As a ritual of modern people is getting higher, the safety assessment of the structure related to people has become the most important part in the process of the design. Especially, in the case of a ship, as regulations about the safety of passengers and the pollution in the ocean are strictly reinforcing, the safety assessment has become the most important part in the process of the design. However, because the established safety assessment is mostly depend on the experienced theory, it is so difficult to assess the safety considering a lot of situations such as various ocean environments, the mistake of sailors and emergency situations. As the way to solve this problem, lately the study of the simulation using a computer has been processed. In this paper, we suggested network-based simulation system framework using HLA (High Level Architecture) among many kind of simulations to assess the safety of the ship. Because HLA has already become a standard of the future simulation system in the U.S. DoD(Department of Defense) and Korea army, we expect to raise the possibility in the future. In addition, because HLA makes a standard of documents and a reused component(Federate) of simulation(Federation) by OMT(Object Model Template) and RTI(Runtime Infrastructure), we expect that this study will be developing the safety assessment of ship as well as operation in warship and cooperation with another applications.
본 논문에서는 네트워크 기반의 스마트 선박을 구현하기 위한 연구의 일환으로서, TCP/IP 기반의 지능형 선박 조타제어시스템을 구축하여, 시스템의 효용성을 살펴보고, 그 실용화 방안을 모색한다. 구체적인 연구방법으로, 먼저, 선박의 조타시스템을 PC 상에서 원격으로 제어하기 위한 TCP/IP 소켓 기반의 프로그래밍 및 네트워크 시스템을 구현하고, 다음으로 퍼지 추론에 의하여 타각을 제어하기 위한 퍼지 조타 조작 모델을 구축하여 적용한다. 마지막으로 실제 선박의 조타시스템을 축소한 모형조타제어시스템에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.
선박 거주구 설계를 예로하여 선박설계에 있어서 업무 부하가 평준화된 최적의 설계일정계획을 도출할 수 있는 일정계획시스템을 수립하여 보았다. 설계일정관리에 영향을 주는 여러 요소들을 찾아 분석하여 최적의 설계일정을 도출할 수 있는 알고리즘을 설계하였다. 계획된 선박의 각 도면작성에 소요되는 시수를 신속하게 추정하기 위하여, 표준선박에 대한 기본 시수를 미리 설정하여 놓고 해당 선박에 대한 난이도를 적절히 적용하는 방법을 사용했다. 여러 도면작업의 진행상의 선후관계를 matrix table로 표현하여 일정표 작성의 전산화를 단순화 하였다. 이 시스템을 전산화 함으로써 계획된 선박에 대하여 그 선박의 특성이 충분히 반영 되어 작업이 평준화된 설계일정계획을 짧은 시간에 얻을 수 있었다.
선박의 접안운동을 자동화하기 위하여 인공신경망(Artificial Neural Network, 이하 ANN)에 의한 제어를 수행하였다. ANN은 시스템의 비선형성이 표현 가능하므로 접안운동과 같은 비선형성이 강한 조종운동에 적합하다. 입력층과 출력층 사이에 하나 이상의 중간층이 존재하는 다층 인식자(Multi-layer perceptron)를 사용하였고, 교사 데이터(Teaching data)와 역전파(Back-Propagation) 알고리즘을 사용하여 신경망의 출력값과 목표 출력값 사이의 오차가 최소가 되도록 신경망 학습을 수행하였다. 접안 시 저속조종 수학모델을 사용하여 접안 시뮬레이션을 수행하였으며, ANN의 입력층 성분(unit)이 8개인 구조와 6개인 구조의 접안 제어를 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 두 ANN에 의하여 접안 경로 선택에 차이가 나타났으나 접안 조건은 모두 만족하였다.
