KR101860992B1 - 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템에 관한 것으로; AIS 수신 장비를 통해 수신되는 선박의 AIS(Automatic Identification System) 신호를 프로토콜에 따라 해석하고 선박별 AIS 정보로 가공하는 AIS 관리부와, 상기 AIS 관리부에서 가공된 선박별 AIS 정보가 저장되는 데이터베이스부와, 상기 데이터베이스부에 저장된 선박들의 AIS 정보를 로딩하여 표준항로 알고리즘으로 선박별 표준항로를 생성하고 상기 AIS 관리부에서 실시간으로 입력되는 선박들의 AIS 정보를 비교하여 현재 항로의 이상 유무 판단하여 의사결정 정보를 생성하는 의사결정부와, 상기 의사결정부에서 생성된 의사결정 정보를 관제사가 인지할 수 있도록 표시하는 관제운영콘솔부로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 관제구역 내의 선박 AIS 정보를 수집하여 표준항로 및 선박운항 정보를 생성하고 해당 개별 선박이 추후 관제 구역에 출현시 올바른 항로로 운항하고 있는지 여부를 실시간으로 검사 및 분석하여 관제사에게 제공함으로써 해상의 선박 사고를 미연에 방지하거나 관제의 효율성 및 관제사의 의사결정에 도움을 준다.

Description

선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템{ System For Generating Standard Sea Route And Supporting Decision of A Ship }

본 발명은 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 선박의 AIS(Automatic Identification System) 정보를 수집하고 분석하여 표준항로를 생성하여 실시간으로 운항 중인 선박의 이상 징후 여부를 감지 및 분석하여 관제사의 의사결정을 지원하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 대단위의 화물이나 승객을 해상에서 수송하거나 어업을 위해 사용되는 운송수단으로, 선체 내부에 기관실 및 선원실 등이 마련되어 있다.

이러한 선박은 수심이 낮은 연안의 경우 암초에 선체가 부딪히거나, 선박들 간의 충돌 발생 또는 태풍 등의 원인으로 선박이 침몰하거나 또는 파손의 우려가 높은 실정으로 이 같은 해양 사고에 대한 사전 대응이 중요하다.

따라서 선박은 선박이 이동하게 되는 실질적인 이동 경로를 준수할 필요가 있다. 이와 관련하여 공개특허 제10-2016-0005818호가 제안된 바 있다. 이는 선박의 항해를 위한 항로를 제공하기 위한 것으로, 선박에 따른 선박 정보와 이동 정보를 저장하는 저장부, 저장부에 저장된 선박 정보와 이동 정보를 전달받고, 선박 정보와 이동 정보를 고려한 회전 경로를 생성하는 제어부를 포함한다.

그런데 상기 공개특허에서 제공하는 시스템은 규칙기반으로 출발지에서 목적지까지의 최적 항로를 안내하는 기능을 수행할 뿐 개별 선박이 빈번하게 이동하는 항로를 따라 안전하게 운행하고 있는지 관제센터에서 관제사가 핀단 하기에는 어려움이 있다.

특히 최근 연근해의 관제구역 범위 내에 존재하는 선박이 증가함에 따라 관제사가 관제구역 내의 모든 선박에 대한 개별 감시 및 관제가 힘들어 지고 있는 실정이다.

따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 해상교통관제센터(VTS Center)에서 선박들의 AIS 정보를 수집하고 그 수집된 AIS 정보를 분석하여 표준항로를 생성 및 저장하고 실시간으로 운항 중인 선박들의 이상 징후를 감지하고 분석하여 관제사에게 제공하여 의사결정을 지원할 수 있는 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히 본 발명은 해상교통관제센터에서 데이터베이스(Database)에 선박들의 방대한 정보를 저장하고 이를 분석하여 선박별 지식기반의 정보를 생성하고 이를 이용하여 표준항로 및 규칙을 생성하고 이러한 정보를 이용하여 관제구역 내 선박들의 항행정보를 실시간 감시하고 분석하여 관제사에게 지원하는 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

AIS 수신 장비를 통해 수신되는 선박의 AIS(Automatic Identification System) 신호를 프로토콜에 따라 해석하고 선박별 AIS 정보로 가공하는 AIS 관리부와, 상기 AIS 관리부에서 가공된 선박별 AIS 정보가 저장되는 데이터베이스부와, 상기 데이터베이스부에 저장된 선박들의 AIS 정보를 로딩하여 표준항로 알고리즘으로 선박별 표준항로를 생성하고 상기 AIS 관리부에서 실시간으로 입력되는 선박들의 AIS 정보를 비교하여 현재 항로의 이상 유무 판단하여 의사결정 정보를 생성하는 의사결정부와, 상기 의사결정부에서 생성된 의사결정 정보를 관제사가 인지할 수 있도록 표시하는 관제운영콘솔부로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템을 제공한다.

