KR101087680B1

KR101087680B1 - 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법

Info

Publication number: KR101087680B1
Application number: KR1020090077429A
Authority: KR
Inventors: 배성준
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-11-30
Also published as: KR20110019844A

Abstract

본 발명은 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법에 관한 것으로서, 해상교통관제국(VTS Station)의 구역 내를 운항하는 선박들의 해상교통을 선박자동식별시스템(AIS)을 이용하여 관제하며, 상기 해상교통관제국의 구역 내에 진입한 선박자동식별시스템이 탑재된 선박의 엔진제어와 항로제어시스템(TCS)을 원격조종하기 위한 통신암호를 상기 선박의 선박자동식별시스템으로 발급하는 암호발급 단계와; 상기 해상교통관제국의 구역 내를 항해하는 선박자동식별시스템이 탑재되거나 탑재되지 아니한 모든 선박들의 항해정보를 분석하여 선박의 충돌 여부를 판단하는 충돌판단 단계와; 상기 선박의 충돌 위험 발생시 위험상황에 해당하는 모든 선박들에게 긴급명령을 내리고 해당 선박의 항로제어시스템에 충돌방지 위치 값을 상기 선박자동식별시스템을 통해 전송하는 긴급명령 단계와; 상기 긴급명령 단계에서 일정시간 내에 해당 선박이 응답하여 수동으로 선박의 위치를 이동하면 위험상황을 해제하고, 해당 선박이 일정시간 동안 응답이 없으면 상기 항로제어시스템과 엔진을 원격조종하여 해당 선박을 충돌방지 위치 값으로 이동시켜 위험상황을 해제하는 명령수행 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

선박자동식별시스템, 항로제어시스템, 해상교통관리, 선박, 충돌

Description

선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법{VESSEL TRAFFIC ADMINISTRATION METHOD USING LOCATION CONTROL OF SHIP}

본 발명은 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항구나 연안 등을 항해하는 선박의 항해정보를 AIS를 통해 분석하고 충돌 위험의 선박을 안전한 위치로 이동시켜 선박의 충돌사고를 방지할 수 있는 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 수 백톤 이상의 대형선박, 예를 들면 상선, 화물선, 여객선의 경우 대부분은 국제 해사기구에서 채택한 선박자동식별시스템(AIS; Automatic Identification System, 이하 AIS)를 탑재하고 있다.

이러한 AIS는 국제 항해에 종사하는 300톤 이상의 선박, 국내 항해에 종사하는 500톤 이상의 화물선과 여객선에는 의무적으로 장착하도록 규정되어 있다.

상기 AIS는 디지털 VHF(Very High Frequency;초단파주파수) 무선 트랜스폰더 장치로서, 데이터 통신을 위해 해사 이동주파수 대역 내의 2개의 VHF 채널이 사용되고, 각 채널은 9600bps의 전송률로 분당 2000개의 정보 전송이 가능하다.

또한 2개의 독립된 수신기와, 1개의 송신기로 구성되어 있으며, 수신기는 2 개의 채널에서 동시에 정보를 수신할 수 있고, 송신기는 2개의 채널을 번갈아 송신한다.

그리고 채널의 활용 효율을 높이기 위해 SOTDMA(Self-Organized Time Division Multiple Access) 방식을 사용하고, 하나의 기준 시간 동안 해상교통관제국(VTS station) 및 모든 AIS 탑재 선박들이 시간간격할당(Time-slot allocation)을 하도록 하는 방식으로 주로 GPS 시간을 이용하여 동기화가 설정된다.

이와 같은 AIS는 시간, 선박위치, 항해 데이터 등을 제공하기 위해 GPS 수신기와, 자이로 컴패스(Gyro compass), 스피드 로그(Speed log) 등과 같은 센서가 장착되어 있으며, 상기와 같은 센서로부터 입력된 데이터와 항해 관련 자료를 함께 송신하고, 타 선박 및 해상교통관제국으로부터의 정보를 수신하여 모니터에 출력해줌으로써, 선박과 선박 상호 간 또는 해상교통관제국에서 선박 상호 간의 동태를 파악할 수 있게 해준다.

