최근 주 5일제 근무로 인한 여가시간 증가와 국민 소득수준의 향상으로 내수면에서의 레저 활동 및 관광인구가 증가함에 따라 내수면을 운항하는 선박과 레저장비는 지속적으로 증가할 전망이다. 이로 인해 내수면에서의 선박사고와 인명 사고 발생 가능성도 크게 높아지고 있다. 내수면에서 발생하는 선박의 안전사고를 미연에 방지하기 위해서는 선박의 항해정보와 위험상황 경고 및 긴급구조 지원시스템이 요구된다. 본 논문에서는 내수면에서 운항하는 선박 및 승객의 안전 확보를 위하여 현재 보급률이 우수한 스마트폰 기반의 운행도우미 어플리케이션을 개발하였다. 운행도우미 어플리케이션은 화면상에 내수면 전자해도와 자선 정보를 표시하고, 선박 사고 시 관제센터 및 주변 선박과 긴급구조 메시지를 송수신할 수 있는 기능을 지원한다. 이러한 운행도우미 어플리케이션을 구현하기 위해서는 내수면 전자해도의 구축이 필수적이다. 따라서 선박통행량과 거주인구가 가장 많은 한강(영등포, 광진구)일대를 대상으로 멀티빔 수심측량을 통해 수치지형도를 작성하고, 이를 기반으로 전자해도를 제작하였다.
웹과 디지털 라이브러리가 대중화되면서, 사용자들은 이를 정보 조사나 학습 같은 높은 인지부담을 수반하는 작업에 활용하기 시작한다. 그러나 대부분의 검색엔진 및 브라우저는 사용자에게 단순한 질의 기반 검색 및 항해탐색 기능만을 제공하므로 정보를 해석하고 연계하며 통합하는 등의 역할은 사용자에게 전가한다. 본 논문에서는 인간-웹 상호작용을 위한 이단 모델(Two-level M여el)이라고 부르는 개인화된 지식구조를 제안한다. 이 구조는 지식공간과 정보공간으로 구성되어 있으며, 새롭게 지식공간을 구성하고 이를 이용하는 명령(Operation)을 제공한다. 지식 공간은 웹에서 상호작용을 통해 검색된 결과에 대한 개념적인 해석이라고 할 수 있으며, 토픽 및 토픽간의 관계를 통해서 이 지식 공간이 구성된다. 이러한 지식 공간은 정보공간의 정보객체와 연결되어 있어 지식공간으로부터 원하는 정보에 대한 접근이 가능하다. 이 모델에 기반 하여 구현된 시스템을 통해 정보탐색 태스크 중 가장 높은 인지부담을 요구하는 탐험적 검색 환경 아래서의 실험을 수행하여 사용자 인지부담 절감 효과를 확인 할 수 있었으며, 향후 개인의 효과적인 정보 탐색을 위한 가치 있는 메타데이터로서의 활용이 기대된다.
매년 해양에서 많은 사고가 빈번하게 발생하고 불법 조업이 성행하고 있으며, 그 규모와 빈도도 증가하고 있다. 이로 인한 인명이나 재산 피해를 경감시키기 위하여 신속한 원격 감시 수단이 필요하다. 이러한 감시 수단의 효과적인 플랫폼으로써 무인항공기가 주목을 받고 있다. 해양 사고나 불법 조업이 이루어지는 상황에서 주된 감시 대상은 선박이 될 것이다. 이에 본 연구에서는 무인항공기 기반 선박 감시 체계를 제안하고, 무인항공기 센서 데이터를 이용하여 선박 위치를 결정하는 방법을 제시하고자 한다. 제안된 방법에서 먼저 사전에 수행된 시스템 캘리브레이션 결과와 영상 취득 시각에 취득된GPS/INS데이터를 이용해서 개별 영상을 취득한 위치와 자세를 결정한다. 또한, 개별 영상으로부터 선박을 자동 또는 반자동으로 탐지한 후 탐지된 지점들의 절대좌표를 결정한다. 제안된 방법을 200 m, 350 m, 500 m 고도에서 취득된 실측 데이터에 적용한 결과로 각각 4.068 m, 8.916 m, 13.374 m의 정확도로 선박 위치를 결정할 수 있었다. 수로측량의 최소기준에 따라 항해에 덜 중요한 해안선 및 지형 위치 항목에서 200 m 데이터의 선박위치결정 결과는 특등급, 350 m와 500 m 데이터의 결과는 1a등급을 만족한다. 제안된 방법은 다양한 목적의 해양 감시 또는 측량에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단한다.
