• 한국항해항만학회지
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• 제45권6호
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• pp.284-297
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• 2021

본 연구에서는 선박의 운항 데이터를 기반으로 조종성능을 모사할 수 있는 단순 운동학 모델을 제안하였다. 수평면 3자유도 각 방향의 속도 성분을 1차 미분방정식의 해 형태의 단순모델로 두고, 계수에 대한 운항데이터 학습을 수행하였다. 실제 선박의 충분한 운항 데이터의 확보는 어렵거나 제한적이므로, 본 연구에서는 실 운항 데이터 대신 공개된 동역학 모델을 활용하여 임의의 제어입력에 대한 시뮬레이션 결과를 얻고, 이를 운항데이터 학습에 활용하였다. 제어입력인 프로펠러 회전수 및 타각을 임의로 부가하여 동역학 시뮬레이션을 수행하고 각 속도 성분 출력을 얻었다. 충분한 시간 동안 동역학 시뮬레이션의 제어 입력과 속도 출력을 학습하여 각 제어 입력에 대한 운동학 모델 내 계수인 시정수 3개, 수렴속도성분 3개의 분포를 도출하였다. 추가로 임의의 제어 입력에 의한 선회 시뮬레이션 결과들과 비교함으로써 단순 운동학 모델의 성능을 검증하였다. 도출된 시정수들의 분포에는 다소 분산이 있으며, 제어 입력 이외의 관련 변수를 더 추가하여 정확도를 높이는 추후 연구가 필요하다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.45-51
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• 2018

자율운항선박은 제4차 산업혁명을 맞이하여 조선해양분야에서 가장 주목을 받고 있는 기술이다. 특히, 자율운항선박기술은 해상에서의 안전성, 신뢰성, 효율성 및 친환경을 달성할 수 있는 핵심기술로서 간주되고 있다. 자율운항선박의 실현을 위해서는 선박이 자유적으로 운항할 수 있는 기술 뿐 아니라, 육상에서 원격으로 선박을 제어할 수 있는 기술도 중요하다. 본 논문에서는 육상에서 다양한 선박을 원격에서 관제할 수 있는 육상관제시스템에 대해서 다루고 있다. 본 논문에서는 원격관제를 위한 개방형 자율운항 시스템 구조로서 육상과 선박간 원격과제 및 원격 모니터링을 수행하기 위한 표준화된 원격관제 프로토콜과 선박 제어방안을 제안하고 있다. 또한, 본 논문에서는 모의선박을 통한 테스트베드 구축과 원격제어 기능에 대한 테스트를 통해 제안된 시스템의 적합성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.42-43
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• 2020

현재, 전 세계적으로 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)이 연구 개발되고 있다. 육상원격제어 시스템(Shore Remote Control System, SRCS)은, 비상 시 육상에서 원격으로 자격을 갖춘 원격제어사관(Remote Control Officer, RCO)이 MASS를 제어하기 위한 시스템이다. SRCS 개발을 위해서는 SRCS 운영 중에 발생 가능한 제어지연(control delay)에 대한 검토가 필요하다. 본 연구의 목적은 SRCS의 설계에 요구되는 제어지연 특성을 분석하고 정량화하기 위한 제어지연 모델을 구축하는데 있다. 먼저, SRCS의 제어지연 모델을 구축하고, 이를 통하여 제어지연의 특징을 분석하여 최적의 SRCS에 요구되는 다양한 제어특징을 검토하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.63-64
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• 2007

대양 항행하는 거의 모든 선박에서 항해사를 도와 선박의 회두각 유지 및 변침을 목적으로 사용되는 일반적인 오토파일럿 시스템용 대부분 PID형 제어기가 장착되어 있다. 오토파일럿 시스템의 제어상수는 운항 경제성 관점에서 선박의 추진 에너지 손실량(연료소비량)으로써 평가해야 한다. 본 논문에서는 선박 자동 조타 시스템의 정량적인 평가함수를 바탕으로 추진 에너지 손실량이 최소가 되도록 오토파일럿의 제어상수를 구하고자 한다. 이 때 제약조건, 즉 설계사양을 고려한 RCGA를 이용하여 제어상수를 탐색하고, 제안한 방법을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.493-497
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• 2010

선박의 실시간 좌표변환 구현하였고, DC Servo Motor의 Motion Control 알고리즘을 개발하였다. Servo Control 회로설계 및 PCB를 제작하였고, 이를 3-axis Gyro Sensor based Servo Motion Control 제어장치에 적용하여 시스템을 개발하였다. 또한 선박운동을 시뮬레이터하기 위해서 6자유도를 가진 선박용 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터에 장착된 카메라를 이용하여 선박운동을 추척하는 시험을 한 결과 원하는 오차내에서 추적결과를 보여주었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.32-44
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• 2015

