KR20160034642A - 무인예인시스템 및 이를 이용한 선박예인방법 - Google Patents

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KR20160034642A
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홍진철
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정동현
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

무인예인시스템 및 이를 이용한 선박예인방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인예인시스템은, 무인으로 원격 조종 가능한 하나 이상의 예인선의 수량을 예인될 선박의 크기를 기초로 정하는 단계; 선박의 위치정보와 예인위치에 의해 예인선에 의한 예인경로를 설정하는 단계; 예인선을 예인될 선박에 인접하게 이동시켜 예인 가능하게 배치하는 단계; 및 예인선을 무선으로 원격 제어하여 선박을 예인위치로 이동시키는 단계를 포함한다.

Description

무인예인시스템 및 이를 이용한 선박예인방법{UNMANNED TUGGING SYSTEM AND TUGGING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 무인예인시스템 및 이를 이용한 선박예인방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 예인되는 선박이 무인으로 이동이 가능한 무인예인시스템 및 이를 이용한 선박예인방법에 관한 것이다.
일반적으로, 리그선과 같은 특수선 혹은 안벽 접안이 필요한 선박은, 하나 이상의 예인선에 의해 예인되어 목적위치로 이동될 수 있다. 이러한 예인작업은, 선박을 목적위치까지 이동시키기 위한 필수 작업이다.
이러한 선박 예인 시에는, 다수의 예인선과 예인선원이 필요하고, 각 예인선이 움직여야 하는 위치, 방향, 속도 등의 정보를 매번 예인선원 간에 통신으로 교환하면서, 즉 선원들의 정보소통에 의해 선박에 대한 예인선의 정확한 위치와 배치양상을 조절하면서 작업해야 하기 때문에 작업시간이 오래 걸리고 사고의 위험이 높다.
즉 기존의 선원 간의 상호 통신에 의한 수동 조작에 의해 예인선의 배치를 조율하면서 진행하던 예인작업은, 예인선들과 선박에 대한 정확하고 신속한 일괄적인 중앙통제가 쉽지 않아 예인작업시간이 오래 걸리고, 위험성이 높았다.
대한민국 특허출원 제10-2005-094834 호
본 발명의 일 실시 예는, 예인선의 일괄적인 중앙통제에 의한 자동제어에 의해 예인선의 배치위치와 양상을 정밀하게 조절하면서 예인작업을 진행하여 예인시간을 줄일 수 있으며, 예인작업을 신속하고 안전하게 실시할 수 있는 무인예인시스템 및 이를 이용한 선박예인방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무인으로 원격 조종 가능한 하나 이상의 예인선의 수량을 예인될 선박의 크기를 기초로 정하는 단계; 상기 선박의 위치정보와 예인위치에 의해 상기 예인선에 의한 예인경로를 설정하는 단계; 상기 예인선을 예인될 선박에 인접하게 이동시켜 예인 가능하게 배치하는 단계; 및 상기 예인선을 무선으로 원격 제어하여 상기 선박을 예인위치로 이동시키는 단계를 포함하는 무인예인방법이 제공될 수 있다.
전술한 상기 무인예인방법에서는, 조류, 바람, 및 상기 예인선과 상기 선박에 탑재된 롤링경사계 혹은 피칭경사계 중 적어도 어느 하나로부터 수집된 정보를 참조하여 상기 예인경로를 재설정할 수 있다.
상기 예인선은, 상기 선박의 선수와 선미 측에 한 척 이상씩 배치되며, 좌현과 우현 측에 한 척 이상씩 배치될 수 있다.
상기 선박이 좌현 혹은 우현 전방 측으로 이동하는 경우, 좌현과 우현 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선보다 다른 한쪽에 배치되는 예인선의 추진력을 작게 혹은 크게 하며, 선미와 선수 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선보다 다른 한쪽에 배치되는 예인선의 추진력을 작게 혹은 크게 할 수 있다.
