어떤 해역의 해상교통혼잡도를 평가하는 데 있어서 단위 시간당 항행 척수인 교통량을 분석하는 것보다 어떤 시간 단면에 존재하는 단위 면적당의 밀집도 분석을 활용하는 것이 합리적일 수 있다. 본 연구에서는 해상교통안전진단 대행기관의 해상교통혼잡도 평가기법을 표준화하고, 선박톤급별 환산교통량 사용으로 인한 평가오차를 최소화하기 위하여 새로운 방안을 찾고자 한다. 이를 해결하기 위해 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)의 통항선박 데이터를 활용하여 항로구간면적 대비 식별된 개개의 통항선박이 갖고 있는 점용영역의 면적을 합산한 값과의 백분율을 해상교통혼잡도로 평가하는 방안을 제시하였다. 새로운 모형에서는 정보통신기술의 획기적인 발달로 인해 실제 데이터 사용이 가능하여 환산 데이터에 의한 오차발생을 줄일 수 있고, 항로구간별 해상교통혼잡도 평가도 가능하게 되었다.
해상작업 모니터링 시스템은 해상에서 수행될 수 있는 국가와 국가간의 광케이블 매설 작업이나 낙도의 전기 공급을 위한 해저의 전선 매설 작업, 천연가스공사의 파이프라인 매설 작업 등 각 종 해상작업에서 사용되는 선박 자동화를 위한 모니터링 시스템이다. 다양한 센서로부터의 입력과 환경 설정을 통해 얻어진 데이터를 가공 처리하고, 전자해도 데이터를 읽어 GPS의 위치정보와 함께 나타낸다. 또한, 작업과 관련한 루트파일의 정보를 오버레이하여 관련 데이터를 처리하며, 무선 네트워크 환경으로 구축된 무선접속장치(AP; Access Point)와 클라이언트 측의 휴대용 개인정보단말기(PDA; Personal Digital Assistants)를 무선랜으로 연동시켜 실시간으로 정보를 처리하도록 하며, 유효 반경 내에서의 자유로운 이동을 가능하게 하여 작업의 효용성을 높일 수 있다. 본 연구는 이러한 상황 하에서 해상작업과 관련한 모니터링 시스템을 임베디드 환경에서 설계 및 구현함으로써 선박 자동화와 선박의 안전 항해를 지원하고 해상에서의 작업 부하를 최소화시키며 사고 방지를 통한 선박의 경쟁력을 높일 수 있다.
본 논문은 해상 초단파 대역에서 데이터 통신이 가능한 FMT(Filtered Multi-Tone) 변조 기반의 디지털 무선전송기술을 소개하고 선박국의 송신기 특성을 기준으로 시뮬레이션 성능과 시스템 시험 결과를 비교 분석하였다. 본 연구에서 CSTDMA(Carrier Sensing Time Division Multiple Access) 방식을 적용하기 위한 프레임 구조와 프로토콜을 도출하였고, ITU-R M.1842-1에 제안된 변조 기술, 스펙트럼 마스크와 지연시간 등의 시스템 특성을 만족하도록 기저대역 모뎀과 RF 송수신단을 구현하였다. 이와 같이 본 시스템은 해상이동서비스용 초단파 대역에서 50kHz-100kHz의 광대역 채널과 디지털 무선전송기술을 도입함으로써 데이터 전송속도를 최대 307.2kbps까지 증가시킬 수 있으며 e-Navigation을 위한 데이터 통신뿐만 아니라 선상에서 로컬 WLAN(Wireless Local Area Network)과 연결하여 다른 데이터 서비스도 쉽게 제공할 수 있다.
기존 E-mail 프로그램은 비싼 통신요금과 저속의 위성통신 환경에서 최대한 통신비용을 줄이기 위한 목적으로 개발되었고, 그 결과 프로그램의 유연성이 떨어져 새로운 기능의 추가나 업그레이드가 용이하지 않았다. 또한 기존 프로그램의 경우는, E-mail 전용 프로그램으로서 다양한 육상과 해상간의 업무용 프로그램과 연동시키는 데에 어려움이 많았으며, 개발자 입장에서도 무선 위성통신의 특성상 개발이 쉽지 않았다. 따라서 본 논문에서는 기존 프로그램과는 달리 데이터를 패킷으로 분리하여 전송함으로써 프로토콜에 유연성을 주고, 실시간으로 여러 종류의 데이터를 전송할 수 있게 하여 동시에 E-mail뿐만 아니라, 모니터링 데이터, SMS, PMS를 위한 데이터베이스 등의 다양한 데이터를 전송할 수 있도록 설계 및 구현하였다. 또한 프로그램 개발자들이 까다로운 위성통신 환경을 몰라도 쉽게 개발할 수 있게 하고자, 컴포넌트를 윈도우즈 서비스 프로그램화 하였다.
