KR101830544B1 - Iec61162-450 기반 통합 항해 데이터 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

IEC61162-450 기반 통합 항해 데이터 관리 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 데이터 관리 방법은, 다양한 항해 정보에 대한 분류 체계를 정의하고 데이터 간 관계 구성에 따른 저장소를 구축하고, 데이터 샘플링 기술을 통해 고해상도의 데이터 저장 및 데이터베이스 볼륨 관리를 수행한다.

Description

IEC61162-450 기반 통합 항해 데이터 관리 시스템 및 방법{Integrated Navigation Data Management System and Method based on IEC61162-450}

본 발명은 통합 항해 지원 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 선상 장치들을 유기적으로 활용하기 위한 통합 항해 데이터 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

기존의 SOLAS급(500톤 이상) 선박을 운항하는 선장들은 항해를 위해 ECDIS, RADAR, CONNING 등의 선상 장치를 활용하여야 한다.

최근에는 이러한 항해 시스템을 통합하는 통합 항해 지원 시스템(INS)이 개발하였으며, 이에 대한 필요성이 대두되면서 점차 INS 시스템을 적용하고 있는 단계이다.

각 시스템들이 통합됨에 따라 시스템마다 개별적으로 수신하였던 각종 센서(GNSS, GPS, Speed Log 등) 정보들을 통합하여 관리하기 위한 데이터 관리 시스템이 필요하다.

한국등록특허 10-1143947(2012.05.02) 한국공개특허 10-2011-0074092(2011.06.30)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다양한 항해 정보에 대한 분류 체계를 정의하고 데이터 간 관계 구성에 따른 저장소를 구축하기 위한 기술을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 데이터 샘플링 기술을 통해 고해상도의 데이터 저장 및 데이터베이스 볼륨 관리를 수행하는 기술을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터 관리 방법은, 센서 및 장비로부터 데이터를 추출하는 단계; 추출한 데이터를 분류하는 단계; 분류된 데이터의 종류에 따라, 인덱싱 처리하는 단계; 처리된 데이터를 저장하는 단계;를 포함한다.

그리고, 데이터는, 선박 항해시에 발생하는 데이터일 수 있다.

또한, 데이터는, 텍스트 데이터와 바이너리 이미지 데이터를 포함할 수 있다.

그리고, 분류단계는, 데이터가 수록된 메세지 형태를 판단하여, 데이터를 분류할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 관리 방법은, 용량을 줄이기 위해, 저장된 데이터를 샘플링하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 샘플링 단계는, 저장 시점이 특정 기간을 넘은 데이터를 샘플링할 수 있다.

또한, 추출 단계는, 네트워크를 통해 센서 및 장비로부터 IEC61162 규격으로 데이터를 추출할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 데이터 관리 시스템은, 센서 및 장비로부터 데이터를 추출하여 분류하는 분류부; 분류된 데이터의 종류에 따라 인덱싱 처리하는 처리부; 처리된 데이터를 저장하는 저장부;를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 다양한 항해 정보에 대한 분류 체계를 정의하고 데이터 간 관계 구성에 따른 저장소를 구축할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 데이터 샘플링 기술을 통해 고해상도의 데이터 저장 및 데이터베이스 볼륨 관리가 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장소의 구조를 도시한 도면,
도 2는 데이터 저장소와 INS의 연동 인터페이스 구조를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 저장소의 관리 서비스 방법의 설명에 제공되는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

1. 데이터 저장소 구조

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장소의 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장소(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 통합 항해 데이터 인터페이스(111), 데이터 관리부(112), 네트워크 관리부(113)를 포함한다.

데이터 관리부(112)는 일자 및 시간, 선박 위치, 선속, 침로, 레이더 데이터, 수심 측정자료, 조타명령 및 이행상황, 선체 응력 자료, 풍향 및 풍속 등 다양한 항해 정보에 대한 분류 체계를 정의하고, 데이터 간 관계 구성을 통한 데이터 통합 관리를 수행한다.

이를 위해, 데이터 관리부(112)는 데이터 분류 모듈, 고속 트랜잭션 처리 모듈, 데이터 연동 인터페이스을 포함하여, 이를 통해 데이터 입출력, 저장, 조회 기능을 제공한다.

또한, 데이터 관리부(112)는 NMEA 0183 Ver.4의 Tag 및 Sentence 구조를 고려한 Data Archive와 데이터 파티셔닝, 멀티스테이지 등을 위한 저장소 백업 모듈 포함한다.

네트워크 관리부(113)는 61162-450/460 표준 메세지의 송수신을 위한 인터페이스를 제공한다.

