선박의 안전한 입출항을 도모하고 해양사고를 방지하기 위한 항로표지는 연안수역에서의 해상교통류 조사를 통하여 설치 및 관리되어왔다. 지금까지 이러한 조사는 포터블 소형 레이더를 이용한 목시관측과 현장방문 및 설문조사 등을 통한 후처리방식에 의해 수행되어 왔기 때문에, 많은 인력과 경제적 비용이 소요되었다. 본 연구에서는 레이더영상을 PC카메라를 동하여 획득 개인용 컴퓨터에 저장하고, 아울러 관측대상 선박에 관한 정보를 사용자가 입력함으로서 관측선박의 항적 등의 정보가 DB화되어, 실시간으로 통과척수, 속력분포, 밀도분포 등의 해상교통류 분석 통을 처리할 수 있는 모듈을 개발하였다.
선박의 안전한 입출항을 도모하고 해양사고를 방지하기 위한 항로표지는 연안수역에서의 해상교통류 조사를 통하여 설치 및 관리되어왔다. 지금까지 이러한 조사는 포터블 소형 레이더를 이용한 목시관측과 현장방문 및 설문조사 등을 통한 후처리방식에 의해 수행되어 왔기 때문에, 많은 인력과 경제적 비용이 소요되었다. 본 연구에서는 레이더영상을 PC카메라를 동하여 획득 개인용 컴퓨터에 저장하고, 아울러 관측대상 선박에 관한 정보를 사용자가 입력함으로서 관측선박의 항적 등의 정보가 DB화되어, 실시간으로 통과척수, 속력분포, 밀도분포 등의 해상교통류 분석 통을 처리할 수 있는 모듈을 개발하였다.
Aids to Navigation have been operated and placed along coasts and navigable waters as guides to mark safe water and to assist mariners in determining their position in relation to land and hidden dangers, controled on the basis of the maine traffic survey. The traditional survey have been conducted ...
Aids to Navigation have been operated and placed along coasts and navigable waters as guides to mark safe water and to assist mariners in determining their position in relation to land and hidden dangers, controled on the basis of the maine traffic survey. The traditional survey have been conducted by some methods like an ocular observation using portable radar, a on-the-spot survey, a questionnaire. But these methods must have a lot of manpower and expenses. In this paper, we have developed the module which have some real time processing functions like making a database of radar image using PC camera, saving of the vessel's track, analysis if the maine traffic tendency and the distribution of density.
Aids to Navigation have been operated and placed along coasts and navigable waters as guides to mark safe water and to assist mariners in determining their position in relation to land and hidden dangers, controled on the basis of the maine traffic survey. The traditional survey have been conducted by some methods like an ocular observation using portable radar, a on-the-spot survey, a questionnaire. But these methods must have a lot of manpower and expenses. In this paper, we have developed the module which have some real time processing functions like making a database of radar image using PC camera, saving of the vessel's track, analysis if the maine traffic tendency and the distribution of density.
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문제 정의
본 연구는, 레이더 영상 데이터의 자동획득과 데이터베이스 화함으로서 관측대상 선박관련 정보를 사용자가 통합관리 하여 실시간으로 해상교통류 분석을 수행할 수 있는 시스템을 개발 하고자 하는 것이다.
제안 방법
첫 번째와 두 번째 방식은 고가의 AD변환기, 데이터 변환 프로그램 그리고 레이더와의 하드웨어적인 호환성 등의 문제가 있기 때문에 시스템이 복잡해지는 단점이 있다. 그러나 세 번째 방식은 최근 IT산업의 비약적인 발전으로 저가의 소규모 시스템으로 구성이 가능하기 때문에 본 연구에서는 이 방식을 통하여 레이더 영상을 자동으로 획득할 수 있도록 시스템을 구현하였다.
이 그림 에서 선분 AB는 마우스로 설정한 목시선을 나타낸 것으로서, 사용자가 설정한 개수만큼의 등간격으로 구역을 자동 설정하 게된다. 그리고 분석하고자 하는 목적에 따라 조사지역별, 조 사시간별, 선박의 종류별, 선박톤수별 및 시간대별로 통과척수 를 구할 수 있도록 하였다. Fig.
본 연구에서는 레이더 영상 데이터를 PC용 카메라를 이용하여 획득하고 컴퓨터를 통하여 직접 선박을 추적함으로서 항적 관련 정보를 DB화할 수 있는 시스템을 구현하였다. 또한 목시 관측으로 파악한 선박관련 정보도 항적과 함께 저장될 수 있도록 하여 조사목적에 부합된 분석이 실시간으로 처리되는 분석 모듈을 개발하였다. 아울러 본 연구에서 개발한 시스템을 이용하여 현장실험을 실시한 결과 기존의 방법보다 많은 시간과 인 력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 효율적인 분석이 가능함을 확 인하였다.
