KR102209644B1 - 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템을 개시한다. 이러한 본 발명은 부두 시설물에 설치되는 센서 또는 선박자동식별장치(AIS) 및 선박접안시스템(DAS)을 개별 또는 조합을 통해 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌상태를 감지하도록 구성한 것이고, 이에 따라 선박의 부두 접안 및 접안을 위한 운항시 접안 선박의 충돌 상황을 예측하면서 선박이 접안하려는 부두 시설물과 충돌하여 그 충돌이 심각한 파손이나 부두 운영상의 애로사항을 야기할 것으로 판단이 되는 경우 정확한 경보를 발생시켜, 부두 관리자들의 즉각적인 위험 인지 및 신속한 재난 대응을 통해 해양 및 부두 시설물을 보호하고 선박 안전을 확보하는 것이다.

Description

접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템{Alarm system for prevent ship collision with Jetty, harbor and method thereby}
본 발명은 접안 선박의 부두에 대한 충돌 경보 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 부두 접안 및 접안을 위한 운항시 접안 선박의 충돌 상황을 예측하고 이를 통해 선박이 접안하려는 부두 시설물과 충돌하여 그 충돌이 심각한 파손이나 부두 운영상의 애로사항을 야기할 것으로 판단이 되는 경우 경보를 발생시켜, 해양 및 부두 시설물을 보호하고 선박 안전을 확보할 수 있도록 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 항만 안전을 위해 선박 입출항법(선박의 입항 및 출항 등에 관한 법률)은, 위험물 하역 안전 장비의 설치, 위험물 안전 관리자 실무교육 근거 마련, 관제 위반시 처벌 강화 등을 포함하는 것으로, 이는 돌핀 부두 안전사고를 예방할 수 있도록 접안하는 선박의 속도 등을 확인할 수 있는 선박 접안속도계, 돌핀 계류시설에 외부 충격이 있을 경우 즉시 작동할 수 있는 자동경보시스템, 원격으로 위험물의 차폐가 가능한 자동차단밸브 등의 설치를 의무한 것이다.
그러나, 현재 부두에는 상기와 같은 충돌경보시스템을 만족하는 시스템이 설치된 곳은 없다.
일예로, GS칼텍스가 2014년 우이산호 사고 이후에 무선진동센서를 적용한 시스템을 설치하였지만, 이는 단지 가속도 센서를 이용한 충력량만을 모니터링하는 것이라, 어떤 충력량이 부두에 어떤 영향을 미치는지, 부두 시설물과 충돌한 선박의 상태가 어떤지에 대해서는 전혀 알 수는 없었다.
즉, 상기와 같이 무선진동센서를 적용한 시스템은 방폭 함체에 산업용 무선 통신을 적용한 것이지만, 이는 고무 망치로 현장의 방폭함체가 설치된 옆의 철 구조물을 때려서 알람을 발생시킬 충격값을 설정한 것으로, 진동 데이터를 기초로 표시하는 것이어서 충격에 대한 데이터의 신뢰성이 없는 것이다.
한편, 선박 접안 시스템은 선박의 접안을 보조하는 시스템으로 도선사들에게 접안 선박의 거리/속도 및 각도를 대형 전광판에 표시하는 것이지만, 이 시스템은 항만설계 기준에 의거, 10만톤 이상의 위험물 부두에는 의무적으로 설치되어 있고, 5만톤 부두에는 권고로 되어 있는 실정이다.
즉, 상기 선박 접안 시스템은 접안하고자 하는 선박이 정상적으로 접안하는 경우에 기능을 발휘하는 것으로, 접안 선박의 부두에서 선폭의 4∼5배 거리에서 접안 속도가 10cm/sec 정도로 관리되는 것이다.
이때, 정상적인 접안 상태라고 한다면, 상기 선박 접안 시스템은 충돌알람시스템으로도 이용할 수 있지만, 이는 첨부된 도 1에서와 같이 2개의 레이저 센서(R1, R2)를 부두에서 바다방향으로 고정하여 접안 선박(100)이 검출되는 즉시, 대형 전광판(101)에 거리/속도 및 필요시 선수 선미 각도를 표시하는 것으로, 선박의 비정상적인 접근/접안시에는 기능을 제대로 발휘할 수 없는 것이다.