상기 선박이 시계방향 혹은 반 시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 선박이 시계방향 혹은 반 시계 방향의 회전에 상응하도록, 좌현과 우현 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선을 선수 측으로 다른 한쪽에 배치되는 예인선을 선미 측으로 이동시켜 상기 선박을 가압하되 선미와 선수 측에 각각 배치되는 예인선에 의해 엇갈린 방향으로 상기 선박을 가압할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상에서 원격으로 조종이 가능하도록 마련되는 하나 이상의 예인선; 상기 하나 이상의 예인선과 무선통신하여 상기 예인선을 원격으로 조정할 수 있도록 마련되는 원격조종제어부; 및 상기 원격조종제어부와 상기 예인선의 상호 무선통신이 가능하도록 마련되는 무선통신부을 포함하며, 상기 원격조정제어부는, 상기 예인선의 수량을 예인될 선박의 크기를 기초로 정하며, 상기 예인선의 이동위치를 예인될 선박의 위치정보를 기초로 설정하여 상기 예인선을 예인될 선박에 인접하게 이동시켜 예인 가능하게 배치하며, 상기 선박의 위치정보와 예인위치에 의해 상기 예인선에 의한 예인경로를 계산하여 상기 예인선을 무선으로 원격 제어하여 상기 선박을 예인위치로 이동시키는 무인예인시스템이 제공될 수 있다.
전술한 상기 무인예인시스템에서는, 조류, 바람, 및 상기 예인선과 상기 선박에 탑재된 롤링경사계 혹은 피칭경사계 중 적어도 어느 하나로부터 수집된 정보를 참조하여 상기 예인경로를 재설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 예인선의 일괄적인 중앙통제에 의한 자동제어에 의해 예인선의 배치위치와 양상을 정밀하게 조절하면서 예인작업을 진행하여 예인시간을 줄일 수 있으며, 예인작업을 신속하고 안전하게 실시할 수 있는 무인예인시스템 및 이를 이용한 선박예인방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인예인시스템의 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인예인시스템의 무선통신 개념도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인예인시스템에 따른 예인선에 의한 선박의 좌현방향 예인도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인예인시스템에 따른 예인선에 의한 선박의 시계방향 예인도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인예인시스템을 이용한 무인예인방법의 개념도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1과 도 2 그리고 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인예인시스템은, 해상에서 원격으로 조종이 가능하도록 마련되는 하나 이상의 예인선(111, 112, 113, 114)과, 하나 이상의 예인선(111, 112, 113, 114)과 무선통신하여 예인선(111, 112, 113, 114)을 원격으로 조정할 수 있도록 마련되는 원격조종제어부(120)와, 원격조종제어부(120)와 예인선(111, 112, 113, 114)의 상호 무선통신이 가능하도록 마련되는 무선통신부(130)을 포함한다.
이때 본 실시 예에 따른 원격조종제어부(120)는, 예인선(111, 112, 113, 114)의 수량을 예인될 선박(100)의 크기를 기초로 정하며, 예인선(111, 112, 113, 114)의 이동위치를 예인될 선박(100)의 위치정보를 기초로 설정하여 예인선(111, 112, 113, 114)을 예인될 선박(100)에 인접하게 이동시키며, 선박(100)의 위치정보와 예인위치에 의해 예인선(111, 112, 113, 114)에 의한 예인경로를 계산하여 예인선(111, 112, 113, 114)을 무선으로 원격 제어하여 선박(100)을 예인위치로 이동시킨다.
이때 선박(100)의 위치정보는, 예인선(111, 112, 113, 114)이 선박(100)의 예인을 위해 도달할 선박의 현재위치이며, 예인위치는 최종 목적지점에 해당하는 최종위치이다. 또한 예인경로는, 예인선(111, 112, 113, 114)이 예인을 위해 선박(100)까지 가는 경로와 선박(100)의 현재위치에서 선박(100)을 예인위치까지 예인하여 이동한 경로 두 가지 경로를 모두 포함한다.
이러한 본 실시 예에 따르면 예인선(111, 112, 113, 114)의 일괄적인 중앙통제에 의해 각각의 위치를 조절하면서 선박(100)에 대한 예인작업을 진행할 수 있으며, 예인선(111, 112, 113, 114)에 선원이 탑승하여 예인작업을 진행하던 기존에 비해 정밀하게 예인선(111, 112, 113, 114)을 조종하여 원하는 위치로 신속하고, 배치양상을 조절할 수 있으므로 예인작업시간을 줄이면서 안전하게 예인작업을 실시할 수 있다.
