KR101974784B1 - Ship sailing management method and ship sailing management system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 안전항해 영향인자에 근거하여 선박의 요동을 정확하고 신뢰성 있게 분석하고, 예측 판단하여 고지할 수 있도록 함과 동시에, 하나 이상의 방식을 통해 선박의 롤링(횡요) 등 흔들림을 안정적으로 신속하게 보정할 수 있도록 하여 선박의 안전한 항해를 도모할 수 있도록 하고, 원격지의 관리자나 모니터링 센터에서 항해 상황을 실시간으로 공유할 수 있도록 하며, 항해 중 발생 정보를 빅데이터화하고 분석하여 후행 선박이나 다음 번의 항해에서 안전항해의 기준 데이터로 활용할 수 있도록 하는 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ship navigation operation method and a ship navigation operation system, and more particularly, to accurately and reliably analyze, predict and judge the fluctuation of the ship based on various safety navigation influence factors, and at the same time, It is possible to stably and quickly compensate for shaking, such as rolling of a ship, by using one or more methods, so that the ship can be safely sailed, and remote managers or monitoring centers can share sailing status in real time. In addition, the present invention relates to a ship navigation operation method and a ship navigation operation system that can be used as reference data of safety navigation in a subsequent ship or the next voyage by analyzing and analyzing big data generated during navigation.
현재 한국은 크고 작은 선박 약 77,000여척이 항해하고 있으며 매년 40-50척의 선박이 침몰하고 있다. 최근 대표적인 선박 침몰사고로는 2014년 4월 16일 인천에서 제주로가던 대형 여객선이 침몰되었으나 현재까지 원인규명의 어려움을 격고 있다.Currently, about 77,000 ships are sailing in Korea, with 40-50 ships sinking every year. Recently, a major ship sinking accident occurred on April 16, 2014, when a large passenger ship that went from Incheon to Jeju sank.
또한, 2017년 3월에는 우르과이 인근 남대서양을 지나던 스텔라데니지호가 광석 26만톤을 적재하고 항해 중 갑자기 침몰하였으며 한국중앙해양안전심판원에서 현재까지 원인 규명을 하지 못한 실정이다.Also, in March 2017, Stelladeniji, which passed through the South Atlantic Ocean near Uruguay, suddenly sank while sailing with 260,000 tons of ore and has not been identified by the Korea Central Maritime Safety Judge.
2018년 현재에도 세계적으로 상선, 어선, 여객선, 군함, 및 정부 선박 등 1천만척 선박이 항해 조업 중에 있고 침몰 선박도 1000여척 이상이며 이로 인한 사망 실종되는 인원이 수 천명에 이르고 있다.As of 2018, there are more than 10 million ships in operation, including merchant ships, fishing vessels, passenger ships, warships, and government ships, with more than 1,000 sinking ships and thousands of people missing.
우리나라는 세계 6위의 해운국이며 선급, 해양산법 등의 좋은 인프라를 가지고 있으면서 이러한 침몰선박 사고 등에 관한 신기술과 제품에 관한 연구가 빈약하고 사고 시 수년이 지나도 원인규명조차 하지 못하고 있는게 현 실정이다.Korea is the sixth largest shipping country in the world, and has good infrastructure such as classification and marine mountain law, and the research on new technologies and products related to such sinking ship accidents is poor, and even after years of accidents, the cause cannot be identified.
한편, 최근 각국 선박에 자동 원격 인식 신호 송수신이 가능한 시스템을 구축하도록 권고함에 따라 현재 모든 여객선, 특정 중량 이상의 대형 선박에는 자동선박식별장치(AIS: Auto Identification System), 자동목표추적장치(ARPA: Automatic rader plotting aids)와 같은 여러 종류의 장비가 설치되어 있다.On the other hand, recently, it is recommended to build a system capable of transmitting and receiving automatic remote recognition signals to ships in each country. Currently, all passenger ships and large vessels of a certain weight or more are equipped with an automatic identification system (AIS) and an automatic target tracking system (ARPA). Several types of equipment are installed, such as rader plotting aids.
AIS는 일정 범위의 설비를 장착한 선박의 선명, 침로, 선속, 위치 등의 항해정보를 자동으로 표시하는 장치로서, VHF(Very High Frequency, 초단파)를 이용하여 데이터 통신을 수행하는 선박자동식별장치이다.AIS is a device that automatically displays navigation information such as clearness, course, ship speed, and position of a ship equipped with a certain range of equipment. Vessel automatic identification device performs data communication using VHF (Very High Frequency). to be.
그러나 소형선박의 경우 비용적인 문제와, 장비의 설치 및 유지 관리 등의 문제로 위와 같은 장비의 설치가 어려운 실정이다. 이로 인해, 고가의 장비를 구축하기 어려운 소형선박의 항해현황을 모니터링할 수 있도록 하는 기술이 다수 개시되어 있다.However, in the case of small ships, it is difficult to install such equipment due to cost problems and installation and maintenance of equipment. For this reason, a number of techniques have been disclosed to enable the monitoring of the sailing status of small vessels that are difficult to construct expensive equipment.
이와 관련된 선행기술문헌으로서, 대한민국 등록특허공보 제1042961호(2011.06.14. 공고), 선박 위치 감시 방법 및 시스템이 개시되어 있다.As a related prior art document, Republic of Korea Patent Publication No. 1042961 (June 14, 2011), the vessel position monitoring method and system is disclosed.
상기 선행기술문헌은 GPS 위성을 이용하여 선박의 위치를 파악하는 GPS 수신부, 파악된 선박의 위치에 대한 정보와 선박에 탑재된 이동통신 단말의 식별 정보를 이동통신 단말기의 이동 통신망을 통하여 송신하는 단말기 통신신호처리부를 포함하여 구성되고, 상기 이동통신 단말기의 식별 정보는 이동통신 단말의 번호인 것을 특징으로 하는 선박 감시 제어 시스템의 선박 위치 전송장치에 관한 것이다.The prior art document is a GPS receiver for determining the position of a vessel using a GPS satellite, a terminal for transmitting the information on the position of the vessel and the identification information of the mobile communication terminal mounted on the vessel through the mobile communication network of the mobile terminal. And a communication signal processor, wherein the identification information of the mobile communication terminal is a number of a mobile communication terminal.
상기 선행기술문헌은 선박의 위치정보를 이동통신 단말기로 전송하고, 전송된 위치정보를 이동기지국 역할을 수행하는 감시선을 통하여 선박 감시제어센터에서 소형선박의 위치를 확보하여 감시할 수 있도록 하는 기술로서, 특정 선박의 현재 위치 확보는 가능하나, 해상에서 선박의 문제 발생 시 사고 현황을 관제센터에서 실시간으로 인지할 수 없어 신속한 대처가 불가하다는 문제점이 있다.The prior art document is a technology for transmitting the position information of the vessel to the mobile communication terminal, and by securing the position of the small vessel in the vessel monitoring and control center through the monitoring line serving as the mobile base station transmitted position information It is possible to secure the current position of a specific ship, but there is a problem that it is not possible to quickly respond to the situation of the accident in real time at the control center when a problem of the ship occurs at sea.
또한, 종래에는 기울기 센서에 의해 검출된 기울어짐의 정도로 이에 대응할 수 있도록 하는 것은 제안되어 있으나, 특히 침몰과 밀접하게 관계되는 롤링(횡요)과 무게중심 간의 관계에 기반하여 안전항해를 신뢰성 있게 분석하고 예측할 수 있는 기술은 전혀 제안되어 있지 않아 이에 대한 연구가 필요한 실정이다.In addition, it is conventionally proposed to cope with the degree of inclination detected by the inclination sensor, but in particular, the safety navigation is reliably analyzed based on the relationship between the rolling and the center of gravity which are closely related to the sinking. Since no predictable technology has been proposed, research on this is necessary.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 선박이 좌우로 흔들리는 롤링, 선박이 앞뒤로 흔들리는 피칭 및 상하로 흔들리는 히빙 등을 포함하는 다양한 안전항해 영향인자(특히, 선박 안전에 가장 민감한 횡요)와 무게중심 간의 변화를 정확하고 신뢰성 있게 실시간 분석하고, 예측 판단하여 침몰과 같은 선박 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention for solving the above-described problems, the various safety navigation influence factors (particularly, the most sensitive to the safety of the ship, including rolling the ship shakes left and right, pitching the ship shakes back and forth, and hebbing swinging up and down, etc.) The purpose is to provide a ship navigation operation method and a ship navigation operation system that can accurately and reliably analyze changes between the center of gravity and the center of gravity in real time, and predict and judge to prevent ship accidents such as sinking.
또한, 본 발명은 선박의 요동에 따른 결과에 근거하여 실시간으로 하나 이상의 방식을 통해 바로 보정할 수 있도록 하여 선박 항행의 안전성을 더욱 확보할 수 있도록 하는 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a ship navigation operation method and a ship navigation operation system that can be directly corrected through one or more methods in real time based on the results of the fluctuation of the ship to further secure the safety of the ship navigation. There is another purpose.
또한, 본 발명은 항해 해역의 현재 및 이전의 기상 데이터 등 선박의 항해에 영향을 줄 수 있는 환경 인자과 연계하여 해당 해역을 통과하기 전에 미리 GM을 조정함으로써 운항성과 안정성을 향상시키고, 보다 정밀한 자동 항해를 도모할 수 있도록 하는 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention improves the operability and stability by adjusting the GM in advance before passing through the sea area in connection with environmental factors that may affect the navigation of the ship, such as current and previous weather data of the sea area, and more precise automatic navigation Another object of the present invention is to provide a ship navigation operation method and a ship navigation operation system, which can be planned.
