KR101742537B1 - 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템 - Google Patents

표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 해양환경으로부터 복수의 유동모델을 통해 시뮬레이션하여 다양한 해양환경에서 표적의 표류지점을 예측한 표류 추적데이터를 제공할 수 있는 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해양 영역의 해류의 방향, 유속, 풍향, 풍속, 조류 및 취송류를 포함하는 해양환경정보를 수집하여 저장시키는 환경정보 수집부와, 상기 수집된 해양환경정보의 해양 영역을 일정 축척에 따라 복수의 단위 격자로 구획된 전자지도를 생성하고, 상기 해양환경정보를 구비되는 복수의 수치모델 및 유동모델에 적용하여 상기 단위 격자 내에 대한 해류의 벡터 정보를 추출하고, 추출된 벡터 정보가 상기 전자지도의 단위 격자 각각에 할당표시되는 해양전자지도를 생성하는 해양전자지도 생성부와, 상기 해양전자지도의 일지점 또는 일영역에 투하되는 가상입자가 상기 벡터 정보에 의해 일정 시간단위마다 유동되는 경로 및 위치로 이루어진 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역으로 이루어진 표류 추적정보를 생성하는 표류 추적와, 상기 표류 추적정보에 포함된 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역 중에 적어도 2 이상을 가시적으로 중첩하여 공통영역를 도출하고, 도출된 공통영역을 상기 해양전자지도에 표시하는 추적정보 중첩부 및, 상기 공통영역이 표시된 해양전자지도를 디스플레이수단에 출력시키는 정보관리부를 포함하여, 복수 모델을 활용하여, 표류 추적 결과를 비교 분석을 통해 보다 정확도 높은 표류 추적 결과를 도출할 수 있는 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템에 관한 것이다.

Description

표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템{Multi model operating system for improved tracking accuracy}
본 발명은 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 해양환경을 매개로 복수의 유동모델을 통해 시뮬레이션하여 다양한 해양환경에서 표적의 표류지점을 예측한 표류 추적데이터를 제공할 수 있는 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해양관련 실시관 관측 자료를 저장/관리하거나 이를 토대로 예측자료를 제공하는 지리정보시스템(GIS:geographic information system) 기술을 활용하여 전술의 관측자료 및 예측자료를 저장/관리하는 것이 대표적이다. 그러나 표류 추적은 해양예측유동모델(이하, 유동모델)의 예측결과를 기반으로 표류물을 추적하는 기술로, 표류 추적 결과의 정확성은 유동모델 예측결과에 가장 큰 영향을 받는다. 유동모델은 각 운영 기관의 연구 성과로 각 모델의 고유 특성을 지니고 있으며, 고유 특성은 각 모델의 생성에서 반영하는 구성인자 및 적용 가중치 등에 따라 결정된다. 예를 들면, 서해안과 남서해안의 경우 조류의 영향이 커서 조류 인자가 강조된 유동모델의 정확도가 우세하며, 남동해안의 외해 및 동해의 경우 상대적으로 조류 인자보다 해류의 영향이 우세한 경향이 있다. 또한, 남동해안이라 할지라도 육지와 인접한 연안의 경우 조류 영향이 상대적으로 크게 작용하게 된다.
즉, 현재까지의 해양정보를 제공하기 위한 시스템은 해양정보 구축을 위한 모델 적용에 요구되는 해양환경자료를 수집 및 관리, 저장 업무까지만 별도로 제공하고 있어, 체계적인 시스템이 구현되기 어렵고, 이로 인한 정확도가 뒤떨어지고, 전문성이 부족한 점 등이 단점으로 작용하고 있다. 실제적으로, 이러한 해양정보에도 불구하고 해양 상에 표류되는 표적을 예측할 때에 많은 차이점이 발생함에 따라 표류자의 구조에 따른 엄청난 인력손실은 물론, 중대 사고로 연결되는 문제점에 봉착되었다.