따라서 상술한 AIS는 선박이름, 종류, 위치정보, 진행속도, 진행방향 및, 항해와 관련된 정보를 국제적으로 규정된 VHF 회선을 통하여 주기적으로 송수신하고 육상 및 다른 선박과 정보 및 관련 데이터를 자동으로 교환함으로써 항구나 연안 등을 항해하는 선박의 충돌 방지와 해상교통관리를 효율적으로 할 수 있다.

그러나 AIS가 탑재된 선박이라 하더라도 선박 내부의 인명사고로 인해 선박의 운항을 조종할 수 없게 되면, 상기 선박이 자체이동수단이 없는 해상구조물이나 항구, 암초 등에 충돌할 위험이 있더라도 해상교통관제국에서 아무런 조치를 취할 수 없게 되어 대형사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해상교통관제국에서 충돌의 위험이 예측되는 선박을 식별하여 해당 선박을 안전한 곳으로 이동시킬 수 있는 해상교통관리 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법은, 해상교통관제국(VTS Station)의 구역 내를 운항하는 선박들의 해상교통을 선박자동식별시스템(AIS)을 이용하여 관제하며, 상기 해상교통관제국의 구역 내에 진입한 선박자동식별시스템이 탑재된 선박의 엔진제어와 항로제어시스템(TCS)을 원격조종하기 위한 통신암호를 상기 선박의 선박자동식별시스템으로 발급하는 암호발급 단계와; 상기 해상교통관제국의 구역 내를 항해하는 선박자동식별시스템이 탑재되거나 탑재되지 아니한 모든 선박들의 항해정보를 분석하여 선박의 충돌 여부를 판단하는 충돌판단 단계와; 상기 선박의 충돌 위험 발생시 위험상황에 해당하는 모든 선박들에게 긴급명령을 내리고 해당 선박의 항로제어시스템에 충돌방지 위치 값을 상기 선박자동식별시스템을 통해 전송하는 긴급명령 단계와; 상기 긴급명령 단계에서 일정시간 내에 해당 선박이 응답하여 수동으로 선박의 위치를 이동하면 위험상황을 해제하고, 해당 선박이 일정시간 동안 응답이 없으면 상기 항로제어시스템을 원격조종하여 해당 선박을 충돌방지 위치 값으로 이동시켜 위험상황을 해제하는 명령수행 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시 예에 따르면, 상기 긴급명령 단계에는 충돌 위험에 해당하는 선박으로부터 소정 반경 내에 위치한 타 선박들에 대해 경고신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시 예에 따르면, 상기 항로제어시스템(TCS)은 조타장치 및 방향타를 작동시켜 일정한 목적지점으로 해당 선박을 이동시키고, 해당 선박의 초기위치와 일정한 목적지점에 의해 만들어진 항로를 일정하게 유지하며 항해하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법은, 충돌 위험이 예상되는 선박을 해상교통관제국에서 식별하여 해당 선박의 엔진제어와 선박자동식별시스템(AIS)을 통해 항로제어시스템(TCS)을 원격조종함으로써, 인명사고 등으로 선박의 운항 조종이 불가능한 상태에서도 충돌 위험이 있는 선박을 안전한 위치로 이동시켜 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해 석되어야만 한다.

또한, 하기 설명에서 구체적인 소프트웨어적 방법 등과 같은 특정 사항들 없이도, 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 일반적인 선박자동식별시스템(AIS)의 구성원리를 도시하는 개념도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법을 단계별로 도시하는 순서도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법에서 선박 위치제어 방법을 단계별로 도시하는 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법의 구성원리를 도시하는 개념도이다.

첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법은 크게 암호발급 단계(2)와, 충돌판단 단계(4)와, 긴급명령 단계(6)와, 명령수행 단계(8)를 포함하여 이루어지며, 하기에서 각 단계에 대해 상세히 설명하도록 한다.

먼저 암호발급 단계(2)에 대해 설명하도록 한다.

일반적으로 해상교통관제국(VTS Station, 100)은 관제구역 내를 운항하는 선박(300)들의 해상교통을 선박자동식별시스템(AIS, 30)을 이용하여 관제하는데, 상 기 암호발급 단계(2)는 해상교통관제국(100)의 구역 내에 진입한 선박(300)의 항로제어시스템(TCS, 50)을 원격조종하기 위한 통신암호를 상기 선박의 선박자동식별시스템(30)으로 발급하는 단계이다.

