KR20100055623A - A safety management equipment by the location and the trace deduction of coast vessel using microwave buoy and method thereof - Google Patents

A safety management equipment by the location and the trace deduction of coast vessel using microwave buoy and method thereof Download PDF

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KR20100055623A
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Abstract

PURPOSE: A safety management equipment by the location and the trace deduction of a coast vessel using a microwave buoy and a method thereof are provided to prevent an accident by fining out a small ship in real time through a buoy and a triangular surveying. CONSTITUTION: A ballast lamp deducting apparatus comprises a communications unit, a communications module and a plurality of buoy(100,110,120). The communications unit is included in the ship(300). The communications module communicates with a vessel traffic service center(200). A plurality of buoys is floated a specific coordinate of a coast. The communications module is comprised of a controller, a wireless communications unit, an operation unit, and a memory unit. The controller is comprised of a microprocess or CPU. The wireless communications unit communicates with the vessel traffic service center according to a control signal of the controller. An operation unit computes the signal value transmitted from the wireless communications unit.

Description

부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치 및 그 방법{A SAFETY MANAGEMENT EQUIPMENT BY THE LOCATION AND THE TRACE DEDUCTION OF COAST VESSEL USING MICROWAVE BUOY AND METHOD THEREOF}Safety control system and method by estimating the position and trajectory of coastal ship using buoy {A SAFETY MANAGEMENT EQUIPMENT BY THE LOCATION AND THE TRACE DEDUCTION OF COAST VESSEL USING MICROWAVE BUOY AND METHOD THEREOF}

본 발명은 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부표와 삼각측량을 이용하여 고가의 GPS위성을 이용한 위치정보 없이도 보다 안전한 연안 항해가 가능하도록 개선된 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a safety control device and a method for estimating the position and trajectory of a coastal ship using a buoy, and more specifically, a safer coastal navigator without location information using expensive GPS satellites using a buoy and triangulation The present invention relates to a safety control device and a method thereof for estimating the position and trajectory of a coastal ship using an improved buoy.

일반적으로, AIS(선박자동식별장치)는 항구 및 연안에서의 충돌방지와 해상교통관리를 효과적으로 하기 위하여 선박이름, 종류, 위치정보, 진행속도, 진행방향 및, 항해와 관련된 정보를 국제적으로 규정된 초단파주파수(VHF) 회선을 통하여, 주기적으로 송수신하고, 육상 및 다른 선박과 정보 및 관련 데이터를 자동으로 교환하는 장치를 말한다.In general, AIS (Automatic Vessel Identification System) provides internationally defined information regarding ship name, type, location information, speed, direction, and navigation in order to prevent collision and sea traffic management in ports and coasts. It is a device that transmits / receives periodically and automatically exchanges information and related data with onshore and other ships through a microwave frequency (HHF) line.

또한, 전자해도는 종이해도의 디지털화를 통하여 각종 선박에 사용되는 전자항해장비인 디지털해도로서 선박의 항해 안전과 해양 환경을 보호하는데 사용되고 있다.In addition, the electronic chart is a digital chart, which is an electronic navigation equipment used for various vessels through the digitization of the paper chart, and is used to protect the navigational safety of the ship and the marine environment.

종래에는 상기와 같은 AIS와 전자해도를 이용하여 선박을 관제해 오고 있었는 바, 예컨대 상기 AIS 는 기지국으로부터 반경 100마일의 범위에 있는 AIS를 탑재한 선박의 위치를 알려주는 형식이다.Conventionally, ships have been controlled using the AIS and the electronic chart as described above. For example, the AIS is a form in which the position of a ship equipped with an AIS in a range of 100 miles from the base station is indicated.

그런데, 이러한 AIS는 국가에서 관리하는 망으로 기지국이 특정지역에 설치되어 있어, 전국적으로 몇 개에 불과하다.However, such AIS is a network managed by the state, and since the base stations are installed in specific regions, there are only a few nationally.

또한, 도 1의 예시와 같이, AIS를 이용하는 기존 방식의 경우, 이를테면 선박(2)은 GPS위성(3)으로부터 자신의 위치 정보를 송신받고, 이를 선박(2)에 장착된 AIS(4)를 통해 항만 해상교통관제국(1)과 VHF 통신링크로 통신함으로써 선박(2)의 안전하고 원활한 항해를 가능하게 하였다.In addition, as shown in the example of Figure 1, in the conventional method using the AIS, for example, the ship 2 receives its location information from the GPS satellite 3, this is the AIS (4) mounted on the ship 2 Through the VHF communication link with the port maritime traffic control station (1) through the ship to enable safe and smooth navigation of the vessel (2).

