KR101298925B1

KR101298925B1 - 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템

Info

Publication number: KR101298925B1
Application number: KR1020110138859A
Authority: KR
Inventors: 손남선; 김선영
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-08-22
Also published as: KR20130071580A

Abstract

본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템은 아파레이더(ARPA) 또는 선박자동식별장치(AIS)로부터 하나 이상의 통항선박들의 정보를 입력받는 입력부; 상기 입력부에서 입력된 정보를 계산하여 하나 이상의 상기 통항선박들의 최근접시간과 최근접거리 및 충돌위험도를 계산하는 계산부; 및 상기 계산부에서 계산된 하나 이상의 상기 통항선박들의 충돌위험도를 전자해도상에 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템 {Collision Risk Recognition Support System on Multiple Ships by using the Directional Collision Risk}

본 발명은 선박의 조종실의 항해사가 운항시, 혹은 해상교통관제소의 관제사가 관제업무를 수행함에 있어, 수많은 선박들간의 충돌위험성을 식별하는 데 도움을 주기 위한, 다중 선박 충돌위험도 식별 지원 시스템에 관한 것이다.

종래에는, 선박이 운항할 경우, 충돌사고에 대비하여, 항해사는 견시 업무를 수행하며, 레이더와 전자해도 장비를 통해 지원을 받고 있다. 그러나, 충돌상황을 초기에 식별하고, 회피기동을 수행하기까지 수동으로 많은 항해장비를 일일이 확인하고, 위험상황시 신속하게 대응하는 데 많은 시간이 소요된다. 또한, 해양사고의 30%가 선박충돌사고이며, 이중 인적오류가 80% 이상을 차지하고 있는 상황에서, 충돌사고를 사전에 예방하기 위해, 자선박 주위의 수십척의 선박과의 충돌상황을 효과적으로 단시간에 식별할 수 있도록 지원할 수 있는 시스템이 필요하다. 종래에 ARPA 레이더 등에서 충돌여유거리(DCPA)를 이용하여, 수동으로 설정한 특정의 두 선박간의 충돌위험을 알람으로 제공받는 기능은 있으나, 수십척의 선박들간의 조합을 통해 충돌위험을 동시에 고려하지 못하고 있다. 이로 인하여, 수십척의 선박들 중에 어느 선박이 가장 위험하고, 충돌위험성이 높은 선박군이 어느 그룹인지 파악하는 데 한계가 있었다. 선박과 마찬가지로, 해상교통관제센터에서 통항선박의 관제업무를 수행하는 관제사에 있어서도, 여러 척의 선박들의 조합간의 충돌위험을 실시간 제공하는 시스템은 전무하다.

종래의 공개특허 제10-2009-0069711호의 "선박의 충돌 방지 시스템"에서도 선박의 소정 위치에 설치되어 기 설정된 범위 내의 장애물을 감지하는 장애물 감지부와, 감지된 장애물과 선박간의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 측정부와, 거리 측정부로부터 측정된 거리를 토대로 감지된 장애물의 접근 속도를 산출하는 접근 속도 산출부와, 접근 속도를 토대로 최소 충돌 회피 거리를 산출하는 거리 산출부와, 최소 충돌 회피 거리를 의거하여 선박의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하여, 장애물이 감지됨에 따라 선수부 또는 선미부의 거리 측정부를 구동시켜 얻은 장애물과 선박간의 거리값을 토대로 최소 충돌 회피 거리값을 산출하고, 이를 토대로 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근할 경우 선박의 속도를 조절함으로서, 선박과 장애물간의 충돌을 피하게 할 수 있도록 하여 선박 사고율을 줄일 수 있도록 하는 기술에 대해서 개시하고 있으나, 선박에 근접한 장애물의 초기식별이 어렵고 충돌위험성이 있을 때에만 측정되는 한계점과 다양한 접근 각도에서 접근하는 다중 선박들에 대해서는 다각적으로 충돌 위험도를 실시간으로 감시할 수 없는 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 선박들간의 모든 조합간의 충돌위험을 계산할 수 있는 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템에 관한 것으로서, 선박들의 위치와 방위, 속도정보를 이용하고, 각 선박들간의 조합에 있어 충돌여유거리(DCPA) 및 충돌여유시간(TCPA), 그리고, 선박속도와 길이 정보를 이용하여, 각 선박들의 진행가능 방향별 충돌위험도를 계산한다. 방향별 충돌 위험도를 종합하면, 각 선박의 총체적인 충돌위험도를 계산할 수 있으며, 이는 모든 선박들간의 충돌위험도를 포함하여 선박의 안전한 운항을 지원하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다중 선박간의 충돌위험도를 실시간으로 효과적으로 계산할 수 있으며, 충돌위험도를 수준별 단계로 나눠 각 단계별 위험도를 평가함으로써, 결과적으로 수많은 선박들 중에 어느 선박 혹은 어느 선박군이 충돌위험이 높은지, 효과적으로 판단할 수 있도록 지원이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 정보는 하나 이상의 상기 통항선박들의 위도, 경도, 침로, 속도인 것을 특징으로 한다.

