KR102653419B1 - 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 횡요주기 산출부, 평균 횡경사각 산출부 및 유의 횡요각 산출부로부터 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 수신하고, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하인지의 여부를 결정하고, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하이면, 횡요주기를 정상 상태로 결정하고 표시부를 통해 횡요주기 정상 상태를 표시하며, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기보다 크고 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 이하이면, 상기 제어부가 횡요주기를 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 주의 상태를 표시하며, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 보다 크면, 횡요주기를 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 위험 상태를 표시하도록 구성된다.

Description

횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법{System and method for monitoring safety status of ship using roll motion data}

본 발명은 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전자 경사계를 통해 얻은 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform) 분석하여 획득한 횡요 주기, 평균 횡 경사각 및 유의 횡요 각을 기초로 선박의 횡요 주기, 평균 횡 경사각 및 유의 횡요 각의 각 항목에 대한 정상, 주의 및 위험 상태를 결정하여 디스플레이 하는, 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.

현재, 선박은 다른 종류의 이동 수단과 동일하게 스마트화가 깊이 진행되고 있는 실정이다. 특히 선박의 생활은 여타 운송 기관에 비하여 사람이 근무해야 하는 시간이 상대적으로 길고, 또한 전문성이 상당히 요구되는 분야이므로, 인력이 상대적으로 적게 요구되는 자율운항 선박 및 무인선박 등의 스마트 선박으로의 변화가 매우 빠르게 진행되고 있는 실정이다.

국내 등록 특허 제10-1880815호 공보(이하, 종래 기술이라 함)에는 선박 기울기감지 센서 및 거리감지 센서를 포함하는 각종 센서를 탑재하여 센싱 값에 대한 평균값을 산출하여 장치의 오작동으로 인한 경보의 오작동을 방지하고, 항해자가 미처 대응하지 못하는 긴급한 상황에서 신속한 자동대처가 가능하게 하는, 선박 안전 항해 모니터링 및 자동회피 서비스 제공 시스템이 개시되어 있다.

그러나, 종래 기술은 기울기 평균값을 기초로 미리 설정된 기준값과 비교하여 기울어짐 정도를 분석하고, 비교 분석된 결과가 미리 저장된 임계값을 초과할 경우, 선박 내에 탑재된 경보 알림부로 알림 신호를 발생하는 방식이므로, 알람 신호를 발생하기 위한 구체적인 기준과 알람 신호에 대한 세부적인 구성이 제시되지 않았다.