그러나, GPS위성(3)을 사용하기 위해서는 고비용이 지출되어야 하고, 또 모든 선박에 AIS(4)를 설치할 수 없을 뿐만 아니라 AIS(4)가 장착되어 있다고 하더라도 운항자가 이를 켜지 않으면 아무런 소용이 없는 장비가 되어버리는 단점이 있었다.However, the use of GPS satellites 3 requires a high cost, and not only does not allow all ships to install AIS 4, but even if the AIS 4 is equipped, the equipment is of no use unless the operator turns it on. There was a disadvantage of becoming.

특히, 상기 AIS는 고가의 장비이기 때문에 소정 규모 이상의 선박과 여객선에 한하여 의무적으로 탑재하고 있을 뿐 그 외의 선박, 이를테면 소형 어선 등은 AIS를 탑재하지 못하고 있어 선박의 위치추적 및 조난방지를 효율적으로 운용할 수 없는 문제가 있어 왔다.In particular, since the AIS is expensive equipment, it is mandatory to be mounted only on ships and passenger ships of a predetermined size, and other vessels, such as small fishing boats, cannot carry AIS, so that the ship's position tracking and distress prevention can be efficiently operated. There has been a problem that cannot be done.

이와 관련된 기술로, 특허출원 제2005-0021015호 '전자해도가 내장된 선박자동식별장치', 특허출원 제2006-0105584호 'AIS와 GPS가 내장된 TRS를 이용한 선박 위치 관제방법', 특허출원 제2007-0025193호 'TRS와 AIS 연동 선박위치 정보 제공시스템' 등이 있으나 이들 모두는 앞서 설명한 단점들을 그대로 안고 있다.In related technology, Patent Application No. 2005-0021015 'Automatic Ship Identification System with Electronic Chart', Patent Application No. 2006-0105584 'Ship Position Control Method Using TRS with AIS and GPS', Patent Application No. 2007-0025193 'TRS and AIS interlocking vessel position information providing system', but all of them have the same disadvantages described above.

뿐만 아니라, 레이더를 이용한 인식방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 이는 날씨가 좋지 않거나 파도가 높을 경우 수신감도가 저하되고, 탐지성능면에서 상대선의 크기에 의해 크게 좌우되며, 만곡부나 섬 뒤에 있는 물질은 탐지가 불가하고, 레이더 상에서 물체가 근접하여 교행시 타겟 스와핑(Target Swapping) 현상이 발생되는 등 많은 개선이 요구되고 있는 실정이다.In addition, research on the recognition method using radar is being actively conducted. However, when the weather is bad or the wave is high, the reception sensitivity is deteriorated, and the detection performance is greatly influenced by the size of the relative line. Existing materials cannot be detected, and target swapping occurs when an object approaches on a radar, and a lot of improvement is required.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 고가의 장비인 GPS위성을 이용하지 않고도 부표와 삼각측량방식을 이용하여 소형 선박의 연안 항해시 선박의 위치정보를 간편용이하면서 실시간적으로 신속하게 확인할 수 있도록 하여 선박 사고를 방지하고, 보다 안전한 항해가 가능하도록 한 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치 및 그 방법을 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.The present invention has been created in view of the above-mentioned problems in the prior art, and solves this problem. Location information of the ship during coastal navigation of a small ship using buoys and triangulation without using expensive GPS satellites The main solution is to provide a safety control device and method by estimating the position and trajectory of coastal ships using buoys to prevent ship accidents and to enable safer voyages. There is a problem.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 전자해도를 통해 좌표 추적이 가능한 항만 해상교통관제국과 통신가능하도록 선박에 구비된 통신부와; 상기 항만 해상교통관제국과 교신가능한 통신모듈을 구비하고, 연안의 특정좌표상에 부유되는 다수의 부표를 포함하되; 상기 통신모듈은 마이크로프로세서 혹은 CPU로 이루어진 제어부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 항만 해상교통관제국과 교신하는 무선통신부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 무선통신부로부터 송수신되는 신호값을 연산하여 부표와 선박간 거리정보를 산출하는 연산부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 연산부로부터 출력된 연산값을 저장하는 메모리부로 구성된 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치를 제공한다.The present invention provides a means for achieving the above object, the communication unit provided in the vessel to be able to communicate with the maritime traffic control station that can be coordinated through the electronic chart; A plurality of buoys provided with a communication module capable of communicating with the port maritime traffic control station and floating on specific coordinates of the coast; The communication module includes a control unit consisting of a microprocessor or a CPU; A wireless communication unit communicating with the port maritime traffic control station according to a control signal of the control unit; A calculation unit calculating a buoy and distance information between ships by calculating a signal value transmitted and received from the wireless communication unit according to a control signal of the controller; According to the control signal of the control unit provides a safety control device for estimating the position and trajectory of the coastal ship using a buoy characterized in that it comprises a memory unit for storing the operation value output from the operation unit.

