완도항 인근수역 항로 및 정박지 개선 연구

임남균,정재용,최명식,Im, Nam-Kyun,Jong, Jae-Yong,Choi, Myung-Sik 해양환경안전학회 2007 해양환경안전학회지 Vol.13 No.4

현재 완도항은 서남해안 물류거점의 항만으로 발돋움하기 위한 여러 가지 노력을 하고 있다. 이의 일환으로 항만 시스템 개선 사업을 수년전부터 활발하게 계획하고 있으며, 그중에 항만 내 선박 통항 시스템개선의 필요성이 제기되어 왔다. 이 연구에서는 현재 완도항만 및 그 인근 해역의 전반적인 해상교통 시스템을 살펴보고, 보다 효율적인 해상교통 시스템의 확보를 위한 기존의 시스템에 대한 개선점을 제안하고자 한다. 이를 위하여, 항만내 항로, 항만 내외의 묘박지에 대한 효율성을 검토하여 새롭게 제안하였다. Until a recent date Wan-do Port has made efforts to advance its marine policy toward the base of marine distribution industry. Therefore the administration of Wan-do port has carried out many projects on improvements of harbour system very actively. The improvement of ship traffic system would be one of them. This research examined the general view of present situations of marine traffic system in Wan-do waters area and suggested improvements in ship route and anchorage.

A Study on Ship's Maneuverability Evaluation by Real Ship Test

임남균,한송희,구엔탈날라이,Im, Nam-Kyun,Han, Song-Hee,Nguyen, Thanh Nhat Lai The Korean Society of Marine Environment and safet 2011 海洋環境安全學會誌 Vol.17 No.4

선박 성능과 항해 안전의 관점에서 선박조종 특성을 아는 것은 선박 설계에서 중요한 일이다. IMO 규정에 의하면 만재 적하된 even 조건(트림=0)에서 몇가지 선박 조종 기준이 제시되어 있다. 그러나 선박은 일반적으로 항상 만재 적재 조건으로 운항되지 않는다. 따라서 선박이 IMO 규정을 만족시키고, 모든 적재 조건에서 안전하게 항행하도록 하기 위해 다양한 적재 조건에서 선박 조종 특성을 추정해야 한다. 본 논문에서 우리는 실선 실험과 시뮬레이션을 수행하여 조종특성을 조사하였다. 시뮬레이션 결과와 비교하였을 때 실선실험은 시뮬레이션 값 및 이전 연구와 그 경향이 일치한다. 실 해역에서 얻은 조종실험 데이터가 선박 조종성능 추정에 활용 될 수 있음을 확인하였고, 실시한 실해역 실험을 통하여, 선박 운항 상태에 따른 조종성의 변화를 추정할 수 있었다. At the design stage, it is very important to know the ship maneuvering characteristics from the view point of ship performance and for the safety of navigation. IMO only gives some criteria for ships in full load even keel condition. However, the ship generally is operated not only in full load condition but also in half load condition or ballast condition. Therefore we must estimate the ship maneuvering in different loading condition to ensure that the ship will satisfy with IMO rules and navigate safely in every condition. In this paper, we have investigated the maneuvering characteristics of a ship by simulation and experiments with real ship. By comparing with the results of simulation, the real ship tests conform with simulation test and previous researches. Therefore, the method base on real data is well done to estimate the ship maneuvering in different loading conditions. The change of ship's manoeuverability accoriding to ship's operation conditions was estimated.

