• 한국항해항만학회지
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• 제45권6호
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• pp.298-305
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• 2021

자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ships, MASS)의 선회특성이 충돌회피에 미치는 영향을 식별하는 것은 MASS의 충돌회피에 핵심적인 단서를 제공할 수 있다. 본 연구의 목적은 다양한 타각과 선속에 의해서 변할 수 있는 선회특성이 충돌회피에 미치는 영향을 식별하기 위한 것이다. 선회특성이 충돌회피에 미치는 영향은 전장 161 미터 선박의 수학 모델을 이용하여 선회권을 관측한 후, 네 가지 충돌조우상황에 대한 충돌회피 수치 시뮬레이션의 결과를 이용하여 분석하였다. 두 선박 사이의 최소상대거리와 최소시간을 평가 변수로 이용하여 평가한 결과, 타각은 최소상대거리의 변화에 주요한 영향을 미치고, 선박의 속력은 최소시간의 변화에 주요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 평가 방법은 MASS의 원격제어에서 충돌회피를 하나의 방법으로 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.473-481
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• 2023

In this study, a simulation system was developed to verify autonomous navigation algorithm in complex maritime traffic areas. In particular, real-world maritime traffic scenario was applied by considering near real-time maritime traffic information provided by Korean e-Navigation service. For this, a navigation simulation system of Unmanned Surface Vehicle (USV) was integrated with an e-Navigation equipment, called Electronic Chart System (ECS). To verify autonomous navigation algorithm in the simulation system, initial conditions including initial position of an own ship and a set of paths for the ship to follow are assigned by an operator. Then, considering real-world maritime traffic information obtained from the service, the simulation is implemented in which the ship repeatedly travels by avoiding surrounding obstacles (e.g., approaching ships). In this paper, the developed simulation system and its application on verification of the autonomous navigation algorithm in complex maritime traffic areas are introduced.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권3호
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• pp.263-274
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• 2024

The digitization of ship environments has increased the risk of cyberattacks on ships. The smartization and automation of ships are also likely to result in cyber threats. The International Maritime Organization (IMO) has discussed the establishment of regulations at the autonomous level and has revised existing agreements by dividing autonomous ships into four stages, where stages 1 and 2 are for sailors who are boarding ships while stages 3 and 4 are for those not boarding ships. In this study, the level of a smart ship was classified into LEVELs (LVs) 1 to 3 based on the autonomous levels specified by the IMO. Furthermore, a risk assessment for smart ships at various LVs in different risk scenarios was conducted The cyber threats and vulnerabilities of smart ships were analyzed by dividing them into administrative, physical, and technical security; and mitigation measures for each security area were derived. A total of 22 cyber threats were identified for the cyber asset (target system). We inferred that the higher the level of a smart ship, the greater the hyper connectivity and the remote access to operational technology systems; consequently, the greater the attack surface. Therefore, it is necessary to apply mitigation measures using technical security controls in environments with high-level smart ships.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.267-275
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• 2023

조선 및 해운·물류 분야의 디지털 전환은 자율운항선박의 도입 및 선박의 운항방식의 변화를 이끌 것으로 예상된다. 기존 운항방식과 함께 자율운항, 원격운항 등 다양한 운항형태가 공존하며, 선박 운용 프로세스의 전환과 새로운 이해관계자의 등장이 전망된다. 본 논문에서는 선박 운항방식 변화에 따른 미래 선박 운항 프로세스를 분석하고, 미래 선박의 운항환경 변화를 예측하여 주요 업무별·이해관계자별 기능요건을 도출하고자 한다. 델파이 기법을 활용하여 항해 및 화물운송 계획 수립단계부터 최종 목적항 입항 및 화물 하역단계까지 선박 운항 시나리오를 구성하고, 업무별, 수행 주체별 미래 업무 변화를 예측했다. 원격운항, 자율운항 등으로 선원의 개입이 최소화될 것이며, 각 분야의 전문가가 선박 운항의 다양한 측면에서 책임과 의무를 갖게 될 것으로 예상된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.74-75
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• 2021

IMO MSC 제104차에서 자율운항선박 운영을 위한 협약을 만들기로 결정하는 등 국제사회에서 자율운항선박에 대한 논의는 본격적으로 진행 중이다. 또한 정부는 자율운항선박 선제적 규제혁신 로드맵을 발표하고 자율운항선박 산업을 활성화하기 위해 관련 규제 이슈 31개를 발굴 개선사항을 제시하였다. 본 연구는 자율운항선박 운항 시 항로시스템 운영 방안에 관한 연구로 항로에서 좌회전하는 선박에 대하여 분석하고자 한다. 이를 위해 해상교통조사를 통해 부산신항 주의해역의 현재 혼잡도를 도출하고 선박의 대형화와 교통량 증가에 따른 주의해역 혼잡도를 시뮬레이션을 이용하여 도출하고자 한다. 그리고 적정 교통량 (L환산 척수)를 제안하고자 한다. 연구 결과는 현행 선박 뿐만 아니라 자율운항선박 운항 시 항로 운영을 위한 기초자료로 사용 될 수 있을 것으로 사료된다

