• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2007.06a
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• pp.724-727
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• 2007

선박 운항 자동화 시스템은 선내 노동력 감소, 작업 환경 개선, 운항 안전성 확보 및 운항 능률의 향상을 목표로 하며, 궁극적으로는 운항 경제성확보를 위한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응 제어방법 등을 응용하여 선박의 비선형성을 보상하여 선박의 회두각 유지제어(Course Keeping Control), 항로 추적제어(Track Keeping Control), 롤-타각제어(Roll-Rudder Stabilization), 선박 위치제어(Dynamic Ship Positioning), 선박자동 접이안(Automatic Mooring Control) 등에 관한 연구를 수행하고 있으며 실제의 선박으로 대상으로 응용연구가 진행 중이다. 선박은 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계는 비선형적이며, 선박의 Load Condition은 선박의 Parameter에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다. 또한 외란요소인 파도의 유속(流速)과 방향, 풍속과 풍량 등이 비선형적인 형태로 작용하므로 선박의 운항을 힘들게 하는 요인이 된다. 따라서 선박의 운항시스템에는 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 요구한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박의 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통해 그 결과를 살펴보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2020.11a
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• pp.42-43
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• 2020

현재, 전 세계적으로 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)이 연구 개발되고 있다. 육상원격제어 시스템(Shore Remote Control System, SRCS)은, 비상 시 육상에서 원격으로 자격을 갖춘 원격제어사관(Remote Control Officer, RCO)이 MASS를 제어하기 위한 시스템이다. SRCS 개발을 위해서는 SRCS 운영 중에 발생 가능한 제어지연(control delay)에 대한 검토가 필요하다. 본 연구의 목적은 SRCS의 설계에 요구되는 제어지연 특성을 분석하고 정량화하기 위한 제어지연 모델을 구축하는데 있다. 먼저, SRCS의 제어지연 모델을 구축하고, 이를 통하여 제어지연의 특징을 분석하여 최적의 SRCS에 요구되는 다양한 제어특징을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.117-118
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• 2022

본 연구의 목적은 협수로에서의 자율운항선박(MASS)의 충돌 회피 행동의 기준 제시이다. 그 기준은 선박 도메인을 통해 제시되었고, 새로운 도메인(domain) 모델 개발을 위해 본 연구는 기존의 선원 인식 기반 도메인을 외부환경에 따라 동적으로 변하는 새로운 선박 도메인(SASD)을 제시하였다. 이 동적 변화를 적용하기 위하여 기존 모델과 ANFIS를 융합하였으며, 이 연구에서 제시한 SASD를 실제 해상 협수로의 환경에 적용하여 빅 데이터 기반인 AIS-기반 선박 도메인 모델들과 비교하였다. 그 결과 협수로의 상황과 도메인 설계 방법에 따라 조금의 차이가 발생하였지만, 타원형 도메인의 단축인 SASD와 AIS-based ship domain 모두 유사하게 나타났다. 그래서 인식 기반 선박 도메인과 AIS 기반 선박 도메인의 교차 검증을 통해 자율운항선박이 타 선박과 협수로를 항해할 때 참고할 만한 통항 거리가 제시될 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.169-170
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• 2022

In this study, in order to select the element items for risk assessment for autonomous ships, a survey was conducted on the maritime traffic control workers and the risk assessment element items were analyzed. The top five element items for risk assessment were identified, and the detailed value of risk elements according to the size of the vessel could be confirmed.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.323-324
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• 2022

복잡한 항만해역에서 자율운항선박 입출항 지원을 위해서는 항내에서 통항하는 선박에 대한 지속적인 인식이 필요하며, 이를 위해 선박자동식별시스템(AIS)에서 송출된 정보를 기반으로 선박의 운동정보(위치/침로/속도), 식별번호 및 크기 정보를 확인한다. 하지만, AIS 탑재 의무가 있는 선박에 대한 정보만 취득이 가능하기 때문에, 보조적으로 육상레이더를 활용하여 AIS 정보로부터 식별이 안되는 선박을 인식할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 자율운항선박 입출항 지원을 위해 레이더 이미지를 활용하여 선박의 운동정보와 형상정보를 동시에 추정할 수 있는 알고리즘을 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.165-166
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• 2022

