KR101028115B1

KR101028115B1 - Ａｉｓ 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101028115B1
Application number: KR1020090125960A
Authority: KR
Inventors: 이주환
Original assignee: (주)지엠티사이버네틱스
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-04-13
Also published as: CN102103802B; CN102103802A

Abstract

본 발명은 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 항구마다 위치한 다수의 무선기지국으로부터의 실시간 AIS위치정보를 수신하며, 여객선의 운항상태를 자동으로 모니터링 및 분석하여 항구에 위치한 여객선운항관제센터 및 관련기관에 운항의 현재상태를 통지하는 통합센터(100)와; 통합센터로부터 제공되는 육상의 정보를 변환하여 해상용 단말기로 중계하고, 해상용 단말기에서 송신하는 위치정보와 운항관련정보를 수신하여 통합센터에 전송하는 해안용 무선기지국 장치(210)와, 통합센터와 연결되어 여객선의 현황을 실시간으로 전자해도에 표출하고, 미리 정해진 항로를 따라 운항하는지의 여부를 판단하고, 해상 활동 여객선의 위치를 바로 모니터링할 수 있는 기능을 갖는 여객선모니터링 장치(220)를 구비하고, 항구에 위치한 여객선관제센터에 정보를 제공하여 여객선의 해상안전관리 및 운항관리를 자동으로 수행하는 항구관할 여객선운항관제센터(200)와; 전자해도를 이용한 항해지원기능과 육상에서 전송하는 해상 안전항해지원 단문자를 수신하여 표시하고, 자선의 위치와 여객선 운항정보를 일정한 주기로 육상으로 전송하는 해상용 여객선단말부(300);를 구비함을 특징으로 한다.

AIS양방향통신,자동입출항관리, 전국위치정보통합, 여객선모니터링, 무선AIS

Description

ＡＩＳ 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템 및 그 제어방법{Automatic Inward-outward Analysis and Sea Security Management System Using AIS Two-way Communication}

본 발명은 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 AIS 통신 무선국 구축기술, AIS 무선통신 및 유선통신 응용기술, 여객선용 단말기제작기술 그리고 여객선위치정보를 이용한 여객선운항상태를 자동으로 분석하고 인명을 보호하고 해상안전을 관리하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 AIS(Automatic Identification System : 여객선 자동 식별 장치, 이하, 'AIS' 라 함)는 여객선의 충돌방지와 해상교통관리를 효과적으로 하기 위하여 여객선이름, 종류, 위치정보, 진행속도, 진행방향 및, 항해와 관련된 정보를 국제적으로 규정된 초단파주파수(ＶＨＦ)회선을 통하여, 주기적으로 송수신하고, 육상 및 다른 여객선과 정보 및 관련 데이터를 자동으로 교환하는 장치를 말한다.

이러한 AIS에는 설비가 Class A 및 Class B로 2종류의 등급으로 나뉘며, Class A의 여객선 탑재 이동업무용 장비는 국제해사기구(IMO)의 AIS 탑재 요건을 만족하고 Class B의 여객선 탑재 이동업무용 장비는 국제해사기구의 AIS 탑재 요건에 따르는 전체를 필요로 하지 않고 일부 기능을 제공할 것으로 정의하고 있다.

이때, Class A는 SO-TDMA(Self-Organized TDMA)를 사용하여 여객선 상호간의 데이터 충돌을 최소화하여 정보를 최대한 빠른 주기로 송신하도록 설계된 시스템이지만 Class B는 CS-TDMA(Carrier-Sense TDMA)를 사용하는데 이는 AIS 네트워크가 비어있을 시간에만 그의 정보를 송신하게 되므로 SO-TDMA를 사용하는 기존의 망에 부하를 주지 않는 범위 내에서 자신의 정보를 송신(AIS망의 부하가 심할 경우에는 송신하지 않음)할 수 있도록 설계된 시스템으로 출력은 2.5W내외로, 제한된 여객선에만 자신의 정보가 표시될 수 있는 시스템이다. 따라서 일반적인 어선 또는 소형 여객선에는 국제규정대신 국내규정만을 만족하는 소출력의 Class B타입의 AIS가 많이 이용되고 있다.

그러나, 종래에는 여객선의 운항관리를 할때에는 운항관리사가 직접 VHF음성통신을 이용하여 여객선의 승무원(항해사/선장)과 교신하여 일일이 상황을 보고하고 보고받아야 되는 체계로, 승무원(항해사/선장)은 항해중 보고를 위해 별도의 음성통신 등을 통하여 일일이 현황을 인지/확인하고 보고하고 있는 현실로, 항해사는 고속운항중에 있는 여객선에서 보고하느라 주의를 기울이기 어렵게 돼 여객선이 위험에 빠지거나 상황대처능력이 떨어질수 있고, 운항관제사는 매번 수동 음성통신으로 상황을 체크해야 했었다. 그리고 상황을 체크한다음 보고서는 따로 작성해야 하므로 많이 번거롭고 정확성도 떨어지는 커다란 문제점이 있었다.