해상교통관제국(100)의 관제 구역 내에 진입하는 선박(300) 중에 선박자동식별시스템(이하 AIS)이 탑재되어 있는 선박(300)이 있을 경우, 상기 해상교통관제국(100)에서는 상기 선박(300)의 AIS(30)에 통신암호를 발급하게 되는데, 엔진제어와 항로제어시스템(이하 TCS)을 원격조종하기 위한 신호를 상기 AIS(30)를 통해 전송할 수 있게 되는 것이다.

여기서 상기 AIS(30)는 고가의 장비로써 소정 규모 이상의 선박에 한하여 의무적으로 탑재하는데, 이는 규모가 큰 선박일수록 충돌 사고 발생시 큰 참사가 일어날 가능성이 크고, 대형의 선체를 이루고 있어 즉각적인 방향 조종 및 회피가 어렵기 때문이다. 그리고 해상교통관제국(100)에서도 구역 내의 소형 어선 등과 같은 모든 선박을 원격조종할 수는 없기 때문에 원격조종이 용이한 AIS(30)가 탑재된 소정 규모 이상의 선박에만 통신암호를 발급하는 것이 바람직하다.

다음으로 충돌판단 단계(4)에 대해 설명하도록 한다.

상기 충돌판단 단계(4)는 상기 해상교통관제국(100)의 구역 내를 항해하는 선박들의 항해정보를 분석하여 선박(300)의 충돌 여부를 판단하는 단계이다.

앞서 설명에서는 해상교통관제국(100)의 관제 구역 내에 진입하는 선박(300) 중에 AIS(30)가 탑재되어 있는 선박(300)에만 통신암호를 발급한다고 해서 상기 AIS(30)가 미탑재되어 있는 선박은 관제 대상에서 제외되는 것은 아니며, 주파수공용통신시스템(TRS; Trunked Radio System)을 통해 구역 내의 모든 선박들의 위치정보와 진행정보 등을 분석하여 선박의 충돌 여부를 판단할 수 있게 되는 것이다. 이러한 주파수공용통신시스템은 자신의 경위도 좌표를 구역 내의 해상교통관제국(100)에 전송할 수 있으며, 상기 해상교통관제국(100)으로부터 반경 60마일 정도의 범위를 통신할 수 있다.

다음으로 긴급명령 단계(6)에 대해 설명하도록 한다.

상기 긴급명령 단계(6)는 상기 선박(300)의 충돌 위험 발생시 위험상황에 해당하는 모든 선박들에게 긴급명령을 내리고 해당 선박(300)의 항로제어시스템(50)에 충돌방지 위치 값을 상기 선박자동식별시스템(30)을 통해 전송하는 단계이다.

상술한 AIS 및 TRS를 통해 해상교통관제국(100)은 구역 내를 항해하는 모든 선박들에 대한 항해정보를 분석하여 선박의 충돌 위험 발생시 위험상황에 해당하는 모든 선박들에게 긴급명령을 내리게 되는데, 선박과 선박 간의 충돌, 선박과 해상구조물 간의 충돌, 선박과 암초 간의 충돌 등 상황에 따른 긴급명령이 내려지게 된다.

여기서 상기 긴급명령 단계(6)에는, 충돌 위험에 해당하는 선박으로부터 소정 반경 내에 위치한 타 선박들에 대해 경고신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직한데, 이는 연쇄 충돌 위험을 사전에 방지하고 사고 발생시 주변의 선박들에 의한 구조 활동을 용이하도록 하기 위해서이다. 특히 해상 재난의 경우 바 다라는 특성상 신속한 구조활동이 펼쳐지지 않으면 단시간에 많은 인명 피해가 발생할 수 있기 때문에 주변 선박에 의한 신속한 구조활동이 매우 중요하다고 할 수 있다.

다음으로 명령수행 단계(8)에 대해 설명하도록 한다.

상기 명령수행 단계(8)는 상기 긴급명령 단계에서 일정시간 내에 해당 선박(300)이 응답하여 수동으로 선박의 위치를 이동하면 위험상황을 해제하고, 해당 선박(300)이 일정시간 동안 응답이 없으면 엔진제어와 항로제어시스템(50)을 원격조종하여 해당 선박(300)을 충돌방지 위치 값으로 이동시켜 위험상황을 해제하는 단계이다.