Experiment on Track-keeping Performance using Free Running Model Ship

임남균,트란반룽,Im, Nam-Kyun,Tran, Van-Luong The Korean Society of Marine Environment and safet 2012 海洋環境安全學會誌 Vol.18 No.3

본 연구는 미리 지정된 항로를 따라 항해하기 위한 선박의 Track-keeping에 대한 기초 실험 연구 분석결과를 제시하였다. 항로상에 위치한 여러 가지 변침점을 설정하고, 해당 선박이 그 항로를 항해하도록 알고리즘을 구성, 모형선을 이용한 실험 결과를 보여주었다. 지정된 구역에서 GPS로 변침점을 설정하고, 그 포인트를 Data화하여, 미리 프로그램된 알고리즘에 입력하면 해당 선박이 자동으로 항로를 항해하도록 설계되었다. PD 제어를 이용하여 침로 유지 알고리즘을 구성하였고, 선박 자동 Track-keeping 결과는 모니터링 가능토록 하였고, 변수를 설정 변경하도록 설계되었다. 제시된 알고리즘은 실험을 통하여 그 알고리즘의 효용성을 확인할 수 있었으며, 실선의 항해 자동화 및 충돌회피, 자동접안 등의 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 판단된다. This research presents an analysis of algorithm for ship track-keeping along a given trajectory. The maneuver of a free running model ship guiding through a simple path are presented. In order to solve the above problem, a desired trajectory is usually determined by GPS points in a pre-fixed place then these points are set in a pre-programmed navigation so that the ship would be automatically tracked. Proportional-Derivative(PD) control which is useful for fast response controllers was used in this program as a course keeping system. A high accuracy GPS receiver was installed on the model ship that could provide positions frequently, the system will compare and give out the remaining distance and heading to the target way-point. The results of ship auto track-keeping experiment will be explained in order to illustrate the adjustment in controlling parameters. These results can be utilized as a preliminary step to carry out the experiment of ship collision avoidance system and automatic berthing in the future.

소형어선의 크기에 따른 규칙파 중 운동응답 특성에 관한 연구

임남균,이상민,Im, Nam-Kyun,Lee, Sang-Min 해양환경안전학회 2021 海洋環境安全學會誌 Vol.27 No.6

본 연구는 최근 해양사고가 점차 증가하고 있는 10톤 미만 소형어선의 규칙파 중 운동응답 특성에 대하여 수치해석을 통하여 분석하였다. 10톤 미만의 소형선박들을 크기별로 구분하여 해양사고 분석에 이용되고 있기 때문에 본 연구에서도 서로 다른 크기의 소형어선 3척을 대상으로 운동응답 해석을 이행하였다. 선수파인 경우 장파장 영역에서 속력이 높아질수록 상하동요 및 종동요 응답도 커지고 있는 현상을 확인하였다. 가장 작은 3톤급 어선의 운동응답이 다른 크기의 어선보다 더 크게 나타나는 특성을 보여주었다. 선수사파 상태에서의 횡동요 운동은, 선박의 크기와 관계없이 점차 속력이 높아질수록 운동응답의 최대값이 장파장 영역으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다. 선수사파와 횡파에서 3척의 소형어선 모두 속력이 가장 높은 15노트에서 횡동요 운동이 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 선수파 및 선수사파를 받으면서 항행할 경우 속력을 낮추는 것이 종운동과 횡운동 영향을 감소시킬수 있는 방법이라고 보여진다. 횡파에 의한 횡동요는 속력 및 선박의 크기와 관계없이 특정 파장에서만 급격히 커지는 경향을 보여 주었다. 전진속력이 있을 경우 선수 사파에 비해서 선미사파에서의 확연한 횡동요 감소 현상을 확인할 수 있었다. 선박의 크기 및 속력에 따라 선체운동응답의 최대값이 나타나는 특정 영역이 있으므로 이 운동 영향을 최소화 시킬 수 있는 운항방법이 고려되어 실행되어야 한다. Recently, reports of marine accidents of small fishing vessels less than 10 tons have been increasing. In this study, the characteristics of the motion response in regular waves were analyzed using computations for these ships. Small vessels less than 10 tons are classified by size and used for marine accident investigations. Therefore, the motion response analysis was performed on three small fishing vessels of different sizes. In the case of the head sea, it was confirmed that as the speed of the vessel increased in the long wavelength region, the motion responses of heave and pitch became large. The motion response of the smallest 3-ton fishing vessel was greater than that of the other sizes of fishing vessels. The maximum value of the roll motion shifted to the long wavelength region as the speed gradually increased in the bow sea, regardless of the size of the ship. In all the three small fishing vessels, it was found that the roll motion was the greatest at 15 knots, the highest speed in both bow and beam seas. When sailing in the head sea and bow sea conditions, lowering the speed is one of the effective approaches to reduce the effects of the vertical and lateral plane motions. The roll motion caused by the beam wave showed a tendency to increase rapidly only at a specific wavelength regardless of the speed and the size of the vessel. It was confirmed that the roll motion was significantly reduced with forward speed in the stern wave compared to the bow wave. As there is a specific region where the maximum value of the hull motion response appears depending on the size and speed of the ship, an operation method that can minimize the effect of this motion should be considered and implemented.

