• 대한조선학회논문집
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• 제52권2호
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• pp.110-118
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• 2015

Weather routing method is one of the best practices of SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan) for fuel-efficient operation of ship. KR is carrying out a basic research for development of the weather routing algorithm and making a monitoring system by FOC (Fuel Oil Consumption) analysis compared to the reference, which is the great circle route. The added resistances applied global sea/weather data can be calculated using ship data, and the results can be corrected to ship motions. The global sea/weather data such as significant wave height, ocean current and wind data can be used to calculate the added resistances. The reference route in a usual navigation is the great circle route, which is the shortest distance route. The global sea/weather data can be divided into grids, and the nearest grid data from a ship's position can be used to apply a ocean going vessel's sea conditions. Powell method is used as an optimized routing technique to minimize FOC considered sea/weather conditions, and FOC result can be compared with the great circle route result.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.152-154
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• 2015

최적기상항로 추정의 주요 평가지수중 하나인 파랑중 부가저항의 모형시험을 이용하여 실해역의 불규칙파중 부가저항을 도출하였으며, 이를 평가지수로 갖는 A*알고리듬을 도입하여 최적기상항로를 추정하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권9호
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• pp.767-773
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• 2014

선박경제운항이란 기상예측정보를 활용하여 연료소모량을 최소화하도록 선박을 운항하는 것으로서 최근 다양한 방법론이 연구되고 있다. 성공적인 경제운항시스템을 구현하기 위해서는 기상을 고려하여 적절하게 엔진 출력을 조절하거나 지리적 운항 경로를 바꾸는 방법이 필요하다. 그러나 지리적 운항 경로의 결정은 항해 시각에 따라 연료소모량이 변하는 동적 비용 문제임을 고려할 때 최적의 해를 찾기가 어렵다. 이에 이 논문에서는 매우 많은 지리적 후보 경로들 중에서 우수한 품질의 해를 효과적으로 탐색하기 위한 진화전략 기반 경로탐색 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법을 7개 노선에 대해 실험한 결과 최단거리 운항 방법에 비해 운항소요시간은 거의 차이가 없으면서도 연료소모량을 평균 1.82%, 최대 2.49% 개선시킬 수 있었다. 특히 사례 분석을 통해 제안된 방법이 악천후를 회피할 수 있는 지리적 경로를 탐색할 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권2호
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• pp.99-106
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• 2014

Weather routing of a ship provides an optimal route to the destination by using minimal time or fuel in a given sea condition. These days, weather routing came into a spotlight with soaring fuel price and the environmental regulations of IMO and several countries. This study presents three scenarios of voyaging strategies for a ship and compared them in terms of the fuel consumption. The first strategy fixes the speed of a ship as a constant value for entire sailing course, the second fixes the RPM of the ship as constant for entire course, and the third determines the RPMs of the ship for each segment of the course. For each strategy, a ship route is optimized by using the $A^*$ search method. Wind, ocean current and wave are considered as ocean environment factors when seeking the optimal routes. Based on 7000 TEU container ship's sea trial records, simulation has been conducted for three scenarios, and the most efficient routing scenario is determined in the view of fuel consumption.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권4B호
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• pp.412-421
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• 2011

선박경제운항이란 기상예측정보를 활용하여 연료소모량을 최소화하도록 선박을 운항하는 것으로서 최근 많은 시스템이 이를 위해 연구되고 있다. 기존의 시스템에서는 문제의 복잡성을 줄이기 위해 엔진의 출력을 고정하거나 속력을 일정하게 운항한다는 가정을 기반으로 접근하고 있다. 그러나 엔진출력을 잘 조절한다면 더 좋은 기상환경에서 선박이 운항할 수 있게 되어 연료소모량을 더욱 줄일 수 있다. 본 논문에서는 진화전략 알고리즘을 사용하여 항로의 세부구간별로 최적출력을 탐색할 수 있는 새로운 경제운항시스템을 제안하였다. 또한, 지리적 최단 경로를 찾을 수 있는 $A^*$ 알고리즘과 곡선 표현의 자유도를 높일 수 있는 방법을 사용함으로써 임의의 출발지와 목적지에 대해서 제안된 경제운항시스템을 적용할 수 있도록 하였다. 총 36가지의 운항 시나리오에 대해서 이 논문에서 제안된 시스템의 성능을 기존의 출력고정 운항방법과 비교한 결과, 운항소요시간은 거의 차이가 없으면서도 연료소모량을 평균적으로 1.3%, 최대로는 5.6% 개선시킬 수 있음을 관찰하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.57-63
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• 2005

This paper introduces basic research of optimum routing assessment system as voyage support purpose which can obtain safe and efficient route. In view point of safety, the prediction of ship motion should be evaluated in the condition of rough weather This part includes general seakeeping estimation based on 3 dimensional panel method and parametric roil prediction. For increasing voyage efficiency, ETA(Estimated Time of Arrival) and fuel consumption should be calculated considering speed reduction and power increase due to wave effects based on added resistance calculation and ship performance characteristics. Basically, the weather forecast is assumed to be prepared previously to operate this system. The idea of these factors in this system will be helpful to escape from dangerous voyage situation by wave conditions and to make optimum route planning based on ETA and fuel consumption.

