KR101040358B1 - 통합항해시스템 - Google Patents

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Abstract

각 단계별로 지연 시간에 따라 인터페이스를 구비하는 통합항해시스템이 개시된다. 데이터를 처리하는 서버 프로세서가 처리작업을 종료하는 처리 종료 이벤트를 인터페이스에 송신한다. 이를 클라이언트 프로세서는 수신하고, 처리 종료된 데이터를 인터페이스를 통해 서버 프로세서로부터 취득한다. 따라서, 주기적인 데이터 취득이 아닌, 데이터의 처리 단계 및 지연 시간에 따라 데이터를 취득하는 시간은 가변적으로 변경된다. 따라서, 주기적으로 데이터를 취득하는 경우, 발생되는 데이터의 오류 및 레이턴시 시간의 증가는 방지될 수 있다.

Description

통합항해시스템{Integrated Navigation System}
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 stand alone 타입의 항해시스템 및 통합항해시스템에서 데이터를 취득/처리하는 과정을 도시한 블록도들이다.
도 2는 종래 기술에 따라 서버 프로세서로부터 클라이언트 프로세서가 데이터를 취득하는 것을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 서버 프로세서로부터 클라이어트 프로세서가 데이터를 취득하는 것을 도시한 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 통합항해시스템에서 데이터를 취득/처리하는 과정을 도시한 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
200 : 인터페이스 210 : 통신 게이트웨이
212 : 제1 통신 서버 214 : 공통기준 시스템
216 : 제2 통신 서버 218 : 통합항해모듈
본 발명은 선박의 통합항해시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최근 논 의가 되고 있는 IEC(International Electrotechnical Commision) 61924 표준에 관련된 데이터 레이턴시 제어에 관한 것이다.
통합항해시스템이라 함은 자동화된 선발의 운용에 관한 것으로, 인공위성 또는 다양한 항해 센서들을 이용하여 선박의 항해에 필요한 기상 정보 및 각종 정보를 입수하여 최적의 항로를 설정해주고, 운항의 안정성과 효율을 극대화시키는 시스템을 지칭한다.
즉, 선박의 운항에 필요한 다수의 모듈들을 독립적으로 운용하는 것이 아니라 이를 통합된 형태로 운용하여 효율을 극대화시키는 시스템이 통합항해시스템이라 할 수 있다.
따라서, 통합항해시스템은 다양한 항해 센서들과 항해 시스템으로 구성되며, 다양한 항해 데이터들은 항해 센서로부터 수신하여 처리하는 동작을 수행한다. 또한, 데이터의 수신과 데이터의 처리가 항상 수행되므로, 데이터의 수신으로부터 이를 표시하는데 까지는 소정의 시간이 소요된다.
특히, 최근에 논의가 되고 있는 IEC61924표준에서는 항해 데이터의 레이턴시 시간을 각 데이터 별로 지정하고 있다. 일반적으로 IEC61924에서는 최대 레이턴시 시간을 2초로 규정하고 있으며, 국제수로기구(International Hydrographic Organization)에서는 각각의 항해장비별로 일정한 표시지연을 정하고 있다.
레이턴시 시간이라 함은 통상적으로 시스템에 데이터를 요구하고, 시스템으로부터 요구된 데이터가 출력될 때까지 소요되는 시간을 지칭한다. 통합항해시스템에서는 항해 센서 등을 통해 인터페이스로 입력되는 데이터가 시스템에 의해 읽혀 지고 처리되는 시간을 지칭한다.
이러한 레이턴시 시간은 다양한 원인에 의해 발생한다. 그 중 하나는 프로세서와 프로세서 사이의 송/수신단에서 통신 지연에 의한 것이며, 다른 하나는 프로세서 내의 데이터 처리단에서 지연이 발생할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 stand alone 타입의 항해시스템 및 통합항해시스템에서 데이터를 취득/처리하는 과정을 도시한 블록도들이다.
도 1a를 참조하면, 항해 센서에 의해 취득된 데이터는 통신 게이트웨이(100)를 통해 항해모듈(102)로 입력된다. 항해 센서로부터 취득된 데이터가 통신 게이트웨이(100)에 입력될때까지 소요되는 시간은 △tN1이라 하고, 통신 게이트웨이(100)에서 데이터가 처리되는 시간을 △tP1라 하고, 유효 데이터가 통신 게이트웨이(100)로부터 항해모듈(102)에 전달될 때까지 소요되는 시간을 △tN2라 하며, 항해모듈(102)에서 수신된 데이터가 처리되고 사용되는 시간을 △tP1라 한다면, 데이터 표시 레이턴시 시간 Time1은 다음의 수학식 1로 구해진다.