또한, 본 발명은 원격지의 관리자나 모니터링 센터에서 항해 상황을 실시간으로 공유하고, 모니터링 정보를 원격지에서 빅데이터로 구축하며, 구축된 빅데이터에 근거하여 데이터 마이닝을 통해 해당 항해 경로에서의 안전항해 정보를 제공하고, 사고가 발생하는 경우 사고 원인을 정확하게 분석 파악할 수 있는 선박 항해 운영 방법 및 선박 안전 항해 운영 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is to share the navigation status in real time in the remote manager or monitoring center, and to build the monitoring information in big data in the remote location, safety navigation information in the corresponding navigation route through the data mining based on the built big data Another purpose is to provide a ship navigation operation method and a ship safety navigation operation system that can accurately analyze and identify the cause of an accident when an accident occurs.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 운항 중인 선박의 운항정보를 수집하는 선박 운항정보 수집단계; 상기 수집된 운항정보와 선박의 무게 중심 간에 상관 관계를 산출하여 모니터링 인자를 도출하는 모니터링인자 도출 단계; 상기 도출된 모니터링 인자에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하는 선박 안전운항 판단단계; 상기 선박 안전운행 판단단계의 정보를 표시하는 선박 내 디스플레이 단계; 및상가 선박 안전운행 판단단계의 정보를 육상 관제국으로 전송하는 네트워크 통신 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 항해 운영 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the objects and other features of the present invention, the vessel operation information collection step of collecting the operation information of the vessel in operation; A monitoring factor derivation step of deriving a monitoring factor by calculating a correlation between the collected navigation information and a ship's center of gravity; A ship safety operation determining step of determining whether the ship is safely operated based on the derived monitoring factor; An in-ship display step of displaying information of the ship safety operation determination step; And a network communication step of transmitting information of the commercial ship safe driving determination step to the land control station.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 선박 운항정보 수집단계는 운항 중인 선박의 롤링 운동 주기를 포함하고, 상기 모니터링인자 도출 단계는 아래의 관계식을 통해 GM을 산출하도록 이루어질 수 있다.In one aspect of the present invention, the vessel operation information collection step includes a rolling motion cycle of the vessel in operation, the monitoring factor derivation step may be made to calculate the GM through the following relationship.
(여기에서, T는 롤링 운동주기, B는 선박의 선폭, GM은 무게 중심(G)과 메타센터(M) 사이의 거리).Where T is the rolling motion cycle, B is the ship's line width, and GM is the distance between the center of gravity (G) and the metacenter (M).
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 모니터링인자 도출 단계에서 적용되는 무게중심은 선박의 제원, 탑승객, 적재화물을 포함하여 산출되고, 상기 선박 안전운항 판단 단계는, 메타센터와 롤링 운동 주기 간의 관계식을 통해 무게중심과 메타센터(GM)의 변화를 산출하고, 상기 GM 변화의 산출 결과에 근거하여 GM을 보정하도록 이루어지며, 상기 GM 보정은 보정되는 GM이 산출된 현재 데이터와 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장된 기준데이터를 비교하여 GM이 기준데이터의 값으로 되도록 이루어질 수 있다.In one aspect of the invention, the center of gravity applied in the monitoring factor derivation step is calculated including the dimensions of the ship, passengers, load cargo, and the ship safety operation determination step, the relationship between the meta-center and the rolling motion cycle It calculates the change in the center of gravity and the meta center (GM), and corrects the GM based on the calculation result of the GM change, the GM correction is performed on the current data and the safety operation reference information database of the GM to be corrected The stored reference data may be compared so that the GM becomes a value of the reference data.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 GM 보정은 GM에 대한 현재 산출된 데이터 및 해당 산출값에서 과거 보정 실행한 과거 이력 데이터를 반영하여 이루어지도록 하거나, 보정할 기준데이터보다 소정 범위의 상위 값 또는 하위 값의 미래 예측 데이터를 반영하여 이루어지도록 하며, 상기 GM 보정은 해당 GM 값으로 보정하기 이전에, 상기 GM 관계식을 통해 먼저 산출하여 산출된 결과값이 안전항해 기준에 만족하는지 여부를 판단한 후 보정하도록 이루어질 수 있다.In one aspect of the present invention, the GM correction may be performed by reflecting the current calculated data for GM and the past history data which has been previously corrected in the calculated value, or a higher value or lower value in a predetermined range than the reference data to be corrected. The GM correction is performed by reflecting the future prediction data of the value, and before the correction is performed to the corresponding GM value, the GM value is first calculated through the GM relational formula to determine whether the calculated result value satisfies the safety navigation criteria. Can be done.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 GM 보정에서 메타센터와 무게중심 간의 보정은 선박에 구비된 평형수를 이동시키거나, 선박에 설비된 보정용 중량물을 상하 및 좌우로 조합되게 이동시킴으로써 이루어질 수 있다.In one aspect of the present invention, the calibration between the meta-center and the center of gravity in the GM correction can be made by moving the ballast water provided in the vessel, or by moving the weight for calibration equipped in the vessel in combination up and down and left and right.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 GM 보정에서 메타센터와 무게중심 간의 보정은 선박에 구비된 평형수를 이동시키거나, 선박에 설비된 보정용 중량물을 상하 및 좌우로 조합되게 이동시킴으로써 이루어지도록 하거나, 선박의 전후좌우에 셀 단위로 마련된 에어셀에 공기의 주입과 셕션을 조합되게 실행함으로써 이루어지도록 하거나, 또는 선박의 양 측면부 및 선박 전후부에 마련된 복수의 보정용 분사노즐을 통해 물을 조합되게 제트 분사시킴으로써 이루어지도록 하는 것 또는 이들을 조합하여 이루어지도록 할 수 있다.In one aspect of the present invention, the calibration between the meta-center and the center of gravity in the GM correction is to be made by moving the ballast water provided in the vessel, or by moving the weight for calibration equipped in the vessel in combination up and down and left and right, By injecting and capturing air into the air cells provided in units of cells on the front, rear, left and right sides of the vessel, or jetting the combined water through a plurality of correction injection nozzles provided at both sides of the vessel and at the front and rear sides of the vessel. It may be made to be made or a combination thereof.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 운항 중인 선박의 운항정보를 수집하고, 수집된 운항정보와 운항 중인 선박의 운항정보에 포함되어 있는 무게 중심 간에 상관 관계를 산출하여 모니터링 인자를 도출하며, 도출된 모니터링 인자에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하도록 이루어지는 선박 안전운항 판단수단; 상기 선박 안전운항 판단수단에서 수집되고 처리되는 데이터를 수집하는 원격지의 운영 서버; 및 상기 선박 안전운항 판단수단과 원격지 운영 서버 간을 통신시키는 네트워크 통신모듈;을 포함하며, 상기 선박 안전운항 판단수단은, 선박 기본 제원, 항해 당일의 탑승인원 및 적재화물을 적용하여 선박의 무게중심을 산출하는 무게중심 산출부와, 선박의 요동을 포함한 운항 필요 정보를 검출하는 운항정보 검출부와, 상기 무게중심 산출부에서 산출된 무게중심과 메타센터 간의 상관관계를 산출하여 GM을 구하는 GM 산출부와, 상기 GM 산출부에서 산출된 결과값에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하는 선박 안전운항 판단부와, 상기 선박 안전운항 판단부에서 선박 요동의 보정이 필요한 것으로 판단하는 경우, 선박의 요동을 보정하는 요동 보정장치부와, 상기 선박 안전운항 판단수단에서 수집되고 처리되는 모든 데이터를 저장 구축하는 데이터베이스부와, 상기 선박 안전운항 판단수단에서 수집된 정보 및 판단 정보를 포함한 정보를 디스플레이하는 디스플레이부, 및 상기 선박 안전운항 판단수단의 각 구성부 간을 유무선으로 연결하고, 상기 데이터베이스부에 저장된 데이터를 실시간으로 원격지의 운영 서버의 통신부와 통신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 항해 운영 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, collecting the navigation information of the vessel in operation, calculate the correlation between the collected operation information and the center of gravity included in the operation information of the vessel in operation to derive a monitoring factor, derived monitoring Ship safety operation determination means configured to determine whether the ship is safely operated based on the factor; A remote operation server for collecting data collected and processed by the ship's safe operation determining means; And a network communication module for communicating between the ship's safe navigation determining means and a remote operation server, wherein the ship's safe navigation determining means includes the ship's basic specifications, the number of passengers on the day of the voyage, and the load cargo. A center of gravity calculation unit for calculating the center of gravity, a flight information detection unit for detecting the necessary flight information including the fluctuations of the ship, and a GM calculation unit for calculating the GM by calculating a correlation between the center of gravity calculated in the center of gravity calculation unit and the metacenter And a ship safety flight determination unit that determines whether the ship is safely operated based on the result calculated by the GM calculation unit, and a ship fluctuation when the ship safety operation determination unit determines that the ship fluctuation needs to be corrected. To store and build up all the data collected and processed by the ship's safe operation determination means; The database unit, a display unit for displaying information collected from the ship safety operation determining means and information including determination information, and each component of the ship safety operation determining means connected by wire or wireless, and stored in the database unit. There is provided a ship navigation operating system comprising a communication unit for communicating data with a communication unit of a remote operation server in real time.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 무게중심 산출부는 상기 디스플레이부에 표시되는 입력창에 탑승인원 및 적재화물을 입력하여 선박 제원과 함께 자동으로 산출되도록 프로그래밍되어 이루어지고, 상기 운항정보 검출부는 롤링 운동 주기를 검출하도록 이루어지며, 상기 GM 산출부는 아래의 관계식을 통해 GM을 산출할 수 있다.In another aspect of the present invention, the center of gravity calculation unit is programmed to be calculated automatically with the ship specifications by inputting the occupants and loads in the input window displayed on the display, the navigation information detector is a rolling motion It is made to detect the period, the GM calculation unit may calculate the GM through the following relationship.
(여기에서, T는 롤링 운동주기, B는 선박의 선폭, GM은 무게 중심(G)과 메타센터(M) 사이의 거리).Where T is the rolling motion cycle, B is the ship's line width, and GM is the distance between the center of gravity (G) and the metacenter (M).
