KR101445564B1 - 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법 - Google Patents

통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법에 관한 것으로서, 해양 구조물에 있어서, 광 통합 유선 백본망에 기초하여 상기 해양 구조물 내에서 무선 또는 유선 통신 방식으로 신호를 송수신하는 해양 구조물 통신 네트워크; 상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 외부의 선박과 무선 신호를 송수신하는 선박 통신 네트워크; 및 상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 외부의 관리서버와 접속하여 상기 해양 구조물 통신 네트워크를 구성하는 통신 장비를 관리하는 안전관리 네트워크를 포함한다. 이에 의해, 해양 구조물의 무선 통신 네트워크에서 발생할 수 있는 음영지역을 해소하여 무선 통신 네트워크의 신뢰성과 안전성을 보장하고 해양 구조물의 무선 통신 네트워크를 기반으로 승무원의 안전을 관리할 수 있으며, 원격지에서 네트워크의 이상 유무를 모니터링하여 고장 상황에 대처할 수 있다.

Description

통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법{OFF SHORE STRUCTURE WITH COMMUNICATION NETWORK AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 해양 구조물의 무선 통신 네트워크에서 발생할 수 있는 음영지역을 해소하여 무선 통신 네트워크의 신뢰성과 안전성을 보장하고 해양 구조물의 무선 통신 네트워크를 기반으로 승무원의 안전을 관리할 수 있으며, 원격지에서 네트워크의 이상 유무를 모니터링하여 고장 상황에 대처할 수 있는 LTE(Long Term Evolution) 기반 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법에 관한 것이다.
해양 구조물이란 육지와 연결된 어떤 구조도 갖지 않은 채, 어떤 날씨 조건 하에서도 바다의 한 지점에 머물러 있을 수 있는 구조물을 말한다. 해양 구조물은 해저 유전이나 가스 개발과 생산, 발전소, 석유저장 시설, 어업 중계기지 등 다양한 용도로 설치될 수 있다.
이러한 해양 구조물 중, 해양의 원유/가스자원을 시추, 생산, 저장하기 위해 해양에 설치된 해양 플랜트는, 시추선(Drill Ship), FPSO(Floating Production Storageand Off- Loading), FSRU(Floating Storage & Re-gasification Unit), Platform, TLP(Tension Leg Platform), 해저생산시스템(Subsea Production System) 등이 있으며, 최근에는 청정 에너지원인 해상풍력을 이용한 설비와 파랑, 조류 등 신재생에너지를 이용하기 위한 해양 신재생에너지 플랜트가 부상하고 있다.
해양 플랜트는 설계, 생산 및 관리 기술 외에 첨단 ICT기술의 적용이 필수적인 산업으로, 현재 해양플랜트 분야의 통신망 구성은 크게 음성(Voice) 및 데이터(Data) 통신이며 유선과 무선으로 구성된다. 일반적인 통신 수단은 유선 위주로 구성되어 있고 무선통신은 VHF/UHF 기반의 재래식 무전기가 사용되고 있으며, IEEE802.11 그룹의 Wi-Fi 무선 네트워크를 구축하여 이중화 목적으로 사용하는 선사가 늘어나고 있는 추세다.
한편, 스마트폰의 대중화와 더불어 선원들의 복지, 개인 휴대용 기기들의 사용이 증가하여 해양 플랜트에서도 육상과 같은 수준의 모바일 서비스 욕구가 증가하여 광 기반 통합 백본망을 구성하여 유무선 통합으로 네트워크를 구축하고 있다.
그런데, 해양플랜트의 경우 밀폐되고 복잡한 구조로 설계되는 데다, 격벽이 두꺼운 철판으로 형성되므로 전파장애가 발생하기 쉬운 환경을 가지고 있어 많은 영역에서 음영지역이 발생한다. 또한, 현재 해양 플랜트에 적용되는 무선 네트워크는 2.5Gbps & 5Gbps의 IEEE802.11b/g/n Wi-Fi 네트워크가 주류를 이루고 있어 전송할 수 있는 통달거리가 짧다는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 AP를 다수대 설치하여 음영지역을 감소시키고자 하였으나, 이러한 종래의 방법으로는 많은 수의 AP가 필요하여 공정상의 문제점 및 고비용이 투입된다는 문제점이 있다.
