자율운항선박 관련 기술개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 그러나, 통신, 사이버 보안, 긴급대처능력 등 기술적으로 해결되지 못한 문제들이 아직 많이 남아있기 때문에, 자율운항선박이 상용화되기까지는 많은 시간이 필요할 것으로 예상된다. 이 연구에서는 기술적으로 완전하지 않은 자율운항선박의 대체 방안으로 한 척의 리더 선박과 여러 척의 추종 선박을 하나의 그룹으로 묶어 항해하는 선박 그룹항해시스템을 제안한다. 이 시스템에서는 리더 선박이 항행을 개시하면 추종 선박은 리더 선박의 항행 경로를 자율적으로 추종하며, 경로 추종을 위해 PD 제어를 적용하였다. 또한, 각 선박들은 충돌방지를 위해 안전거리를 유지하면서 일직선 형태로 항해한다. 선박 간의 안전거리유지는 속력 제어를 통해 구현된다. 선박 그룹항해시스템의 유효성을 검증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션에 사용된 선박은 관련 데이터가 공개되어 있는 KVLCC2의 L-7 모델이며, 선박조종운동에는 일본조선학회에서 제안한 MMG standard method를 사용하였다. 시뮬레이션 결과, 리더 선박은 미리 정해진 항로를 따라 항해하였으며, 추종 선박은 리더 선박의 경로를 따라 항해하였다. 세 척의 선박은 시뮬레이션 중 일직선 형태를 유지하였으며, 선박 간 안전거리를 유지하는 것으로 나타났다. 이 연구에서 제안하는 선박 그룹항해시스템은 자율운항선박의 문제점들을 해소하는 항행시스템으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Author presented some study with a title of "automatic control for ship collision avoidance system" in previous papers. The paper reported the tread of the study, un-sloved issues and outcome of the study. In this paper, some additional results will be reported. The first is the algorithm of avoidance of group ship that is one of the un-sloved issues. The algorithm is useful when a ship takes an avoiding action toward group fish boats and approaching group merchant vessel. The second is unified model for calculating ship collision risk. The collision risk changes with various meet type of ships. Therefor newly-developed model is suggested to take into account of these situations. Finally simulation is carried out to verify suggested algorithm and model in various ship encounter situations..
한국항해항만학회 2001년도 Proceeding of KIN-CIN Joint Symposium 2001 on Satellite Navigation/AIS, lntelligence , Computer Based Marine Simulation System and VDR
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pp.177-186
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2001
Based upon the previous experiences and typical oases of typhoon evasion fur ships as well as tile achievement in scientific research in this detrain, we developed the Intelligent Typhoon Evasion System for Ships. It consists of five subsystems, including electronic charts, ship movement management, typhoon information query and automatic plotting, real-time calculation of ship-typhoon situation, intelligent typhoon evasion decision making. With the synthetical application of analogy theory, synoptic chart, satellite cloud picture analysis, typhoon digital forecast and other relevant technologies, we leave established the typhoon evasion data bases. model bases and knowledge bases, which make it possible to automatically track the ships and typhoon paths. The system can realize ship-typhoon situation analysis, risk levee assessment, typhoon paths correction and course synoptic forecast, and intelligent typhoon evasion decision making.
As interest in autonomous ships continues to grow, researchers around the world are dedicating themselves to the development of relevant technologies. However, these technologies are not yet perfect. Several technical problems remain unresolved. To address these problems, this study presents the implementation of a ship trajectory algorithm for group navigation, where followers can navigate by following the trajectory of a leader. The algorithm works by storing the leader's trajectory as a follow-point and by calculating the azimuth using the line-of-sight guidance law to reach it. A course-keeping controller based on PD control is implemented to follow the target course and a speed control algorithm is designed to prevent collisions. Sea experiments were conducted using 1 m class small RC model boats to verify the proposed algorithm. The follower successfully navigated by following the leader's trajectory and maintained the designated distance to the forward boat. This study is significant in that it implements an algorithm for the follower to follow the trajectory of the leader rather than directly following it as in conventional methods, and verifies it through sea experiments.
