• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.138-151
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• 2023

우리나라 항만 인프라는 공용연수가 30년이 넘은 노후 항만시설물은 2019년 약 23%에서 2029년에는 47%로 증가하여 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 오래된 기존의 항만은 경쟁력을 상실하고 항만 인프라의 발전을 저하하며 시설물에 대한 인적자원 기반 유지보수에 따른 인명사고가 증가한다. 이러한 문제를 디지털 트윈 기반의 체계적인 관리 기술 구축으로 해결하고자 한다. 본 연구는 항만 인프라의 재해와 노후화 현황과 스마트 항만의 사례를 살펴본 뒤 스마트 항만 기술이 반영된 디지털 트윈 구현 단계를 구체적으로 제시하고자 한다. 항만 인프라 연계 시스템을 분석하고 디지털 트윈 구현에 필수적인 시나리오를 작성하여 맵핑을 한다. 재해와 노후화 관리를 위한 3D 모델링과 시뮬레이션 데이터를 수집하여 디지털 트윈을 구현하며 항만 인프라에서 획득한 센싱 데이터, 영상 데이터 등의 데이터를 실시간으로 연동하여 상황별 항만 디지털 트윈 시뮬레이션 구현한다. 항만 인프라 재해와 노후화 관리를 위한 디지털 트윈 항만을 구현하는 경우 실시간 통합관제로 예지적인 항만 인프라 관리로 할 수 있을 뿐 아니라 재해에 관한 안전을 확보할 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권5호
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• pp.458-470
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• 2022

As the 4th industrial revolution progresses, the application of several cutting-edge technologies such as the Internet of Things, big data, and mixed reality (MR) in relation to autonomous ships is being considered in the maritime logistics field. The aim of this study was to apply the concept of a digital twin model based on Human Machine Interaction (HMI) including a digital twin model and the role of an operator to a ship. The role of the digital twin is divided into information provision, support, decision, and implementation. The role of the operator is divided into operation, decision-making, supervision, and standby. The system constituting the ship was investigated. The digital twin system that could be applied to the ship was also investigated. The cloud-based digital twin system architecture that could apply investigated applications was divided into ship data collection (part 1), cloud system (part 2), analysis system/ application (part 3), and MR/mobile system (part 4). A Mixed Reality device HoloLens was used as an HMI equipment to perform a simulation test of a digital twin system of an 8 m battery-based electric propulsion ship.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권6호
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• pp.557-563
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• 2020

디지털 트윈 기술은 다양한 산업에서 적용되고 있으며, 물류 산업에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상되지만 컨테이너 터미널에서의 기술 도입은 제한적으로 발전하고 있다. 기존 선행연구를 검토한 결과 컨테이너 터미널을 대상으로 디지털 트윈 기술의 적용에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 컨테이너 터미널에 디지털 트윈 기술 우선 적용 분야를 도출하기 위하여 AHP 분석과 IPA 분석을 실시하였다. IPA 분석을 통해 컨테이너 터미널의 디지털 트윈 기술 적용 분야 세부 요소의 도입 시급성을 분석한 결과 ATC, 지능형 CCTV, 컨테이너 야드가 최우선으로 컨테이너 터미널에 도입이 되어야 할 것으로 판단된다. 다음으로 VR/AR 장비, AYT, 스마트 컨테이너, 컨테이너 자동 순환 시설, 냉동·냉장 컨테이너 야드, 항만용 Wearable 디바이스, 스마트 부표의 순이며, AQC, Berth, AGV, ASC, Apron, 자동 계류기기는 점진적으로 도입이 필요할 것으로 판단된다. 마지막으로 OSS 장비, 인터모달 연계시설, 지능형 드론, 위험물 장치장은 상대적으로 도입 순위에서 후순위에 위치한 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권1호
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• pp.42-56
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• 2022