이때, 상기 무선통신부는 초고주파를 통해 선박의 위치를 인지하고 해상교통 관제국과 초고주파 무선통신하는 것에도 그 특징이 있다.At this time, the wireless communication unit is also characterized by the high-frequency wireless communication with the maritime traffic control station to recognize the position of the vessel through the high frequency.

또한, 상기 통신모듈에는 CCTV 혹은 CC카메라가 더 설치되어 촬영된 영상정보를 상기 항만 해상교통관제국으로 송신할 수 있도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the communication module is characterized in that the CCTV or CC camera is further installed to transmit the image information taken to the port maritime traffic control station.

아울러, 상기 각 부표는 전방향성 안테나에서 초고주파 신호를 보내 선박의 위치정보를 획득하고(각 부표에서 대상 선박으로부터 전파를 수신한 시간을 분해능으로 측정하고 전파가 도달할 때 까지의 시간차), 그 정보를 해상교통관제국으로 송신하여, 해상교통관제국에서 각 부표로부터 받은 정보를 취합하여 삼각측량법에 의해 선박의 정확한 좌표를 산출하는 것에도 그 특징이 있다.In addition, each buoy transmits an ultra-high frequency signal from the omnidirectional antenna to obtain the position information of the ship (measures the time when the radio wave is received from the target vessel in each buoy with resolution and the time difference until the radio wave arrives) It is also characterized by sending the information to the maritime traffic control station, collecting the information received from each buoy at the maritime traffic control station, and calculating the exact coordinates of the ship by triangulation.

그리고, 본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 해상의 특정좌표상에 설치된 다수의 부표에 구비된 무선통신부가 항만 해상교통관제국과 교신하는 단계와; 상기 교신 단계를 통해 통신되는 부표들중 상기 선박을 기준으로 신호강도가 센 상위 3개의 부표를 상기 항만 해상교통관제국에서 선택하는 단계와; 상기 선택 단계후 선택된 각 부표의 제어부는 무선통신부를 통해 교신되는 무선신호의 신호전송시간을 검출하도록 제어하여 연산부를 통해 검출된 신호전송시간을 토대로 각 부표와 선박간 거리를 산출하는 단계와; 상기 거리 산출 단계를 통해 각 부표와 선박간 거리가 산출되면 이 정보를 수신한 항상 해상교통관제국은 전자해도를 통해 산출된 거리를 반경으로 하는 3개의 원을 그리고, 그 교점의 중심좌표를 찾아 선박의 위치를 결정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제방법도 제공한다.In addition, the present invention is a means for achieving the above-described problem, the wireless communication unit provided in a plurality of buoys installed on the specific coordinates of the sea and communicating with the port maritime traffic control station; Selecting, from the port maritime traffic control station, the top three buoys having strong signal strength based on the vessel among the buoys communicated through the communication step; A control unit of each buoy selected after the selecting step controls the signal transmission time of the radio signal communicated through the wireless communication unit to calculate a distance between each buoy and the ship based on the signal transmission time detected by the calculation unit; When the distance between each buoy and the ship is calculated through the distance calculation step, the maritime traffic controller always draws three circles with the radius calculated from the electronic chart and finds the center coordinate of the intersection. It also provides a safety control method by estimating the position and trajectory of the coastal vessel using a buoy characterized in that it comprises a step of determining the position of the vessel.

이 경우, 상기 거리 산출 단계는, 상기 연산부가 대상 선박으로부터 전파를 수신한 시간을 분해능으로 측정하고 전파가 도달할 때 까지의 시간차를 이용하여 부표로부터 선박까지의 거리를 산출하는 것에도 그 특징이 있다.In this case, the distance calculation step is characterized in that the calculation unit measures the time at which the radio wave is received from the target vessel with resolution and calculates the distance from the buoy to the vessel using the time difference until the radio wave arrives. have.

뿐만 아니라, 상기 선박의 위치 결정 단계 후, 상기 항만 해상교통관제국은 선택된 부표로부터 해상 상황을 촬영한 영상정보를 수신하는 단계가 더 수행되는 것에도 그 특징이 있다.In addition, after the vessel positioning step, the port maritime traffic control station is characterized in that the step of receiving the image information of the sea situation from the selected buoy is further performed.

나아가, 상기 영상정보는 상기 부표에 구비된 CCTV 혹은 CC카메라를 통해 촬영되고, 부표에 구비된 메모리부에 저장된 정보인 것에도 그 특징이 있다.In addition, the video information is characterized in that the information is captured by the CCTV or CC camera provided in the buoy, stored in the memory unit provided in the buoy.

그리고, 상기 영상정보를 통해 위험이 감지되는 선박에 대해 상기 항만 해상교통관제국은 부표를 통해 경보를 발하는 단계를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.In addition, the port maritime traffic control station for the vessel is detected through the image information is characterized in that it further comprises the step of warning through a buoy.