본 발명의 선행기술로서, 등록특허공보 제10-1132828호, 10-1478639호 등의 기술이 개발되어 왔으나, 상술한 바와 같은 문제점이 계속적으로 발생되고 있어, 문제점을 해결하기 위한 꾸준한 연구개발이 필요한 상황이다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 복수 모델을 활용하여 표류 추적 결과를 비교 분석을 통해 보다 정확도 높은 표류 추적 결과를 도출할 수 있는 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템은 해양 영역의 해류의 방향, 유속, 풍향, 풍속, 조류 및 취송류를 포함하는 해양환경정보를 수집하여 저장시키는 환경정보 수집부;
상기 수집된 해양환경정보의 해양 영역을 일정 축척에 따라 복수의 단위 격자로 구획된 전자지도를 생성하고, 상기 해양환경정보를 구비되는 복수의 수치모델 및 유동모델에 적용하여 상기 단위 격자 내에 대한 해류의 벡터 정보를 추출하고, 추출된 벡터 정보가 상기 전자지도의 단위 격자 각각에 할당표시되는 해양전자지도를 생성하는 해양전자지도 생성부; 상기 해양전자지도의 일지점 또는 일영역에 투하되는 가상입자가 상기 벡터 정보에 의해 일정 시간단위마다 유동되는 경로 및 위치로 이루어진 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역으로 이루어진 표류 추적정보를 생성하는 표류 추적부; 상기 표류 추적정보에 포함된 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역 중에 적어도 2 이상을 가시적으로 중첩하여 공통영역를 도출하고, 도출된 공통영역을 상기 해양전자지도에 표시하는 추적정보 중첩부; 및, 상기 공통영역이 표시된 해양전자지도를 디스플레이수단에 출력시키는 정보관리부;를 포함하며, 상기 표류 추적부는, 상기 해양전자지도의 하나 또는 둘 이상의 단위격자 내부에서 일지점에 단일의 가상입자 투하, 일지점에 복수의 가상입자 투하 또는 일영역 내에 복수의 가상 입자 투하 중에 적어도 2 이상으로 이루어지고, 상기 추적 중심은 일정 시간단위마다 투하되는 가상입자의 기하학적 평균으로 생성되는 중심점이고, 상기 추적 경로는 상기 추적 중심을 시간흐름 순서별로 연결된 선이고, 상기 추적 영역은 상기 복수의 단위시간이 흐른 상태에서의 복수의 가상입자 중에 최외곽 입자를 서로 연결한 영역이고, 상기 신뢰 영역은 가상입자를 대상으로 산술적으로 입자의 분포도에 따라 연결된 영역으로서, 상기 추적정보 중첩부는, 상기 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역으로부터 도출된 공통영역을 제외한 비공통 영역을 이루는 표류 추적정보의 가상입자 및 벡터 정보를 제거하고, 비공통 영역이 제거된 공통영역만 이루는 가상입자 및 벡터 정보를 통해 서브 표류 추적정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해류의 벡터 정보는, 상기 해양환경정보의 조류를 이용하여 산술적 수식으로 이루어진 조화상수 기반의 수치모델로부터 생성되는 조류의 예측 벡터와, 상기 해류의 방향 및 유속을 이용하는 해류 유동모델로부터 생성되는 해류의 예측 벡터와, 상기 풍향, 풍속, 풍향에 의해 발생되는 취송류를 이용하는 바람 유동모델로부터 생성되는 취송류 예측 벡터를 추출하고, 상기 조류 예측 벡터, 해류 예측 벡터, 취송류 예측 벡터를 서로 벡터연산하여 생성된 단일의 유동 벡터인 것을 특징으로 한다.
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전술한 바와 같은 본 발명의 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템에 따르면, 복수 모델을 활용함으로써, 표류 추적 결과를 비교 분석을 통해 보다 정확도 높은 표류 추적 결과를 도출할 수 있는 이점이 있다.
