KR101499871B1 - 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템 - Google Patents

원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템은, 선박의 운항을 제어하며, 위성 통신이 가능하도록 선박 통합 통신망에 연결되는 선박 자동화부와, 상기 선박 자동화부와 전기적으로 연결되어 특정 시스템으로의 접근 및 시스템 간 인터페이스 기능을 지원하고, 선박 자동화 시스템의 정보 수집 및 외부와의 연결을 지원하는 선내 통합 데이터 센터의 역할도 수행하는 선내 통합 게이트웨이 및, 단순 주기적 데이터 타입, 이진 데이터 타입, 파일 타입을 처리하는 ISM 프로토콜을 포함한다.

Description

원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템{SHIP AUTOMATION SYSTEM FOR REMOTE MAINTENANCE}
본 발명은 선박의 유지보수에 관한 것으로, 특히 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템 인터페이스를 제공함으로써, 선박 자동화 시스템에 문제가 발생하였을 때 용이하게 조치할 수 있는 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 자동화 시스템에는 통합 항해 시스템, 기관실 및 화물 감시제어 시스템, 선박 자동 추진제어 시스템, 항해정보 기록장치 등이 있으며 항해정보 관리와 선내 각 설비의 감시 및 조작 등의 기능을 통해 선내 노동의 경감, 선박의 안전성 향상, 운항의 경제성 확보를 가능하게 한다.
선박 자동화 시스템의 가용성 및 안전성 향상을 위한 원격유지보수 기능을 제공하기 위해서는, 해당 시스템과의 인터페이스 방법이 제공되어야 한다. 또한, 유지보수 기능 탑재의 효율성을 높이기 위해서는 모든 선박 자동화 시스템에 동일하게 적용되는 표준 인터페이스 기준이 필요하다.
그러나 종래의 선박 자동화 시스템은, 특정 선박 자동화 시스템에 접근하기 위해서 해당 시스템의 인터페이스 방법에 따른 별도의 어플리케이션 개발을 피할 수 없다. 또한, 기존 선박 자동화 시스템 인터페이스 방법들은 NMEA 0183, Modbus 등의 통신규약 수준에서 제공되고 있으므로 유지보수를 위한 다양한 정보교환에 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물리적으로 일관성 있는 선박 자동화 시스템과의 연결을 위한 선박 통합 통신망을 구축하고, 개념적으로는 선박 자동화 시스템의 감시 및 제어, 유지보수 등을 고려한 IWF(Inter-Working Function) 모듈 기반의 인터페이스 체계를 구성함으로써, 선박 자동화 시스템 간의 인터페이스나 외부 어플리케이션의 선박 자동화 시스템 인터페이스를 적용할 수 있는 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템은, 선박의 운항을 제어하며, 선박 자동화 시스템의 전보 제공 및 유지보수가 가능하도록 선박 통합 통신망에 연결되는 선박 자동화부와, 상기 선박 자동화부와 전기적으로 연결되어 특정 시스템으로의 접근 및 시스템 간 인터페이스 기능을 지원하고, 선박 자동화 시스템의 정보 수집 및 외부와의 연결을 통한 선내 통합 데이터의 역할도 수행하는 선내 통합 게이트웨이 (ISIG, Intra-Ship Integrated Gateway) 및, 단순 주기적 데이터 타입, 이진 데이터 타입, 파일 타입을 처리하는 ISM(Intra-Ship Messaging) 프로토콜을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선박 자동화부의 감시 및 제어, 유지보수를 지원하는 표준 인터페이스 방법은, 선박 통합 통신망 환경과 연계된 IWF 모듈에 의해 제공되며, 상기 IWF 모듈은, 기능별로 체계화된 API 함수의 집합으로, 요청된 트랜잭션 ID와 시스템 장비 고유 ID를 통한 일관된 접근 방법을 제공하고 콜백함수를 통한 비동기 호출을 지원한다.