• 대한조선학회논문집
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• 제58권2호
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• pp.121-128
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• 2021

According to the increasing interest and demand for the Autonomous Surface Vessels (ASV), the autonomous navigation system is being developed such as obstacle detection, avoidance, and path planning. In general, autonomous navigation algorithm controls the ship by detecting the obstacles with various sensors and planning path for collision avoidance. This study aims to construct and prove autonomous algorithm with integrated various sensor using the Robot Operating System (ROS). In this study, the safety zone technique was used to avoid obstacles. The safety zone was selected by an algorithm to determine an obstacle-free area using 2D LiDAR. Then, drift angle of the ship was controlled by the propulsion difference of the port and starboard side that based on PID control. The algorithm performance was verified by participating in the 2020 Korea Autonomous BOAT (KABOAT).

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.76-77
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• 2021

자율운항선박의 발전에 맞춰 선박의 안전관리체계 전환에 대비한 전문 선박관리감독 인력양성이 필요하다. 이에 본 연구에서 현업에 종사하는 선박관리감독을 대상으로 자율운항선박에 도입에 대비하여 선박관리감독에게 요구되는 역량이 무엇인지 조사하고 미래의 역량 개발 방안을 제시하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제61권3호
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• pp.143-151
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• 2024

In this study, we present a mapping framework for 3D spatial reconstruction of digital twin model using navigation and perception sensors mounted on an Autonomous Surface Vehicle (ASV). For improving the level of realism of digital twin models, 3D spatial information should be reconstructed as a digitalized spatial model and integrated with the components and system models of the ASV. In particular, for the 3D spatial reconstruction, color and 3D point cloud data which acquired from a camera and a LiDAR sensors corresponding to the navigation information at the specific time are required to map without minimizing the noise. To ensure clear and accurate reconstruction of the acquired data in the proposed mapping framework, a image preprocessing was designed to enhance the brightness of low-light images, and a preprocessing for 3D point cloud data was included to filter out unnecessary data. Subsequently, a point matching process between consecutive 3D point cloud data was conducted using the Generalized Iterative Closest Point (G-ICP) approach, and the color information was mapped with the matched 3D point cloud data. The feasibility of the proposed mapping framework was validated through a field data set acquired from field experiments in a inland water environment, and its results were described.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.164-165
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• 2022

자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship)의 개발과 도입은 해양 분야의 4차 산업 시대를 이끄는 가장 중요한 기술과 변화이다. 자율운항선박은 해양 사고의 발생 원인 중 가장 높은 비중을 차지하는 인적 요소를 줄이기 위해 인간의 개입 없이 독립적으로 운항하는 선박을 일컫는다. 인간의 개입을 줄이기 위해서는 기존의 선박과 다른 개념과 기술을 개발하고 도입해야 한다. 수십 년 전 개발되어 해상 플랫폼 및 오프쇼어 분야에서 특정 용도로 사용되는 선박 시스템인 동적위치제어스템은 기존의 시스템에 더해 더욱 정교하고 섬세한 선박의 움직임이 가능하도록 다양한 기능을 제공한다. 최근의 영국에서 제출한 IMO 의제 문서에 의하면, 자율운항선박에는 전통적인 앵커와 같은 선박 설비에 더해 추가로 다른 기술이 적용될 수 있다고 밝히며, 동적위치제어시스템을 명시하였다. 본 논문에서는 이러한 기능 중 자율운항선박의 안전한 운항을 달성하기 위해 동적위치제어시스템에서 적용할 수 있는 요인을 알아보고 제시하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.467-468
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• 2024

본 논문에서는 중국의 자율운항선박 기술개발 현황 및 신기술 관련 승인제도에 관한 연구하고자 한다. 제4차 산업혁명에 따라 해운산업에서도 자율운항선박이 등장하게 되었고, 현재 많은 국가들이 치열하고 기술개발에 열을 올리고 있다. 우리나라 역시 자율운항선박 기술개발을 위해 노력하고 있으며, 이와 더불어 자율운항선박 상용화를 위한 규제특례 및 승인제도를 도입하고자 한다. 자율운항선박은 현존선과 다른 선박 구조적 특성 및 시스템상의 특성을 가지고 있으며, 국제해사기구의 기준을 기반으로 주요 해양국가들은 자율운항선박의 실증운전 및 상용화를 위하여 자율운항선박 및 기자재 인증제도를 채택하고 있다. 본 논문은 중국의 자율운항선박 기술개발 현황 및 자율운항시스템등과 같은 신기술 승인제도를 연구하여 시사점을 얻고자 한다.