또한 운항하는 여객선의 선주 및 선원등에 의한 보고에 의존해야 하므로 사 고발생시 관계자들이 보고 및 조치가 늦어, 경제적인 손실 및 조난사고 등이 발생할 경우에 신속한 조치가 이루어지지 못하거나, 심지어 보고가 누락되는 심각한 경우도 발생하였다. 또, 일단 입출항시에 발생하는 제반 상황 및 비상 연락이 지체될 경우에는 해상안전에 절대적인 위협을 받을 수 있게 되어 신속한 구조가 되지 못하고 여객선 운항시 실시간으로 위치를 추적하지 못하여 여객선의 입출항시간을 관리하는데에도 문제점도 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적으로 하는 바는 해상에서의 국제규격의 AIS 무선통신시스템을 구축하여 실시간 모니터링, 정해진 항로 및 스케쥴된 시간에 따라 잘 운항하는지의 정상운항여부판단과 여객선에서의 긴급/이상 상황 발생여부를 자동으로 파악하고, 통제하기 위해 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 운항 상태를 정확하고 신속하게 파악함으로써 시간적인 손실을 방지하고 경제적인 낭비를 제거하며 해상 인원에 대한 생명을 안전하게 보호하고 구조할 수 있는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 해상에서 이동중인 여객선에 단말기를 설치하고 이를 관리하는 항구관할 여객선운항관제센터 및 통합센터에 설치된 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 제어하고 부가적인 안전정보를 제공하여 안전한 항해를 지원하고 신속한 보고 및 이를 통한 대처를 행하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템의 제어 및 통신방법을 제공함에 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템은, 각 항구에 위치한 다수의 무선기지국으로부터의 실시간 AIS위치정보를 수 신하며, 여객선의 입출항상태를 자동으로 분석하여 각 항구에 위치한 여객선운항관제센터기관에 운항 현재상태를 통지하는 통합센터(100)와; 상기 통합센터로부터 제공되는 육상의 정보를 바이너리형식의 AIS포맷으로 변환하여 해상용 단말기로 중계하고, 해상용 단말기에서 송신하는 위치정보와 운항 관련정보를 수신하여 통합센터에 전송하는 해안용 무선기지국 장치(210)와, 상기 통합센터와 연결되어 출입하는 여객선의 현황을 실시간으로 전자해도에 표출하고 해상에서 항해하는 여객선의 위치를 바로 모니터링하고 지정된 항로 및 시간스케쥴에 따라 잘 운항하고 있는지를 자동으로 체크하고 감시할수 있도록 기능을 제공하는 여객선모니터링 장치(220)를 구비하고, 각 항구에 위치한 여객선운항관제센터기관 및 주변을 지나는 여객선에 정보를 제공하여 여객선의 신속한 구난 , 해상안전관리 및 운항 모니터링&관리를 자동으로 수행하게 하는 항구관할 여객선운항관제센터(200)와; 전자해도를 이용한 항해지원기능과 육상에서 전송하는 해상 안전항해지원 단문자를 수신하여 표시하고, 자신의 위치와 여객선 운항정보를 육상으로 전송하는 해상용 여객선단말부(300);를 구비함으로써 이루어진다.