상기 IWF 모듈은, 7개의 API 함수 그룹으로 구분되며, 상기 API 함수 그룹은, 시스템의 전체적인 구성 및 각 장비의 상세 내용을 제공하는 시스템 기초 그룹과, 시스템을 구성하는 각 장비의 자체 상태 및 통신망 연결상태 등의 기본 진단 정보를 제공하는 상태 진단 그룹과, 시스템의 원격 운영과 관련된 감시 및 제어 기능을 제공하는 운전 감시 그룹과, 시스템에 저장되어 있는 과거 이력 파일이나 이미지 파일 등의 대용량의 정보를 처리하기 위한 파일 리스트 관리 및 업로드/다운로드 기능을 제공하는 파일 관리 그룹과, 시스템 구성 정보 변경, 장비 설정 정보 변경, 시스템 파일 갱신 등의 시스템 변경사항을 실제 시스템에 적용하기 위한 원격유지보수의 핵심 기능을 제공하는 시스템 적용 그룹과, 시스템에서 발생되는 각종 이벤트 처리 여부를 결정하기 위한 이벤트 활성화 또는 비활성 기능을 제공하는 이벤트 처리 그룹 및, 시스템에 의존적으로 제공되는 정보들을 처리하기 위해 시스템 특성에 따라 다양한 형태로 제공되는 시스템 전용 서비스 그룹을 포함한다.
또한, 상기 선박 자동화부는 선박의 항해를 위한 통합 항해장치(IBS)와, 상기 선박의 항해 정보를 기록하는 항해정보 기록장치(VDR)와, 상기 선박의 추진을 제어하는 선박 자동 추진제어장치(BMS) 및, 상기 선박의 기관실과 선적된 화물을 감시하는 감시제어장치(CAMS)가 구비될 수 있다.
아울러, 상기 선내 통합 게이트웨이는, 위성 통신을 위한 위성 모뎀 및, 위성과 데이터를 송수신하기 위한 위성 안테나와 연결되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 선박 자동화 시스템마다 상이하게 제공되는 인터페이스 방법을 통합할 수 있는 표준 인터페이스 방법을 제공한다. 이를 통하여 선박 자동화 시스템 간의 인터페이스 구현 및 시스템과 연계된 어플리케이션 개발의 효율성을 높일 수 있으며, 단순 데이터 인터페이스뿐만 아니라 유지보수를 위한 다양한 정보교환을 가능하게 함으로써 선박 자동화 시스템의 원격유지보수를 위한 기틀을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템의 전체적인 구성도를 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템에서 IWF 모듈의 API 함수 구성을 보여주기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템에서 IWF 모듈의 동작을 보여주기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에 따른 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템은, HiDS(Hyundai Intelligent Doctor System) 중 선박 통합 통신망에 기반한 선내 운용을 위해 사용된다.
도 1 내지 3에 도시한 바와 같은 본 발명의 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템은, 선박(10)의 운항을 제어하며, 위성 통신이 가능하도록 선박 통합 통신망에 연결되는 선박 자동화부(100)와, 상기 선박 자동화부(100)와 전기적으로 연결되어 특정 시스템으로의 접근 및 시스템 간 인터페이스 기능을 지원하고, 선박 자동화 시스템의 정보 수집 및 외부와의 연결을 통한 선내 통합 데이터 센터의 역할도 수행하는 선내 통합 게이트웨이(ISIG, Intra-Ship Integrated Gateway, 200) 및, 단순 주기적 데이터 타입, 이진 데이터 타입, 파일 타입을 처리하는 ISM(Intra-Ship Messaging) 프로토콜을 포함한다.
도 1에서와 같이, 상기 선박 자동화부(100)는 선박(10)의 항해를 위한 통합 항해장치(IBS, 110)와, 상기 선박(10)의 항해 정보를 기록하는 항해정보 기록장치(VDR, 120)와, 상기 선박(10)의 추진을 제어하는 선박 자동 추진제어장치(BMS, 130) 및, 상기 선박(10)의 기관실과 선적된 화물을 감시하는 감시제어장치(CAMS, 140)가 구비될 수 있다.
