• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.923-929
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• 2019

자율운항선박의 기반은 추진시스템의 안정성이 중요하며, 추진체계의 안정성을 위하여 다중 발전 체계 및 추진체계를 갖추어야한다. 기존 선박에서는 안정성을 위하여 높은 발전 용량을 산정하며, 그 결과 저부하 운전으로 인한 경제성 하락을 야기한다. 이를 해결하기 위해서는 전력체계의 최적화를 통하여 발전 체계의 경량화와 효율의 증가가 필요하다. 본 논문에서는 전기추진선박용 OPMS(Optimization Power Management System)를 구축한다. OPMS는 하이브리드형 발전시스템, 에너지저장시스템, 부하제어시스템으로 구성된다. 발전시스템은 이중연료엔진, 에너지저장시스템은 배터리, 부하제어시스템은 추진 부하, 상용 부하, 불규칙 부하, 화물 기기 관련 부하, 갑판 부하로 구성된다. 각 시스템별 기기들의 특성에 대하여 모델링하여 전력체계를 구축하였다. 실험을 위하여 선박 운용에 따른 시나리오를 작성하고 안정성 및 경제성을 기존의 전기추진선박과 비교하였다. 실험의 결과 발전기의 비교적 적은 시간 투입으로 같은 전력량을 공급함으로써 선박의 LNG 1.3%, Main Fuel 0.3%, Pilot Fuel 35.1%의 연료소모량 감소를 통하여 경제성 및 안정성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권7호
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• pp.925-934
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• 2020

본 연구는 선박의 에너지 효율을 향상시키기 위하여 에너지 절감 시스템 (ESS, Energy Saving System)의 알고리즘을 선박운항 특성에 적합하게 설계하고, 특정 시스템을 탑재한 선박의 운항 특성을 바탕으로 에너지 소비 양상을 분석하여 운항 비용을 절감할 수 있도록 하는 기법에 대하여 연구한다. 이를 위해 발전체계를 기반으로 선박의 추진 체계 특성을 반영한 에너지 효율을 높일 수 있는 효율적인 시스템을 구현한다. 연구대상 선박은 LNG 운반선에 탑재된 HVACS(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 대상으로 연구를 진행하며, 이를 기반으로 미래형 기반 선박인 전기추진선박 및 자율운항선박 등에 적용할 수 있도록 확장성을 가진 에너지 절감 기법을 제안한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권3호
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• pp.155-164
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• 2023

About 75% of vessel collision accidents are caused by human error, which causes enormous economic loss, environmental pollution, and human casualties, thus research on automatic collision avoidance of vessels is being actively conducted. In addition, vessels must comply with the COLREGs rules stipulated by IMO when performing collision avoidance with other vessels in motion. In this study, the collision risk was calculated by estimating the position and velocity of other vessels through the Probabilistic Data Association Filter (PDAF) algorithm based on RADAR sensor data. When a collision risk is detected, we propose an event-triggered Nonlinear Model Predict Control (NMPC) algorithm that geometrically creates waypoints that satisfy COLREGs and follows them. To verify the proposed algorithm, simulations through MATLAB are performed.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.264-264
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• 2019

해기사의 인적오류는 전체 해양사고 원인의 70% 이상을 차지한다. 해양사고 중에서 충돌사고는 막대한 인적/물적 손실을 야기하기 때문에 적극적인 예방이 필요한데, 특히 인적오류에 의한 충돌사고 예방이 시급한 실정이다. 현재, 선박에서 사용되고 있는 충돌회피장치에는, Autopilot, Track Control System, ARPA/Radar, ECDIS 등이 적용되고 있으나 항해사의 인적오류 예방 기능은 없다. 본 연구에서는 기존 Autopilot의 다양한 기능에 해기사의 인적오류를 예방할 수 있는 기능을 추가한 새로운 선박충돌회피 시스템(Human Collision Avoidance System, Hu-CAS)의 개발 개념을 소개한다. Hu-CAS는 1) 선박과 물표 사이의 충돌위험을 평가하는 부분과, 2) 충돌위험의 수준을 결정하는 의사결정 모듈, 3) 결정된 결과를 반영하여 선박의 제어 변수를 도출하기 위한 제어변수 추정 모듈, 4) 제어변수를 이용하여 선박의 타 각과 속력을 제어하는 제어 시스템 등으로 구성된다. Hu-CAS는 현재의 Autopilot을 대체할 수 있고, 미래 개발될 자율운항 선박과 유인선박 사이의 충돌회피 시스템으로 적용이 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권1호
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• pp.9-15
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• 2021

