• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.1-10
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• 2024

해상 운송의 대부분을 차지하고 있는 선박의 경로를 예측하는 연구는 해상의 위험을 사전에 탐지하여 사고를 예방할 수 있다. 도로와 달리 해상에는 신호체계가 따로 존재하지 않고, 교통 관리가 어렵기에 해상 안정성을 위해 선박 경로 예측은 필수적이다. 그러나 선박의 경로 데이터셋의 시간 간격은 통신 장애로 인해 불규칙하다. 본 연구는 이 문제를 해결하기 위해 선박 경로 예측에 적합한 보간법을 사용하여 데이터의 시간 간격을 조정하는 방법을 제시한다. 또한, 선박의 경로를 예측하기 위한 선박 경로 예측 딥러닝 모델을 개발하였다. 본 연구의 모델은 선박의 실시간 경로 정보를 담고 있는 AIS 데이터를 통해 선박의 이동패턴을 파악하여 이후에 위치할 선박의 GPS 좌표를 예측하는 LSTM 모델이다. 본 논문은 선형 보간법을 사용한 데이터 전처리 방법과 선박 경로 예측에 적합한 딥러닝 모델을 제시하고, 실험을 통해 MSE 0.0131, Accuracy 0.9467로 본 논문에서 제시하는 방법의 예측 성능이 우수함을 나타낸다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.887-892
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• 2023

해상교통관제센터에는 RADAR, AIS(Automatic Identification System), 기상센서, VHF(Very High Frequency) 등이 설치되어 운영되고 있으며, 해상교통관제사는 이를 활용하여 관제구역을 통항하는 선박의 동정을 관찰하고 정보를 제공하는 관제 업무를 수행한다. 이들 장비에서 생성되는 각종 관제 데이터는 해상교통 상황을 분석하기 위한 자료로 그 활용 가치가 매우 높지만, 시스템 제조사간 호환성 부족 또는 정책상의 문제로 인해 체계적으로 관리되지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 해상교통관제센터에서 수집되는 관제 데이터를 효율적으로 수집, 저장, 관리할 수 있는 관제 빅데이터 체계를 개발하였다. 개발된 관제 빅데이터 체계는 체계 개발의 중요한 이슈 중 하나였던 운영 안정성을 확보하기 위해 마이크로서비스 아키텍처를 적용하였으며, 효율적인 실시간 운항 정보의 탐색을 위해 저장소를 이원화하여 체계 성능을 향상시킬 수 있었다. 구현된 체계는 실해역 데이터를 적용한 시범 운영을 통해 성능을 확인하고 추가적인 개선 사항을 파악하였으며, 실제 관제 환경에서의 활용 가능성을 검토하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.450-459
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• 2023

According to Korea Maritime Safety Tribunal, there have been 14,100 maritime accidents from 2017 to 2021. Among those accidents, ship collision accidents have been up to 1,275 cases. But in the accidents relating to small ships like a fishing vessel, analyzing the causes of the accidents would depend on statements of the persons related because there is often no navigational data. But those statements can be incorrect and give rise to disagreements between them so that it causes conflicts with each other during the trial. So a replay system of ship collision accident (RESCA) has been developed in order to reproduce the ship collision accident by using AIS, V-PASS or radar data. But the reproduced trajectory of ship collision accident is needed to be verified because it can be unreasonable physically. So a method to verify the reproduced trajectory and collect the physical data on ship collision accident is newly designed by using free running test. In the RESCA, the accident is reproduced using the navigational data from the trajectory for a ship and measured from free running model test for the other ship at the same time. Through free running test, the behavior of the model ship is transformed from model scale into real scale. In order to check into the accuracy of the new method, free running model tests by using RESCA are carried out on the actual ship collision accidents.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권6호
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• pp.367-375
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• 2023

본 연구에서는 국내 연안 해역 환경에서의 해상교통관제 서비스에 기여할 수 있는 항적 간 거리 척도를 개발하였다. 새로운 항적간 거리 척도는 전통적으로 위치 시계열 간의 유사도를 측정하는 데 활용되는 하우스도르프 거리(hausdorff distance)와 두 항적 간의 대지속력(Speed Over Ground, SOG)의 평균 간의 차이, 그리고 대지침로(Course Over Ground)의 분산 간의 차이를 가중합하여 설계되었다. 새로운 척도의 유효성을 검증하기 위하여 실제 AIS 항적 데이터와 병합 군집화 알고리즘을 활용한 기존 항적 간 거리 척도와의 비교 분석이 수행되었으며, 새로운 거리 척도를 활용한 항적 군집화 결과가 하우스도르프 거리(hausdorff distance), 그리고 다이내믹 타임 워핑 거리(Dynamic Time Warping distance) 등 기존 척도에 비해 항적 간 지리적 거리나 대지속도 및 대지침로 등 선박 거동 특성의 분포를 비슷하거나 그 이상의 수준으로 정교하게 반영하고 있음을 데이터 시각화로써 확인하였다. 정량적으로는 Davies-Bouldin 지표를 기준으로, 군집화 결과가 더욱 우수하거나 약간 낮은 수준을 기록한 한편, 거리 계산 효율성에서는 특히 우수함을 실증하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.1-6
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• 2011

The installation of a topside structure can be categorized into the following stages: start, pre-lifting, lifting, lifted, rotating, positioning, lowering, mating, and end of installation. The transfer of the module onto the floating spar hull occurs in the last three stages, from lowering to the end. The coupled multi-body motions are calculated in both calm water and in irregular waves with a significant wave height (1.52m). The effects of the hydrodynamic interactions between the heavy lifting vessel and the spar hull during the lowering and mating stages are considered. The internal forces caused by the load transfer and ballasting are derived for the mating phases. The results of the internal forces for the calm water condition are compared with those in the irregular sea condition. Although the effect of the pitch motion on the relative vertical motion between the deck of the floating structure and the topside module is significant in the mating phases, the internal force induced pitch motion is too small to have this influence. However, the effect of the internal force on the wave-induced heave responses in the mating phases is noticeable in the irregular sea condition because transfer mass-induced draught changes for the floating structure are observed to have higher amplitudes than the external force induced responses. The impacts of the module on the spar hull in the mating phase are investigated.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.7-11
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• 2011

