최근 냉동컨테이너를 이용한 물동량이 계속적으로 증가하고 있는 추세에서 운송 중 냉동컨테이너의 지속적인 관리가 요구되고 있다. 하지만 현재 냉동컨테이너 모니터링은 물류 전 구간이 아닌 터미널 및 해상 운송 중 선박 내에서만 가능하며, 트럭 또는 기차를 이용하는 육상운송 구간에서는 냉동컨테이너의 모니터링이 이루어지지 않고 있다. 이는 국제해사 기구에서 권고하고 있는 PCT를 이용한 냉동컨테이너 모니터링 방법 또는 TCP/IP, RFID 통신 등을 이용한 기존 냉동컨테이너 모니터링 방법들이 별도의 통신인프라 구축이 필요하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하고 육상운송 구간에서 냉동컨테이너의 모니터링뿐만 아니라 제어까지 가능한 새로운 냉동컨테이너 제어 장비를 제안하고자 한다. 제안된 장비는 모든 냉동컨테이너에 부착되어 있는 데이터 포트를 이용하여 냉동컨테이너의 정보를 수집 후 M2M 통신 기술을 이용하여 별도 통신 인프라 구축 없이 서버로 정보를 전송한다. 또한 서버에서 설정한 냉동컨테이너의 온도 설정 등 제어 정보를 수신하여 냉동컨테이너의 동작 상태를 제어 할 수 있다.
최근 냉동컨테이너를 이용한 물동량이 계속적으로 증가하고 있는 추세에서 운송 중 냉동컨테이너의 지속적인 관리가 요구되고 있다. 하지만 현재 냉동컨테이너 모니터링은 물류 전 구간이 아닌 터미널 및 해상 운송 중 선박 내에서만 가능하며, 트럭 또는 기차를 이용하는 육상운송 구간에서는 냉동컨테이너의 모니터링이 이루어지지 않고 있다. 이는 국제해사 기구에서 권고하고 있는 PCT를 이용한 냉동컨테이너 모니터링 방법 또는 TCP/IP, RFID 통신 등을 이용한 기존 냉동컨테이너 모니터링 방법들이 별도의 통신인프라 구축이 필요하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하고 육상운송 구간에서 냉동컨테이너의 모니터링뿐만 아니라 제어까지 가능한 새로운 냉동컨테이너 제어 장비를 제안하고자 한다. 제안된 장비는 모든 냉동컨테이너에 부착되어 있는 데이터 포트를 이용하여 냉동컨테이너의 정보를 수집 후 M2M 통신 기술을 이용하여 별도 통신 인프라 구축 없이 서버로 정보를 전송한다. 또한 서버에서 설정한 냉동컨테이너의 온도 설정 등 제어 정보를 수신하여 냉동컨테이너의 동작 상태를 제어 할 수 있다.
A recent trend of increasing container traffic volume using reefer container demands continuous management of reefer container in transit. However, reefer containers can only be monitored at terminal or in ship during marine transportation instead of throughout entire section. In the case of inland ...
A recent trend of increasing container traffic volume using reefer container demands continuous management of reefer container in transit. However, reefer containers can only be monitored at terminal or in ship during marine transportation instead of throughout entire section. In the case of inland transportation section using truck or train, monitoring is not possible currently. The reason is because the reefer container monitoring method using PCT recommended by IMO and conventional monitoring methods using TCP/IP, RFID communication require establishing additional communication infrastructure. This paper will propose a new reefer container control device that not only solves these problems and monitors during inland transportation section but also controls reefer container. Using data port attached to every reefer container, the proposed device collects the information of reefer container and using M2M communication technology, it transmits information to server without the need to establish additional communication infrastructure. In addition, it can control the operational status of reefer container upon receiving control information set in server such as temperature of reefer container.
A recent trend of increasing container traffic volume using reefer container demands continuous management of reefer container in transit. However, reefer containers can only be monitored at terminal or in ship during marine transportation instead of throughout entire section. In the case of inland transportation section using truck or train, monitoring is not possible currently. The reason is because the reefer container monitoring method using PCT recommended by IMO and conventional monitoring methods using TCP/IP, RFID communication require establishing additional communication infrastructure. This paper will propose a new reefer container control device that not only solves these problems and monitors during inland transportation section but also controls reefer container. Using data port attached to every reefer container, the proposed device collects the information of reefer container and using M2M communication technology, it transmits information to server without the need to establish additional communication infrastructure. In addition, it can control the operational status of reefer container upon receiving control information set in server such as temperature of reefer container.
