• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2001.12a
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• pp.169-172
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• 2001

최근 들어 두드러지고 있는 선박 업계의 승조원 승선 기피현상에 따른 항해인력 부족현상을 해결하기 위해 선박의 자동화 및 지능화를 위한 연구가 활발히 전개되고 있다. 선박운항의 지능화를 이루기 위한 핵심적인 요소는 지능형 자율운항시스템이다. 지능형 자율운항시스템은 선박운항에 있어 항해 계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 적절히 제어하는 항해 전문가의 능력을 전산화 한 것이다 지능형 자율운항시스템은 실제 선박에 장착하여 성능을 검정되어야 하나, 시간과 경제적 측면의 현실적 문제로 인하여 시뮬레이터를 이용하여 테스트되는 추세이다. 년 연구에서는 지능형 자율운항시스템을 테스트하기 위한 선박조종시뮬레이터를 개발하였다. 선박조종시뮬레이터는 선박의 물리적 요소값 및 초기 상태에 대한 입력 값으로 초기화 한 후, 매 순간 자율운항 시스템의 출력 값인 조타 및 추진 제어치를 시간에 기초하여 입력 받는다 선박의 다음 상태는 선박 운동방정식을 모방하여 산출하고, 그 결과를 센서 값으로 변화하여 지능형 자율운항 시스템에 다시 제공한다. 본 연구의 선박조종시뮬레이터에서는 선박의 물리적 및 운항 특성을 모방하기 위해서 선박 운동방정식을 이용한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2020.11a
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• pp.133-135
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• 2020

현재 자율운항선박의 성공적 달성을 위해 다양한 연구개발이 진행 중이며 이와 관련하여 자율운항선박의 안전항해 지원을 위해 자율운항 지원 서비스와 해양사고 대응 서비스가 개발되고 있다. 자율운항 지원 서비스는 전자해도표시시스템(ECDIS, Electronic Chart Display and Information System)에서 수립하는 항로 계획 정보를 육상 운항조정상황실에 전송하여 충돌 위험 예측 후 유용한 정보를 자율운항선박에게 제공하는 서비스이다. 이 서비스를 통해 타 선박과 자율운항선박간의 조우 지점과 타 선박의 사전 변침정보를 미리 알 수 있기 때문에 충돌 예측 정보로써 활용할 수 있다. 해양사고 대응 서비스는 현재 사람에 의존적인 해양사고 상황인식 및 해양사고 대응기관에 전파하는 것을 자동으로 상황을 인식하고 사고 대응하는 서비스이다. 이 서비스를 통해 사고 단계별 유용한 정보를 사고선박 및 주변 해양사고 대응기관에 정보를 제공함으로써 추가적인 해양사고 방지와 즉각 대응이 가능하다. 본 연구에서는 2가지 서비스를 성공적으로 제공하기 위해 시스템의 요구사항을 분석하고 시스템 아키텍처를 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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• pp.222-224
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• 2023

자율운항선박의 해상 운용은 인간의 개입 최소화 등 새로운 운용 방식의 적용과 첨단 디지털기술의 적용으로 기존 선박의 운용과 다른 형태의 다양한 새로운 위험요소들이 발생할 것으로 예상되며, 이러한 위험을 분석하기 위한 적절한 위험도평가 방법론의 적용이 요구될 것이다. 본 연구는 기존 선박과 달리 인간의 개입이 최소화된 상태로 운용되는 자율운항선박의 화재 사고 위험도를 실시간으로 분석하기 위한 실시간 위험도 모델의 개발을 목적으로 수행되었다. 자율운항선박 화재 위험도 모델 개발을 위하여, 먼저 자율운항선박의 화재 감지 및 제어, 비상대응 기능들을 분석하고, 기능분석 결과를 바탕으로 화재 감지 및 제어 시스템들에 대한 Fault Tree Analysis를 수행하였다. 자율운항선박의 화재 시나리오 표현을 위하여 기관구역 화재와 화물구역 화재로 분류하여 Event Tree Analysis를 수행하였다. 또한, 자율운항선박 운용 외부 조건에 따라 변화하는 변수들을 식별하여 각 변수들의 변화로 인하여 발생할 수 있는 자율운항선박 화재 위험도 변화량을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.385-387
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• 2022

