KR102513300B1 - Production system of marine environment predictive information for supporting navigation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항해 지원용의 해양환경 예측 정보의 생산 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박운항 및 항해안전에 영향을 주는 선박 주변의 해상기상정보의 상황 및 항로상의 예측과 관련된 종합 해양환경정보를 생산하여 제공하되, 해양모델, 기상모델, 파랑모델 등 각 항목별로 예측·생산되는 기존 수치예측시스템과 달리 종합적인 해양환경정보를 생산 후 제공할 수 있는 동시에 항해영역 및 거리에 따른 범용적 예측정보를 생산 및 제공할 수 있도록 하는 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for producing marine environment prediction information for navigation support, and more particularly, to produce comprehensive marine environment information related to the situation of maritime weather information around a ship and prediction of sea routes that affect ship operation and navigation safety. However, unlike existing numerical prediction systems that predict and produce each item such as ocean model, meteorological model, and wave model, comprehensive marine environment information can be produced and provided, while general-purpose forecast information according to voyage area and distance can be provided. It relates to a marine environment prediction information production system for navigation support that can be produced and provided.
전세계의 글로벌화, 생산기지의 다국화, 급격한 경제성장, 중국 경제의 성장 등에 따라 전세계의 물동량은 지속적으로 증가하고 있으며, 이 중 해상을 통한 물동량은 전체 물동량의 대부분을 차지하고 있다. Due to globalization of the world, multinationalization of production bases, rapid economic growth, and growth of the Chinese economy, the volume of goods transported around the world is continuously increasing.
그러나 최근 들어 지구온난화로 인한 수온상승과 해수면의 상승 및 이에 따른 해양 환경의 여러 변화들이 급속하게 진행되고 있다.However, in recent years, water temperature rise and sea level rise due to global warming and various changes in the marine environment are rapidly progressing accordingly.
부연 설명하면, 파고, 조류, 파랑 등의 해양환경은 항해 안전 및 선박운동성 그리고 선박의 연료 효율에 매우 중요한 요소이며, 이러한 해양환경이 최근 들어 지구온난화의 영향으로 급속하게 변하고 있는 상황이다.In other words, the marine environment such as wave height, current, and wave is a very important factor for navigation safety, ship motility, and fuel efficiency of ships, and these marine environments are rapidly changing due to global warming in recent years.
이에 따라 항해 지원용의 해양환경 예측 정보를 생산 및 운용/지원하는 기술이 더욱 필요한 동시에 이의 중요성이 크게 부각되고 있는 상황이지만, 기존의 해상환경 및 예측정보를 생산하는 수치예측모델은 해양, 기상, 파랑 등의 항목별로 구분되어 생산 및 제공되고 있고, 각 항목별 데이터 형식 등이 상이하여 선박에서의 활용성이 매우 제한적인 한계가 있었다.Accordingly, the technology to produce, operate, and support marine environment prediction information for navigation support is more needed and the importance of this is being highlighted. However, the existing numerical prediction model that produces marine environment and forecast information is It is produced and provided by category, and the data format for each item is different, so there is a very limited usability in ships.
그리고 국내외 수치예측모델은 우리나라 연안 및 해상상황에 대한 적합성이 검증되지 않았으며, 실측을 통한 정보 보정 및 자료동화 과정이 필요하다.In addition, domestic and foreign numerical prediction models have not been verified for their suitability to coastal and maritime conditions in Korea, and information correction and data assimilation processes through actual measurements are required.
또한, 4차산업혁명 및 탄소중립/친환경 등 새로운 산업 트랜드에 맞는 선택 운항 기술 개발의 필요성이 부각되고 있다.In addition, the need to develop selective navigation technology suitable for new industrial trends such as the 4th industrial revolution and carbon neutral / eco-friendly is emerging.
본 발명의 실시 예는 선박운항 및 항해안전에 영향을 주는 선박 주변의 해상기상정보의 상황 및 항로상의 예측과 관련된 종합 해양환경정보를 생산하여 제공하되, 해양모델, 기상모델, 파랑모델 등 각 항목별로 예측·생산되는 기존 수치예측시스템과 달리 종합적인 해양환경정보를 생산 후 제공할 수 있는 동시에 항해영역 및 거리에 따른 범용적 예측정보를 생산 및 제공할 수 있도록 하는 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템을 제공한다.Embodiments of the present invention produce and provide comprehensive marine environmental information related to forecasts on the sea route and the situation of marine weather information around ships that affect ship operation and navigation safety, but each item such as ocean model, weather model, wave model, etc. Unlike existing numerical prediction systems that are predicted and produced separately, a marine environment prediction information production system for navigation support that can produce and provide comprehensive marine environment information after production and at the same time produce and provide general-purpose forecast information according to the voyage area and distance. provides
또한, 본 발명의 실시 예는 해양환경 예측 및 재현 정보를 장기, 단기 및 초단기로 구분 생산하여 제공할 수 있는 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a marine environment prediction information production system for navigation support that can produce and provide marine environment prediction and reproduction information divided into long-term, short-term, and ultra-short periods.
또한, 본 발명의 실시 예는 인공지능 예측기법을 활용한 실시간 선박 주변 해상정보 예측 자료를 제공 및 정보 수집부터 가공, 생산, 활용까지 전 과정의 자동화가 구현되는 해양환경 예측·재현 정보를 생산 및 제공할 수 있고, 대형선박 분만 아니라 중·소형 선박에서도 해양환경정보를 확인하여 선반운항의 안전과 효율적 운향 증진이 가능케 하는 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides real-time maritime information prediction data around ships using artificial intelligence prediction techniques, and produces and reproduces marine environment prediction and reproduction information that implements automation of the entire process from information collection to processing, production, and utilization. It provides a marine environment prediction information production system for navigation support that enables safety and efficient navigation of shelf navigation by checking marine environment information not only for large ships but also for small and medium-sized ships.