최근 전세계적으로 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, 이하 MASS)의 기술 개발 및 시험 항해가 본격적으로 추진되고 있다. 하지만 MASS의 출현과 별개로 운항 방식, 제어 방식, 관제 방식 등 명확한 지침은 부재한 상태이다. 육상에서는 머신 러닝을 통하여 자율주행차에 대한 다양한 제어 방식을 연구하고 있으며, 이에 따라서 MASS도 제어 또는 통항 방식에 대한 기초 틀을 마련할 필요성이 있다. 하지만 육상과 달리 해상은 기상, 조종성능, 수심, 장애물 등 다양한 변수들이 존재하고 있어 접근 방식이 복잡하여, 머신 러닝을 적용할 때 환경에 대한 요소를 적절하게 설정해야 한다. 따라서 본 연구는 멀티 에이전트 강화학습을 통하여 MASS의 자율적인 통항 방식을 제안하기 위하여 강화학습의 해상교통환경 설정을 위한 요소를 도출하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.263-264
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• 2023

본 연구는 자율운항선박의 실제 해상에서의 성능 검증하기 위한 실험을 진행하였다. 먼저 SAS(Samsung Autonomous System)을 활용하여 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션은 Imazu 조우 모델을 기반으로 실험을 진행하였다. 시뮬레이션에서 조우 선박은 2-4척으로 정면, 횡단, 추월 등이 뒤섞인 상황을 가정하였다. 결과 분석은 6가지 항목(속력, Heading, Rate of Turn, Collison Risk Index, DCPA, TCPA, Closest Distance, XTD(Cross-Track Distance))을 분석하였다. 2 차례의 실해역 실험을 진행하였다. 목포-제주도 구간에서 실해역 실험을 진행 후 목포-이어도-독도 항로에서 실해역 실험을 진행하였다. 실해역 실험 결과 Imazu 모델 기반 시뮬레이션과 비슷한 결과를 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.198-199
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• 2023

자율운항선박 (Maritime Autonomous Surface Ship, MASS) 관련 기술이 전 세계적으로 활발히 개발되고 있는 가운데, 이러한 신기술을 검증하기 위해 국제표준 개발의 필요성이 증대하고 있다. 현재 ISO TC8(선박 및 해양기술) 분과에서 개발중이거나 제정된 표준 분석을 진행하였다. 3가지 카테고리로 분류하였을 때, 카테고리 3 - 세부 장비/어플리케이션에 대해 개발된 표준의 수가 카테고리 1 - 일반적인 가이드라인 및 기능적 요구사항에 대한 표준과 카테고리 1의 기능적 요구 사항을 만족하는 기술적 솔루션 레퍼런스인 기술적 솔루션 표준은 부족한 실정이다. 우선순위 도출을 통하여 카테고리 2 분야의 표준화 아이템을 도출하였고, 이를 기반으로 수립한 국제표준화 추진전략 및 계획을 소개할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.371-373
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• 2022

현재 선박의 항로계획은 항해사들의 항해지식과 경험을 바탕으로 이루어지고 있다. 하지만 자율운항선박의 등장으로 항로계획의 자동화에 대한 연구가 학계와 산업계에 관심이 높다. 본 연구에서는 AIS 데이터를 활용하여 선박의 항로계획을 자동으로 생성하기 위해 격자기반의 최단경로 알고리즘을 활용하였다. 이는 자율운항선박의 항로계획 생성에 있어 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.233-235
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• 2022

43차 산업혁명이 도래함에 따라 해운분야에도 자동화 및 무인화 기술을 접목한 안정성과 효율성을 향상시키기 위한 기술개발이 진행중이다. 그중 선박의 신속하고 안전한 이/접안을 돕도록 고안된 자동계류시스템은 선박의 식별 정보와 융합센서로부터 다양한 정보를 수집해 인력의 개입이 최소화하거나 무인화할 수 있으며, 이는 계류 라인을 이용한 기존 방법 대비 발생하는 위험 요소를 줄이고 효율적인 도선 지원이 가능하게 한다. 본 연구팀은 기초단계 연구로서 자율 운항 선박 구현을 위한 자동 계류 시스템 개념 설계를 제시한다. 연구내용은 크게 자동 계류시스템의 하드웨어 설계, 제어 및 운용 프로세스 설계, 선체 계측 기술 개발, 운동변위/계류력 산정 수치모델 개발, 항만 내 운영환경 및 시나리오 분석으로 분류할 수 있으며 본 발표에서는 연구현황과 추후 진행 방향에 대해 다루도록 한다.