KR102458798B1 - 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템에 관한 것으로, GPS (Global Positioning System) 위치의 확인 및 AIS (Automatic Identification System) 정보의 분석을 수행하여 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 전송하는 익수자 위치 발신장치, 상기 AIS 기반의 구조 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 선박 모니터를 통해 상기 익수자의 위치를 파악하며 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 전송하는 선박 전용수신장치, 및 상기 위성 기반의 구조 신호가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 상기 익수자의 위치를 기초로 담당 지구대를 검출하고 상기 위성 기반의 구조 신호를 해상 재난 메시지로 변환하여 상기 담당 지구대의 지구대 모니터에 전송하는 VTSC (Vessel Traffic Service Center) 장치를 포함한다.
Description
본 발명은 익수자 수색 구조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 위치발신을 수신하여 익수자의 위치 파악 및 구조를 진행할 수 있도록 하는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템에 관한 것이다.
통신기술이 발달함에 따라 선박에 대한 안전, 개인 익수자(조난자) 안전 및 어업 효율화 등을 위해 다양한 무선설비가 등장하고 있다. 그중 가장 대표적인 것이 자율해상무선기기(Automatic Maritime Radio Device; AMRD)다.
자율해상무선기기는 이동형 항로표시 장치, 익수자 위치정보 전송장치 및 어망 위치정보 전송장치 등 각종 소형 위치정보 전송장치를 말하며, 해상에서 운용하고 선박국 또는 해안국과 독립적으로 송신하는 이동국으로 정의될 수 있다. 자동식별장치(AIS) 기술, 디지털선택호출 장치(DSC) 기술, 가공 음성 메시지 등을 이용한 다양한 해상자율무선기기가 출현함에 따라 이에 대한 적절한 규제가 이루어지지 않을 경우 해상안전에 부정적 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기되면서 해상자율무선기기(AMRD)를 체계적으로 구분하고 규정화할 필요성이 커졌다.
ITU가 자율해상무선기기에 대한 규제체계를 마련하기 위해 국제표준화 작업을 시작하였으며, 자율해상무선기기 관련하여 항행안전을 증진시키는지 여부를 기준으로 종별A AMRD(항행안전 증진)와 종별B AMRD(항행안전 무관)로 구분하고, 종별A AMRD는 자동식별장치(AIS) 및 디지털 선택호출장치(DSC) 주파수를 모두 사용하게 하는 한편, 종별B에 대해서는 자동식별장치(AIS) 기술을 적용하는 자율해상무선기기에 VHF 채널 2006번(160.900㎒)을 신규 할당하였다. 종별A AMRD는 크게 보아 항로표지(Aidsto Navigation, AtoN)나 해상조난자위치발신장치(Man Over Board, MOB)의 유형에 해당되며, 종별B AMRD는 어망 부이 등이 해당된다.
이러한 자율해상무선기기 관련 국제표준이 제·개정되고 조항이 신설됨에 따라 이를 사용하여 익수자의 위치를 확인하고 구조할 수 있는 시스템이 필요하게 되었다.