상술한 본 발명에 따른 효과는 상기에 한정되는 것은 아니며, 기타 본 발명의 효과들은 후술할 실시예 및 청구범위에 기재된 사항을 통하여 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 분명하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템의 구조를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 표적 추적 결과를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 제1 표적 추적 결과를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 제2 표적 추적 결과를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 제3 표적 추적 결과를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 각 표적 추적 결과를 가시적으로 중첩시켜 나타낸 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명은 다양한 해양환경을 매개로 복수의 유동모델을 통해 시뮬레이션하여 다양한 해양환경에서 표적의 표류지점을 예측한 표류 추적데이터를 제공할 수 있는 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템의 구조를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 표적 추적 결과를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 제1 표적 추적 결과를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 제2 표적 추적 결과를 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 제3 표적 추적 결과를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 각각의 표적 추적 결과를 가시적으로 중첩시켜 나타낸 도면이다.
보다 구체적으로 본 발명의 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템은 해양 영역의 해류의 방향, 유속, 풍향, 풍속, 조류 및 취송류을 포함하는 해양환경정보를 수집하여 저장시키는 환경정보 수집부(100)와, 상기 수집된 해양환경정보의 해양 영역을 일정 축척에 따라 복수의 단위 격자로 구획된 전자지도를 생성하고, 상기 해양환경정보를 구비되는 복수의 수치모델 및 유동모델에 적용하여 상기 단위 격자 내에 대한 해류의 벡터 정보를 추출하고, 추출된 벡터 정보가 상기 전자지도의 단위 격자 각각에 할당표시되는 해양전자지도를 생성하는 해양전자지도 생성부(200)와, 상기 해양전자지도의 일지점 또는 일영역에 투하되는 가상입자가 상기 벡터 정보에 의해 일정 시간단위 마다 유동되는 경로 및 위치로 이루어진 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역으로 이루어진 표류 추적정보를 생성하는 표류 추적부(300)와, 상기 표류 추적정보에 포함된 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역 중에 적어도 2 이상을 가시적으로 중첩하여 공통영역를 도출하고, 도출된 공통영역을 상기 해양전자지도에 표시하는 추적정보 중첩부(400) 및, 상기 공통영역이 표시된 해양전자지도를 디스플레이수단에 출력시키는 정보관리부(500)를 포함하는 구성이다.
예컨대, 본 발명에서 표류 추적은 해양예측유동모델(이하, 유동모델)의 예측 결과를 기반으로 해양 상에서 표류물의 유동을 예측하여 추적하도록 수행된다. 이때, 표류 추적 결과의 정확성은 유동모델의 예측결과에 의하여 정해진다.
보다 구체적으로 살펴보면, 환경정보 수집부(100)는 해양 영역의 해류의 방향, 유속, 풍향, 풍속, 조류 및 취송류을 포함하는 해양환경정보를 수집하여 저장시키는 구성이다. 실질적으로 환경정보 수집부(100)는 데이터베이스와 같은 저장모듈이 함께 구비되고, 외부로부터 통신될 수 있다. 즉 다양한 환경정보를 측정하는 측정장치로부터 측정된 해양환경정보를 수신받아 저장된다. 이때, 해양환경정보에는 해양 영역의 해류의 방향, 유속, 풍향, 풍속, 조류 및 취송류를 포함하며, 이때, 기상정보인 날씨와 온도, 습도와 같은 정보가 더 포함될 수 있다.
해양전자지도 생성부(200)는 수집된 해양환경정보의 해양 영역을 일정 축척에 따라 복수의 단위 격자로 구획된 전자지도를 생성하고, 상기 해양환경정보를 구비되는 복수의 수치모델 및 유동모델에 적용하여 상기 단위 격자 내에 대한 해류의 벡터 정보를 추출하고, 추출된 벡터 정보가 상기 전자지도의 단위 격자 각각에 할당표시되는 해양전자지도를 생성하는 구성이다. 구체적으로 전자지도는 GIS 상에서 표출되는 전자지도로서, 해양 영역을 일정 축적, 예컨대 1km, 3km 등 일정한 길이로 단위 격자를 이룬다.
