선박 충돌사고 분석을 위한 시뮬레이터 구축

박계각(Gyei-Kark Park) 한국항해항만학회 2002 한국항해항만학회지 Vol.26 No.3

해상에서 발생한 선박충돌사고 재결과정에서 당사자들의 진술을 통하여 해도나 플로팅용지에 충돌선박의 항적을 플로팅하는 과정을 삼각자 및 디바이더를 이용한 수작업에 의존함으로써 많은 시간이 소모되고 오류가 발생하는 문제점이 대두된다. 따라서 본 논문에서는 다양한 충돌상황에서도 충돌선박 당사자들의 진술내용을 컴퓨터에 입력하여 초인시부터 충돌에 이르기까지 양선박의 시간대별 거동을 그래픽과 수치 및 텍스트로 제시함으로써 충돌당사자 진술의 진위여부를 판단할 수 있고 해양안전심판의 정확도도 높일 수 있는 충돌사고 분석시뮬레이터를 제안하였으며, 해상선박충돌사고 실례들을 시뮬레이터에 적용하여 그 유효성을 확인하였다. Vessel collision accidents have been investigated by means of questioning the persons involved and plotting manually the stated situation. But the repetitive plotting by hand can cause the investigator to make some errors, and it can be connected to a wrong judgement. In this paper, we proposed a simulator for reconstructing and analyzing vessel collision accidents at sea, where the given situation is plotted automatically on it. We verified the validity of the system by applying it to some collision accidents.

해양 환경에서 에지 정보를 이용한 물표 추출 알고리즘

박계각(Gyei-Kark Park),정종면(Jong-Myeon Jeong) 한국컴퓨터정보학회 2011 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.16 No.9

해양 안전 사고 관련 연구에 의하면 선박 충돌 사고의 약 60%는 인적 요인에 의한 운용상의 실수로 인해 발생되고 있으며, 특히 항해사의 견시 소홀로 인한 사고는 인적 요인으로 인한 사고의 66.8%에 달하는 것으로 보고되고 있다. 그러므로 주야간을 막론하고 우천이나 안개 속에서도 거의 변함없는 화질을 보이는 IR 영상으로부터 자동으로 물표를 탐지하고 추적할 수 있다면 항해사의 근무 피로를 경감시키면서 인간 시각 특성의 불완전성을 보완할 수 있어 선박의 안전항행을 위한 중요 정보로 사용할 수 있다. 본 논문에서는 해양 IR 영상으로부터 선박, 암초, 부이와 같은 해상 물표를 탐지하기 위한 기법을 제안한다. 해양 영상에서 대부분의 에지 방향은 수평이며, 수직 방향의 에지는 대부분 물표 영역에서만 집중적으로 발견된다. 또한 물표와 해수면이 만나는 영역에는 수평 방향의 에지가 존재한다. 제안된 방법은 물표 추출을 위해해양 환경에서만 발견되는 이런 에지의 특징을 이용한다. 먼저 주어진 입력 IR 영상으로부터 에지를 추출하여 수평, 수직 에지로 분리한 다음 고립되어 있는 에지들을 제거한다. 그런다음 수직 에지에 대하여 모폴로지 닫힘 연산을 이용하여 물표를 구성하는 수직 에지들을 서로 연결하여 물표 후보 영역을 얻는다. 물표 후보 영역 중 아래에 수평에지 영역이 존재하는 영역은 해수면 바로 위의 물표를 의미하기 때문에 물표 후보 영역과 바로 아래의 수평 에지를 통합하여 기준 영역으로 삼고, 이 기준 영역을 기준으로 좌, 우, 위의 물표 후보 영역들을 통합하여 최종 물표를 얻는다. According to the related reports, about 60 percents of ship collisions have resulted from operating mistake caused by human factor. Specially, the report said that negligence of observation caused 66.8 percents of the accidents due to a human factor. Hence automatic detection and tracking of an object from an IR images are crucial for safety navigation because it can relieve officer's burden and remedies imperfections of human visual system. In this paper, we present a method to detect an object such as ship, rock and buoy from a sea IR image. Most edge directions of the sea image are horizontal and most vertical edges come out from the object areas. The presented method uses them as a characteristic for the object detection. Vertical edges are extracted from the input image and isolated edges are eliminated. Then morphological closing operation is performed on the vertical edges. This caused vertical edges that actually compose an object be connected and become an object candidate region. Next, reference object regions are extracted using horizontal edges, which appear on the boundaries between surface of the sea and the objects. Finally, object regions are acquired by sequentially integrating reference region and object candidate regions.