한국등록특허 10-1113513 : 발명의 명칭 데이터 네트워크를 구비한 배
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 해양 구조물의 무선 통신 네트워크에서 발생할 수 있는 음영지역을 효과적으로 해소하여 무선 통신 네트워크의 신뢰성과 안전성을 보장할 수 있는 LTE 기반 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법을 제공하는 데에 그 기술적 과제가 있다.
또한, 본 발명은 해양 구조물의 통신 네트워크를 기반으로 LTE 기반 모바일 장치를 이용하여 승무원의 안전을 관리할 수 있는 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법을 제공하는 데에 그 기술적 과제가 있다.
또한, 본 발명은 해양 구조물의 통신 네트워크의 이상 유무를 원격지에서 모니터링하여 고장 상황에 대처할 수 있는 LTE 기반 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법을 제공하는 데에 그 기술적 과제가 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해양 구조물에 있어서, 광 통합 유선 백본망에 기초하여 상기 해양 구조물 내에서 LTE 기반 무선 통신 방식으로 신호를 송수신하는 해양 구조물 통신 네트워크; 상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 보조 선박과 무선 신호를 LTE 방식으로 송수신하는 선박 통신 네트워크; 및 상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 외부의 관리서버와 접속하여 상기 해양 구조물 통신 네트워크를 구성하는 통신 장비를 관리하는 안전관리 네트워크를 포함하는 해양 구조물이 제공된다.
여기서, 상기 해양 구조물 통신 네트워크는, 각기 다른 규격의 무선 신호를 상기 백본망으로 전달하는 이종망 통합 게이트웨이; 상기 이종망 통합 게이트웨이를 통해 상기 백본망으로 신호를 송수신하며, 해상위성을 통해 육상의 통신 네트워크와 통신을 연결하는 EPC(Evolved Packet Core)서버를 포함하는 LTE 기반 기지국; 및 상기 기지국과 접속되어 상기 신호를 무선 송수신하는 LTE 기반 중계기를 포함할 수 있다.
그리고, 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(WiMAX), VHF, UHF, VoIP 중 적어도 둘 이상의 프로토콜을 하나의 프로토콜로 통합하여 송수신할 수 있다.
그리고, 상기 LTE 기반 중계기는, 마이크로셀 중계기, 피코셀 중계기 및 펨토셀 중계기 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 LTE 기반 중계기는, PC 혹은 노트북에 USB 방식으로 설치되어 펨토셀 규모의 무선통신 서비스를 제공하는 펨토셀 중계기를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 선박 통신 네트워크는, 상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 외부의 선박과 무선 신호를 송수신하는 LTE 기반 해상용 마이크로 셀 중계기를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 안전관리 네트워크는, 상기 승무원의 위치정보를 획득하고 상기 승무원이 기 설정된 안전영역을 벗어날 시 위험을 경고하는 LTE 기반 모바일 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 안전관리 네트워크의 상기 관리서버는, 상기 통신 장비의 상태를 진단하는 진단 알고리즘, 상기 통신 장비를 정비하기 위한 정비 알고리즘, 상기 통신 장비를 리부팅하기 위한 리부팅 알고리즘 중 적어도 어느 하나를 실행할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 위치추적이 가능한 LTE 기반 모바일 장치를 이용한 해양 구조물의 안전관리 방법에 있어서, 상기 해양 구조물 상에서의 정상위치 정보가 저장되는 단계; 상기 모바일 장치를 소지한 승무원의 현재위치를 추적하는 단계; 상기 승무원의 현재위치가 상기 정상위치에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 현재위치가 상기 정상위치를 이탈한 경우 위치이탈 경보를 출력하는 단계를 포함하는 해양 구조물의 안전관리 방법이 