본 연구는 항만에 설치된 방사선감시기의 검색기능 극대화를 위하여 방사선감시기의 검색환경을 분석하고 물류흐름 관점에서 운영환경 개선방안 도출을 목적으로 한다. 본 연구 목적 달성을 위해 원자력안전위원회에서 제시한 방사선 위험화물의 수입 물동량 분석을 수행하여 방사선감시기 설치 타당성을 확보하였다. 문헌조사와 현장 전문가 인터뷰를 통해 항만의 방사선감시기 설치환경 및 운영에 따른 물류 장애요인을 분석하였다. 또한, 항만 내 방사선감시기 설치가 가능한 위치를 3단계(본선하역작업, 야드 이송 및 적재 작업, 게이트 반출)로 구분하여 각 위치별 장 단점을 분석하고 최적의 감시기 설치 위치를 도출하였다. 연구결과, 감시기 설치 위치 단계별 비용, 물류흐름, 관리 운영적 측면을 고려하였을 때, 게이트 반출 단계가 방사선 감시기 설치를 위한 최적위치로 적합한 것으로 확인하였다. 방사선감시기의 운영최적화 방안으로는 첫째, 반출 게이트 내부의 2차 검색부지 확보를 통해 게이트 통과 전 방사선감시기를 통한 화물 검색이 이루어질 수 있도록 해야 한다. 둘째, 화물인도지시서(Delivery Order: D/O)를 활용한 신속한 화물정보 파악을 통해 물류흐름의 방해요인을 제거 할 수 있음을 알 수 있다.
현재 선박에서 항해사에게 항로정보를 제공하는 장비는 ECDIS와 GPS플로터가 많이 사용되고 있으나 자동항로생성 및 항로설명 기능이 없어 숙련된 항해사만 사용할 수 있는 문제가 있으며, 특히 종이해도의 대체 시스템인 ECDIS에 사용되는 ENC를 이용한 자동항로생성 및 항로설명에 관한 연구는 없는 실정이다. ENC는 BIO에서 정의한 5-52, S-57표준포멧을 기반으로 제작된다. 본 논문에서는 ENC의 해도데이터와 GPS의 위치데이터, Anemometer의 풍향$\cdot$풍속데이터, 조류데이터를 이용하여 현 위치에서 목적지까지의 최적항로를 설계하여 안내해주는 선박운항자 지원시스템을 구축하여 그 유효성을 확인하였다.
지난 5년간(1998${\sim}$2002년) 우리나라에서 발생한 해양사고를 살펴보면 100톤 미만의 소형어선이 70.9%를 차지하고 있다. 이것은 소형선박 항해사의 고령화와 선박운항에 관한 전문지식을 결여에 기인한다고 볼 수 있으며, 상선의 경우 연안어선 및 통한선의 증가로 연안항해에 지장을 받고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 외부상황을 육안으로 관찰하면서 항해에 필요한 상황을 언어적 표현에 의해 가이딩 받을 수 있다면 항해 안전에 큰 도움이 될 것이다. 현재 선박에서 항해사에게 항로정보를 제공하는 장비는 ECDIS와 GPS 플로터가 많이 사용되고 있으나 자동항로생성 및 항로설명기능이 없어 숙련된 항해사만 사용할 수 있는 문제가 있으며, 특히 종이해도의 대체 시스템인 ECDIS에 사용되는 ENC를 이용한 자동항로생성 및 항로설명에 관한 연구는 없는 실정이다. 본 논문에서는 ENC의 해도데이터와 GPS의 위치데이터, 풍속${\cdot}$풍향계의 풍속${\cdot}$풍향데이터를 이용하여 현 위치에서 목적지까지의 최적항로를 설계하여 안내해주는 항해가이딩시스템을 구축하였고, 시뮬레이션을 통하여 유효성을 확인하였다.
본 논문은 컨테이너 선사들의 선형, 항로 및 항차의 결정방법을 구축하기 위해 동아시아지역의 경쟁적인 해운시장을 분석하였다. 상하이항과 홍콩항으로부터 국내의 부산, 광양 및 인천항향 서비스 항로에 운송량, 운임, 원가, 그리고 시장점유율을 기반으로 한 모형에 비협조적게임이론에 기초한 순차진행게임을 적용하였다. 이러한 모형의 문제를 풀도록 제안된 하위게임 완전 내시균형해에 따르면, 경쟁환경에서 선사들의 의사결정은 운항거리, 운송수요, 그리고 운임수준에 따라 달라지는 것으로 분석되었다. 그러므로 선사들은 운송네트워크와 최적선대에 대한 전략을 구성할 때 최적균형해를 이용하고 이를 위해 다양한 의사결정 요인들을 동시에 고려해야만 한다. 추가적으로, 항만들은 다양한 요인들을 이용해 각 항만이 선사 운송네트워크의 최적 균형해를 제공하기 위한 경영전략을 구축해야만 할 것이다.