그리고 상기 해류의 벡터 정보는, 상기 해양환경정보의 조류를 이용하여 산술적 수식으로 이루어진 조화상수 기반의 수치모델로부터 생성되는 조류의 예측 벡터와, 상기 해류의 방향 및 유속을 이용하는 해류 유동모델로부터 생성되는 해류의 예측 벡터와, 상기 풍향, 풍속, 풍향에 의해 발생되는 취송류를 이용하는 바람 유동모델로부터 생성되는 취송류 예측 벡터를 추출하고, 상기 조류 예측 벡터, 해류 예측 벡터, 취송류 예측 벡터를 서로 벡터연산하여 생성된 단일의 유동 벡터로 이루어질 수 있다. 여기서, 벡터 연산이라 함은 일반적으로 사용되는 산술적 규칙에 의한다. 본 발명에서 벡터는 지도상에서 화살표로 표시될 수 있다.
표류 추적부(300)는 해양전자지도의 일지점 또는 일영역에 투하되는 가상입자가 상기 벡터 정보에 의해 일정 시간단위 마다 유동되는 경로 및 위치로 이루어진 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역으로 이루어진 표류 추적정보를 생성하는 구성이다. 여기서, 상기 표류 추적부(300)는 상기 해양전자지도의 하나 또는 둘 이상의 단위격자 내부에서 일지점에 단일의 가상입자 투하, 일지점에 복수의 가상입자 투하 또는 일영역 내에 복수의 가상입자 투하 중에 적어도 2 이상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 여기서 가상입자는 임의적으로 크기, 부피, 질량과 같은 물리적인 특성을 이용하여 구동되는 물리엔진에 의해 현실적인 행동양상을 나타내도록 구현되는 것이 더욱 바람직하다.
추적정보 중첩부(400)는 상기 표류 추적정보에 포함된 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역 중에 적어도 2이상을 가시적으로 중첩하여 공통영역를 도출하고, 도출된 공통영역을 상기 해양전자지도에 표시하는 구성이다.
여기서, 상기 추적 중심은 일정 시간단위마다 투하되는 가상입자의 기하학적 평균으로 생성되는 중심점이고, 상기 추적 경로는 상기 추적 중심을 시간흐름 순서별로 연결된 선이고, 상기 추적 영역은 상기 복수의 단위시간이 흐른 상태에서의 복수의 가상입자 중에 최외곽 입자를 서로 연결한 영역이고, 상기 신뢰 영역은 가상입자를 대상으로 산술적으로 입자의 분포도에 따라 연결된 영역으로 이루어진다. 그리고 상기 추적정보 중첩부(400)는 상기 도출된 공통영역을 제외한 비공통 영역을 이루는 표류 추적정보를 가상입자 및 벡터 정보를 제거하고, 공통영역만 이루는 가상입자 및 벡터 정보를 통해 서브 표류 추적정보를 재생성하는 것이 바람직하다.
정보관리부(500)는 상기 공통영역이 표시된 해양전자지도를 디스플레이수단에 출력시키는 구성이다. 예컨대, 모니터와 같은 디스플레이수단에 해당하는 해양 전자지도를 표출시키도록 하며, 이때, 프린터 등과 같은 서면으로 출력될 수 있는 것은 물론일 것이다. 본 발명에서는 상기한 해양예측자료를 효과적으로 (렌더링rendering)할 수 있는 기술로서 다양한 포맷 데이터 표출 GIS 엔진으로 구현될 수 있을 것이다.
이하 본 발명에 이르는 구체적인 실시예를 보다 자세하게 설명하도록 한다.
