KR102110939B1 - 가상 선박 교통 재현 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

가상 선박 교통 재현 장치 및 방법이 개시된다. 선박 교통 재현 방법은, 선박운항 시뮬레이터로부터 재현조건 정보를 포함하는 재현정보 요청을 수신하는 단계, 해상교통 데이터를 수집하고, 수집된 해상교통 데이터를 분석하여 해상교통 모델을 생성하는 단계, 생성된 해상교통 모델 중 상기 재현조건 정보에 부합하는 해상교통 모델을 추출하고, 추출된 해상교통 모델의 선박 제원 및 운항경로를 포함하는 가상선박 객체 정보를 생성하는 단계, 생성된 가상선박 객체 정보를 선박운항 시뮬레이터로 전송하는 단계 및 가상선박 객체 정보에 따라 운항 시뮬레이션 중인 가상선박의 운항을 제어하기 위하여, 선박운항 시뮬레이터로 운항 제어정보를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

가상 선박 교통 재현 장치 및 방법{Apparatus and method for virtual ship traffic reproduction}
본 발명은 가상 선박 교통 재현 장치 및 방법에 관한 것이다.
항해 훈련, 해상 교통 분석 등을 위한 해양분야 시뮬레이션 시스템에서, 선박 교통의 재현은 시뮬레이션의 사실성을 높여 주는데 매우 중요한 역할을 한다. 특히, 선박 교통의 재현은 시뮬레이션 시스템 본연의 활용 목적인 항해 훈련의 효과와 해상 교통 분석 결과의 정확도에 큰 영향을 준다.
하지만, 선박운항 시뮬레이터 등 기존의 시뮬레이션 시스템은 사전에 설정된 경로를 따라 선박들을 기계적으로 움직이도록 시뮬레이션하므로, 사실성이 떨어진다. 즉, 미리 설정된 선박에 대해서만 운항이 시뮬레이션될 수 있으며, 운항하는 선박이 주변 수심 및 접근하는 선박 등을 고려하지 않고 미리 정의된 경로만을 추종하도록 시뮬레이션되기 때문에, 좌초나 충돌 상황을 인지하고 회피 동작을 수행하는 시뮬레이션이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
그리고, 최근 자율운항 선박 기술에 대한 관심이 높아지면서, 선박의 경로 계획 및 충돌 회피 기술 등이 개발되고 있으나, 실제 환경과 유사한 해상 교통 흐름에서 검증이 수행되지 못하고 있고, 관제사에 대한 고려나 비정상적 선박 운항을 야기하는 항해사에 대한 고려가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1683458호(2016.12.01)
본 발명은 시뮬레이터가 선박운항 시뮬레이션 수행 시, 가상 선박의 교통을 사실적으로 재현하도록 시뮬레이터로 가상 선박의 교통에 대한 재현정보를 제공하고, 시뮬레이션 중인 가상 선박의 운항을 제어하는 가상 선박 교통 재현 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박운항 시뮬레이터로 선박운항 재현정보를 제공하는 가상 선박 교통 재현 장치가 수행하는 가상 선박 교통 재현 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 방법은, 상기 선박운항 시뮬레이터로부터 재현조건 정보를 포함하는 재현정보 요청을 수신하는 단계, 해상교통 데이터를 수집하고, 상기 수집된 해상교통 데이터를 분석하여 해상교통 모델을 생성하는 단계, 상기 생성된 해상교통 모델 중 상기 재현조건 정보에 부합하는 해상교통 모델을 추출하고, 상기 추출된 해상교통 모델의 선박 제원 및 운항경로를 포함하는 가상선박 객체 정보를 생성하는 단계, 상기 생성된 가상선박 객체 정보를 상기 선박운항 시뮬레이터로 전송하는 단계 및 상기 가상선박 객체 정보에 따라 운항 시뮬레이션 중인 가상선박의 운항을 제어하기 위하여, 상기 선박운항 시뮬레이터로 운항 제어정보를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 재현조건 정보는 상기 가상선박의 운항시간 정보와 해상위치 정보, 해상교통 환경정보, 해상교통생성 옵션정보 및 항해사 상태정보를 포함한다.
