• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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• pp.219-221
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• 2023

첨단 디지털기술이 적용된 자율운항선박과 같이 인간의 개입을 획기적으로 줄인 첨단 시스템의 운용은, 대상 시스템의 운용 중 시스템에 영향을 미치는 다양한 변수들의 변화를 실시간으로 검토하여 안전한 시스템 운용을 위한 의사결정을 지원할 수 있는 위험도평가 방법론의 적용이 요구된다. 본 논문은, 자율운항선박의 충돌 사고 위험도를 실시간으로 분석하기 위한 위험도 모델의 개발을 목적으로, 자율운항선박 충돌 사고 시나리오에 대한 위험도분석 작업 수행 내용과 실시간 충돌 위험도를 표현하기 위하여 검토한 간략한 위험도 모델 개념들을 제시하고 있다. 위험도 모델 개발을 위하여, 먼저 자율운항선박의 항해, 통신, 비상대응 기능들을 분석하고, 기능분석 결과를 바탕으로 충돌 사고 빈도 산출을 위한 Fault Tree Analysis와 충돌 사고로 인한 영향 산출을 위한 Event Tree Analysis를 수행하였다. 또한, Fault Tree와 Event Tree의 입력값 중 외부 조건에 따라 변화하는 변수들을 식별하였고, 각 변수들에 입력값은 자율운항선박의 운항 조건에서 발생할 수 있는 가상 데이터를 만들어 사용하였으며, 식별된 각 변수들의 변화로 인한 자율운항선박 충돌 위험도 변화량을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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• pp.196-198
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• 2023

본 연구는 '자율운항선박 기술개발' '사업의 Ship2Ship2Shore 데이터 교환 및 통신기술 개발 과제의 연구현황과 시사점을 소개한다. 2024년 자율운항선박 실증선에서 개발된 시제품을 탑재하여 실증 할 예정이며, 이를 위해 시제품 개발 현황과 연구과정에서 식별된 문제점 분석을 통해 미래형 자율운항선박 개발을 위한 시사점을 살펴본다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.76-76
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• 2023

최근 자율주행과 관련한 시장의 관심은 기존 자동차 자율주행에서 선박 자율운항으로 자연스럽게 이동하고 있다. 이에 인공지능 및 빅데이터 등과 같은 최근 기술을 선박 자율주행에 적용하는 자율운항선박(MASS: Maritime Autonomous Surface Ship) 개발이 활발히 진행되고 있으며, 레이더 및 카메라 등과 같은 센서 정보를 선박 자율운항에 적용하여 다양한 선박 운동 및 정보를 획득하는 연구 기술이 집중되고 있다. 이러한 경향에 따라 IMO(International Maritime Organization)과 같은 국제기구에서도 자율운항선박 표준화 본격 논의로 기술표준 선점 경쟁에 참여하고 있다. 이 중 연안 자율운항선박 개발은 IMO에서 주관하는 무인화 핵심기술로 여겨지고 있어, 기존 대양 항해 기술과 함께 연안 항해에 대한 기술 개발의 중요성이 높아지고 있다. 특히 항만 인근 해역에서는 다수의 선박이 입출항함으로 인해 해상에서의 안전과 물류의 효율화가 요구되기 때문에 고도화된 자율운항 기술개발이 필요하다. 하지만 자율운항선박에서의 상황인식 기술은 탑재된 센서의 제한된 시야각 및 기상조건에 따른 인식률이 떨어지는 문제가 생긴다. 이러한 기술적 한계를 극복하기 위해 육상에 설치된 레이더를 활용하여 선박을 탐지할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 고해상도 육상 레이더를 기반하여 얻어진 레이더 화면상의 물표 정보를 이용해 인공지능 기법에 활용하기 위한 라벨링 자동 생성 방법에 대해 소개한다. 얻어진 물표 정보에 인공지능 기법을 적용하여 선박 길이 정보를 추정하는 기술에 대해 소개한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.11a
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• pp.1078-1079
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• 2023

해양 분야에서의 정보기술 발전으로 선박 자율운항의 중요성이 증대되고 있다. 이에 선박 자율운항기술의 핵심인 경로 계획에는 그리드 기반 알고리즘이 주목을 받고 있다. 본 논문은 D* Lite 알고리즘을 선박자율운항에 적합하게 조정한 D* Opt 알고리즘을 소개하며, 기존 알고리즘과의 경로 비용 및 생성 시간을 비교 분석하여 성능을 확인한다. 이를 통해서 D* Opt 알고리즘이 선박 자율 운항경로 핵심기술로 응용 가능성과 기대효과를 제시한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.87-88
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• 2022