국내 등록 특허 제10-1880815호 공보(발명의 명칭 : 선박 안전 항해 모니터링 및 자동회피 서비스 제공 시스템)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 전자 경사계로부터 획득된 선박의 횡요 운동 데이터를 기초로 선박의 안전상태를 표시하는 알람 신호를 발생하기 위한 기준 및 구성을 구체적으로 제시할 수 있는, 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템은 전자 경사계에서 표출되는 시간에 따른 횡요각 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform) 분석하여 횡요주기 데이터를 산출하도록 구성된 횡요주기 산출부; 상기 횡요각 데이터를 FFT 분석하여 평균 횡경사각 데이터를 산출하도록 구성된 평균 횡경사각 산출부; 상기 횡요각 데이터를 FFT 분석하여 유의 횡요각 데이터를 산출하도록 구성된 유의 횡요각 산출부; 산출된 상기 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 입력받고, 상기 횡요주기 데이터를 최대 고유 횡요주기 및 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40%와 비교 분석하여 횡요주기의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정하며, 상기 평균 횡경사각 데이터를 등급 기준의 50% 및 등급 기준과 비교 분석하여 평균 횡경사각의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정하며, 상기 유의 횡요각 데이터를 등급 기준의 50% 및 등급 기준과 비교 분석하여 평균 유의 횡요각의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정하며, 결정된 각 상태에 상응하는 표시제어 신호를 출력하도록 구성된 제어부; 및 상기 제어부로부터 표시제어 신호를 입력받아 디스플레이 하도록 구성된 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실시형태에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템에 있어서, 상기 등급 기준은 선박의 한계 경사각과 10[deg] 중 작은 것이 선택될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시형태에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 방법은 제어부가 횡요주기 산출부, 평균 횡경사각 산출부 및 유의 횡요각 산출부로부터 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 수신하는 단계; 상기 제어부가 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하인지의 여부를 결정하는 단계; 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하이면, 상기 제어부가 횡요주기를 정상 상태로 결정하고 표시부를 통해 횡요주기 정상 상태를 표시하는 단계; 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기보다 크고 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 이하이면, 상기 제어부가 횡요주기를 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 주의 상태를 표시하는 단계; 및 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 보다 크면, 상기 제어부가 횡요주기를 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 위험 상태를 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 실시형태에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 방법은 상기 수신 단계 이후, 상기 제어부가 상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50% 이하 인지의 여부를 결정하는 단계; 상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50% 이하이면, 상기 제어부가 평균 횡경사각을 정상 상태로 결정하고 표시부를 통해 횡경사각 정상 상태를 표시하는 단계; 상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50%보다 크고 등급 기준 이하이면, 상기 제어부가 평균 횡경사각을 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 평균 횡경사각 주의 상태를 표시하는 단계; 및 상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준보다 크면, 상기 제어부가 평균 횡경사각을 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 평균 횡경사각 위험 상태를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 다른 실시형태에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 방법은 상기 수신 단계 이후, 상기 제어부가 상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50% 이하 인지의 여부를 결정하는 단계; 상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50% 이하이면, 상기 제어부가 유의 횡요각을 정상 상태로 결정하고 표시부를 통해 유의 횡요각 정상 상태를 표시하는 단계; 상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50%보다 크고 등급 기준 이하이면, 상기 제어부가 유의 횡요각을 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 유의 횡요각 주의 상태를 표시하는 단계; 및 상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준보다 크면, 상기 제어부가 유의 횡요각을 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 유의 횡요각 위험 상태를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 횡요주기 산출부, 평균 횡경사각 산출부 및 유의 횡요각 산출부로부터 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 수신하고, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하인지의 여부를 결정하고, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하이면, 횡요주기를 정상 상태로 결정하고 표시부를 통해 횡요주기 정상 상태를 표시하며, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기보다 크고 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 이하이면, 상기 제어부가 횡요주기를 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 주의 상태를 표시하며, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40%보다 크면, 횡요주기를 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 위험 상태를 표시하도록 구성됨으로써, 전자 경사계로부터 획득된 선박의 횡요 운동 데이터를 기초로 선박의 안전상태를 표시하는 알람 신호를 발생하기 위한 기준 및 구성을 구체적으로 제시할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 방법을 설명하기 위한 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 자료 또는 신호를 '전송', '전달' 또는 '제공'한다 함은 어느 한 구성요소가 다른 구성요소로 직접 자료 또는 신호를 전송하는 것은 물론, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 자료 또는 신호를 다른 구성요소로 전송하는 것을 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템은 선박에 장착되며 전자 경사계(100)로부터 계측된 데이터를 입력받아 실행되도록 구성되며, 횡요주기 산출부(200), 평균 횡경사각 산출부(210), 유의 횡요각 산출부(220), 제어부(300) 및 표시부(400)가 온보드 형태로 되어 있다.

횡요주기 산출부(200)는 전자 경사계(100)에서 표출되는 시간에 따른 횡요각 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform) 분석하여 횡요주기 데이터를 산출하는 역할을 한다. 횡요주기(Rolling Period)는 선박이 한쪽 현으로 최대로 경사진 상태에서부터 반대현으로 기울었다가 다시 원위치로 되돌아오기까지 걸린 시간을 말한다. 즉, 우현 횡요각에서 좌현 횡요각을 거쳐 다시 우현 횡요각으로 돌아오기까지의 시간을 의미하며, 단위는 [sec]이다.

평균 횡경사각 산출부(210)는 전자 경사계(100)에서 표출되는 시간에 따른 횡요각 데이터를 FFT 분석하여 평균 횡경사각 데이터를 산출하는 역할을 한다. 횡경사각은 정수(Still Water) 중 선박이 횡방향으로 기울어져 평행상태에 머물러 있는 상태에서의 각도를 말한다. 선박이 손상 및 침수될 경우 한쪽 현으로 기울어질 가능성이 있음을 알 수 있는 지표이다. 소형 어선 등이 어구를 선박에 적재하는 과정에서 한쪽으로 적재량이 쏠리는 현상으로 인해 정박 혹은 운항 중에도 직립하지 못한 채 기울어진 상태로 정박 또는 운항하는 것을 목격할 수 있는데, 이것은 횡경사각이 직립상태가 아님을 나타내는 것이다. 특히 평균 횡경사각(Average List Angle)은 해상에서 선박의 횡경사각을 직관적으로 산출하는 것은 쉬운 일이 아니므로, 선박의 안전을 위해 선박의 직립상태를 정량적으로 관측하기 위해 전자 경사계(100)를 활용하여 좌/우현에 대한 횡요각의 평균값을 통해 선박의 직립여부를 확인하는데 사용 가능한 주요 안전 요소이다. 평균 횡경사각은 FFT 분석마다 좌·우현 횡요각의 평균값을 산출하고 전체 횟수(n) 평균하여 이를 표출한 것이다.

