• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.38-39
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• 2019

선박의 최적 항로 계획은 주어진 해양 환경에서 운항 시간 혹은 연료 소모량을 최소로 하는 항로 계획이다. 대양을 운항하는 선박의 최적 항로에 관한 기존 연구와 다르게, 본 연구에서는 연안에서 좌초 위험을 회피하는 선박의 항로 계획을 위한 최적화 방법을 제안하였다. Dijkstra 알고리즘을 사용하여 항로의 변경 지점을 찾고, 최적화 설계 변수를 엔진 회전수로 설정하여 연료 소모량이 최소가 되도록 최적화를 수행하였다. 엔진 회전수를 설정하는 방법은 출발지에서 도착지까지 고정 회전수로 설정하는 방법과 구간을 나누어 구간별 고정 회전수를 설정하는 방법을 사용하였다. 항로 탐색을 위해 고려한 해양 환경 요소는 바람, 파고, 조류이며 좌초 위험을 계산하기 위해 수심 정보를 사용하였다. 본 연구에서 제안한 방법을 목포와 제주를 오가는 선박을 대상으로 적용하여 최적의 항로를 결정하였으며, 최적 항로를 기존에 항해했던 항로와 비교하여 연료 소모량이 절감된 것을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.181-182
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• 2018

지속되는 지구 온난화 현상으로 인해 해빙 속도가 가속화되면서, 북극 항로 활용의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 북극해의 지형과 해빙 상태를 모두 고려한 최적 북극 항로 계획 방법을 제안하였다. 먼저, 연료 소모량을 최소화하는 항로를 탐색하기 위해 북극 항로 계획을 각종 지표를 전산화한 최적화 문제로 정식화하였다. 또한, 해빙을 고려하기 위해 POLARIS 규정을 고려한 선박의 운항 제약 조건을 추가하였다. 제안된 방법을 이용해 최적 북극 항로를 탐색한 결과, 안전하고 경제적인 항로를 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.371-373
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• 2012

항로표지는 선박이 운항하는데 필요한 각종 정보를 제공해 주는 중요한 시설물이다. 과거에는 이러한 항로표지 배치를 설계함에 있어 도상 및 경험에 의한 설계가 주로 이루어져 왔으나, 최근 선박의 대형화 및 물동량 증가와 함께 해역의 복잡성이 상대적으로 증가하면서, 항로표지 배치에 보다 과학적인 설계 기법을 도입해야 할 필요성이 증가하고 있다. 항로표지 시뮬레이터는 우리나라 주요 해역의 지형적, 환경적 특성, 그리고 여기에서 운항하는 선박들의 특성, 해상교통 특성 등을 종합적으로 고려한 시뮬레이션 환경을 항로표지 설계자에게 제공함으로써, 최적의 안전성과 효율성을 가진 항로표지 설계, 항로표지 최적 배치계획 등에 대한 의사결정을 효과적으로 지원할 수 있는 시스템을 의미한다. 이를 위해서는, 기존의 선박운항 시뮬레이터 시스템이 가진 기본적인 기능외에 추가적인 기능 설계가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 항로표지 시뮬레이터에 대한 개발 및 구축 계획에 대해서 정리하였다.

• 한국정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국정보시스템학회 2005년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.155-161
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• 2005

3자물류 시장의 급부상, 운송업계의 경쟁가열화, 운송경로의 다양화 및 글로벌화가 추구되면서 복합운송을 고려한 수송계획의 효율화가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 국제물류에서 이루어지고 있는 복합운송을 고려한 최적수송계획 알고리즘을 제안하고자 한다. 화물과 경유지의 고려는 운송수단에 따라 동적으로 변화하는 NP-hard문제로써 가지치기 알고리즘(pruning algorithm)을 이용하여 문제를 단순화시키고, 운송수단을 제약조건으로 한 휴리스틱 최단경로 알고리즘을 제안하였다. 이를 부산항에서 로테르담항까지 실제로 사용되는 경로문제에 적용해 봄으로써 본 알고리즘의 효율성을 검증하였다.

