• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.22-28
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• 1994

본 연구에서는 개인용 컴퓨터와 신호변환기를 사용한 데이터 취득 및 분석 시스템을 개발하였다. 선박의 속력시운전시 계측되는 축마력, 축회전수, 선속등의 데이터는 여러가지 요인에 의해 변동폭이 크기 때문에 시운전이 수행되는 동안의 어느 한 순간의 값을 대표값으로 할 수가 없다. 변동폭이 큰 데이터의 대표값을 얻기 위하여 본 고에서는 이동평균 개념을 도입하였으며 이동평균값이 변하는 추이도 실시간 그래프로 보여준다. 현재는 8 채널 데이터를 동시에 처리할 수 있고, 분석된 데이터의 저장 및 프린트도 가능하다. 프로그램은 윈도우 환경에서 개발되어 사용자의 편리를 도모하고 향후의 확장이 쉽도록 하였다. 개발된 시스템은 속력시운전 뿐만 아니라 다른 분야-선박의 조종시험시 주요 데이터의 변하는 추이를 기록, 엔진의 헌팅문제의 검사, 진동의 스펙트럼 분석 등-에도 유용하며 이들 분야에 대한 실선에서의 적용 예를 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.297-299
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• 2016

본 논문에서는 MATLAB/SIMULINK 기반의 LNG 선박용 Power Generator 모델링을 수행하고 시뮬레이션 결과 모니터링이 가능한 인터페이스를 구현하였다. Power Generator의 주요 구성은 기계적 동력을 공급하는 엔진부(Diesel 엔진, Turbine 엔진)와 기계적 동력을 받아 전력을 생산 및 공급을 하는 동기발전기가 있다. 또한, 단일 용량을 초과하는 전체 부하를 공유하기 위해 병렬 연결된 Generator의 Load Sharing과 선박의 가상 부하에 따른 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과와 가상 부하에 따른 예상 결과의 비교를 통해 Power Generator 모델링의 신뢰성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권3호
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• pp.278-286
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• 2019

The Port of Pyeong Taek is located on the west coast, meaning that the difference between the rise and fall of tide is great (flood tide 1.8 to 2.9 knots, ebb tide 1.6 to 2.9 knots). Due to mainly N~NW'ly strong winds & high waves during winter, navigating as well as loading & discharging vessels must focus on cargo handling. The strong tidal and wind forces in the Port of Pyeong Taek can push an LNG carrier away from its berth, which will end up causing forced disconnection between the vessel's cargo line and shore-side loading arm. The primary consequence of this disconnection will be LNG leakage, which will lead to tremendous physical damage to the hull and shore-side equipment. In this study, the 125K LNG Moss Type ship docked at No. 1 Pier of the Pyeong Taek is observed, and the tension of the mooring line during cargo handling is calculated using a combination of wind and waves to determine effective mooring line and mooring line priority management. As a result if the wind direction is $90^{\circ}$ to the left and right of the bow, it was found that line monitoring should be performed bearing special attention to the Fore Spring Line, Fore Breast Line, and Aft Spring Line.

• Ocean Systems Engineering
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• 제10권4호
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• pp.373-397
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• 2020

Heave compensation is a vital part of various marine and offshore operations. It is used in various applications, including the transfer of cargo between two vessels in the open ocean, installation of topsides of an offshore structure, offshore drilling and for surveillance, reconnaissance and monitoring. These applications typically involve a load suspended from a hydraulically powered winch that is connected to a vessel that is undergoing dynamic motion in the ocean environment. The goal in these applications is to design a winch controller to keep the load at a regulated height by rejecting the net heave motion of the winch arising from ship motions at sea. In this study, we analyze and compare the performance of various control algorithms in stabilizing a suspended load while the vessel is subjected to changing sea conditions. The KCS container ship is chosen as the vessel undergoing dynamic motion in the ocean. The negative of the net heave motion at the winch is provided as a reference signal to track. Various control strategies like Proportional-Derivative (PD) Control, Model Predictive Control (MPC), Linear Quadratic Integral Control (LQI), and Sliding Mode Control (SMC) are implemented and tuned for effective heave compensation. The performance of the controllers is compared with respect to heave compensation, disturbance rejection and noise attenuation.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.225-233
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• 2023