아울러, 선내 통합 게이트웨이(200)는 위성 통신을 위한 위성 모뎀(210) 및, 위성과 데이터를 송수신하기 위한 위성 안테나(220)가 구비된다. 그리고 선내 오피스 통신망에 연결될 수 있다.
선박 통합 통신망은, 선내 통합 게이트웨이(200)를 중심으로 모든 선박 자동화 시스템을 연결하는 통신망으로, 산업용으로 널리 적용되고 있는 이더넷(Ethernet)을 기반으로 하며, 표준화가 진행 중인 IEC 61162-450을 만족하는 ISM(Intra-Ship Messaging) 프로토콜을 사용한다.
선내 통합 게이트웨이(200)는, 선박 자동화 시스템과 직접 연결되어 특정 시스템으로의 접근 및 시스템 간 인터페이스 기능을 지원하고, 선박 자동화 시스템의 정보 수집 및 외부와의 연결을 통한 선내 통합 데이터 센터의 역할도 수행한다. 또한, ISM 프로토콜(300)은 크게 단순 주기적 데이터 타입, 이진 데이터 타입 및 파일 타입을 처리하는 기능을 포함한다.
여기서, 선박 자동화부(100)의 감시 및 제어, 유지보수를 지원하는 표준 인터페이스 방법은 선박 통합 통신망 환경과 연계된 IWF(Inter-Working Function) 모듈에 의해 제공된다.
여기서, 상기 IWF 모듈(150)은 기능별로 체계화된 API(Application Programming Interface) 함수의 집합으로 요청된 트랜잭션 ID와, 시스템 장비 고유 ID를 통한 일관된 접근 방법을 제공하고, 콜백함수(운영체제가 호출하는 함수)를 통한 비동기 호출을 지원한다.
그리고, 상기 IWF 모듈(150)은 도 2에서와 같이 7개의 API 함수 그룹으로 구분된다. 여기서, 상기 API 함수 그룹은 시스템의 전체적인 구성 및 각 장비의 상세 내용을 제공하는 시스템 기초 그룹과, 시스템을 구성하는 각 장비의 자체 상태 및 통신망 연결상태 등의 기본 진단 정보를 제공하는 상태 진단 그룹과, 시스템의 원격 운영과 관련된 감시 및 제어 기능을 제공하는 운전 감시 그룹과, 시스템에 저장되어 있는 과거 이력 파일이나 이미지 파일 등의 대용량의 정보를 처리하기 위한 파일 리스트 관리 및 업로드/다운로드 기능을 제공하는 파일 관리 그룹이 구비된다.
그리고 시스템 구성 정보 변경, 장비 설정 정보 변경 및 시스템 파일 갱신 등의 따른 시스템 변경사항을 실제 시스템에 적용하기 위한 원격유지보수의 핵심 기능을 제공하는 시스템 적용 그룹과, 시스템에서 발생되는 각종 이벤트 처리 여부를 결정하기 위한 이벤트 활성화 또는 비활성 기능을 제공하는 이벤트 처리 그룹과, 시스템에 의존적으로 제공되는 정보들을 처리하기 위해 시스템 특성에 따라 다양한 형태로 제공되는 시스템 전용 서비스 그룹을 포함한다.
도 3을 참조로 IWF 모듈(150)의 동작을 설명하면, API 함수 호출과 콜백함수를 통한 응답 제공의 형태로 운영된다.
즉, IWF 모듈(150)에 요청된 정보는 요청 리스트에 저장된 후 선박 자동화 시스템으로 전달되고, 응답이 수신되면 트랜잭션 ID를 기반으로 요청 리스트로부터 해당 요청을 찾아내고 이에 대한 콜백함수를 동작시킨다.
한편, IWF 모듈(150)은 선박 자동화 시스템으로부터 응답이 없을 경우를 대비하여 요청 리스트를 감시하는 와치독 타이머를 포함하고 있으며, 타임아웃이 발생된 요청은 이벤트 발생기를 통해 외부로 통보될 수 있다.
