• 융합신호처리학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.20-29
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• 2021

본 연구는 해양레저에서 필요로 하는 정보를 제공해 주는 디바이스의 필요성에 의해서 스마트워치와 풍향풍속계를 개발하였다. 멀티센서를 부착한 해양레저용 스마트워치, 자이로 박스와 풍향풍속계를 기반으로 하여 GPS, 모션, 습도, 온도, 기압, 그리고 심박수 등의 외부 데이터를 수집할 수 있도록 하였다. 그리고 수집된 외부 환경 데이터는 안드로이드 기반의 휴대기기인 스마트폰에서 애플리케이션을 통해 관리할 수 있도록 하였다. 개발된 스마트워치 및 풍향풍속계는 해양 레저 산업의 접근성 증대와 활성화에 기여할 것으로 판단되며 안전과 교육적인 측면에서 해양 정보를 제공해주는 디바이스의 필요성이 크기 때문에 고부가 가치 시장 진출 가능성을 높이고 제품 국산화율을 향상시킬 것으로 예상된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권3호
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• pp.158-167
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• 2022

국제해사기구의 e-Navigation 전략은 선박에 새로운 기술을 도입하여 더욱 편리하고 안전한 항해를 지원하는 것이다. e-Navigation 전략 이행을 위해 다양한 해양 정보 서비스에서 발생 가능한 요구사항을 수용할 수 있는 공통 데이터 모델이 필요하게 되었고, 최종적으로 국제수로기구의 S-100 표준이 선정되었다. 이 중 해양기상정보를 차세대 전자해도정보시스템에서 표출하기 위한 S-41X 제품표준은 현재 개발이 미 완료된 시점이다. 본 논문은 S-41X 제품표준 중 격자 데이터 기반의 S-413 제품에 대한 데이터 모델을 설계하였다. 또한 격자 데이터 형식을 지원하는 타 S-100 데이터 제품을 참고하여 국내 원시자료인 기상청 수치예보모델 결과를 활용한 제품 인코딩 테스트 단계의 연구를 수행하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.134-140
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• 2021

본 연구는 에너지 하베스팅 기반 저전력 GPS와 IMU를 활용한 개인 위치를 식별할 수 있는 웨어러블 장치 개발에 관한 것이다. 개발된 개인 위치식별 장치는 압전소자를 이용한 에너지 하베스팅 기술을 적용하였고, GPS 및 IMU를 사용하여 정밀한 개인위치 데이터를 획득할 수 있도록 하였다. 실험 결과, GPS 및 IMU 데이터가 정상적으로 수신함을 확인하였다. 개인위치 식별장치는 재난 발생지역 등에서의 개인위치를 파악하여 안전사고에 대응하고, 시간, 장소 및 환경에 구애받지 않고 사용자가 손쉽게 사용할 수 있을 것이며, 레저나 헬스케어 등 다양한 방면에서 사용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.667-669
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• 2021

최근 RFID/USN 기술은 물류, 환경, 교육, 홈 네트워크, 방재, 군사, 의료 등 다양한 분야에서 적용되고 있으나 RFID/USN 기술의 눈부실 발달에도 불구하고 열악한 해양 환경의 특성상 해양 산업현장에 적용하기에는 많은 애로사항이 있다. 따라서 해양분야에서는 주로 위성을 사용하고 있으며 연안에서는 기존 통신망을 사용하고 있어 원양에서의 선반 단독 근거리 네트워크 형성을 위한 방안이 고려되고 있다. 본 논문에서는 기존 PS-LTE 및 LTE 네트워크에서의 USN을 활용하여 기지국 역할 위한 방안으로 드론을 USN의 이동 기지국으로 활용하는 방안을 고려하고 있다. 자율운항선박은 시스템의 지능화를 지향하므로 선원의 수와 노동력을 절감하고 보다 안정적이고 지능화된 ICT융합 기술형태의 자율적 네트워크 형성 기능이 강화되어야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권1호
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• pp.9-17
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• 2015