제공된다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 광 통합 유선 백본망에 기초하여 상기 해양 구조물 내에서 무선 또는 유선 통신 방식으로 신호를 송수신하는 해양 구조물 통신 네트워크를 포함하는 해양 구조물의 관리방법에 있어서, 원격지의 관리서버가 상기 해양 구조물 통신 네트워크를 구성하는 통신 장비에 접속하는 단계; 상기 관리서버가 상기 통신 장비에 대해 상태진단 알고리즘을 실행하여 상기 통신 장비의 상태를 진단하는 단계; 상기 통신 장비가 정상상태가 아닌 것으로 진단된 경우 상기 관리서버가 정비 알고리즘을 실행하는 단계; 및 상기 정비 알고리즘 실행 후에도 상기 통신 장비가 정상상태가 아닌 것으로 진단된 경우, 상기 관리서버가 상기 통신 장비를 리부팅하는 단계를 포함하는 해양 구조물의 관리방법이 제공된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 LTE 기반 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법은 해양 구조물의 무선 통신 네트워크에서 발생할 수 있는 음영지역을 효과적으로 해소하여 무선 통신 네트워크의 신뢰성과 안전성을 보장할 수 있도록 하는 LTE 기반 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 LTE 기반 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법은 해양 구조물의 무선 통신 네트워크를 기반으로 모바일 장치를 이용하여 승무원의 안전을 관리할 수 있다.
또한, 본 발명의 LTE 기반 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물 및 제어방법은 해양 구조물의 통신 네트워크의 이상 유무를 원격지에서 모니터링하여 고장 상황에 대처할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통합 네트워크 시스템의 LTE 및 Wi-Fi 기반 네트워크 토폴로지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해양 구조물의 통합 네트워크 관리 솔루션의 토폴로지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 네트워크 시스템의 제어 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 네트워크 시스템의 제어 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LTE 기반 통신 네트워크를 구비한 해양 구조물의 구성도로서, 해양의 원유/가스자원을 시추, 생산, 저장하기 위하여 설치되는 해양 구조물의 구성을 간략하게 도시한 것이다. 해양 구조물은 설치된 해양의 수심에 따라, 부유 생산 시스템(Floating Production System), 자체 승강식 잭업(Self Elevation jack-up), 단일 지점 계류(Single Point mooring), 시추선(Drill ship) 등 다양한 형태로 설계될 수 있다. 이하 설명에서는 시추선(Drill ship)(10)을 포함하는 해양 구조물에 본 발명을 적용하는 경우를 예시하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 해양 구조물은 시추를 하기 위한 시추선(10)과 시추선(10)의 시추작업과 생산저장을 지원하기 위하여 다양한 목적이 있는 보조 선박(50)을 포함한다.
시추선(10)은 해양의 원유나 가스 등의 원을 시추 및 생산하고 저장한다. 시추선(10)은 해양 구조물의 중심으로서, 해양 구조물의 운영 및 관리를 위한 통합 네트워크 시스템(100)을 포함한다. 통합 네트워크 시스템(100)은 보조 선박(50)과의 통신을 위한 선박 통신 네트워크(200)와 시추선(10) 내에서의 통신을 위한 해양 구조물 통신 네트워크(300)와, 승무원들의 안전관리를 위한 안전관리 네트워크(400)를 포함한다.
선박 통신 네트워크(200)는 시추선(10)과 보조 선박(50) 간 무선통신 토폴로지를 포함하여 무선 통신 기능을 지원한다. 여기서 무선 통신 방식은 고속 무선데이터 패킷통신 규격인 LTE(Long Term Evolution)를 적용할 수 있다.
해양 구조물 통신 네트워크(300)는 광 통합 유선 백본망을 기반으로 유무선 통합 통신망 토폴로지를 포함하여 음영지역을 해소할 수 있다. 시추선 통신 네트워크(300)의 무선 통신 방식에도 고속 무선데이터 패킷통신 규격인 LTE(Long Term Evolution)를 적용할 수 있다.
