• Journal of Navigation and Port Research
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• v.47 no.6
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• pp.367-375
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• 2023

This study developed a new distance metric for vessel trajectories, applicable to marine traffic control services in the Korean coastal waters. The proposed metric is designed through the weighted summation of the traditional Hausdorff distance, which measures the similarity between spatiotemporal data and incorporates the differences in the average Speed Over Ground (SOG) and the variance in Course Over Ground (COG) between two trajectories. To validate the effectiveness of this new metric, a comparative analysis was conducted using the actual Automatic Identification System (AIS) trajectory data, in conjunction with an agglomerative clustering algorithm. Data visualizations were used to confirm that the results of trajectory clustering, with the new metric, reflect geographical distances and the distribution of vessel behavioral characteristics more accurately, than conventional metrics such as the Hausdorff distance and Dynamic Time Warping distance. Quantitatively, based on the Davies-Bouldin index, the clustering results were found to be superior or comparable and demonstrated exceptional efficiency in computational distance calculation.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.42 no.4
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• pp.277-282
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• 2018

Recently, the Vessel Traffic Service (VTS) coverage has expanded to include coastal areas following the increased attention on vessel traffic safety. However, it has increased the workload on the VTS operators. In some cases, when the traffic volume increases sharply during the rush hour, the VTS operator may not be aware of the risks. Therefore, in this paper, we proposed a new method to recognize ship movement anomalies automatically to support the VTS operator's decision-making. The proposed method generated traffic pattern model without any category information using the unsupervised learning algorithm.. The anomaly score can be calculated by classification and comparison of the trained model. Finally, we reviewed the experimental results using a ship-handling simulator and the actual trajectory data to verify the feasibility of the proposed method.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.133-134
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• 2022

본 논문에서는 자율운항선박의 육상 관제 및 원격제어를 위해, 자율운항선박의 비상상황인식 기술 개발에 대한 기초연구를 수행한다. 자율운항선박 주변의 타선들의 이동 경로를 예측하고 이에 따라 자선의 이동경로와 비교하여, 충돌위험 영역을 식별함으로써 비상상황 인식이 가능하도록 한다. 먼저, 타선의 이동경로 예측을 위해서는 선박자동식별시스템 AIS 정보를 바탕으로, 해당 해역에서의 통항패턴을 분석하고 이를 기반으로 타선의 특정 시간 동안의 이동 경로를 예측한다. 예측된 타선의 이동경로와 함께 자선의 이동경로를 비교 분석함으로, 최근 접점 및 최근접점 거리 정보 기반의 충돌위험영역을 식별한다. 식별된 충돌위험영역의 위험도에 따라 육상 관제센터에서는 원격 제어를 통한 위험상황 회피가 가능하도록 활용할 수 있다. 제안된 방법은 AIS에서 얻어지는 실제 항적 데이터를 이용하여 초기 결과를 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.227-228
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• 2022

위치기반 등부표 관리 기술 개발 연구는 AIS 또는 RTU가 설치된 등부표에 대한 이탈 위험 인지, 항해안전 사고 예방 등 안전대책 강화를 위해 연구하는 것이다. 등부표는 조류, 바람 등 외력에 의해 이출거리가 발생하여 선회반경이 형성되고 이러한 외력으로 인하여 유실, 위치이동 등이 발생할 수 있고 선박추돌 등 항해안전 사고도 발생할 수 있다. 이러한 등부표 사고는 물적 피해비용과 더불어 기능 정지 등으로 인하여 이용자의 안전운항에 대한 심리적 부담감 또는 위험감수 등의 추가적인 행정소요 비용이 발생할 수 있다. 또한 선박추돌 의심 사고 발생시 가해 선박 확인은 현 관리운영시스템상 등부표 및 선박항적을 확인할 수 있는 기능이 없어 대부분의 관리자들은 해경 및 VTS센터에 의뢰하여 식별 해야한다. 이와같이 등부표 사고가 발생하면 항해안전 위험, 행정소요 비용 발생 등 관리자 및 이용자들에게 많은 불편을 초래한다. 따라서 등부표가 고시된 위치에 정위치 여부를 모니터링할 수 있는 안전반경 정보와 선박추돌사고 예방 및 사고발생시 등부표 항적과 선박항적을 확인할 수 있는 기능 등 등부표 위치를 기반으로하는 체계적인 관리가 필요하여 관리 기술 개발 연구를 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.150-154
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• 2022