이에, 항만 안전을 위해 선박의 접안 부두 충돌 예측 및 충돌시 알람을 발생하는 시스템이 개발되어 설치되기도 하였으며, 충돌예측으로는 기존에 부두에 개별로 설치되어 운영되고 있었던 CCTV, 선박 접안 속도계 등을 통합하였고, 여기에 전자해도 기반의 AIS(Automatic Identification System)를 통합 반영한 것이다.
즉, 상기와 같은 통합시스템은 별도의 알람시스템과 연계하여 충돌이 예측될 경우 즉시 유무선 통신수단을 이용하여 관할 기관(예; 시청, 소방서 등)에 신속하게 전달되도록 한 것이다.
여기서, 상기 전자해도 기반의 AIS는 공해 상에서 다른 선박이나 육지쪽에 자기의 위치를 알려주거나 상대 선박의 정보를 알기 위해 AIS 신호를 송수신하는 것으로, 상기 AIS는 선박의 자기위치 확인시스템으로 상기 AIS에는 선박 제원 및 운행 정보, 선박의 운행 속도, 운행 방향 등 많은 종류의 정보를 포함하는 것이다.
따라서, 육상에서는 AIS 안테나를 설치하고 전용 단말기나 PC를 통해 수신받은 AIS 신호를 전자해도에 반영하여 선박의 위치 및 경로 추적이 가능한 것이다.
그러나, 상기와 같은 AIS는 단순히 선박의 위치나 그 지점에서 속력만으로 충돌 예측을 계획하더라도 충격시 알람을 울리기 위한 용도로는 정확성이나 시간 갭상의 문제 및 조류나 풍향/풍속 등의 자연 환경의 영향이 무시된 상태이기에 적절하지 않았다.
즉, 전자해도 기반의 AIS는 선박에서 발생시키는 AIS 신호를 받아 선박 경로를 모니터링할 수 있는데, 이 신호 발생 주기는 선박의 운항 속도에 따라 틀리며 접안 시점에서 선박의 속도(경우에 따라 틀리지만 약 10cm/sec 로 현업에서 적용)는 아주 느리며, 따라서 AIS 발생신호가 늦게는 수십초가 걸리기에 실시간 모니터링으로는 맞지 않고, GPS 신호를 이용하기에 실제 원점에서 수 m의 오차가 날 수 밖에 없어서 정확도도 떨어질 수 밖에 없는 것이다.
또한, 조류나 풍향/풍속에 의해서 선박의 실제 운항 속도와 AIS에서 나오는 값 상의 속도는 차이가 있기에 신뢰성도 떨어질 수 밖에 없다.
따라서, 접안 선박의 정상적인 운행이나 비정상적인 운행 상황, 어떤 경우에서도 충돌을 확인하고 경보하는 시스템의 설치가 필요하지만, 현재 위험물 선박의 부두 접안시 충돌이 발생되는 경우 정상적인 접안의 경우에 한해 작업 플랫폼(working platform)이나 BD에 설치되어 그 충돌을 완충하는 기능(펜더)만 구현되어 있을뿐 경보를 발생시키는 시스템은 전무한 상황이고, 충돌을 완충하는 상기 기능(펜더)은 다른 돌핀(MD)에는 설치되어 있지 않다.