상기 해상교통 데이터는 해상교통관제시스템(VTS: Vessel Traffic Service System)이 담당하는 관제 구역 내를 운항하는 각 선박에 설치된 선박자동식별장치(AIS: Automatic Identification System)로부터 수신하는 항적 데이터 또는 레이더를 통해 획득하는 항적 데이터를 포함한다.
상기 해상교통 모델을 생성하는 단계는, 상기 항적 데이터를 선박 제원별로 분류하는 단계, 상기 분류된 항적 데이터를 이용하여 선박 제원별로 높은 빈도수 또는 장거리를 가지는 상위로부터 미리 설정된 개수의 운항경로를 추출하는 단계 및 상기 추출된 선박 제원별 운항경로를 상기 해상교통 모델로 생성하는 단계를 포함한다.
상기 선박운항 시뮬레이터로 운항 제어정보를 전송하는 단계는, 상기 가상선박 객체 정보 및 장애물 정보를 이용하여 상기 가상선박의 글로벌 계획경로를 생성하는 단계, 상기 생성된 글로벌 계획경로와 다른 선박의 항적 데이터를 비교하여 국제해상충돌예방규칙(COLREGs: International Regulations for Preventing Collisions at Sea)에 따라 상기 가상선박이 다른 선박과의 충돌을 회피하도록, 상기 생성된 글로벌 계획경로를 기반으로 로컬 계획경로를 생성하는 단계 및 상기 가상선박이 상기 생성된 로컬 계획경로를 추종하도록 제어하기 위하여, 상기 생성된 로컬 계획경로를 포함하는 상기 운항 제어정보를 상기 선박운항 시뮬레이터로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 장애물 정보는 전자 해도 데이터로부터 획득되는 해저 지형, 수심, 암초 및 해양 구조물을 포함하되, 상기 글로벌 계획경로를 생성하는 단계는, 상기 가상선박 객체 정보 및 상기 장애물 정보에 기반하여 장애물을 회피하면서 통항 경로대가 최대한 반영된 상기 글로벌 계획경로를 생성한다.
상기 글로벌 계획경로를 생성하는 단계 이후 및 상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계 이전에, 상기 재현조건 정보에 포함된 항해사 상태정보를 확인하여 항해사의 상태변화를 확인하는 단계를 더 포함하되, 상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계는, 상기 항해사 상태정보에 따라 상기 로컬 계획경로를 상기 충돌을 회피하는 안전항로 또는 충돌항로로 구성한다.
상기 항해사 상태정보가 항해사 부주의로 설정되는 경우, 상기 항해사는 졸음 상태가 되고, 상기 항해사 상태정보가 관제사 개입으로 설정되는 경우, 상기 항해사는 깨어남 상태가 되되, 상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계는, 상기 항해사가 상기 졸음 상태가 되는 경우, 상기 글로벌 계획경로를 유지하여 상기 충돌에 이르는 로컬 계획경로를 생성한다.