완도항 인근 수역 피항 정박지 지정 검토 연구

임남균,김철승,양형선,이경우,Im, Nam-Kyun,Kim, Chol-Seong,Yang, Hyoung-Seon,Lee, Kyoung-Woo 해양환경안전학회 2008 해양환경안전학회지 Vol.14 No.1

현재 완도항은 인근해역을 통항하는 선박이 황천을 만났을 때 피항할 수 있는 묘박지의 부족으로 항만 안전에 많은 위험요소가 내재하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 연구에서는 완도항 인근 해역의 지리적인 조사를 하여, 피항 정박지의 최적지를 제안하고자 하였다. 정박지 제안을 위하여, 인근 해역의 어장 조사를 실시하여 정박지 부근의 어장위치 등을 조사하여, 위해 요소를 분석하였다. 또한 통항선박과의 안전관계를 위하여, 해상교통조사를 실시하였으며, 이를 정박지 지정에 반영하였다. 이를 바탕으로 최적 정박지를 후보지로 제안하였다. Now it is said that the insufficency of the designated anchorage for ships in approaching waters of Wan-do port is the one of reasons for marine safety accidents, when vessels encounter rough weather near the port. This research examined geographical feature in approaching areas of Wan-do port and suggested appropriate weather anchorage. The situations of fishing nets areas were investigated Marine vessel traffic flow was also examined. Through these research the optimal anchorage was suggested in the approaching waters of Wan-do port.

선박충돌회피지원을 위한 자동제어-II

임남균,Im, Nam-Kyun 한국항해항만학회 2004 한국항해항만학회지 Vol.28 No.1

본 연구는 선박충돌회피 알고리즘에 대하여 검토하고, 이를 개선하려는 의도로 수행되었다. 선박충돌회피 알고리즘에 대한 연구는 지금까지 많이 수행되었는데, 이런 연구에서 채용하고 있는 핵심 이론을 내용에 따라 구분하면 위험도계산법과 위험지역 설정법으로 각각 나뉠 수 있다. 그 두 가지 이론은 각각의 장점과 단점을 가지고 있으며, 또한 그 한계성을 포함하고 있다. 이번 연구는 두 가지 이론의 한계점을 극복하기 위한 방안을 제시한다. 제시된 모델은 위험도 계산법을 기초로 하고 있으며, 위험도계산법에서 가장 문제시 되어온 임계값 설정 문제를 해결하기 위하여, 사용자가 항해 환경 등에 따라 적절히 그 설정값을 선택할 수 있는 기능을 제시하고 있다. 또한 두 가지 이론의 상호 관계를 규명하기 위해서 위험도 계산법의 시뮬레이션을 인용하여, 본선 주위에 위험구역을 도식해 봄으로써, 위험지역설정과 그 차이를 비교하여, 양자간의 이해를 돕는 수단으로 활용하였다. 마지막으로 위험도 계산법의 경우, 특히 TCPA, DCPA를 사용하여 위험도계산을 할 경우, 두 선박이 선미에서 너무 접근하는 문제점이 발생하는데, 이런 문제의 해결책의 하나로, 위험지역 설정법을 부분적으로 적용한 새로운 모델을 제시하고 그 효용성을 검증하였다. The purpose of this study is to examine the algorithm of ship collision avoidance system and to improve its performance. The study on the algorithm of ship collision avoidance system have been carried out by many researchers. We can divide the study according to the adopted theory into two category such as 'collision risk calculation method' and 'risk area method'. It is not so difficult to find heir merit and demerit in the respective method. This study suggested newly modified model, which can overcome a limit in the two method. The suggested model is based on collision risk calculation method and suggests how to solve the threshold value problem, that is, one of the unsolved issues in collision risk calculation method. To solve that problem this study proposed new system under which the users can select appropriate threshold value according to environments such as traffic situations and weathers conditions. Simulation results of new model is schematized using 'risk area method'to examine the relationships between the two method. In addition, in case of 'collision risk method', when TCPA and DCPA are used to determine collision risk, a problem happens, that is, two ships become too close in their stem area, therefore, partial function of 'risk area method'is adopted to solve the problem in suggested model.