유의 횡요각 산출부(220)는 전자 경사계(100)에서 표출되는 시간에 따른 횡요각 데이터를 FFT 분석하여 유의 횡요각 데이터를 산출하는 역할을 한다. 횡요각(Rolling Angle)은 선박의 횡요에 의해 선박이 기울어지는 최대 각도를 말하는 것으로, 횡경사각이 정적인 각도를 일컫는 반면, 횡요각은 선박의 횡요에 의한 동적인 각도로서 선박의 손상 및 침수와 관계없이 해상과 운항 상태에 따라 독립적으로 발생할 수 있는 요소이다. 전자 경사계(100)에서의 좌현의 횡요각은 음수(-)로, 우현의 횡요각은 양수(+)로 표현한다. 선박의 횡요각(좌현과 우현 각각)의 상위 1/3의 평균값을 유의 횡요각이라 정의한다. 이를 통해 횡요에 의한 경사각의 유의값을 알 수 있는 주요 지표로 사용가능하다. 유의 횡요각을 산출하기 위해, 고유 횡요주기를 산출할 때 산출되도록, FFT 분석마다 좌·우현 각각 최대 횡요각을 도출하고 유의값을 산출하도록 하였다. 유의값이므로 1/3 데이터의 평균값을 산출하였으며, 산출된 유의 횡요각을 전체횟수(n)로 평균하였다.

제어부(300)는 전체 구성요소를 제어하는 마이크로컴퓨터로서, 횡요주기 산출부(200), 평균 횡경사각 산출부(210) 및 유의 횡요각 산출부(220)에서 산출된 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 입력받아 비교분석하여 횡요주기, 평균 횡경사각 및 유의 횡요각의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정하고, 결정된 각 상태에 상응하는 표시제어 신호를 표시부(400)에 출력하여 표시(디스플레이)하는 역할을 한다. 제어부(300)는 입력된 횡요주기 데이터를 최대 고유 횡요주기 및 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40%와 비교 분석하여 횡요주기의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정한다. 제어부(300)는 평균 횡경사각 데이터를 등급 기준의 50% 및 등급 기준과 비교 분석하여 평균 횡경사각의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정한다. 제어부(300)는 유의 횡요각 데이터를 등급 기준의 50% 및 등급 기준과 비교 분석하여 평균 유의 횡요각의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정한다. 등급 기준은 선박의 한계 경사각과 10[deg] 중 작은 것이 선택될 수 있다.

평균 횡경사각과 유의 횡요각은 등급 구분을 위해 동일 등급 기준을 적용하고 있다. 한편, 주의 등급에서는 등급 기준의 50%를 적용하는 것 외에, 오랜 경험에 따른 승무원의 경험치를 수동으로 입력받아 적용할 수도 있다.

다음의 [표 1]과 [표 2]를 기초로 각 요소별 특징을 알아보면 다음과 같다.

횡요주기를 살펴보면, 각 선박의 고유 횡요주기 범위의 상단을 기준으로 그 값의 40%를 기준으로 "주의"와 "위험"을 명확히 구분하고 있음을 알 수 있다. 특히 H 선박과 I 선박은 차도선으로서 선박의 표면이 편평하여 실습선이나 여객선에 대비하여 해상환경의 변화에 훨씬 덜 민감함을 감안할 경우, 이러한 선박의 횡요주기가 7초를 넘어간다는 것은 해상환경이 매우 안정적이지 못하다는 것을 단적으로 표현하고 있음을 알 수 있다. 동일 관점에서 평균 횡경사각과 유의 횡요각의 경우에도 이들 차도선이 다른 선박들에 비하여 그 경사각의 변화가 조금만 더 많이 흔들리더라도 이것은 선박이 매우 위험한 상태임을 알 수 있다. 즉 G 선박이 5도 정도의 경사각이 발생하더라도 정상범위에 포함되는 것에 비해 I 선박의 경우 5도의 경사각이 발생하더라도 해당 선박은 매우 위험한 상황임을 잘 표현하고 있다는 것을 잘 나타내고 있음을 알 수 있다. 물론 실습선과 여객선들은 대부분 한계 경사각의 범위가 10도를 넘어가도 안전성을 확보하고 있으므로, 10도의 기준을 적용하여 이러한 위험성에 보편성을 충분히 확보하는데 문제가 없을 것임을 알 수 있다.