The installation phase for a topside module suggested can be divided into 9 stages, which include start, pre-lifting, lifting, lifted, rotating, positioning, lowering, mating, and end of installation. The transfer of the topside module from a transport barge to a crane vessel takes place in the first three stages, from start to lifting, while the transfer of the module onto a floating spar hull occurs in the last three stages, from lowering to the end. The coupled multi-body motions are calculated in both calm water and in irregular waves with significant wave height (1.52m), with suggested force equilibrium diagrams. The effects of the hydrodynamic interactions between the crane vessel and barge during the lifting stage have been considered. The internal forces caused by the load transfer and ballasting are derived for the lifting phases. The results of these internal forces for the calm water condition are compared with those in the irregular sea condition. Although the effect of pitch motion on the relative vertical motion between the deck of the floating structure and the topside module is significant in the lifting phases, the internal force induced pitch motion is too small to show its influence. However, the effect of the internal force on the wave-induced heave responses in the lifting phases is noticeable in the irregular sea condition because the transfer mass-induced draught changes in the floating structure are observed to have higher amplitudes than the external force induced responses.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.84-91
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• 2020

The APR1400 reactor stud holes can be stuck due to high temperatures, high pressure, prolonged engagement, and load changes according to pressure changes in the reactor. Threaded surfaces of a stud hole should be cleaned for the sealing of pressure in reactor vessel by removing any foreign materials which may exist in the stud holes. Human workers can access to the stud hole for the cleaning of stud holes manually, but the radiation exposure of human workers is increased. Robot is an effective way to work in hazardous area. So we introduced robot for the cleaning of stud holes. Localization of mobile robots is generally based on odometry, but with increased mileage, position errors can be accumulated. In order to eliminate cumulative error and to ensure stability of its driving, laser sensors and new control algorithm were utilized. The distance between the robot and the wall was measured by laser sensors, and the control algorithm was implemented so as to travel the desired trajectory by using the measured values from sensors. The performance of driving and hole sensing were verified through field application, and mobile robot was confirmed to be applicable to the APR 1400 NPP.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.314-324
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• 2020

Due to the nonlinearity and environmental uncertainties, the design of the ship's steering controller is a long-term challenge. The purpose of this study is to design an intelligent autopilot based on Extended Kalman Filter (EKF) trained Radial Basis Function Neural Network (RBFNN) control algorithm. The newly developed free running model scaled surface vessel was employed to execute the motion control experiments. After describing the design of the EKF trained RBFNN autopilot, the performances of the proposed control system were investigated by conducting experiments using the physical model on lake and simulations using the corresponding mathematical model. The results demonstrate that the developed control system is feasible to be used for the ship's motion control in the presences of environmental disturbances. Moreover, in comparison with the Back-Propagation (BP) neural networks and Proportional-Derivative (PD) based control methods, the EKF RBFNN based control method shows better performance regarding course keeping and trajectory tracking.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권4호
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• pp.277-282
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• 2018

최근 해상교통량이 증가하고 선박교통 관제구역이 확대됨에 따라 관제사의 업무 부하가 증가하고 있으며, 이로 인해 교통량이 급증하는 경우 관제사가 위험을 인지하지 못하는 상황도 발생하게 된다. 이러한 배경에서 본 논문에서는 관제 업무의 지원을 위해 이상 거동 선박을 자동으로 식별하는 방법을 제안한다. 본 방법은 누적된 AIS 데이터를 이용하여 관제구역 내의 통항 패턴을 학습하고, 학습된 모델과의 비교를 통해 이상치를 계산하여 이상 거동 선박을 식별한다. 특히, 선박의 거동 상태에 대한 분류 정보가 없더라도 비지도 학습법을 기반으로 항적 데이터를 자동으로 분류하여 통항 패턴을 학습할 수 있으며, 항적의 군집화와 분류 과정을 통해 이상 거동 선박을 실시간으로 식별할 수 있는 특징을 가진다. 또한, 본 논문에서는 선박운항 시뮬레이터 및 실제 AIS 항적 데이터를 이용한 식별 실험을 수행하였으며, 이를 통해 선박교통관제 시스템에의 활용 가능성을 고찰하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권2호
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• pp.221-226
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• 2002

표류지점 추정 모델의 환경 입력자료를 확보하기 위해 부산항 연근해에서 표류실험을 실시하였다. 실험에는 크기가 다른 4척의 선박(10, 20, 50, 90톤급)이 사용되었다. 그중 50톤급 선박에는 해류, 바람, 위치를 자동적으로 기록하는 계기들을 장착하였고, 나머지 선박들에서는 분산각 추정 연구를 위해 위치자료만 기록하였다. 각 선박들의 위치는 DGPS와 자동위치발신기(APRS)를 사용하여 기록하였다. 실험은 풍속 2~10m/s, 유속 0.5~1.5m/s의 환경에서 행하여졌으며, leeway는 선박 표류속도에서 표층의 유속성분을 제거하여 구하였다. 50톤급 선박의 leeway rate는 풍속의 약 3.6%인 것으로 분석되었으며, leeway 방정식은 $U_L$ =0.042W -0.034로 표현되었고 leeway angle은 $-30^{\circ}$~$40^{\circ}$의 범위였다.