본 발명의 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템은, 해양환경의 예측을 위한 국내외 수치예측정보를 수집하고, 수집된 수치예측정보들 중 해양환경 예측에 실제 사용할 정보를 선별하되, 상기 수치예측정보의 수집 및 저장은 스크립트 및 프로그래밍을 통해 자동적으로 이루어지는 예측 자료 수집/선정부와, 상기 예측 자료 수집/선정부에서 선정된 수치예측정보들을 대상으로 재격자화, 형식 및 좌표변화 및 해상도 통일의 전처리 과정을 수행하는 선정 자료 전처리부와, 상기 선정 자료 전처리부에서 전처리된 정보들을 대상으로 고해상도화 및 자료동화를 수행하여 고해상도의 해양환경 예측 정보를 생산하되, 장기 및 단기의 기간별 해양환경 예측 정보를 구분하여 생산하는 해양환경 예측정보 생산부와, 상기 해양환경 예측정보 생산부에서 생산된 해양환경 예측 정보를 기반으로 딥 러닝(deep learning)을 수행하는 인공지능모듈을 포함하며, 상기 인공지능모듈의 학습을 통해 생성되는 AI정보 및 상기 해양환경 예측정보 생산부에서 생산된 단기 해양환경 예측 정보를 기반으로 자료동화를 통해 선박의 현재 위치 중심의 초단기·단기·장기 해양환경 재현 정보를 생산하는 해양환경 재현정보 생산부를 포함할 수 있다.A marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention collects domestic and foreign numerical prediction information for predicting the marine environment, and selects information to be actually used for marine environment prediction from among the collected numerical prediction information. The collection and storage of numerical prediction information includes the prediction data collection/selection unit, which is automatically performed through scripts and programming, and the numerical prediction information selected in the prediction data collection/selection unit. Selected data pre-processing unit that performs the pre-processing process, and high-resolution and data assimilation are performed on the information pre-processed by the selected data pre-processing unit to produce high-resolution marine environment prediction information, predicting marine environment by long-term and short-term periods It includes a marine environment prediction information production unit that classifies and produces information, and an artificial intelligence module that performs deep learning based on the marine environment prediction information produced by the marine environment prediction information production unit. Based on the AI information generated through learning and the short-term marine environment prediction information produced by the marine environment prediction information production unit, marine environment reproduction that produces ultra-short, short-term, and long-term marine environment reproduction information centered on the current location of the ship through data assimilation An information production unit may be included.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템은, 선박에 설치되며, 해당 선박의 항해 중에 상기 초단기 해양환경 재현 정보의 생산을 위한 초단기 해양환경 예측용 센싱정보를 사전 설정된 주기(이하 “작동주기”라 함)에 따라 자동 생성하는 선박 탑재형 복합센싱장치와, 상기 선박 탑재형 복합센싱장치로부터 전송되는 상기 초단기 해양환경 예측용 센싱정보들을 기반으로 선박 항해안전용 빅데이터를 생성하되, 선박의 무게, 부피, 배수량 및 재질을 기준으로 사전에 설정된 선박 종류별로 상기 선박 항해안전용 빅데이터를 구분하여 생성하는 빅데이터부와, 선박에 탑재되는 동시에 해당 선박의 상기 선박 탑재형 복합센싱장치에서 상기 작동주기에 따라 획득되는 상기 초단기 해양환경 예측용 센싱정보에 상기 선박 종류를 표시하는 식별정보를 포함시켜 실시간으로 상기 빅데이터부의 운용서버(이하 “빅데이터 운용서버”라 함)에 전송하고, 상기 선박 종류를 표시하는 식별정보가 포함된 빅데이터 요청신호를 상기 빅데이터 운용서버에 전송하며, 상기 빅데이터 운용서버로부터 전송되는 상기 선박 항해안전용 빅데이터를 기반으로 딥 러닝을 수행하여 AI 초단기예측정보를 실시간 생성하는 선박용 인공지능모듈과, 선박의 관제실에 설치되며, 해당 선박의 상기 선박용 인공지능모듈로부터 생성 및 출력되는 상기 AI 단기예측정보를 화면 표시하는 디스플레이 패널을 더 포함할 수 있다.In addition, the system for producing marine environment prediction information for navigation support according to an embodiment of the present invention is installed on a ship, and sends sensing information for ultra-short-term marine environment prediction for production of the ultra-short-term marine environment reproduction information during the navigation of the ship at a preset period. (hereinafter referred to as “operation cycle”), and big data for ship navigation safety based on the ultra-short-term marine environment prediction sensing information transmitted from the ship-mounted complex sensing device and the ship-mounted complex sensing device. A big data unit that divides and generates the big data for navigation safety for each ship type set in advance based on the weight, volume, displacement, and material of the ship, and the ship-mounted type of the ship at the same time as being mounted on the ship The operation server of the big data part in real time by including identification information indicating the type of vessel in the sensing information for ultra-short-term marine environment prediction obtained according to the operation cycle in the complex sensing device (hereinafter referred to as “big data operation server”) and transmits a big data request signal including identification information indicating the type of ship to the big data operation server, and deep learning based on the big data for ship navigation safety transmitted from the big data operation server A ship artificial intelligence module that performs real-time generation of AI ultra-short-term prediction information, and a display panel installed in the ship's control room and displaying the AI short-term prediction information generated and output from the ship's artificial intelligence module of the ship on the screen. can do.
