KR101786211B1

KR101786211B1 - 항로표지용 자동식별장치

Info

Publication number: KR101786211B1
Application number: KR1020150154970A
Authority: KR
Inventors: 장철순
Original assignee: (주)신동디지텍
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-10-17
Also published as: KR20170052893A

Abstract

바다의 해로나 내륙 운하의 수로 등 항로를 따라 운항하는 선박의 안전을 위한 정보를 제공하되, 안정적인 정보 제공을 통해 제품의 안전성이 향상되도록, 본 발명은 바다의 해로나 내륙 운하의 수로를 포함하는 항로에 배치된 항로표지에 대응되는 표지정보에 따라 선박을 안내하는 항로표지용 자동식별장치에 있어서, 무선통신망과 연결되어 지상 운영국의 관리정보를 수신하는 수신기와, 상기 항로의 안내정보를 상기 선박을 향해 송신하는 송신기를 포함하는 무선통신부; 상기 수신된 관리정보 및 상기 표지정보를 포함하도록 상기 안내정보를 설정하되, 상기 안내정보가 기설정된 발신주기에 따라 송신되도록 상기 송신기를 제어하는 송수신제어부; 상기 무선통신부 및 상기 송수신제어부의 구동전력을 공급하되, 유효전력을 측정하는 전원측정부가 구비된 메인전원부; 상기 메인전원부를 대체하도록 스위칭 수단에 의해 연결되어 선택적으로 상기 무선통신부 및 상기 송수신제어부의 구동전력을 공급하는 보조전원부; 및 상기 전원측정부를 통해 측정된 상기 메인전원부의 유효전력에 대응하여 상기 메인전원부 및 상기 보조전원부를 스위칭 제어하는 전원관리부를 포함하는 항로표지용 자동식별장치를 제공한다.

Description

항로표지용 자동식별장치{automatic identification system for aid to navigation }

본 발명은 항로표지용 자동식별장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바다의 해로나 내륙 운하의 수로 등 항로를 따라 운항하는 선박의 안전을 위한 정보를 제공하되, 안정적인 정보 제공을 통해 제품의 안전성이 향상되는 항로표지용 자동식별장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박이 안전한 항해를 하기 위해서는 기회가 있을 때마다 자선의 선위를 확인할 필요가 있다. 연안을 항해할 때나 출입할 할 때에는 섬, 곶, 산봉우리 등 해상의 뚜렷한 자연목표를 이용하여 선위를 확인할 수 있지만, 뚜렷한 자연목표가 없는 곳이나 야간의 항행시에는 자연목표만으로는 정확한 선위의 확인이 불가능하다.

따라서, 선박의 교통량이 많은 항로, 항구, 만, 해협, 그리고 암초나 천소 등의 위험지역이 존재하는 곳에는 등광, 형상, 채색, 음향, 전파 등의 수단을 통해 선박의 항행을 돕기 위한 인공적인 시설이 필요하며, 이를 위해 설치된 유/무인 등대, 부표, 등부표 등의 시설을 항로표지라고 한다.

그리고, 상기 항로표지용 자동식별장치는 항로표지에 설치되되 지상 운영국으로부터 수신된 항로정보, 항행안전정보, 관련기관의 관리적 정보, 장치 내의 GPS 장치, 계측장치 등으로부터 계측된 위치정보나 기상정보를 인접한 선박으로 전송하고, 인접한 선박의 선박정보, 계측된 위치정보, 기상정보 등을 지상 운영국으로 전송하는 무선송수신 장치를 말한다.