언어지시에 의한 지능형 조타기 제어 시스템

박계각(Gyei-Kark Park),서기열(Ki-Yeol Seo) 한국지능시스템학회 2002 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.12 No.2

FCM을 이용한 지능형 해양사고 DB 검색시스템 구축

박계각(Gyei-Kark Park),한욱(Xu Han),김영기(Young-Ki Kim),오세웅(Se-Woong Oh) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회논문지 Vol.19 No.4

해양사고로 인한 경제적, 환경적 피해가 커짐에 따라, 해양사고 방지를 위한 이슈가 크게 대두되고 있다. 발생된 해양사고 사례의 종류와 원인을 분석하여 구축된 DB가 해양사고 방지를 위한 연구에 널리 활용되고 있으나, 하나의 종류 및 원인에 대해서만 DB가 구축되어 있어 일반적으로 복수의 원인에 의해 발생되고 복수의 종류에 해당하는 해양사고를 합리적으로 분류하지 못하고 다양하고 막연한 조건을 이용해 검색할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 FCM을 이용하여 복수의 해양사고 원인과 종류에 연계된 해양사고 DB를 구축하고 언어 레이블을 이용하여 다양한 원인과 종류에 의해 해양사고 사례추출이 가능한 검색 시스템을 제시하였다. Marine accidents have always caused huge economic losses, as well as environmental pollution. Prevention of marine accidents has become a focus of argumentation. The analysis of past accident cases, reviewing the experience and lessons, is important and necessary for preventing marine accidents. With the same subject above, the Korean Maritime Safety Tribunal provides for past marine accidents' written judgments and analysis of judgment and associated retrieval system on its homepage. In these systems, the name of the ship, accident occurrence time, accident pattern or related keywords are used as search conditions. However, most of the marine events' happening were not due to a single reason, but multiple ones. In addition, one marine event could often come under several categories. In this case, now the retrieval systems' DB is used on the Korean Maritime Safety Tribunal homepage was built based on single category and failed to be able to retrieve according to multiple reasons or multiple categories. In order to solve this problem, a more practical retrieval approach might be needed. Therefore, in this paper, a new retrieval system will be proposed, which using the linguistic label to describe the cluster after analyzing the relational properties between marine accidents and clustering by FCM algorithm, and then adding an interface to allow users to get the results they want through choosing multiple reasons or multiple categories.

Building a Conceptual Model Using Ontology for the Efficient Retrieval of Cases from Fuzzy-CBR of Collision Avoidance Support System

Gyei-Kark Park(박계각),John Leslie RM Benedictos,Sung Chul Shin(신성철),Nam Kyun Im(임남균),Mira Yi(이미라) 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.17 No.1

We have proposed Fuzzy-CBR to find a solution from past knowledge retrieved from the database and adapted to a new situation. However, ontology is needed in identifying concepts, relations and instances that are involved in a situation in order to improve and facilitate the efficient retrieval of similar cases from the CBR database. This paper proposes the way to apply ontology for identifying the concepts involved in a new case, used as inputs, for a ship collision avoidance support system and in solving for similarity through document articulation and abstraction levels. These ontologies will be used to build a conceptual model of a maneuvering situation..

음성인식모듈을 이용한 선박조타용 임베디드 시스템 개발

박계각(Gyei-Kark Park),서기열(Ki-Yeol Seo),홍태호(Tae-Ho Hong) 한국지능시스템학회 2004 한국지능시스템학회논문지 Vol.14 No.5

최근 국내외적으로 소형선박의 효율적인 운용을 위해서 많은 자동화 기술의 발전을 이루었으나, 이에 따른 선박 운용은 더욱 복잡해져 각종 계기와 선박 기기를 조작해야하는 번거로움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 휴먼 인터페이스 기술의 하나인 음성정보처리기술을 선박 운용시스템에 적용한 연구 사례가 있으나 아직까지 구체적인 시스템 구현이 미비하다고 할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 선박운항자의 및 부담경감 및 효율적인 선박운용을 위하여 음성인식 모델을 이용한 선박조타용 임베디드 시스템을 구현하고자 한다. 구체적인 연구방법으로는, 화자독립방식의 음성인식 모듈(VR-33R)을 이용하여 선박의 조타기를 제어할 수 있는 임베디드 시스템을 설계 및 구현하고, 실제 선박시스템을 축소한 모형선박의 조타시스템에 적용하여 그 효용성을 확인하고, 실용화를 위한 방안을 모색하고자 한다. Recently, various studies had been made for automatic control system of small ships, in order to improve maneuvering and to reduce labor and working on board. To achieve efficient operation of small ships, it had been accomplished to rapid development of automatic technique, but the ship operation had been more complicated because of the need to handle various gauges and instruments. To solve these problems, there are examples to be applied to the speech information processing technologies which is one of the human interface methods in the system operation of ship, but the implementation of definite system is still incomplete. Therefore, the purpose of this paper is to implement the control system for ship steering using the voice recognition module.