또한 상기 선박 탑재형 복합센싱장치는, 상면에 드론 출입용의 제1 출입구 및 CCTV카메라 출입용의 제2 출입구가 각각 형성되는 하우징과, 상기 제1 출입구의 자동 개폐를 위해 상기 하우징에 설치되는 제1 개폐도어와, 상기 제2 출입구의 자동 개폐를 위해 상기 하우징에 설치되는 제2 개폐도어와, 상기 하우징의 내측에 설치되며, 해당 선박의 현재 위치를 기준으로 동서남북 사방의 파랑을 관측하기 위한 X-band radar(이하 “파랑관측레이더”라 함)와 절대위치감지센서 및 자율비행 제어모듈이 드론 본체에 탑재되고, 상기 자율비행 제어모듈은 상기 절대위치감지센서의 감지신호를 기준으로 상기 드론 본체가 해당 선박의 중앙으로부터 동서남북의 사전에 정해진 관측위치로 순차적으로 비행하는 동시에 상기 관측위치별 사전 설정된 시간 동안 정지되도록 하는 자율비행모드가 사전에 설정되어, 상기 선박 탑재형 복합센싱장치의 상기 작동주기에 따라 상기 드론 본체를 상기 관측위치에 순차적으로 위치시키면서 상기 관측위치별 상기 파랑관측레이더를 통한 파랑 데이터가 관측되도록 하는 파랑 관측용 드론과, 상기 하우징의 내측에 설치되는 동시에 상기 제2 출입구를 통한 상기 하우징 외부로의 인출 및 상기 하우징 내부로의 인입 작동을 위한 승강 구동부를 포함하며, 상기 선박 탑재형 복합센싱장치의 상기 작동주기에 따라 작동되어 해당 선박 주변의 파랑 관측 및 기타 시각적인 관측용 영상정보를 획득하는 CCTV카메라 장치와, 상기 하우징의 외부에 장착되어 해당 선박 주변에서의 풍향 및 풍속을 감지하는 풍향풍속계와, 상기 선박 탑재형 복합센싱장치의 상기 작동주기에 따라 상기 제1 및 제2 개폐도어를 사전 설정된 시간 동안 개방 상태로 작동시키며, 상기 파랑 관측용 드론 및 CCTV카메라장치 그리고 풍향풍속계에서 획득되는 관측 데이터들을 상기 초단기 해양환경 예측용 센싱정보로서 상기 빅데이터 운용서버에 실시간 전송하는 메인제어모듈을 포함할 수 있다.In addition, the ship-mounted complex sensing device includes a housing in which a first entrance for drone access and a second entrance for CCTV camera access are formed on the upper surface, respectively, and a first entrance installed in the housing for automatic opening and closing of the first entrance. 1 opening and closing door, and a second opening and closing door installed in the housing for automatic opening and closing of the second entrance, and installed inside the housing, X for observing waves in all directions in the north, south, east and west based on the current position of the ship -Band radar (hereinafter referred to as “wave observation radar”), an absolute position detection sensor, and an autonomous flight control module are mounted on the drone body, and the autonomous flight control module is based on the detection signal of the absolute position detection sensor. An autonomous flight mode is set in advance to sequentially fly from the center of the ship to a predetermined observation position in the east, west, north, south, and at the same time, and stop for a predetermined time for each observation position, the operation period of the ship-mounted complex sensing device According to this, a wave observation drone for sequentially locating the drone body at the observation position so that wave data through the wave observation radar for each observation position is observed, and installed inside the housing and at the same time through the second entrance It includes a lifting and lowering driving unit for withdrawing to the outside of the housing and retracting into the housing, and is operated according to the operation cycle of the ship-mounted complex sensing device to observe waves around the ship and other visual observation images. A CCTV camera device for obtaining information, a wind direction anemometer mounted outside the housing to detect wind direction and speed around the ship, and the first and second sensors according to the operation cycle of the ship-mounted complex sensing device. Main for operating the opening/closing door in an open state for a preset time, and transmitting the observation data obtained from the wave observation drone, CCTV camera device, and wind direction anemometer to the big data operation server in real time as sensing information for predicting the ultra-short-term marine environment. A control module may be included.
본 발명의 실시 예에 따르면, 선박운항 및 항해안전에 영향을 주는 선박 주변의 해상기상정보의 상황 및 항로상의 예측과 관련된 종합 해양환경정보가 생산되어 제공되되, 해양모델, 기상모델, 파랑모델 등 각 항목별로 예측·생산되는 기존 수치예측시스템과 달리 종합적인 해양환경정보가 생산 후 제공될 수 있는 동시에 항해영역 및 거리에 따른 범용적 예측정보가 생산 및 제공될 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, comprehensive marine environmental information related to the forecast of the maritime weather information situation and route around the ship, which affects ship operation and navigation safety, is produced and provided, such as a marine model, a weather model, a wave model, etc. Unlike existing numerical prediction systems that predict and produce each item, comprehensive marine environment information can be provided after production, and at the same time, general-purpose forecast information according to voyage area and distance can be produced and provided.
또한, 해양환경 예측 및 재현 정보가 장기, 단기 및 초단기로 구분 생산되어 제공될 수 있게 된다.In addition, marine environment prediction and reproduction information can be produced and provided in the long term, short term and ultra short term.