본 실시 예에 따른 원격조종제어부(120)는, 원격 조종이 가능한 중앙 통제실에 배치될 수 있으며, 중앙 통제실의 예인 작업자는 원격 조종에 의해 예인선(111, 112, 113, 114)을 선박(100)에 인접시킨 후, 예인선(111, 112, 113, 114)들을 원격 조정하여 선박(100)을 예인위치 즉 목표지점까지 이동시킬 수 있다.
이때 원격조종제어부(120)의 예인정보를 포함하는 예인신호는, 안테나가 있는 무선 송수신소 혹은 무선단말기와 같은 무선통신부(130)에 의해 예인선(111, 112, 113, 114)에 전달될 수 있으며, 예인선(111, 112, 113, 114)의 위치는 지피에스(GPS)와 같은 위치정보시스템에 의해 무선통신부(130)로 전달되어 예인 시에 참조될 수 있다. 이처럼 예인선(111, 112, 113, 114)의 실시간 위치가 원격조종제어부(120)에 전달됨으로써 원격 작업자는 이를 기초로 예인선(111, 112, 113, 114)를 원격조정할 수 있다.
또한 예인선(111, 112, 113, 114)의 배치양상은, 예인선(111, 112, 113, 114)에 설치되는 복수의 지피에스수신기(미도시)에 의해 예인선(111, 112, 113, 114) 상의 복수지점의 위치정보 혹은 카메라 의한 정보가 제공되어 감지될 수 있으며, 이를 기초로 선박(100)에 대한 예인선(111, 112, 113, 114)의 배치위치와 양상을 조절할 수 있으며, 선박(100)을 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때는 후술되는 바와 같이 선박(100)에 대한 예인선(111, 112, 113, 114)들의 가압방향과 추진력의 차이에 의해 선박(100)의 예인방향이 정해질 수 있다.
본 실시 예에 따른 무인예인시스템에서는, 조류, 바람, 및 예인선(111, 112, 113, 114)과 선박(100)에 탑재된 롤링경사계 혹은 피칭경사계 중 적어도 어느 하나로부터 수집된 정보를 실시간 참조하여 예인 중인 선박(100)의 예인경로를 재설정할 수 있다.
다시, 도 1 과 도 2 그리고 도 5를 참조하면, 전술한 무인예인시스템을 이용하는 본 실시 예에 따른 무인예인방법은, 무인으로 원격 조종 가능한 하나 이상의 예인선(111, 112, 113, 114)의 수량을 예인될 선박(100)의 크기를 기초로 정하는 단계와, 예인선(111, 112, 113, 114)의 이동위치를 예인될 선박(100)의 위치정보를 기초로 설정하는 단계와, 선박(100)의 위치정보와 예인위치에 의해 예인선(111, 112, 113, 114)에 의한 예인경로를 계산하는 단계와, 예인선(111, 112, 113, 114)을 예인될 선박(100)에 인접하게 이동시켜 예인 가능하게 배치하는 단계와, 예인선(111, 112, 113, 114)을 무선으로 원격 제어하여 선박(100)을 예인위치로 이동시키는 단계를 포함한다.
이러한 본 실시 예에 따른 무인예인방법에 의하면, 예인선(111, 112, 113, 114)의 일괄적인 중앙통제에 의해 각각의 위치를 조절하면서 선박(100)에 대한 예인작업을 진행할 수 있으며, 예인선(111, 112, 113, 114)에 선원이 탑승하여 예인작업을 진행하던 기존에 비해 예인작업시간을 줄일 수 있으며, 보다 안전하게 예인작업을 실시할 수 있게 된다.
즉 본 실시 예에 따른 무인예인방법에 따르면 예인선(111, 112, 113, 114)에 선원을 탑승시키지 않고 예인선(111, 112, 113, 114)의 위치를 자동항법에 의해 조절하여 선박(100)까지 이동시킨 후, 예인선(111, 112, 113, 114)의 선박(100)에 대한 위치와 가압을 위한 배치양상을 원격으로 조정하여 설정할 수 있다.