그리고 왼쪽 하단의 '밀도분포색상' 입력상자는 관측해역에서의 교통밀도의 크기별로 색상을 사용자가 임의로 조절할 수 있는 부분이다. 또한 오른쪽 하단의 'Option' 대화상자이서 는 레이더 영상을 획득하는 시간간격 및 선박의 속도 단위를 결정할 수 있도록 하였다.
본 연구에서 구현한 교통류 분석 모듈은 목시선(Gate line) 통과척수도, 속력분포도, 밀도분포도가 자동으로 연산되어 작 성되도록 하였다. 먼저, 목시선 통과척수도는 사용자가 선정한 목시선을 통과한 선박의 척수를 그림으로 나타낸 것으로서, Fig.
본 연구에서는 레이더 영상 데이터를 PC용 카메라를 이용하여 획득하고 컴퓨터를 통하여 직접 선박을 추적함으로서 항적 관련 정보를 DB화할 수 있는 시스템을 구현하였다. 또한 목시 관측으로 파악한 선박관련 정보도 항적과 함께 저장될 수 있도록 하여 조사목적에 부합된 분석이 실시간으로 처리되는 분석 모듈을 개발하였다.
첫 번째는 더상 선박을 초기 지정함으로써 자동으로 선박의 좌표 및 항걱을 저 장하는 즉 ARPA(Automatic Radar Plotting Aid : 자동층돌 예방보조장치) 기능과 같은 방법이고, 두 번째는 레이더 与상 중에서 관측하고자 하는 대상 선박인 물표를 사용자가 J정 시간 간격으로 재지정함으로써 추적하는 방법이다. 본 연에 서는 후자의 방법을 통하여 선박의 항적을 추적하고, 시가과 좌표를 DB화 할 수 있도록 시스템을 구현하였다. Fig.
레이더는 기본적으로 안테나, 송수신부 및 지시부로 구성되어 있다. 송수신부에서 발진된 마이크로파를 스캐너로 발신하 고, 육지 지형이나 선박과 같은 물표로부터 반사되어 수신되는 미세신호를 검출 및 일련의 신호처리를 거쳐 지시부에 그 결과를 나타냄으로서 표적을 탐색 . 추적하고, 표적까지의 거리 및 상대방위를 탐지하는 장치이다.
10은 밀도 분포도를 나타낸 것으로서, 관측영역 전체를 세분한 메쉬 (mesh)에 선박항행 밀도를 분석하도록 하였다. 여기서, 메쉬의 크기는 사용자가 임의로 조절할 수 있도록 하였고, 선박 종류 별, 선박 톤수별 및 시간대별로 밀도를 분석하도록 하였다.
한편, 레이더 영상을 획득하는 방식에는 크게 세 가지로 대별 된다. 첫 번째는 레이더 스캐너를 통하여 수신된 미세신호를 획 득하여 PPI 방식으로 변환하는 것이다. 두 번째는 레이더에서 변환된 PPI 방식의 영상 데이터를 획득하는 방식이다.
7은 항적도를 나타낸 것으로서, 2003년 12월 대한민국 경상남도 거제도와 가덕도 사이 즉 진해만 입구에서 출입하는 선박에 대하여 관측한 선박들의 항적이다. 항적은 선박좌표를 직선으로 연결하였고, 본 연구에서는 분석의 효율성을 높이기 위해서 시간대별, 선박의 종류별, 선박의 톤수별로 구분하여 항적도를 작성할 수 있도록 프로그래밍하였다.
대상 데이터
레이더는 기본적으로 안테나, 송수신부 및 지시부로 구성되어 있다. 송수신부에서 발진된 마이크로파를 스캐너로 발신하 고, 육지 지형이나 선박과 같은 물표로부터 반사되어 수신되는 미세신호를 검출 및 일련의 신호처리를 거쳐 지시부에 그 결과를 나타냄으로서 표적을 탐색 .
여기서, 레이더는, ANRHSU'사의 ■RA770UA' 모델을 선택하 였고, PC 카메라는 'KODAK'사의 'DC325' 모델로 하였다.
성능/효과
또한 목시 관측으로 파악한 선박관련 정보도 항적과 함께 저장될 수 있도록 하여 조사목적에 부합된 분석이 실시간으로 처리되는 분석 모듈을 개발하였다. 아울러 본 연구에서 개발한 시스템을 이용하여 현장실험을 실시한 결과 기존의 방법보다 많은 시간과 인 력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 효율적인 분석이 가능함을 확 인하였다.
후속연구
이와 같은 사정으로 인해 항로표지 설치를 위한 계획수 립은, 광범위하고 과학적인 자료 분석에 근거하기보다 샘플조 사, 현장방문과 설문조사를 바탕으로 주로 이루어지고 있다. 따라서 해상교통조사를 실시할 경우 조사자의 수를 줄이고, 이 분야 전문가의 참여가 필수적인 것과 분석에 많은 시간이 소모되는 단점을 보완하기 위하여, 컴퓨터를 이용하여 선박위 치정보 등 관련정보들을 입력하고 이들을 체계적으로 데이터 베이스화하여 필요한 정보를 추출 처리하는 시스템을 개발할 필요가 있다.
AI-Helper
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