또한, 인공지능 예측기법을 활용한 실시간 선박 주변 해상정보 예측 자료의 제공 및 정보 수집부터 가공, 생산, 활용까지 전 과정의 자동화가 구현되는 해양환경 예측·재현 정보의 생산 및 제공이 가능하고, 대형선박 분만 아니라 중·소형 선박에서도 해양환경정보를 확인하여 선반운항의 안전과 효율적 운향 증진이 가능케 된다.In addition, it is possible to produce and provide marine environment prediction and reproduction information that realizes automation of the entire process from information collection to processing, production, and utilization of real-time marine information prediction data around ships using artificial intelligence prediction techniques. It is possible to improve the safety and efficient navigation of shelf navigation by checking marine environmental information not only for ships but also for small and medium-sized ships.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템을 예시한 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에서 예측 자료 수집/선정부의 자료 수집 예를 예시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에서 선정 자료 전처리부의 재격자화 수행 예를 예시한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에서 해양환경 예측정보 생산부의 고해상도화 수행 예를 예시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에서 해양환경 재현정보 생산부의 AI초단기 예측정보 생산을 예시한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에서 해양환경 재현정보 생산부의 정보 융합을 통한 최종 정보의 생산을 예시한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에 의해서 해양환경 예측 정보가 장기, 단기 및 초단기의 순서로 순차적으로 생산되어 활용되는 것을 에시한 도면
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에서, 해양환경 예측 정보를 생산하는 기법 간을 비교한 도면
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에서, 생산된 해양환경 재현 정보의 정확도를 검증하는 예를 예시한 도면
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템의 정보 수집, 처리 및 생산 과정을 나타낸 모식도
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에 일부 구성이 추가되는 예를 에시한 블록 구성도
도 12는 도 11에 따른 추가 구성의 기계적 구성을 예시한 측면도
도 13은 도 11에 따른 추가 구성에서 파랑 관측용 드론의 작동 예를 개략적으로 예시한 도면1 is a block diagram illustrating a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of data collection by a prediction data collection/selection unit in a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of performing re-gridation of a selection data pre-processing unit in a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of high-resolution performance of a marine environment prediction information production unit in a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating the production of AI ultra-short-term prediction information of the marine environment reproduction information production unit in the marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating production of final information through information fusion of a marine environment reproduction information production unit in a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating that marine environment prediction information is sequentially produced and utilized in the order of long term, short term and ultra short term by the marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram comparing techniques for producing marine environment prediction information in a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating an example of verifying the accuracy of the produced marine environment reproduction information in the marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram showing information collection, processing, and production processes of a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating an example in which some components are added to a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
Fig. 12 is a side view illustrating the mechanical configuration of the further configuration according to Fig. 11;
13 is a view schematically illustrating an example of operation of a drone for wave observation in the additional configuration according to FIG. 11
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.The detailed description of the present invention below refers to the accompanying drawings shown as examples of embodiments in which the present invention can be practiced. These embodiments are described in detail so that those skilled in the art will be able to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in one embodiment in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each described embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.
발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 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.In the invention, when a certain part “includes” a certain component in the whole, this means that it may further include other components, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, as described in the specification, "... wealth", "… A term such as “module” refers to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.
도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에 대해 설명한다.A marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13 .
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템을 예시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a system for producing marine environment prediction information for navigation support according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템은 예측 자료 수집/선정부(100), 선정 자료 전처리부(200), 해양환경 예측정보 생산부(300) 및 해양환경 재현정보 생산부(400)를 포함하여 구성된다.As shown, the marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention includes a prediction data collection/
예측 자료 수집/선정부(100)는 해양환경의 예측을 위한 국내외 수치예측정보를 수집하며, 수집된 수치예측정보들 중 해양환경 예측에 실제 사용할 정보를 선별한다. 이때 예측 자료 수집/선정부(100)에서의 수치예측정보의 수집 및 저장은 스크립트 및 프로그래밍을 통해 자동적으로 이루어진다.The prediction data collection/
도 2를 참조하면, 예측 자료 수집/선정부(100)는 기상청, CMEMS 및 HYCOM 등에서 수치예측정보를 수집하며, 이렇게 수집된 수치예측정보 중에서 예측기간, 해상도, 항목 및 정확도를 고려하여 해양환경 예측에 실제 사용할 정보들을 선정한다.Referring to FIG. 2, the prediction data collection/
부연 설명하면, 예측 자료 수집/선정부(100)는 해양환경의 에측을 위한 원본정보인 국내외 수치예측정보들을 수집 후, 수집된 수치예측정보들에 대한 정확도 및 활용성을 분석하고, 그 분석 결과에 따라 해양환경 예측에 실제 사용할 활용정보를 선정한다.In other words, the prediction data collection/
선정 자료 전처리부(200)는 예측 자료 수집/선정부(100)에서 선정된 수치예측정보들을 대상으로 재격자화, 형식 및 좌표변화 및 해상도 통일의 전처리 과정을 수행한다.The selection
도 3을 참조하면, 선정 자료 전처리부(200)는 재격자화를 통해 좌표변환을 수행한다.Referring to FIG. 3 , the selected
해양환경 예측정보 생산부(300)는 선정 자료 전처리부(200)에서 전처리된 정보들을 대상으로 고해상도화 및 자료동화를 수행하여 고해상도의 해양환경 예측 정보를 생산한다. 이때 해양환경 예측정보 생산부(300)는 장기 및 단기의 기간별 해양환경 예측 정보를 구분하여 생산한다. 그리고 해양환경 예측정보 생산부(300)에서의 정보 고해상도화는 ESMF, DAPPER 등 기술적으로 검증된 고해상도화 기법이 활용된다.The marine environment prediction
도 4는 해양환경 예측정보 생산부(300)에서 진행되는 고해상도화를 예시한 것이다.4 illustrates the resolution of the marine environment prediction
그리고 본 실시 예에서는 해양환경 예측정보 생산부(300)가 장기 해양환경 예측 정보를 5일 예측, 10㎞격자, 3시간 간격으로 생산하고, 단기 해양환경 예측 정보를 1일 예측, 2㎞격자, 1시간 간격으로 생산하는 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.And in this embodiment, the marine environment prediction
또한, 해양환경 예측정보 생산부(300)의 무중단 운영체계를 구축함이 바람직하며, 이를 위해 미수신, 에러 등에 대처 가능한 자동화 운영체계를 구축하였다.In addition, it is desirable to establish an uninterrupted operating system of the marine environment prediction
해양환경 재현정보 생산부(400)는 해양환경 예측정보 생산부(300)에서 생산된 해양환경 예측 정보를 기반으로 딥 러닝(deep learning)을 수행하는 인공지능모듈(410)을 포함한다. 그리고 해양환경 재현정보 생산부(400)는 인공지능모듈(410)의 학습을 통해 생성되는 AI정보 및 해양환경 예측정보 생산부(300)에서 생산된 단기 해양환경 예측 정보를 기반으로 자료동화를 통해 선박의 현재 위치 중심의 초단기·단기·장기 해양환경 재현 정보를 생산한다.The marine environment reproduction
도 5 및 도 6을 참조하면, 해양환경 재현정보 생산부(400)는 AI초단기 예측정보를 생산하는 것으로서, 이때 AI초단기 예측정보는 선박자체생산 모듈을 통해 생산된다. 다시 말해 파랑레이더 및 CCTV 영상, 복합센싱 장치 등 선박 관측정보와 인공지능 기법을 접목한 항로단위 예측정보를 생산한다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the marine environment reproduction
그리고 해양환경 재현정보 생산부(400)는 장·단기 예측정보의 선박 전송·표준화 및 최종 정보를 생산하는 것으로서, 전송속도 향상 및 표준화를 위한 범용수로데이터모델(S-100)을 활용하고,AI기반 초단기 예측정보와 장·단기 예측정보 융합을 수행한다. In addition, the marine environment reproduction
그리고 본 실시 예에서는 선박 주변 4㎞ 영역의 해양환경을 재현하는 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.And, in the present embodiment, reproduction of the marine environment in a 4 km area around the ship is taken as an example, but the present invention is not limited thereto.
