ISO 19847/19848 기반 해상 필드 데이터 공유를 위한 선박 기관부 데이터 관리 플랫폼 개발

우윤태,황훈규,김배성,신일식,정희석,박민식,이장세,Woo, Yun-Tae,Hwang, Hun-Gyu,Kim, Bae-Sung,Shin, Il-Sik,Jung, Hui-Sok,Park, Min-Sik,Lee, Jang-Se 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.12

최근, 선박에 탑재된 장비로부터 수집되는 정보를 분석하여 운항 및 유지보수 지원 목적으로 활용하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 항해통신장비의 인터페이스의 경우 상대적으로 표준화가 잘 이루어져 있으나 선박 기관부 및 기타 장비부의 인터페이스는 여러 이유로 인해 표준화가 되어있지 않아 데이터 교환 및 관리에 많은 한계가 존재한다. 이러한 문제를 극복하기 위한 목적으로 해상 필드 데이터 공유를 위한 선박 데이터 서버에 관한 표준인 ISO 19847과 선박 기계 장비부 데이터 표준인 ISO 19848이 현재 제정 막바지 단계로 최근 공표를 앞두고 있다. 본 논문에서는 이러한 두 가지 국제표준의 DIS 버전을 기반으로 선박 기관부 데이터 관리 플랫폼을 개발하고, 이를 기반으로 필드 데이터 교환에 관한 실험을 수행하는 것에 관한 내용을 다룬다. 이를 위해서 관련연구 및 ISO 19847/19848의 요구사항을 분석하고, 요구사항을 충족하는 선박 데이터 플랫폼 아키텍처를 설계하며, 각 구성요소를 개발하여 유용성을 검증한다. Recently, many researches are progressing to support the operation and maintenance works of vessels using analyzed result based on various information of equipment. The interfaces of communication equipment are standardized very well, but the interfaces of machinery and other parts are not standardized yet. For that reason, there has limitations for data exchange and management. To solve the problem, the ISO is establishing new standards which are ISO 19847 for shipboard data servers th share field data at sea and ISO 19848 for standard data for shipboard machinery and equipment. In this paper, we developed a data management platform for shipboard machinery equipment, and tested the field data exchanging using the developed platform based on the standards. To do this, we analyzed the requirements of the standards and related researches, and designed an architecture of shipboard data platform that satisfied the requirements. Also, we developed components of the designed platform architecture and verified the effectiveness for it.

선박의 운항 안전성 지원을 위한 지능형 안전관리 시스템 개발

김배성,우윤태,황훈규 한국정보통신학회 2023 한국정보통신학회논문지 Vol.27 No.3

Recently, the entire industry is developing due to the application of the fourth Industrial Revolution technology. In the field of maritime, research is being conducted for unmanned ship and smart ships by applying new technologies. Although technologies are improving, the prevention effect of marine accidents is insignificant. Many ships are still causing accidents such as collision and stranding, which causes losses of both life and property every year. Such accidents are mainly caused by crew in operation, and support technology is needed to prevent accidents caused by human error. Therefore, this paper deals with a development of intelligent system that support ship safety management. This was designed with an intelligent safety management terminal and two types of safety management services provided through a planned route safety algorithm and a collision risk algorithm. A system was developed based on the design, and its usefulness was verified by testing based on a full mission ship simulator. 최근 4차 산업혁명 기술이 적용에 의해 산업 전반이 발전하고 있다. 조선해양 분야에서도 신기술이 적용하여 선박의 무인화, 스마트화를 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 이러한 전환 속에서도 해양사고의 예방 효과는 미미한 수준으로 많은 선박이 충돌이나 좌초 등의 사고를 일으키고 있으며, 이로 인한 인명과 재산 피해가 매년 발생하고 있다. 이러한 사고는 승조원의 운항과실이 주요원인이며, 인적오류에 의한 사고를 방지하기 위한 지원 기술이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 선박의 안전관리를 지원하는 지능형 시스템 개발에 대하여 다룬다. 시스템은 지능형 안전 관리 터미널과 이에 연동된 계획항로 안전성 알고리즘 및 충돌 위험성 알고리즘을 통해 제공하는 안전관리 서비스 2종으로 설계하였다. 설계를 바탕으로 시스템을 개발하였고, 선박 운항 시뮬레이터를 기반으로 테스트하여 유용성을 검증하였다.