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 안전운항 판단부는, 타센터와 롤링 운동 주기 간의 상기 관계식을 통해 무게중심과 메타센터(GM)의 변화를 산출하고, 상기 GM 변화의 산출 결과에 근거하여 GM을 보정하도록 이루어지며, 보정되는 GM이 산출된 현재 데이터와 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장된 기준데이터를 비교하여 GM이 기준데이터의 값으로 되도록 이루어질 수 있다.In another aspect of the present invention, the safe operation determining unit calculates the change in the center of gravity and the meta center (GM) through the relationship between the other center and the rolling exercise period, and calculates the GM based on the result of calculating the GM change. Compensation may be made, and the GM to be calibrated may be configured to compare the current data calculated with reference data stored in the safe operation reference information database so that the GM becomes a value of the reference data.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 안전운항 판단부는 GM에 대한 현재 산출된 데이터 및 해당 산출값에서 과거 보정 실행한 과거 이력 데이터를 반영하여 이루어지도록 하거나, 보정할 기준데이터보다 소정 범위의 상위 값 또는 하위 값의 미래 예측 데이터를 반영하여 이루어지도록 하며, 상기 GM 보정은 해당 GM 값으로 보정하기 이전에, 상기 GM 관계식을 통해 먼저 산출하여 산출된 결과값이 안전항해 기준에 만족하는지 여부를 판단한 후 보정하도록 이루어질 수 있다.In another aspect of the present invention, the safe operation determination unit is made by reflecting the current calculation data for GM and the past history data that has been previously corrected in the calculated value, or higher value of a predetermined range than the reference data to be corrected or The correction is performed by reflecting the future prediction data of the lower value, and the GM correction is corrected after determining whether the result value calculated through the GM relation equation satisfies the safety navigation criteria before correction to the corresponding GM value. It can be made to.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 요동 보정장치부는 선박에 복수 구비된 평형수 탱크의 평형수가 이동되도록 하는 평형수 이동 보정장치와, 선박에 복수 마련되어 소정 중량을 갖는 중량물이 상하, 전후, 좌우로 조합되게 이동되도록 구성되는 중량물 이동 보정장치와, 선박에 셀 단위로 복수 마련된 에어셀에 공기의 주입과 셕션을 조합되게 실행되록 구성되는 에어제어 보정장치, 및 선박의 양 측면부와 선박 전후부에 복수 마련된 보정용 분사 노즐을 통해 물을 조합되게 제트 분사시키도록 구성되는 제트분사 보정장치 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.In another aspect of the present invention, the fluctuation correction unit is a ballast water correction device for moving the ballast water of the ballast tank provided in a plurality of ships, and a plurality of weights provided on the ship having a predetermined weight up, down, front, back, left and right A weight movement correction device configured to move in combination; an air control correction device configured to perform a combination of air injection and cushion in an air cell provided in a plurality of cells on a ship; It may comprise at least one of the jet injection correction device configured to jet-jet water combined through a correction injection nozzle.
본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the ship navigation operation method and the ship navigation operation system according to the present invention provides the following effects.
첫째, 본 발명은 선박이 좌우로 흔들리는 롤링, 선박이 앞뒤로 흔들리는 피칭 및 상하로 흔들리는 히빙 등을 포함하는 다양한 안전항해 영향인자(특히, 선박 안전에 가장 민감한 횡요)와 무게중심 간의 변화를, 정확하고 신뢰성 있게 실시간 분석하고, 예측 판단하여 침몰과 같은 선박 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.First, the present invention provides accurate and accurate changes between the center of gravity and various safety navigation influence factors (especially the most sensitive to the ship's safety) including the rolling of the ship swinging from side to side, the pitching of the ship swinging back and forth, and the hebbing swinging up and down. Reliable and real-time analysis, predictive judgment has the effect of preventing ship accidents, such as sinking in advance.
둘째, 본 발명은 선박의 요동에 따른 결과에 근거하여 실시간으로 하나 이상의 방식을 통해 바로 보정할 수 있도록 하여 선박 항행의 안전성을 더욱 확보할 수 있는 효과가 있다.Secondly, the present invention has the effect of ensuring the safety of the ship navigation by allowing the correction immediately through one or more methods in real time based on the result of the shaking of the ship.
셋째, 본 발명은 항해 해역의 현재 및 이전의 기상 데이터 등 선박의 항해에 영향을 줄 수 있는 환경 인자과 연계하여 해당 해역을 통과하기 전에 미리 GM을 조정함으로써 운항성과 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, the present invention has the effect of improving the operability and stability by adjusting the GM in advance before passing through the sea area in connection with the environmental factors that may affect the navigation of the vessel, such as current and previous weather data of the sea area. .
넷째, 본 발명은 GM의 보정을 실시간 바로 실행할 수 있어 보다 정밀한 자동 항해를 가능하게 하는 효과가 있다.Fourth, the present invention has the effect of enabling a more precise automatic navigation can be performed immediately in real time correction of GM.
다섯째, 본 발명은 모니터링 정보를 원격지에서 빅데이터로 구축하며, 구축된 빅데이터에 근거하여 데이터 마이닝을 통해 해당 항해 경로에서의 안전항해 정보를 제공하며, 또한 안전항해 계획을 수립하여 후속 항해에서 더욱 안전한 항해를 도모할 수 있도록 하는 효과가 있다.Fifth, the present invention builds the monitoring information as big data at a remote location, provides safety navigation information on the corresponding navigation route through data mining based on the established big data, and also establishes a safety navigation plan in further navigation. It is effective to promote safe navigation.
여섯째, 본 발명은 사고가 발생하는 경우 사고 원인을 정확하게 분석 파악하여 규명할 수 있는 효과가 있다.Sixth, the present invention has an effect that can accurately identify and identify the cause of the accident when an accident occurs.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법에 따른 운영 과정을 나타내는 플로차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법의 선박 안전운항 판단 단계에서 실행되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선박 항해 운영 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 선박 항해 운영 시스템을 구성하는 운항정보 수집수단의 구성을 블록화하여 나타내는 도면이다.1 is a flowchart showing an operation process according to the ship navigation operation method according to the present invention.
2 is a view showing a process performed in the ship safety operation determination step of the ship navigation operation method according to the present invention.
3 is a view schematically showing the configuration of the ship navigation operating system according to the present invention.
4 is a block diagram showing the configuration of the navigation information collecting means constituting the ship navigation operating system according to the present invention.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Further objects, features and advantages of the present invention can be more clearly understood from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention may be variously modified and may have various embodiments, and the examples described below and illustrated in the drawings are intended to limit the present invention to specific embodiments. It is to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms "... unit", "... unit", "... module", and the like described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which means hardware or software or hardware and It can be implemented in a combination of software.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same reference numerals and duplicate description thereof will be omitted. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a ship navigation operation method and a ship navigation operation system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법에 대하여 도 1을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법에 따른 운영 과정을 나타내는 플로차트이다.First, the ship navigation operation method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 is a flowchart showing an operation process according to the ship navigation operation method according to the present invention.
본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 운항중인 선박의 운항정보를 수집하는 선박 운항정보 수집단계(S100); 상기 선박 운항정보 수집단계(S100)에서 수집된 운항정보와 운항 중인 선박의 운항정보에 포함되어 있는 무게 중심(G) 간에 상관 관계를 산출하여 모니터링 인자를 도출하는 모니터링인자 도출 단계(S200); 상기 모니터링인자 도출 단계(S200)에서 도출된 모니터링 인자에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하는 선박 안전운항 판단단계(S300); 상기 선박 안전운행 판단단계(S300)의 정보를 표시하는 선박 내 디스플레이 단계(S400); 및 상기 선박 안전운행 판단단계(S300)의 정보를 육상 관제국에 전송하는 네트워크 통신 단계(S500);를 포함한다.Ship navigation operation method according to the invention, as shown in Figure 1, the ship navigation information collection step of collecting the navigation information of the vessel in operation (S100); A monitoring factor derivation step (S200) of deriving a monitoring factor by calculating a correlation between the navigation information collected in the ship operation information collection step (S100) and the center of gravity (G) included in the operation information of the ship in operation; Ship safety operation determination step (S300) for determining whether or not the safe operation of the vessel based on the monitoring factors derived in the monitoring factor derivation step (S200); In ship display step (S400) for displaying the information of the ship safety operation determination step (S300); And a network communication step (S500) for transmitting the information of the ship safety operation determination step (S300) to the land control station.
상기 선박 운항정보 수집단계(S100)에서는 운항 중인 선박의 롤링(횡요) 운동 주기, 피칭 운동 주기 및 히빙 운동 주기를 포함하는 요동주기를 포함한다. 여기에서, 상기 롤링(횡요) 운동 주기, 피칭 운동 주기 및 히빙 운동 주기를 포함하는 요동 주기는 예를 들면 클리노미터, 바람직하게는 디지털 클리노미터(digital clinometer)를 통해 얻을 수 있다.The ship operation information collection step (S100) includes a rocking cycle including a rolling (cross yaw) exercise cycle, a pitching exercise cycle and a heaving exercise cycle of the ship in operation. Here, the rocking cycle including the rolling (cross-yoke) cycle, the pitching cycle and the heaving cycle can be obtained, for example, through a clinometer, preferably a digital clinometer.
구체적으로, 상기 선박 운항정보 수집단계(S100)는, 선박의 좌우 흔들림의 주기인 롤링 운동 주기를 기본적으로 수집한다. 또한, 이에 더하여 다양하게 측정된 선박의 움직임을 수집할 수 있는데, 이를 위해 선박에 설치된 가속도계, 자이로(Gyro), GPS 수신기 및 이와 유사한 장치들 중에서 선택된 어느 하나 이상의 계측기로부터의 선박의 운동 즉, 선박의 전후 좌우 상하 움직임, 속도 및 가속도, 위치, 진행방향 등의 운항 정보를 얻을 수 있다.Specifically, the ship navigation information collection step (S100), basically collects a rolling movement period that is a cycle of the left and right shake of the vessel. In addition, it is possible to collect various measured movements of the vessel. For this purpose, the movement of the vessel from any one or more instruments selected from accelerometers, gyros, GPS receivers and similar devices installed on the vessel, that is, the vessel Flight information such as forward, backward, left, right, up and down, speed and acceleration, position, direction of travel can be obtained.
이러한 선박에는 후술하는 무게 중심과 함께, 운항 중인 선박의 운항 정보가 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장되어 마련된다.Such vessels are provided with the center of gravity to be described later, and the operation information of the vessel in operation is stored in the safe operation reference information database.
다음으로, 상기 선박 운항정보 수집단계(S100)에서 수집된 운항정보와 운항중인 선박의 운항 정보에 포함되어 있는 무게 중심(G) 간에 상관 관계를 산출하여 모니터링 인자를 도출하는 모니터링인자 도출 단계(S200)는, 먼저 롤링 운동주기를 T라 하고, 선박의 선폭을 B라 할 때 아래의 관계식을 통해 GM, 즉 무게 중심(G)과 메타센터(M) 사이의 거리인 메타센터의 높이를 산출한다.Next, a step for deriving a monitoring factor for deriving a monitoring factor by calculating a correlation between the navigation information collected in the ship operation information collection step (S100) and the center of gravity (G) included in the operation information of the ship in operation (S200). First, the rolling motion cycle is T, and when the ship's line width is B, the height of the metacenter, which is the distance between the center of gravity (G) and the metacenter (M), is calculated through the following equation. .
