시스템 고장 진단은 장비의 상태를 실시간으로 파악하고, 잔여 수명을 예측할 수 있기 때문에 다양한 분야에서 그 중요성이 강조되고 있다. 장비나 센서의 고장을 진단하고 예측할 경우 유지보수를 용이하게 하여 막대한 손실을 막을 수 있고, 기대 수명 또한 연장될 수 있다. 항로표지는 육지와 멀리 떨어진 해상이라는 특수한 작업환경으로 인해 항로표지 유지보수를 위한 많은 시간과 비용이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 효율적인 항로표지 유지보수를 위해 항로표지 센서의 고장 유무를 판단할 수 있는 항로표지 센서 고장 진단 프로세스를 위한 후보 기술군에 대해 제안한다.
항로표지는 해상상황 정보를 수집하고 선박들의 항해에 안전을 도모하기 위해 설치 및 운용되고 있다. 관련해 개별 지방청에서 운영되는 데이터를 빅데이터 형태로 활용하고자 하는 경우 수집된 데이터의 품질에 대한 평가가 이루어져야 한다. 본 논문에서는 수집된 항로표지 데이터의 누락 정보를 중심으로 데이터 수집에 있어 장애 생성의 주된 원인을 찾고자 하였다. 수집된 데이터의 분석 결과 기상악화와 표지의 전압이 하락한 날에 데이터 결측 발생률이 톺음을 확인할 수 있었다. 이를 통해 기상 상황, 표지의 전압 상태 그리고 수집된 데이터 개수의 비교를 통해 기상악화가 영향을 미쳤을 수 있음을 확인하였다.
항로표지는 해상에 독립적으로 암초 위나 줄에 의해 떠 있는 형태로 존재하며, 선박들의 안전 운행에 필요한 다양한 정보를 제공하는 역할을 수행한다. 이러한 항로표지의 설치 및 동작 형태는 풍랑에 따라 기기의 위치가 가변적으로 변하게 된다. 따라서 기기의 위치가 급격하게 변했을 때, 항로표지 기기 내에도 영향을 받는다면 지방청의 항로표지 데이터 수신이 낮아질 것이라고 가설 설정했다. 본 논문에서는 기상특보에 따른 시간적 기준으로 구간을 나누어 풍랑과 항로표지 데이터 수신 간의 상관관계가 있는지 연구를 진행하였다. 연구 결과 풍랑이 거세질수록 평균 데이터 수집량이 감소하는 것으로 데이터 수신 강도의 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 이번 연구를 통해 풍랑에 대비한 항로표지 데이터의 개선이 필요하며, 선박의 안전과 관련된 만큼 정밀한 개선을 요한다.
제4차 산업혁명에 따라 시작된 패러다임의 변화는 해운, 항만, 조선 및 해양 등 전 산업분야에 걸쳐 진행되고 있으며, 이와 함께 자율운항선박은 혁신성장 기술에 대한 새로운 도전과제로 주목받고 있다. 자율운항 선박에 대한 국제적 차원의 논의는 2017년 제98차 국제해사기구 해사안전위원회에서 자율운항선박을 MASS(Maritime Autonomous Surface Ship)로 규정함으써 본격화 되었으며, 국내에서도 '해양수산부 2018년 업무계획'에 따라 국가물류체계 혁신을 위하여 자율운항선박, 해상통신망, 스마트항만 등 스마트 해상물류체계 구축 전략을 수립하였다. 자율운항선박을 운영하기 위해서는 안전한 입출항을 돕는 스마트항만의 구축이 필수적인데, 효율적인 항만운영과 안전을 확보하기 위하여 안전성, 신뢰성, 효율성 중심의 인프라로 구축되어야 할 것이다. 현재의 도선서비스는 개별 도선사가 각각의 입출항하는 선박에 직접 탑승하여 제공되고 있으나, 향후 자율운항선박에는 이와 같은 형태의 서비스를 제공하기 어려울 것으로 판단된다. 이는 도선서비스의 자동화 및 지능화, 원격 통제 체계의 마련이 필요한 것으로 볼 수 있다. 본 논문에서는 스마트항만 운영을 위하여 현재의 구축 운영중인 항로표지의 인공지능화를 통하여 전자도선서비스(Electric Pilotage Service)를 수행할 수 있는 방안과 체계, 서비스 대상에 대하여 제시하며, 부산항 북항을 대상으로 해당서비스에 대한 구체화 방안을 제시한다.
해양 산업은 e-Navigation 시스템을 시작으로 체계적인 접근 방식과 다양한 전략을 바탕으로 다양한 해양 서비스를 제공하고 있으며, 서비스 운영에 필수적인 장비 개발 및 스마트 항로표지 서버 구축 등 통합 운영이 가능한 스마트 항만 구축을 목표로 나아가고 있다. 그러나 고도로 자동화된 스마트 항만의 자율 시스템을 검증하기 위한 테스트베드는 기존의 테스트베드와 달리 복잡한 접근 방식과 다양한 요소가 필요하며, 특히 인공지능 등 최첨단 디지털 기술이 적용할 수 있게 됨에 따라 신규 서비스 제공과 이에 따른 잠재적으로 발생이 가능한 치명적인 문제점을 조기에 발견하고 대응하기 위하여 사이버보안체계 연구 및 이를 검증할 테스트베드 구축에 대한 준비가 필요한 시점이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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