이에 부두 안전을 위해 선박이 시설물과 충돌을 한 경우 부두 관리자 및 담당자에게 즉시 알리고자 하는 충돌경보시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
등록실용신안공보 제20-0378441호(공고일 2005.03.14.) 등록특허공보 제10-0649105호(공고일 2006.11.24.) 등록특허공보 제10-0793640호(공고일 2008.01.10.) 등록특허공보 제10-1004126호(공고일 2010.12.27.) 등록특허공보 제10-1607904호(공고일 2016.03.31.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 부두 시설물에 설치되는 센서 또는 선박자동식별장치(AIS) 및 선박접안시스템(DAS)의 개별 또는 조합을 통해 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌상태를 감지하도록 구성함으로써, 선박의 부두 접안 및 접안을 위한 운항시 접안 선박의 충돌 상황을 예측하고 이를 통해 선박이 접안하려는 부두 시설물과 충돌하여 그 충돌이 심각한 파손이나 부두 운영상의 애로사항을 야기할 것으로 판단이 되는 경우 정확한 경보를 발생시키면서, 부두 관리자들의 즉각적인 위험 인지 및 신속한 재난 대응을 통해 해양 및 부두 시설물을 보호하고 선박 안전을 확보할 수 있도록 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템을 제공하려는 것이다.
본 발명의 과제 해결 수단인 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템은, 다른 선박이나 육지쪽에 자기 위치를 알려주도록 AIS 신호를 송수신하고 상기 AIS 신호를 전자해도에 반영하여 선박의 운항 속도 및 방향을 분석하는 AIS 처리부; 레이저 및 레이다 또는 소나(sonar) 센서를 이용하여 접안하기 위해 접근하는 선박의 접안 거리와 속도 및 각도를 측정하는 DAS 처리부; 단일 및 복합 센서를 통해 선박과 부두 시설물 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지하는 충돌감지센서; 상기 AIS 처리부의 AIS 신호와 상기 DAS 처리부의 측정 정보, 또는 상기 충돌감지센서 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 선박과 부두 시설물 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지하는 충돌감지부; 상기 AIS 처리부의 AIS 신호나 상기 DAS 처리부의 측정 정보 또는 상기 충돌감지센서 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 정상 또는 비정상적인 충돌 감지신호가 입력시, 상기 충돌이 해양 및 부두 시설물의 파손이나 부두 시설물 운영에 심각한 지장을 초래하는지를 분석하는 위험 분석부; 상기 위험 분석부의 분석 결과를 고객이 모니터링할 수 있도록 각 상황에 맞게 GUI를 구성하여 화면에 표시하거나 데이터들을 저장하여 빅데이터로 활용 분석하여 필요한 항목들을 표시해 주는 모니터링부; 상기 위험 분석부의 분석 결과에 따라 경보 신호 발생 여부를 결정하는 출력 제어부; 및, 상기 출력 제어부로부터 경보신호 발생을 위한 제어신호 출력시 경보를 작동시키는 경보 작동부; 를 포함하며,
상기 충돌감지센서는, 선박과 부두 시설물간의 충돌에 따른 충격값을 감지한 후 이를 상기 위험 분석부로 출력하는 가속도 센서; 선박의 위치 및 방향 변환에 대한 변동 상태를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부에 출력하는 지자기센서; 시설물의 각도 및 회전 여부를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부에 출력하는 자이로/각도/회전 센서; 선박으로부터 발생되는 DGPS(Differential GPS) 신호를 활용하여 선박과 부두 시설물간의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 센서; 또는 광센서 라인(fiber optic line)을 부두 시설물 전면에 설치한 후, 이를 이용하여 충격으로 인한 파동 변화를 통해 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 센서; 중에서 어느 하나 또는 2개 이상을 조합하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 충돌 발생시, 상기 충돌감지부에서 센싱된 충격량을 기초로 상기 충격량이 기설정된 임계값을 초과하면, 유무선 통신부를 통해 상기 충돌발생정보를 부두 관리자나 외부 관리 기관의 서버로 전송하는 것이다.
또한, 상기 외부 관리 기관의 서버로 충돌경보를 전송하도록 상기 유무선통신부를 제어하는 것이다.
삭제
또한, 상기 모니터링부는 GUI 영역 및 텍스트 영역으로 구분되고, 상기 GUI 영역은 충격이 센싱되면 그 상황을 디스플레이하는 것이다.