상기 모니터링인자 도출 단계(S200)에서 얻어지는 무게 중심(G)은 선박의 기본 제원에, 탑승객, 적재화물 등을 적용 산출하여 항해 전 얻어진 무게 중심(G)은 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장되어 마련된다.The center of gravity G obtained in the monitoring factor derivation step S200 is calculated by applying passengers, loaded cargo, etc. to the basic specifications of the ship, and the center of gravity G obtained before the voyage is stored and provided in a safe navigation reference database. .
이러한 무게 중심(G)은 선박의 기본 제원에, 항해 당일 탑승객과 적재화물에 다라 달라지므로 항해 전 무게 중심(G)을 산출하여 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장되어 마련되게 된다.Since the center of gravity (G) varies depending on the basic specifications of the ship, the passengers and the loaded cargo on the day of the voyage, the center of gravity (G) before the voyage is calculated and stored in the safe operation reference information database.
다음으로, 상기 모니터링인자 도출 단계(S200)에서 도출된 모니터링 인자에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하는 선박 안전운항 판단 단계(S300)는, 상기 안전운항 기준정보 데이터베이스에 마련된 무게 중심과 상기 도출된 GM 간의 관계를 도출하여 선박의 안전항해 여부를 판단 예측하게 된다.Next, the ship safety operation determination step (S300) of determining whether the ship is safely operated based on the monitoring factor derived in the monitoring factor derivation step (S200), the center of gravity provided in the safe operation reference information database and the derivation By deriving the relationship between the existing GMs, it is possible to judge and predict whether the ship is safe to navigate.
상기 선박 안전운항 판단 단계(S300)는, 롤링 운동 주기와 GM 간의 변화(즉 무게 중심(G)과 메타센터(M)의 간의 거리와 롤링 운동 주기의 변화), 즉 메타센터(M)가 무게중심(G)과 동일 선상 또는 무게중심(G)보다 아래 쪽이나 위쪽에 있는지를 도출하게 되고, 이러한 도출 값을 하기의 디스플레이 단계(S400)에서 디스플레이 유닛에 디스플레이하며, 네트워크 통신 단계(S500)를 통해 원격지의 운영 서버으로 전송하게 된다.In the ship safety operation determination step (S300), the change between the rolling motion period and GM (that is, the distance between the center of gravity G and the metacenter M and the change in the rolling motion period), that is, the metacenter M is weighed. It is derived whether it is on the same line as the center (G) or below or above the center of gravity (G), and the derived value is displayed on the display unit in the following display step (S400), and through the network communication step (S500). It will be sent to the remote operation server.
도 2는 본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법의 선박 안전운항 판단 단계에서 실행되는 과정을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a process performed in the ship safety operation determination step of the ship navigation operation method according to the present invention.
구체적으로, 상기 선박 안전운항 판단 단계(S300)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기한 모니터링인자 도출 단계(S200)에서 얻어진 GM의 변화, 즉 메타센터(M)가 무게 중심(G)보다 윗쪽에 위치하는지를 판단하고, 메타센터(M)가 무게 중심(G)보다 윗쪽에 있는 것으로 판단되는 경우, 롤링 운동 주기와 GM의 변화, 즉 M과 G 및 롤링 운동 주기 간의 관계를 지속적으로 판단하며, 메타센터(M)가 무게 중심(G)보다 아래 쪽에(높게) 있거나 동일 선상에 있는 것으로 판단되는 경우, GM을 변경시키도록 GM 보정 과정을 거치면서 M과 G 및 롤링 운동 주기 간의 관계를 지속적으로 판단하도록 이루어질 수 있다.Specifically, the ship safety operation determination step (S300) is, as shown in Figure 2, the change of GM obtained in the above-described monitoring factor derivation step (S200), that is, the meta center (M) is above the center of gravity (G) If it is determined that the position, and the meta-center (M) is located above the center of gravity (G), the relationship between the rolling movement cycle and GM change, that is, the relationship between M and G and the rolling movement cycle is continuously determined, If the center (M) is judged to be below (higher) or collinear than the center of gravity (G), the relationship between M and G and the rolling exercise cycle is continuously judged while undergoing the GM calibration process to alter the GM. It can be made to.
상기 GM 보정 과정은 안전 운항을 위하여 안전운항 기준정보 데이터베이스에 미리 설정해 둔 값으로 보정하게 된다.The GM correction process is corrected to a value previously set in the safe flight reference information database for safe operation.
예를 들어, 상기 GM 보정 과정에서 보정되는 GM은 산출된 현재 데이터와 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장된 기준데이터를 비교하여 GM이 기준데이터의 값으로 되도록 이루어질 수 있다. 이때, 보정의 정확도를 증대시키기 위하여 GM에 대한 현재 산출된 데이터뿐만 아니라, 이에 더하여 과거 이력 데이터(해당 산출데이터에서 보정 반영한 과거 보정 데이터)도 함께 반영하여 기준데이터와 비교하도록 이루어질 수 있다.For example, the GM corrected in the GM correction process may be configured such that the GM becomes a value of the reference data by comparing the calculated current data with reference data stored in the safe operation reference information database. In this case, in order to increase the accuracy of the correction, not only the currently calculated data for the GM, but also the past history data (past correction data reflected and corrected in the calculation data) may be reflected and compared with the reference data.
또한, 상기 GM의 보정은 산출된 현재 데이터 및/또는 과거 이력 데이터에 기반하여 예측되는 미래 보정값으로 보정되도록 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 상기 GM의 보정은 산출된 현재 데이터 및/또는 과거 이력 데이터에 기반하여 이에 대응되는 기준데이터보다 소정 범위의 상위 값 또는 하위 값으로 보정되도록 할 수 있다.In addition, the GM correction may be made to be corrected with a future correction value predicted based on the calculated current data and / or past history data. In other words, the GM correction may be corrected to a higher value or lower value in a predetermined range than the reference data corresponding thereto based on the calculated current data and / or past history data.
이와 같은 GM을 보정함에 있어 산출된 GM 값에 대하여 미리 설정된 변화 정도에 따라 기준데이터로 보정되도록 할 것인지 또는 기준데이터보다 소정 범위의 상위 값 또는 하위 값으로 보정되도록 할 것인지 자동 판단하도록 이루어질 수 있다.In correcting such a GM, the calculated GM value may be automatically determined to be corrected to reference data according to a preset degree of change or to be corrected to a higher value or a lower value of a predetermined range than the reference data.
이때, GM 보정을 실행함에 있어, 해당 GM 값으로 변화시키기 이전에, GM 관계식을 통해 먼저 산출하여 산출된 결과값이 안전항해 기준에 만족하는지 여부를 판단한 후 실행되도록 함으로써 안전성을 보다 높일 수 있게 된다.At this time, in executing the GM correction, before changing to the corresponding GM value, it is possible to increase the safety by determining whether the calculated value calculated first through the GM relational expression satisfies the safety navigation criteria and then executing it. .
이와 같은 GM의 보정은, 무게중심(G)과 메타센터(M) 간의 변화 정보를 이용하여 현재 상황에 따른 적절한 보정뿐만 아니라, 짧은 미래의 선박 운동 정보 및 장시간의 미래의 선박 운동 정보를 예측할 수 있으며 이렇게 예측된 선박 운동 정보와 안전 운항 기준을 비교하여 예상되는 미래의 운동이 기준을 초과할 경우 위험하다고 판단할 수 있게 된다.The GM calibration can predict short future ship motion information and long time future ship motion information as well as appropriate correction according to the current situation by using the change information between the center of gravity (G) and the metacenter (M). By comparing the predicted ship movement information with the safe operation standard, it can be judged as dangerous if the expected future movement exceeds the standard.
여기에서, 상기 GM 보정 과정은 일 실시 예로, 선박에 구비된 평형수를 이동시킴으로써 이루어질 수 있고, 다른 실시 예로 선박에 미리 설비된 중량물을 상하 및 좌우로 조합되게 이동시킴으로써 이루어질 수 있다.Here, the GM correction process may be performed by moving the ballast water provided in the ship in one embodiment, and may be performed by moving the heavy goods pre-installed in the ship in combination up, down, left and right.
이에 더하여 또는 별개로, 상기 GM 보정 과정은 또 다른 실시 예로서 선박에 셀 단위로 마련된 에어셀에 공기의 주입과 셕션을 조합되게 실행함으로써 이루어질 수 있으며, 보다 신속한 보정을 위하여 선박의 양 측면부 및 선박 전후부에 마련된 복수의 보정용 분사노즐을 통해 물을 조합되게 제트 분사시킴으로써 이루어질 수도 있다.In addition or separately, the GM calibration process may be performed by combining air injection and cushion in an air cell provided on a ship-by-cell basis as another embodiment, and for both sides of the ship and the front and rear of the ship for faster calibration. It may also be achieved by jet-jetting the combined water through a plurality of correction injection nozzles provided in the wealth.
또한, 본 발명에서, 상기 선박 안전운항 판단 단계(S300)는 선박에 설치된 레이더형 파고계, 기상정보 수신기를 통해 인공위성으로부터 파고 정보를 제공받도록 이루어질 수 있다. 이를 통해 실제 선박 주변의 파도 정보를 얻을 수 있게 된다.In addition, in the present invention, the ship safety operation determination step (S300) may be made to receive the crest information from the satellite through the radar-type crestometer, weather information receiver installed in the vessel. Through this, the wave information around the actual ship can be obtained.
여기에서, 레이더형 파고계를 통해 수집한 운항 중인 선박 주변 지역의 파도 정보로부터 파도의 높이 정보를 계산하여 표출하는 장치로 보정되기 전 파도의 전반적인 높이 정보를 얻을 수 있으며, 기상정보 수신기를 통해서 선박의 레이더형 파고계가 측정 할 수 없는 먼 바다의 기상 예보 정보, 특히 파도 정보를 얻을 수 있다.Here, the overall height information of the waves can be obtained before the correction by the device that calculates and displays the wave height information from the wave information of the surrounding area of the vessel in operation collected by the radar type agometer, and through the weather information receiver You can get weather forecast information, especially wave information, from a distant ocean that cannot be measured by the radar-type crestometer.
이와 같이 취득된 파도 정보는 운항 안전 기준과 비교하여 선박의 위험 여부를 판단할 수 있게 된다.The wave information thus obtained can determine whether the vessel is in danger, compared to the operational safety standards.