상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계는, 상기 글로벌 계획경로에 따라 운항하는 상기 가상선박이 다른 선박과 충돌 위험이 없을 경우, 상기 로컬 계획경로를 상기 글로벌 계획경로와 동일하게 생성한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박운항 시뮬레이터로 선박운항 재현정보를 제공하는 가상 선박 교통 재현 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치는, 명령어를 저장하는 메모리 및 상기 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하되, 상기 명령어는, 상기 선박운항 시뮬레이터로부터 재현조건 정보를 포함하는 재현정보 요청을 수신하는 단계, 해상교통 데이터를 수집하고, 상기 수집된 해상교통 데이터를 분석하여 해상교통 모델을 생성하는 단계, 상기 생성된 해상교통 모델 중 상기 재현조건 정보에 부합하는 해상교통 모델을 추출하고, 상기 추출된 해상교통 모델의 선박 제원 및 운항경로를 포함하는 가상선박 객체 정보를 생성하는 단계, 상기 생성된 가상선박 객체 정보를 상기 선박운항 시뮬레이터로 전송하는 단계 및 상기 가상선박 객체 정보에 따라 운항 시뮬레이션 중인 가상선박의 운항을 제어하기 위하여, 상기 선박운항 시뮬레이터로 운항 제어정보를 전송하는 단계를 포함하는 가상 선박 교통 재현 방법을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치 및 방법은, 시뮬레이터가 선박운항 시뮬레이션 수행 시, 가상 선박의 교통을 사실적으로 재현하도록 시뮬레이터로 가상 선박의 교통에 대한 재현정보를 제공하고, 시뮬레이션 중인 가상 선박의 운항을 제어함으로써, 시뮬레이션의 사실성을 현저히 향상시켜 항해 훈련, 행상 교통 분석 등의 시뮬레이션 수행목적을 달성하는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치가 적용된 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치가 수행하는 가상 선박 교통 재현 방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 도 2의 S250 단계의 세부단계를 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치의 구성을 개략적으로 예시한 도면.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치가 적용된 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 선박운항 시뮬레이터(200)로부터 시뮬레이션을 위한 가상 선박 교통에 대한 재현정보 요청 수신에 따라 재현정보를 생성하여 선박운항 시뮬레이터(200)로 전송한다. 그리고, 선박운항 시뮬레이터(200)는 수신한 재현정보에 따라 선박운항 시뮬레이션을 수행한다.
즉, 선박운항 시뮬레이터(200)는 사용자로부터 재현조건 정보를 포함하는 가상선박 시뮬레이션 명령을 입력받음에 따라 재현조건 정보를 가상 선박 교통 재현 장치(100)로 전송하여 재현정보를 요청할 수 있다.
예를 들어, 재현조건 정보는 시뮬레이션 대상 가상선박의 운항시간 정보와 해상위치 정보, 해상교통 환경정보, 해상교통생성 옵션정보 및 항해사 상태정보를 포함할 수 있다. 운항시간 정보는 대상 가상선박이 운항하는 년월일시를 포함할 수 있고, 해상위치 정보는 대상 가상선박이 운항하는 대상 해역의 경위도 좌표를 포함할 수 있고, 해상교통 환경정보는 대상 해역의 조류, 파고, 기상 정보 등을 포함할 수 있고, 해상교통생성 옵션정보는 대상 가상선박의 선종, 선속, 운항 발생주기 등을 포함할 수 있고, 항해사 상태정보는 대상 가상선박의 항해사의 나이, 경력, 음주 여부, 피로도, 관제사 개입 등에 따라 변화하는 상태를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 실제 해상교통 데이터의 통계적 분석을 통해 산출한 분석결과를 이용하여, 선박운항 시뮬레이터(200)로부터 수신한 재현조건 정보에 따라 재현정보를 생성하여 선박운항 시뮬레이터(200)로 제공할 수 있다.
예를 들어, 해상교통 데이터는 해상교통관제시스템(VTS: Vessel Traffic Service System)이 담당하는 관제 구역 내를 운항하는 각 선박에 설치된 선박자동식별장치(AIS: Automatic Identification System)로부터 수신하는 항적 데이터 또는 레이더를 통해 획득하는 항적 데이터를 포함할 수 있다. 여기서, 선박자동식별장치의 항적 데이터는 선박명, 선박 종류, 선박 제원(선박 길이 및 폭), 시간에 따른 선박의 위치 정보, 시간에 따른 선박의 속도 정보(SOG: Speed over Ground), 시간에 따른 선박의 침로 정보(COG: Course over Ground) 및 선적 화물 정보를 포함할 수 있고, 레이더의 항적 데이터는 시간에 따른 물표의 위치 정보, 시간에 따른 물표의 속도 정보 및 시간에 따른 물표의 침로 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 항적 데이터를 선박 제원별로 분류하고, 분류된 항적 데이터를 이용하여 선박 제원별로 높은 빈도수 및/또는 장거리를 가지는 상위로부터 미리 설정된 개수의 운항경로를 추출하고, 추출된 선박 제원별 운항경로를 해상교통 모델로 생성할 수 있다. 여기서, 운항경로는 선박의 위치, 속도 및 침로를 포함할 수 있다. 그리고, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 생성된 해상교통 모델 중 재현조건 정보에 부합하는 해상교통 모델을 추출하고, 추출된 해상교통 모델의 선박 제원 및 운항경로를 포함하는 가상선박 객체 정보를 생성하고, 가상선박의 재현정보로서, 생성된 가상선박 객체 정보를 선박운항 시뮬레이터(200)로 전송할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치(100)의 동작에 대하여 이후 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치가 수행하는 가상 선박 교통 재현 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 도 2의 S250 단계의 세부단계를 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 2를 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 방법을 설명하되, 도 3 및 도 4를 참조하기로 한다.
