• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.308-309
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• 2022

The Ministry of Oceans and Fisheries is providing maritime safety services using combine limited artificial intelligence technologies through the operation of the Korean e-Navigation service, and research is needed to improve reliability and quality to secure the competitiveness of the system. However, linking real-time operating systems requires a separate system configuration that can be linked after processing personal information security with minimal performance impact. To solve this problem, this study will make a basic design of a big-data maritime information gateway system of the Korean e-Navigation service that minimizes the impact of performance and reflects the security of personal information.

• Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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• v.46 no.3
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• pp.186-197
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• 2023

In this study, we focus on the improvement of data quality transmitted from a weather buoy that guides a route of ships. The buoy has an Internet-of-Thing (IoT) including sensors to collect meteorological data and the buoy's status, and it also has a wireless communication device to send them to the central database in a ground control center and ships nearby. The time interval of data collected by the sensor is irregular, and fault data is often detected. Therefore, this study provides a framework to improve data quality using machine learning models. The normal data pattern is trained by machine learning models, and the trained models detect the fault data from the collected data set of the sensor and adjust them. For determining fault data, interquartile range (IQR) removes the value outside the outlier, and an NGBoost algorithm removes the data above the upper bound and below the lower bound. The removed data is interpolated using NGBoost or long-short term memory (LSTM) algorithm. The performance of the suggested process is evaluated by actual weather buoy data from Korea to improve the quality of 'AIR_TEMPERATURE' data by using other data from the same buoy. The performance of our proposed framework has been validated through computational experiments based on real-world data, confirming its suitability for practical applications in real-world scenarios.

• 선박안전기술공단연구보고서
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• s.4
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• pp.1-108
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• 2007