IMO는 자율운항선박을 인간의 간섭으로부터 독립하여 다양한 수준으로 운용되는 선박으로 정의하였다. 자율운항선박 안전운항지원서비스는 항계 및 협수로 내에서 안전하게 항만에 접이안하여 화물을 신속하게 적양하 할 수 있도록 육상에서 지원하는 공공 서비스 개발을 통해 자율운항선박의 안전성과 효율성을 향상시키기 위함이다. 이를 위하여 안전운항지원서비스에는 자율운항지원, 접이안 및 계류지원, 화물 적양하 및 선박입출항 지원, PSC 점검 지원, 상태모니터링 지원, 사고대응지원의 6종 서비스 개발을 포함하고 있다. 이 중 사고대응지원 서비스를 위해 선교항해장비에 대한 상대적 중요도를 전문가 집단의 의사결정방법 중 하나인 AHP 방법을 사용하여 구체적이며 정량적인 방법을 통해 객관적인 판단으로 안전하고 효율적인 안전지원서비스 제공을 위한 선교항해장비를 계층화하여 상대적 중요도를 평가하였다. 자율운항선박 안전운항지원서비스 중 사고대응지원서비스를 위한 선교항해장비를 수심정보, 위치정보, 속력정보로 구분하여 설문조사를 실시하였다. AHP 적용결과, 수심정보, 위치정보, 속력정보의 순으로 중요도를 평가하였으며, 위치정보제공을 위한 장비별 상대적 중요도는 레이더, DGPS, ECDIS, 자이로 컴파스, 자동조타장치, AIS 순으로 평가하였다. 이는 항해사 장비별 활용도와 해양사고에 미치는 영향에 대한 설문조사결과와 유사함을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.906-917
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• 2022

본 연구의 목적은 조업기인 어업쓰레기 발생(추정)량에 대한 어업 및 해양환경 정책의 범주별 차이를 비교하고, 독립변수와 종속변수의 상관성을 분석하는 것이다. 독립변수는 세 가지로 구분되는데, 사전 예방정책, 현행 관리정책, 사후 대응정책이다. 사전 예방정책에는 친환경어업 지원사업, 제도적 예방활동, 물리적 차단 시설 설치가 있다. 현행 관리정책에는 관련 선박 운영, 어업질서 확립, 어업구조조정, 어장환경 개선이 해당된다. 사후 대응정책에는 하천~해안변 쓰레기 정화, 해양·침적·부유쓰레기 수거, 조업 중 인양쓰레기 수매, 어업관련 폐기물 처리, 해양쓰레기 피해복구가 포함된다. 측정지표는 각 사업별 결산액이다. 종속변수는 조업으로 인한 어업쓰레기 발생 추정량이고, 측정지표는 연안 통발 및 자망과 그 부속어구 유실량의 합이다. 평균순위 차이 검증결과 어업쓰레기 발생 추정량은 해역별로는 동해안이 가장 높게 나타났고, 기초자치단체별로는 시 지역이 가장 높게 나타났다. 해양환경 관련 결산액은 군 지역에서 가장 많이 투입하고 있었고, 대부분의 변수에서 유의한 차이가 나타났다. 어업쓰레기 발생 추정량과 관련있는 변수는 사후 정책 중 조업 중 인양쓰레기 수매 사업과 폐기물 처리 지원 사업이었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.80-87
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• 2011