이때, 상기 항로표지용 자동식별장치는 그 특성상 운용 장소가 해상, 섬 등이므로 대부분이 축전지 등의 한정된 전원에 의해 구동되는데 축전지 등의 소모로 인한 구동정지시 선박의 안전운항에 장애를 초래할 우려가 있으나, 해상, 섬 등에서 무인으로 운용되는 장치의 특성상 축전지 교환 등의 후속처리가 즉각적으로 이루어지기 힘든 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-0199700호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 바다의 해로나 내륙 운하의 수로 등 항로를 따라 운항하는 선박의 안전을 위한 정보를 제공하되, 안정적인 정보 제공을 통해 제품의 안전성이 향상되는 항로표지용 자동식별장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 바다의 해로나 내륙 운하의 수로를 포함하는 항로에 배치된 항로표지에 대응되는 표지정보에 따라 선박을 안내하는 항로표지용 자동식별장치에 있어서, 무선통신망과 연결되어 지상 운영국의 관리정보를 수신하는 수신기와, 상기 항로의 안내정보를 상기 선박을 향해 송신하는 송신기를 포함하는 무선통신부; 상기 수신된 관리정보 및 상기 표지정보를 포함하도록 상기 안내정보를 설정하되, 상기 안내정보가 기설정된 발신주기에 따라 송신되도록 상기 송신기를 제어하는 송수신제어부; 상기 무선통신부 및 상기 송수신제어부의 구동전력을 공급하되, 유효전력을 측정하는 전원측정부가 구비된 메인전원부; 상기 메인전원부를 대체하도록 스위칭 수단에 의해 연결되어 선택적으로 상기 무선통신부 및 상기 송수신제어부의 구동전력을 공급하는 보조전원부; 및 상기 전원측정부를 통해 측정된 상기 메인전원부의 유효전력에 대응하여 상기 메인전원부 및 상기 보조전원부를 스위칭 제어하는 전원관리부를 포함하되, 상기 보조전원부는 상기 메인전원부와 병렬 연결되어 상기 스위칭 수단에 의해 상기 구동전력을 공급 받는 전원입력라인과 접속 및 단락되되, 상기 전원관리부는 상기 측정된 유효전력을 기설정된 제1기준량과 비교하여 상기 유효전력이 상기 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 보조전원부가 상기 전원입력라인과 접속되도록 상기 스위칭 수단을 제어하며, 상기 송수신제어부는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 이상이면, 상기 안내정보의 편차 및 송수신 오류가 감소되도록 상기 무선통신망의 모든 통신대역으로부터 기설정된 매핑시간 내의 모든 할당영역을 수신 및 저장하고 기설정된 탐색 알고리즘을 이용하여 미점유 할당영역을 산출하는 제1프로토콜에 따라 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어하되, 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 소모전력이 감소되도록 상기 수신된 관리정보에 의해 할당영역이 설정되는 제2프로토콜에 따라 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어함을 특징으로 하는 항로표지용 자동식별장치를 제공한다.

여기서, 그리고, 상기 송수신제어부는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 안내정보의 시간당 송신횟수가 감소되도록 상기 발신주기를 기설정된 비상유지주기로 전환함이 바람직하다.

삭제

또한, 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 위치좌표를 검출하는 GPS 수신부와, 상기 항로의 해양 환경을 계측하여 기상정보를 검출하는 환경계측기를 더 포함하고, 상기 표지정보는 상기 항로표지의 명칭, 상기 검출된 위치좌표 및 기상정보를 포함하며, 상기 송수신제어부는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 전원부족경보를 포함하는 모니터링 정보가 상기 지상 운영국으로 송신되도록 상기 송신기를 제어함이 바람직하다.

삭제

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 항로표지용 자동식별장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 구동전력을 공급하는 메인전원부 및 보조전원부가 상호 병렬 연결되되 메인전원부의 유효전력에 따라 보조전원부가 선택적으로 접속되어 구동전력의 공급을 대체/보조하므로 전원 차단 없이 연속적인 장치 구동이 가능하며, 메인전원부 내지는 발전설비 등이 교체/정비되는 후속처리 기간에도 선박의 안전운항을 위한 안내정보가 지속적으로 제공될 수 있어 제품의 안전성이 향상될 수 있다.

둘째, 상기 메인전원부의 유효전력 감소시, 구동전력의 공급을 대체/보조하도록 보조전원부가 스위칭 연결됨과 함께 안내정보의 발신주기가 비상유지주기로 전환됨에 따라 전력소모량을 최소화하여 한정된 전원으로 최대한의 장치 구동기간이 보장될 수 있으며, 전원의 차단으로 인한 장치의 분실/표류 및 안전사고가 예방되어 제품의 안전성이 현저히 향상될 수 있다.

셋째, 상기 송수신제어부는 상기 무선통신망의 통신대역에서 미점유 할당영역을 산출하는 제1프로토콜에 따라 비반복적인 항로현황이 원하는 시각에 신속하게 전송되어 실효성 높은 정확한 안내정보가 제공될 수 있으며, 유효전력의 저하시에는 제2프로토콜에 따라 기설정된 할당영역에 대응하여 송신기의 접속을 제어하므로 소모 전력이 최소화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항로표지용 자동식별장치를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항로표지용 자동식별장치를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항로표지용 자동식별장치의 구동을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 안내정보의 구성을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항로표지용 자동식별장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항로표지용 자동식별장치를 나타낸 예시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항로표지용 자동식별장치를 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항로표지용 자동식별장치의 구동을 나타낸 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 안내정보의 구성을 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 항로표지용 자동식별장치(100)는 무선통신부(10), 송수신제어부(20), 메인전원부(40), 보조전원부(50), 그리고 전원관리부(30)를 포함한다.

