• 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 2017년도 추계학술대회
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• pp.124-127
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• 2017

선박에서 배출되는 환경오염 물질 및 온실가스에 대한 규제가 강화됨에 따라, 환경오염 물질 및 온실가스의 배출과 직접적으로 관련있는 연료 소모량을 줄이려는 다양한 연구가 진행되고 있다. 연료 소모량을 줄이기 위한 방안 중 하나는 환경 및 기상 예보를 이용하여 연료가 가장 적게 소모되는 항로를 찾는 것이다. 기존 연구에서는 연료 소모량을 주된 목적함수로 최소화 하되, 도착 시간에 대한 조건을 평가하기 위해 도착 시간의 기댓값을 계산하고 추가적인 목적함수로 고려하는 경우가 많았다. 그러나 선박 운항 예측 시 적용되는 환경 외란 정보는 상당한 불확실성을 포함하고, 이로 인해 발생하는 운항 속도 및 도착 시간에 대한 불확실성도 상당히 클 수 있기 때문에, 도착 시간의 기댓값뿐만 아니라 도착 시간에 대한 불확실성을 기반으로 제한 시간 내에 선박이 도착할 확률을 정량적으로 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용해 도착 시간의 기댓값과 연료 소모량에 대한 Pareto set을 구하되, 환경 외란으로부터 발생하는 도착 시간의 불확실성을 계산하여, 제한 시간 내에 선박이 도착할 확률을 계산하고 이를 항로 최적화 시 적용한다. 제안하는 방법의 유용성을 검증하기 위해 실제 환경에 가까운 맵을 기반으로 부산-도쿄 간의 항로를 최적화하고, 그 결과에 대해 논의한다.

• 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 2022년도 춘계학술대회
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• pp.93-94
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• 2022

스마트 항로표지 서비스를 위한 최적의 데이터 연계 방안은 다양한 연계 기술을 활용하여 스마트항로표지 서비스 확장성, 유연성, 안정성에 있어서 중요한 역할을 한다. 이 연구에서는 다양한 연계 기술을 이용하여 스마트 항로표지 서비스에 최적화된 연계기술을 적용하는 방법을 분석하고 실제 상황에 적용 방안을 연구하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.100-102
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• 2017

선박운항의 안전과 연료 소비의 최소화 운항를 위하여 국내외적으로 최적 항로 서비스에 대한 연구와 상업적인 서비스가 진행되고 있다. 특히, 국내에서는 국제해사기구(IMO)의 "e-Navigation" 정책 추진 이후, 한국정부도 "한국형 e-Navigation 개발 사업"을 진행 중이며, 해당 연구의 일부분으로 안전에 중점을 둔 최적화 항로 서비스를 연구 개발 중이다. 일반적인 항로 추론 방업은 기상, 해상, 해양환경 등의 예측 데이터를 이용하여 선박운항에 영향을 미치는 저항 요소가 적은 위치를 찾아 항로를 추론한다. 이때 사용되는 예측데이터의 해상도에 따라 연산수행 속도와 정확도가 달라진다. 본 연구에서는 항로 추론 연산 속도와 정확도를 고려하여 최적항로를 계산하는 방법에 관한 연구이다. 이를 통해 최적항로의 실시간 최적항로 서비스와 신뢰성을 향상 시킬 수 있을 것으로 판단한다.

• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권2호
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• pp.110-118
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• 2015

Weather routing method is one of the best practices of SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan) for fuel-efficient operation of ship. KR is carrying out a basic research for development of the weather routing algorithm and making a monitoring system by FOC (Fuel Oil Consumption) analysis compared to the reference, which is the great circle route. The added resistances applied global sea/weather data can be calculated using ship data, and the results can be corrected to ship motions. The global sea/weather data such as significant wave height, ocean current and wind data can be used to calculate the added resistances. The reference route in a usual navigation is the great circle route, which is the shortest distance route. The global sea/weather data can be divided into grids, and the nearest grid data from a ship's position can be used to apply a ocean going vessel's sea conditions. Powell method is used as an optimized routing technique to minimize FOC considered sea/weather conditions, and FOC result can be compared with the great circle route result.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.131-134
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• 2002

운항경비의 절감과 같은 경제적 제한과 3D직종 회피현상과 같은 사회적 제한으로 인해 선박의 운항에 소요되는 인원을 최소화하는 요구가 증가되고 있다. 이러한 요구에 부합하기 위해 선박의 자동화 및 지능화기술이 요구된다. 선박의 자동화를 위해서는 GPS와 전자해도에 기반한 지능형 항해시스템의 항로계획이 선행되어야 한다 본 논문에서는 지능형 항해시스템의 자동화된 항로계획을 위해 S-57에 정의되어 있는 좌표쌍을 기반으로한 접점산출기법과 이를 이용한 트리생성 기법, 그리고 생성된 트리구조를 기반으로한 항로산출기법을 제안한다 제안한 항로산출기법의 효율성 검증을 위해 최적화 관점에서 대표적 항로계획 기법인 $A^{*}$ 와 이를 개선한 RPAP 기법과 비교.분석한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.418-424
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• 2005

선박의 안전 운항과 운항 경비의 절감을 위해 선박의 운항 자동화 및 지능화 기술이 요구된다. 선박의 자동화를 위해서는 GPS와 전자해도에 기반한 항해시스템의 항로 계획이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 항해시스템의 자동화된 항로 계획을 위해 장애물의 접점 산출 기법과 이를 이용한 트리 생성 기법, 그리고 생성된 트리 구조를 기반으로 한 항로 산출 기법을 제안한다. 제안한 항로 산출 기법의 효율성 검증을 위해 최적화 관점에서 대표적 항로 계획 기법인 A*기법과 비교$\cdot$분석한다.

• 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.