근래에 들어, ICT (Information and Communication Technologies) 기술을 비롯한 첨단 디지털 기술의 발전으로, 선박/해양 산업에서 운용되는 시스템들은 더욱 복잡하고 다양해지는 경향을 보이고 있으며, 첨단 시스템 운용의 증가는 기존에 경험하지 못한 새로운 위험에 대한 불안과 함께 더욱 체계적인 방식으로 이러한 위험을 분석 및 제어할 수 있도록 하기 위한 발전된 위험도평가 방법론 적용의 필요성을 야기하고 있다. 이 논문에서는 첨단 디지털 기술이 적용되는 자율운항선박에 대한 위험도평가 절차 및 방법론과 정성적 위험도평가(Qualitative Risk Assessment) 적용 사례를 소개하고자 한다. 자율운항선박의 정성적 위험도평가를 위하여 자율운항 시스템들이 탑재된 자율화 등급 3 수준의 가상 자율운항선박을 선정하고, 기존 유인선박의 운용에 필요한 다양한 기능들과 자율운항선박 운용에 필요한 기능들을 식별하여 비교분석 하였다. 또한, 자율운항선박의 운용에 필요한 다양한 기능들의 실패로 인하여 발생 가능한 위험시나리오들을 식별하고, 식별된 위험시나리오를 바탕으로 자율운항선박의 운용 안전성 향상을 위하여 추가 고려되어야 할 안전조치들을 식별하였다. 본 연구 결과는, 이후 연구 수행 계획인 자율운항선박에 대한 정량적 위험도평가 (Quantitative Risk Assessment) 방법론 개발을 위한 자료로 활용될 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.258-260
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• 2023

목포해양대학교와 삼성중공업은 2021년 공동 연구를 통하여 '실습선 기반 원격/자율 운항 선박 시스템 개발 및 검증'을 수행하였고 이를 통하여 목포해양대학교 실습선인 세계로호를 활용하여 삼성중공업의 자율운항 선박 시스템(Autonomous Navigation System)인 SAS의 Test Bed 시연 실험 시스템을 구축하여 2022년 자율운항 선박(MASS) 기술 요소에 대한 시뮬레이션 기반 SAS(Samsung Autonomous Ship) System 검증 및 '운항 노선에 대한 설정을 통한 선박 자율운항 검증'을 위한 실선·실해역 실험을 통해 이를 시연 및 검증을 시행하였다. 특히 의미 있는 것은 자율운항선박 실선 테스트 과정 중 발생할 수 있는 모든 위험요소 분석을 위해 한국선급과 HAZID Workship을 실시하였고, 이를 통해 국내최초 자율운항실험용 기국 승인 및 선급임시검사 완료 후 실험이 진행되었다는 것이다. 이 연구에서는 실습선 기반 자율운항 선박 실해역 실험 연구를 소개하고 그 결과를 운항자 입장에서 분석하여 향후 보완하여야 할 사항을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2021.11a
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• pp.212-213
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• 2021

자율운항선박 기술개발사업 중 2세부(자율운항선박 핵심 기관시스템 성능 모니터링 및 고장예측 진단 기술 개발) 과제는 자율운항선박의 추진 및 전력 생산을 담당하는 핵심 기관시스템의 운전 상태를 실시간 모니터링하여, 계측 데이터 기반의 고장 진단/예측을 수행하고 장애 발생 시 원격 지원체계를 통해 체계적/전문적 정비를 수행할 수 있도록 지원하는 기술이다. 자율운항선박은 선원이 없이 자율적으로 운항도 하지만, 핵심장비/기자재에 대해서도 실측 데이터를 기반으로 스스로 판단하여 고장여부에 대한 의사결정이 가능하여야 한다. 선박 기관시스템은 선박 운항의 안전과 정시 입·출항에 핵심이 되는 장비/기자재로써 자율운항선박 구현에 필요한 핵심 기술이다. 본 연구에서는 자율운항선박 핵심장비 중 보조기기 2종(Pump, Purifier), 배관(Seawater Pipe, Steam Pipe)의 성능 모니터링 및 고장예측/진단 소프트웨어를 개발하기 위한 연구를 수행한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.263-264
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• 2022

