전자태그의 기술동향과 해양정보시스템에의 활용방안에 관한 연구

정중식,정재용,Jeong, Jung-Sik,Jong, Jae-Yong 해양환경안전학회 2005 海洋環境安全學會誌 Vol.11 No.1

최근 RFID 기술은 유비쿼터스 센서 네트워크 구현을 위한 중요기술로 급부상하고 있다. 본고에서는 RFID 기술, 표준화 동향 및 다양한 응용영역을 분석함으로써 해상분야의 전망있는 응용분야를 발굴하기 위한 조사목적에서 이루어 졌다. RFID 기술개요 및 요소기술, 국내외 표준화 동향 및 응용분야를 소개한 후 해상분야에서 RFID 활용방안을 소개하였다. 해상분야에서 주요 응용영역으로는 선용품 재고관리의 자동화, 컨테이너의 관리, 화물창 상태관리, 이동통신망을 이용한 연안선박의 관리방안 등을 들 수 있다. 결과적으로 기존의 이용가능한 유무선 통신망에 RFID시스템을 효과적으로 적용한다면 선박운항의 효율화, 해양안전 확보 및 해양환경 보호에도 많은 기여를 할 것이다. Recently, RFID technology play a key role to implement ubiquitous sensor network(USN). In this paper, we introduce trends of RFID technology, standardization, and then its applications. The purpose of this work is to suggest prosperous applications of RFID, which is applicable on marine information system, such as ship inventory management, management of container and its contents, sensing of environments within cargo hold, management of fishery boats. In case that RFID technology is utilized on marine information systems, it makes safety at sea and marine environments protection.

ESPRIT에 의한 공간 채널응답 추정치에 기초를 둔 방향구속 전력 최소화법과 제로포싱 알고리즘의 성능평가

정중식,임정빈,안영섭,Jeong, Jung-Sik,Yim, Jeong-Bin,Ahn, Young-Sup 한국항해항만학회 2002 한국항해항만학회지 Vol.26 No.5

방향구속 전력최소화법(Directionally Constrained Minimization of Power; DCMP)과 제로포싱방법(Zero Forcing; ZF)은 어레이 안테나에 수신된 신호들로부터 채널응답 벡터인 Spatial Signature를 추정하고, 이를 이용하여 최적웨이트(Optimal Weight)를 결정함으로써 어레이 출력 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 향상시킬 수 있는 알고리즘들로 알려져 있다. 본 논문에서는 이동국 주변에서 다중산란된 수신신호들이 어레이 안테나에 수신되는 환경에서 DCMP와 ZF방법의 성능을 분석하였다. 이를 위하여 ESPRIT를 이용하여 수신신호들의 도래각(Direction of Arrival; DOA)과 확산각도(Angular Spread; AS)를 추정하여 Spatial Signature를 구한 후, 그 결과치를 이용하여 DCMP와 ZF방법으로 어레이 출력신호를 합성하였다. 모의 실험을 통하여 어레이 출력 SINR성능을 평가하고 이론적 성능결과와 비교하였다. It has been known that the DCMP(Directionally Constrained Minimization of Power) and the ZF(Zero Forcing) can improve the SINR performance of an array antenna system by using spatial signature of wireless channel. This paper analyzes the performance of DCMP and ZF in multiple scattering environments. To obtain the spatial signature of wireless channel. both DOA(Directional of Arrival) and AS(Angular spread) of the received signals were estimated by using ESPRIT. The performance of the DCMP and the ZF was analyzed theoretically. By computer simulation of SINR performance was evaluated.

E-Navigation 서비스 제공을 위한 통신망 아키텍처의 설계

정중식(Jung-Sik Jeong),김선영(Sun-Young Kim) 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회지 Vol.32 No.1

최근 IMO의 항해안전전문위원회(NAV) 통신작업반을 중심으로 E-Navigation(E-Nav) 전략개발에 관한 연구가 진행되고 있다. E-Nav 전략개발을 위한 통신망 아키텍처의 설계는 선교시스템의 표준 및 미래 항해 및 해양통신 장비에 관한 국가 R&D 프로젝트 방향을 결정하는 중요한 부분이다. 본 연구는 E-Nav 이용자 요구분석을 통하여 항해안전을 향상시키고 해상운송의 부가적인 이익을 가져다 줄 수 있는 E-Nav 서비스를 도출하고 통신망 기준모델을 설계하는데 목적을 두고 있다. 본 연구에서는 E-Nav 서비스를 크게 안전 및 보안, 해양기상, 조난, 비즈니스, 인포테인먼트(infotainment)의 5가지 분야로 나누고, 각 분야 별로 요구되는 E-Nav 서비스를 도출하였다. 그 결과로서 도출된 E-Nav 서비스 지원을 위한 통신망 아키텍처를 제안하였다. The research on an E-Navigation(E-Nav) strategy development has recently carried out by the IMO sub-committee on safety of navigation(NAV). The design of communication system architecture is a key factor in the E-Nav strategy development and it may drive the direction of a national R&D project on future navigational and marine communication systems. This study aims at designing a standard model of E-Nav communication network architecture, which enhances navigational safety and provides additional benefits in marine transportation. To achieve this purpose, authors have suggested E-Nav services, which are divided into five categories, i.e., safety and security, maritime meteorology, distress, business, and infotainment, by analyzing the related user requirements. As results, this paper proposes the E-Nav communication network architecture that consists of the navigation and communication equipments.