예측 진단을 위한 선박 기관부 고장 및 유지보수 유형 분석 및 분류

황훈규,우윤태,김배성,신일식,이장세 한국항해항만학회 2017 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.춘계

중소형 선박을 위한 음성합성 기반 자동 안전항해 지원 서비스 제공 시스템 개발

황훈규,김배성,우윤태 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.4

우리나라의 경우, 중소형선박에 의한 해양사고의 발생 비중이 상대적으로 매우 높으며, 통계에 따르면 각종 안전 지원 장비의 탑재 의무화에도 불구하고 크게 감소되지 않고 있는 실정이다. 본 논문에서는 대형선박에 비해 상대적으로 탑재 장비가 적은 중소형 선박을 위한 음성합성 기반 자동 안전항해 지원 서비스 제공 시스템의 아키텍처를 제안한다. 시스템의 주목적은 주변 선박들에게 VHF 무전기를 통해 합성된 음성 안전 메시지를 자동으로 제공하여 해양사고를 예방하는 것이다. 안전항해 지원 서비스는 GPS 및 AIS를 연계하여 음성 안전 지원 메시지를 합성하고, VHF를 통하여 자동으로 방송해주는 형태로 동작된다. 따라서 시스템을 구성하는 데이터 처리 모듈, 단계별 위험도 분석 모듈, 음성합성 안전 메시지 생성 모듈, VHF 방송장비 제어 모듈 등을 개발하였다. 또한, 개발한 시스템을 활용하여 실험실 수준의 테스트와 해상 실증 시험을 진행하였으며, 이를 통해 서비스 유용성을 검증하였다. Marine accidents are mostly caused by medium and small ships, and are continuously increasing. In this paper, we propose an architecture of the speech synthesis based automatic safety navigation support service providing system for small ships that equiped onboard systems compared with vessels. The main purpose of the system is to prevent marine accidents by providing synthesized voice safety messages to nearby ships. The safety navigation support service is operated by connecting GPS and AIS to synthesize voice safety messages, automatically broadcast through VHF. Therefore, we developed a data processing module, a staged risk analysis module, a voice synthesis safety message generation module, and a VHF broadcasting equipment control module, which are components of the system. In addition, we conducted laboratory-level and sea-trial demonstration tests using the developed the system, which verified usefulness of the proposed service.

스마트폰 연계형 어망위치 추적 및 관리 시스템의 개발

황훈규,김배성,우윤태,신일식,유영호,백운식,Hwang, Hun-Gyu,Kim, Bae-Sung,Woo, Yun-Tae,Shin, Il-Sik,Yu, Yung-Ho,Baek, Woon-Sik 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.2

Recently, the environment at littoral sea has been contaminated and damaged by submarine deposits, e.g. the fishing nets. To solve this problem, the government pushes the policies such as management plan of the fishing nets in whole life cycle of them. The representative causes are dumping and drifting away of the fishing nets, and shed new light on technological methods for tracking and management of the fishing nets. To prevent this drawbacks, this paper covers a development of tracking and management system for the fishing nets. To do this, we analyzed the existing products, and figured out performance improvement points. Also we proposed additional enhancement techniques which connects with a smartphone application and displays the positions and state information of the fishing nets, and so on. To adopt the proposed methods, we design and implement a tracking and management system based on ENC with the smartphone application, and verified the usefulness of the system. 최근 침적 폐어구로 인해 연근해의 해양 환경이 오염되고 수산 자원의 서식 환경이 파괴되는 등 여러 피해를 입고 있다. 이에 정부에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 수명주기별 어구 관리 대책 등을 추진하고 있다. 이러한 피해의 가장 큰 원인은 어업 활동 과정에서 발생하는 어구의 투기나 유실이며, 이를 방지하기 위해 어구를 관리하기 위한 기술적 방법이 재조명되고 있다. 이러한 이유로 본 논문에서는 어망의 위치 추적 및 관리를 위한 시스템의 개발에 관한 내용을 다룬다. 이를 위해 기존 출시된 어망 관리 시스템의 분석을 통해 개선점을 도출한 후, 성능을 높이기 위한 방법을 모색한다. 또한, 스마트폰을 연계하여 조업 등 선교에 탑재되어 있는 전자해도 표시 장치를 볼 수 없는 상황에서도 어망의 위치 및 상태를 확인할 수 있도록 하는 등 시스템의 활용도를 높이기 위한 방법을 제안한다. 제안한 방법을 적용한 스마트폰 연계형 어망위치 추적 및 관리 시스템을 설계 및 구현하여 그 유용성을 검증한다.

