KR102490475B1 - 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템 - Google Patents

선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박 항해 시 횡동요(롤링, Rolling)나 종동요(피칭, Pitching)가 복원력의 한계를 초과한 경우, 이를 탑승자(선원, 승객 등)에게 곧바로 알려서 신속하게 대피할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 단순히 선체의 기울어짐에 의해 복원력 상실 여부를 판단하는 것이 아니라, 선박의 흘수을 측정하여 보다 정확한 복원력 상실 여부를 판단함으로써, 해당 선박의 상태를 정확히 판단하고 신속하게 대처할 수 있다.
또한, 본 발명은 대피상황 발생 시, 해당 선박의 선내에 설치된 스피커를 통해 경고방송을 수행함과 동시에, 선박 내 무선통신망을 이용하여 탑승자가 휴대한 단말기에도 경고메시지를 전송함으로써, 음성정보의 획득이 어려운 탑승자들도 신속하게 대피할 수 있다.
따라서, 선박 분야와 더불어 해상사고 방지 및 대피 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템{Method and module for stability restoring failure judgment of ship and automatic warning system using the same}
본 발명은 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박 항해 시 횡동요(롤링, Rolling)나 종동요(피칭, Pitching)가 복원력의 한계를 초과한 경우, 이를 탑승자(선원, 승객 등)에게 곧바로 알려서 신속하게 대피할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 단순히 선체의 기울어짐에 의해 복원력 상실 여부를 판단하는 것이 아니라, 선박의 흘수를 측정하여 보다 정확한 복원력 상실 여부를 판단함으로써, 해당 선박의 상태를 정확히 판단하고 신속하게 대처할 수 있는 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템에 관한 것이다.
선박은 바다를 항해한다는 운항환경의 특성상, 항해 시 파도나 바람에 의해 다양한 동요가 발생하게 된다.
선박이 항해하는 과정에서 파도나 바람에 의해 선체가 기울어지게 되면, 해수의 저항으로 인해 선체가 원래대로 돌아가려는 복원력이 발생하여 점차 정상상태로 되돌아 가게 되어, 안정적인 항해를 지속할 수 있다.
그러나, 선체의 기울어짐이 복원력이 발생할 수 있는 한계를 넘어가게 되면, 그대로 전복되어 침몰하게 되는 상황이 발생하게 된다.
이때, 선실이나 기관실 등과 같이 선박 내부에 위치하는 탑승자들은 해당 선박의 상황을 정확하게 인지하지 못하므로, 정확한 상황대처에 따른 신속한 대피가 이루어지지 못하게 되어 인명사고로 이어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 대비하기 위한 것으로, 과도한 기울어짐을 방지하는 구조에 관한 기술과, 복원력이 상실된 상태를 확인하여 경고하는 기술 등이 있다.
하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록실용신안공보 제실0122970호 '선박의 복원장치'(이하 '선행기술1'이라 한다)는 부력체를 이용하여 선박의 과도한 기울어짐을 방지하기 위한 기술에 관한 것이고, 대한민국 등록특허공보 제10-1457171호 '선박 상황 인식 시스템'(이하 '선행기술2'라 한다)는 기울기 센서를 이용하여 선체의 기울어짐을 측정하고 선박의 상황을 파악하는 기술에 관한 것이다.
그러나, 선행기술1의 경우 현실적으로 다양한 선박에 적용하기에는 어려움이 많을 뿐만 아니라, 부력체에 의한 저항력보다 큰 외력이나 상황에 의해 선박이 전복된 경우에는 탑승자의 피난에 도움을 주는 역할은 전혀 기대하지 못한다.
선행기술2의 경우, 기울기 센서를 이용하여 선체의 기울어짐을 측정하고 이를 이용하여 현재 선박의 상태를 파악할 수는 있으나, 선체의 기울기에 따른 복원력은 해당 선박의 적재량에 의해 달라지게 되다.