그리고 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에 의해서 해양환경 예측 정보가 장기, 단기 및 초단기의 순서로 순차적으로 생산되어 활용되는 것을 에시한 것이다.7 illustrates that marine environment prediction information is sequentially produced and utilized in the order of long-term, short-term, and ultra-short term by the system for producing marine environment prediction information for navigation support according to an embodiment of the present invention.
그리고 도 8은 해양환경 예측 정보를 생산하는 기법 간을 비교한 도면이고, 도 9는 생산된 해양환경 재현 정보의 정확도를 검증하는 예를 예시한 도면이다.8 is a diagram comparing techniques for producing marine environment prediction information, and FIG. 9 is a diagram illustrating an example of verifying the accuracy of the produced marine environment reproduction information.
또한 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템의 정보 수집, 처리 및 생산 과정을 나타낸 모식도이다.10 is a schematic diagram showing information collection, processing, and production processes of the marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention.
상술한 구성에 의해서, 선박운항 및 항해안전에 영향을 주는 선박 주변의 해상기상정보(해수위, 파랑, 해상풍 등)의 상황 및 항로상의 예측과 관련된 종합 해양환경정보를 생산하여 제공할 수 있게 된다.With the configuration described above, it is possible to produce and provide comprehensive marine environment information related to forecasts on the sea route and conditions of maritime weather information (sea level, waves, sea wind, etc.) around the ship that affect ship operation and navigation safety. .
또한, 해양모델, 기상모델, 파랑모델 등 각 항목별로 예측·생산되는 기존 수치예측시스템과 달리 종합적인 해양환경정보를 생산 후 제공할 수 있게 된다.In addition, unlike existing numerical prediction systems that predict and produce each item, such as ocean models, meteorological models, and wave models, comprehensive marine environment information can be produced and provided.
또한, 항해영역 및 거리에 따른 범용적 예측정보를 생산 및 제공할 수 있게 된다.In addition, it is possible to produce and provide general-purpose forecast information according to the voyage area and distance.
또한, 해양환경 재현 정보를 생산하여 제공하되, 이러한 해양환경 재현정보가 1일 이상의 운항을 위한 장기 예측정보, 5일 예측, 3시간 간격, 9㎞ 간격 예측의 장기예측정보와, 1일 이내의 운항을 위한 단기예측정보, 1일 예측, 1시간 간격, 2㎞ 간격 예측의 단기예측정보 그리고 실시간 항로 설정 및 항해안전을 위한 초단기 예측정보, 5분 예측, 주변 3㎞ 반경 예측의 초단기 예측정보로 구분 생산되어 제공될 수 있게 된다.In addition, marine environment reproduction information is produced and provided, and this marine environment reproduction information includes long-term prediction information for navigation of more than one day, long-term prediction information of 5-day prediction, 3-hour interval, and 9km interval prediction, and Short-term forecast information for navigation, short-term forecast information for 1-day forecast, 1-hour interval, and 2km interval forecast, and ultra-short-term forecast information for real-time route setting and navigation safety, 5-minute forecast, and ultra-short-term forecast information for 3km radius forecast It can be separately produced and provided.
또한, 수치예측모델, 관측정보, 선박 내 센서 및 영상정보를 활용한 예측정보를 생산 및 보정할 수 있게 된다.In addition, it is possible to produce and correct prediction information using numerical prediction models, observation information, in-ship sensors and image information.
또한, 인공지능 예측기법을 활용한 실시간 선박 주변 해상정보 예측 자료를 제공할 수 있게 된다.In addition, it will be possible to provide real-time maritime information prediction data around ships using artificial intelligence prediction techniques.
또한, 정보 수집부터 가공, 생산, 활용까지 전 과정의 자동화가 구현되는 해양환경 예측·재현 정보를 생산 및 제공할 수 있게 된다.In addition, it will be possible to produce and provide marine environment prediction and reproduction information that can be automated in the entire process from information collection to processing, production, and utilization.
또한, 대형선박 분만 아니라 중·소형 선박에서도 해양환경정보를 확인하여 선반운항의 안전과 효율적 운향 증진이 가능케 된다.In addition, it is possible to improve safety and efficient navigation of shelf navigation by checking marine environmental information not only for large ships but also for small and medium-sized ships.
