[논문]e-navigation 선상시스템을 위한 기술적 아키텍처 개발

심우성; 김선영; 이상정

doi:10.5394/kinpr.2013.37.1.9

e-navigation 선상시스템을 위한 기술적 아키텍처 개발
Development of e-navigation shipboard technical architecture 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.37 no.1, 2013년, pp.9 - 14

심우성 (한국해양과학기술원 선박해양플랜트연구소) , 김선영 (한국해양과학기술원 선박해양플랜트연구소) , 이상정 (충남대학교 전자공학과)

초록
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국제해사기구(IMO)가 개발 중인 e-navigation은 사용자 요구사항으로부터 서비스 및 시스템 아키텍처를 개발하고 이를 기반으로 e-navigation에 필요한 서비스를 사용자에게 제공하는 일종의 전략이다. 지난 2011년 국제해사기구 NAV 57차 회의에서 채택한 포괄적 e-navigation 아키텍처는 e-navigation을 구성하는 선상 및 육상 시스템간의 포괄적 관계만을 나타내고 있으므로 e-navigation 서비스를 실질적으로 구현하기 위해서는 선상시스템용 상세 아키텍처 개발이 요구된다. 아키텍처 개발 시 중요사항으로 사용자 요구사항부터 격차, 해결책으로 이어지는 일련의 전략 요소들과 아키텍처가 연관성 및 추적성을 갖도록 해야 한다는 점이며 이는 IMO가 지속적이고 순환적인 개발 결과 검증을 요구하기 때문이다. 이런 점을 고려하여 본 논문에서는 e-navigation 사용자 요구사항을 분석한 기술트리를 작성하고 이에 포함된 기능들이 격차 분석 결과 및 잠정 해결책들을 만족하는지 여부를 비교 분석하기 위해 미국 국방부의 DoDAF 방법론을 적용하였다. 기술트리 기능들과 e-navigation 전략 요소 개발 내용과의 비교 분석 결과 도출된 아키텍처 요소를 정보 흐름 관계로 표현하여 e-navigation 선상 시스템을 위한 기술적 아키텍처를 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The e-navigation has been being developed in IMO is a sort of strategy to provide user-oriented services for safe navigation and environmental protection based on the architecture and its related services complying with the user needs. At NAV $57^{th}$ meeting in 2011, the overarching e-navigation architecture was approved which represent overall relationship only between onboard and ashore elements, so more detail technical architecture for each element should be developed for implementation in view of services and systems. Considering the continuous and iterative verification of e-navigation development process required by IMO, the relationship and traceability should be took in consideration between the outcome of e-navigation process and the element of the architecture. In this paper, we have surveyed literarily the user needs, result of gap analysis and practical solutions to address them and defined the architecture elements and their relationship considering the three kinds of views of DoDAF(Architecture Framework) of US department of Defence, in result, proposed the e-navigation shipboard technical architecture.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

개발 방법으로는 먼저 IMO 회의를 통해 논의되어 확정된 사용자 요구사항으로부터 e-navigation 시스템의 기술트리를 도출한다. 그리고 이에 포함된 목적기능 및 하위 기능들을 미국 국방부의 DoDAF (Architecture Framework) 방법론에 포함된 세 가지 관점에서 분석하여 제시된 격차와 솔루션을 만족하는지 여부를 판단한다. 최종적으로 정보를 갖고 독립적 기능을 갖는 단위에 맞춰 기능들을 통합하는 방식으로 아키텍처 구성요소를 도출하였다.
본 논문에서는 이러한 필요성을 인식하고 e-navigation 선상 시스템을 위한 기술적 아키텍처를 개발하기위해 IMO 논의를 통해 결정된 사용자 요구사항으로부터 기술트리를 도출하고 기술트리의 각 기능을 격차분석 내용 및 솔루션 분석 결과와 문헌적으로 비교 분석하여 기술트리들을 통합하는 방식으로 아키텍처 구성요소 모듈을 도출하였다. 비교 분석의 방법으로 DoDAF의 세 가지 뷰(운영, 시스템, 기술표준)의 특징을 고려하여 격차분석 결과 및 솔루션 도출 결과에의 만족여부를 기능트리의 각 기능에 대해 판단하였다.
본 논문에서는 지난 2010년 NAV 56차에서 개발되고 57차 회의에서 채택된 Fig. 1의 포괄적 아키텍처를 기반으로 상세정의가 필요한 e-navigation 선상 시스템을 위한 기술적 아키텍처를 개발하였다. 개발 방법으로는 먼저 IMO 회의를 통해 논의되어 확정된 사용자 요구사항으로부터 e-navigation 시스템의 기술트리를 도출한다.