상기 표시부는 하나 이상의 상기 통항선박들의 충돌위험도를 위험도 수준에 따라 컬러로 표시하고 점멸하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 계산부에서 상기 통항선박들 중 i번째 선박의 상기 충돌 위험도를 계산하기 위해 상기 i번째 선박을 기준으로 좌현과 우현의 방향각의 범위를 설정하고, 상기 방향각의 범위를 단위각으로 분할하여 k번째 단위각에서의 상기 i번째 선박의 방향별 충돌 위험도(CR_j _,k(i))를 계산하는 것을 특징으로 한다.

여기서, i는 0, 1, ..., N_T-1이고,

j는 0, 1, ..., N_T-1(i값은 제외)이며,

k는 0, 1, ..., 180/단위각이고, N_T는상기 타선박 및 상기 자선박의 개수

또한 본 발명에 따르면, 상기 방향별 충돌 위험도(CR_j _,k(i))는 수학식 1에 의해 퍼지알고리즘에 따라 계산되는 것을 특징으로 한다.

<수학식 1>

여기서, TCPA_j _,k(i)는 i번째 선박이 k번째 방향으로 이동한다고 가정할 때, j번째 선박과의 최근접시간,

DCPA_j _,k(i)는 i번째 자선박이 k번째 방향으로 이동한다고 가정할 때, j번째 타선박과의 최근접거리,

L은 i번째 선박의 길이, V는 i번째 선박의 속도를 의미

또한 본 발명에 따르면, 상기 i번째의 선박의 k방향의 충돌 위험도는 상기 j값을 증가시키면서 상기 방향별 충돌 위험도(CR_j _,k(i))에서 계산된 값 중 수학식 2에 따라 최대값이 선택되는 것을 특징으로 한다.

<수학식 2>

여기서,

≤ 1.0이다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 i번째 선박의 하나 이상의 상기 j번째 선박과의 상기 충돌 위험도는 상기 k값을 증가시켜가면서, 수학식 3의 방향별 가중함수를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템.

<수학식 3>

여기서, θ_K는K번째 방향각으로 수학식 4에 따라 계산되고,

<수학식 4>

여기서, θ₀는 -90도,θ_f는 +90도이며, θunit 는 단위 방향각으로서, 15도이고,

ψ_i는 i번째 선박의 침로(Course of Ground)를 의미하며,

이다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 i번째 선박과 하나 이상의 상기 통항선박과의 상기 충돌 위험도(CR(i))를 구간별로 구분하여 상기 충돌위험도에 따라 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 방법은 아파레이더(ARPA) 또는 선박자동식별장치(AIS)로부터 하나 이상의 통항선박들의 정보를 입력받는 입력단계; 상기 입력단계에서 입력된 정보를 계산하여 하나 이상의 상기 통항선박들의 최근접시간과 최근접거리 및 충돌위험도를 계산하는 계산단계; 및 상기 계산단계에서 계산된 하나 이상의 상기 통항선박들의 충돌위험도를 전자해도상에 표시하는 표시단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 계산단계는 상기 통항선박들 중 i번째 선박의 상기 충돌 위험도를 계산하기 위해 상기 i번째 선박을 기준으로 방향각의 범위를 설정하고, 상기 방향각의 범위를 단위각으로 분할하여 k번째 단위각으로 상기 i번째 선박이 진행할 때, j번째 선박과의 최근접시간(TCPA_j _,k(i)) 및 최근접거리(DCPA_j _,k(i))를 계산하는 제1계산단계; 및 상기 i번째 선박의 방향별 충돌 위험도(CR_j _,k(i))를 수학식 1에 의해 퍼지알고리즘에 따라 계산하는 제2계산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계산하는 것을 특징으로 한다.

