• 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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.110-110
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• 2022

본 연구는 자율운항 선박의 원격 고장 진단 기법 개발의 일부로 수행되었다. 특히, 엔진 연료 계통 장비로부터 계측된 시계열 데이터로부터 상태 진단을 위한 알고리즘 구현 결과를 제시하였다. 엔진 연료 펌프와 청정기를 가진 육상 실험 장비로부터 진동 시계열 데이터 계측하였으며, 이상 감지, 고장 분류 및 고장 예측이 가능한 심층 학습(Deep Learning) 및 기계 학습(Machine Learning) 알고리즘을 구현하였다. 육상 실험 장비에 고장 유형 별로 인위적인 고장을 발생시켜 특징적인 진동 신호를 계측하여, 인공 지능 학습에 이용하였다. 계측된 신호 데이터는 선행 발생한 사건의 신호가 후행 사건에 영향을 미치는 특성을 가지고 있으므로, 시계열에 내포된 고장 상태는 시간 간의 선후 종속성을 반영할 수 있는 학습 알고리즘을 제시하였다. 고장 사건의 시간 종속성을 반영할 수 있도록 순환(Recurrent) 계열의 RNN(Recurrent Neural Networks), LSTM(Long Short-Term Memory models)의 모델과 합성곱 연산 (Convolution Neural Network)을 기반으로 하는 Conv1D 모델을 적용하여 예측 정확성을 비교하였다. 특히, 합성곱 계열의 RNN LSTM 모델이 고차원의 순차적 자연어 언어 처리에 장점을 보이는 모델임을 착안하여, 신호의 시간 종속성을 학습에 반영할 수 있는 합성곱 계열의 Conv1 알고리즘을 고장 예측에 사용하였다. 또한 기계 학습 모델의 효율성을 감안하여 XGBoost를 추가로 적용하여 고장 예측을 시도하였다. 최종적으로 연료 펌프와 청정기의 진동 신호로부터 Conv1D 모델과 XGBoost 모델의 고장 예측 성능 결과를 비교하였다

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.137-139
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• 2022

해양산업 디지털 전환에 따른 사이버 위협이 증가함에 따라 선박 및 항만 종사자들에 대한 사이버보안 교육훈련과 전문인력양성 필요성이 증가하였다. 선원의 교육훈련은 IMO의 STCW 협약과 연관되어 교육훈련 관리 및 자격증명이 이루어져야 하고, 선박과 항만의 OT시스템 특성을 반영한 사이버보안 교육훈련 시스템 개발이 필요하다. 본 논문에서는 IMO 사이버 리스크 관리 가이드라인 기반 훈련모델 개발, 해양산업 위협의 특성 기반 사이버보안 훈련모델 개발, AR/VR 및 메타버스를 활용한 사이버보안 훈련 효과 향상을 목표로 해양산업 디지털전환에 따른 사이버보안 전문인력 양성 시스템 개발방안을 제시하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권1호
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• pp.39-46
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• 2020

사고는 사후조치보다 사전예방이 더 중요하며 이는 하인리히의 법칙을 그 이론적 배경으로 들 수 있다. 준해양사고제도는 유사사고를 사전에 방지할 수 있는 매우 의미 있는 제도로 국제해양사고조사코드(CI Code)의 발효에 따라 우리나라에서는 2010년에 도입되어 오늘에 이르고 있다. 이에 선박소유자나 선박운항자는 준해양사고 발생 시 지정된 통보서식에 따라 중앙수석조사관에게 통보하도록 되어있으나 아직까지 자발적인 통보건수는 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제의 한 원인으로 현재 준해양사고제도의 통보절차와 통보서식이 미흡하다는 점에 주목하여 이를 심층적으로 분석하여 개선방향을 제시하고자 한다. 이를 위하여 관련규정, 영국과 싱가포르 등 선진해운국의 사례, 항공 및 철도 등 국내 유사교통기관의 사례와 국내 주요 해운선사의 준해양사고 통보절차 및 통보서식을 분석하였고, 이를 바탕으로 개선방향을 제안하였다. 통보절차의 주요개선방안에는 준해양사고의 자율보고로의 전환, 보고주체의 확대, 통보자의 신분보장의 명기 등이 포함되며, 통보서식 개정의 주요내용은 통보라는 용어대신 보고라는 용어의 사용, 통보서식에 신분보장의 대한 내용 반영, 선택형 기입항목의 확대를 통한 통계적 가치 증대 등이 포함된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권4호
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• pp.347-353
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• 2020

