미래 해상 환경 변화에 맞춰 해상 항로표지가 다양한 분야에 걸쳐 활용되며 쓰임이 증대되고 있다. 해상 항로표지는 항행하는 선박의 위치, 방향 및 장애물의 위치를 알려주는 항행보조시설로, 현재는 단순히 선박의 안전 항해를 도울 뿐 아니라, 여러 센서와 카메라를 탑재하여 해양 기상환경을 파악하고 기록하는 수단으로 변모하고 있다. 하지만 주로 선박과의 충돌로 인해 소실되며 특히 해무로 인한 관측 시야 저하로 안전사고가 발생한다. 해무 유입은 항만, 해상교통 등에 위험을 초래하고 시간과 지역에 따라 발생 가능성의 차이가 커 예측이 쉽지 않다. 또한, 전 해역에 분포되어있는 항로표지의 특성상 개별 관리가 어렵다. 이를 해결하고자 본 논문에서는 항로표지에 설치된 카메라에서 촬영한 영상으로 해무 강도를 측정하는 방안을 통하여 해양 기상환경을 파악해 보완하고 날씨로 인한 항로표지 안전사고를 해결하는 것을 목적으로 한다. 설치가 어렵고 높은 비용이 드는 광학 및 온도 센서 대신 항로표지에 설치된 카메라의 일반 영상을 사용하여 해무 강도를 측정한다. 덧붙여 다양한 해역에서의 실시간 해무 파악을 위한 선행 연구로, 안개 모델(Haze Model), Dark Channel Prior(DCP)를 이용해 해무 강도 측정 기준을 제시한다. DCP를 적용한 영상에서 특정 픽셀값의 문턱값(Threshold value)을 설정하고, 이를 기준으로 전체 영상에서 해무가 존재하지 않는 픽셀의 수를 통해 해무 강도를 추정한다. 합성 해무 데이터셋과 실제 해무 동영상을 캡처해 만든 실제 해무 데이터셋으로 해무 강도 측정 여부를 검증했다.
본 논문은 최대전력추종 태양광 충전법을 적용한 LED 동기점멸등 제어시스템 설계 및 구현을 목표로 한다. 즉, 선박의 야간 안전항해를 돕기 위한 항로표지인 등부표에 장착되는 LED 동기점멸등의 구동제어 시스템, 최대전력추종 방식의 전류제어 벅 컨버터를 적용한 배터리 충전시스템의 설계 및 구현, 그리고 그 특성파악에 대해 중점적으로 다룬다. 시스템에 적용한 태양광 모듈의 모델링 및 MATLAB 시뮬레이션을 통해 추출한 태양전지 파라미터를 충전회로 시스템에 적용하여 최대전력추종 태양광 충전시스템을 설계하였다. 따라서, 본 논문에서는 원칩 마이크로컨트롤러를 사용하여 최대전력추종(MPPT) 태양광 충전제어시스템과 GPS활용 LED 동기점멸등 구동제어시스템을 구현하여, 그 특성파악을 통한 실시스템 적용가능성을 확인하였다.
전 세계는 국제 시장의 개방화로 인하여 해상을 통한 수${\cdot}$출입 컨테이너 화물량이 크게 증가하고 있다. 이에 선박이 항해 중 가장 중요한 것은 자선의 위치를 정확히 파악하여 안전하고 경제적인 항로를 이용하여 효과적으로 운항을 도모하는 것이다. 따라서 본 논문에서는 선박의 안전한 운항을 도모하기 위해서 항만, 연${\cdot}$근해에 설치되어 있는 무인등대의 효율적인 관리를 위한 자동 점멸 시스템의 설계에 관한 연구이다. 본 시스템은 GPS를 통한 일출과 일몰 시간의 동기화와 다른 해양 환경 조건을 고려하여 광센서와 습도센서를 추가 이용하여 무인 등대의 자동 점멸 시스템을 설계 및 구축한다.