여기서, 도 1을 참조하면, 상기 항로표지용 자동식별장치(100)는 바다의 해로나 내륙 운하의 수로 등을 포함하는 항로를 따라 배치되어 등광, 형상, 음형, 전파 등의 수단을 통해 선박의 항행을 돕는 유/무인 등대(2), 부표 등의 항로표지에 설치되되 상기 항로표지에 대응되는 표지정보(105)에 따라 선박(3)을 안내하는 장치를 의미한다.

즉, 도 1 내지 도 4와 같이, 상기 항로표지용 자동식별장치(100)는 섬에 설치된 유/무인 등대(3), 해상에 설치된 부표 등에 설치되며, 선박에 설치된 선박용 자동식별장치(103) 및 지상 운영국에 설치된 기지국용 자동식별장치(101)와 연동을 통해 선박의 운항을 위한 각종 정보를 제공할 수 있다.

이때, 상기 항로표지용 자동식별장치(100)는 무선통신망을 통해 직접 기지국용 자동식별장치와 연결될 수 있으며, 무선통신망의 통신영역을 벗어나는 범위에 배치된 경우에는 중계기를 이용하여 간접적으로 연결되는 것도 가능하며, 그 자체가 다른 자동식별장치의 중계기 역할을 수행하는 것도 가능하다.

여기서, 상기 표지정보(105)는 항로표지의 종류, 명칭, 위치좌표 등을 나타내는 항로표지용 메시지(AIS 메시지 21)와, 파고, 조류 등을 나타내는 기상/해양 메시지(AIS 메시지 8)를 포함할 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 무선통신부(10)는 무선통신망과 연결되어 지상 운영국(1)의 관리정보(107)를 수신하는 수신기와, 상기 항로의 안내정보(104)를 상기 선박을 향해 송신하는 송신기를 포함한다.

여기서, 상기 무선통신부(10)는 RF 보드 등 고주파(RF, radio frequency)의 아날로그 신호를 처리하기 위한 회로가 실장된 전자부품으로 구비될 수 있으며, 상기 무선통신망은 VHF(very high frequency)대역의 TMDA(Time Division Multiple Access)를 이용한 AIS 통신망으로 구비됨이 바람직하다.

물론, 상기 무선통신망은 경우에 따라서는 WIFI, WCDMA, Wibro, USN, VSAT 등의 통신망으로 구비되는 것도 가능하며, 무선통신망의 종류에 따라 무선통신부(10)의 구성은 상이하게 구비될 수 있다.

상세히, 상기 무선통신부(10)는 해상용 이동 주파수 대역 내에 포함되는 2개 VHF 주파수 채널을 통신대역으로 이용하며, 정보를 송신 및 수신하는 2개의 수신기와 1개의 송신기를 포함하여 구비됨이 바람직하다. 이때, 2개의 수신기를 이용하여 2개의 채널로부터 동시에 데이터를 수신할 수 있으며, 1개의 송신기를 이용하여 2개의 채널에 교차하여 데이터를 송신할 수 있다.

그리고, 상기 지상 운영국의 관리정보(107)는 상기 항로표지가 위치된 항로를 운행하는 선박의 교통량, 상기 항로에 대한 기상예보/경보 등의 안전관련 방송형 텍스트 메시지(AIS 메시지 14), 선박의 충돌/부표의 위치 이탈 등을 알리기 위한 관리메시지, 상기 항로표지를 제어 및 관리하기 위한 제어신호(AIS 메시지 6)를 포함함이 바람직하다.

여기서, 상기 수신된 관리정보(107)는 상기 표지정보(105)와 함께 안내정보(104)로 설정되어 상기 선박(3)으로 송신될 수 있으며, 상기 선박(3)은 상기 안내정보(104)를 통해 항로표지의 위치, 명칭 등의 기본정보와 함께, 항로를 관리하는 지상 운영국(1)에서 제공하는 교통량, 기상예보/경보, 사건현황 등의 상세정보를 제공 받을 수 있다.

물론, 상기 안내정보(104)가 무선통신망으로 송신되면, 상기 지상 운영국(1)에서도 송신된 안내정보(104)를 수신할 수 있다. 이때, 상기 지상 운영국(1)은 안내정보(104)를 수신하여 항로표지의 위치좌표, 기상 등을 수집하고, 정상 구동 상태 등을 확인할 수 있다.

또한, 상기 수신부는 상기 관리정보(107)의 수신과 함께, 상기 선박으로부터 운항정보(106)를 수신할 수 있다. 상세히, 상기 선박은 선명, 운항상태, 예정항로 등을 포함하는 운항정보(106)를 상기 무선통신부(10)로 전송할 수 있으며, 상기 무선통신부(10)는 상기 수신된 운항정보(106)를 상기 지상운영국(1)으로 전송하게 되며, 상기 지상 운영국(1)은 상기 운항정보(106)를 수집하여 상기 항로의 교통량, 선박의 충돌 등을 실시간으로 감시할 수 있다.