안전관리 네트워크(400)는 승무원이 휴대한 LTE기반 모바일 장치(410)를 이용하여 승무원들의 안전을 관리할 수 있다.
보조 선박(50)은 시추선(10) 주위에 위치하여 시추작업과 생산저장을 지원하기 위하는 다양한 목적의 선박들을 포함한다. 예컨대, 승무원의 숙소 및 병원, 식당 등이 거주하는 플로텔(Flotel), 크레인 등의 장비가 설치되어 시추, 생산, 저장 작업을 지원하는 파이프 레이어(Pipe Layer), 시추된 원유나 가스를 육상으로 운송하는 자원 운송선(LNG /VLCC / Tanker), 시추선(10) 및 플로텔의 생활용품을 운송하기 위해 육상을 왕복하는 물류 운송선(Tugboat) 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해양 구조물의 통합 네트워크 시스템(100)의 구성도.
도 2에 도시된 바와 같이, 통합 네트워크 시스템(100)은 보조 선박(50)과의 통신을 위한 선박 통신 네트워크(200)와 시추선(10) 내에서의 통신을 위한 해양 구조물 통신 네트워크(300)와, 승무원들의 안전관리를 위한 안전관리 네트워크(400)를 포함한다.
선박 통신 네트워크(200)는 해상용 마이크로셀 중계기(210)와 해상용 멀티 안테나(220)를 포함한다. 해상용 마이크로셀 중계기(210)와 해상용 멀티 안테나(220)는 방수 타입으로 구성되어 시추선(10)과 보조 선박(50) 간 무선통신을 지원한다. 해상용 마이크로셀 중계기(210)의 통달 거리는 3Km 정도 범위로 설정될 수 있으며, 무선 통신 방식은 고속 무선데이터 패킷통신 규격인 LTE(Long Term Evolution)를 적용할 수 있다.
해양 구조물 통신 네트워크(300)는 광 통합 유선 백본망을 기반으로 하여, EPS(Evolved Packet System)가 포함된 해상용 LTE 기반 기지국(310), 다양한 서비스 영역을 갖는 LTE 기반 중계기(320), LTE 기반 하이브리드 안테나(330) 및 이종망 통합 게이트웨이(340)를 포함한다. 이에, 해양 구조물 통신 네트워크(300)는 광 통합 유선 백본망을 기반으로 유무선 통합 통신망 토폴로지를 포함하여 음영지역을 해소할 수 있다.
LTE 기반 기지국(310)은 해양 구조물의 환경에 적합한 EPC(Evolved Packet Core) 시스템으로 SON(Self Organizing Network) 방식을 적용하여 자가망 형태의 Core 서버를 제작하여 해양 구조물의 열악한 무선 환경을 개선할 수 있도록 구성된다. 본 발명의 LTE 기반 기지국(310)은 육상에서 상용화된 EPC(Evolved Packet Core) 시스템에서 과금 정책 및 사용자 관리 등 대용량을 필요로 하는 부분을 제외 또는 축소하여 시추선 환경에 적합한 컴팩트한 자가망 방식의 코어(Core) 서버로 제작된다.
LTE 기반 기지국(310)과 연결되는 LTE 기반 중계기(320)는 마이크로셀, 피코셀, 팸토셀 등의 다양한 서비스 영역을 지원하는 LTE 기반 중계기(320)를 포함한다. LTE 기반 중계기(320)는 철판 격벽으로 인한 전파장애를 극복할 수 있는 마이크로셀 중계기, 피코셀 중계기, 등을 포함할 수 있다.
