KR101453555B1 - 해상교통관제에서 레이더 심벌과 ais 심벌 통합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치에 관한 것으로서, AIS 정보에 의해 마킹되는 AIS 심벌과 레이더 스캔 이미지에 의해 마킹되는 레이더 물표 심벌의 통합을 위한 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치에 관한 것이다. 이를 위해 해상교통관제를 수행하기 위해 통항하는 선박에 구비된 선박자동식별장치(AIS)로부터 AIS 정보를 수신하는 제1 수신부, 기 설정된 영역을 레이더 스캐닝함으로써 생성된 레이더 이미지를 수신하는 제2 수신부, 레이더 이미지를 입력받아 선박의 침로, 위치, 및 속도를 분석함으로써 레이더 선박정보를 생성하는 선박정보 분석부, AIS 정보와 레이더 선박정보를 이용하여 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌을 기 결정된 조건하에서 통합하는 심벌 통합부, 및 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치가 개시된다.

Description

해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치{Simbol Association apparatus in the vessel traffic service}

본 발명은 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AIS 정보에 의해 마킹되는 AIS 심벌과 레이더 스캔 이미지에 의해 마킹되는 레이더 물표 심벌의 통합을 위한 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치에 관한 것이다.

도 5에는 선박의 선박자동식별장치로부터 전송된 AIS 정보에 기초하여 마킹된 AIS 심벌(80)과 레이더 사이트에서 일정영역이 스캐닝되어 생성된 레이더 이미지에 의해 마킹된 레이더 물표 심벌(90)이 도시되어 있다.

이때, 각각의 AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)은 비정상적인 경우 동일 물표(선박)에 의해 생성되는 심벌이지만 서로 중첩되어 마킹되지 않고 서로 떨어져 마킹된다. 이렇게 서로 떨어져 마킹되는 경우에는 해상교통을 관제하는 관제사에게 관제 혼란을 일으킬 우려가 있으며 이는 곧 해상 사고를 불러올 수 있는 중대한 위험이 있어 왔다.

선행기술문헌인 대한민국등록특허공보 KR10-1298925

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, AIS 정보에 의해 마킹되는 AIS 심벌과 레이더 이미지에 의해 마킹되는 레이더 물표 심벌이 동일 물표에 의해 생성된 경우 이들 심벌을 서로 중첩하여 마킹(표시)함으로써 해상 교통을 관제하는 관제사의 관제 혼란을 해결할 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 해상교통관제를 수행하기 위해 통항하는 선박에 구비된 선박자동식별장치(AIS)로부터 AIS 정보를 수신하는 제1 수신부, 기 설정된 영역을 레이더 스캐닝함으로써 생성된 레이더 이미지를 수신하는 제2 수신부, 레이더 이미지를 입력받아 선박의 침로, 위치, 및 속도를 분석함으로써 레이더 선박정보를 생성하는 선박정보 분석부, AIS 정보와 레이더 선박정보를 이용하여 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌을 기 결정된 조건하에서 통합하는 심벌 통합부, 및 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 기 결정된 조건은, 제1 선박에 의해 생성된 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌 중 어느 하나를 기준으로 일정 거리내에 제2 선박에 의해 생성된 AIS 심벌 또는 레이더 물표 심벌이 없는 경우인 것을 특징으로 한다.

또한, 기 결정된 조건은, AIS 심벌과 레이더 물표 심벌의 침로가 동일한 경우인 것을 특징으로 한다.

또한, 기 결정된 조건은, AIS 심벌과 레이더 물표 심벌의 속도가 동일한 경우인 것을 특징으로 한다.

또한, 레이더 이미지는, 복수의 이미지를 배열시 레이더 중첩 영역이 생기는 원형 레이더 이미지이거나 또는 복수의 이미지를 배열시 레이더 중첩 영역이 생기지 않는 다각형으로 가공된 레이더 이미지인 것을 특징으로 한다.

또한, AIS 정보는, 선박의 GPS 정보, 선박의 이름, 선박의 항로, 및 선박의 속도 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 서로 떨어져 있는 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌을 통합함으로써 관제사가 원활한 해상 교통 관제를 수행할 수 있어 해상 사고의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 원형으로 구분되는 레이더 스캔 이미지에서 레이더 중첩 영역에 의한 동일 물표의 중복 인식을 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 원형의 레이더 스캔 이미지를 다각형 형상으로 가공한 이미지를 나타낸 도면이고,
도 3은 가공된 이미지를 격자 패턴으로 배치한 도면이고,
도 4는 물표가 제1 가공 이미지와 제2 가공 이미지의 경계선에 걸쳐 있는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

(물표 중복 제거 장치의 구성 및 기능)

본 발명에 따른 해상교통관제 시스템은 기 설정된 제1 영역을 제1 레이더 사이트에서 레이더 스캔하는 제1 레이더부, 제2 영역을 제2 레이더 사이트에서 레이더 스캔하는 제2 레이더부, 제1, 2 레이더 사이트로부터 레이더 스캔 이미지를 입력받아 해상교통관제를 수행하는 해상교통관제부를 포함하여 구성될 수 있다.