따라서, 본 발명은 선박 자동화 시스템마다 상이하게 제공되는 인터페이스 방법을 통합할 수 있는 표준 인터페이스 방법을 제공한다. 이를 통하여 선박 자동화 시스템 간의 인터페이스 구현 및 시스템과 연계된 어플리케이션 개발의 효율성을 높일 수 있으며, 단순 데이터 인터페이스뿐만 아니라 유지보수를 위한 다양한 정보교환을 가능하게 함으로써 선박 자동화 시스템의 원격유지보수를 위한 기틀을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.
10: 선박 100: 선박 자동화부
110: 통합 항해장치 120: 항해정보 기록장치
130: 선박 자동 추진제어장치 140: 감시제어장치
150: IWF 모듈 200: 선내 통합 게이트웨이
210: 위성 모뎀 220: 위성 안테나
300: ISM 프로토콜

Claims (5)

  1. 통합 항해 시스템과 기관실 및 화물 감시제어 시스템과 선박 자동 추진제어 시스템, 그리고 항해 정보 기록장치를 포함하는 선박 자동화 시스템의 정보 제공 및 유지보수가 가능하도록 선박의 운항을 제어하고, 선박 통합 통신망에 연결되는 선박 자동화부; 상기 선박 자동화부와 전기적으로 연결되어 특정 시스템으로의 접근 및 시스템 간 인터페이스 기능을 지원하고, 선박 자동화 시스템의 정보 수집 및 외부와의 연결을 통한 선내 통합 데이터 센터의 역할을 수행하는 선내 통합 게이트웨이; 및 단순 주기적 데이터 타입, 이진 데이터 타입, 파일 타입을 처리하는 ISM 프로토콜; 을 포함하되, 상기 선박 자동화부의 감시 및 제어, 유지보수를 지원하는 상기 선내 통합 게이트웨이의 표준 인터페이스는 선박 통합 통신망 환경과 연계된 IWF 모듈을 통해 제공하고,
    상기 IWF 모듈은 시스템의 전체적인 구성 및 각 장비의 상세 내용을 제공하는 시스템 기초 그룹과, 시스템을 구성하는 각 장비의 자체 상태 및 통신망 연결상태의 기본 진단 정보를 제공하는 상태 진단 그룹과, 시스템의 원격 운영과 관련된 감시 및 제어 기능을 제공하는 운전 감시 그룹과, 시스템에 저장되어 있는 과거 이력 파일이나 이미지 파일의 대용량 정보를 처리하기 위한 파일 리스트 관리 및 업로드/다운로드 기능을 제공하는 파일 관리 그룹과, 시스템 구성 정보 변경, 장비 설정 정보 변경, 시스템 파일 갱신의 시스템 변경사항을 실제 시스템에 적용하기 위한 원격유지보수의 시스템 적용 그룹과, 시스템에서 발생되는 각종 이벤트 처리 여부를 결정하기 위한 이벤트 활성화 또는 비활성 기능을 제공하는 이벤트 처리 그룹 및, 시스템에 의존적으로 제공되는 정보들을 처리하기 위해 시스템 특성에 따른 정보서비스를 제공하는 시스템 전용 서비스 그룹을 포함하는 7개의 API 함수 그룹으로 구분하는 것을 특징으로 하는 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선박 자동화부는, 선박의 항해를 위한 통합 항해장치(IBS);
    상기 선박의 항해 정보를 기록하는 항해정보 기록장치(VDR);
    상기 선박의 추진을 제어하는 선박 자동 추진제어장치(BMS); 및
    상기 선박의 기관실과 선적된 화물을 감시하는 감시제어장치(CAMS);가 구비되는 것을 특징으로 하는 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선내 통합 게이트웨이는, 위성 통신을 위한 위성 모뎀; 및
    위성과 데이터를 송수신하기 위한 위성 안테나;가 구비되는 것을 특징으로 하는 원격유지보수를 위한 선박 자동화 시스템.
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