• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.318-323
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• 2014

해상에서 사고선박을 예인하기 위해서는, 예상되는 바람과 조류 등의 해상상태에서, 선정된 예인선들의 예인력과 예인방향을 이용하여 피예인선의 선속과 방향을 추정하여야 한다. 본 논문에서는 사고선박의 다양한 예인계획에 따른 예인상태 추정 방법을 연구하였다. 기존 전산 프로그램을 사용하여 계산된 피예인선의 정면방향 선속과 저항을 가져오는 방법과, 초기 예인상태에서 선정된 예인선들에 의한 피예인선의 전진방향 선속과 저항을 계산하는 방법, 그리고 안정된 예인상태에서 피예인선의 전진방향 선속과 저항을 계산하는 방법을 제안하였다. 이들 계산 방법은 전산 프로그램으로 구현되었으며, 이 프로그램은 피예인선의 상태를 적절히 추정할 수 있는 유용한 프로그램으로 확인되었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.943-956
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• 2020

In this study, the motion control problem of the vessel towed by a towing ship (tugboat) is considered. The non-powered towed ship is dragged by the towing ship. Even though the towed ship is equipped with propulsion systems, they cannot be used at low or constant speeds due to safety issues. In narrow canals, rivers, and busy harbor areas especially, where extreme tension is required during towing operation, the course stability of the towed vessel depends on the towing ship. Therefore, the authors propose a new control strategy in which the rudder system of the towed vessel is activated to provide its maneuverability. Based on the leader-follower system configuration, a nonlinear mathematical model is derived and a back-stepping control is designed. By simulation and experiment results with a comparison study, the usefulness and effectiveness of the proposed strategy are validated.

• 한국해양공학회지
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• 제33권5호
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• pp.462-469
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• 2019

In this study, a motion control problem for the vessels towed by tugboats or towing ships on the sea is considered. The towed vessels, such as barge ships, are used for several purposes. Generally, these vessels have no power propulsion system and are towed using ropes and towing vessel (tugboats). The basic mathematical model of the towed vessel in which three active rudders are attached was introduced from a previous study. Owing to the dependency of the motions of the towed vessel to the towing ship, a method is suggested to cope with the undesirable disturbance and improve the tracking performance. For the simulation study, a model of the towed vessel with a towing ship is made, and necessary physical parameters are identified from the experiment. For the defined and linearized model, a control system is designed, and the control performance is also evaluated. A simulation study is conducted and the effectiveness of the proposed control strategy is verified.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.46-56
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• 2000

본 논문은 손상선박의 안전대책에 관한 연구의 일환으로, 황천항행중인 선박이 충돌, 좌초 등 원인에 의해 손상을 받았을 때를 가상하고, 손상선박을 다른 안전한 장소로 예항하고자 할 때의 침로안정성 문제를 다루고 있다. 외력으로는 바람의 영향만을 고려할 때, 예선 피예선계의 침로안정성 평가를 위한 특성방정식을 도출하고, 피예선의 각 손상상태에 따른 침로안정성을 수치계산하였다. 그 결과 손상상태, 풍속, 풍향 및 예항삭의 길이 등이 침로안정성에 미치는 영향을 평가할 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제54권4호
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• pp.343-352
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• 2018

In this study, a motion control problem for the vessels towed by tugboats or towing ships on the sea is considered. The towed vessel looks like the barge ship, which is used for many purposes. In these vessels, basically, the power propulsion system is not installed but just towed by a towing vessel such as tugboats with ropes and wires. It means that the motions of towed vessel are basically dependent on the tracking route of towing boat. Therefore, in some cases, undesirable and unpredictable motions may be made by environmental factors such as wave, wind attack and so on. As a result, a collision accident with others may occur during maneuvering situation. Based on these facts, the authors try to encourage the steering performance of the towed vessel by using controllable rudders without any propulsion system. In this study, especially, a controllable vessel with three rudders is considered, and a mathematical model is induced for the future study. The model is described as surge, sway motion and inertia moment by following the general representation method for the surface ship.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.298-303
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• 2015

해상에서 사고선박을 예인하기 위해서는 파랑과 바람 등 각종 외력의 상태와 표류각 등 선체 자체의 상태에 대한 피예인선의 저항 증가를 정확하게 추정하여야 한다. 대부분의 사고 선박은 선체 정면 방향으로 예인되지 못하고 일반적으로 표류각 만큼 기울어진 상태로 예인된다. 이러한 표류각에 의한 저항 증가는 무시할 수 없는 정도이다. 본 논문에서는 기존의 각종 표류각에 의한 저항 증가 추정 방법을 고찰하였다. 또한 표류각에 대한 새로운 방법 즉 정면-측면 투영면적 비율 방법과 다중회귀분석에 의한 경험식 방법을 도출하였다. 이 정면-측면 투영면적 비율방법은 예인상태 추정 프로그램에 적용되었고, 이 방법은 실제 상황에서 유용한 방법이라 확인되었다.