한국공개특허 제10-2018-0032848(2018.04.02)호는 V-PASS 기반 개인휴대 위치발신장치를 활용한 해양수색구조 시스템 및 그 탐색 제어방법에 관한 것으로, 해상에서 사용자가 휴대한 개인휴대 위치발신장치(Personal Location Transponder; “PLT”)와, 상기 개인휴대 위치발신장치로부터 발신되는 신호를 제공받아 송신하는 어선에 설치된 어선 입출항관리시스템(V-PASS)와, 상기 어선 입출항관리시스템(V-PASS)으로부터 증폭되어 발신된 신호를 수신하여 중계하기 위한 송수신 안테나를 구비한 기지국, 및 상기 기지국으로부터 신호정보를 송수신하는 조난정보센터를 순차적으로 구비하되, 상기 개인휴대 위치발신장치로부터 발신된 신호를 단계적으로 증폭하여 육상에 설치된 상기 조난정보센터에 제공함으로써 사용자에 의해 발신되는 긴급구조신호(SOS)를 신속하게 확인하고 구조활동을 실행할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
한국등록특허 제10-1075563(2011.10.14)호는 양방향 통신이 가능한 개인용 위치추적단말기를 이용한 수색구조시스템과 그것을 이용한 수색구조방법에 관한 것으로, 해상에서 운항중인 선박의 승객이 개인별로 휴대하는 제1, 제n 개인용 위치추적단말기, 해상의 구조현장으로 파견되는 선박에 설치되는 소형단정용 수색구조용 단말기, 상기 개별 수형단정용 수색구조용 단말기 장치를 제어하고 정보를 교환하는 대형함정에 구비하는 대형함정용 수색구조용 단말기, 및 상기 대형함정용 수색구조용 단말기와 통신하며 조난자의 위치정보와 신상정보를 제공받아 영해 상에서 운항하며 입체적으로 정보를 관리하고 통신하기 위해 항공기에 구비되는 항공기용 수색구조용 단말기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 위치발신을 수신하여 익수자의 위치 파악 및 구조를 진행할 수 있도록 하는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 선박 모니터를 통해 익수자의 위치를 파악하여 구조를 진행할 수 있고 통신장비와 연동하여 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 외부로 전달하여 익수자 발생 상황에 빠르게 대처할 수 있는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 선박용 위성 송수신장치를 통해 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 원거리 전송할 수 있고 지구대의 구조선박에 익수자 위치까지 내비게이팅 하여 익수자의 위치를 신속하게 확인하고 구조 활동을 수행할 수 있는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템은 GPS (Global Positioning System) 위치의 확인 및 AIS (Automatic Identification System) 정보의 분석을 수행하여 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 전송하는 익수자 위치 발신장치, 상기 AIS 기반의 구조 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 선박 모니터를 통해 상기 익수자의 위치를 파악하며 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 전송하는 선박 전용수신장치, 및 상기 위성 기반의 구조 신호가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 상기 익수자의 위치를 기초로 담당 지구대를 검출하고 상기 위성 기반의 구조 신호를 해상 재난 메시지로 변환하여 상기 담당 지구대의 지구대 모니터에 전송하는 VTSC (Vessel Traffic Service Center) 장치를 포함한다.
상기 익수자 위치 발신장치는 상기 AIS 정보를 수신하고 빈 슬롯을 확인한 후 구조요청시간을 상기 AIS 기반의 구조 메시지에 더 포함시켜 주기적으로 전송하며, 현재 조도가 특정 기준 이하인 경우에는 발광 소자를 동작시킬 수 있다.
상기 선박 전용수신장치는 상기 AIS 기반의 구조 메시지에 있는 구조요청시간을 확인하고 상기 익수자의 위치를 기초로 도달가능시간을 결정한 후 상기 도달가능시간을 상기 익수자 위치 발신장치에 전송하며 상기 도달가능시간이 상기 익수자의 예상생존시간 이상인 경우에는 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 타선박에게 브로드캐스팅 할 수 있다.
상기 VTSC 장치는 상기 담당 지구대의 지구대 구조선박으로부터 이동 위치를 주기적으로 수신하여 상기 익수자의 위치까지의 최적항로를 제공하고 상기 지구대 구조선박이 상기 익수자의 인근 영역에 진입하는 것을 검출하여 상기 지구대 구조선박이 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 직접 수신하도록 하여 상기 익수자의 위치를 실시간으로 확인할 수 있도록 할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템은 자율해상무선기기를 이용한 익수자 위치발신을 수신하여 익수자의 위치 파악 및 구조를 진행할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템은 선박 모니터를 통해 익수자의 위치를 파악하여 구조를 진행할 수 있고 통신장비와 연동하여 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 외부로 전달하여 익수자 발생 상황에 빠르게 대처할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템은 선박용 위성 송수신장치를 통해 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 원거리 전송할 수 있고 지구대의 구조선박에 익수자 위치까지 내비게이팅 하여 익수자의 위치를 신속하게 확인하고 구조 활동을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 익수자 위치 발신장치를 나타내는 예시도이다.