또, 본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 제어하기 위한 방법은, 여객선의 운항 정보를 통합하고 제어하는 통합센터와, 이 통합센터와 유선통신으로 연결되어 항구관할의 여객선을 관리하는 항구관할 여객선운항관제센터와, 해상의 이동하는 여객선에 설치되어 무선통신을 행하고 제어를 받는 해상용 여객선단말부를 구비하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 통합센터에서 상기 항구관할 여객선운항관제센터 에 해상 상태 정보를 제공하는 단계와; 상기 해상용 여객선단말부에서 상기 항구관할 여객선운항관제센터로 항구 내측에서 출항 승인을 요청하는 단계와; 상기 항구관할 여객선운항관제센터에서 판단하여 정상 상태일 때는 해당 여객선의 출항을 승인하는 명령을 전송하고, 기상 악화 및 비상사태로 판단되는 비정상 상태이면 출항을 취소하는 명령을 전송하는 단계와; 상기 항구관할 여객선운항관제센터는 해당 여객선이 정상 상태로 판정되면 통합센터에 출항 승인을 통지하는 단계와; 상기 해상용 여객선단말부는 정지 또는 출항시에 위치정보를 계속적으로 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 통지하는 단계와; 상기 항구관할 여객선운항관제센터는 상기 해상용 여객선단말부로부터 접수받은 위치정보를 통합센터에 지속적으로 중계전송하는 단계와; 상기 통합센터에서는 해당 여객선의 위치가 항구 영역을 벗어나면, 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 출항상태임을 통지하는 단계와; 상기 해상용 여객선단말부는 출항이후 위치정보를 계속적으로 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 통지하는 단계와; 상기 항구관할 여객선운항관제센터에서는 선박으로부터 수신된 실시간 위치정보를 바탕으로 주기적으로 정상운항상태여부를 체크하기 위해 여객선 항로 및 스케쥴과 비교하여 판단한 정보를 관제사에게 알려주는 단계; 상기 통합센터는 출항한 여객선의 위치가 항구영역에 들어오면 입항 상태임을 통지하는 단계; 를 구비함을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템에 의하면, 국가 법률에 의거하여 국가에서 수행하는 여객선의 항구 운항 통제를 자동화하여, 통제인원을 효율적으로 운영하여 인건비를 절감할 수 있으며, 해상에서 운항중 또는 조업중에 발생하는 여객선의 해상사고시에 단말기를 통하여 전송하는 구조요청신호을 즉각 수신하여, 구조세력이 해당 위치로 신속하게 이동하여 수색구조를 수행하여 인명 및 재산을 구하는 데 일조 할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또, 본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템 및 그 제어방법에 의하면, 여객선에 설치된 무선 단말기를 통하여 항구관할 여객선운항관제센터와 무선통신을 행하고, 통합센터에서의 통제 및 지시에 의한 제어가 가능하여, 경제적인 손실을 방지하고 인력의 낭비를 막을 수 있을 뿐만 아니라 신속한 해상안전조치를 행할 수 있게 되는 효과를 구현한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하면서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

(실시 예)

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템의 전체 구성을 도시하는 전체 개요 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 통합센터 장치의 세부 구성 및 작동을 설명하기 위한 세부구성 블록도이고, 도 3은 도 1에 도시한 항구관할 여객선운항관제센터 장치의 구성 및 작동을 설명하기 위한 블록도이며, 도 4는 본 발명의 구성에 의한 해상 여객선에 설치된 단말기 장치와 항구관할 여객선운항관제센터와의 운항 통제절차를 설명하기 위한 블록 구성도를 도시한다.

도면에서 부호 100은 통합센터, 110은 통합 케이트웨이(gateway), 120은 자동운항 분석서버, 130은 데이터베이스(DB)를 도시한다. 또 부호 200은 항구관할 여객선운항관제센터부, 230, 260, 290은 각각 제1~제N 항구관할 여객선운항관제센터를 도시하고, 210, 240, 270은 해안용 무선기지국 장치, 220, 250, 280은 여객선모니터링 장치, 300은 해상용 여객선단말부, 330은 제1 여객선용단말기, 360은 제2 여객선용단말기, 390은 제N 여객선용단말기를 각각 도시한다.

본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템에 채용한 양방향통신을 위한 AIS 무선통신 기술은 해상에서 VHF 대역의 통신기술이며, 국제해사기구(IMO)에서 채택한 국제규격의 통신으로 여객선의 위치정보를 자동으로 여객선에서 여객선으로, 여객선에서 육상센터(VTS)로 제공할 수 있는 쌍방향 무선데이터 통신기술이다. 주요기능은 단문자 메시지(SMS) 발송, 관리영역별 채널 관리, 일대일 및 일대다 메시지 송신, 특정 응용프로그램을 위한 이진 메세지 처리, 할당모드에서 리포트 보고주기 조정 기능 등이 있다.

또, 여객선모니터링 장치와 자동분석시스템은 해상GIS기술인 전자해도의 정보를 이용하며, 국제표준의 S-57데이터 모델과 S-52표출방식을 따른다.

육상에서의 위치정보통합은 TCP/IP기반의 통신망을 사용하며, TCP/IP위에 상위 프로토콜을 구현하여 해상의 AIS통신모맷과 NMEA0183포멧을 수용할 수 있는 프로토콜을 만들어 각 장치간의 정보를 통합하고 분배한다.