본 논문은 해양사고 시 인체 인양정보를 모니터링하는 시스템을 구현한다. 모니터링 시스템은 수중환경 정보를 송신하는 인양기구제어기를 통하여 초음파 통신을 수행하며, 수상에서는 관제센터 또는 모선까지 10 km내 GPS 정보를 제공하기 위해 LoRa 통신을 수행한다. 수중 인양제어기는 공압 센서, 자이로 센서 및 온도센서 정보를 전송한다. 수중조건은 수심 10m 마다 수압 1기압씩 높아지고, 기구의 공기양은 육상에 비해서 1/2씩 줄어드는 환경에서 60 kg 수중 마네킹을 모델을 사용한다. 인양기구 SMB(Surface Marker Buoy)에 38g의 CO2 카트리지 1개를 사용하여 10 sec 이내에 수면 상승 조건을 기반으로 인양기구 출수 시험을 한다. 수중 통신은 수심 40m에서 100m까지 2,400bps 초음파 센서를 이용하여 데이터 전송환경을 구성한다. 모니터링 신호는 수심, 수온, 방향각 등을 수면 위의 구조요원에게 제공함으로써 인양작업자의 안전과 안전한 인체 구조를 목표로 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.230-231
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• 2019

본 연구에서는 미래의 자율운항선박의 핵심기술인 상태기반 예지보전(Condition Based Maintenance, CBM) 기술에 관한 연구로써 고장진단을 위한 실 운항선박을 대상으로 상태 모니터링 시스템의 설계/탑재 및 데이터 취득/처리/분석 기술 개발을 수행하고 있다. 본 연구의 목적은 데이터 확보, 유효데이터 식별/검증을 통해 최종적인 고장진단 알고리즘 개발을 위함이며 이를 위해서는 대상 기기의 고장 메커니즘에 관한 이해가 필요하다. 따라서 선박 엔진의 FEMA 분석과 Fault Tree Analysis 과정이 수반되어야 하며 엔진의 주요 계통분류, 대상기기 식별, 고장유형, 고장원인과 현상에 대한 분석을 포함하여야 한다. 최종적으로 도출되는 CBM 시스템의 솔루션 S/W는 엔지니어링 지식기반의 실선 운항데이터에 대한 통합적인 데이터 분석을 통해 선박 엔진의 고장예측 및 진단이 가능하다. 본 연구를 통해 운항중인 실선의주 기관을 대상으로 기존 모니터링 항목 이외의 핵심 영향인자를 측정하고, 취득된 데이터에 대한 빅 데이터 분석기법을 통해 적절한 유지보수 방법과 해당 시점을 예측함으로써 향후 선박 엔진의 이상 징후에 대한 사전적 대처와 효율적인 관리가 가능하며 결과적으로 항해 중 해양사고 및 선박운항 손실을 미연에 방지할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권3호
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• pp.209-215
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• 2022

제주 연안은 국제크루즈선, 여객선, 유 도선 등의 통항이 빈번하고 조업 어선이 많아 해양사고 위험성이 높고 선박 충돌사고가 빈번히 발생하고 있다. 이에 따라 제주 연안 해역을 통항하는 선박의 체계적인 안전관리를 위해 연안 VTS 구축이 시급하다. 본 연구의 목적은 신설될 제주지역 연안 VTS의 관제구역을 설정하고자 한다. 관제사의 업무부하를 측정하기 위해 관제대상 선박과 비관제대상 선박에 대한 모니터링 빈도 및 소요시간 등을 고려한 모니터링 업무량과 선박충돌 조우상황 등에 대한 관제업무량을 반영한 산정식을 설계하여 신설될 제주지역 VTS의 각 관제섹터에 적용하였다. 각 VTS 센터에 3개의 관제섹터를 설정하였으며, AIS 데이터 한 달 치를 이용하여 시간당 평균 관제석을 분석한 결과, 1석 내외로 나타나 섹터간 구획 획정은 적절하여 관제사의 업무부하는 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 방법은 현재 운영 중인 VTS의 적정 관제석 산출 및 향후 신설될 연안 VTS의 관제구역 설정 등에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권2호
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• pp.184-190
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• 2014