S210 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 선박운항 시뮬레이터(200)로부터 재현조건 정보를 포함하는 재현정보 요청을 수신한다. 여기서, 재현조건 정보는 시뮬레이션 대상 가상선박의 운항시간 정보와 해상위치 정보, 해상교통 환경정보, 해상교통생성 옵션정보 및 항해사 상태정보를 포함한다.
예를 들어, 선박운항 시뮬레이터(200)는 사용자로부터 재현조건 정보를 포함하는 가상선박 시뮬레이션 명령을 입력받음에 따라 재현조건 정보를 가상 선박 교통 재현 장치(100)로 전송하여 재현정보를 요청할 수 있다.
S220 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 재현정보 요청의 수신에 따라 해상교통 데이터를 수집하고, 수집된 해상교통 데이터를 분석하여 해상교통 모델을 생성한다.
예를 들어, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 해상교통 데이터로서, 해상교통관제시스템이 선박자동식별장치로부터 수신하는 항적 데이터 또는 레이더를 통해 획득되는 항적 데이터를 수집할 수 있다. 그리고, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 수집된 항적 데이터를 선박 제원별로 분류하고, 분류된 항적 데이터를 이용하여 선박 제원별로 높은 빈도수 및/또는 장거리를 가지는 상위로부터 미리 설정된 개수의 운항경로를 추출하고, 추출된 선박 제원별 운항경로를 해상교통 모델로 생성할 수 있다. 이때, 생성되는 해상교통 모델은 해당 해상위치 및 해당 운항시간에 대응하는 환경정보가 매핑(mapping)될 수 있다. 여기서, 환경정보는 조류, 파고, 기상 정보 등을 포함할 수 있다.
S230 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 생성된 해상교통 모델 중 수신된 재현조건 정보에 부합하는 해상교통 모델을 추출하고, 추출된 해상교통 모델의 선박 제원 및 운항경로를 포함하는 가상선박 객체 정보를 생성한다.
예를 들어, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 생성된 해상교통 모델 중에서, 수신된 재현조건 정보에 따른 시뮬레이션 대상 가상선박의 운항 년월일시, 운항 대상 해역의 경위도 좌표, 운항 대상 해역의 조류, 파고 및 기상, 시뮬레이션 대상 가상선박의 선종, 선속 및 운항 발생주기 등에 부합하는 해상교통 모델을 찾아 추출할 수 있다.
S240 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 생성된 가상선박 객체 정보를 선박운항 시뮬레이터(200)로 전송한다. 이에 따라, 선박운항 시뮬레이터(200)는 수신한 가상선박 객체 정보를 이용하여 가상선박에 대한 운항 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
S250 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는, 가상선박 객체 정보에 따라 가상선박에 대한 운항 시뮬레이션을 수행하는 선박운항 시뮬레이터(200)로 운항 제어정보를 전송하여, 선박운항 시뮬레이터(200)가 운항 시뮬레이션 중인 가상선박의 운항을 제어한다.