<수학식 1>

여기서, L은 i번째 선박의 길이, V는 i번째 선박의 속도를 의미

i값은 0, 1, ..., N_T-1이고,

j값은 0, 1, ..., N_T-1(i값은 제외)이며,

k값은 0, 1, ..., 180/단위각이고,

N_T값은상기 통항선박들의 개수

또한 본 발명에 따르면, 상기 i값, 상기 j값, 및 상기 k값을 증가시켜가면서 상기 입력단계 및 상기 계산단계를 반복 수행하는 반복수행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템은 다중 선박간의 충돌위험도를 실시간으로 효과적으로 계산할 수 있으며, 충돌위험도를 수준별 단계로 나눠 각 단계별 위험도를 평가함으로써, 결과적으로 수많은 선박들 중에 어느 선박 혹은 어느 선박군이 충돌위험이 높은지, 효과적으로 판단할 수 있는 효과가 있고, 선박 온보드형으로서 조종실에서 운항자에게 충돌예방을 위한 선박안전운항 지원 시스템으로 활용이 가능하며, 또한, 해상교통관제센터에서 관제사가 수많은 선박을 관제함에 있어 충돌위험이 높은 선박을 효과적으로 식별할 수 있도록 도움을 줄 수 있는 해상교통관제 지원시스템으로도 활용가능한 효과가 있다.

즉, 수십척의 선박이 운항되는 연근해에서의 고충돌위험 선박 식별 가능하고, 선박 온보드형 충돌위험 정보 제공을 통한 충돌사고를 사전에 방지할 수 있으며, 해상교통관제 시스템에 적용시 수십척 관제대상선박 중 고충돌위험선박 실시간 식별 및 대처를 통한 관제해역의 통항 안전성 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 시스템의 운용 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템의 표시부를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 방향별 충돌위험도 생성 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 시스템의 운용 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 시스템은 해상의 통항선박들의 정보를 선박자동식별장치(AIS) 혹은 아파레이더(ARPA)를 통해 전달받아, 자선박을 포함한 선박들의 위치, 방위, 속도 및 제원(길이)정보를 바탕으로 선박 조종실 혹은 관제센터(VTS)에서 다중선박 충돌위험도를 계산하게 된다.

자선박에는 통항선박들의 운항정보를 수집하기 위한 AIS, ARPA가 필요하다. 계산된 충돌위험도는 전자해도상에 전시되며, 충돌위험도 수준별로 단계를 나눠 그 위험성을 컬러로 표시가능하다.

본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템(1)이 관제센터(VTS)에 설치되어 통항선박들간의 충돌 위험도를 모두 분석가능하고, 운항중인 자선박에 온보드 형태로 탑재되어 주위에 운항중인 타선박들과의 충돌 위험도를 계산가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템의 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템은 입력부(100), 계산부(200), 표시부(300)를 포함한다.

입력부(100)는 AIS 또는 ARPA를 통해, 자선박 및 타선박, 즉 통항선박들의 위도, 경도, 침로, 속도의 정보를 입력받게 된다.

다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템은 자선박에 탑재된 AIS나 ARPA 레이더를 통해 자선 및 타선박들의 운항정보를 입력받게되고, 해상교통관제센터에서는 센터내의 AIS 혹은 레이더상에서 식별된 통항선박들의 운항정보를 입력받는다.

계산부(200)에서는 입력부(100)로부터 입력된 통항선박들의 위도, 경도, 침로, 속도의 정보를 계산하여 통항선박들간의 최근접시간(TCPA)과 최근접거리(DCPA)를 산출하고, 통항선박들간의 방향별 충돌위험도를 계산하며, 방향별 충돌위험도를 바탕으로 통항선박들의 총체적 충돌 위험도를 계산하게 된다.