다시 말해, 적재량이 적은 선박의 경우, 무게중심이 높기 때문에 적재량이 많은 선박에 비해 적은 기울어짐에도 전복되는 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 해당 선박의 상황을 고려하지 않고 단순히 기울어진 정도에 기초하여 위험상황을 판단하게 되면, 불필요한 상황에서 대피경고가 발생하여 오히려 위험한 상황을 초래할 수 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제실0122970호 '선박의 복원장치' 대한민국 등록특허공보 제10-1457171호 '선박 상황 인식 시스템'
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 선박 항해 시 횡동요(롤링, Rolling)나 종동요(피칭, Pitching)가 복원력의 한계를 초과한 경우, 이를 탑승자(선원, 승객 등)에게 곧바로 알려서 신속하게 대피할 수 있도록 한 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 단순히 선체의 기울어짐에 의해 복원력 상실 여부를 판단하는 것이 아니라, 선박의 흘수를 측정하여 보다 정확한 복원력 상실 여부를 판단함으로써, 해당 선박의 상태를 정확히 판단하고 신속하게 대처할 수 있는 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 대피상황 발생 시, 해당 선박의 선내에 설치된 스피커를 통해 경고방송을 수행함과 동시에, 선박 내 무선통신망을 이용하여 탑승자가 휴대한 단말기에도 경고메시지를 전송함으로써, 기관실 등과 같이 소음에 의해 경고방송을 인지하지 못하는 장소에 위치하는 탑승자에게도 신속한 대피안내가 가능하도록 하는 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 선박 복원력 상실 판단 방법은, 흘수감지신호를 수신하여 확인하는 흘수확인단계; 상기 흘수감지신호에 기초하여 해당 선박의 기울기를 산출하는 기울기산출단계; 및 산출된 해당 선박의 기울기에 따라 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하는 위험여부 판단단계;를 포함한다.
또한, 상기 흘수감지신호는, 좌현측 흘수감지신호 및 우현측 흘수감지신호를 포함하고, 상기 기울기산출단계는, 상기 좌현측 흘수 및 우현측 흘수의 높이차와 해당 선박의 선폭에 기초하여 해당 선박의 롤링(Pitching) 기울기를 산출할 수 있다.
또한, 상기 기울기산출단계는, 해당 선박의 설계정보를 호출하여 곡면형상의 외측면상에서 흘수선을 확인한 후, 상기 높이차 및 선폭을 산출할 수 있다.
또한, 상기 흘수감지신호는, 선수측 흘수감지신호 및 선미측 흘수감지신호를 포함하고, 상기 기울기산출단계는, 상기 선수측 흘수 및 선미측 흘수의 차이와 해당 선박의 전장에 기초하여 해당 선박의 피칭(Pitching) 기울기를 산출할 수 있다.
또한, 상기 기울기산출단계는, 해당 선박의 설계정보를 호출하여 곡면형상의 외측면상에서 흘수선을 확인한 후, 상기 높이차 및 전장을 산출할 수 있다.