자율운항선박 (Maritime Autonomous Surface Ship, MASS) 관련 기술이 전 세계적으로 활발히 개발되고 있는 가운데, 우리나라에서도 여러 국가 연구개발 과제를 통한 기술개발이 진행 중 이다. 한편 우리나라 기술 기반의 표준화는 미흡한 수준이다. 국내 선도 기술에 대한 국제표준기구(ISO) 국제 표준 개발을 위하여 자율운항선박 기술 분야와 연계되어 개발되었거나 개발 중인 ISO 표준 분석을 진행하였고, 이를 기반으로 육상제어 기술에 대한 표준화 검토 결과를 제시할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.73-75
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• 2022

본 논문에서는 자율운항선박의 예측 가능한 운항 경로 상에 잠재된 비상상황을 인식하기 위하여 운항 해역의 항적 정보를 활용한 방안과 이를 기반으로 충돌 위험과 같은 비상위험을 식별하는 프레임워크를 설계하였다. 설계한 프레임워크는 크게 항적 특성 분석 모듈, 항로예측 모듈, 위험 식별 모듈로 구성된다. 항적 특성 분석 모듈에서는 자율운항선박의 운항 해역에 관한 선박들의 항적 정보를 활용하기 위하여, 대상 VTS 관제 영역 내에서 취합된 누적 선박자동식별장치(AIS) 데이터를 이용하여 선박의 항적 특성을 분석하여 데이터베이스(DB)를 생성하였다. 그리고 운항 경로 예측 모듈에서는 누적된 항적 정보와 자율운항선박의 현재 운항 정보를 기반으로 특정 시간 동안의 운항 경로를 예측하기 위한 학습 네트워크 모델을 구성하였다. 마지막으로, 위험 식별 모듈에서는 예측한 운항 경로 상에 최근접점과 최근접점 거리 정보를 이용하여 충돌 위험 가능성이 있는 충돌위험영역을 식별하였다. 설계한 프레임워크는 자율운항선박의 육상 관제소에서 원격 제어를 통해 위험상황을 인지하고 회피할 수 있는 정보를 제공할 수 있음을 실제 항적 데이터를 활용하여 그 결과를 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.190-192
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• 2022

IMO에서는 자율운항선박에 대한 규정식별작업의 결과로, 자율운항선박 운용을 위한 신규 협약 개발 필요성을 확인하였다. 본 연구에서는 GBS 기반 자율운항선박 협약 개발이 착수됨에 따라 목표기반 규정에 대한 이해와 이에 따른 자율운항선박 핵심 기술 연계 방안에 대한 사항을 제안하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.438-440
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• 2022

자율운항선박 기술개발사업 중 2세부(자율운항선박 핵심 기관시스템 성능 모니터링 및 고장예측 진단 기술 개발)과제에서 자율운항선박 핵심장비 중 보조기기 2종(Pump, Purifier), 배관(Seawater Pipe, Steam Pipe)의 실시간 모니터링 및 고장예측 시스템의 연구 및 개발을 목표로 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.321-322
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• 2022

자율운항선박이 입출항 계획을 세울 때 필요한 항계 내 지원 기술에 관한 연구를 수행하였다. 자율운항선박 입출항 계획에 필요한 지원 기능은 해상교통혼잡도 평가 기능, 입출항 혼잡 시기 예측 기능, 입출항 전역 경로 생성 기능, 출발 보고 시기 판단 기능, 도착 시간 예측 기능으로 정의하였으며, 각 기능에 대한 입출력 데이터를 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.94-95
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• 2022

선박 운항 안전 확보를 위해 필요한 선박과 선박, 선박과 육상 및 기타 해양 안전 관련 주체와의 통신은 자율/무인 선박의 출현 및 유무인 선박이 혼재 운항하는 과도기적 상황에서 기존 VHF, AIS 등의 통신 기능을 능가하는 고용량, 고신뢰 선박 중심 직접통신 체계를 요구한다. IMO의 자율운항 선박 자율화 단계에 필요한 원격에서의 모니터링 및 제어 필요성(Ship to Shore), 나아가 완전한 자율운항을 위한 고용량의 선박중심통신(Ship to Ship) 및 해양 객체와의 통신(Ship to Shore, Air, People)이 구현되어야 유무인 선박의 혼재 운항 과도기를 거쳐 완전한 자율운항 시대로 나아갈 수 있다는 점에서 이를 포괄하는 S2X(Ship to Everything) 통신 기술의 개발 당위성을 찾을 수 있다. S2X 통신은 정보 교환 상대를 신뢰할 수 있고 이를 기반으로 선박의 안전 운항 관련 정보를 상호 교환하고 부가 서비스를 위한 고용량의 데이터를 자유롭게 교환할 수 있도록 하는 선박중심직접통신 기술이 될 것이다.