또한, 여객선용단말기는 AIS통신장치연계를 위한 NMEA0183포맷을 송수신할 수 있으며, 임베디드기반의 플랫폼에서 전자해도를 구동할 수있는 프로그램을 장착한다. 또한 전자해도상에 자신의 위치를 표시하여 항해에 활용하며, 육상에서 전송하는 정보를 수신할 수 있다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템은, 각 항구에 위치한 다수의 무선기지국으로부터의 실시간 AIS위치정보를 수신하며, 여객선의 입출항상태를 자동으로 분석하여 각 항구에 위치한 여객선운항관제센터기관에 운항 현재상태를 통지하는 통합센터(100)를 구비한다. 이 통합센터(100)에 내장된 통합게이트웨이(110)는 항구관할 여객선운항관제센터부(200)에 내장 구비된 무선기지국 장치(210,240,..., 270)에 연결되어, 각각의 여객선모니터링 장치(220, 250,..., 280)에 표출되는 개별 여객선의 정보를 통합하여 관리하게 된다. 상기 통합센터(100)는 여객선의 입출항을 자동으로 통지 및 확인하여 분석하는 자동운항 분석서버(120)에 연결되고, 자동운항 분석서버(120)는 여객선의 소유자 정보 및 승선인원 및 출항 목적, 및 운항 기록 및 관리정보등을 저장하는 데이터베이스(DB)(130)를 연결하는 구성이다.

또, 항구관할 여객선운항관제센터(200)는 상기 통합센터(100)로부터 제공되는 육상의 정보를 바이너리형식의 AIS포맷으로 변환하여 해상용 단말기로 중계하고, 해상용 단말기에서 송신하는 위치정보와 운항 관련정보를 수신하여 통합센터에 전송하는 해안용 무선기지국 장치(210)와, 상기 통합센터(100)와 연결되어 출입하는 여객선의 현황을 실시간으로 전자해도에 표출하고 해상에서 활동하는 여객선의 위치를 바로 모니터링하고, 수신된 위치 및 지정된 항로, 운항스케쥴정보를 바탕으로 정상운항여부를 판단할 수 있도록 기능을 제공하는 여객선모니터링 장치(220)를 구비하고, 각 항구에 위치한 여객선운항관제센터기관에 정보를 제공하여 여객선의 해상안전관리 및 운항 관리를 자동으로 수행하게 한다.

또한 해상용 여객선단말부(300)는 전자해도를 이용한 항해지원기능과 육상에서 전송하는 해상 안전항해지원 단문자를 수신하여 표시하고, 자신의 위치와 항구 출입항정보를 육상으로 전송하는 작동을 행한다.

본원의 발명자는 상술한 구성과 같이 해상에서 공용으로 사용하는 통신대역인 AIS용 VHF통신대역을 사용하는 전용 여객선용 단말기와 전용 기지국장치를 제작 및 개발하였으며, 수~수만대의 단말기의 위치정보를 통합하고 분석하는 AIS위치정보 통합게이트웨이와 운항 및 항해 분석서버 장치를 개발하였다. 또한 육상에서의 통신을 위하여 NMEA0183 포맷과 호환할 수 있는 양방향용 메시지포맷을 개발하였고, 육상과 여객선간의 통신을 위한 바이너리 통신포맷을 개발하였다. 본 발명에 의한 통합센터(100)에서는 이론적으로 2,250 (ships)척/분(min.)의 여객선에게 메시지 송신이 가능한 수준이다.

상기 통합센터(100)는, 각 항구에 위치한 다수의 무선기지국으로부터의 실시간 AIS 위치정보를 수신하며, 통신하는 포맷은 해상의 NMEA0183과 호환하는 포맷으로 제공하는 통합게이트웨이(110)와, 상기 항구관할 여객선운항관제센터로부터 제공되는 정보를 분석하여 여객선의 운항 여부를 자동으로 분석 처리하는 자동운항 분석서버(120)와, 여객선의 정보와 통합센터에서의 지시사항 및 처리정보를 저장하 는 데이터베이스(DB)(130)를 구비하였다.

다음으로, 도 2를 참조하면, 통합센터(100)에 구비되는 자동운항 분석서버(120)와 통합게이트웨이(110)의 구성 및 작동을 구체적으로 알 수 있다.

자동운항 분석서버(120)는, TCP/IP 통신연계 모듈(112)과, 여객선운항 분석알고리즘 모듈(114)과, 항구영역과 해상안전관련구역 데이터 및 관리모듈(116)과, 전자해도 데이터 및 관리모듈(117)과, 입출항처리 데이터베이스 연계모듈(118) 및 선박운항분석 알고리즘 모듈(119)을 구비한다.

여기에서, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)]는 인터넷의 기본적인 통신 프로토콜로서, 인트라넷이나 엑스트라넷과 같은 사설 망에서도 사용되는 것으로, 사용자가 인터넷에 접속하기 위해 자신의 컴퓨터를 설정할 때 TCP/IP 프로그램이 설치되며, 이를 통하여 역시 같은 TCP/IP 프로토콜을 쓰고 있는 다른 컴퓨터 사용자와 메시지를 주고받거나, 또는 정보를 얻을 수 있게 된다.