또한, 상기 기울기산출단계는, 해당 선박의 설계정보를 호출하는 설계정보 호출과정; 상기 설계정보에 흘수정보를 매칭하여, 해당 선박의 외형에 대응하는 외측면상의 흘수선을 확인하는 흘수선 확인과정; 상기 흘수선에 기초하여 대응흘수 간의 선폭 및 전장 중 적어도 하나와 높이차를 산출하는 변수값 산출과정; 및 상기 산출된 변수값으로부터 해당 선박의 롤링(Rolling) 또는 피칭(Pitching) 기울기를 산출하는 기울기산출과정;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 위험여부 판단단계는, 해당 선박의 흘수평균값을 산출하는 평균흘수 산출과정; 상기 흘수평균값에 따른 복원가능 최대기울기를 호출하는 기준정보 호출과정; 및 상기 복원가능 최대기울기와 산출된 기울기를 비교하여 해당 선박의 복원력 상실여부를 판단하는 위험여부 판단과정;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박 복원력 상실 판단 모듈은, 좌현측 및 우현측 흘수감지신호 또는 선수측 및 선미측 흘수감지신호를 수신하는 흘수감지신호 수신부; 상기 흘수감지신호 수신부로 수신된 상기 흘수감지신호에 기초하여 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 또는 피칭(Pitching) 기울기를 산출하고, 산출된 기울기에 기초하여 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하는 데이터 처리부; 및 상기 데이터 처리부의 판단결과에 따라, 설정된 장치로 경고신호를 전송하는 경고신호 출력부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리부는, 상기 좌현측 흘수 및 우현측 흘수의 높이차와 해당 선박의 선폭에 기초하여 해당 선박의 롤링(Pitching) 기울기를 산출할 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리부는, 상기 선수측 흘수 및 선미측 흘수의 차이와 해당 선박의 전장에 기초하여 해당 선박의 피칭(Pitching) 기울기를 산출할 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리부는, 해당 선박의 설계정보를 호출하여 곡면형상의 외측면상에서 흘수선을 확인한 후, 대응흘수 간의 높이차와 더불어 선폭 또는 전장을 산출할 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리부는, 상기 흘수감지신호를 분석하여, 해당 선박의 흘수평균값을 산출하고, 흘수평균값에 따른 복원가능 최대기울기를 확인한 후, 상기 복원가능 최대기울기와 산출된 기울기를 비교하여 해당 선박의 복원력 상실여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박 복원력 상실 판단 모듈을 이용한 자동 경보 시스템은, 항해 시 선박의 좌현측, 우현측, 선수측 및 선미측의 흘수를 감지하여 위치별 흘수감지신호를 출력하는 흘수감지부; 상기 흘수감지부에서 출력된 위치별 흘수감지신호에 기초하여, 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 및 피칭(Pitching) 기울기 중 적어도 하나를 산출하고, 산출된 기울기에 기초하여 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하고, 복원력이 상실되면 경고신호를 출력하는 선박 복원력 상실 판단 모듈; 및 상기 선박 복원력 상실 판단 모듈에서 출력된 경고신호를 수신하여 경고방송 및 경고메시지 중 적어도 하나를 출력하는 경고알림부;를 포함한다.
또한, 상기 경고알림부는, 해당 선박의 선내에 설치되어 상기 경고방송을 출력하는 복수 개의 스피커; 및 해당 선박에 승선한 선원이 휴대하여 상기 경고메시지를 음성정보 및 시각정보 중 적어도 하나로 출력하는 선원용 단말기; 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 선박 복원력 상실 판단 모듈은, 상기 흘수감지부에서 출력된 위치별 흘수감지신호에 기초하여, 대응흘수 간의 선폭, 전장 및 높이차를 산출하고, 이에 기초하여 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 및 피칭(Pitching) 기울기 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.
또한, 상기 선박 복원력 상실 판단 모듈은, 해당 선박의 설계정보를 호출하여 곡면형상의 외측면상에서 흘수선을 확인하고, 이에 기초하 상기 대응흘수 간의 선폭, 전장 및 높이차를 산출할 수 있다.
또한, 상기 선박 복원력 상실 판단 모듈은, 상기 위치별 흘수감지신호를 분석하여, 해당 선박의 흘수평균값을 산출하고, 흘수평균값에 따른 복원가능 최대기울기를 확인한 후, 상기 복원가능 최대기울기와 산출된 기울기를 비교하여 해당 선박의 복원력 상실여부를 판단할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 선박 항해 시 파도나 바람에 의해 발생되는 동요가 복원력의 한계를 초과한 경우, 이를 탑승자(선원, 승객 등)에게 곧바로 알려서 신속하게 대피할 수 있도록 하는 장점이 있다.