팸토셀 중계기는 PC나 노트북에 설치하여 해당 PC나 노트북이 기지국 역할을 수행할 수 있으며, 시추선의 철판, 격벽 등 전파 장애를 극복할 수 있도록 케이블 트렁크를 통하여 설치할 수 있도록 제작된다. 팸토셀 중계기는 단일장비에 LTE 템토셀과 Wi-Fi AP를 구성할 수 있으며, 주파수 호 간섭율은 10% 이하이고, 중계기 당 최대 접속수는 8 단말 이상이며, 중계기 시간당 전송 데이터량 - 54Mbps 이상, 가입자당 제공 데이터량 - 10GByte/일 이상을 보장할 수 있다.하이브리드 안테나(330)는 현재 사용되고 있는 여러 나라 주파수 기준 및 여러 밴드의 주파수를 수용할 수 있는 풀 밴드(전체 밴드 698MHz-2.6GHz의 광대역) 멀티 안테나로서, 선박 내 격벽을 통과하기 위한, 풀 밴드 멀티 안테나 브릿지를 포함한다. 또한, 메쉬 기능이 포함되어 있는 LTE 멀티 브릿지와, 풀 밴드 698MHz-2.6GHz 의 광대역 멀티 안테나를 포함할 수 있다.
이러한, LTE 기반 중계기(320) 및 하이브리드 안테나(330)은 소형 기지국 설계에서 발생하는 실내의 열악한 무선 환경을 개선 할 수 있는 중계 시스템으로 Wi-Fi와 WCDMA망을 동시에 서비스할 수 있으며, 698MHz ~ 2.6GHz 주파수의 LTE 서비스를 제공할 수 있으며, 진동, 염분 등 해양 환경에 적응할 수 있도록 IP56 이상의 방수타입, 방폭타입의 강건 하우징으로 제작된다.
이종망 통합 게이트웨이(340)는, Wi-Fi, WiMAX 및 VHF/UHF를 통합할 수 있는 게이트웨이를 포함할 수 있으며, 무선 통신 방식은 고속 무선데이터 패킷통신 규격인 LTE(Long Term Evolution)를 적용할 수 있다.
안전관리 네트워크(400)는 승무원이 휴대하는 LTE 기반 모바일 장치(410)와 통합 네트워크 관리 솔루션(420)을 포함한다.
LTE 기반 모바일 장치(410)는 위치인식 시스템 및 워치 도그 시스템(Watch Dog System)과 연계하여 승무원의 안전을 관리할 수 있다. LTE 기반 모바일 장치(410)는 안드로이드 기반 위치정보 시스템을 응용하여 시추선(10)의 승무원의 위치를 파악하고, 승무원이 위험한 상황에 있을 때 경보를 송신할 수 있는 알람 기능 및 워치 도그 시스템 기능, 통화기능, 시계기능 등을 지원할 수 있다. 또한, LTE 기반 모바일 장치(410)는 해상 및 선박 환경에 적응할 수 있도록 내구성과 방수성이 보장되고 충분한 배터리 수명을 보장할 수 있도록 구성된다.
통합 네트워크 관리 솔루션(420)은 시추선(10)에 구축된 통합 네트워크 시스템(100)을 관리하는 솔루션으로서, 백본망 및 유무선 이기종 혼합망의 원격 예방정비 및 트러블 슈팅 등의 기능을 제공할 수 있다. 통합 네트워크 관리 솔루션(420)은 이종망 네트워크 장비(Backbone, Switch, Router, LTE Core Network, Sell, AP)에 대한 상태 진단 알고리즘과, 통합망 네트워크 상황 모니터링 알고리즘, 통합망 네트워크 문제 발생에 대한 사전 예방진단 및 정비 알고리즘, 장비 On/Off 제어 알고리즘 및 소프트웨어 업그레이드 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통합 네트워크 시스템의 LTE 및 Wi-Fi 기반 네트워크 토폴로지이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 통합 네트워크 시스템(100)은, 백본(30), 스위치(switch 24, switch 48), 서버(Server), IP전화 교환기(IP PBX), IP 클락 서버(IP Clock server), LTE 기반 중계기(AP), Wi-Fi 제어기 및 EPC(Evolved Packet Core) 서버, LTE 기반 중계기, LTE 기반 모바일 장치를 포함한다.
