[논문]실시간 냉동컨테이너 관리 시스템 개발

최성필; 정준우; 문영식; 김태훈; 이병하; 김재중; 최형림; 이은규

doi:10.6109/jkiice.2015.19.12.2917

실시간 냉동컨테이너 관리 시스템 개발
Development of Reefer Container Real-time Management System 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.19 no.12, 2015년, pp.2917 - 2923

최성필 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 정준우 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 문영식 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 김태훈 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 이병하 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 김재중 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 최형림 (Intelligent Container R&D Center, Dong-A University) , 이은규 (Swinnus Co., Ltd.)

초록
AI-Helper

컨테이너선의 대형화에도 불구하고 냉동컨테이너의 관리는 대부분 인력에 의존하고 있다. 악천후 및 야간의 경우 냉동컨테이너에 대한 정확한 모니터링이 이루어지지 않으며, 작업을 하더라도 사고 발생 확률이 높은 것이 사실이다. 이러한 위험을 줄이기 위해 국제해사기구에서 전력선모뎀(PLC Modem)을 이용한 시스템을 권장하고 있으나 대부분의 선박에서 해당 시스템을 사용하지 못하고 있다. 이로 인해 화주 및 기타 화물과 관계된 모든 주체들이 해상운송 과정에서의 정보 파악이 되지 않아 운송 중인 화물에 대한 신뢰성이 저하되고 있다. 이러한 비효율적인 업무를 해결하고 동시에 전 세계로 널리 활용되고 있는 모든 냉동컨테이너의 효율적 관리를 위한 본 논문에서는 IoT기반 실시간 냉동컨테이너 제어 및 모니터링 시스템을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In spite of a recent trend of container ships becoming larger in size, the current circumstance is that managing reefer containers marine transportation is being mostly dependent upon manpower. Particularly, in the case of bad weather or nighttime, reefer containers are not being monitored due to lack of safety device. For the purpose of reducing such risk, IMO is recommending a system using PLC but the system is not being used. In addition, they are still relying on manpower for control and reliability of freight in transit is decreasing due to lack of information during marine transportation for every subject related to freight as well as shipper. Accordingly, the purpose of this paper is to propose a real-time reefer container management system to effectively control all reefer containers widely being used across the world.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서, 이러한 비효율적인 업무를 해결하는 동시에 전 세계로 널리 활용되고 있는 모든 냉동컨테이너의 효율적 관리를 위한 IoT기반 실시간 냉동컨테이너 제어 및 모니터링 시스템을 제시하고자 한다.