통합 항해 데이터 인터페이스(111)는 도 2에 도시된 바와 같이 INS 내의 BNWAS, BAMS, CCRP, ECDIS, VDR, RADAR, Conning, TSMS 등과 연동한다.

2. INS 구조

INS는, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 저장소(110)와 통합 항해 관리부(120)을 포함하며, IEC 61162-450/460 네트워크를 통해 센서/장비들(130)과 연동한다.

BNWAS(Bridge Navigational Watch Alarm System)는 선교 항해당직 경보장치로, Auto Pilot와 연동되어 선수 또는 항적조정장치가 작동될 때 자동으로 작동된다.

Stage별로 Alarm이 존재하여, 2nd Stage Alarm은 IMO Resolution A. 861(20)에 따라, 3rd Stage Alarm은 IMO Resolution A. 1021(26)에 따라 VDR에 적절히 입력되어야 한다.

BAMS(Bridge Alarm Management System)은 선교 통합 알람 장치이다.

CCRP(Consistent Common Reference Point)은 일관된 공통 참조 포인트로, INS는 모든 연관 정보에 대해서 하나의 CCRP를 가져야 한다. 측정된 거리와 방위의 일관성을 위해 추천되는 reference location 정보는 conning position 이다.

ECDIS(Electronic Chart Display and Information System)는 전자해도 표시장치로, 선박의 항해와 관련된 정보 즉, 해도정보, 위치정보, 선박의 침로, 속력, 수심 자료 등을 종합하여 컴퓨터 스크린에 도식하는 시스템이다.

ECDIS는 선박의 위치확인, 최적항로 선정, 좌초 및 충돌예방조치를 신속하고 안전하게 수행하기 위한 항해장비이다.

VDR(Voyage Data Recoder)은 행해 자료 기록기로, 해양사고의 정확한 원인규명을 위해 선박에도 항공기 블랙박스와 같이 항해정보 등을 실시간으로 기록할 수 있도록 도입된 장비이다.

기록 내용에는, 일자 및 시간, 선박의 위치, 선속, 침로, 타선박과의 교신내용, 사고당시 레이더 데이터, 전자해도의 영상, 수심측정 자료, 조타명령 및 이행상황, 엔진 사용 명령 및 이행 상황, 선체 개구부 상태, 방화문의 개폐상태, 선체 응력 자료, 풍향 및 풍속 등이 포함된다.

RADAR는 3GHz 레이더(S-band Radar)로 구현 가능한데, 이 경우 거리분해능이 좋아 물표에 대한 거리측정 신뢰도 높고, 원거리 물표 확인시 신뢰성이 높으며, 눈/비/파도에 대한 잡음 적다.

RADAR를 9GHz 레이더(X-band Radar)로 구현하면, 방위분해능이 좋아 물표에 대한 방위측정 신뢰도가 높고, 근거리 물표 확인시 신뢰성이 높으며, 눈/비/파도에 대한 잡음 크다. 구명설비인 Radar Transponder 신호를 화면상에 표시 가능하다.

Conning 시스템은 조타(조함) 시스템이고, TSMS(Total Sensor Management System)는 통합 센서 관리 시스템이다.

GNSS(Global Navigation Satellite System)는 위성항법시스템으로, 인공위성에 발신하는 전파를 이용해 지구 전역에서 움직이는 물체의 위치, 고도치, 속도를 계산하는 위성항법시스템이다.

GYRO(Gyroscope)는 항공기, 선박 등의 평형 상태를 측정하기 위한 센서 장비이다.

HCS(Heading Control System)는 선수조정장치로, 보통 ECDIS와 serial 통신을 통해 데이터를 주고받는다.

Speed Log는 선속계로, 현재 배의 속력(대수속력)를 나타내어 주는 장비이다.

Echo Sounder는 수심측정장치이고, AIS(Automatic Identification System)는 선박 자동 식별 장치로, 선박 대 선박, 선박 대 육상관제소 간에 선박의 위치정보 등을 자동 송수신함으로 선박의 충돌방지 및 해난수색구조활동을 지원하기 위한 시스템이다.

3. 데이터 저장소 관리 서비스

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 저장소의 관리 서비스 방법의 설명에 제공되는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 센서 및 장비들로부터 입력되는 다양한 종류의 데이터를 기설계된 Data Archive 구조에 적용하기 위해 유효한 데이터를 추출하고(S210), 데이터 분류 모듈(Data Classification Module)로 MISC, TGTD, SATD 등 메세지 형태를 판단하여 분류 작업을 수행한다(S220).