도 3은 도 1에 있는 익수자 위치 발신장치의 익수자 위치 발신 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 1에 있는 선박 전용수신장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템에서 수행되는 익수자 수색 구조 과정을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1에 있는 익수자 위치 발신장치를 나타내는 예시도이다.
도 3은 도 1에 있는 익수자 위치 발신장치의 익수자 위치 발신 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 1에 있는 선박 전용수신장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템에서 수행되는 익수자 수색 구조 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템(100)은 익수자 위치 발신장치(110), 선박 전용수신장치(130) 및 VTSC(Vessel Traffic Service Center) 장치(170)를 포함할 수 있다.
익수자 위치 발신장치(110)는 GPS(Global Positioning System) 위치의 확인 및 AIS(Automatic Identification System) 정보의 분석을 수행하여 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 GPS(Global Positioning System)를 내장하여 익수자의 위치정보와 함께 구조 메시지를 전송할 수 있다. 여기에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 개인 휴대 가능한 소형의 단말기 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 익수자 위치 발신장치(110)는 승선원 및 레저활동, 오염물 청소요원 등 해상활동 종사자 전체를 대상으로 개인 휴대할 수 있다. 익수자 위치 발신장치(110)는 신설된 자율해상무선기기(AMRD Group B MOB-AIS) 관련 규정에 따라 구현될 수 있다. 여기에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 160.900㎒(채널 2006번) AIS 기술을 사용하는 메시지를 전송할 수 있다. 익수자 위치 발신장치(110)는 AIS 기반의 구조 메시지에 구조요청시간을 더 포함시킬 수 있다.
선박 전용수신장치(130)는 AIS 기반의 구조 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 선박 모니터(135)를 통해 익수자의 위치를 파악하며 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 선박 전용수신장치(130)는 선박에 설치될 수 있으며 익수자 위치 발신장치(110)와 무선으로 연결되고 익수자의 위치정보가 포함되는 AIS 기반의 구조 메시지를 수신하여 선박 모니터(135)를 통해 익수자의 위치를 파악하고 구조를 진행할 수 있다. 여기에서, 선박 전용수신장치(130)는 익수자 위치 발신장치(110)와 동일 주파수를 사용하여 AIS 기반의 구조 메시지를 수신할 수 있다. 예컨대, 선박 전용수신장치(130)는 160.900㎒ 주파수의 선박용 전용 수신기에 해당할 수 있다. 선박 전용수신장치(130)는 AIS 기반의 구조 메시지에 구조요청시간이 포함된 경우에는 구조 메시지에 있는 구조요청시간을 확인하고 익수자의 위치를 기초로 도달가능시간을 결정한 후 도달가능시간을 익수자의 위치 발신장치(110)에 전송할 수 있다. 선박 전용수신장치(130)는 도달가능시간이 익수자의 예상생존시간 이상인 경우에는 AIS 기반의 구조 메시지를 인근 타선박에게 브로드캐스팅 하여 익수자의 위치를 기준으로 더 가까운 타선박이 먼저 갈 수 있도록 안내할 수 있다.
선박 전용수신장치(130)는 선내 알람 표시기와 연동하여 경보 알람을 발생할 수 있다. 선박 전용수신장치(130)는 알람 구성을 포함할 수 있고 자체 알람 발생으로 익수자 발생 상황을 알릴 수 있다. 예컨대, 선박 전용수신장치(130)는 자체 알람과 선내 알람 표시기와 연동한 알람 중 적어도 하나를 통해 알람 발생할 수 있어 고장 등에 의해 선내 익수자 발생 상황을 알리지 못하는 상황에 대비할 수 있다. 여기에서, 선내 알람 표시기는 알람음을 울리는 것과 함께 경고램프를 점등하여 자선에 알람 발생할 수 있다. 선내 알람 표시기는 스피커 및 LED 등으로 구성되어 알람신호를 알릴 수 있다.
