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내수면 선박의 안전운항을 위한 스마트폰기반 어플리케이션 개발
Development of Smart Phone Application for the Safe Operation of Inland Vessels 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.16 no.4, 2016년, pp.442 - 454  

조병완 (한양대학교 건설환경공학과) ,  이윤성 (한양대학교 건설환경공학과) ,  김도근 (한양대학교 건설환경공학과) ,  김정훈 (한양대학교 건설환경공학과) ,  김길용 ((주)지엠티)

초록
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최근 주 5일제 근무로 인한 여가시간 증가와 국민 소득수준의 향상으로 내수면에서의 레저 활동 및 관광인구가 증가함에 따라 내수면을 운항하는 선박과 레저장비는 지속적으로 증가할 전망이다. 이로 인해 내수면에서의 선박사고와 인명 사고 발생 가능성도 크게 높아지고 있다. 내수면에서 발생하는 선박의 안전사고를 미연에 방지하기 위해서는 선박의 항해정보와 위험상황 경고 및 긴급구조 지원시스템이 요구된다. 본 논문에서는 내수면에서 운항하는 선박 및 승객의 안전 확보를 위하여 현재 보급률이 우수한 스마트폰 기반의 운행도우미 어플리케이션을 개발하였다. 운행도우미 어플리케이션은 화면상에 내수면 전자해도와 자선 정보를 표시하고, 선박 사고 시 관제센터 및 주변 선박과 긴급구조 메시지를 송수신할 수 있는 기능을 지원한다. 이러한 운행도우미 어플리케이션을 구현하기 위해서는 내수면 전자해도의 구축이 필수적이다. 따라서 선박통행량과 거주인구가 가장 많은 한강(영등포, 광진구)일대를 대상으로 멀티빔 수심측량을 통해 수치지형도를 작성하고, 이를 기반으로 전자해도를 제작하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, due to the increment of national income and the living standard of citizens, the leasure business has been dramatically expanded. Among the business, inland water activities such as cruise tour or water taxi have drawn attention from the people. As more people come for a new pleasure, the ...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 내수면 선박의 안전운항과 사고 발생 시 승객의 안전 확보를 위해 스마트폰 기반 운행도우미 어플리케이션을 개발하였다. 본 논문에서 개발한 운행도우미 어플리케이션은 내수면 및 인근 해안에서 사용가능하며, 항해사 및 선박의 승객들도 손쉽게 사용할 수 있도록 설계하였다.
  • 따라서 본 논문에서는 운행도우미 어플리케이션 개발을 위해 한강(영등포, 광진구)일대를 대상으로 멀티빔 수심측량을 수행하여, 측량수심데이터를 기반으로 전자해도를 제작하였다. 우선, 멀티빔 수심측량을 통해 영등포 지역 9개 도엽과 광진구 지역 10개 도엽의 수심 정보를 구축하였고, 자체보유하고 있는 안선 부근의 구조물 및 지형지물(건물, 도로, 교량, 선착장, 공원지구) 의 형태 및 명칭을 추가로 구축 하였다.
  • 해수면과 달리 내수면은 하천 바닥 공사, 인공 구조물의 설치 등으로 운항에 위험을 미치는 구역이 다수 존재하게 된다. 따라서 수심측량 후 제작되는 전자해도에는 위험지역의 표출이 필요하며, 본 논문에서는 소방방재청과 협조하여 대상구역 수난구조대 인터뷰를 통하여 위험지역을 조사하였다.
  • 본 논문에서는 국내에 유일한 전자해도인 경인 아라뱃길외에 한강(영등포 일대, 광진구 일대)지역에 대한 내수면 전자해도를 제작하고, 내수면 선박의 안전운항과 사고발생 시 긴급구조를 위해 항해사와 승객 모두가 이용할 수 있는 스마트폰 기반 운행도우미 어플리케이션을 개발하였으며, 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 기 조사된 위험 지역의 위치 및 범위, 위험정보 등을 운행도우미 어플리케이션에서 이용하기 위해서는 디지털 데이터로 변환이 필요하다. 본 논문에서는 기 조사된 위험 지역을 수치화 하여 디지털 데이터로 저장하기 위해 [표 10]과 같이 데이터 구조를 정의 하였다.
  • 국내의 내수면을 운항하는 선박은 2014년 기준1,352척(유선 1,292척, 도선 60척)으로, 한강, 충주호, 남이섬 등 휴양지가 많은 곳에 주로 분포되어 있었으며. 본 논문에서는 선박통행량과 거주인구가 가장 많은 한강(영등포, 광진구)일대를 대상으로 전자해도를 제작하였다[20]. 전자해도의 제작을 위해서는 기본적으로 수치지형도가 필요하며, 수치지형도 제작은 [표 1]과 같은 절차에 따라 수행하였다.
  • 본 연구에서는 개발된 운행도우미 어플리케이션의 성능을 검증하기 위해 내수면지도를 작성한 구역을 대상으로 현장 적용성 평가를 수행하였다.
  • 선박의 긴급구조 요청 및 위험구역 진입 경보 시스템 검증을 위해 전자해도상 주황색으로 표시된 위험구역으로 [그림 19]와 같이 진입하였다. 선박이 위험구역에 진입하였을 경우, 스마트폰 어플리케이션 상에 진입 경보 메시지가 제대로 작동하는지 확인하였다. 또한 조난 사고를 가정 하에, 어플리케이션을 이용해 [그림 20]과같이 구조 요청을 실시하였고, 이러한 현장적용 실험을 통해 성능을 검증하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전자해도표시정보시스템을 통해 무엇을 예방할 수 있는가? 전자해도표시정보시스템은 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)와 국제수로기구인 IHO(International Hydrographic Organization)에서 제정한 S-521의 규격에 맞춰 제작되며, 항해용 센서들과 연결되어 실시간으로 해도정보, 위치정보, 선박의 침로, 속력 등을 컴퓨터 스크린에 표시하는 항해 장비이다[6-9]. 이 시스템을 통해 항해자는 선박의 정확한 위치를 파악하여 최적항로를 선정하고, 좌초 및 선박충돌과 같은 대형 사고를 사전에 예방할 수 있다. 이러한 전자해도표시정보시스템에는 기본적으로 전자해도(ENC : Electronic Navigational Chart), GPS/DGPS, 레이다, 컴퍼스, 속력계로 구성된다.
전자해도표시정보시스템이란 무엇인가? 현재 세계적으로 선박의 사고를 예방하기 위한 장비로는 전자해도표시정보시스템을 주로 사용하고 있다. 전자해도표시정보시스템은 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)와 국제수로기구인 IHO(International Hydrographic Organization)에서 제정한 S-521의 규격에 맞춰 제작되며, 항해용 센서들과 연결되어 실시간으로 해도정보, 위치정보, 선박의 침로, 속력 등을 컴퓨터 스크린에 표시하는 항해 장비이다[6-9]. 이 시스템을 통해 항해자는 선박의 정확한 위치를 파악하여 최적항로를 선정하고, 좌초 및 선박충돌과 같은 대형 사고를 사전에 예방할 수 있다.
전자해도표시정보시스템은 어떠한 단점이 있는가? 현재 선박사고를 방지하기 위한 장비로는 세계적으로 전자해도표시정보시스템(ECDIS : Electronic Chart Display & Information)이 많이 사용되고 있으나, 고성능의 처리능력이 필요한 시스템 구축이 필요하며 숙련된 항해사가 아니면 사용이 어렵고, 선박의 승객들은 정보에 접근할 수 없다는 단점이 있다[3][4]. 또한 매우 고가의 장비로 주로 해상을 운항하는 선박용으로 개발 되어 내수면 항해용으로 활용하기는 어려운 측면이 있다.
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참고문헌 (21)