이에, 본 발명은 해상사고 발생 시 인명피해를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 선박의 상황을 판단함에 있어, 단순히 기울기 센서를 이용한 선체의 기울어짐에 의해 판단하는 것이 아니라, 선박의 흘수 정보에 기초하여 판단함으로써, 해당 선박의 상태를 정확히 판단하고 신속하게 대처할 수 있는 장점이 있다.
다시 말해, 선박의 복원력 상실여부를 판단함에 있어, 선박의 기울기뿐만 아니라, 가라앉은 정도(깊이)에 따른 무게중심의 높이를 반영하여 판단함으로써, 탑승자에게 정확한 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 대피상황 발생 시, 해당 선박의 선내에 설치된 스피커를 통해 경고방송을 수행함과 동시에, 선박 내 무선통신망을 이용하여 탑승자가 휴대한 단말기에도 경고메시지를 전송함으로써, 음성정보의 획득이 어려운 탑승자들도 신속하게 대피할 수 있도록 하는 장점이 있다.
따라서, 선박 분야와 더불어 해상사고 방지 및 대피 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 선박 복원력 상실 판단 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 각 단계를 구체적으로 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 의한 선박 복원력 상실 판단 모듈을 이용한 자동 경보 시스템의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 나타난 시스템의 자동 경보 방법에 대한 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 3에 나타난 선박 복원력 상실 판단 모듈의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 선박 복원력 상실 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 선박 복원력 상실 판단 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 선박 복원력 상실 판단 방법은 흘수확인단계(S100), 기울기산출단계(S200) 및 위험여부 판단단계(S300)를 포함한다.
흘수확인단계(S100)는, 해당 선박의 흘수정보(흘수감지신호)를 수신하여 확인하는 것으로, 앞서 살펴본 바와 같이 단순한 선박의 기울어짐에 따른 부정확한 상황판단을 방지하기 위하여, 현재 선박이 어느 정도 깊이로 가라앉은 상태인지를 추가적으로 판단하기 위한 것이다.
보다 구체적으로 도 6을 참조하여 선박의 적재량에 따른 상황을 살펴보기로 한다.
도 6의 (a)에 나타난 바와 같이 해당 선박(S)이 해수면(W)에 깊이 잠긴 상태(적재량이 많은 상태)와, 도 6의 (b)에 나타난 바와 같이 해당 선박(S)이 해수면(W)에 얕게 잠긴 상태(적재량이 적은 상태)에서, 두 가지 상황의 선박이 동일한 경사로 기울어진 경우, 도 6의 (b)의 선박이 도 6의 (a)의 선박에 비해 더 위험한 상황임을 알 수 있다.
따라서, 선박의 복원력 상실 여부는, 단순히 기준축(CL)의 기울기에 따라 판단되는 것이 아니라, 해당 선박의 잠긴정도(흘수)에 보다 많은 영향을 받음을 알 수 있다.
기울기산출단계(S200)는 흘수확인단계(S100)에서 확인된 흘수감지신호에 기초하여 해당 선박의 기울기를 산출하는 것으로, 기울기 산출의 구체적인 방법에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
위험여부 판단단계(S300)는 산출된 선박의 기울기에 따라 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단한다. 이때, 위험여부 판단단계(S300)는 흘수감지신호에 의해 해당 선박의 가라앉은 정도를 반영하여 복원력 상실 여부를 판단함이 바람직하다.
도 2는 도 1의 각 단계를 구체적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 흘수확인단계(S100)는 좌현측 흘수 확인과정(S110), 우현측 흘수 확인과정(S120), 선수측 흘수 확인과정(S130) 및 선미측 흘수 확인과정(S140)을 포함한다.
다시 말해, 흘수감지신호는 좌현측 흘수감지신호, 우현측 흘수감지신호, 선수측 흘수감지신호 및 선미측 흘수감지신호를 포함할 수 있다.
