KR102293723B1 - 해상교통 통합 관제 시스템 및 방법 - Google Patents

해상교통 통합 관제 시스템 및 방법 Download PDF

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KR102293723B1 KR1020210018439A KR20210018439A KR102293723B1 KR 102293723 B1 KR102293723 B1 KR 102293723B1 KR 1020210018439 A KR1020210018439 A KR 1020210018439A KR 20210018439 A KR20210018439 A KR 20210018439A KR 102293723 B1 KR102293723 B1 KR 102293723B1
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오재용
김혜진
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한국해양과학기술원
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Abstract

해상교통 통합 관제 시스템 및 방법이 개시된다. 해상교통 통합 관제 시스템은, 복수의 관제 센터에 설치되며, 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 수집하여 송신 데이터를 생성하는 복수의 선박교통 데이터 수집 서버 및 복수의 선박교통 데이터 수집 서버로부터 송신 데이터를 수신하고, 수신된 송신 데이터를 이용하여 동일 선박에 대한 복수의 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출하고, 동일 선박의 복수의 선박교통 데이터 중 에러 크기 지표가 가장 낮은 선박교통 데이터로 동일 선박의 선박교통 데이터를 갱신함으로써, 중복된 선박교통 데이터를 통합하는 해상교통 정보 통합 서버를 포함한다.