이때, 상기 의사결정부는, 상기 데이터베이스부에 저장된 선박별 AIS 정보를 로딩하여 정렬하는 AIS 정보 로딩 모듈과, AIS 정보 로딩 모듈을 통해 정렬된 선박별 AIS 정보를 선박별로 운항 시간, 경로, 패턴, SOG(Speed Of Ground), COG(Course Of Ground)로 분석하는 AIS 분석 모듈과, 상기 AIS 분석 모듈에서 분석된 선박별 AIS 정보를 분류하는 AIS 분류 모듈과, 상기 AIS 분류 모듈에서 분류된 선박별 AIS 정보에서 오류정보를 검색하여 제거하는 AIS 정보 필터 모듈과, 상기 AIS 정보 필터 모듈을 통과해 오류정보가 제거된 선박별 AIS 정보를 표준항로 산출 알고리즘을 이용해 선박별 표준항로를 생성하고 데이터베이스(130)에 저장하는 표준항로 저장모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 AIS 정보 로딩 모듈은 데이터베이스부에 저장된 복수의 선박별 AIS 정보를 다중 스레딩 기술로 로딩하여 정렬하며, 상기 표준항로 저장모듈은 생성된 복수의 선박별 표준항로를 다중 스레딩 기술로 데이터베이스부에 저장하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 AIS 정보 필터 모듈에서 제거되는 오류정보는 잘못된 AIS 정보 및 기준 이하의 데이터인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 관제운영콘솔부는 관제사가 육안으로 인지할 수 있도록 화면상에 디스플레이하는 모니터와, 항로 이탈 선박이 발생한 경우 경고음을 출력해주는 부저 또는 경광등로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템은 관제구역 내의 선박 AIS 정보를 수집하여 표준항로 및 선박운항 정보를 생성하고 해당 개별 선박이 추후 관제 구역에 출현시 올바른 항로로 운항하고 있는지 여부를 실시간으로 검사 및 분석하여 관제사에게 제공함으로써 해상의 선박 사고를 미연에 방지하거나 관제의 효율성 및 관제사의 의사결정에 도움을 준다.

아울러, 본 발명은 관제구역 내에 이상 징후가 감지된 선박이 발견되는 경우 관제사가 인지할 수 있도록 항로 이탈 등의 여부를 표시하여 알려줌으로써 과중한 관제 업무의 부담을 덜어주고, 관제사가 합리적이고 효율적인 의사결정을 할 수 있도록 해준다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성을 위한 의사결정부의 상세 구성도이다.

이하 본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템은 선박(1)의 AIS 정보를 육상의 해상교통관제센터(VTS Center)에서 수집하여 지식 기반 알고리즘을 이용하여 선박들의 표준항로를 생성하고 AIS 신호 기반의 선박에 대한 항행 패턴을 감시하며 그 결과로 발생하는 선박 운항 정보를 관제사에게 제공함으로써 해상의 선박 사고를 미연에 방지하거나 관제의 효율성 및 관제사의 의사결정에 도움을 줄 수 있도록 한다.

이때, 상기 AIS(Automatic Identification System)란, 선박의 위치, 침로, 속력 등 항해 정보를 실시간으로 제공하는 첨단 장치로써 해상에서 선박의 충돌을 방지하기 위한 선박자동식별장치이다.