선박 통신은 1993년 ISO에서 국제 표준 규격인 RS-422통신을 이용하며, 마이크로컨트롤러들 간의 통신을 위해 설계된 시리얼 네트워크 통신 방식을 사용하였으나, 최근 NMEA2000 표준화가 진행됨에 따라 점차 빠르게 Ethernet 기반 통신 환경으로 대체 되어질 전망이다. 선박에서 사용되어지고 있는 주요 계측 장비들은 점차 범용성과 편의성을 가지는 최신 장치들을 이용해 이를 관리하게 되어짐에 따라 선박 내 다양한 곳에서 이를 활용하여 제어 및 관리 시스템들이 구현되어지고 있는 실정이다. 풍향 풍속계는 선박의 마스트 끝이나 풍력 단지 가장 높은 곳에 일반적으로 설치되어 풍향과 풍속을 계측하는 장비로써, 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)의 규정에 따라 필수 장비로 선박에 탑재되고 있는 장비이다. 본 논문에서는 초음파 풍향 풍속 시스템을 처리하기 위해 기존에는 별도 제어 콘솔, 데이터 로거(data-logger), 인디케이터(Indicator) 등의 제어 처리를 위한 기반 장비들이 필요하였던 시스템을 사용자 환경에 따른 PC NETWORK를 이용하여 풍향 풍속 자료 처리시스템을 구현하였다. 또한, 초음파 풍향 풍속 자료 처리 시스템을 구현하기 위한 요소 기술을 기능별 함수로 나타내었으며, NMEA 2000 표준 인증에서도 별도의 운용 콘솔 없이 풍향 풍속 자료의 처리를 위한 자료 처리 운용시스템의 기능들을 구현하고자 하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 춘계학술발표회
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• pp.213-216
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• 2006

본 연구에서는 소형선박의 축계 마력측정시스템의 설계 및 개발에 관해 논의한다. 축계에서의 정확한 출력측정은 선박의 사용목적, 추진축계의 설계 및 제작에 중요한 요소이다. 본 연구에서는 동력원의 토크에 의한 축 상에서의 비틀림각을 계측하기 위하여 기어휠을 설치하고, 설치된 기어휠에 비접촉식 마그네틱 센서를 부착하여 각각의 위상각을 계측하게 된다. 또한 기어휠의 분해능을 보완하기 위해 고분해능의 엔코더를 추가적으로 부착하고, 원동기의 동력원에 대한 부하를 부가하기 위해 원동기와 같은 축 상에 발전기를 설치하여 부하변동에 따른 마력계측이 가능토록 하였다. 제어프로세서에서는 얻어진 위상차의 정보를 이용하여 축계상의 마력을 계산하고, 결과 값을 모니터 상에 출력하게 된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권4호
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• pp.305-310
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• 2016

본 연구에서는 비협약선박의 항해 통신환경에 대해 법제도적 측면에서 현황조사를 통해 문제점을 파악하여 연안선박의 항해안전을 높이기 위한 항해지원서비스를 식별하고, 식별된 항해지원서비스별로 기능요건과 운영방안에 대하여 연구하였다. 연안선박에 대한 항해지원서비스로 전자해도서비스, 연안여객선 및 위험물 운반선 등 사고취약선박에 대한 운항모니터링지원 및 항해계획지원서비스 등을 식별하였으며, 이들 서비스 구현을 위한 인프라로서 선박항법시스템, 육상지원센터 및 해상무선통신시스템에 대한 구성방안을 논의하였으며, 운영방안으로서 해사안전법에서 정의하고 있는 위험물운반선박, 길이 200미터 이상의 거대선박 및 시속 15노트 이상으로 항해하는 고속여객선 등 해양사고 취약선박에 대해 항해지원서비스 시나리오를 논의하였다. 본 연구는 우리나라 연안해역에서 종합적인 선박안전운항관리 체계를 확충하는데 기초 정책자료로 활용될 수 있으며 나아가 우리나라 연안에서 비협약선박의 해양사고 예방에 기여할 수 있다고 본다.