• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권7호
• /
• pp.857-862
• /
• 2023

자율운항선박이 부두 근처에 도착하여 예선이나 도선사의 도움 없이 선박을 자동으로 접·이안하기 위해서는 부두를 인식하고 주어진 외력 조건에서 부두까지 정해진 접안속도로 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력각을 산정해야 한다. 이에 본 연구에서는 선박이 접안 중에 작용하는 외력과 모멘트를 분석하고 자동접안을 위한 스러스터의 출력 계산과 자동접안 프로그램 개발을 위한 기본개념을 설계하였다. 선박이 접안 중 바람에 의해 선체에 작용하는 풍압력은 풍압면적을 기초로 선형과 풍향각에 따라 계산하였으며, 선체에 작용하는 유압력은 조류에 의한 유압력과 접안속도에 따른 유압력을 분리하여 계산하였다. 그리고 선박의 횡방향 힘에 따라 선박을 회전시키는 회두모멘트를 계산하였다. 접안 중 선박에 작용하는 힘과 회두모멘트를 고려하여 부두와 평행하게 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력각을 계산할 수 있는 이론식을 제시하고 다른 변수들로 인한 회두를 PID 제어기로 제어하였다. 또한, 이론식에 필요한 입력요소를 분석하여 프로그램 개발을 위한 기본개념을 제시하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제59권5호
• /
• pp.262-270
• /
• 2022

The emergence of new concept ships, such as autonomous ships, has drawn much attention on the manoeuvrability of ships because of the safe navigation and operation of ships. Although the manoeuvrability of KRISO Container Ship(KCS) has been frequently reported, there have been few documents of representative manoeuvre cases conducted in various methods by one institute. This paper presents the manoeuvrability of the ship in 1/42.0 model scale by 3 methods: free running model tests, horizontal planar motion mechanism tests, and computational fluid dynamics analysis. KRISO reports KCS manoeuvre data: 35° turning circle tests and 20/20(10/10) zigzag manoeuvring tests. In addition, a simple formula for integrating and comparing manoeuvre indices, Manoeuvrability Comparing Simple Index(MCSI), is proposed.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.949-955
• /
• 2018

HIL 시뮬레이션은 복잡한 실시간 임베디드 시스템을 개발하고 테스트하는 데 사용되는 기법이다. HIL 테스트는 해양플랜트와 같은 고부가가치 선박인 LNGC의 PMS 성능 검증을 위한 효율적인 플랫폼이 된다. 그러나 국내 조선소를 비롯한 연구기관에서 스스로 HIL 테스트를 수행하기에는 시간이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 연구는 전력 공급 장치 / 소비 장치, 제어콘솔, MSBD 로 구성된 FPGA 기반의 PMS-HIL 시뮬레이터를 제안한다. 제안된 HIL시뮬레이션 플랫폼은 실제 장비 데이터를 사용하였고, PMS의 부하 공유 테스트를 수행하였다. 제안된 시스템은 대칭, 비대칭 및 고정 부하분배를 통해 검증하였고 공장수락시험 대체 가능성을 보여 준다. 또한 향후 에너지관리시스템 개발을 비롯한 선박 자동화 및 자율운항을 위한 추가 시스템 개발 시 많은 도움을 줄 것으로 사료된다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제23권8호
• /
• pp.923-929
• /
• 2019

자율운항선박의 기반은 추진시스템의 안정성이 중요하며, 추진체계의 안정성을 위하여 다중 발전 체계 및 추진체계를 갖추어야한다. 기존 선박에서는 안정성을 위하여 높은 발전 용량을 산정하며, 그 결과 저부하 운전으로 인한 경제성 하락을 야기한다. 이를 해결하기 위해서는 전력체계의 최적화를 통하여 발전 체계의 경량화와 효율의 증가가 필요하다. 본 논문에서는 전기추진선박용 OPMS(Optimization Power Management System)를 구축한다. OPMS는 하이브리드형 발전시스템, 에너지저장시스템, 부하제어시스템으로 구성된다. 발전시스템은 이중연료엔진, 에너지저장시스템은 배터리, 부하제어시스템은 추진 부하, 상용 부하, 불규칙 부하, 화물 기기 관련 부하, 갑판 부하로 구성된다. 각 시스템별 기기들의 특성에 대하여 모델링하여 전력체계를 구축하였다. 실험을 위하여 선박 운용에 따른 시나리오를 작성하고 안정성 및 경제성을 기존의 전기추진선박과 비교하였다. 실험의 결과 발전기의 비교적 적은 시간 투입으로 같은 전력량을 공급함으로써 선박의 LNG 1.3%, Main Fuel 0.3%, Pilot Fuel 35.1%의 연료소모량 감소를 통하여 경제성 및 안정성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제45권6호
• /
• pp.366-371
• /
• 2021