그리고 해상교통관제(VTS :　Vessel Traffic Service)란 레이더, 초단파무선통신장비인 VHF 장비, 선박자동식별장치(AIS) 등 선박(1)의 위치를 탐지하고 선박과 통신할 수 있는 설비를 이용해 선박교통의 안전과 효율성을 확보하고 해양환경 보호를 목적으로 통항선박의 동정을 관찰하고 항행안전 정보를 제공하는 서비스를 말하는 것으로, 해상교통관제의 업무는 주로 항로 이탈, 위험구역 접근, 선박충돌 등의 위험이 있는지를 관찰하고 해양사고 예방과 관련한 정보 제공, 조언 및 지시, 항만 운영의 효율성을 높이기 위한 입출항 우선순위 조정 및 선석, 정박지, 도선, 예선 정보 등 항만운영정보 제공, 조류, 조석, 해상기상, 해상사격 등 선박 안전운항을 위한 항행안전정보 제공, 해양사고 및 비상상황 발생 시 신속한 초동조치 및 전파 등을 수행한다.

이와 같은 본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템(100)은 AIS 수신 장비(110)를 통해 수신되는 선박의 AIS(Automatic Identification System) 신호를 프로토콜에 따라 해석하고 선박별 AIS 정보로 가공하는 AIS 관리부(120)와, 상기 AIS 관리부(120)에서 가공된 선박별 AIS 정보가 저장되는 데이터베이스부(130)와, 상기 데이터베이스부(130)에 저장된 선박들의 AIS 정보를 로딩하여 표준항로 알고리즘으로 모든 선박의 선박별 표준항로를 생성하고 상기 AIS 관리부(120)에서 실시간으로 입력되는 선박들의 AIS 정보를 비교하여 현재 항로의 이상 유무 판단하여 의사결정 정보를 생성하는 의사결정부(140)와, 상기 의사결정부(140)에서 생성된 의사결정 정보를 관제사가 인지할 수 있도록 표시하는 관제운영콘솔부(150)로 구성된다.

이하, 본 발명의 구성을 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저 해상교통관제센터(VTS Center)의 AIS 수신 장비(110)는 선박(1)에 설치되는 AIS송신 장비(10)로부터 AIS 신호를 실시간으로 제공받는다.

이때 상기 AIS 신호는 선박의 위치, 침로, 속력 등과 같은 선박의 항해 정보를 포함한다.

한편, 상기 AIS 수신 장비(110)로 수신된 선박(1)의 AIS 신호는 AIS 관리부(120)에서 프로토콜에 따라 해석하고 선박별로 선박의 위치, 침로, 속력 등의 AIS 정보로 가공하여 데이터베이스부(130)에 저장함은 물론 실시간으로 의사결정부(140)에 제공한다.

그리고 상기 데이터베이스부(130)는 관제구역 내의 AIS 송신 장비(10)가 설치된 모든 선박(1)들의 선박별 AIS 정보를 등록 저장하며, 상기 의사결정부(140)에서 생성된 선박별 표준항로 정보도 저장한다. 특히 상기 데이터베이스부(130)는 수개월에서 수년간의 선박별 AIS 정보를 누적하여 등록 저장함이 바람직하다.

상기 의사결정부(140)는 데이터베이스부(130)에 저장된 선박들의 AIS 정보를 로딩하여 표준항로 산출 알고리즘으로 모든 선박의 선박별 표준항로와 운항 정보를 생성하며, AIS 관리부(120)에서 실시간으로 수신되는 선박별 AIS 정보를 생성된 선박별 표준항로와 비교하여 선박의 운항 패턴, 운항 시간, 현재 항로의 이상 유무를 판단하여 지식기반의 의사결정정보를 생성하여 관제운영 콘솔부(150)에 전송한다.

이때, 상기 의사결정부(140)는 데이터베이스부(130)에 저장된 선박들의 AIS 정보를 로딩하여 표준항로 알고리즘으로 모든 선박의 선박별 표준항로를 생성하며, 생성된 선박별 표준항로를 상기 데이터베이스부(130)에 저장한다.