제안 방법

실시간 모니터링 시스템에 포함된 미들웨어는 Windows OS에서 동작하는 .Net Framework기반으로 개발하였으며, 다수의 냉동컨테이너 정보수집 유닛에서 보내오는 정보를 수신하고 이를 파싱하는 데이터 처리부와 이들 데이터 처리부에서 파싱된 정보를 DB에 저장하고 타 시스템에서 활용가능 하도록 하는 데이터 저장부가 있으며, 냉동컨테이너의 상태 제어 및 냉동컨테이너 정보수집 유닛의 설정 변경을 담당하는 명령처리부로 구성된다.
냉동컨테이너 정보수집 유닛에서 수집된 정보를 사용자가 실시간으로 확인할 수 있도록 모니터링 애플리케이션을 구현하였다.
한진해운 부산신항 컨테이너터미널에 위치한 Carrier사 냉동컨테이너에 소개한 냉동컨테이너 정보수집 유닛을 부착하고 동아대학교 ICC에 위치한 미들웨어서 냉동컨테이너 정보를 수집하였다. 또한 원격으로 냉동컨테이너의 제어가 제대로 이뤄지는지를 확인하는 테스트를 진행하였다. 이때 이동통신은 Vodafone 유심을 사용하였으며, 국내에서는 KT 망으로 자동로밍을 통해 정보를 실시간으로 전송하였다.
모니터링 애플리케이션은 그림 6과 같이 크게 ① 미들웨어 및 DB연결, ② 냉동컨테이너 원격제어, ③ 냉동 컨테이너 정보확인 ④ 실시간 냉동컨테이너 위치 및 상태 확인이 가능한 상용맵으로 구성하여 구현하였다.
냉동컨테이너 정보수집 유닛이 습득한 각 냉동컨테이너의 정보는 IoT 기반 기술을 활용하여 원격지로 정보를 전달하고, 수집된 정보는 관제센터 혹은 화주에게 직접 모니터링 정보를 제공한다. 본 시스템은 크게 냉동컨테이너 정보 수집을 위한 프로토콜 분석 기술, 냉동컨테이너의 실시간 위치 추적 기술, IoT 기술을 활용한 실시간 정보 전송 기술 등으로 구성되며, 해당 기술들을 활용하여 최종사용자가 냉동 컨테이너의 현재 상태를 확인할 수 있는 모니터링 및 관제 시스템으로 구성된다.
이를 극복하기 위해서 본 논문에서 소개한 냉동컨테이너 실시간 제어 시스템은 데이터 획득의 번거로운 문제가 발생하는 4-pole방식의 문제점과 100%모니터링 불가, 신호잡음 발생 등의 문제가 발생하는 PCT 방식의 문제점, 그리고 기존 RFID 기반 냉동컨테이너 모니터링 시스템의 문제점을 해결하였으며, 원격지에서 냉동 컨테이너의 제어가 가능하도록 하였다.
냉동컨테이너 정보수집 유닛에서 데이터를 보내오면 ClientMgt의 client 인스턴스가 생성되어 데이터 송수신을 진행하고, 파싱된 데이터는 insertDB 메소드를 통해 DB Table에 저장된다. 장비로 ACK Packet을 보내면 해당 인스턴스에 대한 모든 자원을 해제하고 메모리에서 사라지게 되도록 구현하였다.

대상 데이터

실시간 냉동컨테이너 관리 시스템은 냉동컨테이너의 물류구간 운송 시 모든 냉동컨테이너의 상태를 원격지에서 모니터링하고 제어할 수 있는 시스템이다. 냉동 컨테이너의 Control Box 내부에 냉동컨테이너 정보수집 유닛을 설치하고 이를 냉동컨테이너에 장착되어 있는 Interrogator Port 또는 PCT Port에 연결하여 냉동컨테이너 정보를 수집한다. 냉동컨테이너 정보수집 유닛이 습득한 각 냉동컨테이너의 정보는 IoT 기반 기술을 활용하여 원격지로 정보를 전달하고, 수집된 정보는 관제센터 혹은 화주에게 직접 모니터링 정보를 제공한다.
앞 장에서 소개한 시스템의 기능 검증을 위해 그림 7와 같이 테스트 시스템을 구성하여 테스트를 진행하였다. 한진해운 부산신항 컨테이너터미널에 위치한 Carrier사 냉동컨테이너에 소개한 냉동컨테이너 정보수집 유닛을 부착하고 동아대학교 ICC에 위치한 미들웨어서 냉동컨테이너 정보를 수집하였다. 또한 원격으로 냉동컨테이너의 제어가 제대로 이뤄지는지를 확인하는 테스트를 진행하였다.

성능/효과

이를 극복하기 위해서 본 논문에서 소개한 냉동컨테이너 실시간 제어 시스템은 데이터 획득의 번거로운 문제가 발생하는 4-pole방식의 문제점과 100%모니터링 불가, 신호잡음 발생 등의 문제가 발생하는 PCT 방식의 문제점, 그리고 기존 RFID 기반 냉동컨테이너 모니터링 시스템의 문제점을 해결하였으며, 원격지에서 냉동 컨테이너의 제어가 가능하도록 하였다. 구현한 시스템을 실제 냉동컨테이너에 적용하여 8가지 냉동컨테이너 상태 모니터링 및 2가지 냉동컨테이너 모니터링 장치 제어 및 냉동컨테이너의 설정온도(SetPoint) 변경 기능이 정상적으로 동작하는 것을 검증하였다.
본 논문에서 소개한 냉동컨테이너 관리시스템이 정상적으로 동작하는지는 원격지에 위치한 냉동컨테이너의 정보의 정상적 수집 여부와 원격지에서 장비설정을 변경할 수 있는지 여부를 확인하는 테스트로 진행되었으며, 그 결과는 표 2.와 같이 모든 기능이 정상적으로 수행하는 것을 확인하였다.