표류 추적은 격자 형태로 작성되는 전자지도 상에서 유동모델의 예측 결과를 기반으로 수행된다. 실질적으로는 특정 지점에 상기 가상입자를 투하하여 예측결과 벡터에 영향을 받아 입자가 움직이는 다음 지점을 추정하는 방식으로 구현될 수 있다. 예컨대, 일반적으로 유동에 바람의 영향을 적용하는데, 바람의 흐름은 바람의 영향으로 생성되는 흐름인 취송류과 투하된 물체가 바람에 의해 밀리는 현상을 고려 하여 이루어진다. 특히 바람에 의하여 밀리는 현상을 경험적으로 산출되는 수식에 의해 구현되며, 경험적인 수식으로 적용되는 방식을 예컨대, Leeway 기법으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 벡터에 대하여 다수의 입자를 투하하여 입자의 유동, 즉, 이동양태를 확인 할 수 있는 기법으로 몬테카를로 기법을 적용한 random work 방식으로 구현될 수 있다.
예측 유동의 생성은 일반적으로 조류, 해류, 취송류 등의 유동을 유발하는 구성 인자를 각각 생성하고, 이를 벡터 연산하여 하나의 유동 예측 정보를 생성한다. 구체적으로는 다음과 같이 유동 예측 정보를 생성할 수 있다.
1) 조화상수 기반의 수치모델에서 조류 예측 벡터를 생성.
2) 해류 유동 모델에서 해류 예측 벡터를 생성.
3) 바람 모델에서 취송류 벡터를 생성.
4) 조류 예측 벡터, 해류 예측 벡터, 취송류 예측 벡터를 벡터 연산하여 하나의 예측 유동 생성.
즉, 본 발명에서는 생성된 예측 유동을 메인 흐름으로 Leeway 기법을 적용하여 표류 추적을 수행한다. 이때, 유동 생성 과정은 유동 모델 구축과정에서 고려되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 표류 추적 결과를 보면 다음과 같이 구현될 수 있다.
1) 추적 중심: 각 시각 스텝마다 투하된 복수입자의 기하학적 평균으로 생성되는 중심점.
2) 추적 경로: 추적 중심을 이은 선.
3) 추적 영역: 최종 추적 결과 입자를 모두 포함하는 영역(최외곽선을 연결하여 표시된 원 또는 다각형)
4) 신뢰 영역: 추적 영역의 입자를 대상으로 산술적으로(신뢰구간추정법) 추산한 발견 가능성이 높은 영역.
복수 모델을 운영하면 서로 다른 구성인자 및 가중치가 적용된 예측 유동이 생성되며, 이를 활용하여 다양한 추적 결과를 도출할 수 있다. 실질적으로 각각의 서로 다른 특성을 가진 유동모델을 활용하면, 서로 다른 표류 추적 결과를 도출할 수 있고 이를 비교 및 분석함으로써 정확도를 향상할 수 있다.
구체적으로 상기한 복수 모델을 통하여 정확도를 향상하는 구성은 다음과 같다.
먼저, 각 유동 모델의 서로 다른 추적 결과를 가시적으로 중첩하여 판단하는 구성으로서, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역을 상호 비교하여 보다 가장 가능성 높은 추적 결과를 추출할 수 있다.
또한, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역을 상호 비교하여 보다 가능성 높은 추적 결과를 선별(예를 들면, 4개 모델 추적 결과 중 유사한 2개 모델 선택하고, 많이 상이한 2개는 제외)하여, 이를 기준으로 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역 재생성한다.
그리고 추적 영역, 신뢰 영역을 공간 비교하여 공통영역을 도출할 수 있다.
상기한 바와 같은 구성은 복수 모델의 모든 투하 입자를 기준으로 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역을 재생성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 자료 수집 처리 모듈은 KIOST의 운용해양시스템(KOOS)이 제공하는 예측자료를 수신하고 저장하는 역할을 수행할 수 있다.
Model Forecasting variables Grid system
ROMS
(coupled SWAN)		 Current, tide level, tidal current,
temperature, salinity 		Unstructured grid
FVCOM 3D finite-volume method with unstructured grid
MOHID Structured grid, nesting
MOM3 Current, salinity, temperature
KOSY Surge, current
WAM, SWAN, WW3 Wave
WRF Sea surface wind, mean sea level pressure
상기 표 1에 KIOST 운용해양시스템(KOOS)에서 운영 중인 수치모델을 나타내었다.