제안 방법

또한 그 요소들이 e-navigation 사용자 요구사항을 해결할 수 있는 것이어야 한다. 3장의 방법으로 제안한 아키텍처 구성요소를 정보흐름 관계를 표현하여 Fig. 6과 같이 선상시스템용 기술적 아키텍처를 제안하였다. 다음은 Fig.
Fig. 3의 기술트리 중, ‘Improved Ergonomics’ 목적 기능과 하위 1차 기능인 ‘User-Selectable Presentation of Information’과 ‘Standard Lingual Presentation’, 그리고 ‘Indication of Reliability’의 일부를 통합 하였고 위와 같이 사용자 인터페이스 모듈로 제안하였다.
1의 포괄적 아키텍처를 기반으로 상세정의가 필요한 e-navigation 선상 시스템을 위한 기술적 아키텍처를 개발하였다. 개발 방법으로는 먼저 IMO 회의를 통해 논의되어 확정된 사용자 요구사항으로부터 e-navigation 시스템의 기술트리를 도출한다. 그리고 이에 포함된 목적기능 및 하위 기능들을 미국 국방부의 DoDAF (Architecture Framework) 방법론에 포함된 세 가지 관점에서 분석하여 제시된 격차와 솔루션을 만족하는지 여부를 판단한다.
본 논문에서는 이러한 필요성을 인식하고 e-navigation 선상 시스템을 위한 기술적 아키텍처를 개발하기위해 IMO 논의를 통해 결정된 사용자 요구사항으로부터 기술트리를 도출하고 기술트리의 각 기능을 격차분석 내용 및 솔루션 분석 결과와 문헌적으로 비교 분석하여 기술트리들을 통합하는 방식으로 아키텍처 구성요소 모듈을 도출하였다. 비교 분석의 방법으로 DoDAF의 세 가지 뷰(운영, 시스템, 기술표준)의 특징을 고려하여 격차분석 결과 및 솔루션 도출 결과에의 만족여부를 기능트리의 각 기능에 대해 판단하였다.
사용자 요구사항의 중요 사항 중 하나로 도출된 정보 및 데이터의 신뢰성 검증과 관련정보 제공을 위한 모듈로 앞선 모듈들의 데이터를 지속적으로 검증하고 신뢰도를 체크한다. 이에 더하여 사용자의 신뢰성 확보를 위한 H/W, S/W의 버전 관리 등의 추가 기능을 담당한다.
Table 1의 사용자 요구사항은 구현을 위한 기술적 수준과 아키텍처 구성 요소 측면에서 그 수준이 균형적이지 않음을 알 수 있다. 아키텍처 구성 요소의 균형적 수준을 위해서는 요구사항의 균형적 재정리가 필요하며 이를 위해 IMO(2011)와 IMO(2012a)의 요구사항 관련 문서 및 통신작업반 회람 문서들을 문헌적으로 조사 분석하여 목적기능, 기본기능, 2차 기능순서로 Fig. 3과 같은 형태의 기술 트리를 작성하였다.
아키텍처 구성요소 도출을 위해 사용자 요구사항으로부터 도출한 기술트리의 각 기능에 대해 연관된 사용자 요구사항 식별자를 이용하여 해당 격차를 찾고 그 격차를 위한 네 가지 측면의 솔루션과 Fig. 5의 잠정 솔루션을 기술트리의 기능이 완전히, 또는 부분적으로 구현할 수 있는지 비교 분석하였다. 즉, 기술트리 기능 각각에 대해 운영적 솔루션과 기술적 솔루션의 만족 여부는 DoDAF의 운영 뷰와 시스템 뷰를 충족하는가의 관점에서 검토하고 규정적 솔루션의 만족 여부는 DoDAF의 기술표준 뷰를 충족하는지 검토하였다.
즉, 기술트리 기능 각각에 대해 운영적 솔루션과 기술적 솔루션의 만족 여부는 DoDAF의 운영 뷰와 시스템 뷰를 충족하는가의 관점에서 검토하고 규정적 솔루션의 만족 여부는 DoDAF의 기술표준 뷰를 충족하는지 검토하였다. 이러한 단계별 비교 검토에 따라 기술트리의 기능들이 아키텍처 구성요소로 적절한 것인가를 판단하고 유사한 것을 통합하며 다시 선행 단계를 반복하여 표 2와 같은 아키텍처 구성 모듈을 제안하였다.
5의 잠정 솔루션을 기술트리의 기능이 완전히, 또는 부분적으로 구현할 수 있는지 비교 분석하였다. 즉, 기술트리 기능 각각에 대해 운영적 솔루션과 기술적 솔루션의 만족 여부는 DoDAF의 운영 뷰와 시스템 뷰를 충족하는가의 관점에서 검토하고 규정적 솔루션의 만족 여부는 DoDAF의 기술표준 뷰를 충족하는지 검토하였다. 이러한 단계별 비교 검토에 따라 기술트리의 기능들이 아키텍처 구성요소로 적절한 것인가를 판단하고 유사한 것을 통합하며 다시 선행 단계를 반복하여 표 2와 같은 아키텍처 구성 모듈을 제안하였다.
그리고 이에 포함된 목적기능 및 하위 기능들을 미국 국방부의 DoDAF (Architecture Framework) 방법론에 포함된 세 가지 관점에서 분석하여 제시된 격차와 솔루션을 만족하는지 여부를 판단한다. 최종적으로 정보를 갖고 독립적 기능을 갖는 단위에 맞춰 기능들을 통합하는 방식으로 아키텍처 구성요소를 도출하였다.