제1,2 레이더 사이트는 해상교통관제부로부터 대략 20km 거리에 떨어져 있을 수 있으며, 해상교통관제부는 해상을 통항하는 물표(일예로서 선박)의 해상 교통 정리를 수행한다. 이하에서는 본 발명에 따른 해상교통관제 시스템의 구성 및 기능에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 물표(10,10')는 레이더 중첩 영역(40)에서 북동방향으로 진행하고 있으며, 본 발명에 따른 제1 레이더 사이트 및 제2 레이더 사이트는 통항하는 물표가 포함된 일정 영역의 레이더 스캔 이미지를 각각 생성한다. 제1 레이더 사이트에서 생성되는 레이더 스캔 이미지는 제1 레이더 이미지(20)이고, 제2 레이더 사이트에서 생성되는 레이더 스캔 이미지는 제2 레이더 이미지(30)이다.

제1,2 레이더 이미지(20,30)는 도 2에 도시된 바와 같이 서클(원) 형상으로 이미지가 생성되며, 각각의 레이더 스캔 영역이 중첩되는 경우에는 서클 형상에 기인하여 일정 부분에서 레이더 중첩 영역(40)이 발생할 수 있다. 이러한 레이더 중첩 영역(40)을 항행하고 있는 물표(10)는 제1 레이더 이미지(20) 및 제2 레이더 이미지(30)에 모두 포함되어 해상교통관제부로 전송될 수 있다.

각각의 레이더 사이트에서 레이더 스캔에 의해 생성되는 신호는 비디오 신호, 트리거 신호, 및 베어링 신호(bearing signal, 방향신호)이다. 이중 비디오 신호는 압축이 안 된 아날로그 비디오 신호로서 아날로그 비디오 신호를 디지털 이미지 처리하여 서클 형상으로 된 이미지 데이터(20,30)를 한 페이지씩 생성하여 해상교통관제부로 전송한다.

각각의 레이더 사이트에서는 상술한 서클 형상의 이미지 데이터인 제1, 2 레이더 이미지(20,30)를 생성하여 해상교통관제부로 전송한다. 다만, 후술하는 제1, 2 레이더 이미지를 가공하는 가공부는 본 발명의 일실시예에서는 해상교통관제부에포함되어 설명하고 있으나 필요에 따라 각각의 레이더 사이트에서 이미지를 미리 가공하여 해상교통관제부로 가공된 이미지를 전송할 수도 있을 것이다.

한편, 해상교통관제부는 도면에 미도시 되어 있으나 레이더 이미지 입력부, 이미지 가공부, 물표 경계 판단부, 중복 물표 제거부로 대략 구성될 수 있다. 레이더 이미지 입력부는 제1,2 레이더 사이트로부터 서클 형상의 제1,2 레이더 이미지(20,30)를 전송받는다. 입력된 제1,2 레이더 이미지(20,30)는 이미지 가공부에서 레이더 이미지를 가공한다.

레이더 이미지 가공부는 입력된 서클 형상의 제1,2 레이더 이미지(20,30)를 도 2에 도시된 바와 같이 다각형 형상으로 가공한다. 이때 다각형 형상은 삼각형, 사각형, 오각형 등으로서 가공될 수 있으나 바람직하게는 사각형 형상으로 가공하는 것이 좋다.