본 발명에 따르면, 고가의 장비인 GPS위성을 이용하지 않고도 소형 선박의 위치정보를 실시간 자동적으로 확인할 수 있어 보다 안전한 연안 항해를 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있고, 선박의 위치파악에 드는 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, the position information of a small ship can be automatically confirmed in real time without using GPS satellites, which are expensive equipment, so that the coastal navigation can be more safely obtained, and the cost of positioning the vessel can be reduced. can do.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 안전관제장치의 개념을 설명하기 위한 예시적인 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 안전관제장치의 동작과정을 설명하기 위한 개념도 이며, 도 4는 본 발명에 따른 안전관제장치를 구성하는 부표내 통신모듈의 구성블럭도이고, 도 5는 본 발명에 따른 방법 설명을 위한 플로우챠트이다.Figure 2 is an exemplary schematic diagram for explaining the concept of the safety control device according to the present invention, Figure 3 is a conceptual diagram for explaining the operation of the safety control device according to the present invention, Figure 4 is a safety control according to the present invention Fig. 5 is a block diagram of the communication module in the buoy constituting the apparatus, and Fig. 5 is a flowchart for explaining the method according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안전관제장치는 삼각측량 기법을 이용하기 위해 적어도 3개의 부표, 즉 제1,2,3부표(100,110,120)가 요구된다.As shown in FIG. 2, the safety control apparatus according to the present invention requires at least three buoys, namely, first, second and third buoys 100, 110 and 120, in order to use a triangulation technique.

그리고, 도 2는 설명의 편의상 선박(300)을 따로 떼어 도시하였을 뿐이고, 사실상 이들의 관계는 도 3에 표현된 형태로 선박(300)의 좌표가 예측된다.In addition, FIG. 2 merely illustrates the vessel 300 separately for convenience of description, and in fact, the relationship thereof is predicted by the coordinates of the vessel 300 in the form shown in FIG. 3.

이때, 상기 제1,2,3부표(100,110,120)는 설치 당시부터 좌표값이 지정된 것으로 선박(300)의 위치를 확인하기 위한 기준점이 된다.At this time, the first, second, third buoy (100, 110, 120) is a reference point for confirming the position of the ship 300 as the coordinate value is designated from the time of installation.

여기에서, 상기 선박(300)은 기본적인 통신시스템, 즉 IMO 규정에 따른 VHF 채널을 통한 통신은 가능한 상태이다.Here, the vessel 300 is in a state capable of communicating through a basic communication system, that is, a VHF channel according to IMO regulations.

아울러, 상기 제1,2,3부표(100,110,120)는 항만 해상교통관제국(200)과 교신을 위해 별도의 초고주파 통신채널을 갖추어야 하는데, 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같은 무선통신부(A)를 구비하며, 이 무선통신부(A)는 제어부(C)에 의해 제어된다.In addition, the first, second, third buoy (100, 110, 120) should be equipped with a separate high-frequency communication channel for communication with the port maritime traffic control station 200, for this purpose the wireless communication unit (A) as shown in FIG. The wireless communication unit A is controlled by the control unit C.

이 경우, 상기 제어부(C)는 마이크로프로세서 혹은 컴퓨터에 내장되는 CPU와 같은 것이 될 수 있으며, 또한 거리 연산, 통신 속도 계산을 위해 연산부(N)를 더 포함하며, 필요한 경우 정보 저장을 위한 메모리부(M)를 더 포함한 구성으로 이루어진다.In this case, the control unit C may be a microprocessor or a CPU embedded in a computer, and further includes an operation unit N for distance calculation and communication speed calculation, and a memory unit for storing information if necessary. It consists of a structure containing (M) further.

이러한 무선통신부(A), 제어부(C), 연산부(N) 및 메모리부(M)는 제1,2,3부표(100,110,120) 모두에 동일한 구성으로 구비된다.The wireless communication unit (A), the control unit (C), the calculation unit (N) and the memory unit (M) are provided in the same configuration in all of the first, second, third buoys (100, 110, 120).

또한, 상기 무선통신부(A)는 초고주파 무선통신 모듈로서 항만 해상교통관제국(200)과 초고주파 통신을 위한 별도의 통신 채널을 통해 정보를 송수신하며, 해상교통관제국(200)과 선박(300)간에는 기존의 VHF 통신방식을로 통신하게 된다.In addition, the wireless communication unit (A) transmits and receives information via a separate communication channel for high-frequency communication with the port maritime traffic control station 200 as a high-frequency wireless communication module, the maritime traffic control station 200 and the vessel 300 Between will communicate with the existing VHF communication method.

특히, 상기 무선통신부(A)는 전방향성 안테나(R)를 통해 전방향으로 초고주파 신호를 송출하고, 수신하도록 함이 바람직하다.In particular, the wireless communication unit (A) is preferably to transmit and receive the ultra-high frequency signal in all directions through the omni-directional antenna (R).