2007. 7. 23 IMO의 NAV(항해안전전문위원회)53차 회의에서는 e-Navigation을 해상에서의 안전, 보안, 해양환경보호를 목적으로 전자적인 수단에 의해 선박과 육상에서 해양정보를 수집, 교환, 표시함으로써 항구와 항구간의 항해 및 관련된 서비스를 향상시키는 것으로 정의하고 있다.2005년 11월 영국의 교통부 장관 Stephen 박사는 Royal Institute ofNavigation에서의 연설에서 해상안전과 환경보호를 위하여 선박의 항해를 감시하는 관제소 및 항행하는 선박에 유용하고 정확한 정보가 더 많이 필요함을 역설하였다. 그리고 첨단 기술에 의해 자동화된 항공 항법분야를 예로들면서, 선박의 항법 분야도 항해와 관련된 모든 시설 및 작업을 전자적 수단으로 대체하는 개념인 e-Navigation으로 전환되어야 하며 영국은 이에 필요한 작업을 주도하겠다는 의견을 피력하였다. Stephen은 e-Navigation 도입으로 얻을 수 있는 이익으로 첫째, 항해 실수로 인한 사고 확률저감, 둘째,사고 발생 시 인명 구조 및 피해 확산을 위한 효율적 대응, 셋째, 전통적인항해시설 설치 불필요로 인한 비용 저감, 넷째 선박입출항 수속의 간편화 및항로의 효율적 운용으로 인한 상업적 이익 등을 들었다. 반면에e-Navigation 체계로 전환 시 예상되는 장애로는 첫째, 체계 구축을 위한 비용(특히 개발도상국가들의 경우 어려움 예상), 둘째, e-Navigation의 성과 달성을 위하여 세계 전 해역의 모든 선박이 e-Navigation 체계에 동참하도록유도하는 문제, 셋째, 전자해도 표시 및 선교 장비들에 대한 표준화 문제, 넷째, 육상에 설치할 e-Navigation 센터의 설계 및 구축 등을 꼽았다.IMO는 2005년 81차 MSC(해사안전위원회) 회의에서 영국이 일본, 마샬아일랜드, 네덜란드, 노르웨이, 싱가포르, 미국과 공동으로 제안한 ‘e-Navigation전략 개발’ 의제를 2006년 82차 MSC 회의에서 채택하고, NAV(항해 전문위원회)를 통하여 2008년까지 e-Navigation의 구체적 개념을 정립하고 향후 개발하여야 할 전략적 비전과 정책을 수립하기로 하였다. 이어서 영국을 의장으로 e-Navigation 전략개발 통신작업반이 구성되었는데, 지난 년간 19개국, 16개 전문기관이 참여하여 아래의 작업이 수행되었다. ○ e-Navigation 개념의 정의와 목적 ○ e-Navigation에 대한 핵심 이슈 및 우선 순위 식별 ○ e-Navigation 개발에 따른 이점과 단점의 식별 ○ IMO 및 회원국 등의 역할 식별 ○ 이행계획을 포함한 추가 개발을 위한 작업계획의 작성 IMO에서 수행되고 있는 e-Navigation 전략 개발 의제 일정은 2008년까지이다. 이 전략 개발에 있어서 중요한 요소는 e-Navigation이 포함할 서비스범위, 포함하는 서비스 제공에 필요한 인프라 및 장비의 식별, 인프라 구축및 운용비용을 부담할 주체에 대한 논의, e-Navigation으로 인한 이익과 투자비용에 대한 비교 분석 등이다. 이 과정에서 정부, 선주, 항만운영자, 선원등의 입장 차이와 선진국과 개발도상국 간의 경제 수준 차이는 전략 개발에있어 큰 어려움을 줄 것이므로, 이들이 합의된 전략을 만들기 위해서는 예정된 기간보다 다소 늦어질 가능성도 있다.e-Navigation 전략 개발이 완료되면 1단계로는 해상교통 관제시스템, 선박선교 장비, 무선 통신장비 등에 대한 표준화 작업이 이루어질 것이다. 이 과정에서 각국 간에 자국 보유 기술을 표준화시키기 위한 경쟁이 치열할 것으로 예상된다. 2단계에서는 e-Navigation 체계 하에서의 다양하고 풍부한 서비스 제공을 위한 관련 소프트웨어 및 하드웨어의 개발이 이루어질 것으로전망되는데, 이는 지난 10년간 육상에서 인터넷망 설치 후 이루어진 관련 서비스 산업의 발전을 돌아보면 쉽게 짐작할 수 있을 것이다.e-Navigation 체계 하에서 선박의 항해는 현재와는 전혀 다른 패러다임으로 바뀔 것이다. 예를 들어 현재 입출항 시 요구되던 복잡한 절차는one-stop 쇼핑 형태로 단순화되고, 현재 선박 중심의 항해에서 육상e-Navigation 센터가 적극적으로 관여하는 항해 체계로 바뀔 것이며, 해상정보의 공유와 활용이 무선 인터넷을 통해 보다 광범위하게 이루어질 것이 다.e-Navigation의 잠재적 시장 규모는 선박에 새로이 탑재될 지능형 통합 항법시스템 구축과 육상 모니터링 및 지원 시스템 등 직접 시장이 약 50조원,전자해도, 통신장비, 관련 서비스 컨텐츠 등 간접 시장의 규모가 150조원으로 총 200조원으로 대략 추산하고 있다. 향후 이 거대한 시장을 차지하기 위한 전략 수립이 필요한 시점이다. 지금까지 항해 장비 관련 산업은 선진국의일부 업체들에 의해 독점되어 왔다. 우리나라는 조선과 해운에서 모두 선진국임에도 불구하고 이 분야에서는 대부분 수입에 의존해 왔다. e-Navigation체계 하에서는 전체 시장이 커지고 장비의 사양이 표준화됨에 따라 어느 소수 업체가 현재처럼 독점하기는 더 이상 어려울 것으로 예상된다. 따라서e-Navigation은 우리나라도 항해 장비 분야 시장을 차지할 수 있는 좋은 기회라고 할 수 있다. 특히 조선 1위의 장점을 적극 활용한다면 다른 나라보다우위의 경쟁력을 확보할 수도 있다. 또한, 서비스 분야의 시장은 IT 기술과밀접한 관계가 있으므로 IT 강국인 우리나라가 충분한 경쟁력을 갖고 있다고 할 수 있다.그러나, EU를 비롯한 선진국에서는 이미 e-Navigation 에 대비한 연구를10여년 전부터 수행해 왔다. 앞에서 언급한 EU의 MarNIS 사업은 현재 거의마무리 단계로 당장 실용화 할 수 있는 수준에 있는 것으로 보인다. 늦었지만 우리도 이를 따라잡기 위한 연구를 서둘러야 할 것이다. 국내에서도e-Navigation의 중요성을 깊이 인식하고, 2006년에는 관련 산학연 전문가들로 작업반을 구성하여 워크숍 등을 개최한 바 있다. 또한 해양수산부에서도e-Navigation 핵심기술 개발을 위한 연구사업을 기획 추진하고 있다.그러나 현재 항해통신장비들의 기술기준은 ITU의 전파규칙(RR)과 IMO결의 및 SOLAS 협약을 따르고 있는데 이들 규약이나 결의에 대한 국제적인 추이와 비교할 때 국내의 기술은 표준화되지 못한 부분이 많은 실정이다.본 연구에서는 e-Navigation sytem중 표준화가 필요한 요소와 전자해도,AIS 등 e-Navigation(통합전자항법시스템)관련 국내산업현황 실태조사를 통해 국내 e-Navigation기술개발 동향에 대해 조사하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.11a
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• pp.154-155
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• 2011