시추선(10)의 전산실에는 IP 클락 서버, Wi-Fi 제어기, IP 전화 교환기, EPC 등이 백본과 연결되며, 백본은 외부의 CCTV 서버, IPTV 서버, 위성 게이트웨이, 음성 게이트웨이(Voice Gateway) 등과 연결된다
시추선(10)의 각 데크(Deck)에는 전산실의 백본과 연결되는 스위치와 스위치에 연결된 AP들이 설치되어 선내에 LTE 및 Wi-Fi 서비스를 제공한다. 여기서 AP는 LTE 기반 마이크로셀, 피코셀, 팸토셀 및 Wi-Fi 기반 중계기 등의 다양한 서비스 영역을 지원하는 중계기를 포함할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 LTE 기반 통합 네트워크 시스템(100)은 수십 대에서 수백 대까지 중계기를 설치해야 하는 종래의 Wi-Fi 기반 무선 네트워크 시스템의 단점을 극복하여, 수 대의 LTE 기반 중계기만으로 무선 네트워크를 구축할 수 있어 네트워크 구성 시 소요되는 시간과 경비를 절약할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 LTE 기반 통합 네트워크 시스템(100)은 LTE 어드밴스(Advanced) 기술 중 하나인 `이종네트워크 복합전송기술'을 이용하여, Wi-Fi 일체형 LTE 펨토셀에서 LTE와 Wi-Fi 이종 네트워크 간 데이터를 동시에 전송할 수 있는 ABC(Always Best Connected) 기술을 적용함으로써, LTE 펨토셀에서 LTE와 와이파이 네트워크로 동시에 데이터를 전송하여 최대 130Mbps의 초고속 데이터 서비스를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해양 구조물의 통합 네트워크 관리 솔루션(420)의 토폴로지이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 해양 구조물의 통합 네트워크 관리 솔루션(420)은 시추선(10)에 구축된 통합 네트워크 시스템(100)과 접속되는 관리서버(Administrator server)를 포함하여, 시추선(10)과는 원격지에 위치한 관리서버(Administrator server)가 통합 네트워크 시스템(100)의 상태를 모니터링하여 진단 및 정비할 수 있다.
원격지에 위치한 관리서버(Administrator server)는 시추선(10)의 LTE 기반 기지국(310) 및 중계기(320)를 관리하고, 이들의 상태를 진단하여 통합 네트워크 시스템(100)의 상태를 모니터링한다. 통합 네트워크 시스템(100)에 문제가 발생한 것으로 판단된 경우 관리서버는 장비를 온/오프 시키거나 고장을 수리할 수 있다.
이러한 일련의 과정들은 관리서버에서 통합 네트워크 시스템(100)의 장비를 관리 및 진단하고 고장을 수리하는 알고리즘을 수행함으로써 진행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 네트워크 시스템(100)의 제어 흐름도로서, LTE 기반 모바일 장치(410)를 이용하여 승무원의 안전을 관리하는 과정을 예시한 것이다.
승무원의 LTE 기반 모바일 장치(410)는 위치인식 시스템 및 워치 도그 시스템(Watch Dog System)과 연계하여 승무원의 안전을 관리할 수 있다. LTE 기반 모바일 장치(410)는 전산실의 중앙 서버, 중앙 컴퓨터 등에서 수행되는 안전관리 솔루션과 접속이 가능하며, 혹은, 외부의 안전관리 업체와 연계되도록 하는 것도 가능하다.
이에, 먼저 승무원의 정상위치정보를 미리 저장하고(S110), 안전관리 기능이 실행되면 LTE 기반 모바일 장치(410)를 이용하여 승무원의 위치를 추적한다(S120). 여기서, 승무원이 출입하면 위험한 위험위치정보를 미리 저장하는 것도 가능하다.