Today freeway is thought to be a very important transportation facility carrying tremendous traffic flow as the main corridor within the area of between the areas. However freeway is experiencing severe congestion and accidents by increased entrance ramp flow especially at peak time period. Ramp meters on the freeway entrance ramps that supply traffic to the freeway in a measured or appropriately regulated amount are needed for alleviating freeway congestion. Because ramp meters can be operated to discharge traffic at a measured or regulated rate thus maintaining more uniform speed on the mainline section maximizing the throughput to the freeway within the capacity of a downstream bottleneck and reducing the congestion related accidents. Thus the objectives in this study were to analyze the traffic characteristics on the freeway I-94 with ramp metering system before/after ITS technology in Detroit (Michigan) area compare shifts of the traffic characteristics on the freeway I-94 before/after ITS technology and finally suggest a better ramp metering strategy for the freeway system The following results were obtained: i)Flow occupancies and speeds on the mainline merge section of freeway were shown to be a big difference depending on the peak periods areas and directions based on the distribution of traffic flow characteristics on the freeway. ii)Reduced speed was shown to be more than 5 mph and ramp flow was also shown to be more than 240 vph at peak periods if there was the ramp metering system constructed on the freeway. iii)Ramp metering system was shown to be optimally operated on the freeway if ramp flow could be maximized within the range of over 900 vph and reduced occupancy could be also maximized by no more than 2 percent at peak periods. iv)The average flows on the freeway after the ITS technology were shown to be a decrease of over 20% depending on the peak periods areas and directions when compared with those flow on the freeway before the ITS technology. over 20% depending on the peak periods areas and directions when compared with those speeds on the freeway before the ITS technology. vi)The average metering rates on the freeway after the ITS technology were shown to be an increase of over 10% depending on the peak periods areas and directions when compared with those metering rates on the freeway before the ITS technology.
주기억장치 데이터베이스 시스템(MMDBMS)은 디스크가 아닌 주기억장치를 주요 저장 매체로 사용하므로, 고성능이 요구되는 데이터베이스 응용을 효과적으로 지원한다. 최근, 인터넷을 중심으로 고속 데이터 처리와 함께, 보다 향상된 데이터 표현력과 보다 엄격한 데이터 일관성 보장에 대한 요구가 증대되고 있다. MMDBMS에서는 모든 데이터가 주기억장치에 상주하기 때문에, 성능에 대한 오버헤드 없이 그러한 요구를 만족시킬 수 있는 방법을 제공할 수 있다. 이들은 구체적으로 데이터를 처리하기 위한 연산과 참조 무결성과 같은 제약들로 이루어진다. 이들로 구성된 데이터 모델은 MMDBMS에서 데이터베이스의 표현력을 측정하는 중요한 컴포넌트이다. 본 논문에서는 통신 서비스의 제공에 필요한 요구들과 이를 지원하는 데이터 모델에 대해 설명한다. 다루는 주요 이슈들은 1) 포인터를 사용한 테이블간의 관계성 정의, 2) 관계성에 의한 데이터들의 항해, 3) 포인터 연산에 대한 참조 무결성 지원, 4) 죠인시 균일한 처리 시간 보장, 5) 객체지향 특성 지원, 6) 다중 테이블간 인덱스의 공유 등이다. 본 논문에서는 복잡한 응용 환경에서 이러한 이슈들을 지원할 수 있도록 설계한 데이터 모델에 대해 설명한다.
GPS시스템에 대한 측위가능시간과 측위정도를 알기 위하여 1992년 4월 6일${\sim}$10일까지 군산대학교에서 GPS NAVSTAR위성을 관측하고, 그 측위정도를 분석${\cdot}$검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. GPS는 거의 24시간동안 측위가 가능하였으나 $2{\sim}3$회 정도 측위가 불가능한 경우가 있었으며 그 시간은 1일 최대 1시간 정도였다. 또한 위성의 almanac을 이용하여 관측지점에서 관측에 이용할 수 있는 위성과 PDOP(HDOP)를 계산하면 측위가능시각 및 측위정도를 예측할 수 있었다. 2. GPS에 의한 평균측위오차는 $37.9{\sim}73.6m$, 표준편차 $37.4{\sim}133.1m$로서 PDOP(HDOP)값의 크기에 거의 일치하는 경향을 보였고 다른 전파항해계기에 비하여 측위정도가 훨씬 우수하였음을 알 수 있었다. 3. 3차원측위(3D)가 2차원측위(2D)보다 그 측위정도가 좋았으며, 3차원측위에서 고도의 평균측정오차는 $56{\sim}74m$, 표준편차는 $65{\sim}93m$이었다.