현재 육상과 해상간의 통신은 Inmarsat 단말기를 이용하여 전화, 텔렉스, 팩스, 전자메일(E-mail) 및 데이터 통신을 한다. 기존 전자메일 프로그램은 비싼 통신요금과 저속의 위성통신 환경에서 최대한 통신비용을 줄이기 위한 목적으로 개발되었다. 그리고 팩스를 이용하는 경우는, 관련문서를 출력 후 송신하기 때문에 출력시간과 비용 면에서 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 육상과 해상간의 전자메일 시스템과 팩스 기능을 통합한 육상과 해상을 모두 지원하는 인터넷 기반의 팩스 서비스 시스템에 관한 연구이다. 이를 위하여 기존 전자메일 시스템과 공중전화망(PSTN : Public Switched Telephone Network)을 연결하는 하드웨어적인 모듈을 설계하였다.
해상통신은 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)에서 세계 해상 조난 및 안전제도(Global Maritime Distress and Safety System, GMDSS)를 마련하고, SOLAS 규약에 따라 조난 및 안전 시스템을 탑재하도록 의무화하고 있다. Digital-HF(High-Frequency) 해안국 통신 시스템은 선박과 해안기지국 사이에 상호 운용성을 유지하며, 기존 아날로그 기반의 음성통신을 디지털화하여 해상이동업무에서 디지털 데이터 교환을 하기 위한 시스템이다. 본 논문은 디지털 HF통신을 위해 ITU에서 제정한 ITU-R M.1798-1을 분석하고, 기존 Annex 2와 Annex4의 문제점을 개선하여 Advanced annex2와 새로운 부속서인 Annex 5를 제안하고자 한다. 제안된 OFDM 프로토콜은 기본적으로 정보 송신측(ISS)과 정보 수신측(IRS)간의 반이중화 방식으로 에러발생시 재전송을 하는 ARQ(Automatic Retransmission Request)방식을 취하고 있으며, 이에 상응하는 구현 및 성능향상에 관한 기술적 개발을 하여 기존에 제시된 ITU-R M.1798-1보다 안정성과 우수성을 확보한 디지털 HF 통신시스템을 제안하고자 한다.
해양 디지털 트윈 구축을 위해서는 바다와 인접한 육상공간, 해상 및 해저 공간 등의 공간 정보와 시시각각 변하는 해양 환경 데이터, 그리고 해양 생태계 및 해양 자원 등 관련된 해양 데이터를 수집하고 이를 트윈에 적용하는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 해양 디지털트윈 구축을 위해 필요한 해양 데이터의 국내 제공 현황을 정리하였다.
네트워크 기반의 원격지휘통제를 구현하기 위하여 해상 전술영상 및 음성의 전송을 사용 중에 있으나, 전술팀과 기지국의 거리와 해상상태는 데이터 신호의 전달을 어렵게 만든다. 이에 따라 해상전술 영상 및 음성 전송에 대한 이해를 바탕으로 제한사항을 식별하고, 전송률을 높이기 위한 효율적인 방안을 제시한다.
최근 CCTV 출입 기록, 휴대폰 보안, 스마트 매장 등에서 얼굴 인식을 통해 개인을 식별하는 기술이 널리 사용되고 있다. 카메라의 각도, 조명, 사람의 움직임 등 얼굴 인식에 많은 외부 환경이 영향을 미치고 있지만 그중에서도 실제 영상에서 얼굴이 차지하는 영역이 작아 저해상도 얼굴 인식에 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 이미지 해상도가 얼굴 인식에 끼치는 영향을 알아보고 이미지 초해상화를 통해 얼굴 인식 성능을 개선하고자 한다. 쌍선형, 양3차 회선 보간법과 딥러닝 기반의 이미지 초해상화 모델인 RCAN을 이용하여 업스케일링한 데이터셋에 대해 학습한 ArcFace를 통해 얼굴 검증 평가를 진행하였다. 고해상도 이미지는 얼굴 인식 성능을 향상시키며, RCAN을 사용한 이미지 초해상화가 보간법을 사용한 방법보다 더 좋은 성능을 보였다.
VMS(Vessel Monitering System)를 구축하려면 항해중인 선박들의 실시간 선위데이터를 수집할 수 있는 선박용 MDT(Mobile Data Terminal 이동데이터단말기)가 필요하다. 먼저 선박의 운항데이터를 수집하기 위해서 GPS의 정보를 취득하고, 다음으로는 데이터의 전송을 위한 선박용 SSB 모뎀이 개발되어야 한다. 그리고 자동으로 선박의 ID, GPS의 시각 및 위치정보를 지속적으로 무선국에 전송하고 취득할 수 있는 통신프로토콜도 연구되어야 한다. 본 연구에서는 음성과 문자정보를 동시에 전송할 수 있는 SSB 송수신기용 모뎀과 송수신제어부, 데이터전송 및 취득알고리즘에 의한 해상용 GPS MDT를 마이크로프로세서를 사용하여 저가형으로 연구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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