Time1=△tN1 + △tP1 + △tN2 + △tP2
또한, 도 1b에 도시된 통합항해시스템에서 이전의 서버, 시스템 또는 게이트웨이로 입력되는데 소요되는 시간의 합을 △tN1 + △tN2 + △tN3 + △tN4 + △tN5 라 하고, 통신 게이트웨이(110)에서 소요되는 시간을 △tP1 , 제1 통신 서버(112)에서 소 요되는 시간을 △tP2 , 공통기준 시스템(CCRS:Consistent Common Reference System)(114)에서 소요되는 시간을 △tP3 , 제2 통신 서버(116)에서 소요되는 시간을 △tP4, 통합항해모듈(118)에서 소요되는 시간을 △tP5라 한다면, 데이터 표시 레이턴시 시간 Time2는 다음의 수학식 2로 구해진다.
Time2=△tN1 + △tN2 + △tN3 + △tN4 + △tN5 + △tP1 + △tP2 + △tP3 + △tP4 + △tP5
레이턴시 시간이 크면 클수록 항해 시스템의 정확도는 떨어지며, 선박을 제어할 경우, 치명적인 문제가 발생된다. 이를 해결하기 위해 프로세서의 성능을 높이면 시스템의 가격은 상승하므로 가격 대비 성능의 향상을 기대할 수 없다.
도 2는 종래 기술에 따라 서버 프로세서로부터 클라이언트 프로세서가 데이터를 취득하는 것을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 2를 참조하면, 클라이언트 프로세서는 데이터를 주기적으로 취득한다. 즉, 인터페이스(120)에 서버 프로세서가 데이터를 공급하는 것과 무관하게 클라이언트 프로세서는 데이터를 주기적으로 스캔하고, 스캔된 데이터를 읽어들이는 동작을 반복한다. 만일 서버 프로세서가 여러 가지 원인에 의해 데이터 처리의 지연이 발생하는 경우, 클라이언트 프로세서는 해당하는 주기에 데이터를 읽어들이지 못하고, 다음 주기에서 데이터를 읽어들이게 된다.
이러한 데이터가 다수개의 프로세서를 거쳐서 순차적으로 전달되고, 처리되는 경우, 데이터 레이턴시 시간은 증가하게 되며, 항해 센서로부터 출력 수단을 통해 최종적으로 디스플레이될 때까지 소요되는 레이턴시 시간은 예측되는 기간보다 훨씬 증가하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 데이터 레이턴시 시간을 최소화하기 위한 통합항해시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 항해 센서로부터 센서 데이터들를 수신하기 위한 통신 게이트웨이; 상기 통신 게이트웨이로부터 수신되는 상기 센서 데이터들를 전송하기 위한 제1 통신 서버; 상기 제1 통신 서버로부터 수신되는 센서 데이터들의 유효성을 검증하고, 이를 그룹핑하기 위한 공통기준 시스템; 공통기준 시스템에 의해 분류된 데이터를 수신하고 이를 송신하기 위한 제2 통신 서버; 상기 분류된 데이터를 상기 제2 통신 서버로부터 수신하고, 각각의 항해 시스템에 공급하며 이를 디스플레이하기 위한 통합항해모듈 및 상기 통신 게이트웨이, 상기 제1 통신 서버, 상기 공통기준 시스템, 상기 제2 통신 서버 및 상기 통합항해모듈 중 인접한 요소들 사이에 배치되고, 이전 요소로부터 작업 종료 이벤트를 이후 요소에 전달하고, 수신 또는 처리된 데이터를 상기 이후 요소에 전달하기 위한 인터페이스를 포함하는 통합항해시스템을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 통합항해모듈 및 이를 이용하는 통합항해시스템은 IEC61924표준을 따른다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 서버 프로세서로부터 클라이어트 프로세서가 데이터를 취득하는 것을 도시한 타이밍도이다.
도 3을 참조하면, 서버 프로세서는 일정 시간 간격으로 데이터를 스캔하는 것이 아니라, 서버 프로세서에서 데이터 처리 종료 이벤트를 클라이언트 프로세서에게 송신하면 클라이언트 프로세서가 능동적으로 데이터를 스캔하여 처리한다.
먼저, 서버 프로세서는 데이터 처리를 종료하면 인터페이스를 통해 클라이어트 서버에게 작업 종료 이벤트를 전송한다. 작업 종료 이벤트를 수신한 클라이언트 프로세서는 인터페이스(200) 상의 데이터를 수신하고 이를 처리한다. 즉, 클라이언트 프로세서는 서버 프로세서의 작업 종료와 무관하게 데이터를 주기적으로 스캔하는 것이 아니라, 서버 프로세서로부터 작업 종료 이벤트를 수신하는 경우에만, 데이터를 수신하고, 이를 처리한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 통합항해시스템에서 데이터를 취득/처리하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 통합항해시스템은 통신 게이트웨이(210), 제1 통신 서버(212), 공통기준 시스템(214), 제2 통신 서버(216), 통합항해 모듈(218) 및 인터페이스(200)를 가진다.