게임이론을 이용한 선박충돌회피상황에 대한 분석

박계각(Gyei-Kark Park),김동균(Dong-Gyun Kim),김영기(Young-Ki Kim),이미라(Mi-ra Lee),정종면(Jong-Myeon Jeong) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.2

선박의 충돌회피를 위한 많은 방법들이 제시되어 왔다. 본 논문에서는 게임이론 이용하여 충돌회피시 상황을 분석하고자 한다.

퍼지이론을 이용한 항해안내시스템의 구축

박계각(Gyei-Kark Park),홍태호(Tae-Ho Hong),서기열(Ki-Yeol Seo) 한국지능시스템학회 2005 한국지능시스템학회논문지 Vol.15 No.3

현재 선박에서 항해사에게 항로정보를 제공하는 장비는 ECDIS와 GPS 플로터가 많이 사용되고 있으나 자동항로생성 및 항로설명기능이 없어 숙련된 항해사만 사용할 수 있는 문제가 있으며, 특히 종이해도의 대체 시스템인 ECDIS에 사용되는 ENC를 이용한 자동항로생성 및 항로설명에 관한 연구는 없는 실정이다. ENC는 IHO에서 정의한 S-52, S-57 표준포멧을 기반으로 제작된다. 본 논문에서는 ENC의 해도데이터와 GPS의 위치데이터, Anemometer의 풍향ㆍ풍속데이터를 이용하여 현 위치에서 목적지까지의 최적항로를 설계하여 안내해주는 항해안내시스템(NGS)을 구축하였고 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 확인하였다. Currently, ECDIS and GPS plotters are much used as equipment providing operators with route information, but they do not have any function of automatic route creation and route explanation, so available for only experienced operators. Especially, the present situation is that no study is made of the automatic route creation and route explanation using ENC for ECDIS, substitution system of paper chart. ENC is the electronic navigation chart that is produced using S-52, S-57 standard format required by IHO. In this paper, an Navigation Guiding System(NGS) is proposed to generate an optimal route where ENC and GPS data is fusioned including the wind direction and speed of an anemometer. The proposed system was testified by a simulation, and its effectiveness was verified.

언어지시에 의한 지능형 조타기 제어 시스템

박계각(Gyei-Kark Park),서기열(Ki-Yeol Seo) 한국지능시스템학회 2002 한국지능시스템학회논문지 Vol.12 No.5

본 논문에서는 자연언어를 이용하는 인간의 학습방법에 기초한 LIBL방법을 선박의 조타 시스템에 적용하여, 항해사의 조타명령과 같은 언어적 지시가 조타수를 경유하여 수행되는 과정을 대체하는 지능형 조타 제어 시스템을 제안하고자 한다. 구체적인 연구방법으로는 조타수의 적절한 조타조작모델을 퍼지추론규칙을 이용하여 구현하고, 적절한 의미소 및 평가규칙을 제시한 언어지시 기반 학습방법을 선박의 조타시스템에 적용하여, 항해사의 언어지시에 보다 효율적으로 응답하는 지능형 조타기 제어 시스템을 구현한다. 퍼지추론을 이용하여 조타수의 경험을 바탕으로 한 타 조작 모델을 구축하였고, 지능형 조타 시스템을 위한 타각, 방위도달시간, 정상상태의 의미소를 제안하여, 조타수 조작 모델 규칙을 수정하기 위한 평가 규칙을 제시하였다. 또한, 구축된 선박조종 시뮬레이터에 제안된 시스템을 적용하여 그 유효성을 확인하였다. In this paper, we propose intelligent steering control system that apply LIBL(Linguistic Instruction Based Learning) method to steering system of ship and take the place of process that linguistic instruction such as officer's steering instruction is achieved via ableman. We embody ableman's suitable steering manufacturing model using fuzzy inference rule by specific method of study, and apply LIBL method to present suitable meaning element and evaluation rule to steering system of ship, embody intelligent steering gear control system that respond more efficiently on officer's linguistic instruction. We presented evaluation rule to constructed steering manufacturing model based on ableman's experience, and propose rudder angle for steering system, compass bearing arrival time, meaning element of stationary state, and correct ableman manufacturing model rule using fuzzy inference. Also, we apply LIBL method to ship control simulator and confirmed the effectiveness.

게임이론을 이용한 항만 경쟁 상황의 분석

박계각(Gyei-Kark Park),한욱(Xu Han),여동금(Dong-Qin Lu) 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.2

This paper discusses the application of game theory on port competition. Port industry shows a oligopoly situation. Therefore game theory would be a helpful method on the analysis of competition and cooperation strategy between ports. And then we will present two game models conducted on port competition.