일 실시예에서, 선박 전용수신장치(130)는 익수자 위치 발신장치(110)와의 접속 상태를 계속 확인할 수 있으며 “클로즈 루프(Close-Loop)”로 동작하여 접속이 끊어지는 경우에도 자선 알람을 발생할 수 있다. 선박 전용수신장치(130)는 선내 탑재된 무선통신장비와 연동하여 익수자 발생 상황을 다양한 통신방식으로 외부에 전달할 수 있다. 여기에서, 선박 전용수신장치(130)는 VHS-DSC 기기, LTE-M 기기 등의 통신장비와 연동하여 수신된 AIS 기반의 구조 메시지를 원거리에 있는 다른 선박이나 관제 서버 등의 외부로 전달하는 “오픈 루프(Open Loop)” 방식으로 동작할 수 있다. 선박 전용수신장치(130)는 이리듐(IRIDIUM) 기반 선박용 위성 송수신 장치와 연동하여 위성 기반의 구조 신호를 이리듐 위성(170)을 통해 발신할 수 있다. 여기에서, 선박에 설치된 위성 송수신 장치는 이리듐 위성(170)을 통해 육상국과 통신할 수 있다.
선박 모니터(135)는 전자해도를 표시하고 선박의 위치, 방향 등의 정보를 가시적으로 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 선박 모니터(135)는 선박 전용수신장치(130)와 연동하여 수신된 AIS 기반의 구조 메시지에 포함되는 익수자의 위치를 전자해도 상에서 실시간으로 표시하여 익수자의 위치 및 이동경로를 지속적으로 추적할 수 있게 한다. 여기에서, 선박 모니터(135)는 전자해도 상에는 익수자 및 신호를 발신해 온 선박의 위치가 표시되고 수색 구조를 위한 출동 경로가 표시되어 빠르게 구조할 수 있도록 도울 수 있다.
VTSC 장치(150)는 위성 기반의 구조 신호가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 익수자의 위치를 기초로 담당 지구대를 검출하고 위성 기반의 구조 신호를 해상 재난 메시지로 변환하여 담당 지구대의 지구대 모니터에 전송할 수 있다.
VTSC 장치(150)는 해상교통관제센터(Vessel Traffic Service Center)로, VHF 혹은 위성을 기반으로 선박 전용수신장치(130)로부터 구조 신호가 수신되면 인근 경비 함정, 담당 지구대의 지구대 구조선박 등 구조세력을 현장에 급파하여 구조하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, VTSC 장치(150)는 담당 지구대의 지구대 구조선박으로부터 이동 위치를 주기적으로 수신할 수 있고 지구대 구조선박에 익수자의 위치까지의 최적항로를 제공할 수 있다. VTSC 장치(150)는 지구대 구조선박이 익수자의 인근 영역에 진입하는 것을 검출하여 지구대 구조선박이 AIS 기반의 구조 메시지를 직접 수신하도록 하여 익수자의 위치를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다. 지구대 구조선박에는 선박 전용수신장치(130)가 설치될 수 있고 VTSC 장치(150)로부터 익수자의 위치까지의 경로를 제공받아 내비게이팅할 수 있으며 익수자 위치 발신장치(110)의 발신 범위에 진입할 경우 익수자 위치 발신장치(110)로부터 익수자의 위치가 포함된 AIS 기반의 구조 메시지를 직접 수신하여 실시간으로 익수자의 위치를 탐색할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 익수자 위치 발신장치를 나타내는 예시도이고, 도 3은 도 1에 있는 익수자 위치 발신장치의 익수자 위치 발신 과정을 설명하는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 익수자 위치 발신장치(110)는 개인 휴대 가능하도록 구현될 수 있다. 익수자 위치 발신장치(110)는 개인 휴대가 용이하도록 소형의 핸드타입으로 구현될 수 있다. 익수자 위치 발신장치(110)는 배터리를 내장하여 각 구성 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 배터리는 무선 충전 가능하게 구현될 수 있다. 이때 배터리는 유효기간이 1년 이상인 전용 전지를 사용하며 전지의 용량은 연속하여 12시간 이상 작동할 수 있도록 한다.