2016년 세계경제포럼인 다보스포럼에서 발표된 4차 산업혁명으로 인해 전 세계의 산업트렌드는 점점 빠르고 지능적으로 변화하고 있다. 이 중 디지털 트윈은 실제 사물이나 시스템, 환경 등을 실제 가상 세계에 동일하게 구현하고, 이를 활용한 시뮬레이션 분석 등을 진행함으로써 불필요한 비용 및 시행착오를 감소시키는 획기적인 기술로 전 산업에서 주목받고 있으며, 항만 역시 항만의 안전성과 효율성을 한번에 해결할 수 있는 디지털 트윈 기술에 많은 관심을 가지고 있다. 하지만 항만의 디지털 트윈 기술 적용을 위한 심층적인 연구가 부족하며, 특히 항만 디지털 트윈 구체화를 위한 측정 가능한 데이터에 대한 조사가 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 디지털 트윈 기술의 컨테이너 항만 적용을 위한 측정 가능한 데이터 조사하고 이를 요인화하여 항만 디지털 트윈에 필요한 측정 가능한 데이터 수집에 편의성을 제공하고자 하였다. 연구결과 컨테이너 항만 적용을 위한 데이터 요인은 크레인 데이터, 운영적 데이터, 물리적 데이터, 운송적 데이터로 분류되었으며, 확인적 요인분석을 통해 요인 구성, 요인과의 상관관계, 적합도를 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.362-365
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• 2022

4차 산업혁명 기술의 발전으로 인하여 다양한 분야에서의 스마트화가 가속화되고 있다. 해운물류 산업 역시 선진국들을 중심으로 디지털트윈, 사물인터넷, 인공지능 등 첨단 신기술을 접목한 스마트화를 추진 중이다. 국내에서도 변화하는 글로벌 해운물류 흐름에 맞추어 해양수산부를 중심으로 스마트 해운물류 체계 확산전략을 추진하고 있으며 이를 통해 해운물류 스마트화 기반을 조성하고 있다. 본 연구는 이러한 해운물류 스마트화 기반 조성에 따라 입출항, 접안, 상하역 등 변화하는 해운물류 프로세스에 대응하기 위하여 각 운영주체 간 커뮤니케이션의 중요성을 인지하고, 가상의 디지털트윈 환경에서 운영주체 간 의견을 교환할 수 있는 커뮤니케이션 도구의 개념을 제시하고자 한다. 또한, 이러한 커뮤니케이션 도구의 점진적인 개발을 위하여 아키텍처를 비롯한 소프트웨어 설계 모델을 도출하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.134-137
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• 2021

본 연구는 스마트 유지보수 기술이 반영된 디지털 트윈 및 빅데이터 기반 항만 인프라 관제시스템을 개발하는 것을 목표로 한다. 항만 인프라에서 취득되는 센싱 데이터, 영상 데이터 등 이기종 데이터들을 빅데이터화하고, 디지털 트윈 기반의 관제시스템에 가시화한다. 가상 세계의 핵심 요소인 데이터들을 결합해 물리적 세계 및 프로세스로 표현하고, 이를 바탕으로 노후도 및 재해위험도를 평가할 수 있도록 지원한다. 이를 위해 빅데이터의 의미와 필요한 데이터 확보, 가공, 저장, 분석 및 활용의 단계별로 반영하여야 할 사항들을 도출하고, 이를 현재의 IT자원과 연계하기 위한 방법들을 정의하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.333-335
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• 2022

4차 산업혁명에 따른 변화는 COVID-19 Pandemic으로 더욱 가속화되고 있다. 이에 사회와 산업의 다양한 분야에서 급격한 변화가 예상된다. 해운물류 산업 역시 환경 및 기술 변화에 따라 스마트화가 시급한 상황이다. 하지만 우리나라의 경우 선진국과 비교하여 해운물류기술의 스마트화가 미진한 상황이다. 많은 관련 주체들과 복잡한 업무처리를 스마트화하기 위해서는 최신 기술들을 활용하여 원활한 의사소통과 가시적인 확인이 중요하다. 스마트 해운물류에서 이러한 가시화와 커뮤니케이션이 더 중요하게 부각된다. 본 연구에서는 자율운항선박과 스마트 항만 간의 통합 커뮤니케이션을 위한 도구를 제시하고자 한다. 특히, 다양한 주체가 참여하여 복잡한 업무처리를 하게 되는 자율운항선박의 접안 및 상·하역 작업의 요구 사항들을 충족시키는 디지털 트윈 기반의 커뮤니케이션 도구 개발에 대해 연구를 하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제48권1호
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• pp.1-6
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• 2024

