• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.13-15
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• 2017

지난 50년 동안 우리나라 근해의 해양사고통계에 따르면 해양사고의 36%가 선박충돌사고로 나타나고 있고 이로 인해 막대한 재산피해, 인명손실 및 환경피해가 발생되고 있다. 한국형이네비게이션사업은 우리나라 근해에서 발생하는 이러한 해양사고를 획기적으로 줄이기 위한 것으로 현재 연구가 진행중이다. 본 연구는 한국형이네비게이션의 최적안전항로서비스에 필요한 충돌위험도평가모델을 개발하는 것이 목적이다. 개발된 충돌위험도평가모델은 과거의 AIS 데이터를 기반으로 주어진 항로의 충돌위험도를 계산한다. 모델의 계산 및 결과를 도시하기 위해 MATLAB 및 MATLAB 기반의 M-Map 패키지가 사용되었다. 개발된 모델의 검증을 위해 정상작동 여부를 확인하기 위한 시험해역 적용과 현장 적용성을 검토하기 위한 실해역 적용이 각각 수행되었으며 그 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.284-285
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• 2018

본 연구에서는 VTSO 관점에서 선박 충돌위험도 평가모델(CoRi)을 이용하여 부산항 관제구역내에서 발생한 일반 상선간 준사고 사례에 대한 충돌 위험도와 선종과 선박의 크기를 소형선박(유선 도선 어선 등)으로 가정할 경우 계산된 충돌 위험도를 비교함으로써 VTSO가 일반 상선과 다른 운항 특성을 가진 소형선박의 모니터링 및 충돌 위험 판단의 어려움을 수치적으로 분석 연구고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.63-65
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• 2013

실시간 위치 기반 선박 충돌 위험도는 자선의 관점에서 선박충돌의 위험을 판단하는 것이 아니라 VTS(Vessel Traffic Service)의 관점에서 충돌 위험이 있는 선박을 식별하고 충돌 위험 지역을 전자 해도에서 실시간으로 확인하여 해당 해역 전체의 선박 교통흐름과 통항하는 선박간의 위험도를 평가하는 것이 목적이다. 항해사로써의 승선 경험과 관제사로써의 근무 경험, 그리고 다 년간 VTS 관제 업무를 수행하고 있는 관제사들로부터 충돌의 위험이 있는 선박을 식별하는 방법으로 주로 선박간의 벡터(코스와 속력)를 실시간으로 모니터링하여 충돌 위험이 있는 선박에게 피항 조치를 취하도록 정보를 제공하는 것으로 확인되었다. 따라서 DCPA(Distance to Closest Point of Approach)와 TCPA(Time to Closest Point of Approach), 그리고 최근접시간을 변수로 하는 충돌 위험 함수식(최대값=100)을 연구하여 최대 위험값을 가지는 지점과 주변의 위험값을 계산하여 해역 전체의 위험도를 실시간으로 표시하는 기초 모델을 연구하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.343-345
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• 2014

실시간 위치 기반 선박 충돌 위험도는 자선의 관점에서 선박충돌의 위험을 판단하는 것이 아니라 VTS(Vessel Traffic Service)의 관점에서 충돌 위험이 있는 선박을 식별하고 충돌 위험 지역을 전자 해도에서 실시간으로 확인하여 해당 해역 전체의 선박 교통흐름과 통항하는 선박간의 위험도를 평가하는 것이 목적이다. 항해사로써의 승선 경험과 관제사로써의 근무 경험, 그리고 다 년간 VTS 관제 업무를 수행하고 있는 관제사들로부터 충돌의 위험이 있는 선박을 식별하는 방법으로 주로 선박간의 벡터(코스와 속력)를 실시간으로 모니터링하여 충돌 위험이 있는 선박에게 피항 조치를 취하도록 정보를 제공하는 것으로 확인되었다. 따라서 DCPA(Distance to Closest Point of Approach)와 TCPA(Time to Closest Point of Approach), 그리고 최근접시간을 변수로 하는 충돌 위험 함수식(최대값=100)을 연구하여 각 지점의 위험도를 실시간으로 표시하는 기초 모델을 연구하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권5호
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• pp.527-534
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• 2019

항로에서의 위험도 평가 모델은 해상 교통량을 기초로 다양한 형태의 수학적 분석 방법 등이 응용되고 있다. 국내 해상교통안전진단에서는 항로를 통항하는 선박 규모를 표준화시킨 해상교통혼잡도 모델을 활용하고 있으며, 해상교통혼잡도가 높으면 충돌과 같은 위험상황이 발생할 개연성이 높다고 해석하고 있다. 그러나 항로의 특정 지점에서 관측된 해상 교통량의 밀도 변화가 항로의 위험도를 표현할 수 있는지 보다 면밀한 과학적 검토가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 항로에서의 충돌 및 좌초 등의 위험도를 확률적 기법으로 평가하는 IWRAP Mk2(IALA 공식 추천 평가모델) 모델로 항로 위험도를 체계적으로 평가하고, 동일 해역에서 해상교통혼잡도 모델로 해상교통혼잡도를 평가하여 항로 위험도와 해상교통혼잡도의 연관성을 분석하였다. 분석 결과, $R^2$이 0.943인 선형함수가 도출되었으며, 유의수준에서도 유의성이 있는 것으로 분석되었다. 또한 Pearson 상관계수가 0.971로 높게 나타나 강한 정적 상관관계를 보였다. 이처럼 각각의 수학모델의 공통적인 입력 변수의 영향으로 항로 위험도와 해상교통혼잡도는 강한 연관성을 가지는 것으로 확인되었다. 이러한 연구 결과를 기반으로 항로 위험도를 예측할 수 있는 평가 기법이 고도화될 수 있는 모델 개발을 위한 응용 자료로 활용되기를 기대한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1753-1763
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• 2013