상기 자동운항 분석서버(120)는 통합게이트웨이(110)에 내장 구비된 TCP/IP 통신서버 모듈(108)과 연계되어 TCP/IP 규약에 의한 통신을 행하며, 여객선의 위치정보, 운항 승인정보 등을 송수신하는 기능을 행한다.

여객선운항 분석알고리즘 모듈(114)은 개별 여객선에 대한 운항 여부 및 상태를 분석하는 알고리즘을 제공한다.

항구영역과 해상안전관련구역 데이터 및 관리모듈(116)은 여객선이 입항상태인 것으로 판단하는 영역을 항구영역(zone)이라고 인식하고, 안전한 항해관련구역 에 대한 정보를 보유하며, 이들을 관리하는 기능을 제공한다.

전자해도 데이터 및 관리모듈(117)은 해상 항해를 위한 전자해도의 데이터와 업데이트 정보 및 이를 관리하는 기능을 제공한다.

여기에서, 전자해도(Electronic Navigation CHART(ENC); 이하, '전자해도'라 함)란 전자해도표시시스템(ECDIS)에서 사용하기 위해 종이해도상에 나타나는 해안선, 등심선, 수심, 항로표지(등대, 등부표), 위험물,항로 등 여객선의 항해와 관련된 모든 해도정보를 국제수로기구 (IHO)의 표준규격(S-57)에 따라 제작된 디지털해도를 말한다.

또, 입출항처리 데이터베이스 연계모듈(118)은 항해 선박이 운항하는 정보 및 데이터를 처리하고 정리하여 저장하는 데이터베이스를 가동하기 위한 장치이다.

상기 선박운항분석 알고리즘 모듈(119)은 항로 및 범지구위치결정시스템(Global Positioning System; 이하, 'GPS'라 함), 및 선속의 정보를 이용하여 선박의 운항 상태를 분석 처리하는 모듈이다.

다음으로, 통합게이트웨이(110)는 서버이중화 처리모듈(102)과, 실시간 위치정보처리 큐(103)와, 제어 또는 단문자정보처리 큐(104)와, 위치정보와 제어 및 단문자 전송 프로토콜 분석모듈(106)과; 위치기반 분산처리모듈(107)과, TCP/IP 통신서버 모듈(108)을 구비하며, 상기 해상용 여객선단말부(300)로부터 제공되는 정보를 TCP/IP 통신서버 모듈(108)에서 접수 처리하여, 상기 TCP/IP 통신연계 모듈(112)에 양방향 통신으로 여객선의 위치정보와 운항 승인정보를 통지 및 처리하는 구성으로 한다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1~제N 항구관할 여객선운항관제센터(230, 260, 290)는 각각 제1~제N 해안용 무선기지국 장치(210,240,...,270)와 제1~제N 여객선모니터링 장치(220, 250,...,280)를 구비하여 이루어진다.

상기 해안용 무선기지국 장치(210)는, VHF 안테나를 외부에 연결하여 필요전파를 필터링하는 AIS송수신기용 전파필터(202)와, 이 AIS송수신기용 전파필터(202)에 연결되어 송수신작동하는 AIS송수신기(204)와, 이 AIS송수신기(204)에 연결되어, 송수신기 제어 및 메시지 인터페이스모듈(207)과 전원을 제어하는 전원장치 제어모듈(208) 및 AIS메시지를 제어 및 전송하는 AIS메시지 TCP 제어 및 전송모듈(209)을 포함하는 AIS 기지국제어장치(206)를 구비하여 이루어진다.

이러한 해안용 무선기지국 장치(210)는 연근해를 운항하는 여객선과 통신하기 위한 기지국으로서 육상에 다수 설치되어 운용된다.

상기 여객선모니터링 장치(220)는, 입출항업무를 처리하는 입출항업무처리모듈(212)과, 여객선의 위치를 디스플레이장치(도시 생략) 상에 표출하는 여객선위치표시 응용모듈(213)과, 안전과 경보음 및 정보를 표시하는 안전관련 알람정보표시 응용모듈(214)과, 전자해도를 표시하는 전자해도 표시모듈(216)과, 전자해도의 데이터를 저장 및 처리하고 관리하는 전자해도 데이터 및 관리모듈(217)과, 기지국장치와 통신망을 연결하는 기지국장치 TCP 연계모듈(218)과, 통합센터(100)의 정보를 연동하는 센터정보 연계모듈(219),을 구비하며, 상기 통합센터(100)와 TCP/IP 통신으로 상기 AIS메시지 TCP 제어 및 전송모듈(209)과 센터정보 연계모듈(219)이 연결 되고, 상기 기지국장치 TCP 연계모듈(218)과 상기 AIS메시지 TCP 제어 및 전송모듈(209)이 연결되어 통신하는 구성이다.