금속 표면을 매질로 하는 표면파 통신을 선박에 적용하여 무선통신 환경 구현이 어려운 선내 밀폐 공간을 극복하는 표면파 통신 기반의 선내 무선 통신 구현 기술에 관한 연구이다. 표면파 통신을 실제 선박에서 실험하기 위해 선교를 기준으로 선수창고, 갑판창고, 선실, 기관실, 화물창고 등 선박 내부 공간을 관통하는 경로를 대상으로 표면파 발생기를 설치하여 통신 속도 등을 측정하였다. 실험 결과, 각 구역에서 평균 13Mbps 수준의 통신 속도를 확인하였고, 기관실의 경우 정박 중 선박 엔진을 구동했을 시 4.3Mbps, 운항 중에 1.2Mbps의 전송속도 저하가 확인 되었지만, 시험 장비의 설치 위치를 기관실 입구로 변경하면 극복 가능함을 확인하였다. 완전 밀폐 환경인 선수 창고에서는 기존 무선통신보다 8Mbps 이상 높은 전송속도를 확인하여 철 구조물로 둘러싸인 선내 밀폐 공간에서 표면파 통신의 가능성을 확인하였고, 선박의 두꺼운 페인트 문제 해결을 위해 표면파 발생기를 추가 설계하여 적용하였다. 본 실험을 바탕으로 표면파 통신을 적용한 M-IoT 구현 등 선박내무선 네트워크 시스템 구현이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제46권6호
• /
• pp.570-575
• /
• 2022

고 주파수 기반의 광대역 통신기술을 활용하는 선박중심 직접통신(MX-S2X)은 디지털 통신 연계기술 개발 및 실증을 통한 육상·선박·시설의 유기적 연결을 제공함으로써, 향후 도래할 자율운항선박 및 유·무인선 혼재 운항 상황에서 해상 통신 인프라로서의 효과적 활용이 가능하다. 본 논문은 해상 다중경로 페이딩 극복 가능한 선박중심 직접통신(MX-S2X) 시스템의 물리계층 설계 및 M&S(modelling &Simulation) 기반 성능 분석의 후속으로 설계 내역의 최적화 및 상세설계를 확정하고, 이를 하드웨어로 구현하여 성능을 검증 하였다. 구현한 하드웨어 성능 분석을 위해 시험환경을 구성하여 PER 성능을 측정한 결과, M&S 대비 AWGN 환경에서는 0.2dB, 해상 다중 경로 페이딩 환경에서는 1.2dB의 성능 열화를 확인하였으며, 이러한 수준의 성능 열화는 케이블 손실, 시험 오차 등에 의한 것으로 구현한 물리계층 하드웨어가 적정한 성능 수준을 보임을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제24권7호
• /
• pp.875-888
• /
• 2018

대한민국 정부는 해양사고 예방 및 해양안전 확보를 위해 지속적으로 법제도를 개선하고 있다. 그럼에도 불구하고 최근 해양사고는 계속적으로 증가하고 있어, 그동안 정부의 해양안전관련 법제도 개선방안 실효성은 미흡했음을 시사하고 있다. 최근 해양사고의 발생현황을 살펴보면, 전체 해양사고 건수 중 총톤수 10톤 미만의 소형어선이 차지하는 비중은 5년('13~'17년)평균의 44.9 %를 차지하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 해양사고 비중이 높은 소형어선의 해양안전 확보방안을 모색하기 위해, 관련 국내외 법제도의 현황과 특징을 조사 및 분석하였다. 그 결과, 국내 소형어선 관련 법제도는 어선과 비어선의 관련법이 통합('97)되고 분법('09)된 이력에 따라 접목교잡(接木交雜)의 현상을 보이고 있으며, 제도의 개선방안은 안전설비의 비치강화라는 단편적인 개선만 이루어 졌다는 문제점이 식별되었다. 또한, 해외 관련 법제도에서는 어선 소유자 및 운항자의 책임강화 및 자율검사제도 도입 등의 특징이 확인되었다. 본 연구에서는 이를 바탕으로 국내 해양안전 확보를 위해 실효성 있는 소형어선 법제도 개선방안을 제시하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제47권3호
• /
• pp.155-166
• /
• 2023