승무원의 위치가 확인되면, 현재 승무원의 위치가 미리 저장된 정상위치 내에 포함되는지를 확인하고(S130), 정상위치를 벗어난 경우 위치이탈 경보를 발생할 수 있다(S140). 위치이탈 경보는 승무원이 소지한 LTE 기반 모바일 장치(410)를 통해 출력하여 승무원에게 위험을 경고할 수 있으며, LTE 기반 모바일 장치(410)가 접속된 전산실에 승무원의 위치이탈 경보를 출력하여 다른 승무원들이 조치를 취할 수 있도록 한다.
이 후, 승무원이 다시 정상위치로 이동하거나, 혹은, 경보 해제를 선택했는지 여부를 판단하여(S150), 경보를 중지하고 다시 승무원의 위치를 추적하거나 경보를 계속할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 네트워크 시스템(100)의 제어 흐름도로서, 통합 네트워크 관리 솔루션(420)을 이용하여 시추선(10)에 구축된 통합 네트워크 시스템(100)을 관리하는 과정을 예시한 것이다.
원격지에 위치한 관리서버(Administrator server)는 네트워크를 통해 시추선(10)의 백본, 스위치, 라우터, LTE 기반 기지국(310), LTE 기반 중계기(320) 등의 네트워크 장비에 접속한다(S210). 관리서버는 각 네트워크 장비에 할당된 IP 등의 어드레스를 이용하여 접속할 수 있다.
관리서버는 각 장비에 대해 상태 진단 알고리즘을 실행하여(S220), 장비의 상태가 정상인지를 판단한다(S230). 여기서, 관리서버에는 네트워크 장비에 따라 각기 다른 진단 알고리즘이 저장될 수 있다.
네트워크 장비에 문제가 발생한 것으로 판단된 경우 관리서버는 정비 알고리즘을 실행한 후(S240), 장비의 상태가 정상인지를 판단한다(S250). 정비 알고리즘은 네트워크 장비에 발생한 오류를 해결하기 위한 프로그램이다. 여기서, 네트워크 장비의 종류에 따라 정비 알고리즘을 실행할 수 없는 경우에는 S240단계 및 S250단계는 생략할 수 있다.
정비 알고리즘 실행 후에도 정상상태로 회복되지 않으면, 관리서버는 시추선(10)의 전산실에 이상상태 안내 메시지를 표시한다(S260).
이 후, 관리서버는 이상이 발생한 네트워크 장비를 오프시킨 후 다시 턴온하여 리부팅을 수행한다(S270). 여기서, 리부팅이 불가능한 장비이거나, 리부팅을 통해 정상화할 수 없는 장비일 경우 S270단계는 생략될 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 시추선 30 : 백본
33 : 스위치 35 : 중계기
50 : 보조 선박 100 : 통합 네트워크 시스템
200 : 선박 통신 네트워크 210 : 해상용 마이크로셀 중계기
220 : 해상용 멀티 안테나 300 : 해양 구조물 통신 네트워크
310 : LTE 기반 기지국 320 : LTE 기반 중계기
330 : 하이브리드 안테나 340 : 이종망 통합 게이트웨이
400 : 안전관리 네트워크 410 : LTE 기반 모바일 장치
420 : 통합 네트워크 관리 솔루션

Claims (10)

  1. 해양 구조물에 있어서,
    광 통합 유선 백본망에 기초하여 상기 해양 구조물 내에서 LTE 기반 무선 통신 방식으로 신호를 송수신하는 해양 구조물 통신 네트워크;
    상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 보조 선박과 무선 신호를 LTE 방식으로 송수신하는 선박 통신 네트워크; 및
    상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 외부의 관리서버와 접속하여 상기 해양 구조물 통신 네트워크를 구성하는 통신 장비를 관리하는 안전관리 네트워크;
    를 포함하고,
    상기 해양 구조물 통신 네트워크는,
    각기 다른 규격의 무선 신호를 상기 백본망으로 전달하는 이종망 통합 게이트웨이;
    상기 이종망 통합 게이트웨이를 통해 상기 백본망으로 신호를 송수신하며, 해상위성을 통해 육상의 통신 네트워크와 통신을 연결하는 EPC(Evolved Packet Core)서버를 포함하는 LTE 기반 기지국; 및
    상기 기지국과 접속되어 상기 신호를 무선 송수신하는 LTE 기반 중계기;
    를 포함하고,
    상기 LTE 기반 중계기는,
    PC 혹은 노트북에 설치되어 펨토셀 규모의 무선통신 서비스를 제공하는 펨토셀 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이종망 통합 게이트웨이는,