또한, 사용자는 선박충돌경보시스템이 반영된 전자해도 기반의 AIS가 반영된 충돌예측시스템을 보고, 상/하/좌/우 이동 또는 화면 확대/축소, 거리측정, 특정 관리 선박 지정, History 이력 확인을 포함하는 정보를 표시하는 GUI 화면을 제어하는 것이다.
또한, 상기 충돌감지센서는 육상에 설치하는 것이다.
상기 충돌감지센서는 레이저나 레이다, 소나(sonar)를 포함하는 센서로 접안 부두부터 선박까지의 거리, 선박의 접안속도/선수선미 각도 정보를 함께 활용하여 선박과 부두 시설물간의 정상적인 상황에서의 충돌 상태를 감지하는 것이다.
삭제
또한, 상기 충돌감지센서는 CCTV를 이용한 영상신호와 부두에 설치되는 센서와의 조합으로 영상을 통해 미리 선박의 상황을 예측하면서 실제 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 것이다.
또한, 상기 충돌감지부는 카메라를 통하여 수집된 영상을 수집하고 감시할 수 있는 영상 수집 및 감시부를 포함하는 것이다.
또한, 레이저나 레이다 및 소나(sonar) 센서를 이용한 선박접안시스템을 포함하는 것이다.
또한, 전자해도에 선박접안시스템을 포함하는 것이다.
또한, 상기 충돌감지센서는 육상 그리드 전원(Grid power) 또는 태양광을 이용한 전원을 이용하며, 유선 및 메쉬 네트워크(mesh networking)의 무선 통신 기능을 가지는 것이다.
또한, 상기 충돌감지센서는 부두 시설물이 완전히 파손되는 경우에도 상황 모니터링이 가능하도록 내장 배터리를 통해 전원이 공급받으며, 유선 및 메쉬 네트워크(mesh networking)의 무선 통신 기능을 가지는 것이다.
이와 같이, 본 발명은 부두 시설물에 설치되는 센서 또는 선박자동식별장치(AIS) 및 선박접안시스템(DAS)의 개별 또는 조합을 통해 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌상태를 감지하도록 구성한 것이며, 이를 통해 선박의 부두 접안 및 접안을 위한 운항시 접안 선박의 충돌 상황을 예측하면서 선박이 접안하려는 부두 시설물과 충돌하여 그 충돌이 심각한 파손이나 부두 운영상의 애로사항을 야기할 것으로 판단이 되는 경우 정확한 경보를 발생시켜, 부두 관리자들의 즉각적인 위험 인지 및 신속한 재난 대응을 통해 해양 및 부두 시설물을 보호하고 선박 안전을 확보하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 DAS에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예로 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템을 보인 블럭 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예로 접안되는 선박을 모니터링하는 DAS 처리부의 메인 화면.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예로 DAS 처리부의 모니터링 메인 화면에 선박과 부두 시설물간의 충돌시 그 충돌에 따른 경보 신호 발생 상태를 보인 화면도.
도 6은 본 발명의 실시예로 AIS 처리부의 처리 정보를 기반으로 충돌감지센서가 원거리에서부터 부두 시설물로 선박의 거동과 접안 상태를 실시간 모니터링하는 상태의 화면도.
도 7은 본 발명의 실시예로 접안 선박의 부두 충돌 경보 방법을 보인 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예로 충돌감지센서(가속도센서)를 통해 이루어지는 선박과 부두 시설물간의 충돌 상태를 감지한 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예로 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템을 보인 블럭 구성도를 도시한 것이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템은, AIS 처리부(10), DAS 처리부(20), 충돌감지센서(30), 충돌감지부(40), 위험 분석부(50), 모니터링부(60), 출력 제어부(70), 경보 작동부(80)를 포함하는 것이다.