운용해양시스템의 다양한 수치모델 중 운용해양 수색구조모델 (KOOS-SAR)에서 추적실험에 직접 활용하는 모델은 MOHID와 WRF이다.
또한, KOOS에서는 기상청과 국립해양조사원의 관측자료를 수신하여 예측자료의 신뢰도를 평가하고, 예측 정확도를 향상시키기 위한 자료동화 데이터로 활용할 수 있다.
자료 수집 처리 모듈은 KIOST에서 생산되는 모델 예측결과 자료를 준 실시간으로 수신하여 DB에 입력하는 것을 주요 수행 동작으로 하며, 같은 방식으로 국립해양 조사원 및 기상청으로부터 관측 데이터를 수신, 입력 처리하는 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 수집자료는 크게 관측자료와 예측자료로 구성되며 수집된 정보를 저장하고, 예측 자료 표출과 추적 수행에 필요한 데이터를 제공하게 된다. 각 자료에 대한 데이터 분석 작업을 통하여 데이터 특성을 도출하고, 이를 기반으로 메타 데이터 작성을 수행한다.
데이터 구분 설명 비고(예시 또는 활용)
운영 모델 운영 모델명 MOHID, WRF 등
예측자료 생성일자 해당 예측자료가 생성된 일자
72시간 예측의 경우 중복 데이터 신뢰도 판단		 예측자료 검색 조건
예측 영역 예측 데이터의 공간적 범위
일반적으로 좌상단, 우하단 데이터로 표기		 표출 영역 정의
예측 시작/종료 시각 예측 데이터의 시간적 범위
수신 누락된 데이터에 대하여 재수신 동작 명령		 표출/추적 기간
기준시 KST/GMT 구분
일반적으로 GMT 데이터로 구성됨		 시간 기준
격자 간격 모델 격자간격 1km, 3km 등
상기 표 2에서 본 발명의 모델 예측자료의 메타 데이터 구성을 나타내었다.
즉, 관측 자료의 메타 데이터 구성은 관측 지역/방식/목적에 따라 그 특성이 다양하므로 구축 취지에 맞게 작성하고, 지속적인 데이터 수집 가능성과 변경 가능성을 고려한 유연한 설계를 위하여 유사한 데이터 형식에 대하여 도메인 개념을 적용하여 데이터베이스를 구축하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 가상입자의 추적은 그 상황에 따라 단일, 연속, 확산 등 입자 추적 유형을 선택할 수 있도록 하여 각 상황에 대한 사용자의 판단을 적용할 수 있도록 한다.
구분 설명 용도
단일 입자 추적 입자 하나 투하를 통하여 표류 경로 추적 이상적인 경로 도출
연속 입자 추적 입자가 동일 사고 지점으로 연속적으로
투하되는 상황의 경로 추적		 투하시점이 모호한 경우
확산 입자 추적 일정 영역 내에 복수의 입자를 투하하여
각 입자의 확산 경로 추적 		불확실성을 반영한
확률적인 결과 도출
상기 표 3에서 입자 추적 유형 구분을 표시하였으며, 입자 추적 유형은 사용자의 목적에 따라 유동적으로 선택할 수 있게 구현되는 것이 바람직하다.
이를 통하여 기존에 개발된 수색구조 시스템 분석을 통하여 사고 상황을 반영한 최적의 추적 알고리즘 및 모델 선택이 가능하게 된다.