Description

해상교통 통합 관제 시스템 및 방법{System and method for integrated maritime traffic control}
본 발명은 해상교통 통합 관제 시스템 및 방법에 관한 것이다.
해상교통관제시스템(VTS: Vessel Traffic Service System)은 해상 교통량의 폭주, 위험화물의 증가, 잠재적인 환경오염의 위험 등에서 항만의 안전 또는 항만 운영의 효율성을 제고하기 위해 실시하는 통항 서비스를 제공하는 시스템이다. 이러한 해상교통관제시스템에는 선박교통 정보를 파악하기 위한 레이더(RADAR)와 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System)가 포함되어 있으며, 이를 통해 수집된 정보를 바탕으로 해상교통 관제 업무가 수행된다.
현재, 해상교통관제시스템은 국내 주요 항만의 관제 센터에 설치되어 운영 중이며, 각 시스템은 서로 독립적으로 운영되고 있다.
그러나, 화물선이나 여객선과 같이 국내 연안 구역을 항해하는 선박의 효율적인 관제를 위해서는, 해상교통관제시스템들 간에 선박교통 정보의 연계가 필수적인데, 현재는 선박교통 정보의 연계가 이루어지지 못하여 필요에 따라 유선 상으로 선박교통 정보를 전달하고 있는 실정이다.
따라서, 개별적으로 운영되는 해상교통관제시스템들을 통합하는 시스템이 필요하며, 이 시스템에서는 각 해상교통관제시스템이 획득하는 선박교통 정보들의 융합이 선행되어야 한다.
대한민국등록특허공보 제10-1703906호(2017.02.01)
본 발명은 개별적으로 운영되는 해상교통관제시스템들이 획득하는 선박교통 정보들을 융합하여 해상교통관제시스템들을 통합하는 해상교통 통합 관제 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해상교통 통합 관제 시스템이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템은, 복수의 관제 센터에 설치되며, 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 수집하여 송신 데이터를 생성하는 복수의 선박교통 데이터 수집 서버 및 상기 복수의 선박교통 데이터 수집 서버로부터 상기 송신 데이터를 수신하고, 상기 수신된 송신 데이터를 이용하여 동일 선박에 대한 복수의 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출하고, 상기 동일 선박의 복수의 선박교통 데이터 중 상기 에러 크기 지표가 가장 낮은 선박교통 데이터로 상기 동일 선박의 선박교통 데이터를 갱신함으로써, 중복된 선박교통 데이터를 통합하는 해상교통 정보 통합 서버를 포함한다.
상기 에러 크기 지표는, 상기 관제 센터에 설치된 레이더와 선박 간의 거리가 증가할수록 증가하고, 최근에 수신된 데이터일수록 감소한다.
상기 에러 크기 지표(Errorv)는 하기 수학식을 이용하여 산출된다.
Figure 112021016611125-pat00001
여기서,
Figure 112021016611125-pat00002
은 관제 구역 내의 레이더 사이트의 위치이고,
Figure 112021016611125-pat00003
는 레이더 사이트(r)과 선박(v) 간의 거리이고,
Figure 112021016611125-pat00004
는 현재 시간에서 데이터 생성 시간을 뺀 값이다.
상기 복수의 선박교통 데이터 수집 서버는, 레이더(RADAR), 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System), 브이패스(V-PASS) 및 항만운영정보시스템(Port-MIS: Port Management Information System)로부터 상기 선박교통 데이터를 수집한다.
상기 송신 데이터는, 상기 레이더, 상기 자동선박식별장치 및 상기 브이패스로부터 수신되는 선박교통 데이터로부터 생성된 선박별 이동 데이터 및 상기 항만운영정보시스템으로부터 수신되는 선박교통 데이터와 관제사 입력 정보로부터 생성되는 기타 데이터를 포함하되, 상기 선박별 이동 데이터는 일시, 호출부호, 식별번호, 위치, 속도, 침로, 선회율 및 선박 제원 정보를 포함하고, 상기 기타 데이터는 출발지, 목적지, 선박의 운항 현황 및 관제 의견을 포함한다.
상기 위치, 상기 침로 및 상기 속도는 선박별로 상기 에러 크기 지표가 가장 낮은 데이터로 갱신되고, 상기 출발지, 상기 목적지, 상기 선박의 운항 현황 및 관제 의견은 선박별로 최신 데이터로 갱신된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 관제 센터에 설치된 복수의 선박교통 데이터 수집 서버 및 해상교통 정보 통합 서버를 포함하는 시스템에서 수행되는 해상교통 통합 관제 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 방법은, 상기 복수의 선박교통 데이터 수집 서버가 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 수집하여 송신 데이터를 생성하고, 상기 생성된 송신 데이터를 상기 해상교통 정보 통합 서버로 전송하는 단계, 상기 해상교통 정보 통합 서버가 상기 송신 데이터를 수신하고, 상기 수신된 송신 데이터를 이용하여 동일 선박에 대한 복수의 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출하는 단계 및 상기 동일 선박의 복수의 선박교통 데이터 중 상기 에러 크기 지표가 가장 낮은 선박교통 데이터로 상기 동일 선박의 선박교통 데이터를 갱신함으로써, 중복된 선박교통 데이터를 통합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템 및 방법은, 개별적으로 운영되는 해상교통관제시스템들이 획득하는 선박교통 정보들을 융합하여 해상교통관제시스템들을 통합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템의 동작 방법을 나타낸 흐름도.
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 해상교통 통합 관제 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 1을 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템에 대하여 설명하되, 도 2를 참조하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템은, 복수의 선박교통 데이터 수집 서버(100), 해상교통 정보 통합 서버(200) 및 해상교통 통합 관제 콘솔(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
선박교통 데이터 수집 서버(100)는 각 관제 센터에 해상교통관제시스템(VTS: Vessel Traffic Service System)과 함께 설치되어 운영된다.
선박교통 데이터 수집 서버(100)는 레이더(RADAR), 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System), 브이패스(V-PASS), 항만운영정보시스템(Port-MIS: Port Management Information System) 등으로부터 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 수신하여 저장한다.
그리고, 선박교통 데이터 수집 서버(100)는 저장된 선박교통 데이터로부터 해상교통 정보 통합 서버(200)로 전송할 송신 데이터를 생성한다.