한편, 상기 송수신제어부(20)는 상기 수신된 관리정보(107) 및 상기 표지정보(105)를 포함하도록 상기 안내정보(104)를 설정하되, 상기 안내정보(104)가 기설정된 발신주기에 따라 송신되도록 상기 송신기를 제어한다.

여기서, 상기 송수신제어부(20)는 상기 무선통신망(10)에 대한 상기 송신기 및 수신기의 연결 및 각종 정보의 송수신을 제어하며, 상기 데이터 송수신 방식에 적합한 데이터 구조를 갖도록 상기 관리정보(107) 및 상기 표지정보(105)를 변환하여 상기 안내정보(104)로 설정한다.

즉, 상기 송수신제어부(20)는 상기 관리정보(107)에 포함된 항로의 기상예보/경보, 선박의 충돌, 부표의 위치 이탈 현황, 상기 표지정보(105)에 포함된 항로표지의 위치, 명칭 등과 같은 정보를 데이터 송수신 방식에 적합한 양식으로 변환하여 상기 안내정보(104)로 설정할 수 있다.

이때, 상기 안내정보(104)는 별도의 제어기재 없이도 기설정된 발신주기에 따라 자동으로 송신되며, 상기 발신주기는 송수신제어부 자체 또는 상기 관리정보(107)에 포함된 제어신호에 따라 설정될 수 있으며, 기상환경, 선박의 교통량 등에 따라 상이하게 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 발신주기는 3초~3분까지 설정될 수 있다. 즉, 상기 항로를 운항하는 선박의 교통량이 증가하거나 기상환경이 악화되는 경우에는 선박이나 지상 운영국에서 최단 시간 내에 안내정보를 수신할 수 있도록 상기 발신주기가 3초로 설정될 수 있으며, 상기 안내정보가 3초마다 1회 송신된다. 또한, 선박의 교통량이 없거나 기상환경이 양호한 경우에는 상기 발신주기가 3분으로 설정될 수 있으며, 상기 안내정보는 3분마다 1회 송신된다.

한편, 상기 메인전원부(40)는 상기 무선통신부(10) 및 상기 송수신제어부(20)를 포함하는 장치(100) 내부의 전자부품이 구동될 수 있도록 구동전력을 공급하되, 유효전력을 측정하는 전원측정부가 구비된다.

여기서, 상기 메인전원부(40)는 태양전지 패널 등과 연결된 충전식 배터리로 구비될 수 있으며, 상기 유효전력은 상기 배터리의 전류 내지는 전압에 따라 산출된 사용 가능한 전력량을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 메인전원부(40)에는 상기 전원측정부가 구비되어 상기 유효전력을 측정할 수 있으며, 상기 전원측정부를 통해 감지된 유효전력 값은 모니터링 정보로 설정되어 상기 표지정보(104)에 포함될 수 있다.

이때, 상기 지상 운영국(1)은 상기 모니터링 정보를 통해 항로표지용 자동식별장치(100)의 정상 구동 여부를 파악할 수 있으며, 문제 발생시 부품 교체/정비 등의 후속처리를 수행하게 된다.

한편, 상기 보조전원부(50)는 상기 메인전원부(40)를 대체하도록 스위칭 수단에 의해 연결되어 선택적으로 상기 무선통신부(10) 및 상기 송수신제어부(20)의 구동전력을 공급한다. 이때, 상기 보조전원부(50)는 장기간 미사용시에도 내부 전력의 손실이 없거나 적은 높은 안정성을 갖는 배터리로 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 보조전원부(50)가 선택적으로 구동전력을 공급한다는 말은 상기 메인전원부(40)에 의해 구동전력이 공급되지 않거나 구동전력이 부족한 경우 상기 보조전원부(50)가 상기 메인전원부(40)를 대체/보조하여 구동전력을 공급한다는 의미로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 보조전원부(50)는 상기 메인전원부(40)와 병렬 연결됨이 바람직하다. 이때, 상기 무선통신부(10) 및 상기 송수신제어부(20)는 전원입력라인을 통해 구동전력을 공급받을 수 있다.

상세히, 상기 전원입력라인의 일측은 한쌍으로 분지되어 상기 메인전원부(40) 및 보조전원부(50)의 일극에 연결되고, 상기 전원입력라인의 타측은 한쌍으로 분지되어 상기 메인전원부(40) 및 보조전원부(50)의 타극에 연결된다.

이때, 상기 보조전원부(50)와 연결된 상기 전원입력라인에는 스위칭 수단이 구비되며, 상기 보조전원부(50)는 상기 스위칭 수단에 의해 상기 전원입력라인과 접속 및 단락될 수 있다.