  1. 정철민, 양기근, "효율적 내수면 안전관리 : 수난 구호 및 수상안전을 중심으로," 한국콘텐츠학회논문지, 제15권, 제3호, pp. 101-113, 2015. 

  2. 신동영, 이병문, "효과적인 응급대응을 위한 소형 선박의 위치기반 스마트케어시스템," 한국콘텐츠학회논문지, 제12권, 제8호, pp. 59-68, 2012. 

  3. 정성훈, 임재홍, "전자해도 기반의 해상작업 모니터링 시스템 설계 및 구현," 한국항해항만학회지, 제20권, 제3호, pp. 189-195, 2006. 

  4. 박계각, 홍태호, 서기열, "퍼지이론을 이용한 운행 도우미시스템의 구축," 퍼지 및 지능시스템학회논문지, 제15권, 제3호, pp. 369-374, 2005. 

  5. 한국방송통신전파진흥원, "디지털 해상통신 기술 개발 동향과 미래," 방송통신기술 이슈&전망, 제41호, 2014. 

  6. 정성훈, 임재홍, "전자해도 기반의 해상작업 모니터링 시스템 설계 및 구현," 한국항해항만학회지, 제30권, 제3호, pp. 189-195, 2006. 

  7. 김창제, 예병덕, 송재욱, 김원욱, 김국주, "전자해도의 정보를 이용한 해상환경 데이터베이스 기본 모듈의 개발," 해양환경안전학회지, 제9권, 제1호, pp. 73-77, 2003. 

  8. IHO, Specifications for Chart Content and Display Aspects of ECDIS," Special Publication No. 52, 1996. 

  9. IMO, "IMO Performance Standard for ECDIS," 1995. 

  10. 박종민, 오세웅, 유기현, "전자해도 통합공급서비스 체계구축 연구," 한국항해항만학회지, 제34권, 제1호, pp. 1-8, 2010. 

  11. IHO, "IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data Edition3.0," Special publication No. 57, 1996. 

  12. http://www.chartworld.com/web/products/inland-encs 

  13. http://www.tec.army.mil/echarts/ 

  14. US Army Corps of Engineers, "USACE Inland Electronic Navigational Charts(IENC)," BUILDING STRONG, 2014. 

  15. 국토해양부, 차세대 전자해도 개발연구 최종보고서, 2008. 

  16. 박종민, 오세웅, 송용수, "다이나믹 전자해도 개발연구," 한국해양환경공학회지, 제12권, 제4호, pp. 296-301, 2009. 

  17. Inland Electronic Navigational Chart Encoding Guide Edition 1, Version 3.1, 2008. 

  18. 국립해양조사원, 수로도서지 목록, 2015. 

  19. http://www.khoa.go.kr/ 

  20. 강성진, 박문수, 김창제, "내수면 선박의 항행안전에 관한 연구," 한국해양항만학회 추계학술대회 논문집, pp. 66-68, 2013. 

  21. D. R. Herlihy, B. F. Hillard, and T. D. Rulon, "National Oceanic and Atmospheric Administration Sea Beam Patch Test Manual : Ocean Mapping Section," Office of Charting and Geodetic Services, Nos, 34, 1989. 

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