• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.107-112
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• 2004

선박의 대형화 추세에 따른 항만 운영의 효율성 및 대형 선박의 접안 안전성을 향상시키기 위해서는 먼저 선체에 작용하는 접안에너지를 합리적으로 산출하여야 한다. 선박의 접안에너지는 방충재와 같은 항만시설물의 설계에 대한 허용 기준을 결정하는 변수임과 동시에 도선사 및 선박의 조선자에게는 예인선의 필요 마력이나 접안속도 둥을 결정하는데 있어 중요한 판단 요소로 활용된다. 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 운동역학적인 방법을 토대로 한 접안에너지 산출 방법에 대해 유체역학적인 측면에서 문제를 제기하고, 부두 전면의 수심과 선박의 형상에 따라 변화하는 천수역 선체부가질량을 고려한 접안에너지의 산출 방법을 제안한다. 또한 천수역에서 선체에 작용하는 부가질량을 고려한 접안에너지 산출 방법을 사용하여 1600TEU급에서 12000TEU급까지의 컨테이너 선박을 대상으로 계통적으로 각각의 접안에너지를 계산하고, 현행의 접안에너지 산출방법과 비교 검토를 실시한다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권6호
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• pp.56-64
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• 2013

Crabbing motion is the pure sway motion of a ship without surge velocity. Thus, it can be applied to a berthing operation. Crabbing motion is induced by a peculiar operation method called the push-pull mode. The push-pull mode is induced by using a combination of the main propeller and side thruster. Two propellers generating the same amounts of thrust and rotating in opposite directions produce some yawing moment on a vessel but do not induce longitudinal motion. With the additional operation of side thrusters, the push-pull mode is used to induce a large amount of lateral force. In this paper, three-degree-of-freedom equations of motion such as for the surge, sway, and yaw are constructed for the crabbing motion. Based on these equations of motion, a feedback linearization control method is applied to auto-berthing control for a twin-screw ship with side thrusters. The controller can deal with the nonlinearity of a system, which is present in the berthing maneuver of a twin screw ship. A simulation of the auto-berthing of a ship is performed to validate the performance of the designed controller.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권7호
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• pp.1196-1202
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• 2004

To evaluate the unsteady motion in laterally berthing maneuver, it is necessary to estimate clearly the magnitudes and properties of hydrodynamic forces acting on ship hull in shallow water. A numerical simulation has been performed to investigate quantitatively the hydrodynamic force according to water depth for Wigley model using the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique. By comparing the computational results with the experimental ones, the validity of the CFD method was verified. The numerical solutions successfully captured some features of transient flow around the berthing ship. The transitional lateral force in a state ranging from the rest to the uniform motion is modeled by using the concept of circulation.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권8호
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• pp.673-678
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• 2005

선박의 대형화 추세에 따른 항만 운영의 효율성 및 대형 선박의 접안 안전성을 향상시키기 위해서는 먼저 선체에 작용하는 접안에너지를 합리적으로 산출하여야 한다. 선박의 접안에너지는 방충재와 같은 항만시설물의 설계에 대한 허용 기준을 결정하는 변수임과 동시에 도선사 및 선박의 조선자에게는 예인선의 필요 마력이나 접안속도 등을 결정하는데 있어 중요한 판판 요소로 활용된다. 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 운동역학적인 방법을 토대로 한 접안에너지 산출 방법에 대해 유체역학적인 측면에서 문제를 제기하고, 부두 전면의 수심과 선박의 형상에 따라 변화하는 천수역 선체부가질량을 고려한 접안에너지의 산출 방법을 제안한다. 또한 천수역에서 선체에 작용하는 부가질량을 고려한 접안에너지 산출 방법을 사용하여 1600TEU급에서 12000TEU급까지의 컨테이너 선박을 대상으로 계통적으로 각각의 접안에너지를 계산하고, 현행의 접안에너지 산출방법과 비교 검토를 실시한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.304-308
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• 2007

This paper deals with ANN(Artificial Neural Networks) and its application to automatic ship berthing. Due to the characteristic of ship's manoeuvre comparing with other moving objects on land, it has been known that the automatic control for ship's berthing cannot cope with various berthing situations such as various port shape and approaching directions. for these reasons. the study on automatic berthing using ANN usually have been carried out based on one port shape and predetermined approaching direction. In this paper, new algorithm with ANN controller was suggested to cope with these problems. Under newly suggested algorithm, the controller can select appropriate weights on the link of neural networks according to various situations. so the ship can maintain stable berthing operation even in different situations. Numerical simulations are carried out with this control system to find its improvement.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권2호
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• pp.347-360
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• 2014