여기서, 상기 보조전원부(50)가 상기 전원입력라인에 접속되면, 상기 보조전원부(50)는 상기 메인전원부(40)를 대체/보조하여 상기 전원인력라인으로 구동전력을 공급할 수 있으며, 상기 보조전원부(50)가 상기 전원입력라인으로부터 단락되면, 상기 메인전원부(4)를 통해서만 구동전력이 공급될 수 있다.

이때, 상기 전원측정부는 상기 전원입력라인에 구비됨이 바람직하며, 상기 보조전원부(50)의 단락시에는 상기 메인전원부(40)의 유효전력을 측정할 수 있으며, 상기 보조전원부(50)의 접속시에는 상기 메인전원부(40) 및 상기 보조전원부(50)의 합산된 유효전력을 측정할 수 있다.

한편, 상기 전원관리부(30)는 상기 전원측정부를 통해 측정된 상기 메인전원부(40)의 유효전력에 대응하여 상기 메인전원부(40) 및 상기 보조전원부(50)를 스위칭 제어한다. 여기서, 상기 전원관리부(30)는 상기 스위칭 수단을 통해 상기 보조전원부(50)의 접속 및 단락을 제어할 수 있다.

이때, 상기 전원관리부(30)는 상기 측정된 유효전력을 기설정된 제1기준량과 비교하여 상기 유효전력이 상기 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 보조전원부(50)가 전원입력라인과 접속되도록 상기 스위칭 수단을 제어함이 바람직하다.

즉, 상기 전원관리부(30)는 전원측정부를 통한 유효전력 측정치를 지속적으로 감시하며, 상기 제1기준량과 비교하는 과정을 반복하여 수행한다. 그리고, 상기 유효전력이 상기 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 스위칭 수단을 개방하여 상기 보조전원부(50)에 저장된 전력이 상기 전원입력라인으로 공급될 수 있으며, 장치(100)의 구동이 중단되지 않도록 연속적인 구동전력의 공급이 가능하다.

여기서, 상기 제1기준량은 상기 송수신제어부(20) 및 상기 무선통신부(10)의 정상적인 구동을 위한 전력을 의미한다. 일반적으로, 상기 항로표지용 자동식별장치(100)는 2가지 레벨(고출력: 12.5W, 저출력: 2W)에서 구동되도록 구비되며, 기본적으로 고출력 레벨로 운용될 수 있다. 이때, 상기 제1기준량은 고출력 레벨에 대응되는 전력량으로 설정됨이 바람직하다.

이처럼, 상기 자동식별장치(100)의 구동전력을 공급하는 메인전원부(40) 및 보조전원부(50)가 상호 병렬 연결되되 메인전원부(40)의 유효전력에 따라 보조전원부(50)가 선택적으로 접속되어 구동전력의 공급을 대체/보조하므로 전원 차단 없이 연속적인 장치 구동이 가능하다.

즉, 해상, 섬 등의 해상환경에 설치되는 장치의 특성상 전원이 공급이 한정되어 있으며, 상기 메인전원부(40)가 태양전지 패널 등의 발전설비와 연결된 경우에도 충전횟수가 제한되어 있고, 해상, 섬 등에서 무인으로 운용되는 장치의 특성상 지속적인 정비, 관리 등이 힘들기 때문에 발전설비나 배터리의 고장이 발생될 수 있다.

이때, 상기 발전설비나 배터리 고장 등으로 상기 메인전원부(40)의 유효전력이 제1기준량 미만으로 감소되면, 상기 보조전원부(50)가 접속되어 구동전력의 공급을 대체/보조함에 따라 장치의 구동전력이 차단 없이 연속적으로 공급될 수 있으므로 메인전원부(40) 내지는 발전설비 등이 교체/정비되는 후속처리 기간에도 선박의 안전운항을 위한 위치, 기상 등의 안내정보(104)가 지속적으로 제공될 수 있어 제품의 안전성이 향상될 수 있다.

여기서, 상기 전원관리부(30)는 상기 메인전원부(40)의 유효전력 감소시 상기 송수신제어부(20) 등으로 전원부족에 따른 검출신호를 송출할 수 있다.

또한, 상기 송수신제어부(20)는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 전원부족경보를 포함하는 모니터링 정보가 상기 지상 운영국(1)으로 송신되도록 상기 송신기를 제어함이 바람직하다. 이때, 상기 모니터링 정보는 상기 표지정보(105)에 포함될 수 있다.

여기서, 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출된다는 말은 상기 송수신제어부(20)에 전원부족을 알리기 위해 상기 전원관리부(30)로부터 송출된 검출신호가 수신되었다는 의미로 이해함이 바람직하다.