즉, 해상교통관제국(200)과 선박(300)간의 통신은 VHF 통신을 이용하기 때문에 별도의 추가 비용이 발생하지 않게 된다.That is, the communication between the maritime traffic control station 200 and the vessel 300 uses VHF communication so that no additional cost is incurred.

뿐만 아니라, 상기 제1,2,3부표(100,110,120)간에도 동일한 통신채널을 통해 서로 교신가능하게 구성되며, 이는 선박(300)의 항해(이동)로 인해 어느 하나의 부표로부터는 멀어지고 다른 부표로는 가까워지게 되므로 그때의 신호처리를 위한 것이다.In addition, the first, second, third buoy (100, 110, 120) is configured to communicate with each other through the same communication channel, which is away from any one buoy due to navigation (movement) of the ship 300 to another buoy Is for signal processing at that time.

덧붙여, 상기 제1,2,3부표(100,110,120)에는 CCTV 혹은 CC카메라를 설치하여 항만 해상교통관제국(200)과 초고주파로 송수신함으로써 상기 항만 해상교통관제국(200)에서는 부표 주변의 해상 상황, 특히 연안 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 구성함이 더욱 바람직하다.In addition, the first, second, third buoys (100, 110, 120) by installing a CCTV or CC camera to the port maritime traffic control station 200 by transmitting and receiving at high frequency in the maritime situation around the buoy in the port maritime traffic control station 200, In particular, it is more preferable to configure the coastal state to monitor in real time.

다시 말해, 초고주파 통신 모듈을 장착한 제1,2,3부표(100,110,120)와의 통신을 통해 별도의 위성통신없이도 항만 해상교통관제국(200)에서는 선박(300)의 위치를 감지할 수 있고, 또한 초고주파통신 링크를 통해 항만 해상교통관제국(200)으로 송신되는 CCTV 정보는 해상 정보를 실시간 모니터링 가능하여 필요한 경우 선박(300)에 주의를 통보하거나 피항조치를 취하는 등 감시, 조언이 가능하게 되며, 아울러 해양에 설치된 다수의 초고주파 부표를 통해 정확한 연안 정보를 획득할 수 있게 된다.In other words, through the communication with the first, second, third buoys (100, 110, 120) equipped with the ultra-high frequency communication module, the maritime traffic control station 200 can detect the position of the vessel 300 without a separate satellite communication, and The CCTV information transmitted to the port maritime traffic control station 200 through the microwave communication link is capable of real-time monitoring of the maritime information, so that if necessary, monitoring and advice, such as notifying the ship 300 or taking a take action, are possible. In addition, accurate coastal information can be obtained through a number of microwave buoys installed at sea.

특히, 시계확보가 어려운 날씨에 AIS가 장착되지 않은 선박의 경우는 선박의 위치를 전송한 초고주파 통신 모듈이 장착된 부표로부터 송신된 정보를 토대로 항만 해상교통관제국(200)의 지시에 따라 초고주파 부표에서 알람(Alarm)으로 경보를 줌으로써 안전한 항해를 할 수 있도록 안내할 수도 있다.In particular, in the case of a ship that is not equipped with AIS in difficult weather conditions, the microwave buoy according to the instructions of the Port Maritime Traffic Authority 200 based on information transmitted from a buoy equipped with a microwave communication module that transmits the position of the vessel. You can also guide a safe voyage by alerting you with an alarm.

이를 위해, 상기 부표, 즉 제1,2,3부표(100,110,120)에는 알람발생을 위한 경보기를 더 구비할 수도 있다.To this end, the buoy, that is, the first, second, third buoy (100, 110, 120) may further include an alarm for generating an alarm.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 선박 위치추적은 초고주파 데이터 링크를 이용하기 때문에 많은 량의 정보를 육상 기지국(항만 해상교통관제국)으로 송신할 수 있고, 기존 항만에서 주로 사용하는 VHF 통신과의 간섭을 최소화 할 수 있다.In addition, since the ship location tracking according to the present invention uses an ultra-high frequency data link, a large amount of information can be transmitted to a land base station (port maritime traffic control station), and interference with VHF communication mainly used in existing ports is prevented. It can be minimized.