예부선 운항 안전 현황 연구

임남균,박성현,박계각,Im Nam- Kyun,Park S.H.,Park G.K. 해양환경안전학회 2006 海洋環境安全學會誌 Vol.12 No.1

예부선 선박은 다른 선박과 달리 부선에 의해 그 조종성능이 제한되어 항해 중 해양사고 발생률이 높은 것으로 알려져 있다. 그 충돌사고 발생률은 일반 선박과 비교하여 40%이상 높은 것으로 보고 되기도 하였다. 이런 특성을 지닌 예부선 운항 실태를 파악하고 이를 바탕으로 그 안전 운항 강화 차원의 연구가 꾸준히 정부에서 제기되어 왔다. 이 연구에서는 이러한 차원에서 예부선 국내 운항 실태를 살펴보았다. 운항업체의 등록상황, 각 업체의 운항 안전 실태, 과거 예부선 사고 유형 등을 조사 분석하였다. 또한 예부선 관련자에게 안전 증진 방안에 대한 설문 조사를 실시하였으며, 국내외 예부선 안전 사례에 대한 조사를 실시하였다. 이러한 자료는 예부선 안전 강화를 위한 방안에 활용될 것으로 판단된다. It have been known that the probability of occidental happening in towing-barge is higher than that of other merchant vessels. Bemuse the towing-barge is restricted in thier manoeuvring ability due to its towingline. A report from ministry maritime affairs and fisheries said that the rate of collision occident for towing-barge is 40% high than other transport system in sea A number of researches have been carried out to improve the safety policy in the towing-barge sea transportation system by the gorvenment. This study examined the safety status in domestic towing-barge sea transportation system The registration status, safety operational policy and past occidental data were also examined A survey research of experts relating to towing-barge operation also was carried out to fine the detailed of safety status. This study would be applicable to set up safety policy for towing-barge marine transportation system.

선박 조종성능 연구를 위한 선체형상 파라메터와 유체력미계수와의 관계분석

임남균(Nam-Kyun Im) 한국항해항만학회 2005 한국항해항만학회지 Vol.29 No.8

이 연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와의 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기본적인 선박제원 중 선체 유체력 미계수와 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 또한 이를 활용하여 유체력미계수에 대한 새로운 경험식을 제시하였다. 이를 활용하면, 초기 선형 설계 시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. This study was carried out to examine the prediction of ship’s manoeuvrability in initial design stage. New parameter representing basic hull form and stem shape were proposed Captive model test were carried out to investigate the correlation coefficient between hydrodynamic coefficient and hull parameter. The results showed which parameter are positive correlation with hydrodynamic coefficient. Moreover correlation was examined between stem hull shape and ship’s manoeuvrability. New empirical formulas for hydrodynamic coefficients were proposed. These results can be used to predict a ship’s manoeuvrability in initial design stage.