계산부(200)는 PC, 노트북, 스마트폰, 타블렛PC 등 다양한 형태가 가능하다.

표시부(300)는 계산부(200)에서 계산된 통항선박들의 충돌위험도를 전자해도상에 표시하게 된다.

먼저 전자해도상에 AIS, ARPA에서 식별된 통항선박들을 표시하고, 통항선박들간의 충돌위험도를 위험 수준별로 컬러로 표시하며, 충돌위험도가 가장 높은 통항선박군들에 대해서는 점멸표시를 하여 사용자의 주의를 환기시키게된다.

예를 들면, 충돌위험도가 낮은순부터 높은순으로 백색, 녹색, 황색, 적색 순으로 표시하여 적색의 표시가 있는 선박은 충돌 위험이 높다는 의미로 사용자가 인식할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템의 화면 예시로서, 충돌 위험 상황을 가정하여 가상적으로 도시한 것으로서, 적색 7번 선박이 충돌 위험성이 높은 선박임을 나타낸다.

도 4는 본 발명에 따른 방향별 충돌위험도 생성 개념도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 계산부(200)에서는 통항선박들 중 i번째 선박의 충돌 위험도를 계산하기 위해 i번째 선박을 기준으로 방향각의 범위를 설정하고 이를 단위각에 따라 분할하게 되는데, 예시적으로 방향각의 범위는 좌현 90도에서 우현 90도 범위를 설정한다.

이를 단위각으로 분할하여 i번째 선박이 k번째 방향으로 이동한다고 가정하고, j번째 선박과의 최근접시간(TCPA_j _,k(i))및 최근접거리(DCPA_j _,k(i))를 계산한다.

여기서, 방향각은 좌현 90도, 즉 -90도, 우현 90도, 즉 90도로 도 4상에는 예시되어 있으나 사용자의 정의에 따라 방향각의 범위는 가변가능하다.

또한, 단위방향의 총개수(N_θ)를 13으로 가정하여 단위각을 15도로 하였으나 이 또한 사용자가 설정가능하며, k가 0일 때는 방향각이 좌현 90도, 즉 -90을 의미하게 된다.

여기에서 i는 충돌위험도가 계산되는 선박의 순번이며, 이를 자선이라고 가정하면, j는 i번째 자선박의 충돌위험도를 계산하는 경우, 조합되는 타선박의 순번으로서, i번째 선박, 즉 자선박을 제외한 타선박의 순번을 의미한다. k는 i번째 자선박의 방향별 위험도를 계산하는 경우 사용되는 방향별 순번을 의미한다.

i번째 k방향으로 진행할 때 j번째 선박과 충돌할 방향별 충돌 위험도(CR_j _,k(i))는 수학식 1에 이용하여 퍼지알고리즘에 따라 계산가능하다.

여기서, TCPA_j _,k(i)는 i번째 선박이 k번째 방향으로 이동한다고 가정할 때, j번째 선박과의 최근접시간이고, DCPA_j _,k(i)는 i번째 선박이 k번째 방향으로 이동한다고 가정할 때, j번째 타선박과의 최근접거리이며, L은 i번째 선박의 길이, V는 i번째 선박의 속도를 의미한다.

i값과 j값은 N_T가 통항선박들의 개수일 때, 0, 1, ..., N_T-1이고, j값은 i값을 제외한 선박을 의미한다.

본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템이 온보드 형태로 선박에 탑재된 경우, 자선박이 i번째 선박이 되고, i값을 제외한 j번째 선박들이 타선박들이 된다.

또한, 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템이 관제센터(VTS)에 설치된 경우, 자선박과 타선박의 개념이 없이 모든 통항선박들의 충돌위험도를 분석하여야 하므로, i번째 선박의 i값도 i=i+1의 형태로 증가시키면서 모든 운항중인 통항선박들간의 충돌위험도를 계산하게 된다.

수학식 1에서 계산된 i번째 선박의 k방향의 충돌 위험도는 j=j+1의 형태로 j값을 증가시켜가면서 i번째 선박을 제외한 모든 통항선박들의 방향별 충돌위험도(CR_j _,k(i))를 계산하여 이들 값중 최대값을 선택하여 수학식 2와 같이, k방향에서의 충돌위험도(CR_k(i))를 계산한다.

