• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.366-368
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• 2022

지구온난화에 따른 우리나라 주변 환경의 변화와 최근 중국 불법 어선의 연근해 어업 자원의 고갈 등으로 인해 우리나라 연근해 어족자원을 보호할 필요성이 증대되고 있으며, 지속 가능한 어업을 위해서는 어획물의 종류와 양을 정확히 파악하고 불법 어업에 대한 철저한 감시 및 관리가 필요하다. 이러한 시공간적으로 다양하게 변하는 생태 및 어장 환경 정보와 선박에 대한 정보를 통해 해양관측과 위성 원격탐사를 동시에 이용함으로써 근해와 원양 생물자원 실태를 관측하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 NOAA-20 위성의 VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) DNB (Day & Night Band) 영상을 기반으로 추정한 야간 불빛 자료를 활용하고자 한다. DNB 불빛 영상은 낮은 조도의 불빛을 감지하여 그 정보를 보여 준다. 야간 불빛 자료에 포함된 구름 부분을 마스킹하기 위해 NASA의 신규알고리즘이 적용된JPSS-JRR-CloudMask 기술을 이용하였다. 이번 연구에서는 구름의 영향이 없는 날짜를 선별한 후 AIS 정보에서 어선의 정보를 추출하여 검증 자료로 사용하였다. 실제 선박의 정보를 이용한 위성 불빛 자료의 검증을 통해 위성자료의 신뢰성을 확보하고 향후 불빛과 선단 규모의 상관관계 분석 및 어선의 분포 경향 분석을 통하여 우리나라의 어장환경 분석에 활용 가능할 것으로 기대한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.379-384
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• 2013

해상교통관제센터(Vessel Traffic Service, VTS)에서 항해중인 선박의 효과적인 관리를 위해 선박에 영향을 주는 외력에 대한 평가가 필요하다. 해상교통 빅데이터는 크게 선박 제원 및 통항정보 등 선박에 의하여 수집되는 정보가 있으며, 다른 하나는 해역에 관련된 바람, 파고, 조류흐름의 외력정보가 있다. 본 연구에서는 이러한 해상교통 빅데이터를 활용하여 선박에 영향을 주는 외력영향을 평가하는 방법에 대해 제안한다. 해상교통 빅데이터를 활용하기 위하여 바람, 파도, 조류 정보, 대수속력(Speed Over Water, SOW)에 대한 정보로 구성되는 해역외력코드(Waterway External Force Code)를 사용하였다. 해역외력코드를 데이터베이스로 하여 그 결과로서 선박에 작용하는 외력영향을 추정하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.113-118
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• 2017

선박 충돌 사고를 예방하기 위해 충돌위험도를 미리 추정하여 알려주는 다양한 연구들이 꾸준히 소개되고 있고, 일부 항해장비에 적용되고 있다. 하지만, 충돌위험을 미리 알려주었을 때, 실제 운항자는 충분히 피항 가능한 상황인데 위험성을 알린다고 판단하여 위험 경고를 무시하거나 장비의 알람 기능을 꺼놓는 경우도 많은 것으로 알려져 있다. 선박 충돌 위험 예측이 운항자들에게 좀 더 유용해지기 위해서는 실제 선박들의 습관화된 충돌 회피 동작을 고려할 필요가 있다. 이 연구는 선박에서의 충돌 회피 조치가 어떻게 이루어지고 있는지 조우 유형별로 분석하고 이력을 관리하기 위한 시스템을 제안한다. 특히, 충돌회피를 위한 초기대응에 대한 적절성을 판단하는 핵심 모듈을 뉴로-퍼지 기반 추론 형태로 상세히 설계하고 테스트함으로써 제안하는 시스템의 타당성을 보인다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권1호
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• pp.10-17
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• 2023