항만수로의 정량적인 충돌확률 분석

정중식(Jung Sik Jeong),김광일(Kwang Il Kim),박계각(Gyei-Kark Park) 한국지능시스템학회 2012 한국지능시스템학회논문지 Vol.22 No.3

해상에서 위험성평가는 해양사고예방의 관점에서 안전한 항만수로를 설계하는데 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구는 IALA에서 권고하는 정량적인 충돌확률분석방법인 IWRAP(IALA Waterway Risk Assessment)에 기초를 두고 목포항 진입수로의 충돌위험성을 분석하였다. 과거 AIS 및 레이더의 기록 데이터를 IWRAP 평가도구에 적용함으로써 선박의 조우 상태별 충돌위험 확률을 계산하였다. 항로의 구간별로 위험도를 제공함으로써, VTS에서 섹터 관제의 관점에서 항로구간별로 해상교통의 특징과 개선책을 세우는데 기여할 것으로 사료된다. In terms of the maritime accident prevention, risk analysis at targeted warterways is important for planning safety waterways. This paper analyzes the maritime accidents probability in the Mokpo waterways, South Korea, based on the IWRAP(IALA Waterway Risk Assessment) of the quantitative accident probability tool. Vessel collision probability cate is calculated by vessels meeting direction, using IWRAP. This paper contribute to advance improvement of vessel traffic service by VTS sector providing vessel fairway risk data.

멀티패스 환경에서의 도래방향 추정을 위한 공간평균법의 분석

정중식(Jung-Sik Jeong),김철승(Chul-Seung Kim),임정빈(Jeong-Bin Yim),안영섭(Young-sup Ahn) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.3 No.-

어레이 안테나를 이용한 육해상 무선통신시스템의 수신신호 성능향상을 위한 고분해 도래방향 추정 방법으로서 MUSIC과 ESPRIT와 같은 알고리즘은 널리 알려져 있는 기술이다. 그러나 MUSIC과 ESPRIT 알고리즘은 멀티패스 환경에서 수신신호의 도래방향을 분리·추정하는 것이 불가능하다. 멀티패스 환경에서는 수신신호들이 상호 높은 상관관계를 가지거나 코히어런트 신호가 되기 때문에 수신신호를 분리·추정하기가 어렵다. 종래의 방법은 멀티패스파의 도래방향을 추정하기 위하여 공간평균법을 이용하여 사전 신호 처리후에 MUSIC과 ESPRIT알고리즘에 의한 사후 신호처리를 행한다. 그러나 종래의 공간평균법이 어레이 안테나에 수신되는 신호에 대한 자기 공분산행렬의 대각요소를 포함하는 부분행렬들만을 이용하기 때문에 멀티패스파의 분리·추정을 가능하게 하는 대신에 안테나의 유효구경을 감소하는 결과를 초래한다. 또한 종래의 방법이 자기 공분산 행렬의 대각요소를 포함하는 부분행렬들 만을 이용하고 대각요소를 포함하지 않은 상호상관 요소들에 대한 부분행렬은 고려하지 않음으로써 어레이 안테나의 도래방향 추정성능을 저하시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 어레이 안테나에서 관측되는 수신신호 벡터의 자기상관행렬의 모든 요소들을 이용하는 새로운 공간평균법을 제안하고 종래의 공간평균법과 비교·평가한다. It has well known that MUSIC and ESPRIT algorithms estimate angle of arrival(AOA) with high resolution by eigenvalue decomposition of the covariance matrix which were obtained from array antennas. However, it fails to estimate AOA by using MUSIC and ESPRIT under multipath environments, where multiple signals impinging on array antennas are fully correlated and then coherent. To resolve choherent signals, a preprocessing scheme is utilized by spatial smoothing techniques and then MUSIC and ESPRIT algorithms based on eigen-descomposition is applied. The result of the conventional spatial smoothing technique however, is obtained at the cost of losing effective spatial aperture. Moreover, the conventional technique ignores any information in the cross-correlations of the array outputs the subarrays. As the result, the performance for AOA estimation is degraded. In this paper, we propose a new spatial smoothing technique, which consider the cross-correlation for subarrays. By computer simulation, the AOA estimation performance of the proposed method is compared with the conventional method and evaluated.