dLoran과 ASF 데이터 맵 그리고 로란 데이터 채널은 eLoran 시스템의 중요한 3 요소이다. dLoran은 eLoran 기술의 핵심 기술로 ASF 보정을 통해 항법 정확도를 향상시키는 기술이다. 이러한 dLoran 보정을 통해 항만 접안(HEA)시에 8~20 m 정확도의 항법 성능을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 로란 9930M 체인 중에 주국인 포항 송신국의 신호를 이용하여 dLoran 측정을 하였다. 영일만 해상을 대상으로 dLoran 기준국을 포항 호미곶 표지관리소에 설치하고 시험용 수신기를 흥환 해수욕장에 설치하여 dLoran 측정의 유효성을 평가하였다. 그 결과 표지관리소 dLoran 기준국의 TOA 측정 데이터와 흥환 시험국의 이용자 수신기 TOA 측정 데이터의 하루 동안의 차분 데이터는 약 10~30 ns (거리오차: 3~9 m) 이내로 일치하고 있어서 이 dLoran 측정 데이터로 이용자의 ASF 측정값을 보정하면 eLoran의 항만 접안에서의 항법 정확도를 만족할 수 있다.
해상에서 조난신호를 발사할 수 있는 장비는 전 세계해상 조난 및 안전제도(Global Maritime Distress Safety System) 해역의 구분에 따라 A1 해역은 초단파(Very High Frequency) 그리고 레이더 트랜스 폰더(SART), A2 해역은 중 단파대(MF/HF Radio Equipment)무선통신장비, A3 해역은 INMARSAT 그리고 A4 해역은 비상위치지시용 무선표지설비(Emergency Position Indicating Radio Beacon) 등으로 구분할 수 있으며, 조난을 수신할 수 있는 무선국은 해양경비안전본부 소속의 구난무선국, 경비함정, 상황센터, 해상교통관제센터 등으로 분산되어져 각각 운영하고 있다. 이로 인해 조난의 중복수신, 통계의 부정확, 다수의 컨트롤 타워 등의 문제점이 상존해 있는 실정이다. 아울러 현재 해양경비안전본부 주관으로 전국 5개 구난무선국을 하나의 국제안전통신센터로 구축하기 위해서 추진 중에 있다. 기존 5개 구난무선국을 하나의 국제안전통신센터로 구축하는 것은 향후 국가간 정보연계 측면에서는 효율적이나 실제 해양사고 발생 시 효율적으로 대응하기에는 다소 애로점을 안고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서 실제 해양사고 발생시 가장 신속하게 대응할 수 있는 체계를 제안하고자 한다.
능동 레이더 반사기는 지금까지는 특히 비행물체와 미사일의 레이더 유효 반사 면적을 효과적으로 증가시키기 위한 군사적 응용에만 사용이 제한되어져 왔기 때문에 그다지 친숙한 용어는 아니다. 레이더 트랜스폰더의 가장 잘 알려진 응용은 군용의 피아 식별 장치 (IFF ; Identification Friend or Foe)와 이것의 민간 항공부문이고, 항공 교통 관제(An , hir Traffic Control)를 위한 2차 감시 레이더(SSR : Second Surveillance Radar), 그리고 보다 최근에는 전 세계 해상 조난 및 안전 제도(GMDSS ; Global Maritime Distress and Safety System)의 수색 구조용 트랜스폰더(SART ; Search And Rescue Transponder)등이 있다. 최근 연안이나 대양에서의 해난사고가 빈번히 발생되고 있으므로, 이로 인한 해양오염이 심각한 실정이다. 이제는 전통적인 항해표지 및 시설로써 해상교통의 안전을 유지하기에는 충분치 못하며, 새로운 개념과 구조가 적용되어야만 한다. 따라서 본 연구에서는 개선된 구조를 가진 능동 레이더 반사기를 제안하고 제작하였다. 제작된 시스템은 기존의 시설에 비해 높은 성능 향상을 보인다.