[표 1]

[표 2]

표시부(400)는 제어부(300)로부터 표시제어 신호를 입력받아 선박의 횡요주기, 평균 횡경사각 및 유의 횡요각에 대한 정상, 주의 또는 위험 상태를 표시하는 역할을 한다. 표시부(400)는 PDP, LCD, LED, OLED 등의 출력장치가 사용될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템을 이용한 선박의 안전상태 모니터링 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.

먼저, 제어부(300)가 횡요주기 산출부(200), 평균 횡경사각 산출부(210) 및 유의 횡요각 산출부(220)로부터 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 수신한다(S100).

다음, 제어부(300)는 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하인지의 여부를 결정한다(S200).

상기 스텝(S200)에서 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하이면(Y), 제어부(300)가 횡요주기를 정상 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 횡요주기 정상 상태를 표시한다(S230).

상기 스텝(S200)에서 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기보다 크면(N), 제어부(300)는 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 이하인지 여부를 결정한다(S210).

상기 스텝(S210)에서 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 이하이면(Y), 제어부(300)가 횡요주기를 주의 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 횡요주기 주의 상태를 표시한다(S240).

상기 스텝(S210)에서 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40%보다 크면, 제어부(300)가 횡요주기를 위험 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 횡요주기 위험 상태를 표시한다(S220).

한편, 상기 스텝(S100) 이후, 제어부(300)는 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50% 이하 인지의 여부를 결정한다(S300).

상기 스텝(S300)에서 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50% 이하이면, 제어부(300)가 평균 횡경사각을 정상 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 횡경사각 정상 상태를 표시한다(S330).

상기 스텝(S300)에서 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50%보다 크면(N), 제어부(300)는 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준 이하인지의 여부를 결정한다(S310).

상기 스텝(S310)에서 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준 이하이면(Y), 제어부(300)가 평균 횡경사각을 주의 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 평균 횡경사각 주의 상태를 표시한다(S340).

한편, 스텝(S310)에서 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준보다 크면(N), 제어부(300)가 평균 횡경사각을 위험 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 평균 횡경사각 위험 상태를 표시한다(S320).

한편, 상기 스텝(S100) 이후, 제어부(300)는 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50% 이하 인지의 여부를 결정한다(S400).

상기 스텝(S400)에서, 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50% 이하이면(Y), 제어부(300)가 유의 횡요각을 정상 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 유의 횡요각 정상 상태를 표시한다(S430).

상기 스텝(S400)에서 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50%보다 크면(N), 제어부(300)는 유의 횡요각 데이터가 등급 기준 이하인지 여부를 결정한다(S410).

상기 스텝(S410)에서 유의 횡요각 데이터가 등급 기준 이하이면(Y), 제어부(300)가 유의 횡요각을 주의 상태로 결정하고. 표시부(400)를 통해 유의 횡요각 주의 상태를 표시한다(S440).

상기 스텝(S410)에서 유의 횡요각 데이터가 등급 기준보다 크면(N), 제어부(300)가 유의 횡요각을 위험 상태로 결정하고, 표시부(400)를 통해 유의 횡요각 위험 상태를 표시한다(S420).

본 발명의 실시예에 의한 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 횡요주기 산출부, 평균 횡경사각 산출부 및 유의 횡요각 산출부로부터 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 수신하고, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하인지의 여부를 결정하고, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하이면, 횡요주기를 정상 상태로 결정하고 표시부를 통해 횡요주기 정상 상태를 표시하며, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기보다 크고 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 이하이면, 상기 제어부가 횡요주기를 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 주의 상태를 표시하며, 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 보다 크면, 횡요주기를 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 위험 상태를 표시하도록 구성됨으로써, 전자 경사계로부터 획득된 선박의 횡요 운동 데이터를 기초로 선박의 안전상태를 표시하는 알람 신호를 발생하기 위한 기준 및 구성을 구체적으로 제시할 수 있다.