이때는 해상의 조류 및 풍향과 같은 기상정보 혹은 예인선(111, 112, 113, 114)과 선박(100)에 설치되는 각종 센서들(풍향계, 롤링경사계, 피칭경사계)에 의해 수집되는 정보들을 이용하여 예인경로를 실시간 수정하면서, 선박(100)을 예인위치에 해당하는 목표지점까지 안전하고 신속하게 이동시킬 수 있다.
이때 본 실시 예에 따른 무인예인방법에서 예인선(111, 112, 113, 114)의 수량을 정하는 경우, 조류와 바람의 정보를 참조할 수 있다. 이때 바람은, 선박(100) 또는 예인선(111, 112, 113, 114)에 설치되는 풍향계(미도시)로 감지되는 정보를 무선통신부(130)로 수신하여 이용할 수 있다.
즉 예인선(111, 112, 113, 114)의 척수는, 조류와 바람의 세기 또는 방향성에 따라 결정될 수 있다. 해상이 평온할 때에 비해 조류와 바람이 세고 예인방향과 다른 경우에는 더 많은 척수의 예인선(111, 112, 113, 114)이 동원될 때 안정적으로 예인작업을 진행할 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 무인예인방법에서 예인선(111, 112, 113, 114)에 의한 예인경로를 계산하는 경우, 예인선(111, 112, 113, 114)과 선박(100)에 탑재된 롤링경사계(미도시) 혹은 피칭경사계(미도시) 중 적어도 어느 하나로부터 수집된 정보를 참조하여 예인경로를 재설정할 수 있다. 롤링경사계(미도시)는 선체의 좌우 회전에 해당되는 롤링을 감지하는 센서이며, 피칭경사계(미도시)는 선체의 전후 회전에 해당되는 피칭을 감지하는 센서이다.
본 실시 예에 따른 예인경로는, 선박(100)의 예인시간을 줄이면서 최대한 안전하게 예인을 실시할 수 있는 경로로서, 본 실시 예에 따르면 해상의 기상정보를 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 선박(100)의 탑승자로부터 제공되는 실질적인 기상정보 혹은 전술한 바와 같이 선박(100)과 예인선(111, 112, 113, 114)들에 피칭경사계 및 롤링경사계, 혹은 카메라 또는 각종 센서들로부터 수집되는 선박과 예인선의 예인상태정보와 해상정보를 이용하여 예인경로를 수정할 수 있다.
이처럼 본 실시 예의 예인경로는, 조류와 바람 혹은 다른 해상정보에 의해 정해질 수 있다. 이때의 예인경로에 따른 예인은, 주로 예인선(111, 112, 113, 114) 혹은 예인되는 선박(100) 상에 배치되는 지피에서수신로부터 수신되는 예인선(111, 112, 113, 114)들과 선박(100)의 위치정보를 참조하여 이루어진다.
실질적으로 본 실시 예에 따른 예인선(111, 112, 113, 114)은, 선박(100)의 선수와 선미 측에 한 척 이상씩 배치되며, 좌현과 우현 측에 한 척 이상씩 배치될 수 있다. 일 예로, 선박(100)의 좌현과 우현에는 안정적인 예인을 위해서 각각 두 척의 예인선(113, 114)이 배치될 수 있다.
이때 선박(100)이 좌현 혹은 우현 전방 측으로 이동하는 경우, 좌현과 우현 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선보다 다른 한쪽에 배치되는 예인선의 추진력을 작게 혹은 크게 하며, 선미와 선수 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선보다 다른 한쪽에 배치되는 예인선의 추진력을 작게 혹은 크게 할 수 있다.
일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이 선박(100)이 좌현 전방으로 이동하기 위해서는, 좌현 측에 배치된 예인선들(113)보다 우현 측에 배치되는 예인선들(114)의 추진력을 크게 하며, 선수보다 선미 측에 배치된 예인선(112)의 추진력을 크게 한다. 즉 목표 방향 측에 배치되는 예인선(111, 113)의 추진력을 작게 한다.