기울기산출단계(S200)는 해당 선박의 롤링(Pitching) 기울기를 산출하는 과정(S210)과 해당 선박의 피칭(Pitching) 기울기를 산출하는 과정(S220)을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하여, 롤링 기울기를 산출하는 과정(S210)을 살펴보면, 좌현측 흘수감지신호와 우현측 흘수감지신호를 분석하여, 해수면(W)과 선박(S)의 외부면이 만나는 지점(P1, P2)을 확인한다. 이때, 좌측지점(P1)과 우측지점(P2)은 각각 좌측 흘수선 및 우측 흘수선 상에 놓여짐은 당연하다.
흘수선 상에 두 지점(P1, P2)이 확인되면, 좌현측 흘수 및 우현측 흘수의 높이차(Y1)와 해당 선박(S)의 선폭(X1)을 산출할 수 있다.
이때, 선폭(X1)은 도 7에 나타난 바와 같이 해당 선박(S)을 기준으로 해수면(W)이 기울어진 것으로 설정한 후 두 지점(P1, P2)의 수평거리를 포함하는 것으로, 해당 선박(S)의 기준축(CL)에 수직으로 형성될 수 있다.
동일한 기준으로, 도 7에 나타난 바와 같이 높이차(Y1)는 해당 선박(S)의 기준축(CL)에 나란하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 두 지점(P1, P2)의 선폭(X1)과 높이차(Y1)를 알면, 역탄젠트(Inverse Tangent) 함수를 이용하여 해당 선박(S)의 기울어진 각도(θ)를 산출할 수 있다. 여기서, 도 7의 (a)는 적재량이 많은 경우이고, 도 7의 (b)는 적재량이 적은 경우를 나타낸 것으로, 각 상황별로 선폭, 높이차, 기울기 각도에 대한 도면부호를 '1' 또는 '2'로 부여하였다.
또한, 도 7의 (a)와 (b)에 나타난 바와 같이, 동일한 각도로 기울어진 경우라 하더라도, 각각의 상황별로 선폭(X1, X2)과 높이차(Y1, Y2)가 다르기 때문에, 상황별 해당 선박(S)의 가라앉은 정도를 판단할 수 있다.
이때, 해당 선박(S)의 흘수선은 선박의 외측면 형상에 따라 달라지게 되므로, 보다 정확한 선폭(X1)과 높이차(Y1)를 산출하기 위하여, 해당 선박(S)의 설계정보를 호출하고 이를 기반으로 해당 선박(S)의 외형을 이루는 곡면형상에 따른 외측면상에서 흘수선을 확인한 후, 선폭(X1)과 높이차(Y1)를 산출할 수 있다.
이와 같은 과정은, 선수측 흘수감지신호 및 선미측 흘수감지신호를 이용하여, 해당 선박의 높이차 및 전장을 산출하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
결과적으로, 도 2에 나타난 기울기산출단계(S200)는, 해당 선박의 설계정보를 호출하고, 호출된 설계정보에 흘수정보를 매칭하여, 해당 선박의 외형에 대응하는 외측면상의 흘수선을 확인한 후, 확인된 흘수선에 기초하여 대응흘수 간의 선폭 및 전장 중 적어도 하나와 높이차를 등의 변수값을 산출하여, 해당 선박의 롤링(Rolling) 또는 피칭(Pitching) 기울기를 산출할 수 있다.
위험여부 판단단계(S300)는, 도 7에 나타난 바와 같이 선폭(X1, X2)을 확인하여 해당 선박(S)이 가라앉은 정도를 판단하고, 이와 함께 기울어진 각도(θ1, θ2)를 확인하여 위험여부를 판단할 수 있다.