선박과 선박의 충돌 위험이 있을 경우에는 어느 하나의 선박만이라도 위험 상황을 인지하고 그에 따른 조치를 취하여 위험상황을 해제할 수 있지만, 선박과 해상구조물 또는 암초, 항구 등과 같은 경우에는 해당 선박이 여러 이유로 인해 위험을 인지하지 못하게 되는 상황이 발생할 수 있다.

예를 들자면, 선박 내의 선원 모두가 급성 전염병, 식중독, 테러 등에 의해 선박의 운항을 조종할 수 없게 될 수 있는데, 이 경우에 자체 이동수단이 없는 해상구조물 등에 아무런 대처를 하지 못하고 충돌하여 대형사고가 발생하게 되는 것이다.

이러한 점을 해결하고자 본 발명에서는 선박(300)의 AIS(30)를 통해 상기 선박의 TCS(50)에 충돌방지 위치 값을 전송하고 필요 시 엔진의 구동을 제어하여 선 박의 위치를 원격으로 제어한다. 따라서 충돌 위험에 직면한 선박(300)을 충돌방지 위치 값으로 이동시켜 대형사고를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

여기서 상기 TCS(50)는 조타장치(70) 및 방향타(90)를 작동시켜 일정한 목적지점으로 해당 선박(300)을 이동시키는 시스템이며, 해당 선박(300)의 초기위치와 일정한 목적 지점에 의해 만들어진 항로를 일정하게 유지하며 항해한다.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 형상의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 해당 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 상기에서 기술된 실시 예는 본 발명에 따른 하나의 실시예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.

도 1은 일반적인 선박자동식별시스템(AIS)의 구성원리를 도시하는 개념도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법을 단계별로 순서도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법에서 선박 위치제어 방법을 단계별로 도시하는 블록도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법의 구성원리를 도시하는 개념도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2: 암호발급 단계 4: 충돌판단 단계

6: 긴급명령 단계 8: 명령수행 단계

10: 해상교통관제시스템(VTS; Vessel Traffic Service)

30: 선박자동식별시스템(AIS; Automatic Identification System)

50: 항로제어시스템(TCS; Track Control System)

70: 조타장치

90: 방향타

100: 해상교통관제국(VTS Station)

200: 해상구조물

300: 선박

Claims

해상교통관제국(VTS Station)의 구역 내를 운항하는 선박들의 해상교통을 선박자동식별시스템(AIS)을 이용하여 관제하는 방법에 있어서,

상기 해상교통관제국의 구역 내에 진입한 선박자동식별시스템이 탑재된 선박의 엔진제어와 항로제어시스템(TCS)을 원격조종하기 위한 통신암호를 상기 선박의 선박자동식별시스템으로 발급하는 암호발급 단계;

상기 해상교통관제국의 구역 내를 항해하는 선박자동식별시스템이 탑재되거나 탑재되지 아니한 모든 선박들의 항해정보를 분석하여 선박의 충돌 여부를 판단하는 충돌판단 단계;

상기 선박의 충돌 위험 발생시 위험상황에 해당하는 모든 선박들에게 긴급명령을 내리고 해당 선박의 항로제어시스템에 충돌방지 위치 값을 상기 선박자동식별시스템을 통해 전송하는 긴급명령 단계;

상기 긴급명령 단계에서 일정시간 내에 해당 선박이 응답하여 수동으로 선박의 위치를 이동하면 위험상황을 해제하고, 해당 선박이 일정시간 동안 응답이 없으면 상기 항로제어시스템을 원격조종하여 해당 선박을 충돌방지 위치 값으로 이동시켜 위험상황을 해제하는 명령수행 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법.
제 1항에 있어서,

상기 긴급명령 단계에는, 충돌 위험에 해당하는 선박으로부터 소정 반경 내 에 위치한 타 선박들에 대해 경고신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법.
제 1항에 있어서,

상기 항로제어시스템(TCS)은 조타장치 및 방향타를 작동시켜 일정한 목적지점으로 해당 선박을 이동시키고, 해당 선박의 초기위치와 일정한 목적지점에 의해 만들어진 항로를 일정하게 유지하며 항해하는 것을 특징으로 하는 선박의 원격 위치제어를 이용한 해상교통관리 방법.