다음, 고속 트랜잭션 처리 모듈(Rapid Transaction Module)은 분류된 데이터의 종류(일반적인 Text 기반 데이터 또는 이진 바이너리 이미지 데이터)에 따라 고속 인덱싱 처리를 위한 질의(Query) Set를 구성한다(S230).

선박 내 항해 정보는 각종 센서, 장비, 환경 정보 등 다량의 데이터가 발생함으로 데이터베이스의 용량이 쉽게 한계에 도달하는 문제가 발생한다.

따라서, Main DB의 누적된 데이터 중 특정 시점 이전의 데이터는 데이터 샘플링을 통해 용량을 최소화 하여 Sub DB 중 하나에 저장하여 용량 관리를 수행하고(S240), 각 Sub DB는 외부 인덱싱 시 고속의 처리가 가능하도록 데이터 종류에 따라 분류하는 멀티스테이지 백업을 수행한다(S250).

데이터 샘플링 기술을 통해 고해상도의 데이터 저장 및 데이터베이스 볼륨 관리가 가능하다.

short term 데이터, 이를 테면, 약 일주일~한달 정도 데이터에 대해서는 정보를 고해상도(초단위의 저장주기)로 저장하고, long tem 데이터, 이를 테면, 일정 시점이 넘은 데이터는 데이터 샘플링을 통해 특이점이 존재하는 시점의 데이터만 남겨둠으로써 선박 내 다양한 시스템 및 센서의 오류 이력 관리 및 데이터 관리 시스템의 볼륨 관리를 용이하게 한다.

지금까지, IEC61162-450 기반 통합 항해 데이터 관리 시스템 및 방법에 대해 바람직한 실시예들을 들어 상세히 설명하였다.

본 발명의 실시예에서, INS는 단순 데이터 저장 뿐만 아니라 실시간 데이터 모니터링, 데이터 분석을 통한 이상징후 감지, 경제성 운항 등을 넘어, 새로운 개념의 데이터 관리를 수행한다.

본 발명의 실시예에서는, 다양한 항해 정보에 대한 분류 체계를 정의하고 데이터 간 관계 구성에 따른 저장소를 구축하고, 데이터 샘플링 기술을 통해 고해상도의 데이터 저장 및 데이터베이스 볼륨 관리를 수행한다.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.

110 : 데이터 저장소 111 : 데이터 인터페이스
112 : 데이터 관리부 113 : 네트워크 관리부
120 : 통합 항해 관리부 130 : 센서/장비들

Claims (8)

1. 센서 및 장비로부터 데이터를 추출하는 단계;
   추출한 데이터를 분류하는 단계;
   분류된 데이터의 종류에 따라, 인덱싱 처리하는 단계;
   처리된 데이터를 저장하는 단계; 및
   용량을 줄이기 위해, 저장된 데이터를 샘플링하는 단계;를 포함하고,
   분류단계는,
   데이터가 수록된 메세지 형태를 판단하여, 데이터를 분류하며,
   처리단계는,
   텍스트 데이터와 바이너리 이미지 데이터를 포함하는 데이터 종류에 따라, 고속 인덱싱 처리를 위한 질의 세트(Query Set)를 구성하고,
   샘플링 단계는,
   저장 시점이 특정 기간을 넘은 데이터에 대해서는 특이점이 존재하는 시점의 데이터만을 샘플링하는 것을 특징으로 하는 데이터 관리 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   데이터는,
   선박 항해시에 발생하는 데이터인 것을 특징으로 하는 데이터 관리 방법.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   추출 단계는,
   네트워크를 통해 센서 및 장비로부터 IEC61162 규격으로 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 데이터 관리 방법.
   
8. 센서 및 장비로부터 데이터를 추출하여 분류하는 분류부;
   분류된 데이터의 종류에 따라 인덱싱 처리하는 처리부;
   처리된 데이터를 저장하는 저장부; 및
   용량을 줄이기 위해, 저장된 데이터를 샘플링하는 백업부;를 포함하고,
   분류부는,
   데이터가 수록된 메세지 형태를 판단하여, 데이터를 분류하며,
   처리부는,
   텍스트 데이터와 바이너리 이미지 데이터를 포함하는 데이터 종류에 따라, 고속 인덱싱 처리를 위한 질의 세트(Query Set)를 구성하고,
   백업부는,
   저장 시점이 특정 기간을 넘은 데이터에 대해서는 특이점이 존재하는 시점의 데이터만을 샘플링하는 것을 특징으로 하는 데이터 관리 시스템.
   

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