이더넷 기반 통합 인터페이스 장치 개발을 위한 NMEA0183 및 NMEA2000 기반 데이터 획득 유형 비교

김배성,황훈규,우윤태,신일식,유영호 한국항해항만학회 2017 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.춘계

인공지능 기반 조선해양 용접 품질 정보 관리 및 결함 검사 플랫폼 개발

황훈규,김배성,우윤태,윤영욱,신성철,오상진 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회논문지 Vol.25 No.2

The welding has a high proportion of the production and drying of ships or offshore plants. Non-destructive testing is carried out to verify the quality of welds in Korea, radiography test (RT) is mainly used. Currently, most shipyards adopt analog-type techniques to print the films through the shoot of welding parts. Therefore, the time required from radiography test to pass or fail judgment is long and complex, and is being manually carried out by qualified inspectors. To improve this problem, this paper covers a platform for scanning and digitalizing RT films occurring in shipyards with high resolution, accumulating them in management servers, and applying artificial intelligence (AI) technology to detect welding defects. To do this, we describe the process of designing and developing RT film scanning equipment, welding inspection information integrated management platform, fault reading algorithms, visualization software, and testing and verification of each developed element in conjunction. 용접은 선박 및 해양플랜트의 생산 및 건조에 있어 매우 높은 비중을 차지하는 작업이다. 용접부의 품질 검증을 위해 비파괴 검사를 수행하는데, 우리나라에서는 주로 방사선투과검사(RT)를 활용한다. 현재 대부분의 조선소에서는 용접부의 촬영을 통해 얻어진 필름을 인화하여 검사에 활용하는 아날로그 형태를 채택하고 있다. 이에 방사선 촬영에서부터 합부 판정까지 소요시간이 길고 복잡하며, 관련 분야의 자격을 보유한 검사자에 의해 수작업으로 진행되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 조선소에서 발생하고 있는 RT 필름을 고해상도로 스캔하여 디지털화한 후, 관리 서버에 축적하고, 인공지능 기술을 적용하여 용접 결함을 판독하기 위한 플랫폼에 관한 내용을 다룬다. 이를 위한 일련의 요소인 아날로그 RT 필름 스캔장비, 용접 검사 정보 통합 관리 플랫폼, 결함 판독 알고리즘, 시각화 소프트웨어 등을 설계 및 개발하고, 개발한 각 요소를 상호 연계하여 테스트 및 검증하는 과정에 관하여 기술한다.

스마트폰 어플리케이션을 활용한 해상 구조 지원 시스템 개발

황훈규,김배성,우윤태,신일식,이장세,Hwang, Hun-Gyu,Kim, Bae-Sung,Woo, Yun-Tae,Shin, Il-Sik,Lee, Jang-Se 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.4

해양/선박 사고 등으로 인하여 매년 해상 인명 조난사고가 발생하고 있으며, 구조 시간 지연 등으로 인하여 치명적 사고로 연결되고 있다. 해상 조난사고가 발생한 경우 수색 및 구조 작업에 활용되는 장비는 대부분 선박의 위치를 발신하는 역할을 수행하며, 인명 구조를 위한 대표적인 장비인 MOB는 AIS 통신방식을 사용하고 있어 기존 선박 관제프로세스에서의 간섭 문제와 적합한 인증기준이 마련되어 있지 않아 적용에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 널리 구축되어 있는 IT 인프라를 기반으로 스마트폰에 내장된 GPS 등의 정보를 활용하여 구조를 요청하고, 이를 통해 해상 수색 구조를 지원해주기 위한 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 조난자 발생에 대한 알람과 조난 위치정보 등을 일정한 구역 내 구조 가능자 혹은 선박 운항자에게 전송하여 구조 지원을 유도하기 위한 목적을 가진다. Distress accidents occur annually by and failure of sea rescue and time delay lead to fatal accident. In the event of maritime distress, most of the equipments used for search and rescue are in responsible for the position of ships. An MOB equipment is a representative equipment for lifesaving and uses AIS communication method. However, the MOB equipment has problems of interference with existing vessel traffic process and it is difficult to apply because there is no proper certification standard. Therefore, this paper proposes a maritime search and rescue supporting system using smartphone. Utilizing the widely constructed IT infrastructure, it collects position information of the fishing boat and leisure ship using GPS embedded in the smartphone. Also the developed system supports to participate in the rescue by sending the information about the occurrence of the survivor in a certain area to the ship operator.