국내 대형 조선소 주변해역의 중금속오염 현황을 밝히기 위하여 2010년 여름에 4개의 대형 조선소 주변 11개의 채수정점과 4개의 대조정점에서 해수 시료를 채취하여 6종의 금속(Cu, Zn, Fe, Cd, Pb, Hg)을 분석하였다. 조선소별 주변해역 수중의 금속을 분석한 결과, (1) 구리(Cu)의 평균 농도는 $0.817{\sim}1.638{\mu}g/L$로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 $20{\mu}g/L$, 해양생태계 보호 단기기준 $3{\mu}g/L$)보다 낮았지만, 대조정점에 비하여 1.64~2.75배의 높은 값을 나타냈다. (2) 아연(Zn)의 평균 농도는 $ 0.228{\sim}0.567{\mu}g/L$로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 $100{\mu}g/L$, 해양생태계 보호 단기기준 $34{\mu}g/L$)보다 낮았지만, 대조정점에 비하여 1.62~5.91배의 높은 값을 나타냈다. (3) 철(Fe)의 평균 농도는 $3.332{\sim}7.410{\mu}g/L$로 대조정점에 비하여 1.30~6.75배의 높은 값을 나타냈다. (4) 카드뮴(Cd)의 평균 농도는 $0.013{\sim}0.028{\mu}g/L$로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 $10{\mu}g/L$, 해양생태계 보호단기기준 $19{\mu}g/L$)보다 낮았지만, 대조정점에 비해 1.18~2.33배의 높은 값을 나타냈다. (5) 납(Pb)의 평균 농도는 $0.007{\sim}0.126{\mu}g/L$로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 $50{\mu}g/L$, 해양생태계 보호 단기기준 $7.6{\mu}g/L$)보다 낮았다. (6) 수은(Hg)의 평균 농도는 $0.002{\sim}0.004{\mu}g/L$로 해역환경기준(사람의 건강보호기준 $0.5{\mu}g/L$, 해양생태계 보호 단기기준 $1.8{\mu}g/L$)보다 낮았다. 비록 모든 중금속의 수중 농도가 해역환경기준보다 낮다고 할지라도, 선박 건조작업에 사용되는 구리, 아연, 철과 같은 중금속의 농도가 대조해역에 비해 조선소 주변해역에서 높다는 것은 조선소의 영향에 기인하는 것을 암시한다. 따라서 조선소로부터 각종 오염물질이 해양에 유입되지 않도록 통제하고 해양오염을 방지하는 국가적 차원의 해양환경관리가 필요하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권2호
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• pp.188-193
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• 2015

일반적으로 선박용 디젤엔진의 아산화질소($N_2O$)배출률은 이산화황($SO_2$)배출률과 밀접한 상관성을 갖고 있고, 선박에서 사용되는 연료의 다양성은 $N_2O$배출특성에 영향을 미친다고 받아들여져 왔다. 최근의 연구보고에 의하면 연료 연소에서 발생한 충분한 일산화질소(NO)가 존재할 경우, 배기의 $SO_2$배출률이 $N_2O$생성에 미치는 영향은 NO의 영향보다 막대하게 크다. 그러므로 $SO_2$성분으로부터 기인하는 $N_2O$생성은 NOx저감을 위한 배기가스 재순환(EGR) 시스템에서 중요한 인자로 작용한다. 본 실험적인 연구의 목적은 $SO_2$유량 증가를 갖는 디젤엔진의 흡기가 배기의 $N_2O$배출률에 미치는 영향에 대하여 조사하는 것이다. 실험에 사용된 테스트 엔진은 2600rpm에서 12kW의 출력을 갖는 4행정 직접분사식 디젤엔진이고, 운전조건은 75% 부하에서 실시되었다. 0.499%($m^3/m^3$)의 $SO_2$표준가스는 흡기의 $SO_2$농도를 변화시키기 위해 사용되었다. 결과적으로 황 성분을 포함하지 않는 연료는 $SO_2$를 배출시키지 않았고, 흡기 중에 $SO_2$표준가스의 증가에 따른 배기의 $SO_2$배출률은 $SO_2$흡입률과 비교하여 거의 같은 비율이었다. 또한, 흡기의 $SO_2$유량 상승은 $N_2O$배출률을 상승시켜 배기 중의 $N_2O$는 흡기의 $SO_2$혼합기에 의해 생성되었다. 결국 황 성분을 함유한 연료는 연소 중에 $SO_2$를 형성하고 배기 중의 $N_2O$는 연소실에 존재하는 NO와 $SO_2$의 반응에 의해 발생된다고 할 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권3호
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• pp.275-285
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• 2010