이러한 구성으로 함으로써, 개별 여객선과 무선단말기를 통하여 통신하여 여객선의 위치정보 및 운항상태를 점검하고, 통합센터(100)와의 통신을 통하여 이를 상호 교환하고 제어지시를 받는다.

본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템에서는 1) 여객선과 육상간의 AIS를 통한 운항 통신메시지 포맷과 알고리즘 기술을 구현하였고, 2) 여객선 위치정보를 육상에서 통합하는 기지국장치와 통합게이트웨이 그리고 여객선모니터링 장치의 연계 구성 기술을 구현하였으며, 3) 기지국장치, 통합게이트웨이, 여객선모니터링장치간의 통신프로토콜 메시지 규격 및 통신수행 알고리즘 기술을 구현하였고, 4) 수~수만대의 AIS 위치정보를 실시간으로 분석하여, 여객선이 미리 정해진 항로를 지정된 스케쥴에 따라 안전운항을 하는지의 여부를 자동으로 분석할 수 있는 기술과 AIS의 구조정보를 분석하여 해당 기관으로 중계하는 기술을 구현하여 상술한 바와 같이 시스템화하였다.

다음으로, 도 4를 참조하면서 본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템의 제어방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 제어하기 위한 방법은, 여객선의 운항 정보를 통합하고 제어하는 통합센터와, 이 통합센터와 유선통신으로 연결되어 항구관할의 여객선을 관리하는 항구관할 여객선운항관제센터와, 해상의 이동하는 여객선에 설치되어 무선통신을 행하고 제어를 받는 해상용 여객선단말부를 구비하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 통제하기 위한 방법에 관한 것이다.

1) 통합센터에서 항구관할 여객선운항관제센터에 해상 상태 정보를 전송하여 제공하는 단계는, 통합센터의 통합게이트웨이(110)를 통하여 항구관할 여객선운항관제센터의 무선기지국 장치(210)에 여객선이 출항하게 될 해상의 기상정보 및 기타 제한 사항을 포함한 일반적인 정보를 제공한다.

2) 해상용 여객선단말부에서 항구관할 여객선운항관제센터로 항구 내측에서 출항 승인을 요청하는 단계는, 해상에 위치한 여객선에 무선단말기를 설치하고, 항구관할 여객선운항관제센터로 출항에 필요한 정보를 제공하고 출항을 승인하는 요청을 발행한다.

3) 상기 항구관할 여객선운항관제센터에서 판단하여 정상 상태일 때는 해당 여객선의 출항을 승인하는 명령을 전송하고, 기상 악화 및 비상사태로 판단되는 비정상 상태이면 출항을 취소하는 명령을 전송하는 단계는, 해상의 상태 및 출항에 요구되는 조건을 충족한 경우를 정상상태를 판정하고, 그렇지 못한 경우를 비정상 상태로 판정하여 해당 명령을 여객선에 전송한다.

4) 상기 항구관할 여객선운항관제센터는 해당 여객선이 정상 상태로 판정되면 통합센터에 출항 승인을 통지하는 단계는, 해당 여객선에 발행한 출항승인 통지를 통합센터에 통지하여 관리할 수 있도록 보고한다.

5) 상기 해상용 여객선단말부는 정지 또는 출항시에 위치정보를 계속적으로 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 통지하는 단계는, 개별 여객선에 단말기를 설치하여 GPS 등의 장치를 통해 수신한 위치정보를 육상에 설치된 항구관할 여객선운항관제센터에 통지한다. 이때 위치정보를 포함하여 여객선의 운행상태 및 관리상태의 정보를 함께 제공할 수 있다.

6) 상기 항구관할 여객선운항관제센터는 상기 해상용 여객선단말부로부터 접수받은 위치정보를 통합센터에 지속적으로 중계전송하는 단계는, 개별 여객선으로부터 수신한 정보를 그대로 통합센터로 제공함으로써 실시간으로 가공되지 않는 데이터를 제공하는 것인데, 이렇게 함으로써 여객선에 대한 정확한 정보를 통합적으로 파악하고 안전운항여부를 판단하여 관리할 수 있게 한다.

7) 상기 통합센터에서는 해당 여객선의 위치가 항구 영역을 벗어나면, 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 출항상태임을 통지하는 단계는, 일정 영역(zone)을 벗어나게 되면 그 위치를 계속적으로 통지함으로써 자동적으로 출항 및 운항 상태를 알리게 되는 것이다. 이것은 AIS 쌍방향 통신을 이용하여 실시간 정보를 제공하는 알고리즘에 의해 구현된다.

