This paper describes on the evaluation and management of work process in suction hopper dredger and grab bucket dredger as an application of a PC-based ECDIS system. The dynamic tracking of dredging bucket and the data logging of grab dredging information were performed by using the grab dredging vessel "Kunwoong G-18". The position and route tracking of the dredger moving toward the ocean dumping site of dredged material was performed by using the hopper dredging vessel "Samyang-7". The evaluation of wok process in the dredging field, for grab dredger, was continuously carried out on January to May, 2006, in Incheon Hang and for hopper dredger, on July to December, 2003, in Busan Hang, Korea. The dredging information, such as dredger's position, heading, dredging depth and route track which was individually time stamped during the dredging operation, was automatically processed in real-time on the ECDIS and displayed simultaneously on the S-57 ENC chart. From these results, we conclude that the ECDIS system can be applied as a tool in order to manage the work process during the dredging operation, and also in order to generate the factual record of the dredging activities that is sufficient for dredging inspector to accurately evaluate the contract performance even in the absence of a full-time onboard inspector.
This paper describes on the real-time monitoring of dredging information for grab bucket dredger equipped with winch control sensors and differential global positioning system(DGPS) using electronic chart display and information system(ECDIS). The experiment was carried out at Gwangyang Hang and Gangwon-do Oho-ri on board M/V Kunwoong G-16. ECDIS system monitors consecutively the dredging's position, heading and shooting point of grab bucket in real-time through 3 DGPS attached to the top bridge of the dredger and crane frame. Dredging depth was measured by 2 up/down counter fitted with crane winch of the dredger. The depth and area of dredging in each shooting point of grab bucket are displayed in color band. The efficiency of its operation can be ensured by adjusting the tidal data in real-time and displaying the depth of dredging on the ECDIS monitor. The reliance for verification of dredging operation as well as supervision of dredging process was greatly enhanced by providing three-dimensional map with variation of dredging depth in real time. The results will contribute to establishing the system which can monitor and record the whole dredging operations in real-time as well as verify the result of dredging quantitatively.
준설성과의 과학적 평가를 위해서는 준설공정을 실시간으로 모니터링하면서 작업을 관리하고 평가할 수 있는 시스템의 구축이 필요하다. 비콘DGPS를 이용하여 그래브 해상준설선의 유도와 준설측량 및 시공을 위한 실시간 준설시공관리시스템을 구축하였다. GPS에 의한 선박위치 측정, GPS/자이로스코프 통합장비에 의한 선박방향 측정, 그래브 위치측정, 준설심도측정 및 보정 등의 기능을 구현하였으며, 또한 구축된 준설공정관리시스템을 제어 운용하기 위한 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 구축된 시스템은 준설선을 정확한 위치로 유도하여 계획대로 준설을 수행할 수 있었으며 항만준설공사에의 적용성과를 통하여 그 효용성을 평가할 수 있었다.
Three-dimensional information of submarine topography was acquired by assembling DGPS and Echo Sounder, which is mainly used in the marine survey. However, the features of submarine topography, derived according to mechanical data, were confirmed using human eyes. Because the dredging capacity using a submarine surveying data influences harbor public affairs, analysis and the process method of surveying data is a very special element in construction costs. In this study, information on submarine topography is acquired by assembling DGPS and Echo Sounder. Moreover, the dredging capacity in harbor public affairs has been analyzed by the interpolation method: inverse distance to a power, kriging, minimum curvature, nearest neighbor, and radial basis function. Also, utilization of DGPS and Echo Sounder method in calculation of the dredging capacity have been confirmed by comparing and analyzing the dredging capacity and the actual one, as per each interpolation. According to this comparison result, in the case of applying Radial basis function interpolation and Kriging, 3.94 % and 4.61 % of error rates have been shown, respectively. In the case of the study for application of the proper interpolation, as per characteristics of submarine topography, is preceded in calculation of the dredging capacity relevant to harbor public affairs, it is expected that more speedy and correct calculation for the dredging capacity can be made.
일반적으로 퇴적물 준설에 대한 조사는 GPS/Echo Sounder 및 Total Station/Echo Sounder를 조합한 음파탐사 방법을 이용하여 대상지의 수평위치 및 수심에 대한 관측을 실시하고 있으며, 하상의 단면계산, 저수량 및 준설계획량 등을 추정하게 된다. 이후 준설계획에 대한 계획고 및 준설토량에 대한 세부적인 계획을 수립하게 된다. 하지만 Echo Sounder를 사용하는 음파탐사 방법은 퇴적물에 대한 정확한 분포를 파악할 수 없는 단점이 있다. 본 연구는 저수지 하부의 퇴적물 및 이의 분포를 파악하여 저수지 준설계획을 수립하여 기존의 탐사방법에 대한 준설능력 향상에 중점을 두었다. 또한 기존의 음파탐사 방식과 다른 레이더탐사 장비를 이용한 GPS/GPR(Ground Penetration Radar)을 사용하여 저수지의 수평위치, 수심값을 결정하고 동시에 원지반에 분포하고 있는 퇴적물의 분포를 추정, 준설에 적용하고자 하였다. 우선 현장의 시료채취를 통한 수조모형실험을 실시하여 장비에 대한 정확도 검증을 거친 후 현장적용에 적용하여 그 가능성을 평가하였다.