이하, 도 3을 참조하여, 가상 선박 교통 재현 장치(100)가 선박운항 시뮬레이터(200)에 의하여 운항 시뮬레이션 중인 가상선박의 운항을 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
S251 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 가상선박 객체 정보 및 장애물 정보를 이용하여 가상선박의 글로벌 계획경로를 생성한다.
예를 들어, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 전자 해도 데이터로부터 해저 지형, 수심, 암초, 해양 구조물 등을 포함하는 장애물 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 가상선박 객체 정보 및 장애물 정보에 기반하여 장애물을 회피하면서 통항 경로대가 최대한 반영된 가상선박의 글로벌 계획경로를 생성할 수 있다.
S252 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 재현조건 정보에 포함된 항해사 상태정보를 확인하여 항해사의 상태변화를 확인한다.
여기서, 항해사 상태정보는 피로 누적, 음주 등과 같은 항해사의 부주의 또는 관제사 개입으로 설정될 수 있다. 그리고, 항해사 상태정보가 항해사의 부주의로 설정되는 경우, 항해사가 졸음 상태로 변화하고, 항해사 상태정보가 관제사 개입으로 설정되는 경우, 항해사가 깨어남 상태로 변화할 수 있다. 즉, 항해사의 상태는 유한 상태 기계(FSM: finite state machine)가 적용되어 시간의 흐름이나 관제사와의 상호작용을 통해 변화될 수 있다.
예를 들어, 선박들의 위치, 속도 및 침로를 포함하는 운항경로를 이용하여 선박들간의 충돌위험도가 산출되고, 충돌위험도가 높은 선박으로 관제 개입 메시지가 전송될 수 있으며, 관제 개입 메시지를 수신한 선박은 충돌위험이 감소하는 방향으로 운항경로를 수정할 수 있다. 이와 같은 관제사 모델을 통해 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 항해사 상태정보를 관제사 개입으로 설정할 수 있다.
예를 들어, 도 4는 항해사의 상태변화를 유한 상태 기계로 표현한 예이다. 도 4를 참조하면, 항해사가 일정시간마다 깨는 깨어남 상태(S2)에서 재현조건 정보의 항해사 상태정보가 피로 누적으로 설정되는 경우, 항해사가 졸음 상태(S1)로 변화하고, 항해사가 졸음 상태(S1)에서 재현조건 정보의 항해사 상태정보가 운항경로의 이상이나 충돌위험을 인지한 관제사의 개입으로 설정되는 경우, 항해사가 깨어남 상태(S2)로 변화할 수 있다.
S253 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 생성된 가상선박의 글로벌 계획경로와 다른 선박의 항적 데이터를 비교하여 국제해상충돌예방규칙(COLREGs: International Regulations for Preventing Collisions at Sea)에 따라 가상선박이 다른 선박과의 충돌을 회피하도록, 생성된 글로벌 계획경로를 기반으로 로컬 계획경로를 생성한다.
이때, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 선박운항 시뮬레이터(200)에 의하여 재현조건 정보에 포함된 항해사 상태정보에 따라 로컬 계획경로를 안전항로 또는 충돌항로로 구성하여 생성할 수 있다.
예를 들어, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 항해사 상태정보가 관제사 개입에서 피로 누적으로 변경설정되어 항해사가 깨어남 상태(S2)에서 졸음 상태(S1)로 변화하거나 항해사 상태정보가 피로 누적 설정을 유지하여 항해사가 졸음 상태(S1)를 유지하는 경우, 가상선박이 다른 선박과의 충돌을 회피하는 로컬 계획경로 대신에, 가상선박과 다른 선박의 충돌 위험을 감지하지 못하여 앞서 생성한 글로벌 계획경로를 유지하여 충돌에 이르는 로컬 계획경로를 생성할 수 있다. 반대로, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 항해사 상태정보가 피로 누적에서 관제사 개입으로 변경설정되어 항해사가 졸음 상태(S1)에서 깨어남 상태(S2)로 변화하거나 항해사 상태정보가 관제사 개입 설정을 유지하여 항해사가 깨어남 상태(S2)를 유지하는 경우, 가상선박이 다른 선박과의 충돌을 회피하도록 글로벌 계획경로를 기반으로 로컬 계획경로를 생성할 수 있다.
