KR102212386B1 - 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 선박 항해시 타 선박으로부터 웨이브 통신을 통해 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 입력받아 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하면 자선박 및 타선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 CPA(Closest Point of Approach) 및 TCPA(Time to CPA)를 연산하고 CPA가 제 2 설정거리 이하이고 TCPA가 제 3 설정시간 이하일 경우 타(Rudder)를 우현으로 전환시키도록 하여 선박간의 충돌을 근본적으로 회피할 수 있게 하는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR AVOIDING COLLISION OF SHIP BASED ON WAVE COMMUNICATION}
본 발명은 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 선박 항해시 타 선박으로부터 웨이브 통신을 통해 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 입력받아 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하면 자 선박 및 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 CPA(Closest Point of Approach) 및 TCPA(Time to CPA)를 연산하고 CPA가 제 2 설정거리 이하이고 TCPA가 제 3 설정시간 이하일 경우 타(Rudder)를 우현으로 전환시키도록 하여 선박간의 충돌을 근본적으로 회피할 수 있게 하는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 사고의 대부분은 선박 간의 충돌 또는 선박과 고정 장애물 간의 충돌에 의한 충돌 등 충돌 사고가 대부분으로, 최근 선박의 크기가 대형화되고 선박의 종류가 다양화됨에 따라 선박 충돌 사고로 인한 인명 피해, 재산 피해 및 해양 오염과 같은 2차적 피해 등 대규모 피해가 발생하고 있다. 해양 사고 원인으로는 경계 소홀, 항행 법규 위반 등 운항 과실이 약 87.9%를 차지하고 있다. 한편, 선박 사고의 대부분은 선박의 이동이 빈번한 연안에서 발생되고, 선종별로는 어선이 톤수별로는 100톤 미만이 해양 사고의 약 80%를 차지하고 있다.
최근 e-네비게이션(e-navigation) 기능을 수행하기 위해서 MSP(Maritime Service Portfolio)가 제안되는 등 안전항행을 위한 다양한 정보가 선박과 선박 간 그리고 선박과 육지 간 공유될 예정이다. 대형 선박 및 국제항행 선박의 경우 선박자동식별장치(AIS: Automatic Identification System)와 해사위성 등을 통해 정보가 제공될 수 있고, 해운법에 따른 여객선, 총톤수 150톤 이상 여객선, 국제항해에 종사하는 총톤수 300톤 이상 선박, 국제항해에 종사하지 아니하는 총톤수 500톤 이상선박 등은 AIS 장비를 탑재하고 있고, 총 톤수 10톤 이상의 어선에 AIS 설치 의무화되어 있다.
종래 선박-선박 및 선박-육상(관제시스템) 간 통신체계는 선박종류와 항해범위에 따라 예컨대 항해범위 100㎞ 이내의 연안해역에서는 선박자동식별장치(AIS)로, 100㎞∼300㎞의 근해해역에서는 SSB나 위성통신으로, 300㎞ 이상의 원양해역에서는 위성통신으로 항해정보의 교류가 이루어지고 있고, 특히 대부분의 어선은 어업무선국에서 관장하는 음성통신방식을 사용하기 때문에, 이와 같이 상이한 통신체계를 사용하는 선박 간 정보소통이 제대로 이루어지지 못해 연근해 부근에서 소형 어선과 대형선박 간 충돌사고가 간혹 발생하고 있었다.
더욱이, 종래에는 이러한 소형 어선에 비치된 SSB(Single-Side Band) 송수신기는 바다에서의 선박위치를 자동으로 발신하는 수단을 갖추고 있지 않으므로 파랑이나 좌초에 의한 침몰사고가 발생한 때 신속한 구조가 어렵다는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 국내 특허 등록 제1250858호에는 어선 및 어선원의 위치발신 단말기로부터 조난신호가 수신되면 알람경보를 발생하고, 각 유관기관으로 상황전파를 자동으로 제공함으로써 신속한 구조가 이루어질 수 있도록 하는 해양사고 안전 관리시스템이 개시되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 해양사고 안전 관리시스템은 어선의 위치 발신 단말기로부터 조난 신호를 수신하여 각 유관기관으로 이를 알림으로써 신속한 구조를 가능하게 한다는 점에 있어서는 효과적이나, 어선의 충돌이나 조난 등의 사고가 발생한 이후에 이루어지는 조치라는 점에서 한계를 가지고 있었다.
연안 항행 선박들이 서로 충돌하거나 해양 기상 변화에 신속히 대처하지 못하여 발생하는 사고를 미연에 방지할 수 있게 하는 해상 안전 시스템을 마련할 필요가 있다. 상호간 견시가 충돌 예방의 가장 기본적인 대책이나 견시 소홀 등으로 사고가 지속적으로 발생하고 있으므로 이에 대한 대책 마련이 필요했다. 즉, 선박 운항자를 보조적으로 도울 수 있는 사용자 편의를 위한 장비 개발이 필요했다.