2009년 말 기준의 국내 해양시설 신고 현황을 지역별 및 시설 종류별로 분석하고 국가차원의 관리방안을 제안하였다. 여수청에 신고한 시설이 8가지 종류로 가장 다양하였으나 포항청, 대산청 및 제주해양관리단에 신고한 시설이 각각 3가지 종류에 불과하였다. 기름 및 유해액체물질 저장시설은 모든 지방청의 신고 실적이 있고 시설의 수도 가장 많은 종류이며, 여수청과 마산청이 각 38개소로 공동 1위를, 평택청이 11개소로 최하위를 차지하였다. 오염물질저장시설은 마산청이 4개소, 동해청과 목포청이 각 2개소, 여수청, 군산청 및 평택청이 각 1개소였으며 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 선박건조 수리 해체시설은 모든 지방청의 신고 실적이 있는 종류이며, 전국 시설(조선소)의 45%가 마산청과 부산청 관할의 남해 동부해역에 집중되었다. 하역시설은 부산청과 목포청이 각 3개소, 대산청이 1개소였으며 나머지 지방청은 신고 실적이 없었다. 폐기물저장시설은 울산청이 5개소, 군산청이 4개소, 인천청이 2개소, 여수청이 1개소였으며 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 취수 배수시설은 전국의 65%가 포항지역과 목포지역에 집중되었고, 유어장은 전국의 78%가 마산지역에 집중되었다. 그 밖의 시설은 동해청이 4개소, 마산청이 3개소, 여수청과 평택청이 각 2개소, 인천청과 울산청이 각 1개소였으며 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 종합해양과학기지는 제주해양관리단이 3개소, 여수청, 울산청 및 군산청 각각 1개소였으나 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 해양시설에 대한 국가차원의 관리방안으로는 지방청별 여건을 고려한 관리, 시설 종류별 특성을 고려한 관리, 관계 법령 및 규정의 개정, 해양시설 종류별 이행사항 숙지 및 준수, 국가적 견지의 적극적 관리조치 등을 제안하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권6호
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• pp.655-661
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• 2015

본 연구에서는 대표적인 HNS 중 하나인 질산($HNO_3$)의 유출사고가 해양생태계에 미치는 영향을 평가하고자, (1) 식물플랑크톤(Skeletonema costatum)을 이용한 성장저해시험, (2) 무척추 동물(Brachionus plicatilis, Monocorphium acherusicum), (3) 어류(Cyprinodon variegatus) 및 (4) 발광박테리아(Vibrio fischeri)를 이용한 급 만성 독성시험을 질산의 유출로 인한 (1) pH 변화와 사고 후 질산에서 해리된 (2) 질산염($NO_3{^-}$) 농도의 변화에 대해 각각 수행하였다. $HNO_3$를 이용한 pH 변화에 대한 독성시험 결과, M. acherusicum이 무영향농도(NOEC), 최저관찰영향농도(LOEC) 및 반수영향농도($72h-EC_{50}$) 값이 각각 pH 7(0.3 mM), pH 5(1.1 mM) 및 pH 5.2(1.4 mM)로 가장 민감한 영향이 나타났다. $NO_3{^-}$에 대한 독성시험의 결과, B. plicatilis의 만성독성시험(개체군 성장률시험)결과, NOEC, LOEC 및 $96h-EC_{50}$ 값이 각각 5.9 mM, 11.8 mM 및 32.6 mM로 가장 민감한 영향이 나타났다. 결론적으로 질산 유출사고로 인한 해양생물의 독성영향은 pH의 경우, 선박의 최단 인접지역을 제외하면 그 영향은 극히 미미할 것으로 판단되며 질산염의 경우, 해양생물의 생존 및 번식에 직접적으로 영향을 미칠 수 있을 정도의 농도는 일반적인 사고해역에 현실적으로 존재 할 수 없는 농도로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권spc호
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• pp.30-36
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• 2022

