• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1520-1525
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• 2009

본 연구는 철강 회사의 기존 크레인의 위치 제어 시스템을 USN(Ubiquitous Sensor Network)과 GPS(Global Positioning System) 시스템으로 대체하기 위한 시뮬레이션을 수행한 것이다. 크레인의 위치 제어 시스템을 지상국과 차상국의 통제 시스템으로 구분하였으며, 하드웨어 시스템은 GPS위성으로부터 크레인의 위치 제어 데이터를 수신하는 GPS 수신기 모듈, 지상국과 차상국 간 통신을 하기 위한 블루투스 통신 모듈, 크레인의 위치를 정밀하게 제어하는 초음파 센서 모듈, 크레인의 롤러를 대체한 모터, GPS 수신기 모듈과 블루투스 통신 모듈, 초음파 센서 모듈을 제어하는 임베디드 MCU (ATmega1/28L) 등으로 구성하였으며, 소프트웨어 시스템은 GPS 위성으로부터 GPS 수신기 모듈에 수신된 데이터 중 GGA 출력 문장을 필터링하기 위한 프로그램, 초음파 센서 구동프로그램, 크레인의 위치를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 디지털 지도 프로그램 등으로 구성하였다. 제안한 시스템은 위치제어를 1cm 간격으로 정확하게 조절이 가능함을 실험을 통해 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.96-102
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• 2007

용접에 의해서 발생하는 변형은 강구조물의 치수를 변화시킬 뿐 아니라 역학적 강도를 저하시켜 강구조물의 제작공정과 공용중 심각한 문제를 발생시킬 수 있다. 특히 토목 강구조물의 경우 제작 및 조립공정에서 용접프로세스에 의해 불가피하게 발생하는 용접변형에 의한 설계치수의 변화를 검토하기 위해 넓은 장소에서 부분 또는 전체가 조립공정을 실시해야 한다. 이러한 가조립된 구조물은 현장에 설치되기 위해 해체하여 운반되어 현장에서 재조립하여 가설된다. 또한 높은 곳에서 작업해야 하므로 안전사고의 우려와 함께 크레인, 족장과 같은 부대장비를 사용해야 하므로 비경제적이다. 따라서 대형 강구조물의 제작시 발생하는 용접변형에 의한 부재오차를 검증하기 위한 가조립 공정을 생략하기 위해 용접변형 예측기법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 이를 위해 대형 강구조물의 용접변형 예측기법인 등가하중법을 이용한 용접부 수치모델링을 정립하고 이를 이용해 용접순서와 자중이 용접변형에 미치는 영향을 검토하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.582-590
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• 2007

천정주행 크레인의 고속 권상작업 및 흔들림 억제 궤적추종을 위한 비선형 적응제어 방법을 제시한다. 천정주행 크레인의 흔들림 운동은 트롤리의 가속도. 권상로프의 길이 및 권상속도와 강하게 결합되어 있다. 이는 비간섭 제어 기반의 흔들림 억제 궤적추종 제어법칙을 설계하는데 있어 장애요인으로 작용한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 트롤리의 가속도와 권상속도의 영향을 최소화하는 방법으로 불확실성이 존재하는 경우에도 흔들림 운동의 궁극적 균일 유계성을 보장하는 퍼지 비선형 적응형 흔들림 억제 궤적추종제어법칙을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 파라미터 변화. 외란 등을 포함한 시스템 불확실성을 퍼지 불확실성 관측기를 이용하여 보상한다. 따라서, 퍼지관측기의 근사화 오차가 영으로 수렴할 때 추종오차 및 흔들림 각도의 궁극적 한계치는 영으로 감소한다. 끝으로 제안한 방법의 성능검증을 위한 모의실험 견과를 제시한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권3호
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• pp.197-208
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• 2019

공 컨테이너 장치장의 사양, 취급 장비, 운영방법이 공 컨테이너 적하 시 발생할 수 있는 재취급 기대횟수에 미치는 영향을 연구하였다. 다수 선사의 다양한 유형의 공 컨테이너를 서로 분리된 공간에 저장한다면 저장 공간을 충분히 활용할 수 없고, 저장 공간의 활용도를 높이기 위해 여러 선사의 공 컨테이너를 혼적하여 함께 저장한다면 적하작업 중에 추가로 재취급이 발생할 수 있다. 한 베이에서 적하작업을 위하여 공 컨테이너를 인출하는 시점에 기대되는 재취급 횟수를 계산하기 위해 필요한 여러 가지 수식을 유도하였다. 트랜스퍼 크레인과 탑 핸들러를 취급 장비로 간주하여 다양한 인출 전략을 검토하였다. 장치장의 다양한 설계 및 운영 매개 변수가 재취급 횟수에 미치는 효과를 확인할 목적으로 수치실험을 수행하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권6호
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• pp.459-464
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• 2008