항로표지는 해상교통안전에 중요한 시설이며 이를 위해 해양수산부에서는 관리운영 시스템을 개발, 운영 중이다. 현재 항로표지관리 시스템은 텍스트 기반으로 정보를 표출한다. 따라서, 항로표지에 장애나 사고시에 발생하는 경우의 영향을 판단하기가 어렵다. 항로표지의 배치 검증을 위해 항로표지 시뮬레이터를 활용할 수 있으나, 실시간 정보가 적용되지 않고 시뮬레이터의 유지보수에 많은 비용이 필요하다. 또한 항로표지 시뮬레이터는 항만 배후광으로 인한 영향을 시뮬레이션할 수 없다. 본 연구에서는 이러한 단점을 개선하기 위해, 디지털트윈 기술을 적용한 항로표지 관리운영 플랫폼의 개발을 제안한다. 시스템은 항로표지로부터 수집되는 실시간 센서 데이터를 분석하여 고장을 예측할 수 있다. 항로표지 배치를 시뮬레이션할 수 있는 기능을 개발할 예정이다. 디지털트윈 기술을 적용함으로써 항로표지를 효율적으로 관리할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.317-318
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• 2022

전(全)세계적인 탈탄소화에 따라 그린에너지로의 전환 가속화를 위한 디지털트윈을 활용한 최적화 및 생산성 향상 모색하고 있으며, 주요국은 미래 핵심기술로 디지털트윈을 선정하여 선박 및 해양에너지 운용 최적화를 위한 SW 개발 등 경쟁이 가속화 되고 있음. 국제적으로 탄소 배출량에 대한 규제 강화로 선박의 운영비용 절감 및 조선 산업의 경쟁력 강화를 위해서는 선박의 탄소배출량 사전 예측 및 탄소저감 운항 솔루션을 위한 선제적 대응이 필요함. 이를 위해 선박해양시스템의 탄소 투명성 확보를 지원하는 개방형 디지털 플랫폼 기술 개발 및 환경 구축에 대한 기획을 수행하였음

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.200-201
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• 2023

디지털 트윈 기술은 현실 세계의 문제점을 해결하고 비용을 최소화하기 위한 가상세계를 만드는 방법으로 다양한 분야에 사용되고 있으며, 대규모 시스템인 선박이나 해양플랜트 등 해사 분야에도 적극적으로 활용되고 있다. 본 논문에서는 선박조종 시뮬레이터를 이용하여 연안 해역의 디지털 트윈을 구축하고자 하였으며, 이렇게 개발된 연안 해역의 디지털 트윈은 실제 해역의 해상교통 환경을 제공하여 해상교통이 복잡한 우리나라 연안 해역을 안전하게 관리하는 데 사용될 수 있다. 또한, 충돌위험 상황 및 사고 상황 등 가혹한 환경에 대한 가상의 해상교통 환경을 제공하여 연안 해역에서 자율운항선박과 관련된 기술과 지능형 해상교통정보 서비스를 개발하고 고도화하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 더불어 실제 해상교통상황의 모니터링이 필요하지만 물리적으로 모니터링이 어려운 구역에 대한 3D 기반 모니터링 장비로 사용될 수 있으며, 항만/관제 구역의 항공뷰, 운항 중인 선박의 선교뷰/맹목구간뷰 등의 해상교통상황을 안전하게 관리하기 위한 기능을 제공할 수 있다.