최근 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS) 기술개발에 관련 연구들이 활발하게 수행되고 있다. MASS의 핵심 기술 중 하나는 해상에서 항해사를 대신하여 조우하는 선박에 대한 충돌회피기술이다. 기존 자동 충돌회피기술 개발관련 연구들을 조사한 결과, 자동충돌회피기술을 객관적으로 정량화 할 수 있는 평가모델에 대한 연구는 없다. 따라서 본 연구에서는 MASS의 충돌회피 능력을 객관적으로 검증하기 위한 평가모델을 개발하였다. 연구방법은 COLREGs에 대한 전문지식과 실무조선 경험이 많은 선박조종전문가가 Full Mission Ship-handling Simulator(FMSS)를 이용하여 선박 조우형태별 선박조종시뮬레이션을 수행하고 그 결과 데이터를 계측하고 기술 통계 처리하여 것이며, 개발된 평가모델을 통해서, MASS의 운항능력을 정량적으로 평가하고자 하였다. 연구결과, 본 연구에서 개발된 충돌회피 평가모델을 이용하여 해상에서 MASS의 충돌회피 능력을 정량 평가 할 수 있는 것으로 나타났다. 향후 이 모델을 이용하면 자율운항선박의 충돌회피능력을 객관적으로 평가 가능하고 부족한 부분을 수정·보완하는데 이용함으로서 자율운항선박 기술개발에 많은 도움이 될 것으로 사료되며, 또한 항해사의 충돌회피능력 평가에도 도움이 될 것으로 판단된다.
This paper is a study on the modeling of the quantity estimation model for offshore plant Material handling equipment in FEED(Front End Engineering Design) verification stage using system engineering approach which is an engineering design methods. The relevant engineering execution procedure is not systemized although the operation method and Material handling equipment selection with weight and space constraints is a key part of the FEED. Using the system engineering process, the stakeholder requirements analysis process, the system requirements analysis, and the final system architecture design were sequentially performed, and the process developed through the functional development diagram and Requirement traceability matrix (RTM) was verified. In addition, based on the established process, we propose a Material handling quantity estimation model and Quantity calculation verification Table that can be applied at the FEED verification stage and we verify the applicability through case studies.
항만의 계획 및 개발단계에서 중요한 요소 중 하나는 항로의 설계이다. 대부분의 경우 수심이 확보되어 있는 수역이라면 항로의 설계의 핵심은 항로의 배치와 항로폭의 결정이 될 것이다. 본 연구에서는 가변범퍼영역모델을 이용하여 항로를 설계하고 평가한다 이 모델은 선박의 주요명세, 선박점용이론, 선박의 속력, 선박지휘자의 조선기술과 경험을 항로설계에 반영할 수 있으며, 특히 선박의 운동 및 조종특성에 영향을 주는 외력을 정확하게 반영할 수 있다. 이를 위해 선박조종자의 선박제어와 외력 등에 의해 생성되는 선박의 동적데이터를 분석하기 위해 전기능선박조종시뮬레이터를 이용하였으며, 항로의 적정성과 안전성을 평가하기 위해 점용도와 점용지수를 정의한다. 개발된 항로설계기법을 울산신항개발계획에 적용하였다. 이 계획에서 항로의 폭은 전장의 1.5배 중심교각 57도인 만곡부의 곡률반경은 전장의 5.0배로 설계하였으며, 항로부근에는 SBM이 위치하고 있다. 모델의 적용결과 항로의 폭과 곡률반경은 적절하지만, 대각도 변침과 항로부근에 위치한 SBM에 의해 선박조선상의 어려움이 야기되는 것으로 분석되었다.
Park, Jung-Sun;Kobayashi, Hiroaki;Yea, Byeong-Deok
한국항해항만학회지
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제31권4호
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pp.281-287
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2007
Human factors have been considered the primary reason of marine accidents. Especially, the collision between vessels is mostly mused by human behavior. However, there have not been many researches to clarify the reason of marine accidents mused by human factors quantitatively. In order to understand human factors and to enhance safe navigation systematically, using a full mission ship-handling simulator, we've investigated the characteristics of avoiding behavior taken by mariners. Further in order to apply the characteristics more widely and effectively, it's necessary to formulate the standard behavior for ship-handling in the condition of collision avoidance. Is this study, therefore, we intended to propose the concept to model the mariner's standard behavior on the handling of collision avoidance as the first step. As a result, we confirmed the contents of information processing in ship-handling that mariner's generally taking to avoid collision.
항만의 계획 및 개발단계에서 중요한 요소 중 하나는 항로의 설계이다. 수심이 확보되어 있는 수역이라면 항로의 설계에서 가장 핵심이 되는 요소는 항로의 배치와 항로폭의 결정이 될 것이다. 본 연구에서는 가변범퍼영역모델을 이용하여 항로를 설계하고 평가하는 것이다. 이 기법에서는 가변범퍼영역을 이용하여 선박의 주요치수, 선박점용이론, 선박의 속력, 선박지휘자의 조선기술과 경험 등을 고려할 수 있으며, 특히 선박에 작용하여 선박의 운동 및 조종특성에 영향을 미치는 모든 외력을 고려할 수 있다. 이를 위해 선박조종자의 선박제어와 외력 등에 의한 선박의 동적데이터를 분석하기 위해 전기능선박조종시뮬레이터를 이용하였다. 이 기법에서는 항로의 적정성과 안전성을 평가하기 위해 점용지수를 이용한다. 항로설계기법을 울산신항개발계획에 적용하였다. 이 계획에서는 항로의 폭은 전장의 1.5배, 만곡부의 곡률반경은 전장의 5.0배로 설계되었으며, 항로부근에는 SBM이 위치하고 있다. 대상선박에 대해서는 항로의 폭과 곡률반경이 적절하지만, 대각도 변침과 항로부근에 위치한 SBM에 의해 선박 조선상의 어려움이 야기되는 것으로 분석되었다.