본 논문은 파라미터 변화나 외란이 존재하는 환경에서 컨테이너 크레인의 트롤리 위치와 컨테이너의 흔들림을 효과적으로 제어할 수 있는 모델기반 퍼지제어기를 제안한다. 이를 위해 우선 파라미터 변화에 대응할 수 있는 모델링 기법인 T-S 퍼지모델을 구현하고, 소속함수의 파라미터를 실수코딩 유전알고리즘(RCGA)으로 조정하는 문제를 다룬다. 다음으로 퍼지모델의 각 서브시스템에 대해 LQ 제어기 법을 사용하여 서브제어기를 설계하고, 이렇게 설계된 서브제어기를 ROGA로 조정된 퍼지모델의 소속함수로 퍼지결합하여 제안하는 모델기반 퍼지제어기를 구성한다. 시뮬레이션을 통해 RCGA로 조정된 소속함수를 사용하는 퍼지모델은 컨테이너 크레인의 비선형 모델의 출력에 잘 추종하였고, 모델기반 퍼지제어기도 파라미터 변화와 외란이 존재하는 환경에서 강인한 제어를 수행하고 있음을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.962-968
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• 2013

화석연료의 고갈에 따른 연료유의 가격상승과 세계온난화에 따른 그린하우스가스(Green House Gas, GHG)등의 문제가 주목받고 있다. 이러한 이유로 해상운송사업은 연료의 소비를 줄이고 환경보호를 위해 온실가스를 줄이기 위한 친환경선박(Green ship) 기술에 대하여 관심을 보이고 있다. 선박의 전력시스템은 안전한 운항을 위한 가장 주요한 요소 중 하나이다. 이러한 이유로 선박 설계에 있어 대부분의 선박은 바우 스러스터(Bow thruster, B/T), 크레인 등의 장비사용에 따른 피크부하로 인하여 큰 용량의 발전기를 사용하고 있다. 이러한 이유로 선박의 항해에 있어 대부분의 선박의 발전기는 저부하 운전구간에서 운전되게 된다. 50%또는 그 이하의 운전율인 저부하 운전에서는 발전기의 운전효율이 저하하게 되어 많은 연료유를 소비하며 발전기 수명에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 입출항이 비교적 많이 있는 컨테이너선박에 이차전지 적용방안에 대하여 연구하였다. 그 결과 이차전지를 적용하여 항해 중 발전기 운전율을 높이므로 연료 소비를 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.47-55
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• 2017

본 연구는 수신호 통일지침 개발을 위한 사전연구로 선박작업시 의사소통 수단으로서 수신호 체계의 활용가능성과 표준화 타당성을 검토하였다. 실증연구에 앞서 선박안전관리자의 의견을 수렴하여 수신호 활용가능성이 있는 선박작업활동을 분류하고, 이러한 작업활동 하에 작업자의 수신호 활용의사와 제도적 표준화 선호도를 측정하였다. 통계분석(t-검정, 상관관계분석) 결과 응답자들은 근무형태(선원/육상선박 안전관리감독)와 근무환경(갑판부/기관부)에 관계없이 수신호 소통이 가능한 작업활동에서는 표준화된 수신호 체계를 의사소통 수단으로 적극 수용할 의사가 있었다. 또한, 주어진 선박작업활동 종류에 따라 응답자의 수신호 활용빈도는 유의미한 차이가 있으나 표준화 선호도와는 강한 양(+)의 상관관계에 있었다. 따라서 후속연구로 응답자의 수신호 활용빈도가 높은 크레인 운용, 윈드라스 윈치 운용, 삭류 이동/전달, 화물창 운용 등 항만내 작업활동들을 우선순위로 수신호 통일지침을 설계한다면 선박작업자간 의사소통 개선에 효과적일 수 있다는 결론을 얻었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.247-252
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• 2005