수처리 후 직접 해양으로 배출하는 산업시설 등에서 Hazardous and Noxious Substance (HNS) 농도 변화를 연속 자동 측정하기 위한 센서의 기본적 성능으로 상온에서도 ppb 수준의 검출이 가능한 센서가 필요하다고 판단하여 기존의 센서의 감도를 높이기 위한 방법을 제안하였다. 우선 나노입자 박막에 전도성 탄소계 첨가물을 이용하여 필름의 전도도를 높이는 방법과 촉매 금속을 이용하여 표면에서의 이온 흡착도를 높이는 방법에 대해서 각각 연구하였다. 전도성 개선을 위해서 ITO 나노입자를 활용한 필름에 carbon black을 첨가물로 선택하여, 첨가물 함유량에 따른 센서의 성능변화를 관찰하였다. 그 결과 CB 함량 5 wt% 정도에서 전도성 증가에 의한 저항과 응답시간의 변화를 관찰할 수 있었고, 유기용제를 대상으로 한 실험에서 검출하한은 250 ppb 정도까지 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 액체 중 이온 흡착도를 높이기 위하여 센서 표면에 촉매로 Au를 스퍼터로 제작한 표면 촉매층을 형성한 시료를 이용한 실험에서 센서의 응답은 20% 이상 증가하고 평균 검출하한은 61 ppm까지 낮아지는 것을 확인하였다. 이 결과로부터 금속산화물 나노입자를 활용한 화학저항형 센서가 상온에서도 수십 ppb 정도의 HNS를 검출할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1209-1215
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• 2022

선택적 촉매 환원법(SCR)은 질소산화물(NO_x)을 저감하는 매우 효율적인 방법으로 알려져 있으며 발생된 질소산화물(NO_x)을 질소(N₂)와 수증기(H₂O)로 환원시키는데 촉매 작용을 한다. 질소산화물(NO_x) 저감 성능을 결정하는 요소 중 하나인 촉매는 셀 밀도가 증가하면 촉매효율이 증가하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실습선 세계로호에 설치되어 있는 발전 기관의 배기가스 조건을 모사한 실험장치를 통하여 100CPSI(60Cell)촉매의 부하에 따른 질소산화물(NO_x) 저감 성능을 확인하고 세계로호에 설치되어 있는 25.8CPSI(30Cell) 촉매의 기존 연구 자료와의 비교를 통해, 셀 밀도가 질소산화물(NO_x)의 저감에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 실험용 촉매는 셀 밀도만 변화를 주었고 형태는 벌집형(honeycomb), 조성물질은 V₂O₅-WO₃-TiO₂를 동일하게 사용하여 제작하였다. 실험결과 100CPSI(60Cell) 촉매의 질소산화물(NO_x) 농도 저감율은 평균적으로 88.5%이며 IMO specific NOx 배출량은 0.99g/kwh로 IMO Tier III NOx 배출기준을 만족하였다. 25.8CPSI(30Cell) 촉매의 경우, 질소산화물(NO_x) 농도 저감율은 78%, IMO specific NOx 배출량은 2.00g/kwh 이었다 두 촉매의 NOx 농도 저감율과 IMO specific NOx 배출량을 비교하였을 때, 100CPSI(60Cell)촉매가 25.8CPSI(30Cell) 촉매보다, NOx 농도 저감율은 10.5% 높고 IMO specific NOx 배출량은 약 2배 적은 것을 확인하였다. 따라서 촉매의 셀 밀도를 높임으로써 효율적인 탈질효과를 기대할 수 있으며 향후 실선 테스트를 통하여 검증한다면 촉매의 부피 저감을 통한 제작 비용을 줄이고 협소한 선박 기관실을 효율적으로 사용하기 위한 실용적인 자료로서 기대된다.