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문제 정의
본 논문에서는 기존 냉동컨테이너 모니터링 시스템 들에 대해서 살펴 본 후 기존 냉동컨테이너 모니터링 시스템의 한계인 트럭 및 기차를 통해 이루어지는 육상 운송 중 냉동컨테이너의 모니터링 및 제어가 가능한 냉동컨테이너 제어 장비를 제안하였다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서 본 논문에서는 모든 냉동컨테이너가 가지고 있는 데이터 포트를 이용하여 냉동컨테이너의 상태 정보를 수집하고 M2M 통신 기술을 이용하여 별도의 통신 인프라 구축 없이 서버로 냉동컨테이너의 정보를 전송하는 새로운 냉동컨테이너 제어 장비를 제안한다. 제안한 냉동컨테이너 제어 장비는 냉동컨테이너의 단순 모니터링뿐만 아니라 Carrier 사, Daikin사 등 일부 제조사에서 제작한 냉동컨테이너의 설정온도(Set point) 등을 원격 설정이 가능하다.
기존 냉동컨테이너 모니터링 방법의 공통적인 한계를 정리하면 그림 1과 같이 육상운송 중 냉동컨테이너의 모니터링이 불가능 하다는 것을 알 수 있다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서 M2M통신 기술인 WCDMA /GSM 통신을 이용하여 육상운송 중에도 모니터링이 가능한 냉동컨테이너 제어 장비를 제안한다. 제안하는 냉동컨테이너 제어 장비는 온/습도, 충격 감지 센서 및 GPS 기능을 장착하여 냉동컨테이너 동작 상태뿐만 아니라 냉동컨테이너가 운송되는 환경 정보 및 정확한 실 시간 위치정보를 확인 할 수 있다.
제안 방법
그 후 냉동컨테이너 제어 장비와 냉동컨테이너 컨트롤 유닛을 자체 제작한 3pin 시리얼 케이블을 이용하여 연결 후 냉동컨테이너 제어 장비의 기능 테스트를 진행하였다.
냉동컨테이너 제어 장비는 냉동컨테이너 컨트롤 유닛이 설치되는 냉동컨테이너 후면 냉동컨테이너 컨트롤 유닛 함체 내부에 설치되며, 냉동컨테이너 제어 장비를 설치하기 위하여 별도의 브라켓을 제작하였다.
냉동컨테이너 제어 장비의 전원은 각 냉동컨테이너 제조사의 컨트롤 유닛 함체 내에서 확보할 수 있는 18~ 23V 직류 전원을 사용할 수 있도록 하며, 장비 내부 배터리를 사용하여 냉동컨테이너에서 전원이 공급되지 않더라도 일정기간 장비가 동작할 수 있도록 하였다.
다음으로 데이터수집M/W에서 냉동컨테이너의 설정온도를 19.50℃로 변경하도록 설정한 실제로 냉동컨 테이너의 동작 온도가 변경되었는지 확인 하였다.
그림 5는 제안한 M2M통신을 이용한 냉동컨테이너 제어 장비를 이용한 냉동컨테이너 시스템 구성도이다. 모니터링이 필요한 냉동컨테이너의 데이터 포트를 통해 냉동컨테이너의 동작 상태 정보를 수집하고, 냉동컨테이너 제어 장비 자체에 내장되어 있는 상태정보 수집 센서를 이용하여 위치정보 및 온/습도, 충격 정보를 취합하여 데이터 수집M/W로 전송하게 된다.
다이어그램에서 보이는 바와 같이 제어 장비는 냉동컨테이너의 데이터 포트와 RS-232 통신을 수행하면서 냉동컨테이너의 동작 상태 정보를 수집한다. 수집한 냉동컨테이너의 정보와 제어 장비의 센서 및 GPS를 이용해서 수집한 온/습도 충격, 위치정보를 종합하여 이를 WCDMA/GSM 통신을 이용하여 데이터수집 M/W로 전송한다. 이때, 데이터수집 M/W로 정보를 전송한 후 전송한 정보를 장비 내부 EEPROM에 저장하여 통신망 내에서 있을 수 있는 정보 손실에 대비하고 장비 자체의 동작 로그를 확보 한다.
수집한 냉동컨테이너의 정보와 제어 장비의 센서 및 GPS를 이용해서 수집한 온/습도 충격, 위치정보를 종합하여 이를 WCDMA/GSM 통신을 이용하여 데이터수집 M/W로 전송한다. 이때, 데이터수집 M/W로 정보를 전송한 후 전송한 정보를 장비 내부 EEPROM에 저장하여 통신망 내에서 있을 수 있는 정보 손실에 대비하고 장비 자체의 동작 로그를 확보 한다.