또한, 위험여부 판단단계(S300)는, 도 2에 나타난 바와 같이 측정된 흘수를 취합하여 해당 선박의 흘수평균값을 산출하고(S310), 산출된 흘수평균값에 따른 복원가능 최대기울기를 호출한 후(S320), 호출된 복원가능 최대기울기와 산출된 기울기를 비교하여 해당 선박의 복원력 상실여부를 판단할 수 있다(S330). 이때, 복원가능 최대기울기는 상황별 해당 선박이 동요에 저항하여 안정한 상태로 되돌아올 수 있는 기울기의 최대값을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 단순히 선박의 기울기만으로 위험여부를 판단하지 않고, 선박이 가라앉은 정도(적재량 정도)를 고려하여 판단함으로써, 보다 정확한 상황판단이 가능해질 수 있으며, 탑승자(선원, 승객 등)에게도 정확한 정보를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 선박 복원력 상실 판단 모듈을 이용한 자동 경보 시스템의 일 실시예를 나타내는 블록도이고, 도 4는 도 3에 나타난 시스템의 자동 경보 방법에 대한 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 선박 복원력 상실 판단 모듈을 이용한 자동 경보 시스템은 선박 복원력 상실 판단 모듈(100), 흘수감지부(200), 경고알림부(300) 및 데이터저장부(400)를 포함한다.
선박 복원력 상실 판단 모듈(100)은, 도 1 및 도 2에 나타난 방법에 의해 흘수감지부(200)에서 출력된 위치별 흘수감지신호에 기초하여, 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 및 피칭(Pitching) 기울기 중 적어도 하나를 산출하고, 산출된 기울기에 기초하여 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하고, 복원력이 상실되면 경고신호를 출력한다.
이때, 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)은 롤링용과 피칭용으로 구분하여 구성될 수 있으며, 해당 선박의 규모 및 당업자의 요구에 따라 롤링용 선박 복원력 상실 판단 모듈(100) 및 피칭용 선박 복원력 상실 판단 모듈(100) 중 어느 하나만으로 구성할 수도 있음은 물론이다.
더하여, 롤링용 선박 복원력 상실 판단 모듈(100) 및 피칭용 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)을 모두 구성한 후, 상황별로 각 모듈을 활성화하거나 비활성화할 수 있다.
예를 들어, 선박의 피칭을 이용하여 쇄빙하는 쇄빙선의 경우에는 일반항해 시 피칭용 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)을 활성화하고, 쇄빙시 피칭용 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)을 비활성화할 수 있다.
흘수감지부(200)는 항해 시 해당 선박의 좌현측, 우현측, 선수측 및 선미측의 흘수를 감지하여 위치별 흘수감지신호를 출력하는 것으로, 도 3에 나타난 바와 같이 좌현측 흘수감지센서(210), 우현측 흘수감지센서(220), 선수측 흘수감지센서(230) 및 선미측 흘수감지센서(240)를 포함할 수 있다.
경고알림부(300)는 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)에서 출력된 경고신호를 수신하여 경고방송 및 경고메시지 중 적어도 하나를 출력하는 것으로, 도 3에 나타난 바와 같이 선박의 선내에 설치되어 경고방송을 출력하는 스피커(310)와, 선원용 단말기(320)를 포함할 수 있다.
이때, 선원용 단말기(320)는 해당 선박에 승선한 선원이 휴대하여 상기 경고메시지를 음성정보 및 시각정보 중 적어도 하나로 출력하는 것으로, 선박 내 무선통신망을 통해, 피칭용 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)과 연동하는 무선통신부(110)와 통신이 가능할 수 있으며, 선원뿐만 아니라 승객이 휴대한 단말기와도 연동될 수 있음은 물론이다.
데이터저장부(400)는 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)와 연동하여, 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)에 해당 선박의 설계정보, 기울기 산출 함수 등을 제공할 수 있다.
이때, 데이터저장부(400)는 외부와 통신이 가능하도록 구성되어, 해당 선박의 개조, 수리 등에 따라 변경된 정보를 수신하여 기 저장된 정보들을 갱신할 수 있다.
도 5는 도 3에 나타난 선박 복원력 상실 판단 모듈의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 도 3에 나타난 선박 복원력 상실 판단 모듈(100)은 흘수감지신호 수신부(120), 데이터 처리부(130), 임시 저장부(140) 및 경고신호 출력부(150)를 포함한다.