다각형 형상으로 각각 가공된 가공 이미지는 제1 레이더 이미지(20)에 대응되는 제1 가공 이미지(20')와 제2 레이더 이미지(30)에 대응되는 제2 레이더 이미지(30')이다. 제1,2 가공 이미지(20',30')를 도 2에 도시된 바와 같이 동일 평면상에 중복 물표 제거부가 배열(배치)하는 경우 서클 형상의 제1,2 레이더 이미지(20,30)일 때에 생성되는 레이더 중첩 영역(40)이 생성되지 않는다. 레이더 중첩 영역(40)이 생성되지 않으므로 도 2에 도시된 바와 같이 제1 물표(10)는 제1 가공 이미지에 포함되어 해상교통관제부에서 디스플레이하고, 제2 물표(10')는 제2 가공 이미지에 포함되어 해상교통관제부에서 디스플레이된다. 만약, 도 1과 같이 종래의 원형 제1,2 레이더 이미지(20,30)를 사용하는 경우에는 레이더 중첩 영역(40)이 발생되어 제1,2 물표(10,10')가 제1 레이더 이미지(20) 및 제2 레이더 이미지(30)에 모두 포함되어 해상교통관제부로 전송되며, 각각의 레이더의 스캔 오차가 생기는 경우 서로 다른 물표로 오인될 수 있을 것이다. 따라서 다각형 형상의 가공된 이미지를 사용하는 경우에는 서클 형상의 레이더 이미지(20,30)에 의해 레이더 중복 영역(40)에서 북동방향으로 진행하는 물표(10)를 중복 인식함으로써 서로 다른 물체로 인식하는 오류를 방지할 수 있다.

여기서 바람직하게는 중복 물표 제거부가 제1,2 가공 이미지(20',30')를 이미지 가공부로부터 입력받아 격자 패턴으로 배열하는 것이 좋다. 격자 패턴은 도 3에 도시된 바와 같이 제1,2,3,4 가공 이미지(20',30',50',60')를 정사각형 또는 직사격형으로 서로 레이더 스캔 영역이 겹쳐지지 않게 배치하는 것을 말한다. 이때, 제3 가공 이미지(50')는 제3 레이더 사이트(제3 레이더부)에서 생성된 제3 레이더 이미지가 가공된 것이며, 제4 가공 이미지(60')는 제4 레이더 사이트(제4 레이더부)에서 생성된 제4 레이더 이미지가 가공된 것이다. 종래의 원형 레이더 스캔 이미지를 이용하는 경우에는 도 3에서 하나의 물표(10)가 4개의 각각의 레이더 이미지에 포함될 수 있으며 이 경우 레이더 스캔 오차에 의해 동일 물표를 서로 다른 물표로 오인할 수 있는 문제점이 더욱 발생되기 쉽다. 그러나 본 발명과 같이 중복 물표 제거부에 의해 가공된 레이더 이미지를 격자 패턴으로 배치하는 경우에는 물표(10)가 4개의 가공된 이미지 중 어느 하나의 가공된 이미지에만 포함될 수 있어 동일 물표의 중복 인식 문제를 해결할 수 있다.

다만, 후술하는 바와 같이 격자 패턴으로 배열하더라도 제1 가공 이미지(20')와 제2 가공 이미지(30')가 서로 맞닿은 경계선(70) 부근을 물표(10)가 지나가는 경우에는 물표(10)의 크기가 축소되어 표시될 수 있다. 즉, 물표(10)가 북동방향으로 제1 가공된 이미지(20') 영역에서 제2 가공된 이미지(30') 영역으로 넘어가는 경우에는 제2 가공된 이미지(30') 영역으로 물표(10)가 완전히 넘어가기 전에 제1 가공된 이미지(20')에서 물표(10)가 표시될 수 있다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이 경계선(70) 때문에 제1 가공된 이미지에 포함되는 물표의 크기(10a)만큼의 이미지만 표시되고 제2 가공된 이미지에 포함되는 물표의 크기(10b) 부분은 삭제되어 보이지 않을 수 있다.

따라서 물표(10)가 경계선(70)을 진입하기 전의 레이더 스캔 이미지를 이용하여 현재 진행 방향과 동일한 항로 또는 경계선(70)에 진입하기 전의 물표의 항로 방향에 기초하여 삭제된 이미지만큼의 크기를 보충함으로써 물표의 레이더 이미지의 크기를 원래대로 유지하여 관제사에게 보여줄 수 있다. 이러한 물표(10)의 레이더 크기 이미지 복원은 제1 가공 이미지(20') 영역에서 제2 가공 이미지(30') 영역으로 물표(10)가 완전히 넘어가서 경계선(70)에 물표가 걸쳐지지 않을 때 까지 수행될 수 있다.

한편, 경계선(70)에 걸쳐있는 물표를 디스플레이하기 위해 제1 가공된 이미지(20')를 기준으로 설명하였으나 이러한 예는 일실시예에 불과하며 각각의 이미지에 포함된 물표의 크기를 기준으로 제2 가공된 이미지(30')를 기준으로 물표를 디스플레이할 수도 있다. 즉, 제1 가공된 이미지(20')에서 물표가 복원되어 표시되다가 제2 가공된 이미지(30')쪽의 물표의 크기가 더 커진 경우에는 제2 가공된 이미지(30')의 물표를 기준으로 복원하여 디스플레이할 수도 있다. 따라서 복수의 가공된 이미지의 디스플레이 우선순위가 물표의 크기가 기준이 될 수도 있다.