국내 특허 등록 제1250858호(등록일:2013.03.29)
따라서 본 발명은 상기와 같은 상황을 고려하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 선박항해 시 선박간의 충돌에 대해 예방 차원이 아니라 근원적으로 방지할 수 있게 하는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템은 웨이브(WAVE) 통신을 통해 선박 간에 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 주고받으면서 항해시 선박의 충돌을 회피시키는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템으로서, 각 선박은 웨이브 통신 기술을 이용하여 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 주고받을 수 있고, GPS 수신기로부터 입력된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 타 선박으로부터 전송된 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정하여 존재할 경우 CPA(Closest Point of Approach) 및 TCPA(Time to CPA)를 연산하고, 상기 CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정하여 이하일 경우 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정하고, 제 3 설정시간 이하일 경우 자 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 출력하도록 구성된 웨이브 단말기; 및 상기 웨이브 단말기로부터 우현 타 전환 제어신호를 입력받을 경우 스위칭 동작되어 유압에 의해 타를 우현으로 전환시키도록 구성된 스티어링 기어룸;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템에 있어서, 상기 제 2 설정 거리는 다음의 [수학식 1]에 의해 규정될 수 있다..
[수학식 1]
제 2 설정거리 = La+Lb
[여기서 La는 자 선박의 길이이고, Lb는 타 선박의 길이 임]
상기 실시형태에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템에 있어서, 상기 제 3 설정 거리는 다음의 [수학식 2]에 의해 규정될 수 있다..
[수학식 2]
제 3 설정거리 = 2min + La/Va+Lb/Vb+β
[여기서 Va는 자 선박 속도(knots)이고, Vb는 타 선박 속도(knots)이며, β는 사용자 입력값(minimum) 임]
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시형태에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 방법은 웨이브 단말기가 웨이브 통신 기술을 이용하여 타 선박의 웨이브 단말기로부터 타 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 수신하는 단계; 상기 웨이브 단말기가 GPS 수신기로부터 입력된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 상기 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정하는 단계; 상기 제 1 설정 거리 범위 내 존재 여부 결정 단계에서 타 선박이 상기 제 1 설정 거리 범위 내에 존재할 경우 상기 웨이브 단말기가 CPA 및 TCPA를 연산하는 단계; 상기 웨이브 단말기가 상기 CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정하는 단계; 상기 제 2 설정거리 이하 여부 결정 단계에서 상기 CPA가 상기 제 2 설정거리 이하일 경우 상기 웨이브 단말기가 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정하는 단계; 및 상기 제 3 설정시간 이하 여부 결정 단계에서 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하일 경우 상기 웨이브 단말기가 자 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 출력하여 스티어링 기어룸에 의해 타가 우현으로 전환되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태들에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법에 의하면, 웨이브 단말기가 웨이브 통신 기술을 이용하여 타 선박의 웨이브 단말기로부터 타 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 수신하고, GPS 수신기로부터 입력된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 상기 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정하며, 타 선박이 상기 제 1 설정 거리 범위 