흘수감지신호 수신부(120)는 도 3의 흘수감지부(200)에서 감지된 좌현측 및 우현측 흘수감지신호 또는 선수측 및 선미측 흘수감지신호를 수신한다.
데이터 처리부(130)는 흘수감지신호 수신부(120)로 수신된 흘수감지신호에 기초하여 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 또는 피칭(Pitching) 기울기를 산출하고, 산출된 기울기에 기초하여 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하는 것으로, 도 1 및 도 2에 나타난 방법에 의해 동작됨은 당연하다.
임시 저장부(140)는 도 3에 나타난 데이터저장부(400)와 연동되는 것으로, 기울기 산출 함수를 호출하여 저장하여 연산에 이용함으로써, 실시간으로 감지되는 흘수정보를 실시간으로 처리할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
경고신호 출력부(150)는 데이터 처리부(130)의 판단결과에 따라, 설정된 장치(도 3에 나타난 스피커 또는 단말기)로 경고신호를 전송할 수 있다.
따라서, 대피상황 발생 시, 해당 선박의 선내에 설치된 스피커를 통해 경고방송을 수행함과 동시에, 선박 내 무선통신망을 이용하여 탑승자가 휴대한 단말기에도 경고메시지를 전송함으로써, 음성정보의 획득이 어려운 탑승자들도 신속하게 대피할 수 있도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 선박 복원력 상실 판단 방법 및 모듈과 이를 이용한 자동 경보 시스템에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
100 : 선박 복원력 상실 판단 모듈
110 : 무선통신부 120 : 흘수감지신호 수신부
130 : 데이터 처리부 140 : 임시 저장부
150 : 경고신호 출력부
200 : 흘수감지부
210 : 좌현측 흘수감지센서 220 : 우현측 흘수감지센서
230 : 선수측 흘수감지센서 240 : 선미측 흘수감지센서
300 : 경고알림부
310 : 선내 스피커 320 : 선원용 단말기
400 : 데이터저장부

Claims (17)

  1. 흘수감지신호를 수신하여 확인하는 흘수확인단계;
    상기 흘수감지신호에 기초하여 해당 선박의 기울기를 산출하는 기울기산출단계; 및
    산출된 해당 선박의 기울기에 따라 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하는 위험여부 판단단계;를 포함하되,
    상기 기울기산출단계는,
    해당 선박의 설계정보를 호출하는 설계정보 호출과정;
    상기 설계정보에 흘수정보를 매칭하여, 해당 선박의 외형에 대응하는 외측면상의 흘수선을 확인하는 흘수선 확인과정;
    상기 흘수선에 기초하여 대응흘수 간의 선폭 및 전장 중 적어도 하나와 높이차를 산출하는 변수값 산출과정; 및
    상기 산출된 변수값으로부터 해당 선박의 롤링(Rolling) 또는 피칭(Pitching) 기울기를 산출하는 기울기산출과정;을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 위험여부 판단단계는,
    해당 선박의 흘수평균값을 산출하는 평균흘수 산출과정;
    상기 흘수평균값에 따른 복원가능 최대기울기를 호출하는 기준정보 호출과정; 및
    상기 복원가능 최대기울기와 산출된 기울기를 비교하여 해당 선박의 복원력 상실여부를 판단하는 위험여부 판단과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흘수정보는,
    좌현측 흘수감지신호 및 우현측 흘수감지신호를 포함하고,
    상기 기울기산출단계는,
    상기 좌현측 흘수 및 우현측 흘수의 높이차와 해당 선박의 선폭에 기초하여 해당 선박의 롤링(Pitching) 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기울기산출단계는,
    해당 선박의 설계정보를 호출하여 곡면형상의 외측면상에서 흘수선을 확인한 후, 상기 높이차 및 선폭을 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 흘수감지신호는,
    선수측 흘수감지신호 및 선미측 흘수감지신호를 포함하고,
    상기 기울기산출단계는,
    상기 선수측 흘수 및 선미측 흘수의 차이와 해당 선박의 전장에 기초하여 해당 선박의 피칭(Pitching) 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기울기산출단계는,
