KR100981224B1 - 선박 외부에서 능동적으로 선박을 변침시키는 외력수단 조정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 어떤 구조물과 선박의 충돌가능성을 막기 위해 선박을 변침시키는 외력투입부의 조정 시스템으로서, 센서를 통해 입수되는 변침대상선박의 위치정보를 바탕으로 마이크로프로세스와 선박 옆에서나 앞뒤에서 당기거나 미는 외력수단인 모터 및 엔진을 가진 외력투입부가 선박의 진로를 변침시키는 목표를 달성한다.

이때, 외력수단으로는 터그보트(Tug boat)형식 뿐만이 아니라 레일 이동형 형식, 교각/갑문/부두 부근에 설치되는 형식, 교각/갑문/부두에 설치되는 형식으로 된 외력투입부가 사용된다.

한편, 대상 선박의 위치정보와 저장부에 입력된 값과 비교하는 마이크로프로세스는 적외선센서 레이더, 카메라, 기타센스(초음파센서, 압력센서)가 연결되어있으며 외력투입부와 통신수단을 사용하여 정보를 주고받는다.

교각(Pier, bent), 갑문, 충돌, 터그보트(Tug boat), 센서, 마이크로프로세스, 능동(active), 변침, 선박, 외력

Description

선박 외부에서 능동적으로 선박을 변침시키는 외력수단 조정 시스템{The driving system of making a ship veer actively}

교각 간 거리가 짧은 교량, 좁은 갑문입구 그리고 항만에서 구조물과 충돌할 가능성이 있는 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정 시스템에 관한 것으로, 센서로부터 대상 선박의 위치정보를 받은 마이크로프로세스가 모터 및 엔진을 가진 외력투입부들 중의 하나 이상을 조정하여 변침대상선박을 밀거나 당기는 정도를 달리하여 변침시키는 방법을 사용하는 시스템 관한 것이다.

일반적으로 교각과 선박의 충돌을 방지하기 위하여 교각을 감싸는 보호기술과 교각과 인접하여 이격한 구조를 이용한 각종 보호기술이 사용되고 있다. 또한, 갑문과 항만에서는 선박을 변침시키기 위하여 터그보트가 널리 사용되고 있다.

하지만 이러한 터그보트는 사람에 의해서 조정되므로 고비용과 저효율의 문제가 있다. 그와 상반되는 기술로서 선박이 항구에 접근하면 거리측정을 통하여 선박을 자동 조정하는 기술 및 무인선박을 통제하는 기술이 사용되고 있다.

종래기술의 문헌정보

[문헌1] Appl.No JP 1981138003 (SHIMOKAWA ITSUO) 1981.09.02

[문헌2] Appl.No JP 1985005235 (FURUMOTO FUMITAKA) 1985.01.16

[문헌3] Appl.No JP 2000306274 (ICHIKURA NORIKATSU) 2000.10.05

항만과 갑문에서 선박을 변침시키기 위해 터그보트가 널리 사용되고 있다. 한편, 한국의 경부운하를 건설하기 위해서는 한강교량 23개중 교각간 거리가 짧은 12개는 철거하고 재설치할 필요성이 있다. 이에 따른 사회적 소요 비용은 크고 교통대란이 일어나는 것으로 예상된다. 이는 해양수산부의 '항만 및 어항설계기준'에 의해 선박이 교량과 같은 구조물과 충돌하는 것을 방지하기 위해 항로 폭이 최소 67m이상이 되어야 하며 교각간 거리가 짧은 경우 교량이 철거되어야 하기 때문이다.

이에 대응한 본 고안은 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정 시스템에 관한 것으로 변침대상선박을 변침시키기 위해서 밀거나 당기는 힘을 투입하는 능동적인 방법으로 변침대상선박을 변침시키는 목적을 달성하고 있다.

선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정 시스템으로서,

카메라, 레이더, 적외선센서, 기타센서로 구성된 센서가 대상선박에 대한 정보를 받는 마이크로프로세서가,

메모리부에 저장된 데이터를 바탕으로 대상선박을 변침시키기 위해 외력투입부들 중에서 선택하여 밀거나 당기는 정도에 대한 마이크로프로세스에서의 출력신호를 만들면,

외력투입부가 통신수단을 통해 그 출력신호를 받아 엔진 및 모터를 구동하여 변침대상선박을 능동적으로 변침하게 된다.
이때 외력수단은 밀거나 당기는 정도를 달리하여 변침대상선박이 교량과 같은 구조물과 충돌하는 것을 방지한다.

한편, 외력수단으로서 외력투입부 내에도, 변침대상선박의 정보를 파악하는 시스템의 구성요소인 카메라, 레이더, 적외선센서, 기타센서가 있는 보조센스와. 시스템의 구성요소인 마이크로프로세스가 있어서 엔진 및 모터를 구동하는 정도를 변화시킬 수 있다.