아날로그 신경망 모델을 이용한 실시간 도래방향 추정 알고리즘의 개발

정중식(Jung-Sik Jeong) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회지 Vol.27 No.4

레이더 신호처리를 포함하여 무선통신 시스템의 성능향상을 위한 수신신호의 도래방향 추정기술 중, MUSIC과 ESPRIT와 같은 방법들은 수신신호 벡터로부터 얻어진 상관행렬의 고유치 분해를 통하여 도래방향을 정도 높게 추정할 수 있는 초고분해 알고리즘들로 잘 이용되어 왔다. 그러나, 이러한 방법들은 계산의 복잡성으로 인하여 실시간 처리에 장애가 되어 왔으며, 어레이 안테나의 물리적인 결함에 대한 보정을 요구한다. 이에 대한 해결방법으로서 신경망 모델을 이용한 도래방향 추정방법들이 연구되어 왔으나, 복수의 신호가 존재할 경우 신경망 모델에 대한 대규모 학습량을 요구하고, 실시간 처리가능성에 대한 명확한 해를 제공하지 못한다. 본 연구에서는 상호결합형 신경망 모델을 이용하여 도래방향을 추정하기 위한 방법을 제안하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 실시간 처리가능성을 보여주었으며, 제안된 방법이 MUSIC 보다 더 좋은 추정치를 제공한다. 게다가, 제안된 방법은 대규모 학습을 요구하지 않는다. 즉, 도래방향을 추정하기 전에 상호결합계수를 신경망에 할당할 뿐이다, It has well known that MUSIC and ESPRIT algorithms estimate angle of arrival(AOA) with high resolution by eigenvalue decomposition of the covariance matrix which were obtained from the array antennas. However, the disadvantage of MUSIC and ESPRIT is that they are computationally ineffective, and then they are difficult to implement in real time. The other problem of MUSIC and ESPRIT is to require calibrated antennas with uniform features, and are sensitive to the manufacturing fault and other physical uncertainties. To overcome these disadvantages, several method using neural model have been study. For multiple signals, those methods neural mode. Computer simulations show the validity of the propose algorithm. It follows that the proposed method yields better AOA estimates than MUSIC. Moreover, ore method does not require huge training procedure and only assigns interconnected coefficients to the neural network prior to AOA estimation.

연안해역의 안전항해 지원을 위한 육상모니터링 시스템에 관한 연구

정중식(Jung-Sik Jeong),이미라(Mira Lee),박계각(Gyei-Kark Park) 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.추계

최근연안해역에는 통항분리제도(TSS)의 존재, 협수로, 유조선 통항금지 해역, 교통폭주해역 등 항행상 특별한 주의를 요구하는 항로가 존재한다. 다른 한편으로 항만국 통제에 의하여 위험선박으로 분류된 선박이 특별한 주의를 기울여 항해하여야 하는 위험해역을 항행할 경우가 빈번히 발생한다. 연안수역의 안전항해 지원의 관점에서 고기능의 육상모니터링 시스템의 지원은 e-Navigation의 구현에 많은 기여를 할 것이다. 본 연구는 항만국 통제의 결과에 따른 선박자체의 안전관리 수준과 항행하는 해역의 해상교통환경을 고려하여 항행선박의 동적위험도를 설정하고, 이들 선박을 e-Navigation 서비스를 제공하고 관리하는 육상모니터링 시스템을 제안하는 데 목적을 두고 있다.

항만수로의 정량적인 충돌확률 분석

정중식(Jung Sik Jeong),김광일(Kwang Il Kim),박계각(Gyei-Kark Park) 한국지능시스템학회 2012 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.22 No.1

E-Navigation 구현을 위한 기준모델의 설계 방안 연구

정중식(Jung-Sik Jeong),김선영(Sun-Yeong Kim) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2 No.추계

최근 IMO에서 논의되고 있는 E-Navigation (E-Nav)에 있어서 해상업무 서비스의 개발은 향후 선박항해 및 통신분야의 기술개발 방향을 결정지우는 요소이다. 본고에서는 해상업무용 서비스 개발과 이에 따른 기준모델 설계 방안을 제안한다. 서비스 도출에 있어서는 현재의 해상안전/보안 및 환경보호를 위한 선박업무를 충분히 고려하고 이용자 중심적인 기준모델의 설계방향을 제시하고자 한다. 제안된 기준모델은 향후 IT 기술의 발전에 따른 신기술의 도입을 유연하게 수용할 수 있도록 설계한다.

이용자 중심적 해양정보통신망 개발방향에 관한 연구

정중식(Jung-Sik Jeong),김선영(Sun-Yeong Kim) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2 No.춘계

COMSAR 11차 회의에서 E-Navigation 전략개발의 논의 결과는 기술 중심적인 전략보다는 이용자 중심의 전략개발이 이루어 져야 한다고 결론을 맺었다. E-Navigation 전략개발에서 다루어야 할 해양정보의 다양성과 광범위성을 고려할 때, 본 연구에서는 선박과 선박, 선박과 육상, 항로표지와 선박 또는 육상사이에 다루어야 할 정보의 종류를 검토하고 체계화함으로써 향후 요구되는 통신망의 개발방향을 정립하기 위한 기초자료를 제공하는데 목적이 있다.