• 한국해양공학회지
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• 제29권3호
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• pp.263-269
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• 2015

This paper proposes a new approach for solving the weather routing problem by dividing it into two phases with the goal of fuel saving. The problem is to decide two optimal variables: the heading angle and speed of the ship under several constraints. In the first phase, the optimal route is obtained using the Real-Time Adaptive A* algorithm with a fixed ship speed. In other words, only the heading angle is decided. The second phase is the speed scheduling phase. In this phase, the original problem, which is a nonlinear optimization problem, is converted into a geometric programming problem. By solving this geometric programming problem, which is a convex optimization problem, we can obtain an optimal speed scheduling solution very efficiently. A simple case of numerical simulation is conducted in order to validate the proposed method, and the results show that the proposed method can save fuel compared to a constant engine output voyage and constant speed voyage.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.233-240
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• 2011

산악지역이나 어떤 한정된 지역에서 급작하게 나타나는 기상변화를 모니터링하기 위해 유비쿼터스 센서 네트워크 기술을 이용한 필드서버를 개발하였다. 국지적 기상변화에 의한 인명 및 재난 피해를 최소화하기 위해 국지역내에 배치된 필드서버간의 데이터 전달이 매우 중요한 기술이다. 일정한 국지적 지역에 배치 된 필드서버들로부터 일정한 시간 간격으로 수집되는 온도, 습도, 조도, 기압, 이슬점, 수위의 기상데이터를 전송하기 위한 플러딩 라우팅 프로토콜 전송방식을 구현하였으며, 이를 제작 된 외부센서모듈과 Telosb 계열의 센서노드에 nesC 언어를 사용한 초소형 무선센서네트워크 플랫폼인 TinyOS로 프로그램 하여서 서버 컴퓨터에서 모니터링 할 수 있도록 하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1564-1571
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• 2022

Wireless sensor network(WSN) is being used in various fields such as reconnaissance, echelon scale identification, weather observation, etc. using small sensors in an environment without a network infrastructure environment. In addition, WSN uses limited battery power, so study on routing protocols to extend the lifetime of the network is important. PEGASIS, a hierarchical routing protocol, accounts for the majority of energy-efficient routing protocol studies and is well known as a representative protocol. In this study, based on PEGASIS, we propose a protocol that constructs multiple chains rather than one chain using the AoA of nodes. The proposed protocol has the advantage of reducing the transmission distance of nodes and eliminating unnecessary transmissions, thereby increasing energy efficiency compared to the existing protocols.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제1권2호
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• pp.79-86
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• 2012

선박경제운항이란 기상예측정보를 활용하여 연료소모량을 최소화하도록 선박을 운항하는 것으로서 최근 다양한 선박경제운항 시스템이 연구되고 있다. 성공적인 선박경제운항을 위해서는 효율적인 최적의 지리적 경로탐색 방법이 필요한데 기존의 시스템에서는 주로 Dijkstra 알고리즘 기반의 최소정적비용 경로탐색 알고리즘으로 접근하고 있다. 그러한 접근법을 적용하기 위해서는 특히 연료소모량으로 정의되는 간선의 비용을 고정해야 하는데 선박이 그 간선을 실제 지날 때의 기상 상황에 따라 연료소모량이 변할 수 있다는 점에서 적절하지 않은 가정이다. 이에 본 논문에서는 그러한 단점을 극복하기 위해 Dijkstra 알고리즘을 변형한 최소동적비용 경로탐색 알고리즘을 제안한다. 또한, 실행시간을 단축하기 위해 $A^*$ 알고리즘을 활용하여 탐색공간을 효과적으로 줄이기 위한 방법도 제시한다. 총 10개의 테스트 노선에 대해서 본 논문에서 제안된 시스템을 기존의 단순한 최단거리 운항방법과 비교한 결과, 운항소요시간은 거의 차이가 없으면서도 연료소모량을 평균 2.36%, 최대 4.82% 개선시킬 수 있었다.