2010년 천리안위성의 성공적인 발사에 따라 인공위성의 활용에 대한 기대가 커지고 있다. 천리안 해양관측위성(GOCI)이외에 아리랑 2호가 현재 운용중인 우리나라 위성들이다. 가까운 시기에 아리랑 5호(2011년 말), 아리랑 3호(2012년), 아리랑 3A호(2013년)가 발사될 예정이다. 즉, 해양적용을 위한 위성환경은 이제부터 준비되고 있다고 볼 수 있다. 대외적으로 보면, 인공위성 자원은 아주 많다. 문제는 이와 같은 자원을 어떻게 활용할 것인가 인데 이의 활용 기술 개발적 측면에서는 많이 소홀한 것이 사실이다. 전세계적으로 이 시스템 개발을 위한 치열한 경쟁이 진행 중에 있다. 이미 소말리아 주변 감시체계는 많은 부분을 위성에 의지하고 있다. 우리나라에서 최초로 위성활용 가능성을 보여준 사건이 허베이스피리트호 원유유출 사고이다. 이 사고는 2007년 12월7일 아침 7시6분경 서해안 만리포 북서쪽 10km 해상에서 크레인을 적재한 1만1800t급 바지선이 정박 중인 홍콩 선적 유조선 허베이 스피리트호(14만6000t급)와 부딪치면서 발생했다. 이와 같은 기름 유출 사고의 경우, 유출 범위를 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 거의 준비된 상태가 아님에도 불구하고 12월 8일 아침 최초로 유출된 기름을 모습을 보여주는 위성이미지(광학위성)가 얻어졌다. 하지만 이와 같은 자료가 관련 전문가가 이용할 수 있기까지 많은 시간이 소용되었고, 이 정보를 전달할 수 있는 방법도 없었다. 사실 단순한 이미지가 아니라 지리정보체계를 가진 오염정보를 제공할 방법도 준비도 되어 있지 못한 상황이었다. 본 발표를 통하여, 허베이스피리트호 사고뿐만 아니라, 2011년 6월부터 수개월간 지속된 발해만 오염사고 적용 등 다양한 사례 소개를 하고, 이를 기반으로 해양경찰청에서 업무활용을 위한 방안을 제시한다. 먼저, 해경청의 주요 임무인, 경비, 수색구조, 오염대응 분야별로 현황 분석을 수행하였다. 또한 국외사례에 대한 조사를 한 후, 최종 인공위성 원격탐사기술의 해경청 도입방안에 대한 설계를 실시하였다. 국제적으로 인공위성을 이용한 해양 경비, 수색구조, 오염 모니터링기술 개발이 이루어지고 있으며, 유럽 국가는 시범도입을 진행 중에 있다. 유럽해사안전국(EMSA)은 해양경비 및 수색구조를 위한 선박통항 및 보고 서비스와 오염대비대응(Pollution Preparedness and Response, PPR) 위성 서비스를 회원국에 제공하고 있다. 해양경찰청 임무 수행뿐만 아니라, 해양영토 관리적 측면에서 첨단 위성장비 활용, 선진국형 해상경비 패러다임의 전환 필요성이 크다고 할 수 있다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.42 no.6
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• pp.478-485
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• 2018

Aids to Navigation (AtoN) is one of the marine traffic safety facilities that promotes the safety of maritime traffic and enhance ship's operational efficiency. However, functional failure of AtoN due to ship's collision or bad weather conditions leads to inconvenience or navigational risk to various users such as the ship operators. For insstance, the largest container port in Korea, Busan Port has experienced a total of 400 AtoN accidents in the past 12 years (2006-2017).Therefore, an average of 20.6 days of recovery time is required, which increases the maritime safety anxiety for AtoN users. is the objective of this study was to present the quantitative support of the users for the prevention of AtoN accidents and the improvement of the feasibility of implementing more efficient management in Korea. A survey was conducted on the users of Busan port areas to investigate general perception of AtoN in general and the accidents that have happened, and to estimate the economic value of navigational risk reduction by implementing effective AtoN management measure. Using the representative non-market valuation method for environmental or public goods known as contingent valuation method (CVM), the economic value granted to users for the AtoN services in Busan port was estimated to at least 16 billion won. Therefore, these finding could be used by AtoN managers and/or policy makers as a valuable data to identify the users' need of various AtoN services including Busan Port and to establish and implement more efficient management plan.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.22 no.2
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• pp.50-64
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• 2019