상술한 레이더 이미지 입력부, 이미지 가공부, 물표 경계 판단부, 및 중복 물표 제거부는 설명의 편의를 위하여 그 기능을 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 기능이 통합되어 하나의 컴퓨터 또는 장치에 의해 구현될 수도 있을 것이다.

또한, 상술한 레이더 스캔 이미지(원형의 레이더 스캔 이미지 및 가공된 레이더 스캔 이미지)는 해상교통관제부의 GIS 정보와 중첩되어 관제사에게 표시될 수 있다.

한편, 레이더 사이트에는 레이더 외에 통항하는 선박의 정보를 탐지할 수 있는 초단파 방향탐지기 시스템(VHF/DF), 기상센서, 씨씨티브 시스템, 선박자동식별장치(AIS), 초단파 시스템(VHF)이 추가적으로 더 구성될 수 있다. 다만, 상술한 각 구성요소는 레이더 사이트에 통합되어 설치되거나 또는 각 구성요소의 사이트에 독립되어 설치될 수도 있다. 각각의 구성요소에 대한 기능을 살펴보면, 초단파 방향탐지기 시스템은 운용자의 해상교통관제부의 전자해도 상에 선박(물표,10)의 방향 표시선을 그릴 수 있도록 이에 필요한 통신 선박의 주파수와 방향정보(방위각)를 획득한다. 이러한 주파수와 방위정보의 일예로서 NMEA 0183 포맷으로 출력할 수 있으며 이 데이터를 가공하여 해상교통관제부에 전송함으로써 전자해도 상에 표시할 수 있다. 이때 통신 선박의 주파수는 Hz 단위로 표시하고 방위각은 도 단위로 표시한다. 상술한 통항 선박의 주파수와 방향정보는 해상교통관제를 수행하는데 필요한 선박정보가 될 수 있다.

기상센서는 기상센서가 설치된 장소의 풍속, 풍향, 기온, 기압, 또는 습도에 대한 기상정보를 수집하여 해상교통관제부에 전송한다. 이러한 정보는 해상교통관제부의 모니터에 표시되어 운용자가 항상 볼 수 있도록 숫자 데이터 또는 그래프의 형태로 표시하는 것이 바람직하다.

기상센서를 구성하기 위해 풍향 풍속계, 기압계, 온도계, 및 습도계를 사용하여 구현가능하며 기상을 관찰하기 위한 최적의 위치에 분리하여 설치하는 것이 바람직하다. 이때 풍향 및 풍속 데이터의 경우 NMEA 포맷으로 제공되며, 기온, 기압, 및 습도 정보는 4 ~ 20mA의 전류로 측정된다. 따라서 아날로그-디지털 컨버터를 사용하여 디지털화된 기온, 기압, 및 습도를 알 수 있다.

씨씨티브 시스템은 항만 또는 연안의 해상 영상을 촬영하여 이를 해상교통관제부에 전송함으로써 선박의 추적, 식별, 확인 등 해상의 실시간 교통정보 및 선박의 항행정보를 지속적으로 해상교통관제부가 제어할 수 있도록 한다. 따라서, 레이다 또는 선박 자동식별장치가 식별하기 어려운 선박의 불법적인 운항, 정박, 또는 접안 등의 해상상황을 실시간으로 시각을 통해 확인함으로써 해상교통관제부의 운영자가 해상교통을 쉽게 관제할 수 있다.

씨씨티브 시스템은 해상교통관제부의 운용자가 필요한 해상상황을 보기 위해 원격으로 제어되고 또한 줌 및 팬/틸트 기능을 수행할 수 있는 것이 바람직하다. 씨씨티브 시스템은 운용자에 의해 선택된 특정 선박에 대한 데이터를 해상교통관제부로부터 입력받아 이를 추적할 수 있게 된다.