대상 데이터

그러므로 본 논문에서 제시하는 선상시스템 기술적 아키텍처는 Fig. 1의 선박 측 데이터 도메인 내에 있는 ‘shipboard technical equipment supportinge-navigation’ 블록만을 대상으로 하지 않고 ‘shipboard environment’를 대상 범위로 한다.

이론/모형

본 논문에서는 선상시스템을 위한 기술적 아키텍처 개발이 목표이므로 먼저 운영 뷰를 고려한 기술트리의 기능들을 아키텍처 구성요소로 정의하고 이 정의가 시스템 뷰와 기술표준 뷰 관점에서 e-navigation 핵심 요소를 만족하며 연계되는지를 검증하는 방식으로 DoDAF 방법론을 적용하였다.

성능/효과

개발한 아키텍처는 기존 IMO 논의 경과에 제시된 기술적 아키텍처(IMO, 2011)에 비해 개념적 수준을 확장하고 보다 광범위한 기술적 적용 가능성을 높인 것에 그 의의가 있다.
기술트리 중, 주로 ‘Analysis’와 ‘Common Maritime Information Data Structure’ 기능의 하위 기능들이 통합되었고 ‘Alarm Harmonization’과 ‘Traffic Management’의 일부 기능들이 함께 통합되었다.
이렇게 나눠진 각 영역에 해당하는 아키텍처 구성요소 모듈을 배치하고 각 모듈 간 정보 흐름 관계를 나타내었다. 또한 각 구성요소와 연계된 사용자 요구사항 및 솔루션 번호를 병기하여 모든 솔루션이 아키텍처 구성요소와 연계됨을 확인하였다. 이러한 연계를 통해 e-navigation 핵심전략 요소와 아키텍처 모듈 간 연계성 확보 및 추적성을 확보할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	DoDAF는 무엇으로 구성되는가?	아키텍처 개발에 활용한 DoDAF는 EA를 구축하기 위해 요구되는 객체간 기능적 통합 아키텍처를 구축하도록 제시된 프레임워크이다. DoDAF는 운영 뷰(view), 시스템 뷰, 기술표준 뷰와 이를 총괄하는 총괄 뷰로 구성된다.
	아키텍처 개발에 활용한 DoDAF는 무엇인가?	아키텍처 개발에 활용한 DoDAF는 EA를 구축하기 위해 요구되는 객체간 기능적 통합 아키텍처를 구축하도록 제시된 프레임워크이다. DoDAF는 운영 뷰(view), 시스템 뷰, 기술표준 뷰와 이를 총괄하는 총괄 뷰로 구성된다.
	DoDAF를 구성하는 운영 뷰(view), 시스템 뷰, 기술표준 뷰는 무엇을 나타내는가?	운영 뷰는 시스템의 특정 업무 수행에 필요한 기능, 운영요소, 정보 흐름 등을 나타낸다. 시스템 뷰는 업무 간 상호 연결성을 나타내며 기술표준 뷰는 업무 간 상호 작용이나 의존성을 관리하는 최소한의 규정이나 규약, 규칙 등을 포함한다.

참고문헌 (8)

Department of Defence, US.(2004), DoD Architecture Framework version 1.0, Deskbook, pp. 2-5.
International Maritime Organization(2006), Development of an E-Navigation strategy, MSC/81/23/10.
International Maritime Organization(2008), Strategy for the development and implementation of e-navigation, MSC 85/26/Add.1 Annex 20.
International Maritime Organization(2009), A coordinated approach to the implementation of the e-navigation strategy, MSC/86/23/4.
International Maritime Organization(2011), Report from the correspondence Group on e-navigation to NAV 57, NAV 57/6, p. 4.
International Maritime Organization(2012a), Report from the correspondence Group on e-navigation to NAV 58, NAV 58/6, Annex 1 & 2.
International Maritime Organization(2012b), Report of the Working Group, NAV 56/WP.6/Rev.1, Annex 2.
Noris, A(2011), E-Navigation - a vision and its practical implementation, IALA e-NAV10/INF.1.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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