도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 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: 전자 경사계
200: 횡요주기 산출부
210: 평균 횡경사각 산출부
220: 유의 횡요각 산출부
300: 제어부
400: 표시부

Claims (5)

1. 전자 경사계(100)에서 표출되는 시간에 따른 횡요각 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform) 분석하여 횡요주기 데이터를 산출하도록 구성된 횡요주기 산출부(200);
   상기 횡요각 데이터를 FFT 분석하여 평균 횡경사각 데이터를 산출하도록 구성된 평균 횡경사각 산출부(210);
   상기 횡요각 데이터를 FFT 분석하여 유의 횡요각 데이터를 산출하도록 구성된 유의 횡요각 산출부(220);
   산출된 상기 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 입력받고, 상기 횡요주기 데이터를 최대 고유 횡요주기 및 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40%와 비교 분석하여 횡요주기의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정하며, 상기 평균 횡경사각 데이터를 등급 기준의 50% 및 등급 기준과 비교 분석하여 평균 횡경사각의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정하며, 상기 유의 횡요각 데이터를 등급 기준의 50% 및 등급 기준과 비교 분석하여 평균 유의 횡요각의 정상, 주의 또는 위험 상태를 결정하며, 결정된 각 상태에 상응하는 표시제어 신호를 출력하도록 구성된 제어부(300); 및
   상기 제어부로부터 표시제어 신호를 입력받아 디스플레이 하도록 구성된 표시부(400);를 포함하는, 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 등급 기준은
   선박의 한계 경사각과 10[deg] 중 작은 것이 선택되는, 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템.
   
3. 횡요 운동 데이터를 활용한 선박의 안전상태 모니터링 시스템을 이용한 선박의 안전상태 모니터링 방법으로서,
   제어부(300)가 횡요주기 산출부(200), 평균 횡경사각 산출부(210) 및 유의 횡요각 산출부(220)로부터 횡요주기 데이터, 평균 횡경사각 데이터 및 유의 횡요각 데이터를 수신하는 단계;
   상기 제어부가 상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하인지의 여부를 결정하는 단계;
   상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기 이하이면, 상기 제어부가 횡요주기를 정상 상태로 결정하고 표시부(400)를 통해 횡요주기 정상 상태를 표시하는 단계;
   상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기보다 크고 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 이하이면, 상기 제어부가 횡요주기를 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 주의 상태를 표시하는 단계; 및
   상기 횡요주기 데이터가 최대 고유 횡요주기+최대 고유 횡요주기의 40% 보다 크면, 상기 제어부가 횡요주기를 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 횡요주기 위험 상태를 표시하는 단계;를 포함하는, 선박의 안전상태 모니터링 방법
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 수신 단계 이후,
   상기 제어부가 상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50% 이하 인지의 여부를 결정하는 단계;
   상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50% 이하이면, 상기 제어부가 평균 횡경사각을 정상 상태로 결정하고 표시부(400)를 통해 횡경사각 정상 상태를 표시하는 단계;
   상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준의 50%보다 크고 등급 기준 이하이면, 상기 제어부가 평균 횡경사각을 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 평균 횡경사각 주의 상태를 표시하는 단계; 및
   상기 평균 횡경사각 데이터가 등급 기준보다 크면, 상기 제어부가 평균 횡경사각을 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 평균 횡경사각 위험 상태를 표시하는 단계;를 더 포함하는, 선박의 안전상태 모니터링 방법.
   
5. 제3 항에 있어서,
   상기 수신 단계 이후,
   상기 제어부가 상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50% 이하 인지의 여부를 결정하는 단계;
   상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50% 이하이면, 상기 제어부가 유의 횡요각을 정상 상태로 결정하고 표시부를 통해 유의 횡요각 정상 상태를 표시하는 단계;
   상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준의 50%보다 크고 등급 기준 이하이면, 상기 제어부가 유의 횡요각을 주의 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 유의 횡요각 주의 상태를 표시하는 단계; 및
   상기 유의 횡요각 데이터가 등급 기준보다 크면, 상기 제어부가 유의 횡요각을 위험 상태로 결정하고 상기 표시부를 통해 유의 횡요각 위험 상태를 표시하는 단계;를 더 포함하는, 선박의 안전상태 모니터링 방법.

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