다음은 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에 일부 구성이 추가된 예를 설명한다.Next, with reference to FIGS. 11 to 13, an example in which some components are added to the marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention will be described.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템에 일부 구성이 추가되는 예를 에시한 블록 구성도이고, 도 12는 도 11에 따른 추가 구성의 기계적 구성을 예시한 측면도이며, 도 13은 도 11에 따른 추가 구성에서 파랑 관측용 드론의 작동 예를 개략적으로 예시한 도면이다.11 is a block configuration diagram illustrating an example in which some components are added to a marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a side view illustrating a mechanical configuration of the additional configuration according to FIG. 11 13 is a diagram schematically illustrating an example of operation of a drone for wave observation in the additional configuration according to FIG. 11.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템은 선박 탑재형 복합센싱장치(500), 빅데이터부(600), 선박용 인공지능모듈(700) 및 디스플레이 패널(800)을 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown, the marine environment prediction information production system for navigation support according to an embodiment of the present invention includes a ship-mounted
선박 탑재형 복합센싱장치(500)는 선박에 설치되며, 이러한 선박 탑재형 복합센싱장치(500)는 해당 선박의 항해 중에 도 1 내지 도 10을 참조한 설명에서 상술한 초단기 해양환경 재현 정보의 생산을 위한 초단기 해양환경 예측용 센싱정보를 사전 설정된 주기(이하 “작동주기”라 함)에 따라 자동 생성한다. 그리고 이러한 선박 탑재형 복합센싱장치(500)의 세부 구성에 대해서는 뒤에서 더 자세히 설명키로 한다.The ship-mounted
빅데이터부(600)는 선박 탑재형 복합센싱장치(500)로부터 전송되는 상기 초단기 해양환경 예측용 센싱정보들을 기반으로 선박 항해안전용 빅데이터를 생성하되, 선박의 무게, 부피, 배수량 및 재질을 기준으로 사전에 설정된 선박 종류별로 상기 선박 항해안전용 빅데이터를 구분하여 생성한다.The
선박용 인공지능모듈(700)은 선박에 탑재되는 동시에 해당 선박의 선박 탑재형 복합센싱장치(500)에서 상기 작동주기에 따라 획득되는 상기 초단기 해양환경 예측용 센싱정보에 상기 선박 종류를 표시하는 식별정보를 포함시켜 실시간으로 상기 빅데이터부의 운용서버(이하 “빅데이터 운용서버(650)”라 함)에 전송한다. 그리고 선박용 인공지능모듈(700)은 상기 선박 종류를 표시하는 식별정보가 포함된 빅데이터 요청신호를 빅데이터 운용서버(650)에 전송하며, 빅데이터 운용서버(650)로부터 전송되는 상기 선박 항해안전용 빅데이터를 기반으로 딥 러닝을 수행하여 AI 초단기예측정보를 실시간 생성한다.The ship
디스플레이 패널(800)은 선박의 관제실에 설치되며, 이러한 디스플레이 패널(800)은 해당 선박의 선박용 인공지능모듈(700)로부터 생성 및 출력되는 상기 AI 단기예측정보를 화면 표시한다.The
그리고 선박 탑재형 복합센싱장치(500)는 하우징(510), 제1 개폐도어(520) 및 제2 개폐도어(530), 파랑 관측용 드론(540), CCTV카메라 장치(550), 풍향풍속계(560) 및 메인제어모듈(570)을 포함하여 구성된다.In addition, the ship-mounted
하우징(510)은 상면에 드론 출입용의 제1 출입구(511) 및 CCTV카메라 출입용의 제2 출입구(512)가 각각 형성된다. The
제1 개폐도어(520)는 제1 출입구(511)의 자동 개폐를 위해 하우징(510)에 설치되고, 제2 개폐도어(530)는 제2 출입구(512)의 자동 개폐를 위해 하우징(510)에 설치된다. 그리고 제1 개폐도어(520) 및 제2 개폐도어(530)가 하우징(510)에 자동 개폐 가능하도록 설치되는 구성은 공지된 기술을 통해 다양한 형태로 구현될 수 있는바, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략한다.The first opening and closing
파랑 관측용 드론(540)은 하우징(510)의 내측에 설치되며, 이러한 파랑 관측용 드론(540)은 해당 선박의 현재 위치를 기준으로 동서남북 사방의 파랑을 관측하기 위한 X-band radar(이하 “파랑관측레이더(542)”라 함)와 절대위치감지센서(543) 및 자율비행 제어모듈(544)이 드론 본체(541)에 탑재되는 형태로 이루어진다. The
그리고 파랑 관측용 드론(540)의 자율비행 제어모듈(544)은 절대위치감지센서(543)의 감지신호를 기준으로 드론 본체(541)가 해당 선박의 중앙으로부터 동서남북의 사전에 정해진 관측위치로 순차적으로 비행하는 동시에 상기 관측위치별 사전 설정된 시간 동안 정지되도록 하는 자율비행모드가 사전에 설정된다. 이에 따라자율비행 제어모듈(544)은 선박 탑재형 복합센싱장치(500)의 상기 작동주기에 따라 드론 본체(541)를 상기 관측위치에 순차적으로 위치시키면서 상기 관측위치별 파랑관측레이더(542)를 통한 파랑 데이터가 관측되도록 한다.In addition, the autonomous
CCTV카메라 장치(550)는 하우징(510)의 내측에 설치되는 동시에 제2 출입구(512)를 통한 하우징(510) 외부로의 인출 및 하우징(510) 내부로의 인입 작동을 위한 승강 구동부(551)를 포함하여 구성된다. 그리고 CCTV카메라 장치(550)의 승강 구동부(551)는 공지된 기술을 통해 다양한 형태로 구현될 수 있는바, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명은 생략하는 동시에 도면에서도 텔레스코픽 형태로 간략 도시하였다. 그리고 이러한 CCTV카메라 장치(550)는 선박 탑재형 복합센싱장치(500)의 상기 작동주기에 따라 작동되어 해당 선박 주변의 파랑 관측 및 기타 시각적인 관측용 영상정보를 획득한다.The
풍향풍속계(560)는 하우징(510)의 외부에 장착되어 해당 선박 주변에서의 풍향 및 풍속을 감지한다.The
메인제어모듈(570)은 선박 탑재형 복합센싱장치(500)의 상기 작동주기에 따라 제1 및 제2 개폐도어(520,530)를 사전 설정된 시간 동안 개방 상태로 작동시키며, 파랑 관측용 드론(540) 및 CCTV카메라장치(550) 그리고 풍향풍속계(560)에서 획득되는 관측 데이터들을 상기 초단기 해양환경 예측용 센싱정보로서 빅데이터 운용서버(650)에 실시간 전송한다.The