    해당 선박의 설계정보를 호출하여 곡면형상의 외측면상에서 흘수선을 확인한 후, 상기 높이차 및 전장을 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 좌현측 및 우현측 흘수감지신호 또는 선수측 및 선미측 흘수감지신호를 수신하는 흘수감지신호 수신부;
    상기 흘수감지신호 수신부로 수신된 상기 흘수감지신호에 기초하여 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 또는 피칭(Pitching) 기울기를 산출하고, 산출된 기울기에 기초하여 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하는 데이터 처리부; 및
    상기 데이터 처리부의 판단결과에 따라, 설정된 장치로 경고신호를 전송하는 경고신호 출력부;를 포함하되,
    상기 데이터 처리부는,
    해당 선박의 설계정보를 호출하여 상기 설계정보에 흘수정보를 매칭하여, 해당 선박의 외측면상에서 흘수선을 확인하고, 상기 흘수선에에 기초하여 대응흘수 간의 선폭, 전장 및 높이차를 산출하고, 상기 산출된 변수값에 기초하여 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 및 피칭(Pitching) 기울기 중 적어도 하나를 산출하고,
    상기 흘수감지신호를 분석하여, 해당 선박의 흘수평균값을 산출하고, 흘수평균값에 따른 복원가능 최대기울기를 확인한 후, 상기 복원가능 최대기울기와 산출된 기울기를 비교하여 해당 선박의 복원력 상실여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 모듈.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    좌현측 흘수 및 우현측 흘수의 높이차와 해당 선박의 선폭에 기초하여 해당 선박의 롤링(Pitching) 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 모듈.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    선수측 흘수 및 선미측 흘수의 차이와 해당 선박의 전장에 기초하여 해당 선박의 피칭(Pitching) 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 모듈.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 항해 시 선박의 좌현측, 우현측, 선수측 및 선미측의 흘수를 감지하여 위치별 흘수감지신호를 출력하는 흘수감지부;
    상기 흘수감지부에서 출력된 위치별 흘수감지신호에 기초하여, 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 및 피칭(Pitching) 기울기 중 적어도 하나를 산출하고, 산출된 기울기에 기초하여 해당 선박의 복원력 상실 여부를 판단하고, 복원력이 상실되면 경고신호를 출력하는 선박 복원력 상실 판단 모듈; 및
    상기 선박 복원력 상실 판단 모듈에서 출력된 경고신호를 수신하여 경고방송 및 경고메시지 중 적어도 하나를 출력하는 경고알림부;를 포함하되,
    상기 선박 복원력 상실 판단 모듈은,
    해당 선박의 설계정보를 호출하여 상기 설계정보에 흘수정보를 매칭하여, 해당 선박의 외측면상에서 흘수선을 확인하고, 상기 흘수선에에 기초하여 대응흘수 간의 선폭, 전장 및 높이차를 산출하고, 상기 산출된 변수값에 기초하여 해당 선박의 롤링(Rolling) 기울기 및 피칭(Pitching) 기울기 중 적어도 하나를 산출하고,
    상기 위치별 흘수감지신호를 분석하여, 해당 선박의 흘수평균값을 산출하고, 흘수평균값에 따른 복원가능 최대기울기를 확인한 후, 상기 복원가능 최대기울기와 산출된 기울기를 비교하여 해당 선박의 복원력 상실여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 모듈을 이용한 자동 경보 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 경고알림부는,
    해당 선박의 선내에 설치되어 상기 경고방송을 출력하는 복수 개의 스피커; 및
    해당 선박에 승선한 선원이 휴대하여 상기 경고메시지를 음성정보 및 시각정보 중 적어도 하나로 출력하는 선원용 단말기; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 복원력 상실 판단 모듈을 이용한 자동 경보 시스템.
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