최근 자율운항선박 개발을 위한 연구가 국내외에서 추진 중에 있다. 자율운항선박 개발에서 핵심기술 중 하나는 항로추종인데, 항로추종은 선박의 안전성 확보에 중요하기 때문에 자율운항선박 설계 시 사전평가 해야 한다. 본 연구의 목적은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능의 시각적 및 정량적 평가기법을 개발하기 위한 것이다. 이 평가기법은 전산유체역학 기반의 자유 항주 모델과 LOS(Line-of-Sight) 알고리즘을 연계하여 개발하였다. 평가기법 중, 시각적 평가는 항로추종 중인 선박에 의해 생성되는 파계를 전산유체역학 소프트웨어를 이용하여 가시화하여 평가하고, 정량적 평가는 목표 선수방위각과 추정 선수방위각 사이의 차이 값과 계획항로와 추종항로 사이의 거리 차이 값을 이용하여 평가하였다. 항로추종성능 평가 결과, 항로추종 중 변침지점 부근에서 항로이탈편차가 크게 발생함을 알았고, 또한 선박 주위 유동의 시각화를 통해 선박 주위 유체 현상을 쉽게 파악할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 평가기법은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능 평가에 관한 시각적 및 정량적 평가에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.116-118
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• 2023

최근 환경오염에 대한 규제 강화로 인해 선박 운항은 경제적이며 지속가능한 최적화 항법에 대한 필요성이 대두되고 있다. 하지만 기상예보 기술의 발전에도 불구하고, 여전히 잘못된 기상예보로 인한 악천후에 조우하는 선박 사고들은 지속적으로 발생하고 있다. 본 연구에서는 악천후에 조우하는 선박의 실태를 파악하고 분석하기 위해, 운항중인 선박의 정보를 측정하고자 하였다. 여기서 측정한 데이터의 종류는 항해 (위치, 속도, 방위, 타각 등) 및 엔진 (엔진 회전수, 출력, 축 추력, 연료 소비량) 관련 정보, 기상 상태 (바람, 파도), 선박운동 (선박종, 횡운동 등) 등의 정보들이 포함되었다. 실측 실험을 시행한 선박의 종류는 28,000 DWT급 벌크선, 63,000 DWT급 벌크선, 20,000 TEU급 컨테이너선, 12,000 TEU급 컨테이너선박이다. 각 선박의 실선실험은 여러 가지 종류의 데이터를 각각 취득하여 다목적으로 선박 운항에 관련한 연구들에 활용하고자 한다. 또한 실선실험 시의 해상 상태를 확인하기 위해, 파도 시뮬레이션 모델을 이용하여 방향성 파랑 스펙트럼 등을 재현하였다. 실선 실험의 데이터 취득 및 파도 시뮬레이션 결과 등을 통하여, 선박레이더를 이용한 정확한 파도정보 파악 및 화물 붕괴 사고 등에 대한 연구를 진행하고 있다. 이에 더불어, 선박운항의 안전성 및 효율성 관점에서 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.183-186
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• 2010

본 논문은 해상전자장비의 인터페이스(Interface) 표준인 NMEA(National Marine Electronics Association) 기반의 해상전자장비 표준 프로토콜과 선교 항해당직 경보시스템(BNWAS : Bridge Navigational Watch Alarm System)에 관한 표준을 따라 안정적이고 Real-Time을 지원하는 FlexRay 기반으로 구현하고자 한다. 기존의 선박통신에 사용되는 NMEA 통신 프로토콜과 BNWAS은 RS-232, RS-422 등으로 구현하고 있다. 때문에 통신에 대한 안정성 및 신뢰도를 보장하기 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 FlexRay 통신 규격들을 적용하여 전송 중 데이터의 손실되거나 오류가 생기지 않도록 선박내 통신에 사용할 수 있는 차세대 FlexRay 프로토콜을 사용하여 안정성과 신뢰도를 제시하고자 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권6호
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• pp.96-101
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• 2010

접안을 위해 선박이 안벽으로 접근할 때나, 좁은 항내에서 선박을 조종할 때는 항해 중에서보다 많은 제약이 따른다. 그것은 대형 선박일수도 분 관성력으로 인해 효과적인 제어가 어렵기 때문이다. 그래서 터그보트를 수동적으로 제어하여 선박을 접안시키는 것이 현재로선 가장 일반적이 접안기술이라 할 수 있다. 지능적인 제어기술을 적용하여 자동접안을 시도하려는 연구결과가 보고되고 있으나, 대부분이 auto-pilot 기술에 지나지 않으며 어느 것 하나 안정적인 접안을 위한 접안기술로 볼 수 없다. 이와 같이 터그보트를 이용할 수밖에 없는 현실이라면, 보다 효과적인 터그보트 제어기술을 기반으로 한 접안지원시스템을 개발하는 것이 우선일 것이다. 그래서 본 논문에서는 터그보트의 원격제어를 통해 모선을 효과적이고 안정적으로 접안하는 문제에 대해 고찰하였다. 즉, 터그보트로 조종되는 선박조종시스템에 대한 모델링을 수행하고, 터그보트로부터 발생되는 제어력을 적절히 분배하여 모선을 제어하는 새로운 접안지원시스템을 개발하였다. 시뮬레이션을 통해 제안된 시스템의 유효성을 검증하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.473-481
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• 2023