다른 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 선박(100)이 시계방향 혹은 반 시계 방향으로 회전하는 경우, 선박(100)이 시계방향 혹은 반 시계 방향의 회전에 상응하도록, 좌현과 우현 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선을 선수 측으로 다른 한쪽에 배치되는 예인선을 선미 측으로 이동시켜 선박(100)을 가압하되 선미와 선수 측에 각각 배치되는 예인선에 의해 엇갈린 방향으로 선박(100)을 가압할 수 있다.
즉 선박(100)을 시계방향으로 회전시키기 위해서는, 좌현 선수 측의 예인선(113)을 우현 선미 측의 예인선(114)보다 추진력을 크게 하며, 선수와 선미 측에 배치되는 예인선(111, 112) 각각에 대해서는 선박(100)의 무게중심(105)에 대해 시계 방향의 우력이 작용하도록 배치위치를 조절한다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 선박
105: 무게중심
111~114: 예인선
120: 원격조정제어부
130: 무선통신부

Claims (7)

  1. 무인으로 원격 조종 가능한 하나 이상의 예인선의 수량을 예인될 선박의 크기를 기초로 정하는 단계;
    상기 선박의 위치정보와 예인위치에 의해 상기 예인선에 의한 예인경로를 설정하는 단계;
    상기 예인선을 예인될 선박에 인접하게 이동시켜 예인 가능하게 배치하는 단계; 및
    상기 예인선을 무선으로 원격 제어하여 상기 선박을 예인위치로 이동시키는 단계를 포함하는 무인예인방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 예인선에 의한 예인경로를 계산하는 경우, 조류, 바람, 및 상기 예인선과 상기 선박에 탑재된 롤링경사계 혹은 피칭경사계 중 적어도 어느 하나로부터 수집된 정보를 참조하여 상기 예인경로를 재설정하는 무인예인방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 예인선은, 상기 선박의 선수와 선미 측에 한 척 이상씩 배치되며, 좌현과 우현 측에 한 척 이상씩 배치되는 무인예인방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박이 좌현 혹은 우현 전방 측으로 이동하는 경우, 좌현과 우현 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선보다 다른 한쪽에 배치되는 예인선의 추진력을 작게 혹은 크게 하며, 선미와 선수 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선보다 다른 한쪽에 배치되는 예인선의 추진력을 작게 혹은 크게 하는 무인예인방법.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박이 시계방향 혹은 반 시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 선박이 시계방향 혹은 반 시계 방향의 회전에 상응하도록, 좌현과 우현 중 어느 한쪽에 배치되는 예인선을 선수 측으로 다른 한쪽에 배치되는 예인선을 선미 측으로 이동시켜 상기 선박을 가압하되 선미와 선수 측에 각각 배치되는 예인선에 의해 엇갈린 방향으로 상기 선박을 가압하는 무인예인방법.
  6. 해상에서 원격으로 조종이 가능하도록 마련되는 하나 이상의 예인선;
    상기 하나 이상의 예인선과 무선통신하여 상기 예인선을 원격으로 조정할 수 있도록 마련되는 원격조종제어부; 및
    상기 원격조종제어부와 상기 예인선의 상호 무선통신이 가능하도록 마련되는 무선통신부을 포함하며,
    상기 원격조정제어부는, 상기 예인선의 수량을 예인될 선박의 크기를 기초로 정하며, 상기 예인선의 이동위치를 예인될 선박의 위치정보를 기초로 설정하여 상기 예인선을 예인될 선박에 인접하게 이동시켜 예인 가능하게 배치하며, 상기 선박의 위치정보와 예인위치에 의해 상기 예인선에 의한 예인경로를 계산하여 상기 예인선을 무선으로 원격 제어하여 상기 선박을 예인위치로 이동시키는 무인예인시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 예인선에 의한 예인경로를 계산하는 경우, 조류, 바람, 및 상기 예인선과 상기 선박에 탑재된 롤링경사계 혹은 피칭경사계 중 적어도 어느 하나로부터 수집된 정보를 참조하여 상기 예인경로를 재설정하는 무인예인시스템.
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