다음으로, 상기 선박 내 디스플레이 단계(S400)는 전자해도(ECIDS)의 디스플레이 장치 또는 전용 디스플레이 화면으로 구성될 수 있는 디스플레이 유닛을 통해 디스플레이된다. 예를 들면, 디스플레이 유닛의 화면에는 GM 간의 위치(GM 및 무게중심 간의 관계), GM값, 보정값, 파고, 운동 주기, 파도의 방향, 선박의 속도와 진행 방향, 선박의 운동 응답의 크기, 운동 안전도 등의 정보가 표시될 수 있다.Next, the in-ship display step S400 is displayed through a display unit which may be configured as a display device of an electronic chart (ECIDS) or a dedicated display screen. For example, the screen of the display unit includes the position between GM (relationship between GM and center of gravity), GM value, correction value, wave height, period of motion, direction of waves, speed and direction of ship, magnitude of motion response of ship, Information such as exercise safety may be displayed.
여기에서 디스플레이 유닛의 화면은 모드전환되거나 분할되어 한 화면에 멀티 디스플레이를 하고 UI Graphic으로 인지하기 쉽게 기능별로 표시하고 페이지를 넘겨 표시하고 편리성 증대를 위해 터치 패널을 적용할 수 있다.Here, the screen of the display unit may be switched mode or divided to display a multi-display on one screen and to display it by function, page through the page, and to apply a touch panel for convenience.
한편, 본 발명에서는 선박의 종류, 화물적재량을 변수로 적용하고 GM를 산정하는 방식을 다르게 적용할 수 있으며, UI를 제작하여 변수로 입력하여 선박을 몇 단계의 안정도로 그래픽(예시 그림)으로 표시하고 안정도 단계를 주기적으로 통보하도록 이루어질 수 있다.On the other hand, the present invention can be applied to the type of vessel, the cargo load as a variable and the method of calculating GM differently, and to display the vessel in a graphic (example picture) with a few levels of stability by creating a UI and input it as a variable And periodic notification of the stability phase.
계속해서, 상기 네트워크 통신 단계(S500))는 통상의 무선 전파를 이용한 송수신기 또는 인공위성을 통해 인터넷과 연결된 선박용 통합 게이트웨이(ISIG, Intra-Ship Integrated Gateway)로 구성할 수 있다. 여기에서, ISIG(Intra-Ship Integrated Gateway)는 선내의 주요장비가 SAN 기반하의 네트워크를 통해 연결되고 선내에서 원격 유지보수 서버 역할을 수행하며 원격지와의 네크워크 연결되어 정보를 송수신하는 장치를 말한다.Subsequently, the network communication step (S500)) may be configured as an Intra-Ship Integrated Gateway (ISIG) connected to the Internet through a transceiver or a satellite using a normal radio wave. Here, the ISIG (Intra-Ship Integrated Gateway) refers to a device that is connected to the main equipment of the ship via a SAN-based network, serves as a remote maintenance server on the ship, and is connected to a network with a remote site to transmit and receive information.
또한. 상기 육상 관제국은 운항중인 선박으로부터 전송된 정보를 처리하는 육상 관제국 서버와, 이 서버의 정보를 표시하는 디스플레이 장치 및 전송 자료를 저장하는 데이터베이스(DB) 서버를 포함하여 구성된다. 여기에서, 상기 육상 관제국은 통합 관제 센터뿐만 아니라 선주의 관리센터를 포함할 수 있다.Also. The land control station includes a land control station server for processing information transmitted from a ship in operation, a display device for displaying the information of the server, and a database (DB) server for storing transmission data. Here, the land control station may include an owner control center as well as an integrated control center.
본 발명에서 상기한 각 계측기 및 안전운항에 대한 정보를 제공하도록 구성되는 장치, 및 네트워크 통신 유닛 간의 연결은 일반적인 유선 회로로 연결 구성할 수도 있고, SAN(Ship Area Network)을 통해 유무선 네트워크로 연결 구성할 수도 있다. 이때 네트워크 방식은 지그비(Zigbee) 방식일 수 있다.In the present invention, the device configured to provide the information on the respective instruments and the safe operation, and the connection between the network communication unit may be connected by a general wired circuit, or connected to a wired or wireless network through a SAN (Ship Area Network) You may. In this case, the network method may be a Zigbee method.
상기 네트워크 통신 단계(S400)는 상기한 데이터뿐만 아니라, 충돌회피, 침로변경, 속도변경, 작동조타 모드 및 이때의 시간, 침로, 속도, 엔진 RPM, Thruster, 프로펠러 피치, 타각, 선회율 등을 기록하고, ENC 상 혹은 저장되어 있는 해도로부터의 정보, 위치 정보 등을 원격지로 전송하게 된다.The network communication step (S400) records not only the above data, but also collision avoidance, change of course, change of speed, operating steering mode and time, course, speed, engine RPM, Thruster, propeller pitch, rudder angle, turn rate, etc. In this case, the information, location information, and the like from the ENC or the stored chart are transmitted to the remote site.
참고로, SAN(Ship Area Network)이란 선내 통신의 국제 표준화를 위한 조직인 IEC TC 80에 의한 표준화된, 즉 선내에 설치된 여러 장치들에 대한 인터페이스 등이 표준화되어 연결 구성된 네트워크로 조선분야 IT융합 과제로 추진 개발된 네트워크를 말한다. 참고로 IEC TC 80은 IEC에서 1980년부터 조직되어 활동을 시작해 왔으며, 담당 업무는 Maritime Navigation and Radiocommunication Equipment and Systems에서 알 수 있듯이, 해양 항해와 관련된 라디오 및 통신 장치에 대한 국제 표준화를 담당하고 있다 현재 한국을 비롯하여 21개국이 참가국으로 활동하고 있으며, 13개 국가가 옵져버(observer) 자격으로 참여하고 있다 IEC TC 80에서 담당하고 있는 주요 업무는 민간분야를 위한 시험 방법과 기술 표준의 지원뿐만 아니라 각국 정부의 장비 및 시스템에 대한 형식 승인에 사용할 수 있는 여러 장치들에 대한 인터페이스 등의 표준을 제공하고 있다.For reference, SAN (Ship Area Network) is a network that is standardized by IEC TC 80, an organization for international standardization of onboard communication, that is, a standardized interface connected to various devices installed on board. Refers to a network developed for promotion. For reference, IEC TC 80 has been organized and started working in the IEC since 1980, and its work is responsible for international standardization of radio and communication devices related to maritime navigation, as seen by Maritime Navigation and Radiocommunication Equipment and Systems. Twenty-one countries, including Korea, are participating countries, and thirteen countries participate as observers. The main task of the IEC TC 80 is to provide support for test methods and technical standards for the private sector, as well as national governments. It provides standards such as interfaces to various devices that can be used for type approval of equipment and systems.
구체적으로 SAN(Ship Area Network)은 엔진 등 선박내 각종 항해장치 상태를 통합관리할 수 있고, 또 육상의 해운사에서도 SAN을 통해 선박 상황을 실시간 모니터링 할 수 있고, 소프트웨어(SW) 업그레이드 등의 간단한 유지 보수도 가능한 네트워크를 말한다 즉, SAN(Ship Area Network)은 모든 선박 장치를 최적의 유무선 기술을 융합한 통합통신망으로 연결하고, 신개념 선박 부가 서비스가 가능하도록 지원하는 기반 인프라를 말한다.Specifically, the SAN (Ship Area Network) can manage and manage the status of various navigational devices in the vessel, such as engines, and can monitor real-time vessel status through the SAN from the onshore shipping company, and can easily maintain software (SW) upgrades. In other words, the SAN (Ship Area Network) refers to an infrastructure that connects all ship devices to an integrated communication network that combines optimal wired and wireless technologies, and supports new concept ship supplementary services.
상기 SAN과 연결되는 주요 구성들로는 AMS (Alarm Monitoring System: 선박경보장치), VDR(Voyage Data Recorder: 항해기록장치), BMS(Bridge Maneuvering System: 항해선교 원격조정 시스템)이 연결 구성된다.The main components connected to the SAN include an Alarm Monitoring System (AMS), a Voyage Data Recorder (VDR), and a Bridge Maneuvering System (BMS).
또한, 이러한 SAN(Ship Area Network) 기반하에서 AMS (Alarm Monitoring System: 선박경보장치), VDR(Voyage Data Recorder: 항해기록장치), BMS(Bridge Maneuvering System: 항해선교 원격조정 시스템)이 연결된 전체 시스템을 통칭하여 IBS(Intergrated Bridge system : 통합선교시스템)라고도 부르고, 이러한 IBS 시스템이 채택된 선박을 스마트 쉽이라고도 부른다. 여기에서 AMS(Alarm Monitoring System)는 구체적으로 선박의 엔진 카고 등의 상태를 감시하는 수백 ~ 수만개의 센서로 구성된 시스템이고, VDR(Voyage Data Recoder)은 선박에서 비행기의 블랙박스 역할을 하는 장치로서 캡슐과 보조전원장치 서버 등으로 구성된다 또한 BMS(Bridge Maneuvering System)는 엔진을 동작시키는 추진 시스템을 말한다.In addition, the entire system that is connected to the Alarm Monitoring System (AMS), Voyage Data Recorder (VDR), and Bridge Maneuvering System (BMS) is based on the Ship Area Network (SAN). Collectively, it is also called Intergrated Bridge System (IBS) and ships adopting this IBS System are also called Smart Ships. Here, AMS (Alarm Monitoring System) is a system consisting of hundreds to tens of thousands of sensors specifically monitoring the status of the ship's engine cargo, etc., VDR (Voyage Data Recorder) is a device that acts as a black box of the plane in the ship capsule The bridge maneuvering system (BMS) is a propulsion system for operating the engine.
또한, 본 발명에서 상기 네트워크 통신 단계(S500)는 연동 애플리케이션이 마련된 선박 내 관리자 단말장치로 관련 정보를 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the network communication step (S500) in the present invention may further include transmitting the relevant information to the in-vessel manager terminal device provided with the coordinated application.