도 3을 참조하면, 익수자 위치 발신장치(110)는 전원 “온(ON)” 상태에서, GPS 수신부를 통해 GPS(Global Positioning System) 위치를 확인할 수 있다(단계 S310). GPS 수신부는 GPS 위성으로부터 익수자 위치 발신장치(110)의 위치 정보 및 시간 정보 등이 포함된 GPS 신호를 수신할 수 있다.
익수자 위치 발신장치(110)는 익수 상황 발생시 AIS(Automatic Identification System) 정보를 수신하고 AIS 정보의 분석을 수행하여 빈 슬롯을 확인할 수 있다(단계 S320, S330). 일 실시예에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 익수자의 SOS 버튼(210) 조작을 통해 구조 요청 신호(SOS) 수동 입력시 또는 물 접촉을 통해 익수 발생 상황을 자동 센싱시 RF 송수신부를 통해 선박에 탑재된 AIS 무선항행설비로부터 AIS 정보를 수신하고 수신한 AIS 정보의 분석을 수행하여 빈 슬롯을 확인할 수 있다.
AIS는 데이터 송수신을 위하여 2개의 채널을 사용하고 있으며, 채널 당 2,250개의 시간 슬롯으로 분할하여 사용하는 시분할 다중화 방식을 적용하고 있다. AIS는 작동을 개시하면 슬롯의 사용 상태를 확인하기 위하여 1분 동안 완전한 하나의 프레임을 모니터링한 후 다른 AIS에서 사용하지 않는 슬롯을 사용하여 자신의 데이터를 송신함으로써 슬롯 충돌을 예방할 수 있다.
익수자 위치 발신장치(110)는 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 작성하고(단계 S340), 작성한 AIS 기반의 구조 메시지를 확인된 빈 슬롯을 사용하여 송신할 수 있다(단계 S350). 일 실시예에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 구조요청시간을 AIS 기반의 구조 메시지에 더 포함시켜 주기적으로 전송할 수 있다. 특히, 신설된 자율해상무선기기(AMRD Ground B MOB-AIS) 관련 규정에는 익수자 위치 발신장치(MOB-AIS)가 작동을 개시하면 표준메시지 1번을 75개의 슬롯 간격으로 8회 전송하되 1분±6초 간격으로 이를 반복할 것으로 한다고 되어 있다. 이에 근거하여, 익수자 위치 발신장치(110)는 AIS 기반의 구조 메시지를 75개의 슬롯 간격으로 할당하여 전송하되 이를 GPS 위치의 확인 단계 S310부터 단계를 반복하여 수행할 수 있도록 한다(단계 S360). 익수자 위치 발신장치(110)는 익수자의 위치 및 구조요청시간을 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 무선 주파수를 통해 선박 전용수신장치(130)에 전송할 수 있다. 여기에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 160.900㎒(채널 2006번) 주파수로 지정될 수 있다.
익수자 위치 발신장치(110)는 AIS 기반의 구조 메시지를 전송하는 과정에서, LCD 표시부를 통해 작동 상태를 표시할 수 있다(단계 S370). 일 실시예에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 배터리를 체크하여 잔량을 시각적으로 표현할 수 있고, 작동 상태를 LED 점멸 또는 발광 색상으로 표시할 수 있다. 익수자 위치 발신장치(110)는 현재 조도가 특정 기준 이하인 경우에는 발광 소자를 동작시킬 수 있다. 일 실시예에서, 익수자 위치 발신장치(110)는 조도 센서를 포함하여 현재 조도를 센싱하고 센싱된 현재 조도값이 특정 기준 이하인 경우에는 발광 소자를 동작시켜 조명 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 선박 전용수신장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 선박 전용수신장치(130)는 선박에 배치되고 MOB신호 수신부(410), 전자해도 연동부(420), 통신장비 연동부(430), 센서정보 연동부(440), 엔진정보 연동부(450) 및 알람 표시부(460)를 포함할 수 있다.
MOB신호 수신부(410)는 익수자 위치 발신장치(110)와 통신을 통해 AIS 기반의 구조 메시지를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, MOB신호 수신부(410)는 NB-RF 송수신 모듈을 포함할 수 있고 익수자 위치 발신장치(110)로부터 AIS 기반의 구조 메시지를 수신하고 익수자의 위치를 기초로 도달가능시간을 익수자 위치 발신장치(110)에 전송할 수 있다.