본 연구에서는, 충돌회피지원을 위한 자동제어에 관하여 새롭게 얻은 몇 가지 성과에 대하여 소개하려고 한다. 그 내용의 첫 번째는 그 동안의 기존 연구에서 해결되지 못하였던 집단 선박의 충돌 회피 이론이다. 이 이론은 선박이 무리를 지어 있는 어선 군을 만났거나, 혹은 무리를 지어 접근하는 선박군에 대한 충돌회피 동작에 유용한 알고리즘이다. 피항동작을 계산하는 단계에서 새로운 알고리즘을 적용한 모델을 적용하여 그 유용성을 설명하였다. 두 번째로는 충돌위험도 계산의 통합화 모델 제시이다. 선박의 경우 유지선, 피항선, 추월선, 피추월선 등 상대 선박과의 다양한 조우 상황에 따라, 항해사의 느끼는 위험도 그리고 피항 의무 등에 조금씩 차이가 있다. 이러한 현상을 반영하기 위하여, 충돌회피 동작에 사용하는 위험도 계산을 수행할 때, 조우상황에 따라 적절히 차별을 주는 모델을 제시하였다. 마지막으로는 이렇게 제시된 모델을 이용하여 다양한 상황에 따라 시뮬레이션을 통하여 검증해 보고, 그 유효성을 살펴보았다.
SOLAS 선박은 SFI group 코드 기준으로 적어도 83종의 장비를 탑재해야 하고, 각각의 장비는 다시 수 개에서 수십 개의 컴포넌트로 구성이 된다. 선박 운항 중에는 이러한 장비의 정상적인 운영이 보장되어야 하고, 문제 발생시 즉각적인 수리를 위하여 원격유지보수의 요구사항이 높다. 본 연구는 항해통신장비의 원격유지보수에 적합한 장비의 분류체계를 제시하고, 적절한 데이터베이스 구조를 도출하고자 했다. 연구 결과, 선박 항해통신장비의 원격유지보수를 위하여, 장비의 분류체계는 장비의 종류, 모델, 컴포넌트로 계층화되어야 하고, 고장모드와 영향분석, 질의응답, 수리이력, 상태정보와 예방정비 등의 테이블을 장비 모델 기준으로 구축하는 것이 효과적임을 알게 되었다. 140개의 항해통신장비 모델과 750개의 컴포넌트에 대하여 데이터베이스를 구축하였고, 실질적인 효과를 평가하기 위하여 선박장비 수리전문가가 클라우드 앱을 이용하여 검색 결과의 유용성을 평가하였다.
Number of researches on efficient terminal operation system applying RFID(Radio Frequency Identification) are in progress. However, RFID has limitations on tracking and providing accurate positions of containers. In this paper, to enhance the performance of the integrated terminal operation system, an efficient loading management of yard is proposed by applying RFID based RTLS(Real Time Locating System) that provides real time accurate positions of containers. It was found that a group based sequence system is more efficient than the existing individual sequence number system in the container yard In the group based sequence system, the containers in the same group should have similar characteristics such as port of destination(POD), size, weight, etc. In order to run this system, we proposed the parameters to the unspecified N bytes of RFID tag which are specified in ISO 18000 7. And then, we developed an integrated operation system of container terminal using RFID. The proposed system reduces the ship turnaround time in ubiquitous port environments.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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pp.343-348
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2006
Number of researches on efficient terminal operation system applying RFID(Radio Frequency Identification) are on progress. However, RFID has limitations on tracking and providing accurate positions of containers. In this paper, to enhance the performance of the integrated terminal operation system, an efficient loading management of yard is proposed by applying RFID-based RTLS(Real Time Locating System) that provides real-time accurate positions of containers. We found that a group-based sequence system is more efficient than the existing individual sequence number system in the container yard. In the group-based sequence system, the containers in the same group should have similar characteristics such as port of destination(POD), size, weight, etc. In order to run this system, we have proposed the parameters to the unspecified N bytes of RFID tag which are specified in ISO 18000-7. And, this paper proposed a development of integrated operation system of container terminal using RFID for reducing the ship turnaround time in ubiquitous port environment.
자율운항선박(MASS, Maritime Autonomous Surface Ship) 도입을 위한 국제해사기구의 논의가 본격화됨에 따라 국제항로표지협회 제27차 이네비게이션(ENAV) 위원회 워킹그룹(WG2)에서 MASS 운영지원을 위한 시스템 개발시 사이버보안(사이버 위험관리) 측면을 우선적으로 고려하도록 하는 논의가 진행되었다. 우리나라는 2020년 자율운항선박 기술개발사업을 착수하였으며, 2021년부터 사이버보안 기술개발을 위한 세부과제를 추진 중에 있다. 디지털 해상통신시스템 환경에서의 MASS 운용은 기존 해상통신환경에서는 고려되지 않았던 다양한 디지털 장비들의 네트워크 보안이 요구된다. 본 연구에서는 사이버보안 기술개발 세부과제에서 수행중인 MASS 운용 지원을 위한 네트워크 보안장비 기본 개념을 소개하고, 기초단계에서의 MASS 선박 적용을 위한 네트워크 보안장비 인터페이스를 정의한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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