또한, 본 발명에서 육상 관제국은 실시간 계측되는 정보, 산출된 GM값, 보정값, 운항 정보, 기상 정보 등을 수집하여 관제국 서버에서 빅데이터로 구축하며, 구축된 빅데이터에 근거하여 데이터 마이닝을 통해 해당 항해 경로에서 운항 결과 데이터로 제공하거나, 후속 선박에 제공하여 해당 항해 경로의 다양한 환경에서 안전항해 정보를 제공하고, 사고가 발생하는 경우 사고 원인을 정확하게 분석 파악할 수 있도록 이루어질 수 있다.In addition, in the present invention, the land control station collects real-time measured information, calculated GM values, correction values, flight information, weather information, and the like, builds big data in the control station server, and mines data based on the established big data. Through the navigation route through the flight data provided or provided to subsequent ships to provide safety navigation information in various environments of the navigation route, it can be made to accurately determine the cause of the accident if an accident occurs.
본 발명에서 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The present invention can be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which are also implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet). It also includes.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion and that the functional programs, code and Code segments can be easily inferred by programmers in the art to which this invention belongs.
다음으로, 본 발명에 따른 선박 항해 운영 시스템에 대하여 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 선박 항해 운영 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 선박 항해 운영 시스템을 구성하는 운항정보 수집수단의 구성을 블록화하여 나타내는 도면이다.Next, the ship navigation operation system according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 is a view schematically showing the configuration of the ship navigation operation system according to the present invention, Figure 4 is a diagram showing the configuration of the navigation information collecting means constituting the ship navigation operation system according to the present invention.
본 발명에 따른 선박 항해 운영 시스템은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 운항 중인 선박의 운항정보를 수집하고, 수집된 운항정보와 운항 중인 선박의 운항정보에 포함되어 있는 무게 중심(G) 간에 상관 관계를 산출하여 모니터링 인자를 도출하며, 도출된 모니터링 인자에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하도록 이루어지는 선박 안전운항 판단수단(100); 상기 선박 안전운항 판단수단(100)에서 수집되고 처리되는 데이터를 수집하는 원격지의 운영 서버(200); 및 상기 선박 안전운항 판단수단(100)과 원격지 운영 서버(300) 간을 통신시키는 네트워크 통신모듈(300)을 포함하며, 상기 선박 안전운항 판단수단(100)은, 선박 기본 제원, 항해 당일의 탑승인원 및 적재화물 등을 적용 산출하여 선박의 무게중심을 산출하는 무게중심 산출부(110)와, 선박의 요동을 비롯한 운항에 필요한 정보를 검출하는 운항정보 검출부(120)와, 상기 무게중심 산출부(110)에서 산출된 무게중심(G)과 메타센터(M) 간의 상관관계를 산출하여 GM을 산출하는 GM 산출부(130)와, 상기 GM 산출부(120)에서 산출된 결과값에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하는 선박 안전운항 판단부(140)와, 상기 선박 안전운항 판단부(140)의 판단에서 선박 요동의 보정이 필요한 것으로 판단하는 경우, 선박의 요동을 보정하는 요동 보정장치부(150)와, 상기 선박 안전운항 판단수단(100)에서 수집되고 처리되는 모든 데이터를 저장 구축하는 데이터베이스부(160)와, 상기 선박 안전운항 판단수단(100)에서 수집된 정보 및 판단 정보를 포함한 정보를 디스플레이하는 디스플레이부(170), 및 상기 선박 안전운항 판단수단(100)의 각 구성부 간을 유무선으로 연결하고, 상기 데이터베이스부(160)에 저장된 데이터를 실시간으로 원격지의 운영 서버(200)로 전송하는 통신부(180)를 포함한다.In the ship navigation operation system according to the present invention, as shown in Figures 3 and 4, collecting the navigation information of the vessel in operation, the center of gravity (G) contained in the collected operation information and the operation information of the vessel in operation A ship safety operation determining means (100) configured to derive a monitoring factor by calculating a correlation between the ships and determine whether the ship operates safely based on the derived monitoring factor; A
상기 무게중심 산출부(110)는 후술하겠지만 디스플레이부에 표시되는 입력 화면의 입력창에 탑승인원 및 적재화물을 입력하여 선박 제원과 함께 자동으로 산출되도록 프로그래밍되어 이루어질 수 있다.The center of gravity calculation unit 110 will be described later, but may be programmed to be automatically calculated with the ship specifications by inputting the occupants and loads in the input window of the input screen displayed on the display.
상기 운항정보 검출부(120)는 운항 중인 선박의 롤링(횡요) 운동 주기, 피칭 운동 주기 및 히빙 운동 주기를 포함하는 요동주기를 검출하도록 이루어진다. 여기에서, 상기 롤링(횡요) 운동 주기, 피칭 운동 주기 및 히빙 운동 주기를 포함하는 요동 주기는 예를 들면 클리노미터, 바람직하게는 디지털 클리노미터(digital clinometer)를 통해 얻을 수 있다.The navigation information detector 120 is configured to detect a rocking cycle including a rolling (cross yaw) exercise cycle, a pitching exercise cycle and a hebbing exercise cycle of the ship in operation. Here, the rocking cycle including the rolling (cross-yoke) cycle, the pitching cycle and the heaving cycle can be obtained, for example, through a clinometer, preferably a digital clinometer.
구체적으로, 상기 운항정보 검출부(120)는, 디지털 클리노미터, 속도계, 자이로(Gyro), GPS 수신기 및 이와 유사한 장치들 중에서 선택된 어느 하나 이상의 계측기로부터의 선박의 운동 즉, 선박의 전후 좌우 상하 움직임, 속도 및 가속도, 위치, 진행방향 등의 운항 정보를 얻을 수 있다.Specifically, the navigation information detection unit 120, the movement of the vessel from any one or more of the instrument selected from among the digital clinometer, speedometer, gyro (Gyro), GPS receiver and similar devices, that is, the front and rear, left and right, up and down movement, speed of the vessel And navigation information such as acceleration, position, and travel direction.
또한, 상기 안전운항 검출부(120)는 선박에 설치된 레이더형 파고계, 기상정보 수신기를 통해 인공위성으로부터 파고 정보를 제공받도록 이루어질 수 있으며, 이를 통해 실제 선박 주변의 파도 정보를 얻을 수 있게 된다.In addition, the safe flight detection unit 120 may be made to receive the wave information from the satellite through the radar-type crestometer, the weather information receiver installed on the ship, it is possible to obtain the wave information around the actual ship.
여기에서, 레이더형 파고계를 통해 수집한 운항 중인 선박 주변 지역의 파도 정보로부터 파도의 높이 정보를 계산하여 표출하는 장치로 보정되기 전 파도의 전반적인 높이 정보를 얻을 수 있으며, 기상정보 수신기를 통해서 선박의 레이더형 파고계가 측정 할 수 없는 먼 바다의 기상 예보 정보, 특히 파도 정보를 얻을 수 있다. 이와 같이 취득된 파도 정보는 아래 설명되는 안전운항 판단부(140)에서 운항 안전 기준과 비교하여 선박의 위험 여부를 판단할 수 있게 된다.Here, the overall height information of the waves can be obtained before the correction by the device that calculates and displays the wave height information from the wave information of the surrounding area of the vessel in operation collected by the radar type agometer, and through the weather information receiver You can get weather forecast information, especially wave information, from a distant ocean that cannot be measured by the radar-type crestometer. The wave information obtained as described above may determine whether the vessel is in danger by comparing with the safety criteria in the safe operation determination unit 140 described below.
또한, 상기 운항정보 검출부(120)는 상기한 데이터뿐만 아니라, 충돌회피, 침로변경, 속도변경, 작동조타 모드 및 이때의 시간, 침로, 속도, 엔진 RPM, Thruster, 프로펠러 피치, 타각, 선회율 등을 기록하고, ENC 상 혹은 저장되어 있는 해도로부터의 정보, 위치 정보 등을 네트워크 통신모듈(300)을 통해 원격지의 중앙 서버로 전송하게 된다.In addition, the flight information detection unit 120 not only avoids the above data, but also avoids collision, change course, speed change, steering mode and time, course, speed, engine RPM, Thruster, propeller pitch, rudder angle, turn rate, and the like. It records and transmits information, location information, etc. from ENC or stored charts to a central server at a remote location through the
상기 GM 산출부(130)는 아래의 식을 통해 GM을 산출하도록 이루어진다. 여기에서, T는 롤링 운동주기이고, B는 선박의 선폭이고, GM은 무게 중심(G)과 메타센터(M) 사이의 거리이다.The GM calculator 130 is configured to calculate GM through the following equation. Where T is the rolling motion period, B is the ship's line width, and GM is the distance between the center of gravity (G) and the metacenter (M).
계속해서, 상기 안전운항 판단부(140)는 데이터베이스부(170)에 마련된 무게 중심과 상기 도출된 GM 간의 관계에 근거하여 선박의 안전항해 여부를 판단 예측하도록 이루어질 수 있다.Subsequently, the safe navigation determination unit 140 may be configured to determine whether the ship is safe navigation based on the relationship between the center of gravity provided in the database unit 170 and the derived GM.
다시 말해서, 상기 안전운항 판단부(140)는 무게 중심(G)을 기준으로 하여 GM의 변화, 즉 메타센터(M)가 무게중심(G)과 동일 선상 또는 무게중심(G)보다 아래 쪽이나 위쪽에 있는지 판단하게 되고, 이러한 도출 값을 디스플레이부(160)에 디스플레이하며, 네트워크 통신 모듈를 통해 원격지의 운영 서버로 전송하도록 이루어질 수 있다.In other words, the safe operation determination unit 140 is based on the center of gravity (G) change of GM, that is, the meta-center (M) is in the same line as the center of gravity (G) or below or above the center of gravity (G) The derivation value may be displayed on the display unit 160 and transmitted to a remote operation server through a network communication module.
구체적으로, 상기 안전운항 판단부(140)는 산출된 GM의 변화에 따라, 즉 메타센터(M)가 무게 중심(G)보다 윗쪽에 위치하는지를 판단하고, 메타센터(M)가 무게 중심(G)보다 윗쪽에 있는 것으로 판단되는 경우, M과 G 및 롤링 운동 주기 간의 관계를 지속적으로 판단하며, 메타 센터(M)이 무게 중심(G)보다 아래쪽에 있거나 동일 선상에 있는 것으로 판단되는 경우, GM을 변화시키도록, 즉 무게중심(G)에 대한 메타센터(M)의 위치를 변경시키도록 GM 보정 과정을 거치면서 M과 G 및 롤링 운동 주기 간의 관계를 지속적으로 판단하도록 이루어질 수 있다.In detail, the safe driving determination unit 140 determines whether the meta center M is located above the center of gravity G according to the calculated GM, and the meta center M is the center of gravity G. If determined to be above), continue to judge the relationship between M and G and the rolling exercise cycle, and if the metacenter (M) is below or equal to the center of gravity (G), GM It can be made to continuously determine the relationship between the M and G and the rolling motion period while undergoing a GM correction process to change the, ie change the position of the metacenter (M) relative to the center of gravity (G).