여기서, 송신 데이터는 레이더(RADAR), 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System) 및 브이패스(V-PASS)로부터 수신되는 선박교통 데이터로부터 생성된 선박별 이동 데이터, 항만운영정보시스템(Port-MIS: Port Management Information System)으로부터 수신되는 선박교통 데이터와 관제사 입력 정보로부터 생성되는 기타 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 송신 데이터는 매초 주기로 생성될 수 있으며, 선박별 이동 데이터는 일시(날짜 및 시간), 호출부호(CallSign), 식별번호(MMSI), 위치(위도와 경도), 속도(SoG), 침로(CoG), 선회율(Rate of Turn), 선박 제원 정보 등을 포함할 수 있고, 기타 데이터는 출발지, 목적지, 선박의 운항 현황 및 관제 의견 등을 포함할 수 있다.
여기서, 출발지 및 목적지는 항만운영정보시스템으로부터 수신되는 선박교통 데이터를 기반으로 생성되되, 관제사의 입력에 의하여 수정될 수 있다. 관제사는 각 선박의 운항 현황을 텍스트 형태로 기타 데이터에 포함시킬 수 있고, 관제 업무에 참고가 되는 관제 의견을 기타 데이터에 포함시킬 수 있다.
선박교통 데이터 수집 서버(100)는 관제 구역을 항해하는 모든 선박에 대하여 송신 데이터를 생성하며, 생성된 선박별 송신 데이터는 호출부호를 이용하여 구분될 수 있다.
각 선박의 선박교통 데이터는 추가, 삭제, 수정 등의 변경사항이 있는 경우에만, 송신 데이터에 포함되고, 생성된 송신 데이터는 네트워크 부하를 줄이기 위하여, 데이터 압축과정을 거친 후, 해상교통 정보 통합 서버(200)로 전송될 수 있다.
해상교통 정보 통합 서버(200)는 복수의 선박교통 데이터 수집 서버(100)로부터 수신되는 송신 데이터를 이용하여, 선박교통 데이터 수집 서버(100)가 설치된 관제 센터들의 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 통합하는 기능을 수행한다.
즉, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 동일한 선박에 대한 선박교통 데이터가 복수의 관제 센터의 선박교통 데이터 수집 서버(100)로부터 수신된 경우, 수신된 중복 선박교통 데이터의 최우선순위를 결정하고, 결정된 최우선순위의 선박교통 데이터로 해당 선박의 선박교통 데이터를 통합한다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 인접한 두 항만에 각각 설치된 관제 센터 A 및 관제 센터 B는 각각 호출부호로 식별되는 동일한 선박에 대하여 제1 선박교통 데이터 및 제2 선박교통 데이터를 획득할 수 있다. 이때, 획득된 제1 선박교통 데이터 및 제2 선박교통 데이터는 동일한 선박의 선박교통 데이터임에도 불구하고, 서로 차이가 발생한다. 즉, 각 관제 센터에서 획득되는 선박의 위치정보는 레이더의 물표 정보를 이용하여 계산되기 때문에 측위 오차를 포함하며, 이로 인하여 동일한 선박의 선박교통 데이터 간에 차이가 발생할 수 있다.
이를 위하여, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 우선, 수신된 복수의 선박교통 데이터 수집 서버(100)의 송신 데이터에 포함된 모든 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출한다.
예를 들어, 각 관제 센터에는 다수 개의 레이더가 동시에 운영되고 있으며, 레이더 사이트와 선박 간의 거리가 증가할수록 동일 선박에 대한 측위 오차가 증가할 수 있다. 그리고, 동일 선박에 대하여 보다 최근에 수신된 데이터일수록 낮은 에러를 가질 수 있다. 이에 따라, 선박교통 데이터의 에러 크기 지표(Errorv)는 하기 수학식을 이용하여 산출될 수 있다.
Figure 112021016611125-pat00005
여기서,
Figure 112021016611125-pat00006
은 관제 구역 내의 레이더 사이트의 위치이고,
Figure 112021016611125-pat00007
는 레이더 사이트(r)과 선박(v) 간의 거리이고,
Figure 112021016611125-pat00008
는 현재 시간에서 데이터 생성 시간을 뺀 값이다.
수학식 1을 이용하여 선박교통 데이터 중 선박의 위치, 침로, 속도 등의 에러 크기 지표가 산출될 수 있다.
그리고, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 동일 선박에 대하여 에러 크기 지표가 가장 낮은 선박교통 데이터로 동일 선박의 선박교통 데이터를 갱신함으로써, 중복된 선박교통 데이터를 통합할 수 있다.
예를 들어, 선박의 위치, 침로, 속도 등은 선박별로 에러 크기 지표가 가장 낮은 데이터로 갱신되고, 출발지, 목적지, 선박의 운항 현황 및 관제 의견은 선박별로 최신 데이터로 갱신될 수 있다. 이때, 관제사가 작성한 관제 의견은 작성 이력이 확인되도록 시간 순서로 통합될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 정보 통합 서버(200)는 수신된 복수의 선박교통 데이터 수집 서버(100)의 송신 데이터에 포함된 선박교통 데이터들에서 중복 데이터를 처리하기 위하여, 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출한 후, 동일 선박에 대하여 가장 낮은 에러율을 가지는 선박교통 데이터로 통합함으로써, 통합된 선박교통 데이터를 생성할 수 있다.
이후, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 생성된 통합 선박교통 데이터를 해상교통 통합 관제 콘솔(300)로 전송한다.
해상교통 통합 관제 콘솔(300)은 관제 센터에 설치되어 정보를 출력하고, 제어입력을 받는 장치이다.
해상교통 통합 관제 콘솔(300)은 해상교통 정보 통합 서버(200)로부터 수신된 통합 선박교통 데이터를 출력하여 관제사에게 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상교통 통합 관제 시스템의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
S310 단계에서, 선박교통 데이터 수집 서버(100)는 레이더(RADAR), 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System), 브이패스(V-PASS), 항만운영정보시스템(Port-MIS: Port Management Information System) 등으로부터 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 수신하여 저장한다.
S320 단계에서, 선박교통 데이터 수집 서버(100)는 저장된 선박교통 데이터로부터 해상교통 정보 통합 서버(200)로 전송할 송신 데이터를 생성한다.
S330 단계에서, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 수신된 복수의 선박교통 데이터 수집 서버(100)의 송신 데이터를 이용하여 동일 선박에 대한 복수의 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출한다.
S340 단계에서, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 산출된 에러 크기 지표를 이용하여 중복된 선박교통 데이터를 통합한다.
즉, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 동일 선박에 대한 복수의 선박교통 데이터 중 에러 크기 지표가 가장 낮은 선박교통 데이터로 동일 선박의 선박교통 데이터를 갱신함으로써, 중복된 선박교통 데이터를 통합할 수 있다.
S350 단계에서, 해상교통 정보 통합 서버(200)는 통합된 선박교통 데이터를 해상교통 통합 관제 콘솔(300)을 통해 관제사에게 제공한다.
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: 복수의 선박교통 데이터 수집 서버
200: 해상교통 정보 통합 서버
300: 해상교통 통합 관제 콘솔