일반적으로 선박의 운동은 이동운동과 회전운동의 결합으로 이루어진다. 특히 대형 크루즈 선박과 광케이블 포설용 선박, 다이버용 선박 등 특수 선박은 자동 접이안이나 설정된 경로 등을 따라 선수방향의 변화 없이 여러 방향으로 이동만 하는 운동을 재현할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 다 추력장치를 가진 선박을 대상으로 조이스틱 명령 기반의 이동운동제어를 실현할 수 있는 통합제어시스템의 구성방법을 제안하며, 이를 실현하기 위하여 필요한 속도명령 생성방법과 대응하는 운동변수 및 이들이 가져야 하는 기준 값 생성방법을 제안한다. 또한 정의된 운동변수의 기준 값을 추종하기 위한 다양한 알고리즘 구성에 대하여 논한다. 또한 통합제어시스템 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 이를 토대로 다양한 이동운동 명령에 대한 모의실험을 수행한 후, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제안된 방법의 유효성을 검증한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.17-20
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• 2013

본 연구는 외란하에서 선박 트랙 키핑에 대한 수치시뮬레이션 문제를 다루었다. 이용된 선박 모델은 새누리호 선박을 이용하여, 목포항 입구부터, 목표 부두까지 항로에서의 항로 추종를 자동제어 기법을 이용하여 시뮬레이션 수행하였다. 기존 과거 연구의 선박 트랙 키핑 문제는 주로 정속에서 수행되었으나, 본 연구에서 부두에 접안하기 전 단계까지를 감안하여, 선박 속도를 저하시키며, 접안 하기 직전 선박이 목표 지점에 도달하여 정지할 때까지의 트랙 키핑 문제를 다루었다. 사용 제어 기법은 PID기법, 외란으로 바람 영향을 고려한 트랙키핑 시뮬레이션을 수행하였고, 그 결과 접안 직전 지점까지 적정하게 속도를 저하시키며, 원하는 항로를 따라 자동 제어 됨을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1455-1463
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• 2017

세계경기가 저성장, 저소비, 높은 실업률, 고위험, 짧은 호황 긴 불황 등을 기록하고 있다. 이에 따라 해운경기가 하락하여 선박 유지비용의 절감이 불가피해지고 있다. 이를 위해 그린 선박, 에코 선박, 스마트 선박과 같은 선박의 에너지를 절감하기 위한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 친환경 선박에서 배터리를 사용하는 전력관리시스템은 중요한 연구분야 중 하나이다. 본 논문에서는 발전기만을 사용하는 일반적인 선박의 전력관리시스템의 중부하 제어를 분석하고 배터리 연계형 전력관리시스템에서 중부하를 제어하는 알고리즘을 연구하였다. 이를 위해 배터리 연계형 전력관리시스템의 구성을 제안하고 제안된 시스템을 기반으로 배터리 연계형 전력 시뮬레이터를 구성하였다. 구성된 시뮬레이터를 통해 배터리 연계형 전력관리시스템에서 중부하 제어에 따른 배터리의 동작을 정의하고 이를 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.745-748
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• 2001

디지털 선박은 자율운항 제어 시스템(Intelligent Navigation System), 선박자동식별 시스템(Automatic Identification System), 위성통신망 원격제어 시스템(Integrated Maritime Information Technology)을 기반의 One-man Bridge 시스템을 갖는 차세대 선박을 나타낸다 INS 시스템에서는 선박의 항해와 관련된 기능을 수행하며, 최적항로 계획, 좌초 및 충돌방지 기법, 경제적 운항, 엔진통합제어, 내항성 성능평가 등의 기능이 디지털 GIS(Geographic Information System) 기반의 환경에서 제공된다. AIS 시스템은 선박과 선박간 또는 선박과 관제소간에 선박의 항해 관련 정보를 주기적으로 전송하여 충돌 방지를 기능을 제공하며, IMIT 시스템은 선박내의 통합 플랫폼을 제공하여 선내 네트워크 통합 솔루션을 제공한다. 또한, IMIT 시스템은 위성통신(INMARSAT, OrbComm, 해양관측위성)을 통해 선박과 관제소와의 데이터 송수신을 지원하여, 관제소에서 선박의 항해 상태를 감시하고 선박에 해양 환경정보, 조선소에서의 선박관련 정보 등을 제공하는 기능을 갖는다. 본 논문에서는 디지털 선박의 전체적인 시스템 구현방안과 세부 시스템별 구현방안에 대해 소개하며, 디지털-lT 기반의 차세대 선박에 대한 방향을 제시하도록 한다.