통신 게이트웨이(210)는 다수개의 항해 센서들로부터 입력되는 센서 데이터들을 수신한다. 또한, 이를 제1 통신 서버(212)에 전송한다.
상기 제1 통신 서버(212)는 수신된 센서 데이터들을 공통 기준 시스템(214)에 전달한다. 상기 공통 기준 시스템(214)은 수신된 센서 데이터들의 유/무효성을 검증하며, 데이터들을 다양한 형태로 그룹핑하여 정보화한다. 그룹핑된 데이터들은 모듈화되어 제2 통신 서버(216)로 전달된다.
제2 통신 서버(216)는 그룹핑된 데이터들을 데이터들에 적합한 통합항해모듈(218)에 전달한다. 통합항해모듈(218)은 그룹핑된 데이터들을 해당하는 각각의 항해시스템에 송신하고 이를 디스플레이한다.
상기 인터페이스(200)는 제2 통신 서버(216)와 통합항해모듈(218) 사이에 배치된다. 상기 제2 통신 서버(216)가 작업 종료 이벤트 및 데이터들을 송신하면, 통합항해모듈(218)은 작업 종료 이벤트에 따라 인터페이스(200)로부터 데이터를 수신한다.
또한, 상기 인터페이스(200)는 상기 도 4에 도시된 위치 이외에 배치될 수도 있다. 즉, 통신 게이트웨이(210)와 제1 통신 서버(212) 사이, 제1 통신 서버(212)와 공통 기준 시스템(214) 사이, 또는 공통 기준 시스템(214)과 제2 통신 서버(216) 사이에도 배치될 수 있다. 또한, 상기 인터페이스(200)는 각각의 데이터 전송 및 수신 단계에 개별적으로 개입되어 설치될 수도 있다. 따라서, 상기 인터페이스는 복수개로 설치될 수도 있다.
또한, 상기 인터페이스는 각 단계별로 지연 시간이 가장 큰 단계 사이에 개입됨이 바람직하다. 따라서, 시스템의 특성에 따라 지연 시간이 가장 큰 단계에 인터페이스를 개재하고, 능동적인 데이터 송/수신을 수행하여 레이턴시 시간을 최소화할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 항해 센서들로부터 측정된 데이터는 주기적인 데이터의 취득에 따른 레이턴시 시간의 증가를 회피할 수 있다. 또한, 통합항해시스템은 항해 센서들로부터 관측된 데이터를 빠른 시간내에 시스템 사용자에게 디스플레이하고, 정보를 제공할 수 있다. 즉, 레이턴시 시간이 최소화 됨에 따라, 항해 센서의 데이터를 빠르게 판별하여, 사용자가 선박을 효율적으로 제어할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 항해 센서로부터 센서 데이터들를 수신하기 위한 통신 게이트웨이;
    상기 통신 게이트웨이로부터 수신되는 상기 센서 데이터들를 전송하기 위한 제1 통신 서버;
    상기 제1 통신 서버로부터 수신되는 센서 데이터들의 유효성을 검증하고, 이를 그룹핑하기 위한 공통기준 시스템;
    공통기준 시스템에 의해 분류된 데이터를 수신하고 이를 송신하기 위한 제2 통신 서버;
    상기 분류된 데이터를 상기 제2 통신 서버로부터 수신하고, 각각의 항해 시스템에 공급하며 이를 디스플레이하기 위한 통합항해모듈; 및
    상기 통신 게이트웨이(이전요소)와 제 1 통신서버(이후요소) 사이의 제 1 위치, 상기 제 1 통신서버(이전요소)와 공통기준시스템(이후요소) 사이의 제 2 위치, 상기 공통기준시스템(이전요소)과 제 2 통신서버(이후요소) 사이의 제 3 위치, 상기 제 2 통신서버(이전요소)와 통합항해모듈(이후요소) 사이의 제 4 위치 중 어느 하나의 위치에 배치되고, 상기 1 내지 4 위치 중 어느 하나의 이전요소로부터 작업 종료 이벤트를 상기 제 1 내지 제 4 위치 중 어느 하나의 이후 요소에 전달하고, 수신 또는 처리된 데이터를 상기 제 1 내지 제 4 위치 중 어느 하나의 이후 요소에 전달하기 위한 인터페이스; 를 포함하는 통합항해시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 통합항해시스템은 IEC61924 표준에 따르는 것을 특징으로 하는 통합항해시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 통합항해모듈은 작업 종료 이벤트를 수신하는 경우에만, 상기 분류된 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 통합항해시스템.
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