Claims (7)

  1. 해상교통 통합 관제 시스템에 있어서,
    복수의 관제 센터에 설치되며, 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 수집하여 송신 데이터를 생성하는 복수의 선박교통 데이터 수집 서버; 및
    상기 복수의 선박교통 데이터 수집 서버로부터 상기 송신 데이터를 수신하고, 상기 수신된 송신 데이터를 이용하여 동일 선박에 대한 복수의 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출하고, 상기 동일 선박의 복수의 선박교통 데이터 중 상기 에러 크기 지표가 가장 낮은 선박교통 데이터로 상기 동일 선박의 선박교통 데이터를 갱신함으로써, 중복된 선박교통 데이터를 통합하는 해상교통 정보 통합 서버를 포함하는 해상교통 통합 관제 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에러 크기 지표는,
    상기 관제 센터에 설치된 레이더와 선박 간의 거리가 증가할수록 증가하고,
    최근에 수신된 데이터일수록 감소하는 것을 특징으로 하는 해상교통 통합 관제 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에러 크기 지표(Errorv)는 하기 수학식을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 해상교통 통합 관제 시스템.
    Figure 112021052595991-pat00009

    여기서,
    Figure 112021052595991-pat00010
    은 관제 구역 내의 레이더 사이트의 위치이고,
    Figure 112021052595991-pat00011
    는 레이더 사이트(r)과 선박(v) 간의 거리이고,
    Figure 112021052595991-pat00012
    는 현재 시간에서 데이터 생성 시간을 뺀 값임
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 선박교통 데이터 수집 서버는, 레이더(RADAR), 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System), 브이패스(V-PASS) 및 항만운영정보시스템(Port-MIS: Port Management Information System)로부터 상기 선박교통 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 해상교통 통합 관제 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 송신 데이터는,
    상기 레이더, 상기 자동선박식별장치 및 상기 브이패스로부터 수신되는 선박교통 데이터로부터 생성된 선박별 이동 데이터; 및
    상기 항만운영정보시스템으로부터 수신되는 선박교통 데이터와 관제사 입력 정보로부터 생성되는 기타 데이터를 포함하되,
    상기 선박별 이동 데이터는 일시, 호출부호, 식별번호, 위치, 속도, 침로, 선회율 및 선박 제원 정보를 포함하고,
    상기 기타 데이터는 출발지, 목적지, 선박의 운항 현황 및 관제 의견을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상교통 통합 관제 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위치, 상기 침로 및 상기 속도는 선박별로 상기 에러 크기 지표가 가장 낮은 데이터로 갱신되고,
    상기 출발지, 상기 목적지, 상기 선박의 운항 현황 및 관제 의견은 선박별로최신 데이터로 갱신되는 것을 특징으로 하는 해상교통 통합 관제 시스템.
  7. 복수의 관제 센터에 설치된 복수의 선박교통 데이터 수집 서버 및 해상교통 정보 통합 서버를 포함하는 시스템에서 수행되는 해상교통 통합 관제 방법에 있어서,
    상기 복수의 선박교통 데이터 수집 서버가 관제 구역을 항해하는 모든 선박의 선박교통 데이터를 수집하여 송신 데이터를 생성하고, 상기 생성된 송신 데이터를 상기 해상교통 정보 통합 서버로 전송하는 단계;
    상기 해상교통 정보 통합 서버가 상기 송신 데이터를 수신하고, 상기 수신된 송신 데이터를 이용하여 동일 선박에 대한 복수의 선박교통 데이터의 에러 크기 지표를 산출하는 단계; 및
    상기 동일 선박의 복수의 선박교통 데이터 중 상기 에러 크기 지표가 가장 낮은 선박교통 데이터로 상기 동일 선박의 선박교통 데이터를 갱신함으로써, 중복된 선박교통 데이터를 통합하는 단계를 포함하는 해상교통 통합 관제 방법.


KR1020210018439A 2021-02-09 2021-02-09 해상교통 통합 관제 시스템 및 방법 KR102293723B1 (ko)

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