전 세계적으로 자율운항선박 관련 연구가 활발히 수행되고 있으며, 자율운항선박 관련 개발 기술에 대한 시험평가 기술의 개발도 그 필요성이 부각되고 있다. 이와 같은 자율운항선박 관련 개발 기술에 대한 시험평가와 관련하여 현재 다부처사업으로 진행 중인 자율운항선박 기술개발사업에서는 자율운항선박에 탑재되는 장비 또는 알고리즘의 성능을 검증하기 위한 플랫폼으로 시뮬레이션 기반 테스트베드(Simulation-based testbed for autonomous ship, S-TAS)를 개발하고 있다. 본 연구에서는 시뮬레이션 기반 테스트베드의 활용을 위하여 자율운항시스템 구성요소 중 안전운항시스템과 경제운항시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 기반 시나리오 운용기능을 설계하였으며, 향후 개발되는 자율운항시스템을 위한 시나리오 운용 기술의 개발 및 연구를 수행할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2024.01a
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• pp.467-468
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• 2024

본 논문에서는 중국의 자율운항선박 기술개발 현황 및 신기술 관련 승인제도에 관한 연구하고자 한다. 제4차 산업혁명에 따라 해운산업에서도 자율운항선박이 등장하게 되었고, 현재 많은 국가들이 치열하고 기술개발에 열을 올리고 있다. 우리나라 역시 자율운항선박 기술개발을 위해 노력하고 있으며, 이와 더불어 자율운항선박 상용화를 위한 규제특례 및 승인제도를 도입하고자 한다. 자율운항선박은 현존선과 다른 선박 구조적 특성 및 시스템상의 특성을 가지고 있으며, 국제해사기구의 기준을 기반으로 주요 해양국가들은 자율운항선박의 실증운전 및 상용화를 위하여 자율운항선박 및 기자재 인증제도를 채택하고 있다. 본 논문은 중국의 자율운항선박 기술개발 현황 및 자율운항시스템등과 같은 신기술 승인제도를 연구하여 시사점을 얻고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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• pp.219-221
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• 2023

첨단 디지털기술이 적용된 자율운항선박과 같이 인간의 개입을 획기적으로 줄인 첨단 시스템의 운용은, 대상 시스템의 운용 중 시스템에 영향을 미치는 다양한 변수들의 변화를 실시간으로 검토하여 안전한 시스템 운용을 위한 의사결정을 지원할 수 있는 위험도평가 방법론의 적용이 요구된다. 본 논문은, 자율운항선박의 충돌 사고 위험도를 실시간으로 분석하기 위한 위험도 모델의 개발을 목적으로, 자율운항선박 충돌 사고 시나리오에 대한 위험도분석 작업 수행 내용과 실시간 충돌 위험도를 표현하기 위하여 검토한 간략한 위험도 모델 개념들을 제시하고 있다. 위험도 모델 개발을 위하여, 먼저 자율운항선박의 항해, 통신, 비상대응 기능들을 분석하고, 기능분석 결과를 바탕으로 충돌 사고 빈도 산출을 위한 Fault Tree Analysis와 충돌 사고로 인한 영향 산출을 위한 Event Tree Analysis를 수행하였다. 또한, Fault Tree와 Event Tree의 입력값 중 외부 조건에 따라 변화하는 변수들을 식별하였고, 각 변수들에 입력값은 자율운항선박의 운항 조건에서 발생할 수 있는 가상 데이터를 만들어 사용하였으며, 식별된 각 변수들의 변화로 인한 자율운항선박 충돌 위험도 변화량을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2020.11a
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• pp.139-140
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• 2020

우리나라는 국제해사기구에서 제시한 자율수준 3단계의 자율운항선박 기술개발 사업을 추진 중에 있으며, 자율운항선박 및 원격운항센터의 사이버보안에 관한 기술개발이 핵심과제로 포함되어 있다. 국제해사기구는 현존선의 대한 사이버 위협에 대한 조치로 제98차 해사안전위원회에서 '해상 사이버 위험관리 지침(Guidelines on maritime cyber risk management)'을 채택 및 승인하였다. 자율운항선박이 디지털 센서의 거대시스템임을 고려할 때 기술개발 완료시 해상에서 기존 선박과 자율운항선박의 공동 운항을 고려하여 해상교통관제체계(VTS)에 대한 사이버보안 측면을 고려 할 필요가 있다. 이 논문에서는 부산항 VTS 관제사(VTSO)를 대상으로 하여 자율운항선박 운영을 고려한 VTS 관제시스템의 사이버보안 만족도를 조사하였다. VTSO를 대상으로 한 사이버보안 만족도 조사 및 분석방법은 IPA(Importance Performance Analysis) 매트릭스를 적용하였다.