후속연구

향후 연구에서는 개발된 시스템의 현업 적용을 통한 시스템 성능 안정화 연구가 진행되어야 할 것이며, 이를 위한 현업 관계자의 여러 의견을 취합하여 시스템 기능 개선 또한 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	냉동컨테이너의 수집된 정보를 사용자가 실시간으로 확인할 수 있는 모니터링 애플리케이션은 어떻게 구성되는가?	모니터링 애플리케이션은 그림 6과 같이 크게 ① 미들웨어 및 DB연결, ② 냉동컨테이너 원격제어, ③ 냉동 컨테이너 정보확인 ④ 실시간 냉동컨테이너 위치 및 상태 확인이 가능한 상용맵으로 구성하여 구현하였다.
	본 논문에서 IoT기반 실시간 냉동컨테이너 제어 및 모니터링 시스템을 제시하는 이유는 기존의 어떤 문제점 때문인가?	이러한 위험을 줄이기 위해 국제해사기구에서 전력선모뎀(PLC Modem)을 이용한 시스템을 권장하고 있으나 대부분의 선박에서 해당 시스템을 사용하지 못하고 있다. 이로 인해 화주 및 기타 화물과 관계된 모든 주체들이 해상운송 과정에서의 정보 파악이 되지 않아 운송 중인 화물에 대한 신뢰성이 저하되고 있다. 이러한 비효율적인 업무를 해결하고 동시에 전 세계로 널리 활용되고 있는 모든 냉동컨테이너의 효율적 관리를 위한 본 논문에서는 IoT기반 실시간 냉동컨테이너 제어 및 모니터링 시스템을 제시하고자 한다.
	실시간 냉동컨테이너 관리 시스템이란?	실시간 냉동컨테이너 관리 시스템은 냉동컨테이너의 물류구간 운송 시 모든 냉동컨테이너의 상태를 원격지에서 모니터링하고 제어할 수 있는 시스템이다. 냉동 컨테이너의 Control Box 내부에 냉동컨테이너 정보수집 유닛을 설치하고 이를 냉동컨테이너에 장착되어 있 는 Interrogator Port 또는 PCT Port에 연결하여 냉동컨테이너 정보를 수집한다.

참고문헌 (10)

Won-Chang Lee, Seong-Jun Lee, "Real Time Reefer Container Monitoring System Using Interrogation Ports", JKIIT, Jan. 2012, pp.13-19(7pages).
Seong-Jun Lee, Won-Chang Lee, "Mobile Service for Reefer Container Monitoring System", JKIIT, 10(7), Jul. 2012, pp.125-131(7pages).
Ki-Wook Lee, Jung-Yee Kim, "Design of Reefer Container Monitoring System based on Wireless Sensor Network", JKSCI 12(5), Nov. 2007, pp. 321-326(6pages).
Seong-Jun Lee, Jun-Teck Kang, Won-Chang Lee, "Reefer Container Monitoring System using TCP/IP", Institute of Control, Robotics and Systems, ICROS 2011, pp.494-496.
GMengineering website, http://www.gmeng.com
Pentatech Co., Ltd. website, http://www.pentatech.co.kr
Gi-Yong Choi, Kyong-Hoo Kang, "REEFER CONTAINER MONITORING APPARATUS FOR USING MIBILECOMMUNICATION APPLIANCE AND METHOD THEREOF", korea patent, 10-0639609.
Daeyang Electronic Co., Ltd. web site, http://www.daeyang.co.kr
Johnson Control website, http://www.johnsoncontrols.com
Samil electronics website, http://www.sam-electronics.com

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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