한편, 상기 송수신제어부(20)는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 안내정보(104)의 시간당 송신횟수가 감소되도록 상기 발신주기를 기설정된 비상유지주기로 전환함이 바람직하다.

이때, 상기 비상유지주기는 최초 설정된 발신주기보다 긴 주기를 의미하며, 주기가 길어질수록 시간당 송신횟수는 감소된다. 예를 들어, 상기 최초 설정된 발신주기가 1분인 경우, 상기 비상유지주기는 1분을 초과하는 주기로 2분 내지 3분 등으로 설정될 수 있으며, 안내정보(104)의 실효성을 위해서는 3분 이내로 설정됨이 바람직하다.

상세히, 상기 송수신제어부(20)는 한정된 주파수 대역 내에서 다수에 의한 데이터 송수신이 가능하도록 시분할 다중접속(TDMA, Time division multiple access) 방식에 따라 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 시분할 다중접속 방식은 주파수의 사용시간을 분할하고 개인별로 할당영역을 설정하여 다수가 하나의 주파수 대역을 공유할 수 있는 데이터 전송방식을 의미한다.

여기서, 상기 송수신제어부(20)는 상기 송신기를 통한 안내정보(104)의 송신횟수가 감소되도록 상기 발신주기를 기설정된 비상유지주기로 전환함으로써 장치의 전력 소모량을 최소화할 수 있다.

이에 따라, 상기 보조전원부(50)로부터 구동전력을 공급받는 장치의 구동 기간이 최대한으로 보장될 수 있으며, 선박의 안전운항을 위한 항로표지의 위치, 항로의 기상 등의 안내정보(104)가 지속적으로 제공될 수 있다.

특히, 상기 자동식별장치(100)가 조류가 강하거나 파고가 높은 항로의 부표와 같은 항로표지에 설치된 경우에는 전원이 차단되면 위치 파악의 어려움으로 인해 분실 우려가 높고, 부표의 분실 내지는 표류시에는 선박과 충돌하는 등의 사고를 유발할 위험성이 있다.

이때, 상기 메인전원부(40)의 유효전력이 감소되면, 전원관리부(30)의 스위칭 제어에 따라 보조전원부(50)가 구동전력의 공급을 대체/보조하면 장치의 지속적인 구동을 보장하되, 안내정보의 발신주기가 비상유지주기로 전환됨에 따라 전력소모량을 최소화하여 한정된 전원으로 최대한의 장치 구동기간이 보장될 수 있다.

이에 따라, 전원의 차단으로 인한 장치의 분실/표류가 방지되고 장치의 분실/표류로 인한 선박과의 충돌 등 안전사고가 예방되어 제품의 안전성이 현저히 향상될 수 있다.

한편, 상기 송수신제어부(20)는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 이상이면, 상기 무선통신망의 모든 통신대역으로부터 기설정된 매핑시간 내의 모든 할당영역을 수신 및 저장하고 기설정된 탐색 알고리즘을 이용하여 미점유 할당영역을 산출하는 제1프로토콜에 따라 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어함이 바람직하다.

이때, 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 이상이라는 말은 상기 전원관리부(30)로부터 별도의 검출신호가 수신되지 않은 경우를 의미하는 것으로 이해함이 바람직하다.

여기서, 상기 통신대역이라는 말은 AIS 통신망에 제공하는 2개의 주파수 채널을 의미하는 것으로 이해함이 바람직하며, 상기 송수신제어부(20)는 메인전원부(40)를 통한 전원 공급시 제1프로토콜에 따라 안내정보의 송신을 제어할 수 있다.

상세히, 상기 송수신제어부(20)는 기설정된 매핑시간동안 2개의 수신기가 구동되도록 제어하며, 한쌍의 수신기로부터 수신된 모든 할당영역(slot)을 내장된 저장소에 저장한다. 이때, 상기 매핑시간은 1분 이상으로 설정됨이 바람직하며, 상기 할당영역을 상기 통신대역이 일정한 주기 내지 시간에 따라 분할된 부분을 의미한다.

그리고, 상기 매핑시간동안 저장된 할당영역은 타 사용자에 의해 데이터가 전송되거나 데이터 전송이 예정된 점유 할당영역과, 비어있거나 별도의 예정이 없는 미점유 할당영역을 포함하고 있다.

여기서, 상기 탐색 알고리즘은 상기 저장된 할당영역의 맵을 통해 점유 할당영역의 접속주기, 점유시간 데이터 등을 분석하는 프로그램을 의미하며, 상기 탐색 알고리즘에 의해 미점유 할당영역이 산출될 수 있다.

이때, 상기 송수신제어부(20)는 산출된 미점유 할당영역에 대응되는 시점에 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어하며, 상기 무선통신망과 접속된 송신기를 통해 상기 안내정보가 송신될 수 있다.