전자해도 연동부(420)는 전자해도를 탑재한 선박 모니터(135)와 연동하여 전자해도 상에 익수자 및 선박의 위치정보를 표시하여 익수자의 위치를 추적할 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 전자해도 연동부(420)는 선박 모니터(135)에 표시되는 전자해도(Electronic Navigational Chart; ENC)에 익수자 위치를 표시하여 익수자의 위치를 추적할 수 있도록 한다. 여기에서, 전자해도 연동부(420)는 GPS, 레이다, 속력계, 자이로컴퍼스 등의 항해장비와 연결되어 선박 모니터(135) 화면상에서 선박의 위치, 속력, 방향, 주위의 다른 선박 등을 한눈에 볼 수 있도록 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 선박 모니터(135) 화면상에 자선의 위치와 익수자의 위치에 기초하여 익수자의 위치를 찾아갈 수 있는 항로 안내가 표시되어 익수자의 위치를 추적할 수 있게 한다.
통신장비 연동부(430)는 선박에 설치된 통신장비와 연동하여 수신된 AIS 기반의 구조 메시지를 다양한 형태로 외부에 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 통신장비 연동부(430)는 기존 선박에 설치된 VHF-DSC 기기와 연동하여 수신된 AIS 기반의 구조 메시지를 DSC(Digital Selective Calling) 메시지 형태로 외부에 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 통신장비 연동부(430)는 VHF-DSC 기기와 RS485 통신을 이용한 직렬 인터페이스로 연결되어 AIS 기반의 구조 메시지를 직렬 인터페이스 단자를 통해 외부에서 NMEA 입력으로 사용하여 기존 VHF-DSC 기기의 경보를 발생시킬 수 있다. VHF-DSC 기기는 선박에 설치된 무선통신장치로, VHF 대역의 주파수를 사용하여 긴급 메시지를 송신할 수 있다. VHF-DSC 기기는 선박 전용수신장치(130)의 “오픈 루프(Open Loop)” 동작에 대해서 DSC(Digital Selective Call)를 이용하여 조난 경보로서 긴급 메시지를 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 통신장비 연동부(430)는 선박에 설치되는 LTE-M 기기와 연동하여 수신된 AIS 기반의 구조 메시지를 해상에서 100㎞ 떨어진 연안까지 대용량 데이터로 전달할 수 있다. 여기에서, 통신장비 연동부(430)는 LTE-M 기기와의 연동을 통해 e-내비게이션을 구현하여 육상국에서 익수자 발생 상황에 대해 중앙 제어 및 모니터링을 할 수 있다. LTE-M 기기는 LTE 기반의 초고속 해상 무선통신망을 이용하여 다양한 서비스를 제공할 수 있다. LTE-M은 최대 100㎞ 해상까지 초고속으로 데이터 통신이 가능한 통신망으로, 항해 중인 선박에 e-내비게이션 서비스를 제공하는 역할을 한다. e-내비게이션은 항만정보, 기상정보 등을 실시간으로 활용해 선박 안전 운항 등을 돕는다. LTE-M 기기는 선박 전용수신장치(130)의 “오픈 루프(Open Loop)” 동작에 대해서 LTE-M망을 이용하여 해상에서의 익수자의 위치를 포함한 익수자 발생 상황을 LTE, WiFi 등의 무선통신 기능을 가지는 해양 안전 장비에 송신할 수 있고 익수자 위치 추적 및 전자해도 스트리밍을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 통신장비 연동부(430)는 이리듐(IRIDIUM) 기반 선박용 위성 송수신 장치와의 연동을 통해 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 전송할 수 있다. 선박에 설치된 위성 송수신 장치는 이리듐 위성(170)을 통해 원거리에 있는 육상국과 통신하고 육상국의 정보는 해상 재난 서버를 통해 해경에 정보를 제공할 수 있다.