구체적으로 살펴보면 사고 해역과 기상 특성에 따라 사전 분석 기반 시뮬레이션 수행할 수 있다. 또한, 조류, 조석 수치모델, 해수유동 수치모델을 활용하여 다양한 조합의 예측 수행 및 종합 추적 결과 도출할 수 있다. 여기서 해수 유동 외에도 바람에 의한 취송류 등 외력 적용한다. 본 발명에서는 Leeway, Lagrangian, Back tracking 등 다양한 상황에 대응 가능한 알고리즘 탑재되는 것이 바람직하다. 현장 상황을 고려한 추적 매뉴얼 작성을 통하여 시스템 활용 및 사고 대응 능력 강화될 수 있으며, 익수체 실험을 반영한 실질적인 발견 지점 및 시각 예측무중단 시스템 수준의 안정성 확보를 위한 오류 모니터링 체계 구축 및, 조석조류 조화상수를 이용한 수치모델, 1km 격자의 해수유동 수치모델 등 다양한 수치모델 결과 수용체계를 가질 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템은 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 환경정보 수집부
200: 해양전자지도 생성부
300: 표류 추적부
400: 추적정보 중첩부
500: 정보관리부

Claims (5)

  1. 해양 영역의 해류의 방향, 유속, 풍향, 풍속, 조류 및 취송류를 포함하는 해양환경정보를 수집하여 저장시키는 환경정보 수집부;
    상기 수집된 해양환경정보의 해양 영역을 일정 축척에 따라 복수의 단위 격자로 구획된 전자지도를 생성하고, 상기 해양환경정보를 구비되는 복수의 수치모델 및 유동모델에 적용하여 상기 단위 격자 내에 대한 해류의 벡터 정보를 추출하고, 추출된 벡터 정보가 상기 전자지도의 단위 격자 각각에 할당표시되는 해양전자지도를 생성하는 해양전자지도 생성부;
    상기 해양전자지도의 일지점 또는 일영역에 투하되는 가상입자가 상기 벡터 정보에 의해 일정 시간단위마다 유동되는 경로 및 위치로 이루어진 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역으로 이루어진 표류 추적정보를 생성하는 표류 추적부;
    상기 표류 추적정보에 포함된 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역 중에 적어도 2 이상을 가시적으로 중첩하여 공통영역를 도출하고, 도출된 공통영역을 상기 해양전자지도에 표시하는 추적정보 중첩부; 및,
    상기 공통영역이 표시된 해양전자지도를 디스플레이수단에 출력시키는 정보관리부;를 포함하며,
    상기 표류 추적부는,
    상기 해양전자지도의 하나 또는 둘 이상의 단위격자 내부에서 일지점에 단일의 가상입자 투하, 일지점에 복수의 가상입자 투하 또는 일영역 내에 복수의 가상 입자 투하 중에 적어도 2 이상으로 이루어지고,
    상기 추적 중심은 일정 시간단위마다 투하되는 가상입자의 기하학적 평균으로 생성되는 중심점이고, 상기 추적 경로는 상기 추적 중심을 시간흐름 순서별로 연결된 선이고, 상기 추적 영역은 상기 복수의 단위시간이 흐른 상태에서의 복수의 가상입자 중에 최외곽 입자를 서로 연결한 영역이고, 상기 신뢰 영역은 가상입자를 대상으로 산술적으로 입자의 분포도에 따라 연결된 영역으로서,
    상기 추적정보 중첩부는,
    상기 추적 중심, 추적 경로, 추적 영역, 신뢰 영역으로부터 도출된 공통영역을 제외한 비공통 영역을 이루는 표류 추적정보의 가상입자 및 벡터 정보를 제거하고, 비공통 영역이 제거된 공통영역만 이루는 가상입자 및 벡터 정보를 통해 서브 표류 추적정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 해류의 벡터 정보는,
    상기 해양환경정보의 조류를 이용하여 산술적 수식으로 이루어진 조화상수 기반의 수치모델로부터 생성되는 조류의 예측 벡터와,
    상기 해류의 방향 및 유속을 이용하는 해류 유동모델로부터 생성되는 해류의 예측 벡터와,
    상기 풍향, 풍속, 풍향에 의해 발생되는 취송류를 이용하는 바람 유동모델로부터 생성되는 취송류 예측 벡터를 추출하고,
    상기 조류의 예측 벡터, 해류 예측 벡터, 취송류 예측 벡터를 서로 벡터연산하여 생성된 단일의 유동 벡터인 것을 특징으로 하는 표적 추적 결과 정확도 향상을 위한 복수 유동모델 운영 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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