선박 자동식별장치는 선박(10)용 AIS 시스템의 정보와 선박의 위치정보, 선박의 이름, 선박의 항로 등을 통항 선박(10)으로부터 수신하여 이를 해상교통관제부에 전송한다. 선박 자동식별장치는 정적 데이터, 동적 데이터, 항해관련 데이터 등을 수신받으며 이외에 짧은 안전 메시지 또는 자유 메시지를 수신받을 수 있다. 정적 데이터는 MMSI(해상이동 서비스 식별부호), 이용가능한 경우 IMO 번호, 호출 부호, 선박의 이름, 선박의 길이/폭, 선박의 형태, 선박에서 GPS 안테나의 위치에 관한 정보이다. 동적 데이터는 선박의 위치, UTC(시각정보), 대지방향(COG), 대지속력(SOG), 선수방위, 항해 상태, 회두각에 관한 정보이다. 항해관련 데이터는 선박 홀수, 위험 화물(형태), 목적지 및 ETA에 관한 정보이다. 선박 자동식별장치는 운용자가 관제 중 선박(10)과 정보교환을 위해 선박용 트랜스폰더를 구비하고 또한 텍스트 메시지를 송/수신할 수 있는 것이 바람직하다.

초단파 시스템은 무선 기술을 기반으로 하여 선박의 교통 상황 정보를 음성으로 통화함으로써 항해자와 운영자 간의 정보를 공유할 수 있다. 즉, 음성으로 운영자와 항해자가 선박에 관한 정보를 공유할 수도 있고, 한편으로는 통항 선박(10)의 해역에서 발생하는 여러 가지 상황에 대한 해상정보를 공유할 수도 있다.

상술한 제1 레이다 이미지 및 제2 레이다 이미지를 생성하는 레이다 시스템은 항만 또는 연안 해역에 마이크로파 정도의 전자기파를 통항 선박(10)에 발사하여 반사되는 전자기파를 수신함으로써 선박(10)과의 거리, 방향, 고도 등을 알 수 있다.

한편, 해상교통관제부는 상술한 초단파 방향탐지기 시스템(VHF/DF), 기상센서, 씨씨티브 시스템, 선박자동식별장치(AIS), 초단파 시스템(VHF)에서 제공되는 선박정보 또는 해상정보를 바탕으로 통항 선박(10)의 해상 교통을 제어함으로써 안전운항을 관제한다. 이러한 선박정보 또는 해상정보는 해상교통관제부의 전자해도 상에 표시됨으로써 운용자가 선박(10) 및 해상의 상황을 쉽게 인식하도록 하여 해상 교통을 관제하도록 한다.

해상교통관제부에는 원활한 해상 교통 관제를 위하여 센서 시스템인 VRS장치(VTS Risk and Security), VLS장치(VTS Logging Server), VDB장치(VTS Database), VSS장치(VTS Sensor Server), VOW장치(VTS Operation Workstation), VED장치(VTS Education and Drill), VIS장치(VTS Integration Server), 및 RAS장치(Remote Access Server)를 추가적으로 더 구비할 수 있다.

VRS장치는 항만 또는 연안에서 해양사고가 발생한 경우 외부 기관에 이를 전송함으로써 외부기관이 선박정보 및 해양정보를 이용하여 선박의 수색을 용이하게 한다. 또한, 해상정보에 기초하여 태풍 등이 발생한 경우 선박이 피난할 수 있는 피항정보 또는 선박의 출항 가능 시간정보를 선박(10)에 전송한다.

또한, 선박의 좌초 및 충돌에 따른 해양 환경오염에 대한 방재를 지원하기 위한 정보를 외부 기관에 전송한다. 이때 VRS장치는 선박 및 인명의 수색구조지원에 관한 정보를 외부 기관에 전송하기 위해 선박의 최종 위치정보, 풍속, 풍향, 유속의 현재 속도 및 방향, 및 현재 수색 시간과의 시간차를 고려하여 수색영역을 계산한 정보를 생성한다. 해양 환경오염에 대한 방재정보는 관공선, 예인선, 소방정, 해경함정과 유기적으로 연동함으로써 오염방재에 대한 정보를 생성할 수 있다.

VLS장치는 레이다 시스템의 레이다 영상정보, 초단파 시스템의 음성정보, 씨씨티브 시스템의 시각정보를 타임 스탬프 형식으로 저장한다. 이렇게 타임 스탬프 형식으로 저장된 데이터는 운용자가 필요시에 특정 시간(시작시간과 종료시간을 설정)의 기록을 재생하기 용이하며, 또한 후술하는 운용자 교육 훈련의 데이터 자료로써 사용되기도 한다. 즉, 운용자를 교육하기 위해서 실제 발생한 데이터를 VLS장치로부터 입력받아 과거의 실제상황을 재생함으로써 운용자의 상황 대처를 교육할 수 있다. 또한, 타임 스탬프 형식으로 저장된 데이터는 해양사고 발생시 해양사고 발생원인을 분석하는 정보로서 사용될 수 있다.

