• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2004.04a
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• pp.129-134
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• 2004

Author presented some study with a title of "automatic control for ship collision avoidance system" in previous papers. The paper reported the tread of the study, un-sloved issues and outcome of the study. In this paper, some additional results will be reported. The first is the algorithm of avoidance of group ship that is one of the un-sloved issues. The algorithm is useful when a ship takes an avoiding action toward group fish boats and approaching group merchant vessel. The second is unified model for calculating ship collision risk. The collision risk changes with various meet type of ships. Therefor newly-developed model is suggested to take into account of these situations. Finally simulation is carried out to verify suggested algorithm and model in various ship encounter situations..

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2012.06a
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• pp.477-479
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• 2012

최근 선박의 사고가 증가하고 해양 환경오염 문제가 대두되면서 운항 중인 선박을 대상으로 하는 다양한 안전운항 솔루션에 대한 필요성이 요구되고 있다. 안전운항 솔루션은 일반적으로 육상과 선박을 연결하는 광대역 무선 데이터 통신기술, 해상 데이터를 처리할 수 있는 메타데이터 기술, 안전운항을 지원하는 서비스의 요소 기술로 구성된다. 본 논문에서는 광대역 애드혹 통신망을 기반으로 하는 선박의 안전 입출항 지원 서비스의 항목을 정의하고, 이를 구현하기 위한 서버 및 클라이언트 시스템에 대하여 기술한다. 본 연구의 안전 입출항 지원 서비스는 교통정보, 환경정보, 충돌회피지원정보로 구성되며, 선박에 탑재된 클라이언트에서 육상에 설치된 서버 시스템으로 서비스를 요청하고 정보를 제공 받도록 설계하였다. 이렇게 설계된 시스템은 테스트 플랫폼을 통해 서비스의 구현 가능성을 검토하며, 실해역(여수항)에서의 시험을 통해 그 실효성을 검증할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.297-298
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• 2022

본 연구는 울산항 인근 정박지 내 선박의 운항 패턴을 파악하고, 관련 법규 및 준수 실태를 대조하여 자율운항선박의 실제 운항 시에 부차적인 운항 수칙을 수립하는 데 목적을 두고 있다. 일반적으로 항행하는 선박의 해양사고 중 높은 비중을 차지하는 조우 상황에서의 운항 규칙과 관련된 법률이 정박지 내에도 적용되고 있다. 이러한 관점에서 관련 법규들을 토대로, 실제 정박지에서 항행하는 선박들의 운항 패턴들을 관측하였으며, 대부분 정박지 내에서 출항하는 선박들은 항로의 우측에 근접하여 운항하는 양상을 보이며 우측 항행을 준수하고 있음을 확인하였다. 또한, 정박지 및 항내에서 충돌과 같은 예치기 못한 사고가 발생하는 대표적인 운항 패턴들은 정면 조우 상황, 방파제 내 출항 선박 회피, 우측 항행 등으로 분류되며, 정면 조우 상황과 방파제 출항 선박 회피의 경우에는 관련 법규를 준수하며 항행하는 것을 확인하였으나, 우측 항행 상황에서는 조우 상황에 따라 부득이하게 이행할 수 없는 경우가 발생함을 확인하였다. 본 기초 연구를 통하여 정박지 및 항내에서의 항행하는 선박의 운항 패턴을 자율운항선박에 적용 가능성을 타진하고, 항해 지원이 가능한 운항 수칙을 새로 정립하는 데 활용하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.81-83
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• 2023

자율운항선박은 선원의 항해 조작 없이 선박 스스로 운항하는 선박을 의미한다. 자율운항선박의 운항 시 충돌 및 사고 위험도가 큰 지역은 운항 중 선박을 많이 조우하게 되는 항 내 및 연안 지역이다. 실제로 충돌사고의 85% 이상이 항 내 및 연안 지역에서 발생한다. 따라서 자율운항선의 운항 안전성 확보를 위해 항 내 및 연안 지역에서의 운항 안전성을 검토하는 것은 미래 자율운항선 항 내 운용 체계에서 중요한 역할을 하게 된다. 대양에서는 선박 자체의 운항성능이 중요하지만, 항구 입출항 시에는 타선 및 터미널등과의 상호작용이 자율운항선의 입출항 안전성과 직결된다. 따라서 본 연구에서는 자율운항선이 항구 근처에 접근하여 입출항을 위해 대기하고 있는 경우에 입출항 결정을 내릴 수 있는 결정 알고리즘을 위한 해상혼잡도를 예측하는 알고리즘을 개발하는 과정을 소개한다. 혼잡 예측 알고리즘 개발을 위해 선박의 AIS통항데이터를 분석하여 주요 항로를 구분하고 주요 항로의 이용 빈도 및 운항 시점의 선박 집중도 및 충돌위험 상황을 파라미터로 하여 현재 시점부터 2주후 미래까지의 항로 혼잡도를 예측하고, 정확도를 제시한다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.25 no.6
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• pp.642-648
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• 2019