Application Specific Messages(ASM)은 다수 선박들의 AIS사용으로 인한 통신 과부하 문제를 해결하기 위해 IMO, ITU, IALA와 같은 국제기구들에 의해 해상에서의 적용이 결정되었다. ASM을 이용한 통신은 기상 정보, 사고보고 및 항해 경고를 포함하여 해양에서 많은 양의 안전 관련 정보를 전송할 수 있다. 특히 ASM통신 시스템은 음성을 통한 선박 간, 선박과 육상 간(4S) VHF통신의 일부를 메시지로 전달이 가능할 것으로 기대된다. 해상의 4S통신에서 중요도가 높은 문장을 표준통신메시지로 선정하여 ASM통신에 이용한다면, 정확하고 신속한 메시지의 송수신이 가능할 것이다. 표준통신메시지의 결정은 사용자의 의견이 적극적으로 반영되어야 하며, 이를 위해 본 연구에서는 57명의 항해사와 50명의 Vessel Traffic Service(VTS) 관제사를 대상으로 설문을 실시하였다. 설문의 결과를 분석하여 해상통신에서 사용빈도가 높은 53개의 표준통신메시지를 제시하였다. 제시된 표준통신메시지는 해상에서 사용되는 주요 문장들에 대한 실제적인 정보이며, ASM을 이용한 통신장비 및 인터페이스 개발을 위한 참고 자료로 이용될 수 있을 것이다.
경로추종 제어는 대양에서 선박의 자율운항을 위한 가장 기본적인 연구 중에 하나로 여겨진다. 본 연구는 선수미방향, 횡방향 및 회두방향으로 외력이 작용하는 경로추종 제어를 다룬다. 가상의 선박에서 발생하는 항로를 자선이 추종하는 문제를 해결하기 위해서 유도 원리와 백스테핑 기법을 활용하였다. 경로추종 제어에서 가장 중요한 기술 중에 하나는 오차 동역학에 관한 것으로서, 이 개념은 선박의 자동 충돌 회피 및 자동 접안 제어 등과 같은 연구 영역에서도 활용이 가능하다. 유도 원리와 오차 변수의 알고리즘은 수치 시뮬레이션을 통해 증명하였다. 그 결과, 회두각의 오차를 제외한 대부분의 오차 변수는 제어기를 통하여 제로 값으로 수렴하였다. 기존에 근거리 통항선박의 간섭력을 고려한 안전통항거리의 값보다 두 선박 간의 경로추종 제어의 트래킹 오차의 값이 더 작은 점이 가장 흥미로운 결과 중에 하나로 여겨진다. 또한 프로펠러, 핀이나 러더와 같은 엑츄에이터의 손상을 줄이기 위해서는 수렴의 성능과 선박의 안전을 절충하여 적합한 제어 파라미터를 결정할 필요가 있다.
항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑관측은 해수면에 후방산란 된 전자기파 이미지를 분석하여 이루어진다. 1분당 42개의 해수면 시계열 이미지로부터 3차원 FFT를 계산하고 변조전달함수(Modulation Transfer Function)를 구하여 파랑정보를 추출한다. 따라서 레이다 파고계로 계측한 유의파고의 정확도는 X-band 레이다 영상의 상태에 따라 결정된다. 2020년 여름 태풍 마이삭과 하이선 내습 시 강릉 안인 해안에 설치된 X-band 레이다 파고계로 관측한 유의파고의 오차가 크게 발생하였다. 이는 태풍 내습 시 급격히 유의파고가 증가하는 한편 강한 강우가 동반되어 X-band 레이다 영상의 품질이 저하되었기 때문이다. 최대 오차 발생 이전까지 많은 강우가 있었음이 확인된다. 본 연구에서는 convolution neural network(CNN)을 이용하여 레이다 이미지로부터 강우 여부를 분류하고 강우여부에 따라 강우시 인공신경망 모델을 적용하여 태풍 시 유의파고 관측 정확도를 향상시켰다. 폭우를 동반한 태풍 시 레이다 자료 특성에 기반하여 인공신경망 유의파고 산출 알고리즘을 개선하고 이를 통해 X-band 레이다 파고계의 정확도를 향상시키는 방법을 제시하였다.
국제해사기구(IMO)에서 선박으로부터 배출되는 온실가스 등 대기오염물질을 감축하기 위해 해운분야 환경규제를 강화하고 있어 전 세계적으로 조선·해운산업의 패러다임이 친환경·고효율 선박으로 전환되고 있다. 우리나라도 친환경선박을 보급하기 위해 2020년부터 친환경선박 보급 확대 정책을 추진하고 있다. 본 논문은 우리정부의 친환경선박 보급정책에 대하여 전문가 12명을 대상으로 설문조사를 실시하고, 계층분석법(AHP)을 활용하여 정책의 중요도를 평가하였다. 분석결과, 6개 중점추진과제 중에서 무탄소 및 저탄소 선박개발을 위한 "미래 친환경선박 세계 선도 기술확보" 정책이 가장 중요한 것으로 나타났다. AHP 분석을 통한 친환경선박 정책의 중요도를 분석한 본 연구는 국제해양환경규제에 선제적으로 대응하고, 우리 해운 및 조선 산업의 보호와 신산업 육성 측면에서 예산 배분 및 정책개발 등 정책 집행의 효율성을 제고할 수 있는 방향 설정을 위한 자료로 활용할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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