• 수산해양기술연구
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• 제56권3호
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• pp.238-245
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• 2020

In this study, a motion control problem for the vessel towed by towing ship on the sea is considered. The towed vessel does not have self-control capabilities such that its course stability totally depends on the towing ship. Especially, in the narrow canal, river and congested harbor area, extreme tension is required during the towing operation. The authors, therefore, propose a new control system design method in which the rudder is activated to provide its maneuverability. Based on the leader following system configuration, a nonlinear mathematical model is derived and a backstepping control is designed. By experiment results with nonlinear control framework, the usefulness and effectiveness of the proposed strategy are presented.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권8호
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• pp.607-612
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• 2012

본 논문에서는 선박의 예인 시 소요되는 예인마력을 추정하기 위한 예인저항과 예인삭에 걸리는 장력의 계산방법에 대해 언급하고 있다. 선박이 사고 등으로 인해 자력 운항이 불가할 경우 사고선박을 사고 장소로부터 안전한 곳으로 이동시켜야 하고, 이러한 작업을 수행하기 위해서는 선박을 예인하기 위한 예인선의 예인마력을 추정하여야 한다. 본 연구에서는 예인에 따라 발생하는 저항 성분을 바탕으로 예인저항을 추정하였고, 사용된 예인삭의 종류에 따른 부가저항과 예인삭의 중량에 비례하는 수직성분을 이용하여 예인삭에 걸리는 전체장력을 계산하였다. 아울러 예인삭의 부가저항 계산과정에서는 다양한 예인력에 대해 적용할 수 있도록 다항식맞춤법을 응용하였다. 최종적으로는 도출된 예인저항과 예인삭 장력을 계산할 수 있는 UI를 개발하여 계산에 필요한 각 항목을 손쉽게 입력하여 계산할 수 있도록 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.637-642
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• 2013

본 연구는 피예인선의 거동을 결정짓는 예인선의 힘과 작용지점의 해석에 대해 언급하고 있다. 예인대상선박의 간략화된 동역학방정식을 바탕으로 선형화기법을 적용하여 목적으로 하는 피예인선의 자세와 위치를 달성하기 위한 예인력과 예인력이 가해져야 하는 지점을 도출하였다. 이를 위해 LQR제어기법을 적용하였으며, 수치적인 시뮬레이션을 수행하였다. 리카치방정식을 이용하여 피예인선의 자세제어를 위한 제어기 이득과 자세제어에 필요한 무게중심에서의 힘을 도출하였고, 도출한 힘과 예인지점의 역학적인 관계는 의사역행렬을 이용하여 구하였다. 이러한 해석기법을 바탕으로 피예인선을 초기위치로부터 목표위치로 예인할 때 예인지점 및 예인방식에 따른 예인력을 구할 수 있었다. 최종적으로 선박을 예인하기 위한 예인력은 예인지점과 방향에 밀접하게 연관되어 있는 것을 확인할 수 있었고 이러한 연구결과는 사고선박의 구난작업 시 예인선의 배치에도 적용이 가능할 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.559-567
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• 2020

본 논문에서는 예인선배열에 수신되는 자함 소음을 제거하기 위한 소음 제거 기법을 제안한다. 자함 위치에 강인한 소음 기준 신호를 얻기 위하여 선배열의 일부 음향센서로 별도의 조향 빔을 형성한다. 이를 활용하여 Normalized Least Mean Square(NLMS) 적응 필터 기반의 주파수 영역 소음 제거 기법을 적용하였다. 생성한 기준신호와 입력 신호의 상관도를 이용하여 자함 소음 발생 방위를 산출하였으며, 해당 소음 방위로 입사된 소음의 빔패턴을 산출하였다. 소음 빔패턴을 이용해 자함 소음 준위를 추정하여 제거된 소음 성분이 추정 소음 준위를 초과하지 않도록 필터 갱신 여부를 결정함으로써 소음 제거 과정에서 표적신호가 소실되지 않도록 하였다. 모의신호를 이용한 실험을 통하여 동일한 방향에서 자함 기준 신호를 획득할 때 본 논문에서 제안한 기법이 기존 기법에 비해 자함 방위가 약 40 % 벗어나더라도 자함 소음 제거 성능이 유지됨을 확인하였으며, 자함 소음과 표적 소음의 주파수가 동일하게 수신될 경우에도 기존 기법과 달리 표적 신호를 탐지 가능함을 확인하였다.