The auto-berthing of a ship requires excellent control for safe accomplishment. Crabbing, which is the pure sway motion of a ship without surge velocity, can be used for this purpose. Crabbing is induced by a peculiar operation procedure known as the push-pull mode. When a ship is in the push-pull mode, an interacting force is induced by complex turbulent flow around the ship generated by the propellers and side thrusters. In this paper, three degrees of freedom equations of the motions of crabbing are derived. The equations are used to apply the adaptive backstepping control method to the auto-berthing controller of a cruise ship. The controller is capable of handling the system non-linearity and uncertainty of the berthing process. A control allocation algorithm for a ship equipped with two propellers and two side thrusters is also developed, the performance of which is validated by simulation of auto-berthing.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제4권3호
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• pp.199-210
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• 2012

The recent researches on the automatic berthing control problems have used various kinds of tools as a control method such as expert system, fuzzy logic controllers and artificial neural network (ANN). Among them, ANN has proved to be one of the most effective and attractive options. In a marine context, the berthing maneuver is a complicated procedure in which both human experience and intensive control operations are involved. Nowadays, in most cases of berthing operation, auxiliary devices are used to make the schedule safer and faster but none of above researches has taken into account. In this study, ANN is applied to design the controllers for automatic ship berthing using assistant devices such as bow thruster and tug. Using back-propagation algorithm, we trained ANN with set of teaching data to get a minimal error between output values and desired values of four control outputs including rudder, propeller revolution, bow thruster and tug. Then, computer simulations of automatic berthing were carried out to verify the effectiveness of the system. The results of the simulations showed good performance for the proposed berthing control system.

• 산업공학
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• 제11권1호
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• pp.97-103
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• 1998

In these days many people have studied on the berthing problem. The operation rules differ from port so port and the problem is highly dependent on the environment of port. The purpose of this study is to develop a decision support system decision makers of the berthing problem for Inchon Port. The system is developed with graphic user interface(GUI) using user-interactive approach and some general and specific rules for Inchon Prot are considered. The system is composed of the following four parts ; the input/output part, the automatic berthing part by the system using rules, the manual berthing part by user, and the part for modifying results or handling exceptional events. The system is designed to assign ship to berths by matching the characteristics with environmental and operational constraints of Inchon Port. We expect that this system can provide decision makers with an efficient and fast way to berthing and can reduce wastes of time, space, and manpower in port operations.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권3호
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• pp.186-196
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• 2019

선박의 접안과정 중 발생하는 접안에너지는 접안속도와 밀접한 관계가 있다. 접안속도가 과다할 경우 선박 및 부두에 손상이 발생하는 접안사고로 이어질 수 있으므로 적절한 접안속도를 설계하는 것이 중요하다. 선박접안속도의 경우, 일반적으로 대수정규분포를 따른다고 가정하고 있으나 국내에서는 이에 대한 검증이나 연구가 없어 해외의 사례를 바탕으로 설계접안속도를 설정하고 있는 상황이다. 이에 본 연구에서는 부두의 선박접안속도 분석을 통계학적으로 접근하여 실측데이터와 확률분포를 비교하여 가장 적합한 확률분포를 찾고자 하였다. 적합도 검정으로는 K-S(Kolmogorov-Smirnov) 검정, A-D(Anderson-Darling) 검정, Q-Q(Quantile-Quantile) 플롯 등을 이용하여 접안속도 실측치 분포에 적합한 확률분포를 확인하였다. 분석 결과, 접안속도의 빈도분포는 선박의 재화상태에 따라 만재 시, 대수정규분포, 경하 시에는 와이블분포와 적합함을 확인하였다. 또한 적합도 검정 결과를 이용하여 초과확률에 해당하는 접안속도 예측치를 산출하였다. 이 예측값과 해당 부두의 설계접안속도와 비교 해본 결과, 예측값이 설계값을 크게 초과함을 확인하였다. 이를 통해 설계 시의 접안속도가 현실과 맞지 않게 다소 낮게 설정되어 있음을 알 수 있으며, 이 결과를 바탕으로 적정 설계접안속도 산정법 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.15-16
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• 2014

최근 국제 무역량의 증가에 따라 항만 시스템의 안전하고 효과적인 운용이 중요한 과제로 부각되고 있다. 이러한 배경에서 선박의 접안과정에 대한 시간변위 자동 시뮬레이션 프로그램의 개발이 진행되어 왔고 선박의 속도와 방향 제어를 위해 PD (Proportional Derivative) 제어기가 이용되었다. 이번 연구는 선박 접안과정의 시간 변위 시뮬레이션 프로그램 개발 중 서로 다른 수학적 모델, 즉 선박의 전진속도가 저속일 경우를 위한 Kose (1984)의 모델과 일반적인 전진속도일 경우를 위한 MMG 모델을 이용하여 초기 선수 방향과 선박 위치의 다양한 변화를 적용한 시뮬레이션을 통해 각 방정식의 장점 및 단점을 분석하며 시뮬레이션 구현의 타당성을 검토한다.