8) 상기 해상용 여객선단말부는 출항이후 위치정보를 계속적으로 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 통지하는 단계는, 출항한 개별 여객선의 위치정보를 실시간으로 무선 단말기를 이용하여 보고하는 단계이다. 이렇게 함으로써, 만약 위치정보 등의 데이터가 제공되지 않는 경우나 일정한 지점에서 계속해서 일정시간이상 머무르는 상황이 발생한다면, 이를 비상/이상상황으로 파악하고 긴급 연락 및 비상 조치하는 절차를 진행할 수 있게 된다.

9) 상기 통합센터는 출항한 여객선의 위치가 항구영역에 들어오면 입항 상태임을 통지하는 단계이다. 이 단계에서도 계속적인 위치정보를 제공받아 식별할 수 있는 구성임으로 별도의 통지 없이 입항하였음을 확인할 수 있다. 이때, 입항에 필요한 제반 정보를 상호 교환할 수 있다.

본 발명의 구성에서는, 상기 통합센터와 항구관할 여객선운항관제센터와의 통신은 유선통신을 통하여 연결하였고, 상기 항구관할 여객선운항관제센터와 해상용 여객선단말부는 AIS 쌍방향 통신을 이용하였다.

이렇게 함으로써, 입항 및 출항하는 모든 여객선을 쌍방향 통신을 통하여 신원을 확인하고 운항 신고를 필할 뿐 아니라, 해상 또는 육상에서 발생하는 긴급 사태나 유사시에 신속하게 대응할 수 있는 체계를 구축하게 된다.

이로써, 해상에서의 안전사고를 획기적으로 감축하고 신속한 운항 처리와 통제가 가능하도록 함으로써 경제적 이익을 창출하고 시간의 무분별한 낭비를 방지하는 효과를 구현하게 된다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 구성, 목적 또는 효과가 동일한 범주라면 기술적인 사상이 동일한 것으로 간주하여 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 명백한 일이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템의 전체 구성을 도시하는 전체 개요 구성도.

도 2는 도 1에 도시한 통합센터 장치의 세부 구성 및 작동을 설명하기 위한 세부구성 블록도.

도 3은 도 1에 도시한 항구관할 여객선운항관제센터 장치의 구성 및 작동을 설명하기 위한 블록도.

도 4는 본 발명의 구성에 의한 해상 여객선에 설치된 단말기장치와 항구관할 여객선운항관제센터와의 운항 통제절차를 설명하기 위한 블록 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 통합센터 110: 통합 케이트웨이

120: 자동운항 분석서버 130: 데이터베이스(DB)

200: 항구관할 여객선운항관제센터부

230, 260, 290: 제1~제N 항구관할 여객선운항관제센터

210, 240, 270: 해안용 무선기지국 장치

220, 250, 280: 여객선모니터링 장치

300: 해상용 여객선단말부

330: 제1 여객선용단말기

360: 제2 여객선용단말기

390: 제N 여객선용단말기

Claims

각 항구에 위치한 다수의 무선기지국으로부터의 실시간 AIS위치정보를 수신하며, 여객선의 입출항상태를 자동으로 분석하여 각 항구에 위치한 여객선운항관제센터기관에 운항 현재상태를 통지하는 통합센터(100)와;

상기 통합센터로부터 제공되는 육상의 정보를 바이너리형식의 AIS포맷으로 변환하여 해상용 단말기로 중계하고, 해상용 단말기에서 송신하는 위치정보와 운항 관련정보를 수신하여 통합센터에 전송하는 해안용 무선기지국 장치(210)와, 상기 통합센터와 연결되어 출입하는 여객선의 현황을 실시간으로 전자해도에 표출하고 해상에서 활동하는 여객선의 위치를 바로 모니터링하고 항로이탈여부 및 안전운항여부를 판단할수 있도록 기능을 제공하는 여객선모니터링 장치(220)를 구비하고, 각 항구에 위치한 여객선운항관제센터기관에 정보를 제공하여 여객선의 해상안전관리 및 운항 관리를 자동으로 수행하게 하는 항구관할 여객선운항관제센터(200)와;

전자해도를 이용한 항해지원기능과 육상에서 전송하는 해상 안전항해지원 단문자를 수신하여 표시하고, 자신의 위치와 항구 출입항정보를 육상으로 전송하는 해상용 여객선단말부(300);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 통합센터는, 각 항구에 위치한 다수의 무선기지국으로부터의 실시간 AIS 위치정보를 수신하며, 통신하는 포맷은 해상의 NMEA0183과 호환 하는 포맷으로 제공하는 통합게이트웨이와, 상기 항구관할 여객선운항관제센터로부터 제공되는 정보를 분석하여 여객선의 운항 여부를 자동으로 분석 처리하는 자동운항 분석서버와, 여객선의 정보와 통합센터에서의 지시사항 및 처리정보를 저장하는 데이터베이스(DB)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템.
제2항에 있어서, 상기 자동운항 분석서버(120)는, TCP/IP 통신연계 모듈(112)과, 여객선운항 분석알고리즘 모듈(114)과, 항구영역과 해상안전관련구역 데이터 및 관리모듈(116)과, 전자해도 데이터 및 관리모듈(117)과, 입출항처리 데이터베이스 연계모듈(118), 및 선박운항분석 알고리즘 모듈(119) 구비하고,