상기 요동 보정장치부(150)는 상기 안정운항 판단부(140)에서 판단된 결과값에 대한 데이터베이스의 제어값에 근거하여 선박에 복수 구비된 평형수 탱크의 평형수가 이동되도록 하는 평형수 이동 보정장치, 선박에 복수 마련되어 소정 중량을 갖는 중량물이 상하, 전후, 좌우로 조합되게 이동되도록 구성되는 중량물 이동 보정장치, 선박에 셀 단위로 복수 마련된 에어셀에 공기의 주입과 셕션을 조합되게 실행되록 구성되는 에어제어 보정장치, 및 선박의 양 측면부와 선박 전후부에 복수 마련된 보정용 분사노즐을 통해 물을 조합되게 제트 분사시키도록 구성되는 제트분사 보정장치 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수도 있다. The fluctuation correction device unit 150 is a ballast water correction device for moving the ballast water of a plurality of ballast tanks provided on the vessel based on the control value of the database for the result value determined by the stable flight determination unit 140 , A weight movement correction device configured to move a plurality of weights having a predetermined weight in combination with the vessel up and down, front and rear, and to the left and right, and the air configured to perform a combination of air injection and cushion in a plurality of air cells provided on a ship-by-cell basis At least one of a control correction device and a jet injection correction device configured to jet-jet water in combination through a plurality of correction injection nozzles provided on both sides of the ship and front and rear of the ship.
이러한 요동 보정장치부(150)는 안전 운항을 위하여 안전운항 기준정보 데이터베이스부(데이터베이스부)에 미리 설정해 둔 값으로 보정하게 된다.The fluctuation correction device unit 150 is corrected to a value set in advance in the safe navigation reference information database unit (database unit) for safe operation.
예를 들어, 상기 요동 보정장치부(150)에 의해 GM 보정 과정에서 보정되는 GM은 산출된 현재 데이터와 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장된 기준데이터를 비교하여 GM이 기준데이터의 값으로 되도록 이루어질 수 있다. 이때, 보정의 정확도를 증대시키기 위하여 GM에 대한 현재 산출된 데이터뿐만 아니라, 이에 더하여 과거 이력 데이터도 함께 반영하여 기준데이터와 비교하도록 이루어질 수 있다.For example, the GM corrected in the GM correction process by the swing correction device 150 may be configured such that the GM becomes a reference data value by comparing the calculated current data with reference data stored in the safe operation reference information database. . In this case, in order to increase the accuracy of the correction, not only the currently calculated data for the GM, but also the past history data may be reflected and compared with the reference data.
또한, 상기 GM의 보정은 산출된 현재 데이터 및/또는 과거 이력 데이터에 기반하여 예측되는 미래 보정값으로 보정되도록 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 상기 GM의 보정은 산출된 현재 데이터 및/또는 과거 이력 데이터에 기반하여 이에 대응되는 기준데이터보다 소정 범위의 상위 값 또는 하위 값으로 보정되도록 할 수 있다.In addition, the GM correction may be made to be corrected with a future correction value predicted based on the calculated current data and / or past history data. In other words, the GM correction may be corrected to a higher value or lower value in a predetermined range than the reference data corresponding thereto based on the calculated current data and / or past history data.
이와 같은 GM을 보정함에 있어 산출된 GM 값에 대하여 미리 설정된 변화 정도에 따라 기준데이터로 보정되도록 할 것인지 또는 기준데이터보다 소정 범위의 상위 값 또는 하위 값으로 보정되도록 할 것인지 자동 판단하도록 이루어질 수 있다.In correcting such a GM, the calculated GM value may be automatically determined to be corrected to reference data according to a preset degree of change or to be corrected to a higher value or a lower value of a predetermined range than the reference data.
이때, GM 보정을 실행함에 있어, 해당 GM 값으로 변화시키기 이전에, GM 관계식을 통해 먼저 산출하여 산출된 결과값이 안전항해 기준에 만족하는지 여부를 판단한 후 실행되도록 함으로써 안전성을 보다 높일 수 있게 된다.At this time, in executing the GM correction, before changing to the corresponding GM value, it is possible to increase the safety by determining whether the calculated value calculated first through the GM relational expression satisfies the safety navigation criteria and then executing it. .
이와 같은 GM의 보정은, 무게중심(G)에 대한 GM의 변화 정보를 이용하여 현재 상황에 따른 적절한 보정뿐만 아니라, 짧은 미래의 선박 운동 정보 및 장시간의 미래의 선박 운동 정보를 예측할 수 있으며 이렇게 예측된 선박 운동 정보와 안전 운항 기준을 비교하여 예상되는 미래의 운동이 기준을 초과할 경우 위험하다고 판단할 수 있게 된다.Such GM calibration can predict the short future ship motion information and the long time future ship motion information as well as appropriate correction according to the current situation by using GM change information on the center of gravity (G). Comparing the ship's movement information with the safe operation criteria, it can be considered dangerous if the expected future movement exceeds the standard.
상기 디스플레이부(160)는 전자해도(ECIDS)의 디스플레이 장치 또는 전용 디스플레이 화면으로 구성될 수 있는 디스플레이 유닛으로 이루어질 수 있다.The display unit 160 may include a display unit that may be configured as a display device of an electronic chart (ECIDS) or a dedicated display screen.
예를 들면, 상기 디스플레이부(160)의 디스플레이 유닛의 화면에는 GM의 높이(GM과 무게중심 간의 관계), GM값, 보정값, 파고, 운동 주기, 파도의 방향, 선박의 속도와 진행 방향, 선박의 운동 응답의 크기, 운동 안전도 등의 정보가 표시되도록 이루어질 수 있다. 여기에서 디스플레이 유닛의 화면은 모드전환되거나 분할되어 한 화면에 멀티 디스플레이를 하고 UI Graphic으로 인지하기 쉽게 기능별로 표시하고 페이지를 넘겨 표시하고 편리성 증대를 위해 터치 판넬을 적용할 수 있다.For example, on the screen of the display unit of the display unit 160, the height of the GM (relationship between the GM and the center of gravity), the GM value, the correction value, the wave height, the movement period, the direction of the wave, the speed and travel direction of the ship, Information such as the magnitude of the exercise response of the ship, the exercise safety degree may be displayed. Here, the screen of the display unit can be switched mode or divided to display a multi-display on one screen, and display it by function, page through pages, and apply a touch panel for convenience.
본 발명의 선박 안전운항 운영 시스템은 선박의 종류, 탑승인원, 화물적재량을 변수로 적용하고 GM를 산정하는 방식을 다르게 적용할 수 있으며, UI를 제작하여 변수로 입력하여 선박을 몇 단계의 안정도로 그래픽(예시 그림)으로 표시하고 안정도 단계를 선박 관리자 및 원격지의 운영 서버로 주기적으로 통보하도록 이루어질 수 있다.The ship safety operation system of the present invention can be applied to the type of ship, the number of passengers, the cargo load as a variable and to apply the method of calculating GM differently, by making a UI by inputting a variable to the stability of several steps It may be presented graphically (as pictured) and periodically informed of the stability level to the ship manager and remote operating servers.
다음으로, 상기 선박 운항정보 수집수단과 원격지 운영 서버 간의 통신은 통상의 무선 전파를 이용한 송수신기 또는 인공위성을 통해 인터넷과 연결된 선박용 통합 게이트웨이(ISIG, Intra-Ship Integrated Gateway)로 구성할 수 있다. 여기에서, ISIG(Intra-Ship Integrated Gateway)는 선내의 주요장비가 SAN 기반하의 네트워크를 통해 연결되고 선내에서 원격 유지보수 서버 역할을 수행하며 원격지와의 네크워크 연결되어 정보를 송수신하는 장치를 말한다.Next, the communication between the ship navigation information collecting means and the remote operation server may be configured as an ISIG (Intra-Ship Integrated Gateway) connected to the Internet through a transceiver or a satellite using a normal radio wave. Here, the ISIG (Intra-Ship Integrated Gateway) refers to a device that is connected to the main equipment of the ship via a SAN-based network, serves as a remote maintenance server on the ship, and is connected to a network with a remote site to transmit and receive information.
또한. 상기 원격지 운영 서버를 갖는 육상 관제국에는 운영 서버의 정보를 표시하는 디스플레이 장치 및 전송 자료를 저장하는 데이터베이스(DB) 서버를 포함하여 구성된다. 여기에서, 상기 육상 관제국은 통합 관제 센터뿐만 아니라 선주의 관리센터를 포함할 수 있다.Also. The land control station having the remote operation server is configured to include a display device for displaying information of the operation server and a database (DB) server storing transmission data. Here, the land control station may include an owner control center as well as an integrated control center.
본 발명에서 상기한 각 계측기 및 안전운항에 대한 정보를 제공하도록 구성되는 장치, 및 네트워크 통신 유닛 간의 연결은 일반적인 유선 회로로 연결 구성할 수도 있고, SAN(Ship Area Network)을 통해 유무선 네트워크로 연결 구성할 수도 있다. 이때 네트워크 방식은 지그비(Zigbee) 방식일 수 있다.In the present invention, the device configured to provide the information on the respective instruments and the safe operation, and the connection between the network communication unit may be connected by a general wired circuit, or connected to a wired or wireless network through a SAN (Ship Area Network) You may. In this case, the network method may be a Zigbee method.