본 고안은 교각간 거리가 짧은 경우, 갑문 입구가 좁은 경우, 항만에서 통상적으로 요청되는 변침대상선박의 변침을 행하기 위하여 외력수단인 외력투입부를 움직이는 방법으로 실현시키게 된다. 이때 마이크로프로세스의 메모리부에 저장된 입력데이터에 따라 움직이며, 두 개 이상의 외력투입부들을 동시에 움직일 수도 있다.

한편, 외력수단인 외력투입부는 변침대상선박에 대해 밀거나 당기는 외력을 가하기만 할 수 있는 다양한 형태가 가능하다. 예를 들면 기존의 터그보트 형식 이외에도 외력투입부가 터그보트형식이 아닌 강바닥에 깔린 레일을 움직이며 선박에 밀고 당기는 형식, 교각/갑문/부두 부근에 설치되어 접근하는 선박을 미는 형식, 교각/갑문에 부착되는 방식으로 설치되어 다가오는 선박을 밀어내는 형식으로도 실현될 수 있다.

다시 말해, 본 고안은 단순히 하나의 선박에 대한 자동조정기술과 같은 기존기술과 달리 하나의 변침대상선박의 위치정보에 대응하여 다양한 형식이 가능한 선박외부에 존재하는 외력수단을 사용하여 밀거나 당기는 방법으로 그 대상 선박을 변침시키는 기술이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 외력수단 조정 시스템의 구성도이며 고안의 시스템을 구성하는 각 요소들이 도시되어 있다.

이를 상세히 설명하면 메모리부와 연결된 마이크로프로세서가 주 센서의 적외선센서, 레이더, 카메라, 기타센서(그림에 명기되지 않은 초음파센서, 압력센서, GPS)로부터 받은 대상 선박의 위치를 파악하고 이에 대응하는 메모리 부에 저장된 입력데이터에 따른 명령을 출력부를 거처 통신수단으로 전송하게 된다.

그러면 1번부터 n번까지의 n개의 외력투입부들 중에 그 명령을 받은 외력투입부가 통신수단과 입력부를 통해 그 명령을 받아 변침대상선박에 외력수단이 되는 임무를 수행하게 된다. 그 결과 변침대상선박에 접근하여 그 변침대상선박에 외력을 가하게 된다.

도 1에서는 외력투입부 1개만 도식되었지만 2개 이상의 다수의 외력투입부가 동시에 변침대상선박에 외력을 가할 수 있다. 이때 주 센서와 연결된 마이크로프로세스는 메모리 부에 저장된 변침대상선박의 위치에 대응되는 입력데이터에 따른 명령을 내린다. 이 명령에 의해서 선택된 외력수단들인 외력투입부들이 일정 패턴으로 움직이게 된다. 이때 두 개 이상의 외력투입부들 간에 상호협력을 기초로 하는 작전이 행해지도록 명령이 구성될 수 있다.

또한 도 1에서 도시된 외력투입부는 카메라, 레이더, 적외선센서, 기타센서(초음파 센서, 압력센스, GPS)로 이루어진 보조센서가 있으며, 이로부터 정보를 받는 마이크로프로세스도 있기 때문에 명령을 수행하면서 대상선박의 위치변화, 안정도에 대한 정보수집과 이에 대한 피드백이 가능하다.

이러한 피드백을 구체적으로 설명하면 모터 및 엔진의 가동 정도를 달리할 수 있을 것이다. 그로인하여 변침대상선박의 외부에서 밀거나 당기는 힘이 달라지는 방법을 사용하다. 이때 통신수단을 통해 그러한 정보를 받은 주 센서와 연결된 마이크로프로세스는 그러한 각각의 보조센서의 정보를 분석하여 이에 대응되는 명령을 각각의 외력투입부에 내릴 수 있게 된다.

덧붙여 마이크로프로세스는 신호등과도 연결되어 있는데 주 센서로부터 파악되는 대상선박의 위치가 메모리 부에 입력한 데이터와 비교하여 교각 간 사이 또는 갑문의 입구를 통과하기 적당한 위치이면 신호등에 통과신호를 보내게 된다.

이러한 도 1의 구성도를 이용한 실시 예가 도 2 내지 도 3이다.

도2는 모터 및 엔진을 가진 외력투입부의 형식으로 기존의 터그보트의 형식을 빌린 것이다. 교량의 하단부에 설치된 카메라와 연결된 도 2에 도시되지 않은 마이크로프로세스가 변침대상선박의 위치를 식별하고 통신수단을 통해 이에 대응되는 명령을 전달한다. 그러면 선박 지붕에 설치된 통신수단을 통해 이러한 명령을 수신 받은 1개 이상의 터그보트는 그 명령에 따라 대상선박의 적절한 위치로 밀거나 당기게 되는 것이다.