쐐기형 레일클램프는 작은 초기 압착력으로 레일을 압착한 후 풍속이 증가함에 따라 쐐기작용에 의해 압착력이 증가하여 레일을 강하게 압착하는 구조를 가지고 있다. 쐐기형 레일클램프를 설계하기 위해서는 쐐기작용을 위한 적정 쐐기각과 초기압착력 발휘를 위한 적정 Locker의 물림각을 결정해야 한다. 적정 쐐기각에 관한 연구는 이미 수행되었으며, 본 연구에서는 Locker의 적정 물림각을 설정하기 위하여 이전 연구를 바탕으로 $10^{\circ}$의 쐐기각을 갖는 레일클램프에서 Locker의 물림각과 Jaw pad의 압착력 사이의 상관관계를 실험적 분석을 통해 살펴보았다. 레일클램프의 초기 압착력은 Locker의 물림각에 의해 결정되므로 3, 4, 5, $6^{\circ}$의 4가지 Locker의 물림각에 따른 Locker의 물림력을 압력게이지를 이용하여 측정한 후 Jaw pad의 압착력을 산출하여 유한요소해석결과와 비교하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권1호
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• pp.33-41
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• 2019

2012년 12월, 한국 울산항 앞바다에서 항타선이 침몰되었다. 본 사고 선박의 침몰원인은 인적요소, 기상악화 등의 복합적인 문제라 여겨진다. 사고 이후 선박안전기술공단에서는 리더부(크레인)는 충분한 안전율이 확보된 강도로 설계되었다고 결론을 내렸으나 국립과학수사 연구원의 현장조사 감정서에서는 선박 침몰은 리더부의 파손으로 인한 것이라고 결론 내렸다. 이에 본 저자들은 선박안전기술공단이 선박 검사에 사용하는 선박안전법과 강도 계산 및 구조해석 방법 등을 검토하였다. 나아가 한국선급의 규칙을 기반으로 두어 선박 침몰원인을 분석하기 위한 유체동역학적해석 및 구조해석에 관한 수치시뮬레이션을 수행하였으며 국립과학수사연구원의 현장조사 결과와 유사한 결론을 얻을 수 있었다. 결론적으로, 본 사고 선박과 같이 선급 규칙의 적용을 받지 않고도 자유롭게 국내에서 운항 될 수 있는 항타선의 경우 유사한 사고가 발생할 수 있으며 이를 방지하기 위하여 한국선급 규칙의 적용을 받는 검사가 수행되어야 할 것임을 제안한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제48권3호
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• pp.232-238
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• 2024

본 연구는 현재 감천항에 입항하는 선박교통 특성을 반영하여 감천항 도등의 효용성을 검토하였다. 감천항 도등은 1996년 4,000TEU 컨테이너선 출입항을 위해 감천항 항로표지 보완 기본설계과정에서 제안되어 설치되었다. 이후 부산지방해양수산청의 감천항 정온도 향상을 위한 기존 외곽 시설 재배치 검토 연구를 통해 50,000DWT급 일반 화물선 입항 대응 및 한진 부두의 크레인 높이를 반영한 도등으로 개선되었다. 그러나 현재 감천항의 해상교통 특성을 보면 해상교통 혼잡도도 원활하고 대형선박 보다는 10,000톤 이하의 중소형 선박 비중이 높아 대형선박 입항을 대응하기 위해 개선된 도등의 효율성은 감소되었다고 볼 수 있다. 그러나 입항선박의 규모에 따른 변화 추이를 보면 30,000톤 이상선박의 입항비율의 연평균증가율(CAGR)이 8.45%로 증가되고 있어 향후 대형선박의 입항비중 증가에 대한 대비를 위해서는 감천항 도등을 필수 등화로 유지하는 것이 필요하다. 따라서 도등을 철거할 경우 감천항 항로의 협소한 공간 특성상 입출항 선박이 조우하는 경우에는 충돌의 위험이 증가하여 항해자에게 큰 부담이 될 수 있기 때문에 도등의 기능은 유지하는 대신 전도등을 이전설치 하여 유지보수에 대한 부담을 경감시키는 방법과 도등의 기능 대신 지향등을 설치하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 지향등 설치 시 인근 부산북항에 설치된 Single Sector Lights가 명확한 중시선을 제공하지 못하여 지점에 따라 명확한 구분이 어려움에 따라 이용자 만족도가 떨어지는 부분을 개선할 수 있는 Double Sector Lights를 설치를 고려해볼 수 있다.