나아가, 초고주파 부표를 통해 수신된 해상 안전에 필요한 정보(현지 기상, 어업 조업 정보, 어망 정보 등)를 지역 VTS, 해양 경찰서, 기상청에서 입수하여 VHF 통신으로 본선에 통보할 수도 있을 것이며, 또한, 선박 사고시 실시간으로 인지하고, 사고 선박의 과거 행적 및 위치를 추적하여 수색 및 구조 작업 지원에도 활용될 수 있을 것이다.In addition, information required for maritime safety (local weather, fishing and fishing information, fishing net information, etc.) received through microwave buoys may be obtained from local VTS, maritime police station, meteorological office, and notified to the ship by VHF communication. It can be used to support search and rescue operations by recognizing the accident in real time and tracking the past track and position of the accident vessel.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 과정을 거쳐 선박의 위치를 추적할 수 있게 된다.The present invention made up of such a configuration is able to track the position of the ship through the following process.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 삼각측량 기법을 이용하여 선박(300)의 위치를 추적하기 위해서는 적어도 3개, 즉 선박(300) 주변에서 서로 거리를 두고 제 1,2,3부표(100,110,120)가 요구된다.First, as shown in Figure 3, in order to track the position of the vessel 300 by using a triangulation technique, at least three, that is, the first, second, third buoy (100, 110, 120 with a distance from each other around the vessel 300) ) Is required.

이때, 상기 제1,2,3부표(100,110,120)의 선정은 상기 선박(300)의 통신부(310)와 교신되는 다수의 부표들중 수신감도가 가장 강한 것 3개를 상위레벨로부터 순차로 선택하여 결정되는 것이 바람직하며, 이는 항만 해상교통관제국(200)에서 자동 제어하게 된다.At this time, the selection of the first, second, third buoys (100, 110, 120) is selected from the higher level of the three of the highest sensitivity among the plurality of buoys communicated with the communication unit 310 of the ship 300 in order It is desirable to determine, which will be automatically controlled by the port maritime traffic control station 200.

즉, 항해중인 선박(300)과 가장 근접한 3개의 부표, 예컨대 제1,2,3부표(100,110,120)가 선정되면 각 부표의 제어부(C)는 상기 선박(300)의 위치를 인지하기 위해 전방향 안테나를 통해 전방향으로 초고주파 신호를 송출하게 된다(S100).That is, when three buoys closest to the sailing vessel 300, for example, the first, second, third buoys 100, 110, 120, are selected, the control unit C of each buoy is omnidirectional to recognize the position of the vessel 300. Through the antenna to transmit an ultra-high frequency signal in all directions (S100).

이 경우, 상기 제1,2,3부표(100,110,120)들은 항상 통신채널을 열어 두고 있으며, 선박(300)으로부터 반사신호가 있게 되면 선박(300)을 인지하고 그때 반사신호를 수신한 왕복시간을 측정하게 된다(S110,S120).In this case, the first, second, third buoys (100, 110, 120) are always open to the communication channel, if there is a reflected signal from the ship 300 recognizes the ship 300 and then measured the round trip time received the reflected signal (S110, S120).

즉, 신호전송시간(T1,T2,T3)의 측정은 제1,2,3부표(100,110,120)에 구비된 연산부(N)에서 수행하게 되는데, 상기 제어부(C)의 제어신호를 받아 왕복시간으로부터 시간정보를 확인하여 연산하게 된다.That is, the measurement of the signal transmission time (T1, T2, T3) is performed by the calculation unit (N) provided in the first, second, third buoys (100, 110, 120), and receives the control signal of the control unit (C) from the round trip time It calculates by checking the time information.

아울러, 상기 신호전송시간(T1,T2,T3) 측정 과정이 완료되면, 상기 연산부(N)는 측정된 신호전송시간(T1,T2,T3) 정보를 토대로 각 부표(100,110,120)와 선박(300)간 거리를 계산하게 된다(S130).In addition, when the signal transmission time (T1, T2, T3) measurement process is completed, the calculation unit (N) based on the measured signal transmission time (T1, T2, T3) information of each buoy (100, 110, 120) and the vessel 300 The distance is calculated (S130).

상기 거리 계산과정(S130)은 송신된 신호가 선박(300)에 도달되었다가 그 반사 신호를 수신할 때 까지의 시간을 측정하여 그 왕복시간에 전자파의 전파속도를 이용하면 왕복거리를 구할 수 있게 되고, 이를 통해 선박(300)까지의 거리를 알 수 있게 된다.The distance calculation process (S130) measures the time from when the transmitted signal reaches the vessel 300 and receives the reflected signal, so that the round trip distance can be obtained by using the propagation speed of the electromagnetic wave at the round trip time. In this way, the distance to the ship 300 can be known.

이러한 연산과정은 제어부(C)의 제어신호하에 연산부(N)에서 수행되며, 연산된 값은 메모리부(M)에 저장되고 필요시 유용한 정보로 활용하게 된다.This operation is performed by the calculation unit N under the control signal of the control unit C, and the calculated value is stored in the memory unit M and used as useful information when necessary.