상술한 구성에 의해서, 선박의 항해안전을 위한 초단기 해양환경 예측용 센싱정보가 선박 종류별로 동일 선박 종류에서 공통적으로 획득되는 동시에 이를 기반으로 선박 종류별 생성되는 빅데이터 및 이를 딥 러닝하는 선박 종류별 탑재용 인공지능모듈을 통해 선박 종류별 그 항해 간에 항해 안전을 위한 초단기 예측정보가 실시간으로 해당 선박별 제공되며, 이에 따라 다양한 종류의 선박들이 그에 맞는 AI 초단기예측정보를 실시간으로 제공받으면서 항해하게 됨으로써, 선박 종류별 그 항해안전성의 현저한 증가가 가능하게 된다.With the above-described configuration, sensing information for ultra-short-term marine environment prediction for navigational safety of ships is commonly acquired from the same ship type for each ship type, and based on this, big data generated for each ship type and deep learning for each ship type. Through the artificial intelligence module, ultra-short-term prediction information for navigation safety is provided for each ship in real time between each voyage by ship type, and accordingly, various types of ships navigate while receiving AI ultra-short-term prediction information suitable for them in real time, Significant increases in navigational safety are possible.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present description, specific details such as specific components and limited embodiments and drawings have been described, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. No, and those skilled in the art can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and all things that have modifications equivalent or equivalent to these claims as well as the claims described below will fall within the scope of the spirit of the present invention.
100 : 예측 자료 수집/선정부 200 : 선정 자료 전처리부
300 : 해양환경 예측정보 생산부 400 : 해양환경 재현정보 생산부
410 : 인공지능모듈 500 : 선박 탑재형 복합센싱장치
510 : 하우징 511 : 제1 출입구
512 : 제2 출입구 520 : 제1 개폐도어
530 : 제2 개폐도어 540 : 파랑 관측용 드론
541 : 드론 본체 542 : 파랑관측레이더
543 : 절대위치감지센서 544 : 자율비행 제어모듈
550 : CCTV카메라 장치 560 : 풍향풍속계
570 : 메인제어모듈 600 : 빅데이터부
650 : 빅데이터 운용서버 700 : 선박용 인공지능모듈
800 : 디스플레이 패널 100: prediction data collection/selection department 200: selection data pre-processing unit
300: marine environment prediction information production unit 400: marine environment reproduction information production unit
410: artificial intelligence module 500: ship-mounted complex sensing device
510: housing 511: first entrance
512: second entrance 520: first opening and closing door
530: second opening and closing door 540: drone for blue observation
541: drone body 542: blue observation radar
543: absolute position sensor 544: autonomous flight control module
550: CCTV camera device 560: wind direction anemometer
570: main control module 600: big data unit
650: Big data operation server 700: Artificial intelligence module for ships
800: display panel
Claims (2)
상기 선박 탑재형 복합센싱장치(500)로부터 전송되는 해양환경 예측용 센싱정보들을 기반으로 선박 항해안전용 빅데이터를 생성하되, 선박의 무게, 부피, 배수량 및 재질을 기준으로 사전에 설정된 선박 종류별로 상기 선박 항해안전용 빅데이터를 구분하여 생성하는 빅데이터부(600);
선박에 탑재되는 동시에 해당 선박의 상기 선박 탑재형 복합센싱장치(500)에서 상기 작동주기에 따라 획득되는 해양환경 예측용 센싱정보에 상기 선박 종류를 표시하는 식별정보를 포함시켜 실시간으로 상기 빅데이터부의 운용서버(이하 “빅데이터 운용서버(650)”라 함)에 전송하고, 상기 선박 종류를 표시하는 식별정보가 포함된 빅데이터 요청신호를 상기 빅데이터 운용서버(650)에 전송하며, 상기 빅데이터 운용서버(650)로부터 전송되는 상기 선박 항해안전용 빅데이터를 기반으로 딥 러닝을 수행하여 AI 초단기예측정보를 실시간 생성하는 선박용 인공지능모듈(700): 및
선박의 관제실에 설치되며, 해당 선박의 상기 선박용 인공지능모듈(700)로부터 생성 및 출력되는 상기 AI 초단기예측정보를 화면 표시하는 디스플레이 패널(800)을 포함하며,
상기 선박 탑재형 복합센싱장치(500)는,
상면에 드론 출입용의 제1 출입구(511) 및 CCTV카메라 출입용의 제2 출입구(512)가 각각 형성되는 하우징(510);
상기 제1 출입구(511)의 자동 개폐를 위해 상기 하우징(510)에 설치되는 제1 개폐도어(520);
상기 제2 출입구(512)의 자동 개폐를 위해 상기 하우징(510)에 설치되는 제2 개폐도어(530);
상기 하우징(510)의 내측에 설치되며, 해당 선박의 현재 위치를 기준으로 동서남북 사방의 파랑을 관측하기 위한 X-band radar(이하 “파랑관측레이더(542)”라 함)와 절대위치감지센서(543) 및 자율비행 제어모듈(544)이 드론 본체(541)에 탑재되고, 상기 자율비행 제어모듈(544)은 상기 절대위치감지센서(543)의 감지신호를 기준으로 상기 드론 본체(541)가 해당 선박의 중앙으로부터 동서남북의 사전에 정해진 관측위치로 순차적으로 비행하는 동시에 상기 관측위치별 사전 설정된 시간 동안 정지되도록 하는 자율비행모드가 사전에 설정되어, 상기 선박 탑재형 복합센싱장치(500)의 상기 작동주기에 따라 상기 드론 본체(541)를 상기 관측위치에 순차적으로 위치시키면서 상기 관측위치별 상기 파랑관측레이더(542)를 통한 파랑 데이터가 관측되도록 하는 파랑 관측용 드론(540);
상기 하우징(510)의 내측에 설치되는 동시에 상기 제2 출입구(512)를 통한 상기 하우징(510) 외부로의 인출 및 상기 하우징(510) 내부로의 인입 작동을 위한 승강 구동부(551)를 포함하며, 상기 선박 탑재형 복합센싱장치(500)의 상기 작동주기에 따라 작동되어 해당 선박 주변의 파랑 관측 및 기타 시각적인 관측용 영상정보를 획득하는 CCTV카메라 장치(550);
상기 하우징(510)의 외부에 장착되어 해당 선박 주변에서의 풍향 및 풍속을 감지하는 풍향풍속계(560); 및
상기 선박 탑재형 복합센싱장치(500)의 상기 작동주기에 따라 상기 제1 및 제2 개폐도어(520,530)를 사전 설정된 시간 동안 개방 상태로 작동시키며, 상기 파랑 관측용 드론(540) 및 CCTV카메라장치(550) 그리고 풍향풍속계(560)에서 획득되는 관측 데이터들을 해양환경 예측용 센싱정보로서 상기 빅데이터 운용서버(650)에 실시간 전송하는 메인제어모듈(570)을 포함하는 것을 특징으로 하는 항해 지원용 해양환경 예측 정보 생산 시스템.
A ship-mounted complex sensing device 500 installed on a ship and automatically generating sensing information for predicting the marine environment during the ship's voyage according to a preset cycle (hereinafter referred to as "operation cycle");
Based on the sensing information for predicting the marine environment transmitted from the ship-mounted complex sensing device 500, big data for ship navigation safety is generated, and each ship type is preset based on the weight, volume, displacement, and material of the ship. a big data unit 600 that divides and generates the big data for ship navigation safety;