만약, 글로벌 계획경로에 따라 운항하는 가상선박이 다른 선박과 충돌 위험이 없을 경우, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 로컬 계획경로를 글로벌 계획경로와 동일하게 생성할 수 있다.
S254 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 선박운항 시뮬레이터(200)가 운항 시뮬레이션 중인 가상선박이 생성된 로컬 계획경로를 추종하도록 제어하기 위하여, 생성된 로컬 계획경로를 포함하는 운항 제어정보를 선박운항 시뮬레이터(200)로 전송한다.
S255 단계에서, 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 가상선박의 목적지 도착 여부를 판단한다. 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 가상선박이 목적지에 도착한 경우, 동작을 종료하며, 목적지에 도착하지 않은 경우, S252 단계로 진입한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치의 구성을 개략적으로 예시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120), 통신부(130) 및 인터페이스부(140)를 포함한다.
프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다.
메모리(120)는 다양한 유형의 휘발성 또는 비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 ROM, RAM 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 메모리(120)는 본 발명의 실시예에 따른 가상 선박 교통 재현 방법을 수행하는 명령어들을 저장할 수 있다.
통신부(130)는 통신망을 통해 다른 장치들과 데이터를 송수신하기 위한 수단이다.
인터페이스부(140)는 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스 및 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 가상 선박 교통 재현 장치
110: 프로세서
120: 메모리
130: 통신부
140: 인터페이스부
200: 선박운항 시뮬레이터

Claims (10)

  1. 선박운항 시뮬레이터로 선박운항 재현정보를 제공하는 가상 선박 교통 재현 장치가 수행하는 가상 선박 교통 재현 방법에 있어서,
    상기 선박운항 시뮬레이터로부터 재현조건 정보를 포함하는 재현정보 요청을 수신하는 단계;
    해상교통 데이터를 수집하고, 상기 수집된 해상교통 데이터를 분석하여 해상교통 모델을 생성하는 단계;
    상기 생성된 해상교통 모델 중 상기 재현조건 정보에 부합하는 해상교통 모델을 추출하고, 상기 추출된 해상교통 모델의 선박 제원 및 운항경로를 포함하는 가상선박 객체 정보를 생성하는 단계;
    상기 생성된 가상선박 객체 정보를 상기 선박운항 시뮬레이터로 전송하는 단계; 및
    상기 가상선박 객체 정보에 따라 운항 시뮬레이션 중인 가상선박의 운항을 제어하기 위하여, 상기 선박운항 시뮬레이터로 운항 제어정보를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 해상교통 데이터는 해상교통관제시스템(VTS: Vessel Traffic Service System)이 담당하는 관제 구역 내를 운항하는 각 선박에 설치된 선박자동식별장치(AIS: Automatic Identification System)로부터 수신하는 항적 데이터 또는 레이더를 통해 획득하는 항적 데이터를 포함하고,
    상기 해상교통 모델을 생성하는 단계는,
    상기 항적 데이터를 선박 제원별로 분류하는 단계;
    상기 분류된 항적 데이터를 이용하여 선박 제원별로 높은 빈도수 또는 장거리를 가지는 상위로부터 미리 설정된 개수의 운항경로를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 선박 제원별 운항경로를 상기 해상교통 모델로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재현조건 정보는 상기 가상선박의 운항시간 정보와 해상위치 정보, 해상교통 환경정보, 해상교통생성 옵션정보 및 항해사 상태정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선박운항 시뮬레이터로 운항 제어정보를 전송하는 단계는,
    상기 가상선박 객체 정보 및 장애물 정보를 이용하여 상기 가상선박의 글로벌 계획경로를 생성하는 단계;