Vessels sail according to the COLREG to prevent a collision. However, it is difficult to apply COLREG under special situation as heavy traffic, at this time personal skills of the operator are required. In this case, traffic control is required through the maritime traffic monitoring system. Therefore, maritime traffic management is globally implemented by VTS. In this system, VTS of icer uses the VTS system to assess risks and recommends possible safety operation to vessels with radio systems. This study considers that the risk analysis method with AI (Artificial Intelligence) technology from the operator's aspect. In addition, the research explains the Maritime Traffic Safety Monitoring System, Including AR (Augmented Reality) technology to increase vessel control efficiency. This system is able to predict hazards and risk priorities, and it leads to sequential elimination of dangerous situations. Especially, the hazard situations can be analyzed from operator's perspective of each vessel instead of the VTS officer's aspect, which is more practical than the conventional method. Furthermore, the result of analysis enables to comprehend quantitative hazardous areas and support recommended routes to avoid a collision. As a result, I firmly believe that the system will support to prevent a collision in complex traffic waters. In particular, it could be adopted as a collision prevention system for Maritime Autonomous Surface Ship, which occupies a significant proportion in Maritime 4th industrial revolution.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.28 no.1
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• pp.9-16
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• 2004

The purpose of this study is to examine the algorithm of ship collision avoidance system and to improve its performance. The study on the algorithm of ship collision avoidance system have been carried out by many researchers. We can divide the study according to the adopted theory into two category such as 'collision risk calculation method' and 'risk area method'. It is not so difficult to find heir merit and demerit in the respective method. This study suggested newly modified model, which can overcome a limit in the two method. The suggested model is based on collision risk calculation method and suggests how to solve the threshold value problem, that is, one of the unsolved issues in collision risk calculation method. To solve that problem this study proposed new system under which the users can select appropriate threshold value according to environments such as traffic situations and weathers conditions. Simulation results of new model is schematized using 'risk area method'to examine the relationships between the two method. In addition, in case of 'collision risk method', when TCPA and DCPA are used to determine collision risk, a problem happens, that is, two ships become too close in their stem area, therefore, partial function of 'risk area method'is adopted to solve the problem in suggested model.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.29 no.5
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• pp.462-469
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• 2023

In this study, we propose a method for evaluating the risk of collision between ships to support determination on the risk of collision in a situation in which ships encounter each other and to prevent collision accidents. Because several uncertainties are involved in the navigation of a ship, must be considered when evaluating the risk of collision. We apply the Dempster-Shafer theory to manage this uncertainty and evaluate the collision risk of each target vessel in real time. The distance at the closest point approach (DCPA), time to the closest point approach (TCPA), distance from another vessel, relative bearing, and velocity ratio are used as evaluation factors for ship collision risk. The basic probability assignments (BPAs) calculated by membership functions for each evaluation factor are fused through the combination rule of the Dempster-Shafer theory. As a result of the experiment using automatic identification system (AIS) data collected in situations where ships actually encounter each other, the suitability of evaluation was verified. By evaluating the risk of collision in real time in encounter situations between ships, collision accidents caused by human errora can be prevented. This is expected to be used for vessel traffic service systems and collision avoidance systems for autonomous ships.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.23 no.9
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• pp.1038-1048
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• 2019

Recently, various systems have been developed to support ship navigation safety. In order to verify the usefulness of such a system, it is most ideal to try it on a real vessel, but there are many difficulties. As an alternative, usability verification methods applied with modelling and simulation (M&S) techniques are required such as FMSS, which is closest to reality, is very expansive to construct, and there needs the specialized operator. For this reason, this paper proposes a method to verify the navigation safety support system by modeling and simulation techniques based on the Discrete Event System Specification (DEVS) formalism. As a first step, we designed the navigation simulation architecture based on the SES/MB framework, and details on modelling ship core equipment and navigator agents based on the DEVS. Through this, we are able to implement the navigation simulation system for vessels, and evaluate the effectiveness of navigation safety support elements such as collision avoidance, etc. using developed scenarios.

• 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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.21 no.9
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• pp.1788-1795
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• 2017

In this paper, we proposed a service that provides CPA/TCPA information to ships, without ARPA/ATA devices to support decision making of the navigator for maritime safety based on various services at shore and off-shore. To verify the proposed service, we use SiNAS (scenario-based simulator for NAS) with CPA/TCPA information providing software to evaluate its usability, because executing the test in real ship has many limitations and difficulties. To do this, we specify two simulation scenarios for the required purpose, and we liaise twelve participants with various navigation experience to conduct the simulations. Also, we analyze the results of simulation using mission success or not, the minimum approaching distance with the target ship, the time of a recognition the target ship, the time of a first action for collision avoidance with the target ship, and so on. Then, we evaluate usability of the proposed service based on the three elements which are effectiveness, efficiency and satisfaction.