    와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(WiMAX), VHF, UHF, VoIP 중 적어도 둘 이상의 프로토콜을 하나의 프로토콜로 통합하여 송수신하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LTE 기반 중계기는,
    마이크로셀 중계기, 피코셀 중계기 및 펨토셀 중계기 중 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 선박 통신 네트워크는,
    상기 해양 구조물 통신 네트워크로부터 외부의 선박과 무선 신호를 송수신하는 해상용 LTE 기반 마이크로 셀 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안전관리 네트워크는,
    승무원의 위치정보를 획득하고 상기 승무원이 기 설정된 안전영역을 벗어날 시 위험을 경고하는 LTE 기반 모바일 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안전관리 네트워크의 상기 관리서버는,
    상기 통신 장비의 상태를 진단하는 진단 알고리즘, 상기 통신 장비를 정비하기 위한 정비 알고리즘, 상기 통신 장비를 리부팅하기 위한 리부팅 알고리즘 중 적어도 어느 하나를 실행하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.
  9. 삭제
  10. 광 통합 유선 백본망에 기초하여 해양 구조물 내에서 무선 또는 유선 통신 방식으로 신호를 송수신하는 해양 구조물 통신 네트워크를 포함하는 해양 구조물의 관리방법에 있어서,
    원격지의 관리서버가 상기 해양 구조물 통신 네트워크를 구성하는 통신 장비에 접속하는 단계;
    상기 관리서버가 상기 통신 장비에 대해 상태진단 알고리즘을 실행하여 상기 통신 장비의 상태를 진단하는 단계;
    상기 통신 장비가 정상상태가 아닌 것으로 진단된 경우 상기 관리서버가 정비 알고리즘을 실행하는 단계; 및
    상기 정비 알고리즘 실행 후에도 상기 통신 장비가 정상상태가 아닌 것으로 진단된 경우, 상기 관리서버가 상기 통신 장비를 리부팅하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 해양 구조물 통신 네트워크는,
    각기 다른 규격의 무선 신호를 상기 백본망으로 전달하는 이종망 통합 게이트웨이;
    상기 이종망 통합 게이트웨이를 통해 상기 백본망으로 신호를 송수신하며, 해상위성을 통해 육상의 통신 네트워크와 통신을 연결하는 EPC(Evolved Packet Core)서버를 포함하는 LTE 기반 기지국; 및
    상기 기지국과 접속되어 상기 신호를 무선 송수신하는 LTE 기반 중계기;
    를 포함하고,
    상기 LTE 기반 중계기는,
    PC 혹은 노트북에 USB 방식으로 설치되어 펨토셀 규모의 무선통신 서비스를 제공하는 펨토셀 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 관리방법.


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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100036161A (ko) * 2008-09-29 2010-04-07 김형수 선박용 정보통신 장치 및 이를 이용한 운용 시스템
KR20120018530A (ko) * 2010-08-23 2012-03-05 현대중공업 주식회사 원격 선박 유지보수 시스템 및 그 유지보수 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090106450A (ko) * 2007-10-12 2009-10-09 신-치 수 해상 네트워크 시스템 및 그 안테나 조합 구조와 통신방법
KR20100036161A (ko) * 2008-09-29 2010-04-07 김형수 선박용 정보통신 장치 및 이를 이용한 운용 시스템
KR20120018530A (ko) * 2010-08-23 2012-03-05 현대중공업 주식회사 원격 선박 유지보수 시스템 및 그 유지보수 방법

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