• 선박안전
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• 통권38호
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• pp.32-42
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• 2015

세계적 경제변화, $CO_2$ 배출량의 규제, 연료비 상승 등의 원인에 의해 국내외에서 최적항로지원시스템 개발 및 상용화하여 사용중에 있다. 하지만, 대부분 외항상선을 대상으로 하여 기술의 실용화를 위한 실선실험이 행해졌고 내항상선을 대상으로 개발한 사례는 거의 없다. 또한, 국제해사기구(IMO)의 "e-Navigation 전략이행계획" 및 정부의 "한국형 e-Navigation 사업"에 따라 주요 추진전략으로 연구개발 되고 있는 차세대 신(新) 항법시스템의 도입에 예상됨에 따라 국내 연안 최적 안전항로시스템의 새로운 개념 설계가 필요한 시점이다. 본 연구에서는 e-Navigation 체계에서의 최적항로시스템 및 기존의 운용 및 연구개발 중인 최적항로시스템을 분석하고 선박, 육상 및 육해상 통신인프라 등의 시스템 체계를 기본으로 최적안전항로시스템에 적용될 알고리즘을 분석, 시스템의 개념을 설계하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.341-342
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• 2018

대양을 운행하는 선박의 최적 항로에 대한 기존의 연구와는 다르게, 본 연구에서는 연안을 운행하는 선박의 항로 계획을 위한 최적화 방법을 제안하였다. 일반적으로 연안을 운행하는 여객선의 경우 허가 받은 항로를 기준으로 항로에 표시된 변침점을 따라 운행한다. 따라서 본 연구에서는 변침점 사이의 속도를 결정하기 위한 제동 동력과 시간을 고려한 목적 함수를 제안하였고, 목포와 제주를 오가는 여객선의 실제 항로에 본 연구에서 제안한 방법을 적용하여 최적의 속도를 결정하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.170-172
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• 2018

지구 온난화로 인해 여름철 북극해의 해빙이 점차 감소함에 따라서 북극항로를 이용한 선박의 화물운송이 점차 증가하고 있다. IMO에서는 극지해역운항선박의 안전성과 해양오염방지를 위하여 2014년에 Polar Code를 개정하였으며, 2017년 1월부터 SOLAS협약과 MARPOL73/78협약에 추가되어 시행되고 있다. 본 연구는 해양수산부 해양안전 및 해양교통시설기술개발 사업으로 1) Polar Code 강제화에 따라 '극지해역 운항선박용 항해안전지원시스템의 개발'의 필요성과 2) 북극항로에 대한 국적선의 안전 운항 확보를 위한 '북극권 국가와의 국제협력 및 공조체계 구축'과 '극지 구난, 구조 및 환경보호 관련 국내법 및 규정 제정'을 위한 기반 연구의 필요성에 의거하여 2014년 11월 10일에 시작되었으며 2018년 12월 31일에 종료될 예정이다. 연구내용은 1) 고정밀도 북극항로 빙상정보 수치예측 시스템 개발, 2) 북극항로 안전속도 예측, 평가, DB구축 및 항행 모델 개발, 3) 북극항로 안전운항을 위한 항해계획 기술 개발, 4) 북극항로 운항선박 건조 및 안전항해 가이드라인 개발이다. 본 논문에서는 개발 중인 KRISO Arctic safe Routing System (KARS)에 대한 소개와 활용 결과 및 향후 계획에 대해서 설명하고자 한다. 본 KARS는 향후 지속적인 수정보완 작업을 통해서 완성도를 높여갈 예정이며, 검증단계를 거쳐서 최적하고 안전한 항로와 운항 관련 정보를 선사와 해기사에게 제공함으로서 북극항로 중 단기 운항계획 수립과 안전 운항을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.374-376
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• 2012

