해상작업 모니터링 시스템은 해상에서 수행될 수 있는 국가와 국가 간의 광케이블 매설 작업이나 낙도의 전기 공급을 위한 해저의 전선 매설 작업, 천연가스공사의 파이프라인 매설 작업 등 각종 해상작업에서 사용되는 선박 자동화를 위한 모니터링 시스템이다. 다양한 센서로부터의 입력과 환경 설정을 통해 얻어진 데이터를 가공 처리하고, 전자해도 데이터를 읽어 GPS의 위치정보와 함께 나타낸다. 또한, 작업과 관련한 루트파일의 정보를 오버레이해서 관련 데이터를 처리하며, 무선 네트워크 환경으로 구축된 무선접속장치(AP; Access Point)와 클라이언트 측의 휴대용 개인정보단말기(PDA; Personal Digital Assistants)를 무선 랜으로 연동시켜 실시간으로 정보를 처리하도록 하며, 유효 반경 내에서의 자유로운 이동을 가능하게해서 작업의 효용성을 높일 수 있다. 본 연구는 이러한 상황 하에서 해상작업과 관련한 모니터링 시스템을 임베디드 환경에서 설계 및 구현함으로써 선박 자동화와 선박의 안전 항해를 지원하고 해상에서의 작업 부하를 최소화시키며 사고 방지를 통한 선박의 경쟁력을 높일 수 있다.
해상작업 모니터링 시스템은 해상에서 수행될 수 있는 국가와 국가 간의 광케이블 매설 작업이나 낙도의 전기 공급을 위한 해저의 전선 매설 작업, 천연가스공사의 파이프라인 매설 작업 등 각종 해상작업에서 사용되는 선박 자동화를 위한 모니터링 시스템이다. 다양한 센서로부터의 입력과 환경 설정을 통해 얻어진 데이터를 가공 처리하고, 전자해도 데이터를 읽어 GPS의 위치정보와 함께 나타낸다. 또한, 작업과 관련한 루트파일의 정보를 오버레이해서 관련 데이터를 처리하며, 무선 네트워크 환경으로 구축된 무선접속장치(AP; Access Point)와 클라이언트 측의 휴대용 개인정보단말기(PDA; Personal Digital Assistants)를 무선 랜으로 연동시켜 실시간으로 정보를 처리하도록 하며, 유효 반경 내에서의 자유로운 이동을 가능하게해서 작업의 효용성을 높일 수 있다. 본 연구는 이러한 상황 하에서 해상작업과 관련한 모니터링 시스템을 임베디드 환경에서 설계 및 구현함으로써 선박 자동화와 선박의 안전 항해를 지원하고 해상에서의 작업 부하를 최소화시키며 사고 방지를 통한 선박의 경쟁력을 높일 수 있다.
Sea operation monitoring system is a system for the automatic ship operation that is used on the variety sea operations such as laying optical cables on the sea between the countries, laying cables on the seabed for a remote island, laying pipelines for the natural gas, and so forth. This system pro...
Sea operation monitoring system is a system for the automatic ship operation that is used on the variety sea operations such as laying optical cables on the sea between the countries, laying cables on the seabed for a remote island, laying pipelines for the natural gas, and so forth. This system processes data which obtained through setting up environment and input from several sensors, and display GPS information with ENC data. And this system processes not only data of route file about sea operation, but also realtime information from PDA of client wirelessly connected with AP on wireless LAN. In addition, this system can improve efficiency of the operation as a result of enabling free movement within valid range. This paper design and implementation monitoring system from above appropriate to the embedded system, and improve competitive power of ship through prevention of a ship accident, to keep minimizing operation loads and support both the automatic ship operation and the safety voyage.
Sea operation monitoring system is a system for the automatic ship operation that is used on the variety sea operations such as laying optical cables on the sea between the countries, laying cables on the seabed for a remote island, laying pipelines for the natural gas, and so forth. This system processes data which obtained through setting up environment and input from several sensors, and display GPS information with ENC data. And this system processes not only data of route file about sea operation, but also realtime information from PDA of client wirelessly connected with AP on wireless LAN. In addition, this system can improve efficiency of the operation as a result of enabling free movement within valid range. This paper design and implementation monitoring system from above appropriate to the embedded system, and improve competitive power of ship through prevention of a ship accident, to keep minimizing operation loads and support both the automatic ship operation and the safety voyage.
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문제 정의
이렇게 발생하는 장력값 상승으로 인하여 케이블이나 가스관이 끊어지는 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 따라서 본 시스템에서는 지정된 장력 값을 초과하는 이상 변화를 보일 때 경보음을 발생하여 조작자에게 전달하고 상황을 조치할 수 있도록 하고 있다.