상기 AIS 처리부(10)는 공해 상에서 다른 선박이나 육지쪽에 자기의 위치를 알려주거나 상대 선박의 정보를 알기 위해 AIS(Automatic Identification System) 신호를 송수신하는 것으로, 이는 선박(100)의 자기위치 확인시스템으로서 선박 제원 및 운행 정보, 선박의 운행 속도, 운행 방향 등 많은 종류의 정보를 포함하며, 이에따라 육상에서는 도면에는 도시하지 않았지만 AIS 안테나를 설치하고 전용 단말기나 PC를 통해 수신받은 상기 AIS 신호를 첨부된 도 6에서와 같이 전자해도에 반영하여 선박의 위치 및 경로 추적이 가능한 것이다.
상기 DAS 처리부(20)는 상기 AIS 처리부(10)에서 송수신하는 AIS 신호를 기반으로 레이저 센서(R1, R2) 및 레이더 또는 소나 센서를 통한 선박의 접안 거리와 속도 및 각도를 측정한 후 이를 모니터링 화면(T1)에 표시하는 것으로, 이는 접안하는 선박의 접안 속도, 남은 거리, 선수 선미 각도를 모니터링하여 전광판에 표시하며, 상기 레이저 센서(R1, R2) 및 레이더 또는 소나 센서는 부두나 육상에 설치될 수 있는 것이다.
상기 충돌감지센서(30)는 첨부된 도 4 및 도 5에서와 같이, 상기 AIS 처리부(10)의 AIS 신호와 상기 DAS 처리부(20)의 측정 정보를 기반으로 실시간 모니터링을 통해 선박(100)과 부두 시설물(200) 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지할 수 있는 것이다.
이때, 상기 충돌감지센서(30)는 선박(100)과 부두 시설물(200)간의 충돌에 따른 충격값을 감지한 후 이를 상기 위험 분석부(50)로 출력하는 가속도 센서(31)와, 선박의 위치 및 방향 변환에 대한 변동 상태를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부(40)에 출력하는 지자기센서(32)와, 시설물의 각도 및 회전 여부를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부(50)에 출력하는 자이로/각도/회전 센서(33) 중에서 어느 하나 또는 2개 이상을 조합하여 구성될 수 있는 것으로서, 육상에 설치되는 것이다.
한편, 상기 충돌감지센서(30)는 선박(100)에서 발생되는 DGPS(Differential GPS) 신호를 활용하여 선박(100)과 부두 시설물(200)간의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하거나, 또는 광센서 라인(fiber optic line)을 부두 시설물 전면에 설치한 후 이를 이용하여 충격으로 인한 파동 변화를 통해 선박(100)과 부두 시설물(200)의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지할 수도 있는 것이다.
여기서, 상기 충돌감지센서(30)는 육상 그리드 전원(Grid power) 또는 태양광을 이용한 전원을 이용하면서 유선 및 메쉬 네트워크(mesh networking)의 무선 통신 기능을 갖출 수 있지만, 부두 시설물이 완전히 파손되는 경우에도 상황 모니터링이 가능하도록 내장 배터리를 통해 전원을 공급받으면서 유선 및 메쉬 네트워크(mesh networking)의 무선 통신 기능을 갖출 수도 있는 것이다.
한편, 상기 충돌감지센서(30)는 CCTV 등을 이용한 영상신호와 부두에 설치되는 센서와의 조합으로 영상을 통해 미리 선박의 상황을 예측하면서 실제 선박(100)과 부두 시설물(200)의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지할 수 있다.
상기 충돌감지부(40)는 상기 AIS 처리부(10)의 AIS 신호나 상기 DAS 처리부(20)의 측정 정보, 또는 상기 충돌감지센서(30) 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 선박(100)과 부두 시설물(200) 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지하는 것이다.
여기서, 상기 충돌감지부(40)는 충돌 발생시, 충격량을 기초로 상기 충격량이 기설정된 임계값을 초과하면 유무선 통신부를 통해 상기 충돌발생정보를 부두 관리자나 외부 관리 기관의 도시되지 않은 서버로 전송할 수도 있는 것이다.
더불어, 상기 충돌감지부(40)는 도면에는 도시하지 않았지만, 카메라를 통해 수집된 영상을 수집하고 감시하는 영상 수집 및 감시부를 더 포함할 수도 있는 것이다.