    상기 생성된 글로벌 계획경로와 다른 선박의 항적 데이터를 비교하여 국제해상충돌예방규칙(COLREGs: International Regulations for Preventing Collisions at Sea)에 따라 상기 가상선박이 다른 선박과의 충돌을 회피하도록, 상기 생성된 글로벌 계획경로를 기반으로 로컬 계획경로를 생성하는 단계; 및
    상기 가상선박이 상기 생성된 로컬 계획경로를 추종하도록 제어하기 위하여, 상기 생성된 로컬 계획경로를 포함하는 상기 운항 제어정보를 상기 선박운항 시뮬레이터로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 장애물 정보는 전자 해도 데이터로부터 획득되는 해저 지형, 수심, 암초 및 해양 구조물을 포함하되,
    상기 글로벌 계획경로를 생성하는 단계는,
    상기 가상선박 객체 정보 및 상기 장애물 정보에 기반하여 장애물을 회피하면서 통항 경로대가 최대한 반영된 상기 글로벌 계획경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 글로벌 계획경로를 생성하는 단계 이후 및 상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계 이전에,
    상기 재현조건 정보에 포함된 항해사 상태정보를 확인하여 항해사의 상태변화를 확인하는 단계를 더 포함하되,
    상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계는,
    상기 항해사 상태정보에 따라 상기 로컬 계획경로를 상기 충돌을 회피하는 안전항로 또는 충돌항로로 구성하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 항해사 상태정보가 항해사 부주의로 설정되는 경우, 상기 항해사는 졸음 상태가 되고, 상기 항해사 상태정보가 관제사 개입으로 설정되는 경우, 상기 항해사는 깨어남 상태가 되되,
    상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계는,
    상기 항해사가 상기 졸음 상태가 되는 경우, 상기 글로벌 계획경로를 유지하여 상기 충돌에 이르는 로컬 계획경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 로컬 계획경로를 생성하는 단계는,
    상기 글로벌 계획경로에 따라 운항하는 상기 가상선박이 다른 선박과 충돌 위험이 없을 경우, 상기 로컬 계획경로를 상기 글로벌 계획경로와 동일하게 생성하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 방법.
  10. 선박운항 시뮬레이터로 선박운항 재현정보를 제공하는 가상 선박 교통 재현 장치에 있어서,
    명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 명령어는,
    상기 선박운항 시뮬레이터로부터 재현조건 정보를 포함하는 재현정보 요청을 수신하는 단계;
    해상교통 데이터를 수집하고, 상기 수집된 해상교통 데이터를 분석하여 해상교통 모델을 생성하는 단계;
    상기 생성된 해상교통 모델 중 상기 재현조건 정보에 부합하는 해상교통 모델을 추출하고, 상기 추출된 해상교통 모델의 선박 제원 및 운항경로를 포함하는 가상선박 객체 정보를 생성하는 단계;
    상기 생성된 가상선박 객체 정보를 상기 선박운항 시뮬레이터로 전송하는 단계; 및
    상기 가상선박 객체 정보에 따라 운항 시뮬레이션 중인 가상선박의 운항을 제어하기 위하여, 상기 선박운항 시뮬레이터로 운항 제어정보를 전송하는 단계를 포함하는 가상 선박 교통 재현 방법을 수행하되,
    상기 해상교통 데이터는 해상교통관제시스템(VTS: Vessel Traffic Service System)이 담당하는 관제 구역 내를 운항하는 각 선박에 설치된 선박자동식별장치(AIS: Automatic Identification System)로부터 수신하는 항적 데이터 또는 레이더를 통해 획득하는 항적 데이터를 포함하고,
    상기 해상교통 모델을 생성하는 단계는,
    상기 항적 데이터를 선박 제원별로 분류하는 단계;
    상기 분류된 항적 데이터를 이용하여 선박 제원별로 높은 빈도수 또는 장거리를 가지는 상위로부터 미리 설정된 개수의 운항경로를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 선박 제원별 운항경로를 상기 해상교통 모델로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가상 선박 교통 재현 장치.


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