At the same time, the ship-mounted complex sensing device 500 of the ship includes the identification information indicating the type of ship in the sensing information for predicting the marine environment, which is obtained according to the operation cycle, and stores the big data in real time. It is transmitted to the operation server (hereinafter referred to as “big data operation server 650”), and a big data request signal including identification information indicating the type of ship is transmitted to the big data operation server 650, and the big data operation server 650 A ship artificial intelligence module 700 that generates AI ultra-short-term prediction information in real time by performing deep learning based on the big data for ship navigation safety transmitted from the data operation server 650: and
It is installed in the control room of the ship and includes a display panel 800 for displaying the AI ultra-short-term prediction information generated and output from the ship artificial intelligence module 700 of the ship,
The ship-mounted complex sensing device 500,
A housing 510 in which a first entrance 511 for drone access and a second entrance 512 for CCTV camera access are formed on the upper surface, respectively;
A first opening/closing door 520 installed in the housing 510 to automatically open and close the first entrance 511;
a second opening/closing door 530 installed in the housing 510 to automatically open and close the second entrance 512;
Installed inside the housing 510, X-band radar (hereinafter referred to as “wave observation radar 542”) and absolute position sensor (hereinafter referred to as “wave observation radar 542”) for observing waves in all directions based on the current position of the ship 543) and autonomous flight control module 544 are mounted on the drone body 541, and the autonomous flight control module 544 controls the drone body 541 based on the detection signal of the absolute position sensor 543. An autonomous flight mode is set in advance to sequentially fly from the center of the ship to a predetermined observation position in the east, west, north, south, and at the same time stop for a predetermined time for each observation position, so that the ship-mounted complex sensing device 500 A wave observation drone 540 for observing wave data through the wave observation radar 542 for each observation position while sequentially positioning the drone body 541 at the observation positions according to an operating cycle;
It is installed inside the housing 510 and at the same time includes a lift drive unit 551 for withdrawing to the outside of the housing 510 through the second entrance 512 and retracting into the inside of the housing 510, , CCTV camera device 550 that is operated according to the operation cycle of the ship-mounted complex sensing device 500 to obtain image information for wave observation and other visual observations around the ship;
An anemometer 560 mounted outside the housing 510 to sense wind direction and speed around the vessel; and
According to the operating cycle of the ship-mounted complex sensing device 500, the first and second opening and closing doors 520 and 530 are operated in an open state for a preset time, and the wave observation drone 540 and CCTV camera device (550) and a main control module (570) for real-time transmission of the observation data obtained from the anemometer (560) to the big data operation server (650) as sensing information for predicting the marine environment. Environmental predictive information production system.
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Citations (4)
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KR102118643B1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-06-03 | 주식회사 환경과학기술 | Standardized Marine Weather Forecasting Production System and Methodology Based on Forecasting Method |
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2022
- 2022-10-21 KR KR1020220136851A patent/KR102513300B1/en active IP Right Grant
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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한국 공개특허 제10-2022-0071838호(2022.05.31.공개), "실시간 해양 예측 시스템 (KOOS-OPEM) 및 이를 이용한 해양 예측 방법" |
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KR102513300B9 (en) | 2023-06-09 |
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