상기 통합게이트웨이(110)는 서버이중화 처리모듈(102)과, 실시간 위치정보처리 큐(103)와, 제어 또는 단문자정보처리 큐(104)와, 위치정보와 제어 및 단문자 전송 프로토콜 분석모듈(106)과; 위치기반 분산처리모듈(107)과, TCP/IP 통신서버 모듈(108)을 구비하며,

상기 해상용 여객선단말부(300)로부터 제공되는 정보를 TCP/IP 통신서버 모듈(108)에서 접수 처리하여, 상기 TCP/IP 통신연계 모듈(112)에 양방향 통신으로 여객선의 위치정보와 운항 승인정보를 통지 및 처리하는 것을 특징으로 하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 해안용 무선기지국 장치(210)는, VHF 안테나를 외부에 연결하여 필요전파를 필터링하는 AIS송수신기용 전파필터(202)와, 이 AIS송수신기용 전파필터(202)에 연결되어 송수신작동하는 AIS송수신기(204)와, 이 AIS송수신기(204)에 연결되어, 송수신기 제어 및 메시지 인터페이스모듈(207)과 전원을 제어하는 전원장치 제어모듈(208) 및 AIS메시지를 제어 및 전송하는 AIS메시지 TCP 제어 및 전송모듈(209)로 되는 AIS 기지국제어장치(206)를 구비하여 이루어지고,

상기 여객선모니터링 장치(220)는, 입출항업무를 처리하는 입출항업무처리모듈(212)과, 여객선의 위치를 표출하는 여객선위치표시 응용모듈(213)과, 안전과 경보음 및 정보를 표시하는 안전관련 알람정보표시 응용모듈(214)과, 전자해도를 표시하는 전자해도 표시모듈(216)과, 전자해도의 데이터를 처리하고 관리하는 전자해도 데이터 및 관리모듈(217)과, 기지국장치와 통신망을 연결하는 기지국장치 TCP 연계모듈(218)과, 통합센터(100)의 정보를 연동하는 센터정보 연계모듈(219),을 구비하며,

상기 통합센터(100)와 TCP/IP 통신으로 상기 AIS메시지 TCP 제어 및 전송모듈(209)과 센터정보 연계모듈(219)이 연결되고, 상기 기지국장치 TCP 연계모듈(218)과 상기 AIS메시지 TCP 제어 및 전송모듈(209)이 연결되어 통신하는 구성인 것을 특징으로 하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템.
여객선의 운항 정보를 통합하고 제어하는 통합센터와, 이 통합센터와 유선통신으로 연결되어 항구관할의 여객선을 관리하는 항구관할 여객선운항관제센터와, 해상의 이동하는 여객선에 설치되어 무선통신을 행하고 제어를 받는 해상용 여객선 단말부를 구비하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템을 제어하기 위한 방법에 있어서,

상기 통합센터에서 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 해상 상태 정보를 제공하는 단계와;

상기 해상용 여객선단말부에서 상기 항구관할 여객선운항관제센터로 항구 내측에서 출항 승인을 요청하는 단계와;

상기 항구관할 여객선운항관제센터에서 판단하여 정상 상태일 때는 해당 여객선의 출항을 승인하는 명령을 전송하고, 기상 악화 및 비상사태로 판단되는 비정상 상태이면 출항을 취소하는 명령을 전송하는 단계와;

상기 항구관할 여객선운항관제센터는 해당 여객선이 정상 상태로 판정되면 통합센터에 출항 승인을 통지하는 단계와;

상기 해상용 여객선단말부는 정지 또는 출항시에 위치정보를 계속적으로 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 통지하는 단계와;

상기 항구관할 여객선운항관제센터는 상기 해상용 여객선단말부로부터 접수받은 위치정보를 통합센터에 지속적으로 중계전송하는 단계와;

상기 통합센터에서는 해당 여객선의 위치가 항구 영역을 벗어나면, 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 출항상태임을 통지하는 단계와;

상기 해상용 여객선단말부는 출항이후 위치정보를 계속적으로 상기 항구관할 여객선운항관제센터에 통지하는 단계와;

상기 통합센터는 출항한 여객선의 위치가 항구영역에 들어오면 입항 상태임 을 통지하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 AIS 양방향통신을 이용한 여객선운항관리시스템 제어방법.