상기 위험 분석부(50)는 상기 AIS 처리부(10)의 AIS 신호나 상기 DAS 처리부(20)의 측정 정보, 또는 상기 충돌감지센서(30) 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 정상 또는 비정상적인 충돌 감지신호가 입력시, 상기 충돌이 해양 및 부두 시설물(200)의 파손이나 부두 시설물(200) 운영에 심각한 지장을 초래하는지를 분석한 후 그 분석결과를 상기 출력 제어부(70)에 제공하는 것이다.
즉, 선박 접안시 그 접안에 따른 선박(100)과 부두 시설물(200)의 충돌 여부는 정상 또는 비정상적인 상태로 구분되고, 비정상적인 충돌 상태는 부두 시설물(200)의 경미한 파손을 유발하는 제 1 충돌상태, 부두 시설물(200) 운영이 가능하지만 파손이 큰 제 2 충돌상태, 그리고 부두 시설물(200)의 운영이 전혀 불가능한 제 3 충돌상태로 세분화되어 상기 위험 분석부(50)에서 분석될 수 있고, 이는 상기 충돌감지센서(30)로부터 입력되는 충돌감지신호를 분석함으로써 가능한 것이다.
상기 모니터링부(60)는 상기 위험 분석부(50)의 분석 결과를 고객이 모니터링할 수 있도록 각 상황에 맞게 GUI를 구성하여 화면에 표시하거나 데이터들을 저장하여 빅데이터로 활용 분석하여 필요한 항목들을 표시해 주는 것이다.
여기서, 상기 모니터링부(60)는 GUI영역 및 텍스트 영역으로 구분되고, 상기 GUI 영역은 충격이 센싱되면 그 상황을 디스플레이할 수 있는 것이며, 이에따라 사용자는 선박 충돌 경보시스템이 반영된 전자해도 기반의 AIS가 반영된 충돌예측시스템을 보고, 상/하/좌/우 이동 또는 화면 확대/축소, 거리측정, 특정 관리 선박 지정, History 이력 확인 등 GUI 화면을 제어할 수 있는 것이다.
상기 출력제어부(70)는 상기 위험 분석부(50)의 분석 결과에 따라 경보 신호 발생 여부를 결정하는 것이고, 상기 경보 작동부(80)는 상기 출력 제어부(70)로부터 경보신호 발생을 위한 제어신호 출력시 경보를 작동시키도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 충돌경보시스템은 첨부된 도 2 내지 도 8, 그리고 아래의 [표 1]에서와 같이, 상기 충돌감지센서(30)에 포함되는 지자기 센서(32)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지 않은 상태에서, 가속도센서(31)와 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 각각 입력되는 충돌감지신호도 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지 않거나(⑤), 상기 가속도센서(31)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지만 상기 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지 않거나(①), 상기 가속도센서(31)와 상기 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 각각 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하거나(②), 상기 가속도센서(31)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지 않지만 상기 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하면(⑥), 상기 위험 분석부(50)는 선박(100)의 부두 시설물(200) 접안에 따른 충돌신호가 정상적인 접안시 발생하는 충돌로 분석한 후 이를 출력 제어부(70)에 제공하는 것이다.
그러면, 상기 출력 제어부(70)는 경보 작동부(80)에 경보신호 발생을 오프시키는 제어신호를 출력함으로써, 상기 경보 작동부(80)에서는 경보를 작동시키지 않는 것이다.
