• 대한조선학회논문집
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• 제59권3호
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• pp.173-182
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• 2022

The present study suggests a procedure of establishing a ship dynamics modeling by regression of free-running model test results. The hydrodynamic force and moment of the whole model ship is derived from the low-pass filtered acceleration in the turning circle and zigzag maneuver tests. Force and moment of the propeller and rudder are separated from that of the whole ship to acquire the hull force and moment terms, based on the principles of the component model. The low-pass filter frequency is verified in prior to dynamics modeling, to find the threshold frequency of 2.5 Hz. The dynamics modeling of the hull is compared with the component modeling by captive model tests. Because of strong correlation between sway velocity, yaw angular velocity, and heel angle, each maneuvering coefficient is not able to be validated, but the whole modeling shows good agreement with the captive model tests.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권2호
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• pp.75-84
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• 2023

Ships need to ensure safety during their navigation, which makes route determination highly important. It must be accompanied by a route following controller that can accurately follow the route. This study proposes a method for automatically generating the ship route based on deep reinforcement learning algorithm and following it using a route following controller. To generate a ship route, under keel clearance was applied to secure the ship's safety and navigation chart information was used to apply ship navigation related regulations. For the experiment, a target ship with a draft of 8.23 m was designated. The target route in this study was to depart from Busan port and arrive at the pilot boarding place of the Ulsan port. As a route following controller, a velocity type fuzzy P ID controller that could compensate for the limitation of a linear controller was applied. As a result of using the deep Q network, a route with a total distance of 62.22 km and 81 waypoints was generated. To simplify the route, the Douglas-Peucker algorithm was introduced to reduce the total distance to 55.67 m and the number of way points to 3. After that, an experiment was conducted to follow the path generated by the target ship. Experiment results revealed that the velocity type fuzzy P ID controller had less overshoot and fast settling time. In addition, it had the advantage of reducing the energy loss of the ship because the change in rudder angle was smooth. This study can be used as a basic study of route automatic generation. It suggests a method of combining ship route generation with the route following control.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.517-523
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• 2002

본 논문에서는 자연언어를 이용하는 인간의 학습방법에 기초한 LIBL방법의 실용화를 위하여 음성지시기반학습(VIBL : Voice Instruction Based Learing)을 선박의 조타 시스템, 주기원격제어시스템(MERCS), 윈치기기에 적용하여 항해사의 조타명령과 같은 언어적 지시가 조타수를 경유하여 수행되는 과정을 대체하는 VIBL법을 이용한 조타기, 주기 원격 조종장치, 윈치 기기를 제어하는 시스템을 제안하고자 한다. 구체적인 연구방법으로는 조타수의 적절한 조타조작모델을 퍼지추론 규칙을 이용하여 구현하고, 적절한 의미소 및 평가규칙을 제시한 언어지시 기반 학습방법을 선박의 조타시스템에 적용하여 지시자의 음성언어지시에 보다 효율적으로 응답하는 지능형 조타기 제어 시스템을 구현하고, 지시자의 음성지시를 인식하여 주기 원격 조종 장치와 윈치 기기를 제어하는 시스템을 구현한다. 음성언어지시를 인식하여 텍스트로 변환하기 위한 기법과 퍼지추론을 이용하여 조타수의 경험을 바탕으로 한 조타 조작 모델을 구축하였고, 지능형 조타 시스템을 위한 타각, 방위도달시간, 정상상태의 의미소를 제안하여, 조타수 조작 모델 규칙을 수정하기 위한 평가규칙을 제시하였다. 또한, 구현된 음성인식 선박조종 시뮬레이터에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.809-818
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• 2019

2020년 1월 1일부터 국제해사기구(IMO)는 전 세계 모든 해역을 지나가는 선박을 대상으로 선박연료유의 황 함유량 상한선을 3.5 %에서 0.5 %로 낮춰 선박으로 인해 발생하는 대기오염을 줄이기 위한 강력한 규제를 실시한다. 황 함유량이 낮은 연료유를 사용하여 대기오염 물질을 줄이는 것도 중요하지만 선박을 경제적으로 운영하여 불필요한 에너지 낭비를 줄이는 것 또한 대기오염 물질을 줄이는데 큰 도움이 된다. 따라서 선박은 잡음의 영향을 받더라도 항로를 정확하게 유지하여야 한다. 항로를 정확하게 추종하기 위해 오토파일럿 시스템이 사용되지만 오토파일럿 시스템의 성능이 아무리 우수하다 하더라도 잡음의 영향을 받게 된다면 성능에 한계를 가진다. 실제 환경에서는 자이로스코프에서 측정잡음이 더해진 회두각이 오토파일럿 시스템의 입력으로 들어가 오토파일럿 시스템의 성능을 저하시킨다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 상태추정에 쓰이는 Kalman Filter를 적용하여 잡음의 영향을 줄여주는 기법이 있지만 이 또한 역시 잡음의 영향을 완전히 제거시키는 것이 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 잡음제거 성능을 더욱 더 개선시키기 위해 전진방향 구간에서는 인공지능 기술 중 하나인 다층퍼셉트론(Multi-Layer Perceptron; MLP)를 적용하고, 회전구간에서는 Kalman Filter를 적용하여 Kalman Filter만을 사용한 경우보다 우수한 잡음제거 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방법이 Kalman Filter만을 사용한 경우보다 조타기의 오동작을 방지하여 선박의 전진방향 운동이 개선됨을 확인할 수 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제49권3호
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• pp.301-310
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• 2013

