristics around the Rotor Sail for Vessels)

  • 김정은;조대환;이창용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.648-656
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    • 2022
  • 국제해사기구(IMO)의 온실가스(GHG) 감축 전략과 같은 환경규제를 강화함에 따라 친환경 선박 및 대체 연료 등 기술 개발이 확대되고 있다. 그의 일환으로 해운사와 조선사를 중심으로 에너지 저감과 풍력 추진 기술을 활용한 선박 추진 기술이 대두되고 있다. 풍력 추진 기술의 확보와 실증 연구를 조선 및 해운 분야에 도입함으로써 친환경 기술을 활용한 고부가가치 시장을 창출할 수 있으며, 운항선박의 연료 소비율을 줄임으로써 연비를 약 6~8 % 정도 향상시켜 GHG의 감축을 기대할 수 있다. 로터 세일(Rotor Sail, RS) 기술은 원형 실린더가 일정한 속도로 회전하여 유체를 통과할 때 실린더의 수직 방향으로 유체역학적 힘을 발생시키는 기술이다. 이를 마그누스 효과(Magnus Effect)라고 하며, 본 연구에서는 선박에 설치된 풍력보조추진 시스템인 RS 주위의 난류 유동특성에 관한 수치해석적 연구를 통하여 추진효율을 높일 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 그래서 RS의 공기 역학적 힘에 영향을 미치는 매개변수로써 속도비(Spin Ratio, SR)와 종횡비(Aspect Ratio, AR) 변화에 따른 양력계수(CL)와 항력계수(CD)를 도출하였고, RS 끝단 플레이트(End Plate, EP) 적용에 따른 RS 주변 유동특성을 비교하였다.

USN을 활용한 해양 센서 데이터 집합 방안 (The Method of Data Integration based on Maritime Sensors using USN)

  • 홍성화;고재필;곽재민
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.306-311
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    • 2017
  • 미래 유비쿼터스 네트워크에서는 정보를 필드의 다양한 센서로부터 데이터를 모집한다. 센서 노드들은 매우 작고 제한된 전력을 가지고 있으나, 센서의 생존시간을 늘이기 위해 보다 에너지 효율적인 것이 필요하다. 본 연구에서는, 센서 네트워크에서 획득한 데이터나 정보의 전송과 더불어 저전력으로 동작할 수 있는 효과적인 네트워크 라우팅 방안을 제안하고, 가장 연결성이 좋은 센서의 숫자를 확인하여, 센서의 적절한 배치에 도움을 주고자 한다. 본 연구의 이러한 목적은 다양한 해양 정보를 가지고 있는 센서 정보를 취합하기 위한 라우팅 알고리즘 제안과 여러 환경 정보를 가진 여러 센서들을 집적시킨 센서 미들웨어 기법을 개발이다. 또한, 추후 보다 안전한 선박 운항을 위하여, 선박 내 접근하기 힘든 부분을 다양한 전자 장비를 활용하여 센서 네트워크를 구성한 후, 수집된 정보를 선박 통신 표준인 NMEA(the national marine electronics association)를 활용하여 통신 시스템을 구축하고자 본 방안을 제안하였다.

가상 자유 항주를 이용한 KCS 선형의 정수 중 선회 및 변침 성능 해석 (Numerical Analysis on Turning and Yaw Checking Abilities of KCS in Calm Water a Based on Free-Running Simulations)

  • 양경규;김유철;김광수;연성모
    • 대한조선학회논문집
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    • 제59권1호
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    • pp.1-8
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    • 2022
  • To understand physical phenomena of ship maneuvering deeply, a numerical study based on computational fluid dynamics is required. A computational method that can simulate the interaction between the ship hull, propeller, and rudder will provide informative local flows during ship maneuvering tests. The analysis of local flows can be applied to improve a physical model of ship maneuvering that has been widely used in maneuvering simulations. In this study, the numerical program named as WAVIS that has been developed for ship resistance and propulsion problems is extended to simulate ship maneuvering by free-running tests. The six degree-of-freedom of ship motion is implemented based on Euler angles and the overset technique is applied to treat the moving grid of ship hull and rudder. The propulsion force due to a propeller is calculated by a panel method that is based on the lifting-surface theory. The newly extended code is applied to simulate turning and zig-zag tests of KCS and the comparison with the available experimental data has been made.

수소연료전지선박의 탱크 내 누출시나리오에 따른 영향분석 (The Impact Analysis of the Leakage Scenario in the Tank of Hydrogen Fuel Cell Vessel)

  • 임상진;이윤호
    • 한국가스학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.13-22
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    • 2023
  • 현재 통용되고 있는 화석연료로부터 발생되는 환경오염에 대한 대안으로써 대기오염이 발생하지 않는 수소를 사용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 최근까지도 수소 누출에 의한 화재 및 폭발사고가 발생함에 따라 특수한 환경인 선박에서 수소를 상용화하기 위해 안전에 관한 연구가 더욱 필요하다. 따라서 본 연구에서는 수소저장탱크가 설비된 수소연료전지 추진선박이 울산 장생포항을 운항하던 중 누출사고가 발생할 경우의 계절별 대안 시나리오와 최악의 시나리오를 가정하였다. 또한, 환경변수를 고려하기 위하여 기상청 2021년도 연평균 기상자료와 통계청 지리정보 자료를 토대로 ALOHA와 프로빗 분석을 통해 피해 영향 범위를 도출하였다. 복사열이 대안 시나리오와 최악의 시나리오 모두에서 과압과 화염의 피해 영향범위 보다 넓은 피해범위가 나타났고 프로빗 분석 결과 가정한 모든 구역에서 99%의 사망률을 확인하였다.