VDB장치는 VSS장치로 입력된 선박정보, 해상정보와 해상교통관제부의 관제정보를 저장한다. 이때 관제정보는 특정 선박의 추적에 관한 정보, 항만 또는 연안에서 발생한 해양사고에 대한 정보 등 해상교통관제부로 입력되는 정보와 해상교통관제부에서 발생한 모든 정보를 기록하고 저장한다.

VOW장치는 해상정보 또는 선박정보를 전자해도 상에 표시함으로써 운용자가 용이하게 해상 교통을 관제하도록 한다. 또한, 선박 자동식별장치로부터 전송된 데이터를 바탕으로 해상교통관제부의 현재 장비상태를 점검함으로써 정상운영 중인지 또는 장애가 발생했는지를 파악한다. 장애가 발생한 경우 대체 가능한 다른 장비로 자동전환하는 신호를 해상교통관제부로 전송하거나 경고 정보를 생성한다. VOW장치는 상술한 바와 같이 해상교통관제부를 포함한 해상교통관제부와 연동되는 시스템에 대한 운영상태 및 관리상태를 감시하고 제어한다.

VED장치는 VOW장치가 장애가 발생하거나 또는 비상시에 VOW장치를 대신하는 기능을 수행한다. 또한, VED장치는 VDB장치 또는 VLS장치에 저장되어 있는 해상에서 발생한 실제 상황 발생 데이터 및 가공한 가상 데이터를 이용하여 초보 운영자가 실제 관제 업무 및 위기상황 대처 능력을 기를 수 있는 교육 훈련 데이터를 생성한다. 이때 VED장치는 운영자에 의해 선별된 교육 훈련 데이터이고, VOW장치는 실제 발생한 데이터이다.

VIS장치는 VSS장치에 입력된 센서 시스템의 정보를 통합하거나 가공하여 [0047] VOW장치(250)에 출력한다.

RAS장치는 VDB장치를 이용하여 외부 기관과 전용망을 통한 자료공유를 한다. 이때 RASP장치는 외부 기관의 위치정보를 공유하며, RASS장치는 VDB장치에 저장된 정보를 외부 기관에 전용망으로 전송하며, RASD장치는 Port-MIS(선박의 입출항 관련 업무와 선박의 안전항행에 관련된 정보를 처리하는 시스템)와 연동하여 선박의 입출항 관련 업무를 전산으로 자동처리한다.

상술한 센서시스템 및 해상교통관제부는 필요에 따라 각각 복수로 설치될 수 있다. 상술한 외부 기관은 선박의 안전운항과 관련된 기관으로서 일예로 해양 경찰청이 될 수 있다. 선박의 조난 또는 침몰이나 해상에서의 해양사고 발생시 외부 기관은 정보를 실시간으로 전송받음으로써 해양사고로 인한 피해를 최소한으로 줄일 수 있는 관련 조치를 신속하게 취할 수 있다.

(레이다 물표 심벌과 AIS 심벌 통합)

상술한 바와 같이 통항하는 선박에 부착된 선박 자동식별장치(AIS)는 선박용 AIS 시스템의 정보와 자선의 위치정보, 자선의 이름, 자선의 항로 등을 해상교통관제부에 전송한다. AIS 정보는 해상교통관제부의 제1 수신부에 수신된다. 해상교통관제부의 디스플레이부는 AIS로부터 전송된 자선의 선박정보를 이용하여 도 5에 도시된 바와 같이 자선의 AIS 심벌(80)을 디스플레이한다.

또한, 해상교통관제부의 제2 수신부는 레이더 사이트에서 레이더부에 의해 일정영역이 스캐닝 된 레이더 이미지를 전송받는다. 여기서 스캐닝 된 레이더 이미지는 선박을 스캐닝한 정보도 포함된다. 이러한 스캐닝 정보를 바탕으로 해상교통관제부의 선박정보 분석부는 선박의 레이더 이미지를 분석함으로써 선박의 침로, 속도, 선박의 위치(GPS 위치) 등을 알 수 있다. 이때, 레이더 이미지에서 추출된 물표는 일예로서 해당 이미지에서 밀도가 높은 지점의 중심점을 찾고 매 스캔마다 중심점을 설정하여 중심점의 이동을 계산함으로써 침로, 위치, 속도를 계산할 수 있다. 레이더 이미지의 특성상 이미지의 이동이 조금씩은 변할 수 있으므로 한 번의 스캔만으로 결정하지 않고 여러 번 스캔하여 중심점의 이동 방향과 속도를 평균하여 계산할 수 있다. 제1 수신부 및 제2 수신부는 해상교통관제에 사용되는 일반적인 통신망을 사용하여 AIS 정보 및 레이더 이미지를 수신한다. 해상교통관제부의 디스플레이부는 자선의 레이더 물표 심벌(80)을 AIS 심벌(80)과 병행하여 디스플레이한다.