장착 테스트를 위해 냉동컨테이너 제어 장비 기구를 제작하여 그림 6에서 보는 바와 같이 실제 냉동컨테이너의 컨트롤 유닛 함체 내부 바닥에 고정 시켰다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서 본 논문에서는 모든 냉동컨테이너가 가지고 있는 데이터 포트를 이용하여 냉동컨테이너의 상태 정보를 수집하고 M2M 통신 기술을 이용하여 별도의 통신 인프라 구축 없이 서버로 냉동컨테이너의 정보를 전송하는 새로운 냉동컨테이너 제어 장비를 제안한다. 제안한 냉동컨테이너 제어 장비는 냉동컨테이너의 단순 모니터링뿐만 아니라 Carrier 사, Daikin사 등 일부 제조사에서 제작한 냉동컨테이너의 설정온도(Set point) 등을 원격 설정이 가능하다.
제안한 냉동컨테이너 제어 장비는 육상운송 중에도 냉동컨테이너의 상태를 모니터링 하기 위하여 냉동컨테이너의 컨트롤 유닛 함체 내부에 장착되도록 구현되었다. 이는 냉동컨테이너의 운송 중 가해지는 진동 및 충격 등을 방지하기 위함이다.
제안한 냉동컨테이너 제어 장비는 제어가 필요한 냉동컨테이너의 냉동컨테이너 컨트롤 유닛 함체 내 부에 부착되어 냉동컨테이너의 정보를 냉동컨테이너 컨트롤 유닛으로부터 데이터 통신을 이용해 수집하고, 제어 장비에 내장된 온/습도, 충격, GPS 수신기능을 이용하여 냉동컨테이너의 운송환경 및 위치정보를 수집할 수 있다. 수집한 냉동컨테이너 운송 정보는 WCDMA/GSM 통신을 이용하여 데이터수집M/W로 전송된다.
제안한 냉동컨테이너 제어 장비를 활용한 시스템은 냉동컨테이너에 부착되어 냉동컨테이너의 정보를 수집하고 냉동컨테이너의 위치정보 및 운송 상태 정보를 M2M 통신 기술을 이용하여 전송하는 냉동컨테이너 제어 장비, 여러 개의 냉동컨테이너 모니터링 장비에서 보내오는 데이터를 수집, 저장하는 데이터 수집M/W, 수집한 냉동컨테이너 정보를 표시하고 사용자의 제어 명령을 설정하는 모니터링 프로그램으로 구성된다.
제안한 냉동컨테이너 제어 장비를 테스트하기 위하여 Carrier사와 Daikin사의 냉동컨테이너를 대상으로 테스트를 진행하였다. 테스트 항목 및 결과를 요약하면, 표 1에서와 같이 냉동컨테이너 정보 수집, 냉동컨테이너의 설정온도(Set Point) 원격 설정 등으로 나누어 진행되었다.
대상 데이터
제안한 냉동컨테이너 제어 장비를 테스트하기 위하여 Carrier사와 Daikin사의 냉동컨테이너를 대상으로 테스트를 진행하였다. 테스트 항목 및 결과를 요약하면, 표 1에서와 같이 냉동컨테이너 정보 수집, 냉동컨테이너의 설정온도(Set Point) 원격 설정 등으로 나누어 진행되었다.
성능/효과
그 결과 냉동컨테이너 제어 모듈이 HJCU6106857번 냉동컨테이너에 부착되어 2014년 6월 23일 16:44분경 냉동컨테이너가 Power Shutdown된 상태에서 테스트가 시작되었다는 것을 알 수 있다.
그 결과 냉동컨테이너의 정보 수집 및 냉동컨테이너의 설정 온도 변경 등 모든 항목에서 냉동컨테이너 제어 장비가 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다.
본 논문에서 제안한 냉동컨테이너 제어 장비를 한진해운 부산신항 터미널에 위치한 냉동컨테이너에 직접 장착하여 기능을 확인한 결과 정상적으로 냉동컨테이너의 동작 상태 및 위치를 확인할 수 있었다.