내에 존재할 경우 CPA 및 TCPA를 연산하며, 상기 CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정하여, 상기 CPA가 상기 제 2 설정거리 이하일 경우 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정하며, 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하일 경우 자 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 출력하여 스티어링 기어룸에 의해 타가 우현으로 전환되도록 구성됨으로써, 선박항해 시 선박간의 충돌에 대해 예방 차원이 아니라 근원적으로 방지할 수 있게 한다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 방법을 나타낸 플로우챠트이다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예를 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도면에서 도시된 각 시스템에서, 몇몇 경우에서의 요소는 각각 동일한 참조 번호 또는 상이한 참조 번호를 가져서 표현된 요소가 상이하거나 유사할 수가 있음을 시사할 수 있다. 그러나 요소는 상이한 구현을 가지고 본 명세서에서 보여지거나 기술된 시스템 중 몇몇 또는 전부와 작동할 수 있다. 도면에서 도시된 다양한 요소는 동일하거나 상이할 수 있다. 어느 것이 제1 요소로 지칭되는지 및 어느 것이 제2 요소로 불리는지는 임의적이다.
본 명세서에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송', '전달' 또는 '제공'한다 함은 어느 한 구성요소가 다른 구성요소로 직접 데이터 또는 신호를 전송하는 것은 물론, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송하는 것을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이브(WAVE) 통신을 통해 자(自) 선박과 타(他) 선박 간에 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 주고받으면서 항해 시 선박의 충돌을 회피시키기 위한 것으로서, 웨이브 단말기(100), 스티어링 기어룸(300) 및 엔진 속도 조절부(400)를 포함한다.
웨이브 통신에 대해 간략하게 설명하면 고속 이동성(최대 200km/h)과 통신 교환시간이 짧은 차량 망(VANET)에서 도로나 차량의 위험 상황을 차량에게 전달하기 위해 개발된 무선 통신기술이다. 본 발명의 실시예에서는 웨이브 통신 기술을 선박 간 통신에 적용하였다. 웨이브 통신 기술은 전송범위가 짧지만 전송속도가 빠르고 대역폭이 넓으므로 선박 통항이 많은 곳에서도 채널 과부화가 발생하거나 정보의 업데이트가 누락되는 현상은 발생하지 않아 높은 신뢰성을 보장한다. 육상에서의 웨이브 통신거리는 약 1km이나 본 발명의 실시예에서는 해상에서 통신이 이루어지므로, 통신 가능 거리가 약 5km 내지 8km이다
웨이브 단말기(100)는 웨이브 통신 기술을 이용하여 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보, 길이 정보, 선박 명 및 선박 종류의 정보 등을 주고받을 수 있다. 웨이브 단말기(100)는 GPS 수신기(200)로부터 제공된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 타 선박으로부터 전송된 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정하여 존재할 경우 CPA(Closest Point of Approach) 및 TCPA(Time to CPA)를 연산하고, CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정하여 이하일 경우 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정하고, 제 3 설정시간 이하일 경우 자 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 스티어링 기어룸(300)에 출력하는 역할을 한다.
안테나(A)는 웨이브 단말기(100)에 연결되어 해당 주파수 대역의 신호를 주고받을 수 있게 하는 역할을 한다.
CPA(Closest Point of Approach) 및 TCPA(Time to CPA)는 자 선박 및 타 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보 및 길이 정보를 이용하여 연산할 수 있으며, 연산식은 당업자에게는 자명한 사항이므로 생략하기로 한다.
제 2 설정 거리는 다음의 [수학식 1]에 의해 규정된다.
[수학식 1]
제 2 설정거리 = La+Lb
[여기서 La는 자 선박의 길이이고, Lb는 타 선박의 길이 임]
제 3 설정 거리는 다음의 [수학식 2]에 의해 규정된다.
[수학식 2]
제 3 설정거리 = 2min + La/Va+Lb/Vb+β
[여기서 Va는 자 선박 속도(knots)이고, Vb는 타 선박 속도(knots)이며, β는 사용자 입력값(minimum) 임]