감지값이 설정값 이내인가(?) 경보
발생
가속도센서(31) 지자기센서(32) 자이로/각도/회전 센서(33)
① NO YES YES X
② NO YES NO O
③ NO NO YES O
④ NO NO NO O
⑤ YES YES YES X
⑥ YES YES NO X
⑦ YES NO YES O
⑧ YES NO NO O
한편, 상기의 [표 1]에서와 같이, 상기 충돌감지센서(30)에 포함되는 지자기 센서(32)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과한 상태에서, 가속도센서(31)와 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 각각 입력되는 충돌감지신호도 기설정된 범위내의 설정값을 초과하거나(④), 상기 가속도센서(31)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지만 상기 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지 않거나(③), 상기 가속도센서(31)와 상기 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 각각 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지 않거나(⑦), 상기 가속도센서(31)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하지 않지만 상기 자이로/각도/회전 센서(33)를 통해 입력되는 충돌감지신호가 기설정된 범위내의 설정값을 초과하면(⑧), 상기 위험 분석부(50)는 선박(100)의 부두 시설물(200) 접안에 따른 충돌신호가 비정상적인 접안시 발생하는 충돌로 분석한 후 이를 출력 제어부(70)에 제공하는 것이다.
그러면, 상기 출력 제어부(70)는 경보 작동부(80)에 경보신호 발생을 온시키는 제어신호를 출력함으로써, 상기 경보 작동부(80)에서는 경보를 작동시키게 되고, 상기 경보 작동부(80)로부터 작동되는 경보에 따라 부두 관리자는 신속한 대응조치를 취할 수 있게 되면서, 접안 선박(100)의 충돌에 따른 늦장 대응이나 축소 신고의 문제를 해결할 수 있는 것이다.
일예로, 상기 가속도센서(31)에 의해 접안되는 선박(100)의 가속도 측정에 따른 충격값이 측정되어 모니터링 화면(T1)에 표시되는 경우, 시간 X축과 속도나 m/s2의 가속도값 또는 힘이 Y축으로 표시될 수 있으며, 이 경우 상기 선박(100)의 위치는 X/Y/Z 3개 축을 가로는 시간축으로, 세로는 ㎝ 또는 mm 거리 축으로 하여 첨부된 도 8의 측정 그래프처럼 연속적으로 표시되고, 회전 여부도 X/Y/X 3개 축을 가로는 시간축으로, 세로는 각도나 회전 축으로 하여 연속적으로 표시될 수 있는 것이다.
그러면, 상기 위험 분석부(50)에 의해 분석되고 이러한 분석을 토대로 상기 경보 작동부(80)에 의해 경보를 작동시키는 한계(limit)는 세로축의 어느 값을 정해 그것을 넘으면 작동하는 것이고, 충격값은 현장의 실제 데이터 수집을 통해 정할 수 있으며, 위치(거리)는 어떤 합의나 분석된 값을 한계(limit)로 정해 그 이상 부두 시설물(200)이 위치 변경될 경우 심각한 충격으로 분석될 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 충돌 경보 시스템은 사전 충돌 예측을 감지하여 충돌이 예측되는 상황이 발생될 경우 경보를 발생시켜 부두 관리자가 안전 조치를 취할 수 있도록 하는 “충돌 예측(모니터링) 시스템”을 더 포함할 수도 있으며, 이 경우에는 “통합부두충돌관리시스템”으로 명명될 수도 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
10; AIS 처리부 20; DAS 처리부
30; 충돌감지센서 31; 가속도센서
32; 지자기센서 33; 자이로/각도/회전 센서
40; 충돌감지부 50; 위험 분석부
60; 모니터링부 70; 출력제어부
80; 경보 작동부

Claims (16)

  1. 다른 선박이나 육지쪽에 자기 위치를 알려주도록 AIS 신호를 송수신하고 상기 AIS 신호를 전자해도에 반영하여 선박의 운항 속도 및 방향을 분석하는 AIS 처리부; 레이저 및 레이다 또는 소나(sonar) 센서를 이용하여 접안하기 위해 접근하는 선박의 접안 거리와 속도 및 각도를 측정하는 DAS 처리부; 단일 및 복합 센서를 통해 선박과 부두 시설물 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지하는 충돌감지센서; 상기 AIS 처리부의 AIS 신호와 상기 DAS 처리부의 측정 정보, 또는 상기 충돌감지센서 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 선박과 부두 시설물 간의 정상 또는 비정상적인 충돌 여부를 감지하는 충돌감지부; 상기 AIS 처리부의 AIS 신호나 상기 DAS 처리부의 측정 정보 또는 상기 충돌감지센서 각각이나 1개 이상의 조합으로부터 정상 또는 비정상적인 충돌 감지신호가 입력시, 상기 충돌이 해양 및 부두 시설물의 파손이나 부두 시설물 운영에 심각한 지장을 초래하는지를 분석하는 위험 분석부; 상기 위험 분석부의 분석 결과를 고객이 모니터링할 수 있도록 각 상황에 맞게 GUI를 구성하여 화면에 표시하거나 데이터들을 저장하여 빅데이터로 활용 분석하여 필요한 항목들을 표시해 주는 모니터링부; 상기 위험 분석부의 분석 결과에 따라 경보 신호 발생 여부를 결정하는 출력 제어부; 및, 상기 출력 제어부로부터 경보신호 발생을 위한 제어신호 출력시 경보를 작동시키는 경보 작동부; 를 포함하며,