본해상교량 프로젝트의 설계단계에서 선박충돌 문제는 주로 교량 하부구조의 단면 결정에 관여하게 되며, 위험도 평가와 충돌 시뮬레이션 등을 통해 설계를 수행하게 된다. 선박의 충돌위험은 다양한 확률모델에 의해 평가되며 대체로 AASHTO Guide(2009)의 Method II와 유사하다. 그러나 해당기준에서 사용되는 일부 요소는 내륙수로에 국한되어 있거나 지역적인 요인이 강하여 설계자의 판단이 요구되므로 관련 기준이나 연구결과 등을 참고하여 결정해야 한다. 본 연구에서는 2010년 선박운항데이터를 사용하여 인천대교에 대한 위험도평가를 수행하고 기존 하부구조 및 방호구조물에 대한 위험도 및 내충돌 성능을 검토하였다. 그리고 AASHTO Guide의 Method II를 기준으로 하여 위험도평가에 필요한 요소들의 추정 방법과 적용 사례, 관련 연구결과에 대한 고찰을 수행하였다. 이로부터 위험도평가에 필요한 요소들의 적절한 가변영역을 정의하고 해당 구간에 대한 민감도 분석을 수행하였으며 설계단계에서 설계자가 주의하여 적용해야 하거나 지역적인 데이터의 직접 분석이 필요한 요소들이 확인되었다. 이번 연구는 해상교량에 대한 선박충돌을 고려한 설계시 위험도 분석과 관련하여 기본적인 참고자료가 될 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권4호
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• pp.250-255
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• 2019

본 연구는 유선, 어선 등이 관제대상으로 확대됨에 따라 해당 선박이 VTS(Vessel Traffic Service) 관제사에게 미치는 충돌사고 위험도를 분석하는 데 목적이 있다. 이를 위해 VTS 관제사를 대상으로 설문을 하고 소형선박의 범위를 정하여 부산 VTS 관제 구역을 항해하는 일반상선과 소형선박의 침로 등을 3일간 조사하였다. 이를 VTS 관제사 관점에서의 충돌위험 평가모델(CoRI)로 위험도를 구한 결과, 침로 편차에 따른 위험도의 증가 감소 패턴은 비슷하였고, 최댓값과 최솟값은 큰 차이가 없었다. 또한 대부분 VTS 관제사는 선박근접상황에 대해 안전하게 관제할 수 있는 최소 시간으로 3분이 필요하다 응답하였는데, 소형선박의 충돌위험도는 3분의 시간 동안 매우 급격하게 위험도 변화를 보여 VTS 관제사의 업무량 증가와 집중도 저하 우려가 있다고 판단된다. 본 연구는 소형선박의 관제대상 포함 여부가 VTS 관제사에게 미치는 영향을 충돌위험도로 검토한 것으로, 향후 다양한 사례를 통한 CoRI 모델의 각 지수에 대한 분석과 검증을 통해 관제 대상 선박의 적절한 범위 설정을 위한 방안 마련에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권1호
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• pp.8-14
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• 2002

해난사고에 있어 어선의 사고율은 높은 비율을 차지한다. 특히, 소형어선의 사고율이 가장 높아, 이러한 사고를 예방할 수 있는 기술들이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 충돌회피를 위한 자동제어를 두 가지 과정으로 구성하고 있다. 하나는 퍼지추론을 이용한 위험도의 추론이며 나머지는 첫 번째 과정에서 계산된 위험도를 토대로 선박을 조종하는 과정이다. 위험도를 평가하기 위해서 선박의 위치와 충돌예상시점에 의한 정보(DCPA and TCPA)를 이용하였다. 이 방법의 실효성을 검증하기 위해 어선의 충돌회피운동을 MMG 수학모델에 의해 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과는 선박의 충돌회피에 유효함을 알아다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.85-86
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• 2020

자율운항선박을 위한 충돌회피 알고리즘은 여러 연구자들을 통해 다양한 방식으로 개발되고 있다. 본 연구에서는 한국 연안 지역 특성 및 선박운항자의 의식을 기반으로 한 해상교통위험도 평가 모델인 PARK Model을 적용하여 충돌회피 알고리즘을 개발하였다. 이렇게 개발된 충돌회피 알고리즘은 자율운항선박과 사람이 동시에 항해하는 과도기에 선박운항자의 의식을 반영한 충돌회피를 수행하여 다른 선박운항자들에게 이질감 및 부담감을 주지않을 것으로 사료된다. 본 연구의 충돌회피 알고리즘은 PARK Model 위험도를 기반으로 COLREGS 규정을 반영하여 회피동작을 수행하며, 여러 규모의 선박을 대상으로 마주치는 상황, 횡단하는 상황, 추월하는 상황과 이들이 복합적으로 발생하는 상황에 대한 시뮬레이션 결과 모두 충돌을 회피할 수 있었다. 또한, 과거 AIS Data를 이용한 실해역 시뮬레이션 실험에서도 충돌회피를 수행하여 본 충돌회피 알고리즘의 성능을 검증하였다.