우리나라 항만 입출항 통항 선박의 대형화, 고속화에 따른 해양안전사고가 증가하고 있어 항만 연안 해역에서의 해상교통 안전 확보가 절실히 요구되고 있는 실정으로, 최근 국제항로표지협회(IALA)에서 항로표지 설계와 배치계획에 대한 의사결정을 지원할 수 있는 항로표지 전문 기능 시뮬레이터의 개발과 주요 항로의 항로표지 설계 및 계획 등을 검증할 수 있는 시스템 필요성을 제기하였다. 우리나라 주요 항로의 항로표지 설계와 적정 배치 여부 등을 검증하고 보완할 수 있는 시뮬레이션 시스템이 필요하며 3차원 가상현실 기법을 이용하여 항로표지의 신설 및 이설에 따른 여러 가지 효과를 직관적으로 파악하고 대상 해역의 특성이 고려된 다양한 해상교통환경 변화에 따른 항로표지의 신설 및 이설 효과를 선박 운항자 관점에서 검증하거나, 새로운 항만 항로 건설시 최적 항로표지 배치에 대한 의사결정을 지원하기 위한 항로표지용 시뮬레이터 시스템 개발이 진행되고 있다. 이러한 항로표지 시뮬레이터 개발에 필요한 항로표지 관련 속성에 대하여 기술하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.173-174
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• 2018

온난화 현상으로 북극 해빙 속도가 가속화되면서 북극 운항 선박이 증가하고 있어 선박의 안전 항해를 위한 기술개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 선박해양플랜트연구소에서 개발 중인 KRISO Arctic Safe Routing System(KARS)의 안전 최적항로 계획 방법의 선박실 운항 추진성능 모델 과 선박 고유의 빙 저항 추진 성능 데이터베이스 구성 내용을 소개하였다. 추진성능 모델은 예인 수조시험의 속도-마력 -RPM 성능 데이터와 실 운항에서 조우할 수 있는 바람, 파도 등의 외란에 기인하는 부가저항 및 빙해수조 결과를 바탕으로 다양한 빙상환경에 따른 빙 성능 추정결과를 활용하여 ISO15016: 2002 기반으로 Calm sea 및 빙 해역에서의 선박 속도-마력 성능에서 외란에 의한 부가저항에 따른 소요마력 및 속도변화를 추정하도록 하였다. 제안된 성능모델은 최적 북극항로 탐색 모듈과 결합되어 안전한 북극항로를 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.200-202
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• 2019

북극해의 해빙 감소와 러시아 야말반도의 LNG 자원 개발 등으로 북극항로를 이용한 선박의 화물운송이 점차 증가하고 있다. 극지 해역 운항선박의 안전운항과 해양환경보호를 위하여 IMO Polar Code가 2017년 1월부터 강제 발효되었으며, SOLAS협약과 MARPOL73/78 협약에 추가되어 시행되고 있다. 이에 대응하기 위하여 해양수산부 해양안전 및 해양교통시설기술개발 사업으로 2014년 11월부터 2018년 12월까지 KRISO 주관으로 '북극항로를 운항하는 선박의 항해안전 지원시스템 개발' 과제를 수행하여 KRISO Arctic safe Routing System(KARS)을 개발하였다. 한편, Polar Code에서는 빙해구역을 운항하는 선박의 구조적인 안전성을 확보하기 위한 평가 기준으로 Polar Operational Limit Assessment Indexing System (POLARIS)을 제안하고 있다. 본 논문에서는 연구배경, KARS 및 POLARIS에 대해서 간략히 설명을 하고, 두 가지 방법으로 북극해 최적항로를 각각 시뮬레이션하여 그 차이를 비교 검토하여 보인다. 결과적으로 KARS는 POLARIS를 기본적으로 고려함으로서 선박의 구조적인 안전성을 확보함과 동시에 연료소모량을 최소화 하는 경로를 탐색하므로 보다 최적화된 경로를 줄 수 있다. 향후 지속적인 수정보완 작업을 통해서 완성도를 높여갈 예정이며, 검증단계를 거쳐서 최적하고 안전한 항로와 운항 관련 정보를 선사와 해기사에게 제공하고, 북극항로 중 단기 운항계획 수립과 항해사의 안전 운항을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.