해상 준설선을 이용한 항로의 준설시공 과정에서 중요한 점은 작업구역의 공간적 축소로 여유통항수역의 제공과 수면하의 위험물 배제로 안정항행을 제공하는 것이 기본이다. 이를 위해서는 준설선의 이동과 고정을 위한 보조장치의 적극적인 활용과 함께 부대 장비의 실시간 위치 확인, 실시간 준설수심 확인 및 작업정보 등을 통합적인 정보로 제공하여 준설 작업의 자동화를 꾀해야 한다. 그런데, 본 연구에서 스퍼드 제어시스템을 비치한 준설선은 준설 시공시 준설구역 내 준설점 위치로 이동을 스퍼드로 하고 스퍼드는 자동제어 기술을 적용하여 준설선이 능동적 이동에 의한 준설시공을 행하여 최소의 작업공간을 점유하게 되므로 항행하는 타 선박의 안전한 통과를 허용하면서 준설공사를 중단 없이 시공할수 있다. 또한, 스퍼드 활용 항로준설시스템은 스퍼드의 거동쾌적은 물론 전자해도와 함께 작업심도 자료를 동시에 제공하므로 신속한 작업성과까지도 제시할 수 있다는 점에서 기존의 관리시스템과는 비교가 된다. 시스템 평가를 위한 부상항에서의 시험시공결과 일일 작업 시 기존의 앵카시스템을 이용한 작업시간의 2배정도를 실제 투입할 수 있었으며, 준설시공 요건별 비교에서도 준비시간을 38% 절감할 수 있었으며, 준비작업에 필요한 작업인력을 1인 줄일 수 있는 것으로 나타났다.
해상 준설선을 이용한 항로의 준설시공 과정에서 중요한 점은 작업구역의 공간적 축소로 여유통항수역의 제공과 수면하의 위험물 배제로 안전항행을 제공하는 것이 기본이다. 이를 위해서는 준설선의 이동과 고정을 위한 보조장비의 적극적인 활용과 함께 부대 장비의 실시간 위치확인, 실시간 준설수심 확인 및 작업정보 등을 통합적인 정보로 제공하여 준설 작업의 자동화를 꾀해야 한다. 그런데, 본 연구에서 스퍼드 제어시스템을 비치한 준설선은 준설 시공시 준설구역 내 준설점 위치로 이동을 스퍼드로 하고 스퍼드는 자동제어 기술을 적용하여 준설선의 능동적 이동에 의한 준설시공을 행하여 최소의 작업공간을 점유하게 되므로 항행하는 타 선박의 안전한 통과를 허용하면서 준설공사를 중단 없이 시공할 수 있다. 또한, 스퍼드 활용 항로준설시스템은 스퍼드의 거동괘적은 물론 전자해도와 함께 작업심도 자료를 동시에 제공하므로 신속한 작업성과까지도 제시할 수 있다는 점에서 기존의 관리시스템과는 비교가 된다. 시스템 평가를 위한 부산항에서의 시험시공결과 일일 작업 시 기존의 앵카시스템을 이용한 작업시간의 2배정도를 실제 투입할 수 있었으며, 준설시공 요건별 비교에서도 준비시간을 $38\%$ 절감할 수 있었고 준비작업에 필요한 작업인력을 1인 줄일 수 있는 것으로 나타났다.
해사채취 지역에서의 저서동물은 채취에 따른 해저퇴적층의 교란 및 부유탁도에 의한 재침전 등의 영향을 직접적으로 받고 있으나, 이에 대한 연구는 매우 적다. 지금까지 대부분의 해사채취의 규모에 따른 저서생태계 변화 및 회복에 대한 연구는 단시간의 소규모 교란에 의해 실시되었으며, 일반적으로 대규모로 이루어지는 해사채취에 따른 생태계 교란을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 그러므로 본 연구에서는 해사채취가 많이 이루어지는 경기만 지역에서, 대량$(70,000m^3)$의 시범 해사채취를 실시하여 저서생태계 군집구조에 미치는 영향을 조사하였다. 저서생태계 조사는 2005년 11월부터 시범채취가 시작되기 전과 채취기간 동안에 실시되었다. 시범채취가 시작되기 전에 출현한 대형저서동물의 종수는 해사채취가 진행되고 있는 주변 지역에서와 비슷하였다. 시범채취 예정 지역(정점 1과 2)에서 단각류 U. grimaldii japonica가 우점했으며, 다차원척도분석에서도 시범채취 예정해역은 하나의 그룹으로 구분되었다. 그러나 시범채취가 시작되면서, 정점 0과 1에서의 종수 및 밀도가 급격히 감소하였다. 특히 이곳에 우점했던 단각류 U. grimaldii japonica가 급격히 감소했으며, 시범채취 2개월 후에 조사된 3차 조사에서는 정점 0과정점 1에서는 출현하지 않았다. 그렇지만, 정점 2에서는 뚜렷한 변화가 나타나지 않았다. 종간의 유사도 분석과 IMD 그리고 rIMD 그리고 P/A ratio분석에서 정점 0과 1에서 변화가 크게 나타났다. 본 연구의 결과, 해사채취의 직접적인 영향은 정점 0과 1에서 나타났으며, 정점 2에서는 직접적인 영향이 나타나지 않았다. 본 연구에서 해사채취에 따른 저서생태계의 영향을 평가하는데 이용한 IMD과 r.IMD및 P/A ratio 분석 결과는 모두 비슷하였으며, 장기간의 모니터링 검증을 통해 생태평가지수의 개발이 필요할 것으로 여겨진다.
The evaluation of dredging works of pump dredger considering soil conditions is a main idea in calculating construction costs in non-cohesive soil layers. For using pump dredger, on effects of pump dredger equipment, some data of overseas code for pump dredger are different to those of results and a pump dredging capability table in the field of costs. In this study, considerations of sandy soils are described for application of construction works.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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