한국의 등대는 1903년 6월 팔미도에서 점등된 것을 기점으로 지난 2003년에 건립 100주년을 맞이하였다. 등대는 본래 천혜의 자연조건 속에 입지해 있고, 바다와 관련된 시적 감흥을 간직하고 있으며, 태양에너지 등을 동력원으로 하는 친환경적인 건측시설이다. 이처럼 등대는 그 잠재석 가치와 개발 가능성이 높은 시설이다. 그 가운데 적절하게 개발된 유인등대는 이제 전통적인 기능과 역할에 충실한 항로표지일 뿐만 아니라 온 국민이 향유하고 체험하는 새로운 사설이자 공간이 되였다. 따라서 유인등대를 친수공간으로 개발할 경우 보다 체계적이고 미래지향적인 건축사설, 운영프로그램 그리고 관련제도 등이 수반되어야 할 것이다. 본 연구는 해양수산부의 친수공간개발사업이 실시된 이래 전국의 유인등대가 보다 더 적절하게 활용되기 위해 다각도로 검토되어야 할 논제들을 밝히고자 의도하였다.
IMO 항해안전위원회에서는 능동형 레이더 반사기(Radar Target Enhancer : RTE)를 소형선박에 적용하는 문제를 검토중에 있다. 이에 따라 국내에서도 RTE 개발의 타당성과 이용에 대한 사전검토가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 외국에서 보고된 RTE에 대한 실험자료를 토대로 하여 RTE가 가지는 몇가지 중요한 기술적인 문제점들을 분석$\cdot$요약하고, 향후 RTE를 소형선박 뿐만 아니라 항로표지에 설치하고자 할 때, 그 해결방안을 사전검토하고자 한다. 또한 IMO 항해안전 소위원회의 의제를 토의할 때 RTE가 가지는 문제점들을 명확히 이해하여 반영할 수 있도록 함과 동시에 국내에서 RTE를 개발하고자 할 때 중점 연구대상 항목을 제공하는데 그 목적이 있다.
해양 분야에서 "e-Navigation"의 개념이 2005년 처음 소개된 이후, 최근 2~3년 전부터 국제해사기구(IMO)와 항로표지협회(IALA)에서 이행전략과 기술 표준화가 급속히 추진되고 있다. 특히 해상교통관제시스템(VTS : Vessel Traffic Service)은 항행지원정보교류가 가능한 육상국으로서 선박 통항의 안전과 효율성을 증진시키고 환경을 보호하는 e-Navigation의 핵심적 시스템으로 인식되고 있다. 최근 IALA VTS Committee에서는 출항에서 도착항까지 항행지원을 위하여 VTS 시스템간 정보 교류(IVEF:Inter-VTS Data Exchange Format)에 대한 요청으로 표준화가 진행되고 있다. 그러나 이러한 해상의 실시간 선박 교통흐름 정보는 국가적으로도 보안에 민감한 정보로서, 테러 등 역기능에 대한 우려가 있어, 안전한 정보교환은 필수적인 요소이다. 따라서 본 논문에서는 상호연동을 위한 보안 프로토콜을 설계하고 안전한 데이터 전송을 위한 보안 구조를 제시하고자 한다.
한국의 등대는 지난 2003년에 건립 100주년을 맞이하였다. 등대는 본래 천혜의 자연조건 속에 입지해 있고, 바다와 관련된 시적 감흥을 간직하고 있으며, 태양에너지 등을 동력원으로 하는 친환경적인 건축시설이다. 이처럼 등대는 그 잠재적 가치와 개발 가능성이 높은 시설이다. 그 가운데 적절하게 개발된 유인등대는 이제 전통적인 기능과 역할에 충실한 항로표지일 뿐만 아니라 온 국민이 향유하고 체험하는 새로운 시설이자 공간이 되었다. 제주지방해양수산청은 지난 몇 년간의 노력을 통하여 제주도의 유인등대를 적절하게 해양문화공간으로 개발함으로써 해양문화에 대한 인식을 높이고, 지역관광에 공헌을 하여왔다. 본 연구는 해양수산부의 친수공간개발산업이 실시된 이래 제주도의 유인등대가 보다 더 적절하게 활용되기 위해 다각도로 검토되어야 할 논제들을 밝히고자 의도하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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