자율무인잠수정은 해수면탐사선에 비해 해저면에 더 가까이 접근할 수 있는 장점을 제공한다. 수심자료, 해저면 물질 정보와 해저면 하부 영상을 얻기 위해서는 자율무인잠수정에 탑재된 다중빔음향즉심기, 해저면영상탐사기 및 천부지층탐사기 등이 유용하게 사용된다. 일본해양연구개발기구는 3000m급 자율무인잠수정 우라시마를 개발하였다. 잠수정의 전력공급용 연료전지시스템의 공학적 개발과 시험과정을 거쳐 우라시마에는 신형 리튬이온전지 시스템이 설치되었다. 잠수정은 초기 공학적인 업무에서 과학적 사용 목적으로 개량되었다. 다양한 과학장비들이 추가되었고 2006년부터 과학적인 목적의 임무수행을 위한 잠항시험이 수행되었다. 2007년 시험운항에서 일본 기이반도 해역 북구마노분지 부근에서 우라시마의 해저면영상탐사기와 천부지층탐사기를 이용하여 고해상 음향영상자료를 획득하였다. 후방산란강도 도면에서는 많은 암설류가 확인되었고, 천부지층탐사단면에서 연구해역의 북동쪽 끝 부근의 하부구조가 확인되었다. 이러한 특징은 최신 선상지의 형성과 관련된 구조를 암시한다. 그러나 남서 해역에서는 해저면 하부 ~20 ms 부근에서 강한 반사층이 존재하는데, 이는 삭박특징으로 해석되며 현재는 더 젊은 해저 퇴적물로 덮여있다. 잠수정의 성능은 지속적으로 향상되고, 우라시마를 활용하여 많은 유용한 결과가 얻어질 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.617-629
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• 2020

기후변화와 지구환경변화에 중요한 역할을 하고 있는 해수면온도는 인공위성 적외선 센서가 관측하는 피층 수온과 측기들이 관측하는 표층 수온으로 나누어질 수 있다. 국외 여러 기관에서 보급되고 있는 해수면온도 관측 자료들은 각각 서로 다른 깊이의 수온을 나타내고 있어서 해양 피층과 표층 수온 사이의 관계를 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 적외선 라디오미터를 해양조사선에 장착하기 위한 시스템을 설계하고 부착하고 운용하여 국내에서 처음으로 해양 피층 수온을 산출할 수 있는 관측 환경을 구축하였다. 선박 관측 전에 실험실에서 라디오미터 기기의 검보정을 실시하여 보정 계수를 산출하였다. 관측된 해수면에서 방출된 복사에너지와 하늘 복사에너지를 피층 수온으로 산출하는 일련의 과정을 적용하였다. 산출된 피층 해수면온도를 현장 관측 표층 수온자료와 비교하여 표층과 피층 수온 차이를 정량적으로 조사하고자 하였으며, Himawari-8 정지궤도 위성 해수면온도 자료와의 비교를 통해 해양 상층 연직구조의 특성을 이해하고자 하였다. 2020년 4월 21일부터 5월 6일까지 남해안의 장목항과 동해 남부를 관측한 해양 피층 수온은 전체적으로 표층 수온과 0.76℃ 정도의 차이를 보였다. 또한 이 두 수온 차이의 평균제곱근오차는 약 0.6℃에서 0.9℃까지의 일간변화를 가지고 있었으며, 하루 중 1-3시에 0.83-0.89℃로 가장 크게 나타났으며, 15시에 0.59℃로 최소의 차이를 가지고 있었다. 또한 편차도 0.47-0.75℃의 일간변화를 나타내었다. 해양 피층 관측 수온과 위성 해수면 온도 간 차이는 약 0.74℃의 평균제곱근오차, 0.37℃의 편차를 나타냈다. 본 연구의 분석을 통해 관측 수심에 따른 피층-표층 수온의 차이를 확인할 수 있었으며, 피층-표층 수온 차의 계절적 변화를 정량적으로 이해하고 또 변동 요인과의 관련성을 연구하기 위하여 연구조사선을 이용한 추가적인 연안 및 대양 관측이 지속적으로 진행되어야 함을 시사한다.