여기서,

≤ 1.0이다.

k방향에서의 충돌위험도가 계산된 후, k값을 증가시켜가면서, 모든 방향각의 범위에서의 충돌위험도를 계산하여 i번째 선박의 충돌위험도(CR(i))를 계산하게 되는데 이는 결국 수학식 3과 같이 방향별 가중함수를 고려하여 계산가능하다.

여기서, θ_K는K번째 방향각으로 수학식 4에 따라 계산되고,

여기서, 방향각 범위인 θ₀는 -90도,θ_f는 +90도이며, θunit 는 단위 방향각으로서, 15도이고,

ψ_i는 i번째 선박의 침로(Course of Ground)를 의미하며,

이다.

이때, 방향각의 범위, 단위 방향각은 사용자의 설정에 따라 변경가능하고, 방향별 가중함수 내 입력각에 따른 비율(90/110)도 상황에 따라 변경가능가능하다.

방향별 가중함수는 예를 들면 각도가 0이면 진행방향으로서, 충돌에 영향을 가장 크게 미치는 가장 중요한 방향이며, 좌우측으로 멀어질수록 충돌에 미치는 영향이 작아짐을 의미한다.

이러한 과정을 통해 i번째 선박의 충돌위험도(CR(i))를 계산가능하고, 이미 설명한 바와 같이, i를 증가시키면서 절차를 반복하면, CR(i)를 모두 계산할 수 있으며, 이는 모든 통항선박을 고려하여, N_T개의 통항선박 각각에 대한 충돌위험도를 모두 계산할 수 있음을 의미한다.

여기서, 충돌위험도는

의 범위를 갖는다.

최종적으로 도출된 통항선박들 각각의 충돌위험도(CR(i))는 0 에서 1사이값을 가지며, 이는 %로 0-100%로 표시도 가능하다.

0-1을 가정할 경우, 위험수준이 1이면 가장 충돌위험도가 높은 값이며 0은 충돌위험도가 거의 없는 것을 의미한다. 이 구간을 충돌위험도의 수준에 따라, 구분이 가능하며, 표시부(300)에서 그 구분된 수준에 따라 전자해도에 표시할 경우, 컬러를 입혀 표시할 수 있다. 예를 들어, 0-0.4구간은 백색(위험이 없음), 0.4-0.6구간은 녹색(안전), 0.6-0.8(주의요망), 0.8-1.0(충돌위험 임박) 등으로 표시할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 다중선박 충돌위험도 식별 방법의 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 다중선박 충돌위험도 식별 방법은 입력단계(S100), 계산단계(S200), 및 표시단계(S300)을 포함한다.

입력단계(S100)에서는 아파레이더(ARPA) 또는 선박자동식별장치(AIS)로부터 하나 이상의 통항선박들의 정보를 입력받게 되는데, 통항선박들 중 i번째 선박의 정보(P_i)인 경도(X_i), 위도(Y_i), 침로(course of ground; ψ_i), 속도(V_i)를 각각 입력받게된다.

계산단계(S200)에서는 입력단계(S100)에서 입력된 정보(P_i)를 계산하여 하나 이상의 통항선박들의 최근접시간(TCPA)과 최근접거리(DCPA) 및 충돌위험도(CR(i))를 계산하게 된다.

계산단계(200)는 통항선박들 중 i번째 선박의 충돌 위험도(CR(i))를 계산하기 위해 i번째 선박을 기준으로 방향각의 범위를 설정하고, 방향각의 범위를 단위각으로 분할하여 k번째 단위각으로 i번째 선박이 진행할 때, j번째 선박과의 최근접시간(TCPA_j _,k(i)) 및 최근접거리(DCPA_j _,k(i))를 계산하는 제1계산단계(S210); 및 i번째 선박의 방향별 충돌 위험도(CR_j _,k(i))를 수학식 1에 의해 퍼지알고리즘에 따라 계산하는 제2계산단계(S220)를 포함한다.