완도권 여객선 운항 환경 개선에 관한 연구

임남균(Nam-Kyun IM),이상민(Sang-Min Lee),성유창(Yu-Chang Seong) 한국항해항만학회 2013 한국항해항만학회지 Vol.37 No.6

완도군을 중심으로 한 서남 해안권 해상교통의 수요는 나날이 증가하고 있다. 그러나 이 같이 증가하는 여객과 관광수요에 대응할 수 있는 해상 안전 및 편의 시설 개선을 매우 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 완도항 항만수역, 완도권내 통항 항로 그리고 여객선 운항 환경 등에 대한 현황을 조사 분석하였다. 이와 함께 완도권 해상교통을 이용하는 이용자들을 대상으로 여객선 운항 환경 개선에 대한 설문을 수행하였다. 이를 바탕으로 해당 해역의 항해 위해도를 조사 분석하였으며, 여객선 운항 환경을 개선할 수 있는 제도적 장치 중에서 여객선 운임 체제개선, 타 시도 지역과 비교를 통항 개선방안 등을 제안하였다. 가장 시급한 문제는 항로상 산재해 있는 어장과 그로 인해 좁아진 항로가 여객선 운항에 가장 큰 위험요소가 됨을 알 수 있었다. 또한 여객선 운영측면에서는 타 지역에 비하여 자동화물비가 비싸 개선이 필요한 것으로 조사되었다. The sea traffic volume in Southwest sea including Wando area have increased every year. However the improvement of the facilities for convenience and safety in port and sea was not enough to meet the increasing demand of traffic and passengers' need. This study dealt with the situations and status of passenger ship traffic system in Wando area. In addition to, questionnaire survey of passenger ship user in Wando area was carried out in order to research the improvement of marine traffic system. On the basis of the result, navigation risks in the area was analysed. The institutional system such as passenger ship fare, enhanced traffic system that can improve marine traffic environment in the area were suggested and examined. The urgent issue was the scattered fishing ground near fairway which makes narrow passage and can cause risky passeger ship's navigation. In the side of passeger ship's operation, the wage of cargo handling was relatively expensive that needed to be improved

선박충돌회피지원 시스템을 위한 자동제어

임남균(Nam-Kyun Im) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회지 Vol.27 No.4

일본을 중심으로 과거 10여전부터 수행되어온 선박충돌회피연구는 최근 눈부신 IT산업의 발전에 힘입어 실용화 단계에 까지 접어들 수 있는 환경을 맞이 하고 있다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로 선박충돌회피지원시스템의 주요 핵심 기술인 자동회피 알고리즘을 구성하기 위한 연구를 수행하였다. 선박운동방정식은 간편히 선체운동을 수학식으로 표현하는 KT모델을 이용하였으며, 선박이 정해진 항로를 유지해 나가는 Track Control System의 구현을 위해서는 퍼지 이론을 이용한 자동제어 시스템을 적용하였다. 또한 충돌회피 추론 부분에서는 위험도 판정을 위하여 TCPA와 DCPA를 이용한 퍼지 추론이 이용되었다. 충돌회피거동 기능면 에서는 국제해상충돌예방규칙을 기초로 하여, 두 선박의 다양한 조우 상황을 분석하였다. 이 분석에 기초한 피항거동이 이루어질수 있도록 알고리즘을 구축하였다. 제안된 시스템의 유효성을 검증하기 위하여, 다양한 상황의 시뮬레이션이 수행되었다. 그 결과 적절한 선박충돌회피 동작이 이루어지는 것을 확인하였으며, 향후 더욱 연구가 발전된다면 선박충돌회피지원시스템으로 실 선박에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다. The studies on automatic ship collision avoidance system, which have been carried out last 10 years, are facing on new Situation due to newly developed high technology such as computer and other information system. It was almost impossible to make it used in real navigation 3-4 years ago because of the absence of the tool to get other ship’s information, however recently developed technology suggests new possibility. This study is carried out to develop the algorithm of automatic ship collision support system. The NOMOTO ship’s mathematic model is adopted in simulation for ist simplicity. The fuzzy reason rules are used for course-keeping system and for the calculation of Collision Risk using TCPA/DCPA. Moreover encounter type between two ships is analyzed based on Regulations for Preventing Collisions at Sea and collision avoidance action is suggested. Some situations are simulated to verity the developed algorithm and appropriate avoidance action is shown in the simulation.