이와 같은 의사결정부(140)는 선박별 표준항로를 생성하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 데이터베이스부(130)에 저장된 선박별 AIS 정보를 로딩하여 정렬하는 AIS 정보 로딩 모듈(141)과, AIS 정보 로딩 모듈(141)을 통해 정렬된 선박별 AIS 정보를 선박별로 운항 시간, 경로, 패턴, SOG(Speed Of Ground), COG(Course Of Ground)로 분석하는 AIS 분석 모듈(142)과, 상기 AIS 분석 모듈(142)에서 분석된 선박별 AIS 정보를 분류하는 AIS 분류 모듈(143)과, 상기 AIS 분류 모듈(143)에서 분류된 선박별 AIS 정보에서 오류정보를 검색하여 제거하는 AIS 정보 필터 모듈(144)과, 상기 AIS 정보 필터 모듈(144)을 통과해 오류정보가 제거된 선박별 AIS 정보를 표준항로 산출 알고리즘을 이용해 선박별 표준항로를 생성하고 데이터베이스(130)에 저장하는 표준항로 저장모듈(145)을 포함한다.

이때, 상기 AIS 정보 로딩 모듈(141)은 데이터베이스부(130)에 저장된 복수의 선박별 AIS 정보를 다중 스레딩 기술로 로딩하여 정렬하며, 이를 위해 AIS 정보 로딩 모듈(141)은 복수가 운영될 수 있다.

또한, 상기 AIS 정보 필터 모듈(144)은 잘못된 AIS 정보 및 기준 이하의 데이터 등 오류정보를 검색하여 제거한다.

그리고 상기 표준항로 저장모듈(145)에서는 생성된 복수의 선박별 표준항로를 다중 스레딩 기술로 데이터베이스부(130)에 저장하며, 이를 위해 표준항로 저장모듈(145)은 복수가 운영될 수 있다.

한편, 상기 의사결정부(140)는 상기 선박별 표준항로를 생성하여 데이터베이스부(130)에 저장한 후, 새롭게 상기 AIS 관리부(120)에서 선박별 AIS 정보가 입력되면 상기 선박별 표준항로와 비교하여 현재 항로의 이상 유무 판단하여 의사결정 정보를 생성한다.

이와 같이 의사결정부(140)에서 생성된 의사결정 정보는 관제운영콘솔부(150)로 전송된다. 상기 관제운영콘솔부(150)는 관제사가 육안으로 인지할 수 있도록 화면상에 디스플레이하는 모니터(151)와, 항로 이탈 선박이 발생한 경우 경고음을 출력해주는 부저 또는 경광등(152)으로 구성되어 의사결정 정보에 따라 항로 이탈 선박 발생 여부를 표시한다.

물론 상기 모니터(151)에는 해도상에 항로 이탈 선박의 선박별 표준항로와 현재의 운항 항로를 함께 표시하여 관제사가 더욱 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

이하, 도 1 및 도 2를 참고로 본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 과정을 설명한다.

관제구역 내의 선박(1)에 구비되는 AIS 송신 장비(10)에서 송출되는 선박별 AIS 신호는 육상의 AIS 수신 장비(110)를 통해 실시간으로 수신되면 이는 AIS 관리부(120)로 전송된다.

이에 AIS 관리부(120)는 설정된 프로토콜에 따라 선박별 AIS 신호를 해석하여 선박별 AIS 정보로 가공하여 데이터베이스부(130)에 저장한다.

한편, 상기 AIS 관리부(120)는 실시간으로 입력되어 해석된 선박별 AIS 정보는 의사결정부(140)에도 전달된다.

이와 같은 의사결정부(140)는 우선 AIS 정보 로딩 모듈(141)을 통해 데이터베이스부(130)에 저장된 복수의 선박별 AIS 정보를 다중 스레딩 기술로 로딩하여 정렬한 후, AIS 분석 모듈(142)에서 선박별로 운항 시간, 경로, 패턴, SOG(Speed Of Ground), COG(Course Of Ground)로 분석하고, AIS 정보 분류 모듈(143)에서 분류한다. 이후 AIS 정보 필터 모듈(144)에서 잘못된 AIS 정보 및 기준 이하의 데이터 등 오류정보를 검색하여 제거하고, 표준항로 저장모듈(145)에서 오류가 선별된 선박별 AIS 정보를 표준항로 산출 알고리즘을 이용해 선박별 표준항로를 생성하고 데이터베이스부(130)에 저장한다.

물론 상기 의사결정부(140)는 상기 선박별 표준항로 정보를 생성함은 물론 선박운항 정보도 생성한다.