<수학식 1>

여기서, L은 i번째 선박의 길이, V는 i번째 선박의 속도를 의미하고,

i값은 0, 1, ..., N_T-1이고,

j값은 0, 1, ..., N_T-1이며(i값은 제외),

k값은 0, 1, ..., 180/단위각이고,

N_T값은상기 통항선박들의 개수이다.

표시단계(S300)에서는 계산단계(S200)에서 계산된 하나 이상의 통항선박들의 충돌위험도를 전자해도상에 표시한다.

반복수행단계(S400)에서는 i값, j값, 및 k값을 0, 1, 2...N_T-1까지 증가시켜가면서 입력단계(S100) 및 계산단계(S200)를 반복 수행하여 모든 통항선박들의 방향별 충돌위험도를 계산하여 표시부(300)에 표시하게 된다.

이상에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경, 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 입력부 200: 계산부
300: 표시부
S100: 입력단계 S200: 계산단계
S210: 제1계산단계 S220: 제2계산단계
S300: 표시단계 S400: 반복수행단계

Claims

아파레이더(ARPA)와 선박자동식별장치(AIS)로부터 하나 이상의 통항선박들의 위도, 경도, 침로, 속도 정보를 입력받는 입력부;
상기 입력부에서 입력된 정보를 계산하여 하나 이상의 상기 통항선박들의 최근접시간과 최근접거리 및 충돌위험도를 계산하는 계산부; 및
상기 아파레이더(ARPA)와 선박자동식별장치(AIS)에서 식별된 통항선박들을 표시하고, 상기 계산부에서 계산된 하나 이상의 상기 통항선박들의 충돌위험도를 위험도 수준에 따라 컬러로 표시하며, 충돌위험도가 가장 높은 통항선박군들에 대해서는 점멸표시를 하여 사용자의 주위를 환기시키는 표시부;를 포함하고,
해상교통관제센터(VTS)에 설치되어 상기 통항선박들 간의 충돌 위험도를 계산가능하고, 운항중인 자선박에 온보드 형태로 탑재되어 운항중인 타선박들과의 충돌 위험도를 계산가능하며,
상기 계산부는 상기 통항선박들 중 i번째 선박을 기준으로 좌현과 우현의 방향각의 범위를 설정한 후 상기 방향각의 범위를 단위각으로 분할하여 k번째 단위각에서의 상기 i번째 선박의 방향별 충돌 위험도(CR_j,k(i))를 계산하고(여기서, i는 0, 1, ..., N_T-1이고, j는 0, 1, ..., N_T-1(i값은 제외)이며, k는 0, 1, ..., 180/단위각이고, N_T는통항선박들의 개수),
상기 i번째 선박의 방향별 충돌 위험도(CR_j,k(i))는 수학식 1에 의해 퍼지알고리즘에 따라 계산하며,
상기 i번째 선박의 k방향에서의 충돌 위험도(CR_k(i))는 수학식 2에 의해 상기 j값을 증가시키면서 계산한 상기 방향별 충돌 위험도(CR_j,k(i)) 값 중 최대값으로 선택하고,
상기 i번째 선박의 하나 이상의 통항선박과의 충돌 위험도(CR(i))는 상기 k값을 증가시키면서 수학식 3의 방향별 가중함수를 이용하여 계산하며,
상기 i번째 선박의 하나 이상의 통항선박과의 충돌위험도(CR(i))를 0 내지 1 사이에서 구간별로 구분하여 상기 충돌위험도에 따라 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 다중선박 충돌위험도 식별 지원 시스템.
<수학식 1>

여기서, TCPA_j,k(i)는 i번째 선박이 k번째 방향으로 이동한다고 가정할 때 j번째 선박과의 최근접시간,
DCPA_j,k(i)는 i번째 선박이 k번째 방향으로 이동한다고 가정할 때 j번째 선박과의 최근접거리,
L은 i번째 선박의 길이, V는 i번째 선박의 속도
<수학식 2>

여기서,
≤ 1.0
<수학식 3>

여기서, θ_K는 수학식 4에 따라 계산되는 K번째 방향각
<수학식 4>

여기서, θ₀는 -90도,θ_f는 +90도, θunit 는 단위 방향각으로서 15도,
ψ_i는 i번째 선박의 침로(Course of Ground),
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제