항로표지는 선박에게 위치정보 등 다양한 정보를 제공함으로써 해양사고 예방 및 해양환경 보호 등에 기여하고 있다. 이러한 항로표지의 중요성을 인식하여 무역항을 입출항하는 선박에 톤당 24원의 항로표지이용료가 징수되고 있다. 그러나 24원의 항로표지이용료는 1999년에 책정된 이후 현재까지 유지되어 오고 있는 반면, 해운 및 항만 4.0 시대변화에 따라 자율운항 선박 및 스마트 항만운영 등을 위한 항로표지의 새로운 역할에 대한 수요는 점점 증가하고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 이러한 해운 및 항만산업의 변화에 따른 적정한 항로표지이용료의 추정에 있으며, 이를 위해 평택청을 대상으로 총괄원가를 회수하는 방법을 도입하였다. 항로표지이용료 추정은 연도별 및 누적환산 연도별 2가지와 항로표지이용료 징수대상이 무역항 이용 선박임으로 평택청의 항로표지를 전체와 대상 항로표지로 구분한 총 4가지 경우로 추정하였다. 추정결과 평택청의 항로표지이용료는 53.78-71.62원(2019년 기준)으로 현재 24원보다 29.78-47.62원이 높게 추정되어 인상이 필요하였다. 이러한 연구결과는 항로표지의 역할을 고려한 관련 예산 운영과 정책 운용에 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국항만경제학회지
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• 제34권4호
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• pp.17-38
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• 2018

본 연구의 목적은 해운기업의 선급결정요인을 확립하고 계층적의사결정(AHP) 기법을 활용하여 요인별 상대적 중요도를 고찰하는 것이다. 선급결정요인의 계층구조에 대한 선행연구가 부족하여 관련 산업 연관도에 따른 선급의 주요 활동, 선급 업무 프로세스 및 서비스 전달 과정을 참조하여 요인들을 식별하고 주요인과 세부요인으로 분류하였다. 이를 선급 관련 업무 종사자를 대상으로 설문하여 최종 확정하였고, AHP 분석을 위하여 해운 관련 업무 종사자 대상 설문을 진행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 선급결정요인 중 주요인의 중요도는 기술 및 검사 서비스 0.373, RO 기능 0.284, 비용 0.177, 시장(연관산업)의 기대 0.167인 바, 기술 및 검사 서비스에 대한 상대적 중요도가 아주 높게 나타나 BWM, 황산화물과 같은 환경규제와 자율운항선박, 친환경연료추진선박 등 미래 기술선도 선박에 대한 기술 협력 등 해운 시장의 변화와 트렌드를 반영함을 알 수 있었다. 세부요인의 복합가중치는 PSC 대응 능력 0.144, 기술 서비스 0.143, 금융기관/화주/조선소 등의 요구 0.090, 선급유지비용 0.087, 검사 네트워크 0.086, 검사원 역량 0.085, IMO/정부와의 협력 0.072, 정부 검사권 수임 0.067, 선급의 영업력 0.058, 최초검사비용 0.052, 평판과 공신력 0.040, 선급관련부대비용 0.038, 관련 산업과의 유대 0.037 순서로 나타난 바, 해운기업은 항만당국의 PSC 검사에 따른 출항정지방지와 기술서비스를 중요하게 생각하며, 금융기관/화주/조선소 등의 요구, 선급유지비용, 검사 네트워크, 검사원 역량을 높은 우선순위로 판단함을 알 수 있었다.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.51-59
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• 2018

본 논문에서는 해상에서 수상감시정찰 및 수중탐색임무를 수행할 수 있는 복합임무 무인수상정을 설계하였으며, 설계된 복합임무 무인수상정의 선체부는 유리섬유강화플라스틱을 이용하여 제작하였다. 수상감시정찰 및 자율운항 임무를 수행하기 위해 레이더, 라이다, 카메라 등과 같은 다양한 항법센서를 마스트에 장착하였으며, 특수임무를 수행하기 위한 더미건 장비를 선수부 갑판에 장착하였다. 악천후의 해상상태에서 주어진 임무를 성공적으로 수행하기 위해서는 갑판에 탑재된 구조물들에 대한 강성확보가 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 정하중, 횡하중 및 수직방향 운동에 따른 마스트 구조물의 강도해석 및 더미건 장비의 충격량에 대한 선체부의 강도해석을 시뮬레이션 및 실험을 통해 수행하였다. 시뮬레이션 및 실험 결과에 따라 본 연구에서 설계된 마스트 구조물 및 더미건 장착부의 선체부는 충분한 강성을 확보하고 있음을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.1-10
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• 2022