이후, 의사결정부(140)는 새롭게 AIS 관리부(120)에서 선박별 AIS 정보가 입력되면 상기 선박별 표준항로와 비교하여 선박이 올바른 항로로 운항하고 있는지 즉, 운항 패턴에 급격한 가감속, 급변침 등의 이상 징후가 없는지 등을 운항 평균 시간 등과 비교하여 현재 항로의 이상 유무 판단하여 의사결정 정보를 생성하여 관제운영콘솔부(150)로 전송한다.

이때, 관제운영콘솔부(150)는 항로 이탈 선박이 발생한 경우 해도상에 항로 이탈 선박의 선박별 표준항로와 현재의 운항 항로를 함께 표시하고 경고음을 출력해주어 관제사가 인지할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템은 선박 AIS 정보를 수집하여 데이터베이스부(130)에 저장하고 수집된 데이터를 표준항로 산출 알고리즘을 이용하여 표준항로 및 선박운항 정보를 생성하여 데이터베이스부(130)에 저장하고 추후 선박(1)이 관제 구역에 출현시 올바른 항로로 운항하고 있는지 등을 운항 평균 시간 등과 비교하여 운항 패턴에 이상 징후가 없는가(급격한 가감속, 급변침)를 실시간으로 검사 및 분석하여 관제사에게 제공하여 의사결정에 도움을 줄 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시 예들에 국한해서 해석되어서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 선박 10: AIS 송신 장비
110: AIS 수신 장비 120: AIS 관리부
130: 데이터베이스부 140: 의사결정부
141: AIS 정보 로딩 모듈 142: AIS 분석 모듈
143: AIS 분류 모듈 144: AIS 정보 필터 모듈
145: 표준항로 저장모듈 150: 관제운영콘솔부
151: 모니터 152: 부저 또는 경광등

Claims (5)

1. 관제구역 내의 선박(1)에 구비되는 AIS 수신 장비(110)를 통해 수신되는 선박의 AIS(Automatic Identification System) 신호를 프로토콜에 따라 해석하고 선박별 AIS 정보로 가공하는 AIS 관리부(120)와, 상기 AIS 관리부(120)에서 가공된 선박별 AIS 정보가 저장되는 데이터베이스부(130)와, 상기 데이터베이스부(130)에 저장된 선박들의 AIS 정보를 로딩하여 표준항로 알고리즘으로 선박별 표준항로를 생성하고 상기 AIS 관리부(120)에서 실시간으로 입력되는 선박들의 AIS 정보를 비교하여 현재 항로의 이상 유무 판단하여 의사결정 정보를 생성하는 의사결정부(140)와, 상기 의사결정부(140)에서 생성된 의사결정 정보를 관제사가 인지할 수 있도록 표시하는 관제운영콘솔부(150)로 구성되며;
   상기 의사결정부(140)는, 상기 데이터베이스부(130)에 저장된 선박별 AIS 정보를 로딩하여 정렬하는 AIS 정보 로딩 모듈(141)과, AIS 정보 로딩 모듈(141)을 통해 정렬된 선박별 AIS 정보를 선박별로 운항 시간, 경로, 패턴, SOG(Speed Of Ground), COG(Course Of Ground)로 분석하는 AIS 분석 모듈(142)과, 상기 AIS 분석 모듈(142)에서 분석된 선박별 AIS 정보를 분류하는 AIS 분류 모듈(143)과, 상기 AIS 분류 모듈(143)에서 분류된 선박별 AIS 정보에서 오류정보를 검색하여 제거하는 AIS 정보 필터 모듈(144)과, 상기 AIS 정보 필터 모듈(144)을 통과해 오류정보가 제거된 선박별 AIS 정보를 표준항로 산출 알고리즘을 이용해 선박별 표준항로를 생성하고 데이터베이스(130)에 저장하는 표준항로 저장모듈(145)을 포함하며;
   상기 AIS 정보 필터 모듈(144)에서 제거되는 오류정보는 잘못된 AIS 정보 및 기준 이하의 데이터이며;
   상기 관제운영콘솔부(150)는 관제사가 육안으로 인지할 수 있도록 화면상에 디스플레이하는 모니터(151)와, 항로 이탈 선박이 발생한 경우 경고음을 출력해주는 부저 또는 경광등(152)로 구성되며;
   상기 모니터(151)는 해도상에 상기 항로 이탈 선박의 선박별 표준항로와 현재의 운항 항로를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템.
   
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