이를 해결하기 위하여 본 논문에서 M2M통신 기술인 WCDMA /GSM 통신을 이용하여 육상운송 중에도 모니터링이 가능한 냉동컨테이너 제어 장비를 제안한다. 제안하는 냉동컨테이너 제어 장비는 온/습도, 충격 감지 센서 및 GPS 기능을 장착하여 냉동컨테이너 동작 상태뿐만 아니라 냉동컨테이너가 운송되는 환경 정보 및 정확한 실 시간 위치정보를 확인 할 수 있다. 또한 기존 모니터링 방법에서 한 단계 더 나가 냉동컨테이너 시장점유율 1, 2위 제조사인 Carrier사와 Daikin사 냉동컨테이너의 설정온도(Set Point)를 원격제어 할 수 있다는 특징을 가진다.
확인 결과 냉동컨테이너에 부착된 냉동컨테이너 제어 장비가 냉동컨테이너의 정보를 데이터수집M/W로 전달 후 ACK를 통해 데이터수집M/W에 설정된 변경된 설정온도 19.50℃를 받아가 냉동컨테이너의 설정온도 를 19.50℃로 정상적으로 설정한 것을 알 수 있었다. 설정온도가 변경됨에 따라 냉동컨테이너의 동작 상태도 “Cool Max → Heat Max”로 변경되고 Supply Temp.
후속연구
제안한 냉동컨테이너 제어 장비를 이용할 경우 현재 이루어지지 않고 있는 글로벌 육상운송 중 냉동컨테이너의 실시간 관리가 가능할 것으로 예상된다.
향후 연구과제로는 현재 Carrier사 및 Daikin사를 대상으로 원격 설정온도 제어가 가능한 것을 Star Cool사, Thermo King사 등으로 확대하여 모든 냉동컨테이너 제조사들의 냉동컨테이너를 대상으로 원격 제어가 가능하도록 시스템을 확대 하는 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재 사용가능한 냉동컨테이너 모니터링 방법은?
현재 사용가능한 냉동컨테이너 모니터링 방법은 4-pole, PCT, “interrogator Port + RFID”, “Interrogator Port + TCP/IP”를 이용한 방법 및 순회점검 등이 있다.
기존 냉동컨테이너 모니터링 방법의 한계를 극복하기 위해 본 논문에서 제안하는 방법은 무엇인가?
기존 냉동컨테이너 모니터링 방법의 공통적인 한계를 정리하면 그림 1과 같이 육상운송 중 냉동컨테이너의 모니터링이 불가능 하다는 것을 알 수 있다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서 M2M통신 기술인 WCDMA /GSM 통신을 이용하여 육상운송 중에도 모니터링이 가능한 냉동컨테이너 제어 장비를 제안한다. 제안하는 냉동컨테이너 제어 장비는 온/습도, 충격 감지 센서 및 GPS 기능을 장착하여 냉동컨테이너 동작 상태뿐만 아니라 냉동컨테이너가 운송되는 환경 정보 및 정확한 실 시간 위치정보를 확인 할 수 있다.
기존의 냉동컨테이너 모니터링이 트럭 또는 기차를 이용하는 육상운송 구간에서는 모니터링이 이루어지지 않는 이유는?
하지만 현재 냉동컨테이너 모니터링은 물류 전 구간이 아닌 터미널 및 해상 운송 중 선박 내에서만 가능하며, 트럭 또는 기차를 이용하는 육상운송 구간에서는 냉동컨테이너의 모니터링이 이루어지지 않고 있다. 이는 국제해사 기구에서 권고하고 있는 PCT를 이용한 냉동컨테이너 모니터링 방법 또는 TCP/IP, RFID 통신 등을 이용한 기존 냉동컨테이너 모니터링 방법들이 별도의 통신인프라 구축이 필요하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하고 육상운송 구간에서 냉동컨테이너의 모니터링뿐만 아니라 제어까지 가능한 새로운 냉동컨테이너 제어 장비를 제안하고자 한다.
참고문헌 (6)
ISO 10368:2006, [Online] Available : http://www.iso.org/iso/home/store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber36595
Johnson Controls, "RefLine Operators Maunal", Technical Report, 2008.
Sam Electronics GmbH, "RMS2200 Reefer Monitoring System", Technical Report, 2007.
Byeong-Choon Bae"Study on improving method of reefer container monitoring system at a container terminal", M.S dissertation, The Graduate School of Dong-A University, School of Port Logistics System, Dec. 2003.
Hyun-Suk Yang, Hyun-Jung Lim, Kun-Woo Kim, eong-Gwal Kwon, Dong-Mook Kim, Sung-Geun Lee, "Development of Refer-container Remote Monitoring System for Ship using RF Module", Journal of Korean Society of Marine Engineering, May. 2007, pp.425-432 (8pages).
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