이에 따라, 일정한 주기마다 반복적으로 수신된 할당영역을 저장하고 미점유 할당영역을 산출하는 연산 처리 과정으로 인해 추가적인 전력 소모가 발생되지만, 지상 운영국(1)으로부터 수신된 항로의 기상예보/경보, 선박의 충돌, 부표의 위치 이탈 등의 관리정보(107)를 포함하는 안내정보(104)를 주파수 사용시간 대의 예약 없이 신속하게 송신할 수 있다.

이로 인해, 항로의 기상예보/경보, 선박의 충돌, 부표의 위치 이탈 등 비반복적인 항로현황을 안내하는 상기 안내정보(104)의 발생시 발생시각과 송신시각 간의 편차가 최소화될 수 있으므로 정보의 실효성이 향상되어 제품의 정확성이 향상될 수 있으며, 한정된 주파수 대역 내에서 데이터 간의 충돌이나 간섭 등에 따른 오류가 최소화될 수 있으므로 데이터 전송의 효율성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

이때, 상기 제1프로토콜의 일예로 비반복적 정보를 송수신하기 위한 임의 시분할다중접속(RATDMA, Random Access Time Division Multiple Access) 방식을 들 수 있다.

한편, 상기 송수신제어부(20)는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 수신된 관리정보에 의해 할당영역이 설정되는 제2프로토콜에 따라 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어할 수 있다.

즉, 상기 송수신제어부(20)는 메인전원부(40)의 유효전력 감소로 보조전원부(50)를 통한 전원 공급이 이루어지면 제2프로토콜에 따라 안내정보의 송신을 제어할 수 있다.

이때, 상기 송수신제어부(20)는 지상 운영국 내지는 중계국 등으로부터 관리정보가 수신되면, 상기 관리정보에 포함된 제어신호로부터 할당영역에 대한 정보를 추출하여, 추출된 값에 따라 할당영역을 설정하고, 설정된 할당영역에 대응하는 시점에 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어하며, 상기 접속된 송신기를 통해 상기 안내정보가 송신될 수 있다.

이에 따라, 선행 예약된 데이터의 송신이 순차적으로 처리된 후 안내정보가 송신되므로 정보의 실효성은 다소 저하될 수 있으나, 일정한 주기마다 반복적으로 수신된 할당영역을 저장하고 미점유 할당영역을 산출하는 연산 처리 과정이 제거되어 장치 소모 전력이 최소화될 수 있다.

여기서, 상기 제2프로토콜의 예로는 고정 시분할 다중접속(FATDMA, Fixed Access Time Division Multilple Access) 방식을 들 수 있다.

한편, 상기 표지정보(105)는 상기 항로표지의 명칭 및 위치좌표(AIS 메시지 21), 기상정보(106)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 자동식별장치는 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 상기 위치좌표를 검출하는 GPS 수신부(60)와, 상기 항로의 해양 환경을 계측하여 상기 기상정보를 검출하는 환경계측기(70)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 GPS 수신부(60)는 상기 항로표지의 위치좌표를 검출하여, 상기 표지정보(105)의 위치좌표를 설정할 수 있으며, 상기 GPS 신호에 따라 시각을 보정하여 시분할 다중접속을 위한 기준시각을 설정할 수 있다. 이에 따라, 안내정보(104)로 제공되는 항로표지의 위치 정확성이 향상될 수 있으며, 데이터 전송/수신의 오류가 최소화될 수 있다.

이때, 상기 환경계측기(70)는 기압계, 기온/습도계, 파고계, 풍향/풍속계, 수온계, 조류계를 포함할 수 있으며, 상기 환경계측기(70)를 통해 측정된 기상정보(106)는 상기 지상 운영국(1)으로 전송되어 기상/해양 분석 및 예보를 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 항로표지용 자동식별장치(100)의 구동은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 먼저, 상기 전원입력라인에 연결된 상기 메인전원부(40)를 통해 상기 무선통신부(10) 및 송수신제어부(20)의 구동전력이 공급된다(s10).

이때, 상기 무선통신부(10)의 수신기를 통해 지상 운영국(1)의 관리정보(107)가 수신되며, 상기 송수신제어부(20)는 상기 수신된 관리정보(107)와 장치 내부의 표지정보(105)를 안내정보(104)로 설정한다(s20).

그리고, 상기 메인전원부(40)의 유효전력이 기설정된 제1기준량 이상이면(s40), 상기 송수신제어부(20)는 제1프로토콜에 따라 상기 설정된 안내정보(104)를 송신(s41)한다.

한편, 상기 메인전원부(40)의 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만이면(s40), 상기 전원관리부(30)는 보조전원부(50)가 상기 무선통신부(10) 및 송수신제어부(20)의 구동전력을 공급하는 전원입력라인에 접속되도록 스위칭 수단을 제어한다(s50).