본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법 및 안전항해 운영 시스템에 대하여 간략히 정리하자면, 컴퓨터와 디스플레이, 메모리, 센서 및 I/O 블럭을 가지고 선박에 있는 센서 신호와 연계하고 자체로 가지고 있는 GPS 및 센서 그리고 소프트웨어를 통해 안전운항에 관련된 데이터를 분석하고 반영하며, 분석한 데이터의 결과를 UI를 통해서 디스플레이하고, 이를 저장하고 통신망을 통해서 외부 또는 원격지로 전송하고 필요하면 프린터로 프린트하여 하드카피로 확인할 수 있게 된다. 그리고 외부 또는 원격지에서는 해당 선박으로부터의 데이터를 전송받고, 항해 과정에서의 기상 및 환경 데이터를 실시간 제공받아 항해 데이터와 연계하여 빅데이터로 저장하고, 분석하여 후행 운항에 활용되도록 할 수 있다.In brief, the ship navigation operation method and the safety navigation operation system according to the present invention have a computer, a display, a memory, a sensor, and an I / O block, which are connected to the sensor signals on the ship and have their own GPS, sensors, and software. By analyzing and reflecting data related to safe operation, displaying the result of the analyzed data through the UI, saving it, transmitting it to an external or remote place through a communication network, and printing it to a printer if necessary and confirming it as a hard copy. . In addition, external or remote sites can receive data from the vessel, receive real-time weather and environmental data during the voyage, save it as big data in connection with the navigation data, and analyze it to be used for subsequent operations.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 선박 항해 운영 방법 및 선박 항해 운영 시스템에 의하면, 선박이 좌우로 흔들리는 롤링, 선박이 앞뒤로 흔들리는 피칭 및 상하로 흔들리는 히빙 등을 포함하는 다양한 안전항해 영향인자(특히, 선박 안전에 가장 민감한 횡요)와 무게중심 간의 변화를, 정확하고 신뢰성 있게 실시간 분석하고, 예측 판단하여 침몰과 같은 선박 사고를 미연에 방지할 수 있고, 선박의 요동에 따른 결과에 근거하여 실시간으로 하나 이상의 방식을 통해 바로 보정할 수 있도록 하여 선박 항행의 안전성을 더욱 확보할 수 있으며, 항해 해역의 현재 및 이전의 기상 데이터 등 선박의 항해에 영향을 줄 수 있는 환경 인자과 연계하여 해당 해역을 통과하기 전에 미리 GM을 조정함으로써 운항성과 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the ship navigation operation method and the ship navigation operation system according to the present invention as described above, a variety of safety navigation influence factors including, in particular, rolling the ship shakes left and right, pitching the ship shakes back and forth and hebbing swinging up and down (especially, Analyze changes between the center of gravity and the center of gravity most sensitive to ship safety and accurately and reliably in real time, and predict and judge to prevent ship accidents such as sinking, based on the results of ship fluctuations in real time. In this way, it is possible to make corrections immediately so that the safety of ship navigation can be further secured, and before passing through the sea area in connection with environmental factors that may affect the ship's navigation such as current and previous weather data of the sea area. By adjusting the GM in advance, there is an advantage to improve the operability and stability.
또한, 본 발명에 의하면, GM의 보정을 실시간 바로 실행할 수 있어 보다 정밀한 자동 항해를 가능하게 하고, 모니터링 정보를 원격지에서 빅데이터로 구축하며, 구축된 빅데이터에 근거하여 데이터 마이닝을 통해 해당 항해 경로에서의 안전항해 정보를 제공할뿐만 아니라, 안전항해 계획을 수립하여 후속 항해에서 더욱 안전한 항해를 도모할 수 있으며, 사고가 발생하는 경우 사고 원인을 정확하게 분석 파악하여 규명할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, the correction of GM can be performed immediately in real time to enable more precise automatic navigation, the monitoring information is constructed in big data at a remote location, and the corresponding navigation route through data mining based on the established big data. In addition to providing information on safety navigation in Esau, it is possible to plan safe navigation on subsequent navigation by establishing a safety navigation plan, and when an accident occurs, it is possible to accurately analyze and identify the cause of the accident.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments and the accompanying drawings described herein are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, since the embodiments disclosed herein are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 선박 운항정보 수집수단
110: 무게중심 산출부
120: 운항정보 검출부
130: GM 산출부
140: 안전운항 판단부
150: 요동 보정장치부
160: 디스플레이부
170: 데이터베이스부
200: 원격지 운영 서버
300: 통신 모듈
S100: 선박 운항정보 수집 단계
S200: 모니터링인자 도출 단계
S300: 선박 안전운항 판단 단계
S400: 선박 내 디스플레이 단계
S500: 네트워크 통신 단계100: ship operation information collection means
110: center of gravity calculation unit
120: flight information detector
130: GM output unit
140: safety operation judgment unit
150: swing compensation device
160: display unit
170: database unit
200: remote operating server
300: communication module
S100: vessel navigation information collection step
S200: Derivation of monitoring factors
S300: ship safety operation judgment step
S400: In-ship display stage
S500: network communication stage
Claims (11)
상기 선박 안전운항 판단수단에서 수집되고 처리되는 데이터를 수집하는 원격지의 운영 서버; 및
상기 선박 안전운항 판단수단과 원격지 운영 서버 간을 통신시키는 네트워크 통신모듈;을 포함하며,
상기 선박 안전운항 판단수단은, 선박 기본 제원, 항해 당일의 탑승인원 및 적재화물을 적용하여 선박의 무게중심을 산출하는 무게중심 산출부와, 선박의 요동을 포함한 운항 필요 정보를 검출하는 운항정보 검출부와, 상기 무게중심 산출부에서 산출된 무게중심과 메타센터 간의 상관관계를 산출하여 GM을 구하는 GM 산출부와, 상기 GM 산출부에서 산출된 결과값에 근거하여 선박의 안전 운항 여부를 판단하는 선박 안전운항 판단부와, 상기 선박 안전운항 판단부에서 선박 요동의 보정이 필요한 것으로 판단하는 경우, 선박의 요동을 보정하는 요동 보정장치부와, 상기 선박 안전운항 판단수단에서 수집되고 처리되는 모든 데이터를 저장 구축하는 데이터베이스부와, 상기 선박 안전운항 판단수단에서 수집된 정보 및 판단 정보를 포함한 정보를 디스플레이하는 디스플레이부, 및 상기 선박 안전운항 판단수단의 각 구성부 간을 유무선으로 연결하고, 상기 데이터베이스부에 저장된 데이터를 실시간으로 원격지의 운영 서버의 통신부와 통신하는 통신부를 포함하고,
상기 무게중심 산출부는 상기 디스플레이부에 표시되는 입력창에 탑승인원 및 적재화물을 입력하여 선박 제원과 함께 자동으로 산출되도록 프로그래밍되어 이루어지고,
상기 운항정보 검출부는 롤링 운동 주기를 검출하도록 이루어지고,
상기 GM 산출부는 아래의 관계식을 통해 GM을 산출하고,
(여기에서, T는 롤링 운동주기, B는 선박의 선폭, GM은 무게 중심(G)과 메타센터(M) 사이의 거리)
상기 안전운항 판단부는, 상기 관계식을 통해 무게중심과 메타센터 사이의 거리 변화인 GM 변화를 산출하고, 상기 GM 변화의 산출 결과에 근거하여 GM을 보정하도록 이루어지고,
상기 GM의 보정은 산출된 GM이 안전운항 기준정보 데이터베이스에 저장된 기준데이터의 값으로 되도록 이루어지고,
상기 GM의 보정은 보정될 GM으로 보정하기 이전에, 상기 관계식을 통해 먼저 산출하여 산출된 결과값이 안전항해 기준에 만족하는지 여부를 판단한 후 보정하도록 이루어지며,
상기 요동 보정장치부는 선박에 복수 구비된 평형수 탱크의 평형수가 이동되도록 하는 평형수 이동 보정장치와, 선박에 복수 마련되어 소정 중량을 갖는 중량물이 상하, 전후, 좌우로 조합되게 이동되도록 구성되는 중량물 이동 보정장치와, 선박에 셀 단위로 복수 마련된 에어셀에 공기의 주입과 셕션을 조합되게 실행되록 구성되는 에어제어 보정장치, 및 선박의 양 측면부와 선박 전후부에 복수 마련된 보정용 분사노즐의 제어를 통하여 물을 제트 분사시키도록 구성되는 제트분사 보정장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
선박 항해 운영 시스템.Collects the flight information of the ship in operation, derives the monitoring factor by calculating the correlation between the collected flight information and the center of gravity included in the flight information of the ship in operation, and safe operation of the ship based on the derived monitoring factor. Ship safety operation determination means for determining whether or not;
A remote operation server for collecting data collected and processed by the ship's safe operation determining means; And
And a network communication module configured to communicate between the ship safety operation determining means and a remote operation server.
The ship safety operation determination means, the center of gravity calculation unit for calculating the center of gravity of the ship by applying the basic specifications of the ship, the number of passengers and the load on the day of sailing, and the operation information detection unit for detecting the flight necessary information including the fluctuation of the vessel And a GM calculation unit for calculating GM by calculating a correlation between the center of gravity calculated by the center of gravity calculation unit and the metacenter, and a ship for determining whether the ship is safely operated based on the result value calculated by the GM calculation unit. When the safety operation determination unit, the ship safety operation determination unit determines that the correction of the vessel shaking is necessary, the oscillation correction device unit for correcting the shaking of the vessel, and all the data collected and processed by the vessel safety operation determination means And a database unit for storing and constructing information, including information collected from the ship safety operation determination means and information including determination information. The following is a display unit, and a communication unit configured to connect each part of the vessel between the safety operation is determined by wired or wireless means, and communication of the remote operation server communication unit and the data stored in the database unit in real time,
The center of gravity calculation unit is programmed to be calculated automatically with the vessel specifications by inputting the occupants and loads in the input window displayed on the display unit,
The navigation information detection unit is made to detect a rolling motion period,
The GM calculation unit calculates a GM through the following relationship,
(Where T is the rolling motion cycle, B is the ship's line width, and GM is the distance between the center of gravity (G) and the metacenter (M))
The safe operation determination unit is configured to calculate a GM change, which is a change in distance between the center of gravity and the meta center through the relational expression, and correct the GM based on the calculation result of the GM change.
The correction of the GM is made so that the calculated GM is the value of the reference data stored in the safe operation reference information database,
The correction of the GM is performed to determine whether or not the result value calculated by calculating the first value through the relationship formula satisfies the safety navigation criteria before correcting the correction to the GM to be corrected,
The fluctuation correcting unit includes a ballast water correction device for moving the ballast water of a ballast tank provided in a plurality of vessels, and a weight object provided in a plurality of vessels and having a predetermined weight to be combined to move up and down, front and rear, left and right. Water control through the control of the correction device, the air control correction device is configured to perform a combination of the injection and suction of air to the air cells provided in a plurality of cells on the vessel, and a plurality of correction injection nozzles provided on both sides of the vessel and the front and rear of the vessel It characterized in that it comprises a jet injection correction device configured to jet-jet
Ship navigation operating system.
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