Recognition of real time locations of crews for a naval ship is important, not only for the operation efficiency but also for the safety of onboard crews in the ship. More than 100 crews are dwelling in a modem naval ship and they are involved in various duties. Moreover many visitors come in and out frequently while the ship is moored in a harbor. It sometimes requires considerable time and efforts to find a person for urgent mission. It would enhance the operational efficiency if locations of onboard crews are recognized and monitored in real time. An active type RFID tag, which has a specific ID number, is distributed to each crew member, which should be carried during his stay in the ship. A number of fixed type RFID readers are to be located at the major passages of the ship, which are connected to the main computer via Local Area Network. The location of a crew would be identified by the ID number of his RFID tag and the location of the RFID reader which detected the RFID tag. A middleware is needed to process the collected data in the main computer. The data is fed to application softwares, which actually display locations of the concerned crews. The software is coded using GUI (Graphic User Interface) for better user friendliness, which has the function of storing the location history of a crew, and sending warning messages to appropriate persons, if unallowable behavior is detected. An auxiliary naval ship is selected for an experimental application study of the proposed system. It turns out that the required budget and time for the realization of the system is within the allowable limits. But complementary measures to protect the privacy of onboard crews should be considered and adopted, before the application of the system is realized.
Recently, the increasing importance of artificial intelligence (AI) technology has led to its increased use in various fields in the shipbuilding and marine industries. For example, typical scenarios for AI include production management, analyses of ships on a voyage, and motion prediction. Therefore, this study was conducted to predict a response amplitude operator (RAO) through AI technology. It used a neural network based on one of the types of AI methods. The data used in the neural network consisted of the properties of the vessel and RAO values, based on simulating the in-house code. The learning model consisted of an input layer, hidden layer, and output layer. The input layer comprised eight neurons, the hidden layer comprised the variables, and the output layer comprised 20 neurons. The RAO predicted with the neural network and an RAO created with the in-house code were compared. The accuracy was assessed and reviewed based on the root mean square error (RMSE), standard deviation (SD), random number change, correlation coefficient, and scatter plot. Finally, the optimal model was selected, and the conclusion was drawn. The ultimate goals of this study were to reduce the difficulty in the modeling work required to obtain the RAO, to reduce the difficulty in using commercial tools, and to enable an assessment of the stability of medium/small vessels in waves.
IT가 미래산업의 주역이 되어가면서 Green IT에 대한 이슈가 늘어가고 있어 자원 재활용, 독성물 사용 절제, 에너지 절약 등이 강조되고 있다. 선박에 구축되는 네트워크 시스템의 Green IT 실현을 위한 근본적인 목적은 자원을 효율적이고 안전하게 사용하는 것이고 이를 위해서 시스템의 부하를 줄 수 있는 악의적인 접근을 통제하여 악성봇 등으로 인한 불필요한 하드웨어 낭비를 절제할 수 있는 네트워크 보안체계에 대해 연구 하였다.
한국 해군은 함정 내 지휘, 통제, 정보 전달을 위해서 함내외 통합통신체계(ICS)를 구축 및 운용해 오고 있으며, ICS의 주장비는 대부분 외국 제품을 도입하여 운용해 왔기 때문에 군수지원 부족, 군사기밀 유출 등의 문제가 있었다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결함은 물론 IP 및 멀티미디어 기반 서비스 등 다양한 함정 내 미래통신 요소를 통합 운용할 수 있도록 개발된 국산 ICS에 대한 개발요건 및 주요 적용기술에 대해서 서술한다.
As the number of sensors in a ship has increased, studies have been actively conducted to efficiently manage a large amount of data. Sensors in a ship follow the NMEA (National Marine Electronics Association) data format. In particular, NMEA0183 standardized as IEC 61162-1 and NMEA2000 standardized as IEC 61162-3 are widely used. NMEA0183 is a protocol based on serial communication and NMEA2000 is a protocol based on CAN (Controller Area Network) communication. We implemented a gateway that receives data from NMEA0183 sensors and NMEA2000 sensors and then transmits them to the server on TCP/IP network. By using the NMEA2000 0183/2000 gateway to receive the sensor data and manage it through the ship's preventive maintenance system, the sensor data can be utilized efficiently and promptly. This management can reduce crew's daily tasks and reduce the number of accidents.
여객수와 화물량에 대한 예측은 터미널의 개발 및 계획, 선사의 적정선복량 화보를 위해 중요하다. 본 연구에서는 역전파 학습 알고리즘을 이용한 뉴럴네트웍을 이용하여 목포항 여객수와 화물량을 예측하였다. 그리고 이동평균법, 지수평활법, 뉴럴네트웍의 예측수행을 평균제곱오차, 절대평균오차로 비교하여 뉴럴네트웍의 예측수행능력이 우수함을 검정하였다. 또한 2005년 목포항 여객수와 화물량을 예측하여 여객선 선복량의 적정성을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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