콘태이너 선박은 출발항과 종착항의 두항구 사이를 잇는 지정된 항로를 오가면서 항로의 중도에 있는 각 항구에 기항하여 화물을 상.하역하는 형태로 각 항구 사이의 화물운송을 수행한다. 이때 이윤을 최대화 하기 위해서 선박을 어느 항구에 기항하고, 또 기항하는 항구에서는 얼마만큼의 화물을 항.하역할 것인지를 적절하게 결정해야 한다. 이러한 콘테이너 선박 운항경로 문제를 모형화 하고, 0-1 혼합정수 계획법을 이용한 수리모형을 제시한 후, 최소비용 흐름문제와 분지한계 기법을 이용한 최적해법을 제시하였다. 본 논문에서는 제시한 해법에서는 먼저, 기항하기로 한 항구의 집합에 따라 부분문제를 정의한다. 또한 분해된 부분문제에서 추가로 기항할 항구들에 대한 운항구간의 적제 한계와 운항비용을 완화시킨 문제를 정의하고, 그것을 다시 최소비용흐름문제를 이용하여 풀어서 상한값ㄹ 구한다. 이와 같은 방법으로 각 부분문제의 하한값과 하한값을 계신히여, 그것을 이용하여 분지를 절단하고, 또한 상한값이 높은 부분문제를 우선적으로 선택하여 분지합으로써 최적해를 구한다.
본 논문에서는 호밍 유도 비행체의 종말에서의 충돌각 구속조건을 고려한 준 최적 호밍 유도법칙을 제안한다. 기존의 일반 LQ 최적 제어와는 달리 추가적인 구속조건을 위해 여분의 자유도를 확보하도록 보조 루프를 도입하고, 도입된 부가항을 고려하여 Schwartz 부등식으로부터 최적 제어 입력을 설계한다. 비행체에 인가되는 전체 유도 명령은 최적해와 더불어 부가항을 합성한 준최적 유도법칙의 구조를 갖는다. 또한 제안한 유도법칙의 여러 가지 특성을 고찰하고 기존의 유도법칙들과 비교 연구도 수행한다. 다양한 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 유도법칙의 타당성을 보여준다.
대양을 운항하는 선박의 최적 항로계획 수립에 중요한 해양환경정보를 실시간으로 예보하는 시스템(MEIS)을 개발하였다. 예보정보는 위성관측 대양환경 자료를 기반으로 유럽중기기후예보센터가 처리한 실시간 자료를 바탕으로 하며, 장기 관측자료 데이터베이스에 근거한 통계적 정보와 함께 제공된다. MEIS시스템은 육상 기지국에 설치되어 해양환경정보를 취득하고 처리하는 육상자료처리시스템(MEIS-Center)과 선박에 탑재되어 가공된 해양환경정보를 화상으로 구현하고 최적항로 선정을 돕는 선박탑재화상구현시스템(MEIS-Ship)으로 구성되며, 운항중인 선박과 육상기지국간의 정보 송수신을 위한 위성통신 시스템을 활용한다. 해양환경 요소는 바람, 파랑, 기압, 폭풍을 포함하며, 바람은 풍향과 풍속 정보를 제공하고, 파랑은 너울과 풍파로 구분하여 파고, 파향, 파주기 정보를 제공할 수 있다. 실시간 정보는 0.5°해상도로 5시간 간격의 10일 예보치가 매일 제공되며, 통계적 정보는 1.5° 해상도의 15년 관측자료를 이용하여 월평균 및 재현주기별 최대값이 산정된다. MEIS-Ship은 항로 시뮬레이션 기능을 제공하며, 설정된 항로에 대해 예보 및 통계적 해양환경정보를 그림 또는 표의 형태로 제공한다. MEIS는 예정 항로상의 정확한 실시간 해양환경 예보를 제공하므로 선박운항자가 항로의 위험도와 운항경제성을 고려하여 최적 항로를 선정하는 것이 가능하다.
무역을 경제의 중심으로 이용하는 여러 선진국에서는 자국의 항만을 보다 효율적으로 관리하기 위해 정보통신기술을 물류 처리에 적극적으로 활용하고 있다. 특히 화물 처리의 최적화 방안으로 컴퓨터 시뮬레이션이 주로 사용된다. 본 논문에서는 항만 화물 처리과정에서 고려될 수 있는 다양한 인자에 대해 하역단계를 5단계로 나누고 분할하여 각각 시뮬레이션 할 수 있는 항만 통합 관리 시뮬레이터 개발 방안을 제안한다. 또한 시뮬레이터를 최대한 정교하게 구현하기 위해 항만의 하역 장비에 대한 3D 모델링을 동시에 수행하였다. 이를 통하여 항만내에서의 화물 처리를 효율적으로 수행하기 위한 최적 인자 및 결과 도출이 가능하고, 부가적으로 시뮬레이션 과정을 가상 항만을 통하여 현실감 있게 관측할 수 있다.
세계항만의 컨테이너 물동량은 2011년까지 연평균 8.8%로 꾸준히 증가할 것으로 예상하고 있으며, 기존 항만 시설로는 이러한 추세를 충족시킬 수 없기 때문에 시설 확충은 필연적이다. 그리고 항만에서 발생되는 비용이 전체 물동량에 발생되는 비용의 30%를 차지하고 있기 때문에 세계 주요 항만에서는 점차 높아지는 인건비와 부족한 노동력 문제를 해결하고 토지 이용과 작업 능률을 극대화하기 위한 항만 시설의 자동화에 노력을 기울이고 있다. 특히, 항만시설 중에서도 화물이 발생되고 소멸되는 장소로서 정보의 시작점과 종착점이 되는 게이트의 자동화가 무엇보다도 중요한 이슈로 대두되고 있다. 본 연구에서는 항만의 게이트를 최적으로 자동화하는데 적합한 설계 방안을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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