화물관리인과 임시승선자 (Supercargo and Temporary Passengers)

  • 최석윤;홍성화;하창우
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.225-227
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    • 2018
  • 이 논문은 선박안전법시행규칙 제5조 제9호에 규정된 임시승선자의 연혁과 현황을 살펴보고, 외국의 입법례를 참고하여 개선방안을 제시하였다. 2015년 해양수산부장관은 농산물 수산물 가축 운송차량 등의 운전자를 임시승선자로 규정한 선박안전법시행규칙 제5조 제9호는 여객선에만 적용되고 화물선에는 적용되지 않는다는 유권해석을 내렸다. 이러한 유권해석은 전통적 해석방법론 뿐만 아니라 오늘날 일반적으로 통용되는 해석방법론에도 부합하지 않기 때문에 근거가 부족하고 설득력이 없어 보이며, 이 방법론에 따르면 선박안전법시행규칙 제5조 제9호는 여객선뿐만 아니라 화물선에도 적용될 수 있다. 또한, 로로화물선의 경우 선원과 동승하여 생활하는 선원의 가족이나 선박소유자 등은 임시승선자로 인정하더라도 승선인원의 안전과 선박의 안전운항에 문제가 없다고 하면서도, 화물관리인은 임시승선사로 인정하지 않는 것은 형평성에도 어긋날 뿐만 아니라 논리적 모순이 있다. 따라서 불필요한 논쟁과 송사를 피하기 위해서는 법률개정을 통한 입법론으로 개선방안을 마련하는 것이 바람직하며, 우리나라에서 운송되는 화물의 특수성이나 선박 운항의 특수성과 물류시스템의 현황을 반영하고, 자의적인 해석이 아니라 일반인의 상식적 판단에 따른 객관적 기준을 제시하기 위해서는 선박안전법시행규칙 제5조 제9호는 "화물의 특성상 특별한 관리가 필요한 농산물 수산물 운송차량, 가축 운송차량 및 폭발성 인화성 물질 운송차량의 화물관리인(운전자는 화물관리인을 겸할 수 있다)"으로 개정하여야 한다.

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가스추진 LNG 운반선의 가스 압축기실에 설치된 가스검출장치의 최적 배치에 관한 연구 (Optimal Gas Detection System in Cargo Compressor Room of Gas Fueled LNG Carrier)

  • 이상원;소예덕;이승훈;이진욱;정은석;강호근
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.617-626
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    • 2019
  • 본 연구는 가스추진 174K급 LNG 운반선의 가스 압축기실에서 발생하는 가스누출 모사를 통해 가스탐지기의 최적 위치를 분석하였으며, 새로 개정된 IGC 코드에 명시된 안전규정을 만족하는 합리적인 방법도 함께 제안하였다. 가스압축기실에서의 LNG 가스누출 수치해석을 위해, 실제 ME-GI 엔진이 장착된 174K급 LNG 운반선의 압축기실 형상과 장비, 배관의 배치와 같은 치수로 3D 설계되었다. 가스누설에 대한 시나리오는 305 bar의 높은 압력과 1 bar의 낮은 압력을 적용하여 진행하였다. 고압용 핀홀의 크기는 4.5, 5.0, 5.6 mm이고 저압용은 100, 140 mm이다. 해석 결과, 5.6 mm 핀홀(고압)과 100, 140 mm 핀홀(저압) 상태의 누출에 대한 환기평가에서 가연성 가스농도는 심각한 위험이 없음을 확인하였다. 그러나 개정된 IGC 코드에 따라 설치된 압축기실의 가스 감지 센서의 실제 위치는 다른 지점으로 이동해야 하고, 측정 지점이 현 규정에서 요구하는 것보다 더 추가되어야 함을 확인하였다.

SD법을 이용한 해양사고 예방의 정책대안 분석 (A Study on the Alternative Plan for Prevention of Marine Accident using System Dynamic)

  • 금종수;장운재
    • 해양환경안전학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.17-22
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    • 2004
  • 해양사고는 맡은 원인이 서로 복잡하게 상호작용을 하여 발생하고 있다. 이러한 해양사고의 분석은 선박의 안전 운항상의 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 시스템다이내믹스법을 이용하여 해양사고 원인과 개선책에 대한 모델을 구축하고, 요소의 개선에 대한 효과를 분석하고자 한다. 본 연구의 수행을 위해 해양사고 원인과 개선책의 요소를 브레인스토밍법에 의해 추출하고, 인과지도상의 정량적, 정성적, 피드백루프로 변환하였다. 그리고 표준모델과 4가지 정책모델에 대해 23년간(1997-2020) 시뮬레이션을 수행하였다.

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선박운항 시뮬레이터 실험조건 축소화 연구 (Reduction of Simulation Number for Ship Handling Safety Assessment)

  • 권세혁;오현승
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.101-106
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    • 2012
  • Ship handling simulator is a virtual ship navigating system with three dimensional screen system and simulation programs. FTS simulation can produce theoretically infinite experiment tests without time constraint, but which results in collecting determinstic observations. RTS simulation can collect statistical observations but has disadvantage of spending at least 30 minutes for a single experiment. The previous studies suggested that the number of experiment conditions to be tested could be reduced to obtain random data with RTS simulation by focusing on highly difficult experiment condition for ship handling. It has the limitation of not estimating the distribution of ship handling difficulty for the route. In this paper, similarity and clustering analysis are suggested for reduction methodology of experiment conditions. Similarity of experiment conditions are measured as follows: euclidean distance of ship handling difficulty index and correlation matrix of distance differences from the designed route. Clustering analysis and multi-dimensional scaling are applied to classify experiment conditions with measured similarity into reducing the number of RTS simulation conditions. An empirical result on Dangin harbor is shown and discussed.