이때, 상기 송수신제어부(20)는 제2프로토콜에 따라 상기 설정된 안내정보(104)를 송신(s60)하며, 시간당 안내정보(104)의 송신횟수가 감소되도록 안내정보(104)의 발신주기를 기설정된 비상유지주기로 설정한다.

이에 따라, 메인전원부(40)의 고장 등으로 인한 유효전력이 감소되면, 보조전원부(50)를 통해 전원 대체/보조 공급이 이루어져 메인전원부(40)의 교체/정비 등의 후속처리 기간 중에도 전원의 차단 없이 연속적인 전력 공급에 따라 장치(100)의 지속적인 구동이 가능하다.

이와 함께, 보조전원부(50)를 통해 구동전력이 공급되면, 전력 소모가 적은 제2프로토콜에 따라 안내정보(104)가 송신되되, 시간당 안내정보(104)의 송신횟수가 최소화됨에 따라 발신주기를 비상유지주기로 변환함에 따라 한정된 전원으로 최대한의 장치 구동기간이 보장될 수 있다.

이로 인해, 전원의 차단으로 인한 장치의 분실/표류가 방지되고 장치의 분실/표류로 인한 선박과의 충돌 등 안전사고가 예방되어 제품의 안전성이 현저히 향상될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 항로표지용 자동식별장치 1: 지상 운영국
2: 항로표지 3: 선박
10: 무선통신부 20: 송수신제어부
30: 전원관리부 40: 메인전원부
50: 보조전원부 60: GPS 수신부
70: 환경계측기

Claims

바다의 해로나 내륙 운하의 수로를 포함하는 항로에 배치된 항로표지에 대응되는 표지정보에 따라 선박을 안내하는 항로표지용 자동식별장치에 있어서,
무선통신망과 연결되어 지상 운영국의 관리정보를 수신하는 수신기와, 상기 항로의 안내정보를 상기 선박을 향해 송신하는 송신기를 포함하는 무선통신부;
상기 수신된 관리정보 및 상기 표지정보를 포함하도록 상기 안내정보를 설정하되, 상기 안내정보가 기설정된 발신주기에 따라 송신되도록 상기 송신기를 제어하는 송수신제어부;
상기 무선통신부 및 상기 송수신제어부의 구동전력을 공급하되, 유효전력을 측정하는 전원측정부가 구비된 메인전원부;
상기 메인전원부를 대체하도록 스위칭 수단에 의해 연결되어 선택적으로 상기 무선통신부 및 상기 송수신제어부의 구동전력을 공급하는 보조전원부; 및
상기 전원측정부를 통해 측정된 상기 메인전원부의 유효전력에 대응하여 상기 메인전원부 및 상기 보조전원부를 스위칭 제어하는 전원관리부를 포함하되,
상기 보조전원부는 상기 메인전원부와 병렬 연결되어 상기 스위칭 수단에 의해 상기 구동전력을 공급 받는 전원입력라인과 접속 및 단락되되, 상기 전원관리부는 상기 측정된 유효전력을 기설정된 제1기준량과 비교하여 상기 유효전력이 상기 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 보조전원부가 상기 전원입력라인과 접속되도록 상기 스위칭 수단을 제어하며,
상기 송수신제어부는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 이상이면, 상기 안내정보의 편차 및 송수신 오류가 감소되도록 상기 무선통신망의 모든 통신대역으로부터 기설정된 매핑시간 내의 모든 할당영역을 수신 및 저장하고 기설정된 탐색 알고리즘을 이용하여 미점유 할당영역을 산출하는 제1프로토콜에 따라 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어하되,
상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 소모전력이 감소되도록 상기 수신된 관리정보에 의해 할당영역이 설정되는 제2프로토콜에 따라 상기 송신기가 상기 무선통신망에 접속되도록 제어함을 특징으로 하는 항로표지용 자동식별장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 송수신제어부는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 상기 안내정보의 시간당 송신횟수가 감소되도록 상기 발신주기를 기설정된 비상유지주기로 전환함을 특징으로 하는 항로표지용 자동식별장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 위치좌표를 검출하는 GPS 수신부와,
상기 항로의 해양 환경을 계측하여 기상정보를 검출하는 환경계측기를 더 포함하고,
상기 표지정보는 상기 항로표지의 명칭, 상기 검출된 위치좌표 및 기상정보를 포함하며,
상기 송수신제어부는 상기 측정된 유효전력이 기설정된 제1기준량 미만으로 검출되면, 전원부족경보를 포함하는 모니터링 정보가 상기 지상 운영국으로 송신되도록 상기 송신기를 제어함을 특징으로 하는 항로표지용 자동식별장치.