According to the Maritime Safety Act, there are all 34 routes including 5 traffic safety zones, 3 traffic separation schemes, 26 routes designated by regional maritime affairs departments in the Republic of Korea. In the SOLAS convention, the route information should be is effectively used for the safe navigation. However, the route information is complicatedly composed of the location of the route, the navigation rule by each route, the restriction of the navigation, and the anchorages. Moreover, the present method of providing information using the navigational chart and other publications is not effective for users to grasp the navigational information. Therefore, it was conducted to study the design of the S-100 based routing information data model developed by the International Hydrographic Organization to find ways to more effectively provide route information. To do this, the analysis of route requirement, selection of items, encoding test and users' review were carried out. Through expert user review, it was evaluated that the study on the design of the route information data model can be utilized as a good basic data for the route information integration service. Future research on the development of route information data models is expected to provide integrated route information services.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.200-201
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• 2023

Digital twin technology is used in various fields as a method of creating a virtual world to minimize the cost of solving problems in the real world, and is also actively used in the maritime field, such as large-scale systems such as ships and offshore plants. In this paper, we tried to build a digital twin of coastal waters using a ship-handling simulator. The digital twin of the coastal waters developed in this way can be used to safely manage Korea's coastal waters, where maritime traffic is complicated, by providing a actual maritime traffic data. It can be usefully used to develop and advance technologies related to maritime autonomous surface ships and intelligent maritime traffic information services in coastal waters. In addition, it can be used as a 3D-based monitoring equipment for areas where physical monitoring is difficult but real-time maritime traffic monitoring is necessary, and can provide functions to safely manage maritime traffic situations such as aerial views of ports/control areas, bridge views/blind sector views of ships in operation.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.202-203
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• 2023

The Ministry of Oceans and Fisheries is providing maritime safety services through the operation of the Korean e-Navigation service, and research is continuously needed to improve reliability and quality to secure the competitiveness of the system. In order to secure such competitiveness, we presented the basic design for the big-data maritime information gateway system for minimizes thereal-time operation impact of the Korean e-Navigation service, and a theoretical hardware structure diagram including pseudonymization procedures to implement the overall system and solve privacy security issues. However, the proposed structure diagram and design include only the overall concept, to link real-time maritime information, required detailed privacy security method to satisfy the Privacy Act of the Republic of Korea. To solve this problem, this study will identify factors to violate the Privacy Act within the real-time maritime information(privacy of shipowner, shipping company, captain, navigator, fisherman, etc.) linked by the big-data maritime information gateway system, and research the method to link the secured information to other institutions by encrypting identified the factors.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.04a
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• pp.135-138
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• 2010

IMO adopt the revision of SOLAS convention on requirement systems for ECDIS and considered an ECDIS as the major system for E-Navigation strategy on marine transportation safety and environment protection. ENC(Electronic Navigational Chart) as base map of ECDIS is considered as a principal information infrastructure that is essential for navigation tasks. But ENCs are not easy to utilize because they are encoded according to ISO/IEC 8211 file format, and ENCs is required to utilize in parts of Marine GIS and various marine application because they are used for navigational purpose mainly. Meanwhile Google earth is satellite map that Google company service, is utilized in all kinds of industry generally providing local information including satellite image, map, topography, 3D building information, etc. In this paper, we developed KML conversion technology for ENC application. details of development contents consist of ENC loading module and KML conversion module. Also, we applied this conversion technology to Korea ENC and evaluated the results.

• Journal of KIISE:Information Networking
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• v.35 no.6
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• pp.521-528
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• 2008

Such conventional maritime communication technologies as radio have short some comings in their transmission quality. It can be overcome by wireless channels provided by satellites such as INMARSAT, which nevertheless suffer from the high costs. In this paper, we propose a novel technology resolving the above problems, featuring in the establishment of maritime communication networks with multi-hop structures. The inter vessel and ship-to- shore networks previously modeled after MANET are remodeled by SANET (Ship Ad Hoc Networks) in the present work. Fan-shaped Search Zone Routing (FSR) protocol also is presented, which utilizes not only static geographical information including the locations of ports and the navigations of courses but also the unique characteristics of ships in terms of mobile nodes. The FSR finds the fan-shaped search zone on which the shortest path is located. The performance of LAR protocol is compared with that of FSR in several ways. First, FSR does not make use of a type of control packets as beaconing data, resulting in a full utilization of the bandwidth of the wireless channels. Second, the delivery rate by the FSR is 100% for the fan-shaped search zone includes at least one route between source and destination nodes on its border line, where as that of LAR has been turned out to be 64%. Third, the optimality of routes searched by the FSR is on a 97% level. Of all, the FSR shows a better performance than LAR by about 50%.