In this study, a simulation system was developed to verify autonomous navigation algorithm in complex maritime traffic areas. In particular, real-world maritime traffic scenario was applied by considering near real-time maritime traffic information provided by Korean e-Navigation service. For this, a navigation simulation system of Unmanned Surface Vehicle (USV) was integrated with an e-Navigation equipment, called Electronic Chart System (ECS). To verify autonomous navigation algorithm in the simulation system, initial conditions including initial position of an own ship and a set of paths for the ship to follow are assigned by an operator. Then, considering real-world maritime traffic information obtained from the service, the simulation is implemented in which the ship repeatedly travels by avoiding surrounding obstacles (e.g., approaching ships). In this paper, the developed simulation system and its application on verification of the autonomous navigation algorithm in complex maritime traffic areas are introduced.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.299-305
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• 2015

Modbus는 각종 자동화 장비 감시 및 제어에 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 자발적 산업표준 통신 프로토콜이다. 그러므로 선박, 빌딩, 기차, 비행기 등 Modbus를 이용하는 모든 장비들과 연결이 가능하여 환경변수의 측정 및 원격제어가 가능하게 된다. 본 논문에서는 퍼지제어 시스템을 이용하여 외부환경요인을 각각 조합한 불확실한 내용을 정량적인 값으로 변환하여 LED 조명으로 표현하기 위해 알고리즘을 설계하고, 설계한 알고리즘에 Modbus 통신 프로토콜을 추가하여 선박의 통합관리 시스템에서 외부환경요인 확인 및 원격제어가 가능한 감성조명용 LED 제어기 회로를 설계 및 구현 하였다. 외부환경요소인 온도, 습도, 조도 값을 센서를 통해 제어기로 받아들이고 이 값들을 퍼지제어 알고리즘을 통해 LED로 표현된다. Modbus는 Serial 통신으로 RS485를 이용하여 다른 기기와 연결 되어 온도, 습도, 조도 상태 및 LED 출력 값 확인이 가능하고 또한 사용자가 원격으로 RGB 값을 변경 할 수 있기 때문에 원하는 색으로 변경이 가능하게 된다. 제작한 제어기로 온도, 습도, 조도에 따라 LED 조명색상이 변화 되는 것을 확인 하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권6호
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• pp.421-426
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• 2018

현재 기존에 상용화 되어 있는 LED 조명기기의 경우, LED 동작 시퀀스가 고정이 되어 있는 상태로 판매되고 있다. 이와 같은 상태로는 외부 환경 요인이 고려되지 않고 오직 장소에만 적용되는 조명 환경 용도로서의 기능만을 수행한다. 현재는 선박 내 외부 환경 요인의 변화에 따른 최적의 조명 환경 조성이 어렵게 되어있다. 그러므로 외부 환경 요인의 변화에 좀 더 유기적이고 능동적으로 적응할 수 있도록 외부 환경 값을 입력받아 실시간으로 최적 조명 값이 반영될 수 있도록 해야 될 필요성이 있다는 결론을 얻게 되었다. 본 논문에서는 마이크로프로세서를 선박 통합관리 시스템으로 활용하여 기존의 외부 환경 요인에 의하여 실시간으로 변동되는 환경 데이터를 다루며, 외부 환경요인을 확인하고 또한 퍼지 추론 시스템을 접목하여 RGB LED 모듈 조명 제어가 가능한 제어기를 구성하였다. 이를 위하여 퍼지 제어 알고리즘을 설계하고, 퍼지 제어 시스템을 구성하였다. 외부 환경 요소인 피사체와의 거리, 조도 값을 센서로 통해 입력 받고 이 값들을 퍼지 제어 알고리즘을 통하여 최적 조명 값으로 변환하여 RGB LED 모듈 조광 제어를 통하여 표현하고 퍼지 제어 시스템의 실질적인 효능을 확인하였다.