이러한 시점에서 본 논문은 임베디드 환경 하에서의 해상작업 모니터링 시스템을 설계하고 구현하여 선박 자동화와 선박의 안전 항해를 지원하고 해상에서의 작업 부하를 최소화시키며 사고 방지를 통한 선박의 경쟁력을 높이는데 있다.
제안 방법
구현된 해상작업 모니터링 시스템을 실제 선박에 탑재한후 실험을 실시하였다.
또한, ISO 8211의 변환 설정에 따른 파일, 레코드, 필드, 서브 필드들을 데이터 집합 설명서, 카탈로그, 데이터 사전, 객체 데이터(속성, 공간)로 분류하여 각각의 레코드들로 구성된 테이블들을 출력한다.
본 논문에서는 이러한 조건을 충족시킬 수 있는 전자해도기반의 해상 작업 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였으며, 작업 루트의 위치 계산 및 KP 계산 알고리즘과 XTE 계산 알고리즘을 구현하고 실험하였다.
클라이언트의 기능에서 ENC 및 루트의 오버레이에 대한 이미지 처리의 설계 시 고려해야 할 것은 ENC 이미지의 크기와 해상도이다. 현재 선박의 위치에 따른 GPS의 실제 위치정보를 반영한 전자해도를 PDA상의 구현을 위하여 전자해도의 이미지 맵과 루트 정보의 이미지를 오버랩하여 *.GIF 형태로 저장하도록 해야 하는 것이다.
대상 데이터
2의 uKP326400. 000” 파일을 사용하였다.
IHO의 표준 규격 인 S-57과 S-52에 따른 ENC 파일에 대한 분석 및 객체의 파싱을 하기 위하여 국립해양조사원에서 제공하는 우리나라 전 연안의 전자해도 중에 Fig. 2의 uKP326400. 000” 파일을 사용하였다.
성능/효과
실제 작업 현장에서 실험한 결과를 볼 때, 선박의 속력에 대한 다양한 알고리즘을 사용함에도 불구하고 파도와 바람 등의 영향에 의한 선체의 흔들림으로 GPS 정보에 대한 보정 알고리즘이 필요하다는 것을 알 수 있었다. XTE의 경우 보정의한계치를 선체의 중심축으로 하여 계산할 경우 실제 선미(船 尾)의 케이블 길이와 루트 상에 놓여지는 선박의 방향 등이결정적인 오차 값으로 작용하였으며, 이러한 문제점에 대하여보다 정밀한 측위 방법의 연구와 계산 기법의 고안이 필요하였다.
이렇게 구현된 모니터링 시스템을 통한 실시간 대응과 후처리를 통해 결과 분석을 가능하게 함으로써 해상작업의 능률을 향상하고, 작업 부하를 최소화시킬 수 있었다.
있는 추세이다. 특호], 선박 내 작업이 휴대가 간편한 PDA 단말기를 적용한 무선 환경이라면 해상에서의 작업은 보다 효율적이며 정밀성과 신뢰성이 필요한 경우라면 더더욱 필수적일 수밖에 없다.
후속연구
XTE의 경우 보정의한계치를 선체의 중심축으로 하여 계산할 경우 실제 선미(船 尾)의 케이블 길이와 루트 상에 놓여지는 선박의 방향 등이결정적인 오차 값으로 작용하였으며, 이러한 문제점에 대하여보다 정밀한 측위 방법의 연구와 계산 기법의 고안이 필요하였다. 또한, 국내의 해상작업에서 측위를 수행하는 경우는 문제가 없었지만 출발위도가 같은 반구에 있지 아니하고 북반구에서 남반구 또는 그 반대로 항해하는 경우에 대한 후속 개발이 필요하였다.
향후 연구 계획으로는 이러한 기존 알고리즘의 문제점들을 해결하고자 제시되는 새로운 대안책을 모색하고, 정밀 측위를 위한 칼만 필터 알고리즘의 적용과 XTE를 최소화할 수 있는 새로운 방법론의 제안을 통해, KP의 계산 결과에 대한 신뢰성 있는 개선책에 대하여 연구하고자 한다.
참고문헌 (5)
김옥수, 진준호(2001), '전자해도.ECDIS의 기술 개발 동향', 한국박용기관학회지 통권 89호, 1월호
이희용, 서상현(2000), 'S-52 표현사양 및 S-57 교환표준을 만족하는 전자해도 표현 시스템 구현', 해양정보통신학회지 vol. 4, No. 2, pp. 469-478
IMO(1995), 'IMO Performance standard for ECDIS'
IHO(1996), 'Specification for chart content and display aspects of ECDIS', Special publication No. 52
IHO(1996), 'IHO Transfer standard for digital hydro graphic data edition 3.0', Special publication No. 57
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