해상교통관제부는 원형의 레이더 스캐닝 이미지를 그대로 사용하여 디스플레이할 수도 있고, 필요에 따라 앞서 설명한 바와 같이 다각형으로 가공된 레이더 이미지를 사용하여 디스플레이할 수도 있다.

이때, AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)이 동일 선박에 대해서 서로 별개로 표시될 수 있다. 즉, 정상적인 경우에는 동일 선박에 대해서 레이더 물표 심벌(90)에 겹쳐져서 AIS 심벌(80)이 마킹된다. 그러나 레이더 스캐닝의 오차 또는 AIS로부터 전송되는 자선의 GPS 위치 정보의 오차로 인하여 각각의 심벌이 동일한 자선에 대하여 서로 별개(겹쳐져서 마킹되지 않고 서로 일정거리 이격되어 표시됨)로 표시되는 경우가 발생한다. 이러한 경우에는 해상 교통을 관제하는 관제사에게 혼란을 줄 염려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 AIS 심벌(80)이 위치한 곳과 레이더 물표 심벌(90)이 위치한 곳의 인접 해역에 또 다른 선박이나 물표가 존재하지 않고 이하 설명되는 조건을 모두 만족하는 경우에는 AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)을 심벌 통합부에서 서로 통합(association, binding)하도록 한다. 이때, 통상적으로 AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)을 통합하는 거리는 서로 대략적으로 15m 정도의 거리에 있을 경우이다. 이하에서는 통합 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 해상교통관제부의 선박위치판단부는 자선이 위치한 곳의 인접 해역에 또 다른 선박이 존재하는지 여부를 AIS 정보와 레이더 스캔 정보에 의해 판단한다. 즉, 제1 선박에 의해 생성된 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌 중 어느 하나를 기준으로 제2 선박에 의해 생성된 AIS 심벌 또는 레이더 물표 심벌과의 거리가 일정거리내에 있는 경우인지를 판단한다. 선박위치판단부에 의해 통합영역(100)에 자선 이외의 물표가 없다고 판단되는 경우에는 심벌 통합부에 의해 각각의 심벌이 통합된다.

만약 통합하려고 하는 자선 주위에 다른 물표 또는 선박이 존재하는 경우에는 레이더 정보 오차와 AIS 정보 오차를 고려하여 AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)을 통합할 수 있을 것이다. 즉, 통상적으로 AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)이 통합되는 거리는 서로 15m 이내의 거리에 있는 경우에 통합된다. 따라서 통합 영역(100) 주위에 다른 선박이 존재해도 자선과 다른 선박의 거리가 AIS 심벌(80) 또는 레이더 물표 심벌(90) 중 어느 하나를 기준으로 적어도 15m 이상 떨어져 있다면 각각의 서로 다른 통합 영역에서 제1 선박의 레이더 물표 심벌과 AIS 심벌 및 제2 선박의 레이더 물표 심벌과 AIS 심벌이 서로 각각 통합될 수 있을 것이다. 통합영역(100)은 오차 정보를 고려하여 대략 15m 이내로서, 15m 이내에 하나의 AIS 심벌(80)과 하나의 레이더 물표 심벌(90)이 존재하는 경우 심벌통합부에 의해 각각의 심벌이 통합될 수 있다. 따라서 제1 선박 주위에 다른 제2 선박이 없고 제1 선박에 의해 생성된 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌의 거리가 15m 이상을 넘어가는 경우에는 심벌 통합이 이루어질 수 있다. 다만, 상술한 15m의 거리는 본 발명의 심벌 통합 예를 설명하기 위해 수치한정을 하였을 뿐 꼭 이에 한정되는 것은 아니며 해상교통관제의 상황에 따라 그 수치한정이 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.

다음으로, 해상교통관제부의 선박침로판단부는 AIS로부터 전송된 자선의 정보와 레이더 스캔에 의한 자선의 정보를 분석하여 서로 통합하려는 심벌의 침로가 서로 동일한지 여부를 판단한다. AIS 정보와 레이더 스캔 정보의 오차를 고려하여 선박의 침로가 서로 동일하지 않은 경우에는 서로 다른 물표일 수 있고 이 경우에는 심벌을 통합하지 않아야 하기 때문이다.