이때, 터그보트가 밧줄 등으로 묶여져 고정되지 않는 경우, 주 센서의 마이크로프로세스는 매번 변침대상선박의 위치와 함께 터그보트 위치도 파악한다. 물론 터그보트 내의 보조센서인 카메라의 정보를 분석하거나 터그보트의 GPS를 참조할 수 있다.

도2와 달리 갑문의 입구에 본 고안이 적용되어야 한다면 카메라는 갑문 입구에 설치될 수 있다. 물론 항만에서 본 고안이 적용될 수도 있는데 선박의 위치를 파악할 수 있는 육지에 카메라를 설치할 수도 있으며 선박 내에 GPS를 가진 지휘선박에 카메라가 설치할 수도 있을 것이다.

도2의 사례에 적용된 본 고안을 요약하여 설명하면 다음과 같다.

주 센서의 센서로 변침대상선박의 위치를 파악한 이후,

메모리 부의 입력된 명령에 따라 마이크로프로세스가 판단을 하고,

외력수단인 외력투입선을 움직여 변침대상선박을 변침시키는 기술이 적용된다. 특히, 두개 이상의 외력투입부들이 한 변침대상선박을 밀수 있는 것은 본 고안의 독특한 특징이 된다. 변침대상이 아닐 경우 그 마이크로프로세스가 입력데이터에 의해 그 신호를 신호등을 통해 보낼 수도 있다.

삭제

도 3은 외력투입부의 한 단위가 교각 전후방에 설치된 구조물에 연결된 제한 범위를 움직이는 부유선 형태를 보여주고 있다. 이를 자세히 살펴보면 다음과 같다.

대상선박(4)의 위치를 파악하는 주 센서의 카메라(1)가 변침대상선박의 위치를 파악하고 도시되지 않은 마이크로프로세서가 명령을 내려 통신수단(2)을 통해 1개 이상의 외력투입부의 통신수단(3)에 의해 그 명령을 송신하게 된다. 이때 이를 받은 마이크로프로세스는 엔진 및 모터를 구동하여 외력투입부(64)를 움직이게 되는 것이다.

그림에서 변침대상선박(4)을 변침시키기 위해서는 고물(선미)에 가까운 외력투입부가 미는 거리인 화살표(8)가 선박의 선수에 가까운 외력투입부가 미는 거리인 화살표(7) 보다 길게 표현되었다.

본 고안이 제시하는 시스템의 실현형식은 매우 다양하기 때문에 그 세부 실현수단을 설명할 필요성은 없지만 참고로 설명하면 부력발생부(24)의 역할은 부력으로 수면에 떠있는 외력투입부(64)와 기둥을 매어놓는 고정대(14)가 수면에 수평을 유지하게 해주는 것이다. 기타, 기둥의 상부에 끼움돌기(54)도 도시되어있다. 도 2와 비교하면 도 3에서 도시된 외력투입부(64)는 제한적인 범위에만 움직인다는 점에서 차이가 있다.

만약 변침대상선박(4)이 교량의 교각(34)과 부딪치지 않는 위치에 있다면 센서를 통해 이를 파악한 마이크로프로세스는 그림에 도시된 교량 하부에 도시된 신호등을 통해 변침대상선박에 신호를 보낼 것이다.

도 1은 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정 시스템의 구성도.

도 2는 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정 시스템의 실시 예(이동식)

도 3은 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정 시스템의 실시 예(고정식)

Claims (1)

1. 변침대상선박이 교각간 거리가 짧은 교량, 좁은 갑문 입구 및 항만의 구조물과 충돌하지 않게 변침시키는 목적을 달성하기 위해서,

   변침대상선박의 위치가 파악하고 외력투입부가 밀고 당기는 정도를 달리하여 능동적으로 변침시키고자,

   적외선센서, 레이더, 카메라, 기타 센서(초음파센서, 압력센서, GPS)로부터 변침대상선박의 위치정보를 받는 메모리 부를 가진 마이크로프로세서와,

   메모리부에 저장된 입력정보 중에서 받은 정보에 대응되는 명령을 출력신호로 보내는 마이크로프로세서와,

   그 명령을 전송하는 통신수단과 전송된 마이크로 프로세스의 명령을 받는 모터 및 엔진이 움직여 변침대상선박을 변침시키는 외력투입부와,

   외력투입부 내에서 변침대상선박의 움직임을 파악하는 적외선센서, 레이더, 카메라, 기타 센서에서 정보를 얻는 마이크로프로세스를 가지는 특징이 있는

   변침대상선박 외부에서 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정 시스템.

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