국방 분야는 아군 피해를 최소화하고 전투 효과를 향상하기 위해 무인 시스템을 운용한다. 해군의 무인수상정(USV, Swarm Unmanned Surface Vehicle)은 통신범위 내 군집 형성과 USV 간의 상황인식 정보공유를 통해 임무를 수행한다. 본 논문은 무인수상정의 내부 연동 및 외부 연동을 위한 인터페이스 연동어댑터 시스템(IAS, Interface Adapter System)을 제안한다. IAS는 USV의 자율운항 경로생성과 무장할당을 계획하는 임무계획 부체계(MPS, Mission Planning Subsystem)의 타 부체계 간 연동을 담당하며, 주요 기능은 MPS와 타 부체계 간 인터페이스 데이터를 실시간으로 교환하는 것이다. 이를 위해, MPS의 기능 요구사항과 연동 메시지를 식별 및 분석하였고, 실시간 분산처리 미들웨어를 활용하여 IAS를 구현하였다. 실험은 군집 USV 시뮬레이션 환경을 통한 다수의 통합시험을 수행하였으며, 지연시간과 연동 메시지 손실률을 측정하였다. 그 결과, 제안한 IAS는 MPS와 타 부체계 간 성공적인 가교역할을 수행할 것으로 기대한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권4호
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• pp.367-374
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• 2022

본 연구는 자율운항 선박의 연료 계통 펌프와 청정기를 대상으로 고장을 진단 사례를 제시하였다. 계측된 신호의 시간종속성을 반영한 심층학습(Deep learning) 알고리즘 적용 절차를 구성하고, 장비의 정상 운전상태와 고장 상태에서 계측한 진동 신호를 고장 패턴 학습에 사용하였다. 특히, 진동 신호에 내포된 열화의 시간 종속성을 반영할 수 있는 방법을 찾고자 하였으며, 슬라이딩 윈도우 연산 과정을 가진 Conv1D를 이용하여고장의 시간 종속성을 반영하였다. 또한 계측된 신호의 차수를 2차원에서 3차원으로 확장하여 시간 영역의 특징을 반영할 수 있는 데이터 전처리과정을 고안하였다. Conv1D 알고리즘의 적층과 변수를 결정하는 과정에서 그리드 탐색 기법을 사용하여 초매개변수의 최적 값을 결정하였다. 마지막으로 제안한 데이터 전처리 방법과 시계열 데이터의 시간 종속성을 반영한 Conv1D 모델이 이상 감지 및 고장 진단에 타당성이 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.462-469
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• 2023

본 논문은 선박이 조우하는 상황에서 충돌의 위험에 대한 판단을 지원하여 충돌사고를 예방하기 위하여 선박충돌위험성을 평가하는 방법을 제안하고자 한다. 선박의 항해는 불확실성이 다수 내포되어 있기 때문에 충돌의 위험을 평가할 때 선박충돌위험성이 가진 불확실성을 고려할 필요가 있다. 본 논문은 불확실성을 처리하고 각 상대 선박의 충돌의 위험을 실시간으로 평가하기 위하여 Dempster-Shafer 이론을 적용한다. 선박충돌위험의 평가 요인으로 DCPA(distance at closest point approach), TCPA(time to closest point approach), 상대 선박과의 거리, 상대방위, 속도비율 등이 사용되며, 각 평가 요인별 멤버쉽 함수로 계산된 기본확률배정함수(basic probability assignment)는 Dempster-Shafer 이론의 융합 규칙을 통하여 융합된다. 선박들이 실제로 조우하는 상황에서 수집된 선박자동식별장치 데이터를 사용하여 제안된 방법을 실험한 결과 평가의 적합성이 검증되었다. 선박간 조우 상황에서의 실시간으로 충돌위험성을 평가함으로써 인적오류로 인한 충돌사고를 예방할 수 있으며, 해상교통관제시스템과 자율운항선박의 충돌회피시스템에도 활용될 것으로 기대된다.