4차 산업혁명의 영향으로 해운항만물류산업의 스마트화에 따른 전문인력의 수요를 예측하기 위하여 통계청의 2000년~2020년 기간의 운수업조사 자료와 해양수산부의 한국선원통계연보 2004년~2021년도 자료를 활용하여 추세분석과 시계열 분석을 실시하였다. 해운항만물류산업의 인력 수요 예측에서 추세분석의 선형회귀모형의 타당성이 가장 높은 것으로 평가되어 이를 적용하였다. 자율운항선 해기인력, 원격선박관리인력, 스마트 해운비즈니스 인력, 스마트 항만인력. 스마트 창고인력, 스마트 해운항만물류 서비스 인력의 2021~2035년 기간의 인력 수요를 예측한 결과, 스마트 해운항만물류인력 수요는 2023년 8,953명, 2030년 20,688명, 2035년 26,557명으로 증가하는 것으로 예측되었다. 이 연구는 스마트 해운항만물류 인력수요에 대한 연구가 아직 이루어지지 않은 상태에서 스마트 인력수요를 통계자료에 근거하여 객관적으로 추정함으로써 인력 수요의 예측 가능성을 높이고, 향후 필요 전문인력 양성 방안을 수립하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.17-38
• /
• 2018

본 연구의 목적은 해운기업의 선급결정요인을 확립하고 계층적의사결정(AHP) 기법을 활용하여 요인별 상대적 중요도를 고찰하는 것이다. 선급결정요인의 계층구조에 대한 선행연구가 부족하여 관련 산업 연관도에 따른 선급의 주요 활동, 선급 업무 프로세스 및 서비스 전달 과정을 참조하여 요인들을 식별하고 주요인과 세부요인으로 분류하였다. 이를 선급 관련 업무 종사자를 대상으로 설문하여 최종 확정하였고, AHP 분석을 위하여 해운 관련 업무 종사자 대상 설문을 진행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 선급결정요인 중 주요인의 중요도는 기술 및 검사 서비스 0.373, RO 기능 0.284, 비용 0.177, 시장(연관산업)의 기대 0.167인 바, 기술 및 검사 서비스에 대한 상대적 중요도가 아주 높게 나타나 BWM, 황산화물과 같은 환경규제와 자율운항선박, 친환경연료추진선박 등 미래 기술선도 선박에 대한 기술 협력 등 해운 시장의 변화와 트렌드를 반영함을 알 수 있었다. 세부요인의 복합가중치는 PSC 대응 능력 0.144, 기술 서비스 0.143, 금융기관/화주/조선소 등의 요구 0.090, 선급유지비용 0.087, 검사 네트워크 0.086, 검사원 역량 0.085, IMO/정부와의 협력 0.072, 정부 검사권 수임 0.067, 선급의 영업력 0.058, 최초검사비용 0.052, 평판과 공신력 0.040, 선급관련부대비용 0.038, 관련 산업과의 유대 0.037 순서로 나타난 바, 해운기업은 항만당국의 PSC 검사에 따른 출항정지방지와 기술서비스를 중요하게 생각하며, 금융기관/화주/조선소 등의 요구, 선급유지비용, 검사 네트워크, 검사원 역량을 높은 우선순위로 판단함을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.139-146
• /
• 2023

양식장 부표 등과 같은 해상의 소형 장애물을 탐지하고 거리와 방위를 시각화시켜 주는 해상물체탐지시스템은 선체운동으로 인한 오차를 보정하기 위해 3축 짐벌이 장착되어 있지만, 파도 등에 의한 카메라와 해상물체의 상하운동으로 발생하는 거리오차를 보정하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 외부환경에 따른 수면의 움직임으로 발생하는 해상물체탐지시스템의 거리오차를 분석하고, 이를 평균필터와 이동평균필터로 보정하고자 한다. 가우시안 표준정규분포를 따르는 난수를 이미지 좌표에 가감하여 불규칙파에 의한 부표의 상승 또는 하강을 재현하였다. 이미지 좌표의 변화에 따른 계산거리, 평균필터와 이동평균필터를 통한 예측거리 그리고 레이저 거리측정기에 의한 실측거리를 비교하였다. phase 1,2에서 불규칙파에 의한 이미지 좌표의 변화로 오차율이 최대 98.5%로 증가하였지만, 이동평균필터를 사용함으로써 오차율은 16.3%로 감소하였다. 오차보정 능력은 평균필터가 더 좋았지만 거리변화에 반응하지 못하는 한계가 있었다. 따라서 해상물체탐지시스템 거리오차 보정을 위해 이동평균필터를 사용함으로써 실시간 거리변화에 반응하고 오차율을 크게 개선할 수 있을 것으로 판단된다.