이렇게 하여, 제1,2,3부표(100,110,120)로부터 선박(300)까지의 각 거리가 산출되면 이 정보는 무선통신부(A)를 통해 초고주파 통신채널을 경유하여 항만 해상교통관제국(200)으로 전송되고, 이를 수신한 항만 해상교통관제국(200)에서는 전자해도를 바탕으로 각 부표, 즉 제1,2,3부표(100,110,120)를 기준으로 측정된 거리를 반경(R1,R2,R3)으로 하는 원을 그리게 된다(S140).In this way, when the respective distances from the first, second, third buoys (100, 110, 120) to the ship 300 is calculated, this information is transmitted to the port maritime traffic control station 200 via the high-frequency communication channel through the wireless communication unit (A). The port maritime traffic control station 200 receiving the received traffic is determined as a radius (R1, R2, R3) based on each buoy, that is, the first, second, and third buoys (100, 110, 120) based on the electronic chart. Draw a circle to (S140).

상기 과정(S140)을 통해 전자해도상에 3개의 원이 그려지면, 이들 원에 의해 생기는 교점이 확인되게 되며, 그 교점의 중심, 혹은 그 교점 내에 선박(300)이 위치하고 있는 것으로 추정되며, 이는 전자해도상의 좌표값을 통해 선박(300)의 위치를 실시간적으로 확인할 수 있게 된다(S150,S160).When three circles are drawn on the electronic chart through the process (S140), the intersections generated by these circles are confirmed, and it is assumed that the vessel 300 is located at the center of the intersections or within the intersections. Through the coordinate values on the electronic chart it is possible to check the position of the vessel 300 in real time (S150, S160).

이와 같은 과정을 통해, 선박(300)의 위치가 확인되면 항만 해상교통관제국(200)은 해당 선박(300)에게 필요한 조치를 지시할 수 있게 된다.Through this process, when the position of the vessel 300 is confirmed, the port maritime traffic control station 200 can instruct the vessel 300 necessary action.

뿐만 아니라, 각 부표, 즉 제1,2,3부표(100,110,120)의 CCTV 혹은 CC카메라로부터 전송된 영상정보는 선박(300)의 운항 및 긴급구난, 피신 등에 유용하게 활용될 수 있으며, 또한 촬영된 정보는 메모리부(M)에 저장되고 제어부(C)의 제어신호에 따라 필요시 항만 해상교통관제국(200)으로 전송될 수 있다.In addition, the video information transmitted from the CCTV or CC camera of each buoy, that is, the first, second, third buoys (100, 110, 120) can be usefully used for the operation of the ship 300, emergency rescue, evacuation, etc. The information may be stored in the memory unit M and transmitted to the port maritime traffic control station 200 as necessary according to the control signal of the controller C.

이렇게 함으로써, 고가의 장비인 GPS위성을 이용하지 않고도 연안 선박의 해 상 위치 정보를 쉽게 추적할 수 있고, 이를 통해 연안 선박의 운항 관리를 보다 용이하게 할 수 있게 된다.By doing so, it is possible to easily track the marine position information of the coastal vessels without using the expensive GPS satellites, thereby making it easier to manage the operation of the coastal vessels.

도 1은 종래 기술에 따른 안전관제장치의 개념을 설명하기 위한 예시적인 모식도,1 is an exemplary schematic diagram for explaining the concept of a safety control device according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 안전관제장치의 개념을 설명하기 위한 예시적인 모식도,Figure 2 is an exemplary schematic diagram for explaining the concept of the safety control device according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 안전관제장치의 동작과정을 설명하기 위한 개념도, 3 is a conceptual view for explaining the operation of the safety control device according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 안전관제장치를 구성하는 부표내 통신모듈의 구성블럭도,Figure 4 is a block diagram of the communication module in the buoy constituting the safety control device according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 방법 설명을 위한 플로우챠트.5 is a flowchart for explaining a method according to the present invention.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧♧ description of the symbols for the main parts of the drawing ♧

100....제1부표 110....제2부표100 .... First buoy 110 .... Second buoy

120....제3부표 200....항만 해상교통관제국120 .... Part 3 200 .... Port Maritime Traffic Authority

300....선박300 .... Ship

Claims (9)