스티어링 기어룸(300)은 웨이브 단말기(100)로부터 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 유압에 의해 타를 좌, 우현으로 전환하는 역할을 한다. 특히 비상시에 웨이브 단말기(100)로부터 우현 타 전환 제어신호를 입력받을 경우 스위칭 동작되어 유압에 의해 타를 우현으로 전환시키는 역할을 한다. 스티어링 기어룸(300)은 제어신호에 의해 스위칭 동작되는 솔레노이드밸브 및 유압을 제어하는 실린더를 포함한다. 스티어링 기어룸(300)은 웨이브 단말기(100)로부터 제어신호를 입력받아 자동으로 동작되는 것을 예로 들었으나, 수동으로 선장, 부선장 등의 승무원에 의해 동작될 수도 있다.
엔진 속도 조절부(400)는 비상시 웨이브 단말기(100)로부터 감속 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 엔진의 속도를 소정 값으로 낮출 수 있게 하는 역할을 한다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템을 이용한 선박 충돌 회피 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 방법을 나타낸 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 나타낸다.
먼저, 웨이브 단말기(100)가 웨이브 통신 기술을 이용하여 타 선박의 웨이브 단말기(100)로부터 타 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 수신하면(S10), GPS 수신기(200)로부터 입력된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 스텝(S10)에서 수신된 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리(예컨대, 3mile) 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정한다(S20).
스텝(S20)에서 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재할 경우(YES), 웨이브 단말기(100)가 CPA 및 TCPA를 연산하고(S30), CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정한다(S40).
스텝(S40)에서 CPA가 제 2 설정거리 이하일 경우(YES), 웨이브 단말기(100)는 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정한다(S50).
스텝(S50)에서 TCPA가 제 3 설정시간 이하일 경우(YES), 웨이브 단말기(100)는 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 스티어링 기어룸(300)에 출력하여 스티어링 기어룸(300)에 의해 타가 우현으로 전환됨으로써, 선박의 충돌 위험이 방지될 수 있다(S60). 충돌 위험 상황에서 선박의 타를 우현으로 전환시키는 이유는 해상 교통 규약에 정해져 있는 기준에 따른 것이다.
한편, 스텝(S20)에서 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 밖에 존재할 경우(NO), 스텝(S40)에서 CPA 값이 제 2 설정거리 보다 클 경우(NO), 및 스텝(S50)에서 TCPA값이 제 3 설정시간 보다 클 경우(NO)는 스텝(S20)으로 진행된다.
한편, 상기 스텝(S60)에서 타가 우현으로 전환되는 과정에서 추가적으로, 웨이브 단말기(100)가 엔진 속도 조절부(400)에 엔진 감속 제어 신호를 출력하여 엔진의 속도를 감속 시킬 경우 좀 더 효과적으로 선박의 충돌을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템 및 방법에 의하면, 웨이브 단말기가 웨이브 통신 기술을 이용하여 타 선박의 웨이브 단말기로부터 타 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 수신하고, GPS 수신기로부터 입력된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 상기 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정하며, 타 선박이 상기 제 1 설정 거리 범위 내에 존재할 경우 CPA 및 TCPA를 연산하며, 상기 CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정하여, 상기 CPA가 상기 제 2 설정거리 이하일 경우 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정하며, 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하일 경우 자 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 출력하여 스티어링 기어룸에 의해 타가 우현으로 전환되도록 구성됨으로써, 선박항해시 선박간의 충돌에 대해 예방 차원이 아니라 근원적으로 방지할 수 있게 한다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 웨이브 단말기
200: GPS 수신기
300: 스티어링 기어룸
400: 엔진 속도 조절부
A: 안테나