To suggest a standard concerning with the arrangement of bridge equipment, the authors conducted the video observations with 3CCD (charge coupled device) cameras installed on the ceil of the bridge for monitoring the working activities of two bridge teams (the skipper/mate1 and the skipper/mate2) in a Korean coastal large trawler(gross tonnage: 139) for five days from July 30th. 2010 and analyzed of the data. Work elements coded by the work activities were input on the sheet of work analysis by the time unit of 1 sec according to the time occurred. A single work element among the work activities for every 5 minutes was denoted as the number of occurrence. The frequency of equipment usage was limited only in the usage of the equipment. In the case of the navigation and the towing net two ranks were integrated and analyzed. On the other hand, in the case of the casting net and the hauling net, two processes were integrated to as one and then analyzed separately as two ranks. As the results, 15 elements of work was carried out between two bridge teams for the observation; lookout, radar, GPS plotter, fish finder, net monitor, fishing deck, RPM indicator, rudder angle indicator, compass card, for maneuver; steering, ship speed control, trawl winch operation and external communications, paper works and others. It was found that the work load of the skipper per 5 minutes accordance with the navigation, the casting net, the towing net and the hauling net are 20.5 times, 11.9 times, 38.0 times and 9.5 times respectively, the mates are 65.2 times, 66.5 times, 85.7 times and 59.1 times respectively. The radar was shown the highest frequency of the equipment usage and the next was the fish finder, the GPS plotter and the external communications in the case of the navigation. In the case of the towing net the frequency of usage was high the ranking as the radar, the net monitor, the fish finder, the GPS plotter, the steering system and the external communications. In the case of the integrated process both of the casting and hauling net the trawl winch was shown the highest frequency to the skipper and the next was the GPS plotter and the radar, and the steering system was shown the highest frequency to the mate and the next was the radar, the ship speed control system, the GPS plotter, the net monitor and the fish finder.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.325-331
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• 2023

선박의 안전운항을 도모하기 위한 필수적 요소 중 하나인 복원성 확보에 대한 항해사의 해기지식은 선박의 대형화 및 자율운항선박 출현 등 선박 기술의 진보와 더불어 향상되고 개선되어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 항해사를 대상으로 복원성에 관한 설문조사를 수행하였고, 일반적 특성을 이용하여 경험적 인지도를 통계분석하였다. 분석 결과, 복원성 기준의 이해도에서 상위직급에서는 높은 이해도를 갖고 있었으며, 특정 선종에 대한 특별 기준에 대한 이해는 부족한 것으로 나타났다. 전체 응답자의 87.6%가 복원성 평가의 수단으로 Loading computer를 활용하고 있었다. 현장에서 복원성 평가 방법으로 GM 활용이 평균 3.891/5.000점으로 가장 높았으며, 주로 GM과 복원성 기준으로 복원성 확보여부를 판단하였다. 복원성 부족 시, 항해사는 주로 평형수 보충을 통하여 개선하였으며, 소각도 타각 사용으로 안전을 확보하는 운항적 경향도 있었다. 본 연구 결과는 선박 복원성에 대한 항해사의 경험적 인지도를 평가함으로써, 향후 운항자 중심의 복원성에 관한 교육 개선 및 연구에 중요한 자료로 활용하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.116-118
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• 2023

최근 환경오염에 대한 규제 강화로 인해 선박 운항은 경제적이며 지속가능한 최적화 항법에 대한 필요성이 대두되고 있다. 하지만 기상예보 기술의 발전에도 불구하고, 여전히 잘못된 기상예보로 인한 악천후에 조우하는 선박 사고들은 지속적으로 발생하고 있다. 본 연구에서는 악천후에 조우하는 선박의 실태를 파악하고 분석하기 위해, 운항중인 선박의 정보를 측정하고자 하였다. 여기서 측정한 데이터의 종류는 항해 (위치, 속도, 방위, 타각 등) 및 엔진 (엔진 회전수, 출력, 축 추력, 연료 소비량) 관련 정보, 기상 상태 (바람, 파도), 선박운동 (선박종, 횡운동 등) 등의 정보들이 포함되었다. 실측 실험을 시행한 선박의 종류는 28,000 DWT급 벌크선, 63,000 DWT급 벌크선, 20,000 TEU급 컨테이너선, 12,000 TEU급 컨테이너선박이다. 각 선박의 실선실험은 여러 가지 종류의 데이터를 각각 취득하여 다목적으로 선박 운항에 관련한 연구들에 활용하고자 한다. 또한 실선실험 시의 해상 상태를 확인하기 위해, 파도 시뮬레이션 모델을 이용하여 방향성 파랑 스펙트럼 등을 재현하였다. 실선 실험의 데이터 취득 및 파도 시뮬레이션 결과 등을 통하여, 선박레이더를 이용한 정확한 파도정보 파악 및 화물 붕괴 사고 등에 대한 연구를 진행하고 있다. 이에 더불어, 선박운항의 안전성 및 효율성 관점에서 다양하게 활용될 것으로 기대된다.