    상기 충돌감지센서는, 선박과 부두 시설물간의 충돌에 따른 충격값을 감지한 후 이를 상기 위험 분석부로 출력하는 가속도 센서; 선박의 위치 및 방향 변환에 대한 변동 상태를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부에 출력하는 지자기센서; 시설물의 각도 및 회전 여부를 감지한 후 이를 상기 위험 분석부에 출력하는 자이로/각도/회전 센서; 선박으로부터 발생되는 DGPS(Differential GPS) 신호를 활용하여 선박과 부두 시설물간의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 센서; 또는 광센서 라인(fiber optic line)을 부두 시설물 전면에 설치한 후, 이를 이용하여 충격으로 인한 파동 변화를 통해 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 센서; 중에서 어느 하나 또는 2개 이상을 조합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    충돌 발생시, 상기 충돌감지부에서 센싱된 충격량을 기초로 상기 충격량이 기설정된 임계값을 초과하면, 유무선 통신부를 통해 충돌발생정보를 부두 관리자나 외부 관리 기관의 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 외부 관리 기관의 서버로 충돌경보를 전송하도록 상기 유무선통신부를 제어하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링부는 GUI 영역 및 텍스트 영역으로 구분되고,
    상기 GUI 영역은 충격이 센싱되면 그 상황을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    사용자는 선박충돌경보시스템이 반영된 전자해도 기반의 AIS가 반영된 충돌예측시스템을 보고, 상/하/좌/우 이동 또는 화면 확대/축소, 거리측정, 특정 관리 선박 지정, History 이력 확인을 포함하는 정보를 표시하는 GUI 화면을 제어하는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌감지센서는 육상에 설치하는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌감지센서는 레이저나 레이다, 소나(sonar)를 포함하는 센서로 접안 부두부터 선박까지의 거리, 선박의 접안속도/선수선미 각도 정보를 함께 활용하여 선박과 부두 시설물간의 정상적인 상황에서의 충돌 상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌감지센서는 CCTV를 이용한 영상신호와 부두에 설치되는 센서와의 조합으로 영상을 통해 미리 선박의 상황을 예측하면서 실제 선박과 부두 시설물의 정상 또는 비정상적인 충돌 상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌감지부는 카메라를 통하여 수집된 영상을 수집하고 감시할 수 있는 영상 수집 및 감시부를 포함하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    레이저나 레이다 및 소나(sonar) 센서를 이용한 선박접안시스템을 포함하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  14. 제 6 항에 있어서,
    전자해도에 선박접안시스템을 포함하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 충돌감지센서는 육상 그리드 전원(Grid power) 또는 태양광을 이용한 전원을 이용하며, 유선 및 메쉬 네트워크(mesh networking)의 무선 통신 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 충돌감지센서는 부두 시설물이 완전히 파손되는 경우에도 상황 모니터링이 가능하도록 내장 배터리를 통해 전원이 공급받으며, 유선 및 메쉬 네트워크(mesh networking)의 무선 통신 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 접안 선박의 부두 충돌 예측 및 경보시스템.
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