선박 전용수신장치(130)는 통신장비 연동부(430)를 통해 선박에 설치된 통신장비와 연동하여 160㎒ 주파수의 구조 메시지를 반경 10㎞ 범위내의 타선박으로 브로드캐스팅 하거나, 20㎞까지 LTE 전송하거나 또는 80㎞까지 VHF 전송하거나 100㎞까지 LTE-M 전송하거나 120㎞까지 VDES 전송하거나 200㎞까지 D-HF 전송하여 구조 메시지의 발신 범위를 확대할 수 있다.
센서정보 연동부(440)는 선박에 설치된 센서와 연동하여 선박의 침몰이나 화재 발생 상황을 인지하고 구조 신호를 전송하도록 할 수 있다.
엔진정보 연동부(450)는 선박에 설치된 배터리 및 엔진 설비와 연결되어 배터리 잔량 및 엔진 작동 상태 등의 선박 정보를 수집할 수 있다.
알람 표시부(460)는 선내에 경보 알람을 발생시켜 익수자 발생 상황을 선내에 알릴 수 있다. 알람 표시부(460)는 구조 메시지 수신시 경보 알람을 발생시킬 수 있다. 여기에서, 알람 표시부(460)는 특정 알람음을 울리는 것과 함께 경고램프를 점등하여 자선에 알람 발생하여 선내 다른 사용자에게 익수자 발생 상황을 알릴 수 있다.
도 5는 도 1에 있는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템에서 수행되는 익수자 수색 구조 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템(100)은 익수자 위치 발신장치(110)를 통해 GPS 위치의 확인 및 AIS 정보의 분석을 수행하여 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 전송할 수 있다(단계 S510). 익수자 위치 발신장치(110)는 AIS 정보를 수신하고 빈 슬롯을 확인한 후 구조요청시간을 AIS 기반의 구조 메시지에 더 포함시켜 주기적으로 전송할 수 있다. 익수자 위치 발신장치(110)는 현재 조도가 특정 기준 이하인 경우에는 발광 소자를 동작시킬 수 있다.
자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템(100)은 선박 전용수신장치(130)를 통해 AIS 기반의 구조 메시지가 수신되면 선박 모니터(135)를 통해 익수자의 위치를 파악하며 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 전송할 수 있다(단계 S520). 선박 전용수신장치(130)는 AIS 기반의 구조 메시지에 있는 구조요청시간을 확인하고 익수자의 위치를 기초로 도달가능시간을 결정한 후 도달가능시간을 익수자 위치 발신장치(110)에 전송할 수 있다. 여기에서, 도달가능시간은 익수자의 위치와 선박의 출발지 간의 거리 및 선박의 이동 속도에 따라 결정될 수 있다. 선박 전용수신장치(130)는 도달가능시간이 익수자의 예상생존시간 이상인 경우에는 즉, 자선이 익수자의 위치에 도달하는 데 걸리는 시간이 익수자의 예상생존시간 보다 긴 경우에는 AIS 기반의 구조 메시지를 타선박에게 브로드캐스팅 하여 익수자의 위치에 더 가까운 타선박이 먼저 갈 수 있도록 함으로써 익수자를 예상생존시간 내에 보다 신속하게 수색하여 구조할 수 있도록 한다.