어구 식별 및 관리를 위한 통합 관제 시스템 개발

황훈규,김배성,우상민,우윤태,김남수,남경태,황지중,이영근,Hwang, Hun-Gyu,Kim, Bae-Sung,Woo, Sang-Min,Woo, Yun-Tae,Kim, Nam-Su,Nam, Gyeung-Tae,Hwang, Jee-Joong,Lee, Young-Geun 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.9

Recently, the maritime environment contaminated by the abandoned fishing gears. To solve this problem, there requires systematic management techniques for the fishing gears based on ICT technologies. The existed systems are optionally used by owners, but the systems need to adopt the monitoring and control architecture for integrated national surveillance. To do this, we designed an architecture for effective monitoring and management which collects position and state information using automatic identification buoy (AIB) device, to send the fishing ship, administrator ship, and shore side control center based on the IoT networks. Especially, in this paper, we developed the ENC-based integrated control system for efficient management which provides functions for position indication, state information display and loss alarm of fishing gears. Also, we conduct performance tests for data processing and visualization functions of the system to use a virtual buoy generation module. 최근 폐어구로 인한 해양 환경오염이 심각하게 대두되고 있으며, ICT 기술의 접목을 통해 어구를 체계적으로 관리함으로서 이러한 문제를 해결하기 위한 방법이 요구되고 있다. 기존 어구 식별 및 관리를 위한 시스템들은 소유주의 선택에 의해 사용하던 실정으로 보다 통합적이고 국가적인 관제 체계가 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 어구에 자동식별 부이를 부착하고, 사물인터넷망을 활용하여 어구의 위치 및 상태정보를 어선, 관리 선박, 육상 관제센터 등으로 전송하여 효과적인 모니터링 및 관리가 가능하도록 하는 체계를 소개하며, 특히 통합 관제 시스템의 개발 및 기능 성능 검증에 관한 내용을 중점적으로 다룬다. 개발하는 시스템은 효율적인 어구 관제를 위하여 전자해도를 기반으로 어구 위치, 상태정보, 유실알람 등을 표시해주는 기능을 한다. 또한, 가상 어구 자동식별 부이 생성 모듈을 개발하고, 이를 기반으로 개발한 시스템의 처리 및 시각화 성능을 테스트하는 것에 관한 내용을 다룬다.

선박 ICT융합 장비 기능시험 시설 구축 연구 : 선박 디지털 인터페이스 및 주요 항해통신장비를 중심으로

황훈규,김배성,우상민,우윤태,신일식,Hwang, Hun-Gyu,Kim, Bae-Sung,Woo, Snag-Min,Woo, Yun-Tae,Shin, Il-Sik 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.5

선박 ICT융합 장비를 개발하여 선박에 탑재하기 위해서는 형식승인이 필수적으로 이루어져야 하며, 이를 위해서는 환경시험과 기능시험이 요구된다. 환경시험은 대상 장비가 선박 및 해상환경에서 동작하기 위해 요구되는 내구성을 만족하는지 시험하는 것을 의미하며, 기능시험은 대상 장비가 국제표준을 준수하여 고유 기능을 정확하게 수행하는지 시험하는 것을 의미한다. 국내 선박 ICT융합 장비에 대한 환경시험 가능 기관은 227여 곳에 달하는 반면, 기능시험 가능 기관은 전무한 실정이다. 이러한 이유로 현재 선박 ICT융합 장비 기능시험 시설을 구축 중에 있으며, 본 논문에서는 우선적으로 추진 중인 선박 디지털 인터페이스 및 항해통신장비의 기능시험 체계의 개발에 관한 내용을 다룬다. 주요 내용은 대상 장비의 기능시험을 단일 테스트 및 통합 테스트의 두 단계로 수행함으로써 시험 결과의 신뢰성을 향상시키는 것으로, 단일 테스트는 대상 장비의 고유 기능이 정상적으로 동작하는지를 확인하는 것이고, 통합 테스트는 정상적으로 다른 항해통신장비와 조화롭게 동작하는지를 검증하는 것이다. 이를 위해 단일 테스트에 요구되는 부가 연동 장비 등의 필수 기능 요소와 통합 테스트에 요구되는 연계 및 확장 요소를 분석한다. The maritime ICT-convergence equipment are essentially required to a type approval (TA) certification that needs environmental and functional tests, to install in vessel. The environmental test is to experiment the possession for required durabilities of the target device in maritime environment, and the functional test is to check the required functions of target equipment based on international standard. In Korea, the environmental testing facilities amount to 227 sites, but there is no functional testing facility. Because of this, we establish a function test facility for the maritime ICT-equipment. In this paper, we analyze and design the functional testing requirement and required interlocking simulators for digital interfaces and navigation communication equipment. We propose the 2-steps of functional testing procedures, which are single test and integration test, to improve the reliability of testing result. The single test is to examine own functions of the target device, and the integration test is to check harmonized operation with other navigation and communication devices.