This paper presents a novel concept of cargo handling system adapted for a sea port subjected to severe time-varying tide. The proposed system can perform loading or unloading by using a sort of hydraulic elevator associated with real-time position control. In order to achieve a proof-of-concept, a small-sized laboratory model of the cargo handling system is designed and built. The model consists of three principal components container palette transfer (CPT) car, platform with lifting columns, and cargo ship. The platform activated by electro-rheological (ER) valve-cylinders is actively controlled to track the position of the cargo ship subjected to be varied due to the time-varying tide and wave motion. Following the derivation of the dynamic model for the platform and cargo ship motions, an appropriate control scheme is formulated and implemented. The location of the CPT car is sensed by a set of photoelectric switches and controlled via sequence controller. On the other hand, a sliding mode controller (SMC) is adopted as the position controller for the platform. Both simulated and measured control results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed cargo system.
This paper describes elemental technologies for the creation of three-dimensional(3-D) sound-field to implement the next-generation Ship Handling Simulator with human -computer interaction, known as Virtual Reality. In the virtual reality system, Head-Related Transfer Functions(HRTF's) are used to generate 3-D sound environmental context. Where, the HRTF's are impulse response characterizing the acoustical transformation in a space. This work is divided into two parts, the part Ⅰis mainly for the model constructions of the HRTF's, the part Ⅱis for the control of 3-D sound-field by using the HRTF's . In this paper, as first part, we search for the theory to formulate models of the HRTF's which reduce the dimensionalityof the formulation without loss of any directional information . Using model HRTF's we report results from psychophysical tests used to asses the validity of the proposed modleing method.
항해장비의 성능이 고도화되고 있으나 해기사의 항해기기 운용능력, 즉 해양사고 저감을 위한 항해사의 위험 예견 능력과 회피의무의 중요성은 지속적으로 증대되고 있다. 이 능력과 의무는 항해사의 인지능력으로도 표현할 수 있다. 해기능력이 상이한 각 선교팀이 선박 조종시뮬레이터로 인명구조조선을 실시하여 나타난 선박의 항적을 기반으로 인지상황 발생 초기대응별 사례를 분석하고, 단계별 항적, ROT 값 등 분석 자료를 인지교육모델, 해기사의 상황인식평가 기초자료로 활용하고자 한다.
In the North Pacific Ocean a lot of large waves set up in winter, affected by continued winds and swells owing to severe extratropical cyclones. Under this sea condition, if the ship is about 100,000L/T (in deadweight capacity tonnage), we can't find the danger involved in the ship at sea apparently. But when we compare the seaworthiness of ship's building strength with the stress given to the hull by waves, we can't insist that the former be more stronger than the latter. As a result, VLCC is in danger of destroying and cutting for lack of longitudinal strength in heavy weather. Up to this time, Naval Architects have actively studied the relation between ship's longitudinal strength and waves as a ship's projector; however, actually, they have never made more profound study on the problem of longitudinal strength in relation to navigation. The main puprpose of this thesis is to clarify these vivid actual states of ship's trouble unknown to ship's masters. In this thesis we picked up VLCC Pan Yard, a vessel of Pan Ocean Bulk Carrier company's, as a model ship. And in the North Pacific Ocean, we have chosen for this research the basins where the wind speed and the wave height are greater than average. The data used this thesis are quotes from the "winds and waves of the North Pacific Ocean('64-'73)", and wind speed more than 30 knots was made use of as an ocject of this study. By usinh the ITTC wave spectrum, we found out the significant waves for every 5 knots within the range of 20 knots to 45 knots of wind speed. According to this H1/1000 was calculated. The stress of ship's hull is determined by ship's speed and wave height. We compared the ship's longitudinal strength with a planned wave height by rules of several famous classification societies in the world. In the last analysis, we found out that ship's present planned strength in heavy weather is not enough. Finally we made a graph for avoiding heavy weather, with which we studied safe ship's handling in the North pacafic Ocean in winter.
외해에 접해 있는 항만은 항내정온도가 항만설계기준에 만족 되도록 설계되었을 지라도 계류선박의 동요 때문에 하역에 지장을 초래하고 가동률이 저하되는 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 이것은 항만설계기준이 항내 파고만으로 설정되었기 때문이며, 이와 같은 현상을 방지하기 위해서는 계류선박의 동요를 고려한 새로운 가동률 평가방법이 필요하다. 본 연구는 선박동요해석모형을 이용하여 항내에 계류된 선박의 동요량을 산정하고 하역허용동요량과의 관계로부터 하역허용파고를 산정한 후 항만의 가동률을 평가하는 방법을 제시한 것이다. 여기서는 새로운 가동률 평가 방법을 현지 항만인 온산항에 적용하고 현행 평가 방법과 비교하여 두 방법의 차이를 제시하였다. 새로운 방법에 의한 항만가동률은 ENE와 NE방향에서 현행 항만설계기준에 의한 가동률 결과 보다 1~11% 정도 낮아 지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 외해에 접해 있는 항만은 설계 단계에서 파고 기준에 의한 항만가동률 평가뿐만 아니라 계류선박의 동요를 고려한 가동률 평가를 병행하여 평면배치 계획을 수립하여야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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