자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템(100)은 VTSC 장치(150)를 통해 위성 기반의 구조 신호가 수신되면 익수자의 위치를 기초로 담당 지구대를 검출하고 위성 기반의 구조 신호를 해상 재난 메시지로 변환하여 담당 지구대의 지구대 모니터에 전송할 수 있다(단계 S530). VTSC 장치(150)는 담당 지구대의 지구대 구조선박에 구조 신호를 해상 재난 메시지로 변환하여 전달하고 e-내비게이션을 구현하여 익수자의 위치까지의 최적항로를 제공할 수 있다. VTSC 장치(150)는 지구대 구조선박으로부터 이동 위치를 주기적으로 수신하여 익수자의 위치까지 가장 빠른 최적항로를 계산하여 경로 제공할 수 있다. VTSC 장치(150)는 지구대 구조선박이 익수자의 인근 영역에 진입하면 즉, 익수자 위치 발신장치(110)의 발신 범위에 진입하면 지구대 구조선박이 AIS 기반의 구조 메시지를 직접 수신하도록 하여 익수자의 위치를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
일 실시예에 따른 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템(100)은 신설되는 자율해상무선기기(AMRD Group B MOB-AIS) 관련 규정에 포함되는 익수자 위치 발신장치에 의한 익수자 위치 발신을 선박 전용수신장치에서 수신하여 익수자의 위치를 확인 및 구조할 수 있도록 하며, 필요시 위성을 기반으로 원거리까지 구조 메시지를 전송하여 지구대의 구조선박을 통해 조치를 취할 수 있도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템
110: 익수자 위치 발신장치
130: 선박 전용수신장치 135: 선박 모니터
150: VTSC 장치 170: 이리듐 위성
210: SOS 버튼
410: MOB신호 수신부 420: 전자해도 연동부
430: 통신장비 연동부 440: 센서정보 연동부
450: 엔진정보 연동부 460: 알람 표시부
110: 익수자 위치 발신장치
130: 선박 전용수신장치 135: 선박 모니터
150: VTSC 장치 170: 이리듐 위성
210: SOS 버튼
410: MOB신호 수신부 420: 전자해도 연동부
430: 통신장비 연동부 440: 센서정보 연동부
450: 엔진정보 연동부 460: 알람 표시부
Claims (4)
- GPS (Global Positioning System) 위치의 확인 및 AIS (Automatic Identification System) 정보의 분석을 수행하여 익수자의 위치를 포함하는 AIS 기반의 구조 메시지를 전송하는 익수자 위치 발신장치;
상기 AIS 기반의 구조 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 선박 모니터를 통해 상기 익수자의 위치를 파악하며 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 위성 기반의 구조 신호로 변환하여 전송하는 선박 전용수신장치; 및
상기 위성 기반의 구조 신호가 수신되었는지 여부를 확인하고 그렇다면 상기 익수자의 위치를 기초로 담당 지구대를 검출하고 상기 위성 기반의 구조 신호를 해상 재난 메시지로 변환하여 상기 담당 지구대의 지구대 모니터에 전송하는 VTSC (Vessel Traffic Service Center) 장치를 포함하되,
상기 익수자 위치 발신장치는
상기 AIS 정보를 수신하고 빈 슬롯을 확인한 후 구조요청시간을 상기 AIS 기반의 구조 메시지에 더 포함시키고 자율해상무선기기(AMRD Ground B MOB-AIS) 관련 규정에 근거하여 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 75개의 슬롯 간격으로 할당하여 주기적으로 전송하며, 현재 조도가 특정 기준 이하인 경우에는 발광 소자를 동작시키고,
상기 선박 전용수신장치는
상기 익수자 위치 발신장치와 통신을 통해 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 수신하는 MOB신호 수신부 및 선박에 설치된 통신장비와 연동하여 상기 AIS 기반의 구조 메시지의 발신 범위를 확대하는 통신장비 연동부를 포함하고, 상기 AIS 기반의 구조 메시지에 있는 구조요청시간을 확인하고 상기 익수자의 위치와 선박의 출발지 간의 거리 및 선박의 이동속도를 기초로 도달가능시간을 결정한 후 상기 도달가능시간을 상기 익수자 위치 발신장치에 전송하며 상기 도달가능시간이 상기 익수자의 예상생존시간 이상인 경우에는 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 타선박에게 브로드캐스팅 하여 상기 익수자의 위치를 기준으로 더 가까운 타선박이 먼저 가도록 안내하는 것을 특징으로 하는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 VTSC 장치는
상기 담당 지구대의 지구대 구조선박으로부터 이동 위치를 주기적으로 수신하여 상기 익수자의 위치까지의 최적항로를 제공하고 상기 지구대 구조선박이 상기 익수자의 인근 영역에 진입하는 것을 검출하여 상기 지구대 구조선박이 상기 AIS 기반의 구조 메시지를 직접 수신하도록 하여 상기 익수자의 위치를 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자율해상무선기기를 이용한 익수자 수색 구조 시스템.
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2021
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