전자해도를 통해 좌표 추적이 가능한 항만 해상교통관제국과 통신가능하도록 선박에 구비된 통신부와; 상기 항만 해상교통관제국과 교신가능한 통신모듈을 구비하고, 연안의 특정좌표상에 부유되는 다수의 부표를 포함하되;A communication unit provided in the ship so as to be able to communicate with the harbor maritime traffic control station capable of tracking the coordinates through the electronic chart; A plurality of buoys provided with a communication module capable of communicating with the port maritime traffic control station and floating on specific coordinates of the coast; 상기 통신모듈은 마이크로프로세서 혹은 CPU로 이루어진 제어부와;The communication module includes a control unit consisting of a microprocessor or a CPU; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 항만 해상교통관제국과 교신하는 무선통신부와;A wireless communication unit communicating with the port maritime traffic control station according to a control signal of the control unit; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 무선통신부로부터 송수신되는 신호값을 연산하여 부표와 선박간 거리정보를 산출하는 연산부와;A calculation unit calculating a buoy and distance information between ships by calculating a signal value transmitted and received from the wireless communication unit according to a control signal of the controller; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 연산부로부터 출력된 연산값을 저장하는 메모리부로 구성된 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치.And a memory unit for storing the calculation value outputted from the operation unit according to the control signal of the control unit. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 무선통신부는 항만 해상교통관제국과 초고주파 무선통신하는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치.The wireless communication unit is a safety control device for estimating the position and trajectory of the coastal vessel using a buoy characterized in that the high-frequency radio communication with the port maritime traffic control station. 제2항에 있어서;The method of claim 2; 상기 무선통신부는 전방향성 안테나를 통해 전방향 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치.The wireless communication unit is a safety control device for estimating the position and trajectory of the coastal ship using a buoy, characterized in that for transmitting and receiving the omnidirectional signal through the omni-directional antenna. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 통신모듈에는 CCTV 혹은 CC카메라가 더 설치되어 촬영된 영상정보를 상기 항만 해상교통관제국으로 송신할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치.The communication module is a CCTV or CC camera is further installed, the safety control device by using the buoy to estimate the position and trajectory of the coastal vessels, characterized in that configured to transmit the captured image information to the port maritime traffic control station. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 연산부는 상기 무선통신부가 송신한 신호가 선박에 도달되었다가 반사되는 신호를 수신할때까지의 시간을 측정하여 그 왕복시간에 대한 전자파의 전파속도를 이용하여 부표로부터 선박까지의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제장치.The calculating unit measures the time until the signal transmitted from the wireless communication unit reaches the ship and receives the reflected signal and calculates the distance from the buoy to the ship using the propagation speed of the electromagnetic wave for the round trip time. Safety control system by estimating the position and trajectory of coastal vessels using a buoy. 해상의 특정좌표상에 설치된 다수의 부표에 구비된 무선통신부가 항만 해상교통관제국과 교신하는 단계와;Communicating with the port maritime traffic control station by a wireless communication unit provided in a plurality of buoys installed on specific coordinates of the sea; 상기 교신 단계를 통해 통신되는 부표들중 상기 선박을 기준으로 신호강도가 센 상위 3개의 부표를 상기 항만 해상교통관제국에서 선택하는 단계와;Selecting, from the port maritime traffic control station, the top three buoys having strong signal strength based on the vessel among the buoys communicated through the communication step; 상기 선택 단계후 선택된 각 부표의 제어부는 무선통신부를 통해 반사되는 무선신호의 신호전송시간을 검출하도록 제어하여 연산부를 통해 검출된 신호전송시 간을 토대로 각 부표와 선박간 거리를 산출하는 단계와;A control unit of each buoy selected after the selecting step controls to detect a signal transmission time of the radio signal reflected through the wireless communication unit, and calculates a distance between each buoy and the vessel based on the signal transmission time detected by the calculation unit; 상기 거리 산출 단계를 통해 각 부표와 선박간 거리가 산출되면 이 정보를 수신한 항상 해상교통관제국은 전자해도를 통해 산출된 거리를 반경으로 하는 3개의 원을 그리고, 그 교점의 중심좌표를 찾아 선박의 위치를 결정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제방법.When the distance between each buoy and the ship is calculated through the distance calculation step, the maritime traffic controller always draws three circles with the radius calculated from the electronic chart and finds the center coordinate of the intersection. Safety control method by estimating the position and trajectory of the coastal vessel using a buoy characterized in that it comprises a step of determining the position of the vessel. 제5항에 있어서;The method of claim 5; 상기 선박의 위치 결정 단계 후, 상기 항만 해상교통관제국은 선택된 부표로부터 해상 상황을 촬영한 영상정보를 수신하여 그 내용을 모니터링하는 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제방법.After the step of positioning the vessel, the port maritime traffic control station receives the image information of the sea situation from the selected buoy to monitor the contents of the position of the coastal vessel using a buoy further characterized in that Safety Control Method through Trajectory Estimation. 제7항에 있어서;The method of claim 7; 상기 영상정보는 상기 부표에 구비된 CCTV 혹은 CC카메라를 통해 촬영되고, 부표에 구비된 메모리부에 저장된 정보인 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제방법.The image information is taken through a CCTV or CC camera provided in the buoy, safety control method by estimating the position and trajectory of the coastal ship using a buoy, characterized in that the information stored in the memory unit provided in the buoy. 제7항에 있어서;The method of claim 7; 상기 영상정보를 통해 위험이 감지되는 선박에 대해 상기 항만 해상교통관제 국은 부표를 통해 경보를 발하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 연안 선박의 위치 및 궤적 추정을 통한 안전관제방법.And the port maritime traffic control station alerts the vessel through the buoy for the vessel whose danger is detected through the image information.
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