Claims (6)

  1. 웨이브(WAVE) 통신을 통해 선박 간에 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 주고받으면서 항해시 선박의 충돌을 회피시키는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템으로서,
    각 선박은
    웨이브 통신 기술을 이용하여 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 주고받을 수 있고, GPS 수신기(200)로부터 입력된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 타 선박으로부터 전송된 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정하여 존재할 경우 CPA(Closest Point of Approach) 및 TCPA(Time to CPA)를 연산하고, 상기 CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정하여 이하일 경우 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정하고, 제 3 설정시간 이하일 경우 자 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 출력하도록 구성된 웨이브 단말기(100); 및
    상기 웨이브 단말기로부터 우현 타 전환 제어신호를 입력받을 경우 스위칭 동작되어 유압에 의해 타를 우현으로 전환시키도록 구성된 스티어링 기어룸(300);을 포함하며,
    상기 자 선박의 우현으로의 타 전환시, 상기 웨이브 단말기로부터 엔진 감속 제어 신호를 입력받아 엔진의 속도를 감속시키도록 구성된 엔진 속도 조절부(400)를 더 포함하는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 설정 거리는 다음의 [수학식 1]에 의해 규정되는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템.

    [수학식 1]
    제 2 설정거리 = La+Lb

    [여기서 La는 자 선박의 길이이고, Lb는 타 선박의 길이 임]
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 설정 거리는 다음의 [수학식 2]에 의해 규정되는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템.

    [수학식 2]
    제 3 설정거리 = 2min + La/Va+Lb/Vb+β

    [여기서 Va는 자 선박 속도(knots)이고, Vb는 타 선박 속도(knots)이며, β는 사용자 입력값(minimum) 임]
  4. 제 1 항에 기재된 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 시스템을 이용한 선박 충돌 회피 방법으로서,
    웨이브 단말기(100)가 웨이브 통신 기술을 이용하여 타 선박의 웨이브 단말기(100)로부터 타 선박의 위치 정보, 속도 정보, 침로 정보, 시간 정보 및 길이 정보를 수신하는 단계;
    상기 웨이브 단말기가 GPS 수신기(200)로부터 입력된 자 선박의 위치 정보 및 속도 정보와 상기 타 선박의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 타 선박이 제 1 설정 거리 범위 내에 존재하는 지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 제 1 설정 거리 범위 내 존재 여부 결정 단계에서 타 선박이 상기 제 1 설정 거리 범위 내에 존재할 경우 상기 웨이브 단말기가 CPA 및 TCPA를 연산하는 단계;
    상기 웨이브 단말기가 상기 CPA가 제 2 설정거리 이하인지의 여부를 결정하는 단계;
    상기 제 2 설정거리 이하 여부 결정 단계에서 상기 CPA가 상기 제 2 설정거리 이하일 경우 상기 웨이브 단말기가 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하인지의 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 제 3 설정시간 이하 여부 결정 단계에서 상기 TCPA가 제 3 설정시간 이하일 경우 상기 웨이브 단말기가 자 선박을 우현으로 타 전환하기 위한 우현 타 전환 제어신호를 출력하여 스티어링 기어룸(300)에 의해 타가 우현으로 전환되는 단계;를 포함하는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 설정 거리는 다음의 [수학식 1]에 의해 규정되는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 방법.

    [수학식 1]
    제 2 설정거리 = La+Lb

    [여기서 La는 자 선박의 길이이고, Lb는 타 선박의 길이 임]
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 설정 거리는 다음의 [수학식 2]에 의해 규정되는 웨이브 통신 기반 선박 충돌 회피 방법.

    [수학식 2]
    제 3 설정거리 = 2min + La/Va+Lb/Vb+β

    [여기서 Va는 자 선박 속도(knots)이고, Vb는 타 선박 속도(knots)이며, β는 사용자 입력값(minimum) 임]
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113744570A (zh) * 2021-11-03 2021-12-03 武汉理工大学 一种桥区水域船舶防撞预警方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101250858B1 (ko) 2012-11-26 2013-04-05 (주)썬커뮤니케이션 해양사고 안전 관리시스템
KR20190019561A (ko) * 2017-08-18 2019-02-27 대우조선해양 주식회사 선박의 충돌 위험도 결정 방법 및 그 장치
KR20190087146A (ko) * 2018-01-16 2019-07-24 (주)이씨스 선박 충돌 방지 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101250858B1 (ko) 2012-11-26 2013-04-05 (주)썬커뮤니케이션 해양사고 안전 관리시스템
KR20190019561A (ko) * 2017-08-18 2019-02-27 대우조선해양 주식회사 선박의 충돌 위험도 결정 방법 및 그 장치
KR20190087146A (ko) * 2018-01-16 2019-07-24 (주)이씨스 선박 충돌 방지 시스템 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113744570A (zh) * 2021-11-03 2021-12-03 武汉理工大学 一种桥区水域船舶防撞预警方法及装置

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