The Automatic Ship Identification System(AIS) is importantly used to evaluate the trajectory of ships and the possibility of collision between ships. However, it is difficult to provide real-time information due to the limitation of the transmission intervals. Most of the studies to improve this are conducted based on ideal data, so there is a problem that it is hard to respond to the actual situation. Therefore, in this paper, we propose a discrete Kalman filter-based method that reflects the turning angle according to the type of trajectory, to provide real-time position information on real-time data. In addition, the accuracy evaluation of the proposed algorithm is conducted through experiments using actual data.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2019.11a
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• pp.243-245
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• 2019

In the VTS, the predictions of vessel mobility and situation awareness of maritime environment are basic function. In recent years, pilotage information is an essential aware element of VTS personnel for vessel traffic management. So, we designed the structure of pilotage information service with VTS and tested in real environment. In the future, similar pilotage information can be used as a useful VTS service.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.05a
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• pp.290-291
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• 2018

최근 해상교통량이 증가하고 연안 항해에 대한 관제 필요성이 요구되면서 선박 교통 관제구역이 점차 확대되는 추세이다. 이러한 관제구역의 확대는 관제사의 업무 부하를 초래하며, 이로 인해 교통 혼잡 시간대와 같이 교통량이 급증하는 경우 관제사가 위험 상황을 인지하지 못하는 상황도 발생하게 된다. 이러한 배경에서 본 논문에서는 관제 업무의 지원을 위해 이상 거동 선박을 자동으로 식별하는 방법을 제안하고자 한다. 제안하는 방법은 기계학습 기술을 기반으로 관제구역 내의 통항 패턴을 모델링하고, 이를 통해 이상 거동 선박을 식별하는 방법으로, 대상 항만의 누적된 AIS 데이터를 이용하여 모델을 학습하며, 실제 항적 및 시뮬레이션 데이터를 이용한 실험을 통해 선박교통관제시스템에의 활용 가능성을 고찰한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.214-217
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• 2022

In the maritime digital forensic part, it is very important and difficult process that analysis of data and information with vessel navigation system's binary log data for situation awareness of maritime accident. In recent years, analysis of vessel's navigation system's trajectory information is an essential element of maritime accident investigation. So, we made an experiment about corruption with various memory device in navigation system. The analysis of corruption test in seawater give us important information about the valid pulling time of sunken ship for acquirement useful trajectory information.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2012.06a
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• pp.38-40
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• 2012

해상 교통량 증가로 급증하는 선박 사고 위험을 줄이기 위해 안전 운항 관리를 위한 연구가 필수적이다. 최근 SOLAS에서 300톤 이상 급에 대해서는 AIS의 의무 장착이 제정되면서 선박 운항의 안전에 크게 기여하고 있다. 본 연구에서는 AIS의 정적, 동적 데이터를 수집하여 항계내 통항 선박의 궤적의 곡률을 분석하여 불규칙 이동 조종선박의 움직임을 파악하였다. 기존의 과거 누적 데이터의 퍼지이론을 활용한 이상 거동의 선박식별 시스템은 전문가 시스템에 의존하여 항적의 비정상성을 판단하므로 항로의 특성에 따른 실 항해상황을 간과할 수 있는 문제점이 있다. 본 연구는 선박 움직임에 대한 궤적의 시간 AIS 정보를 활용하여 항로이탈의 변화율에 해당하는 곡률분석, 항로선으로부터 좌우의 변동을 보다 정확하게 모니터링 할 수 있는 이상 거동 선박을 식별하는 방법을 제안한다. 본 연구는 VTS 및 VMS의 응용서비스로서 해양사고의 사전예방을 위한 연안 및 항만수로의 효율적인 관리에 기여할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.98-99
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• 2023

In the maritime digital forensic part, it is very important and difficult process that analysis of data and information with vessel navigation system's binary log data for situation awareness of maritime accident. In recent years, analysis of vessel's navigation system's trajectory information is an essential element of maritime accident investigation. So, we made an experiment about corruption with various memory device in navigation system. The analysis of corruption test in seawater give us important information about the valid pulling time of sunken ship for acquirement useful trajectory information.