다음으로, 해상교통관제부의 선박속도판단부는 AIS로부터 전송된 자선의 정보와 레이더 스캔에 의한 자선의 정보를 분석하여 서로 통합하려는 심벌의 이동속도가 동일한지 여부를 판단한다. AIS 정보와 레이더 스캔 정보의 오차를 고려하여 물표의 이동속도가 동일하지 않다면 동일 물표로 볼 수 없기 때문이다.

상술한 세가지 조건 즉, 통합영역(100)에 자선 이외의 물표가 없고, 각각의 심벌의 침로가 동일하고, 속도가 동일하다면 해상교통관제부의 심벌통합부는 통합 영역(100)에 있는 AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)을 서로 통합한다.

AIS 심벌(80)과 레이더 물표 심벌(90)을 통합하는 경우에는 도 5에 도시된 AIS 심벌(80)이 레이더 물표 심벌(90)에 중첩되어 마킹(표시)될 것이다.

한편, 일반적으로 심벌 통합은 자동으로 이루어지나, 관제사가 임의적으로 레이더 물표 심벌(90)과 AIS 심벌(80)을 통합할 수도 있을 것이다.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

10,10' : 물표, 선박
10a, 10b : 경계선에 위치한 물표
20 : 제1 레이더 이미지
20' : 제1 가공 이미지
30 : 제2 레이더 이미지
30' : 제2 가공 이미지
40 : 레이더 중첩 영역
50' : 제3 가공 이미지
60' : 제4 가공 이미지
70 : 경계선
80 : AIS 심벌
90 : 레이더 물표 심벌
100 : 통합 영역

Claims (6)

1. 해상교통관제를 수행하기 위해 통항하는 선박에 구비된 선박자동식별장치(AIS)로부터 AIS 정보를 수신하는 제1 수신부,
   기 설정된 영역을 레이더 스캐닝함으로써 생성된 레이더 이미지를 수신하는 제2 수신부,
   상기 레이더 이미지를 입력받아 선박의 침로, 위치, 및 속도를 분석함으로써 레이더 선박정보를 생성하는 선박정보 분석부,
   상기 AIS 정보와 상기 레이더 선박정보를 이용하여 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌을 기 결정된 조건하에서 통합하는 심벌 통합부, 및
   상기 AIS 심벌과 상기 레이더 물표 심벌을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하며,
   상기 기 결정된 조건은,
   상기 AIS 심벌과 상기 레이더 물표 심벌의 침로 및 속도가 일정 범위 내에서 동일하고, 상기 심벌 통합부에 의해 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌이 통합되는 통합영역에 자선 이외의 선박이 없는 경우이며,
   상기 레이더 이미지는,
   동일 선박에 의해 생성된 복수의 레이더 이미지로서, 상기 복수의 레이더 이미지를 동일 평면상에 배열시 레이더 중첩 영역이 생기지 않도록 원형 레이더 이미지를 다각형 레이더 이미지로 가공함으로써 레이더 이미지 가공 전에 서로 중첩 영역에 각각 존재하는 동일 물표가 가공된 다각형 레이더 이미지 중 어느 하나에 포함되어 동일 물표가 중첩 영역에서 중복 제거되고,
   복수의 다각형 레이더 이미지에 의해 형성된 경계선에 진입하기 전의 상기 선박의 항로 방향 또는 현재 선박의 진행 방향과 동일한 항로 방향을 기초로 하여 상기 경계선에 진입한 선박의 삭제된 이미지 만큼의 크기를 복원하여 상기 디스플레이부에 표시되도록 하고,
   상기 통합영역은,
   상기 선박의 AIS 심벌 또는 상기 레이더 물표 심벌 중 적어도 어느 하나를 기준으로 기 결정된 거리로 설정되며,
   상기 선박정보 분석부는,
   상기 레이더 이미지의 밀도가 높은 지점의 중심점을 추출하고, 매 스캐닝마다 중심점을 설정하여 중심점의 이동을 계산함으로써 선박의 침로, 위치, 및 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기 결정된 조건은,
   제1 선박에 의해 생성된 AIS 심벌과 레이더 물표 심벌 중 어느 하나를 기준으로 일정 거리내에 제2 선박에 의해 생성된 AIS 심벌 또는 레이더 물표 심벌이 없는 경우인 것을 특징으로 하는 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 AIS 정보는,
   선박의 GPS 정보, 선박의 이름, 선박의 항로, 및 선박의 속도 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 해상교통관제에서 레이더 심벌과 AIS 심벌 통합 장치.

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