KR20160118455A - 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템 - Google Patents

데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 동적 위치설정 제어시스템을 검증하는 검증시스템에 있어서, 상기 검증시스템은 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 입력받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 지속적으로 생산하는 액츄에이터 시뮬레이터와, 상기 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이터와, 상기 선박 시뮬레이터에서 모의센서신호를 측정하는 센서 시뮬레이터와, 테스트 조건을 저장하는 데이타 수집부를 포함하고, 상기 검증시스템이 테스트 조건에 대한 시뮬레이션을 반복하여 수행하면 상기 데이타 수집부는 테스트 결과를 저장하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.

Description

데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템{SYSTEM WITH DATA COLLECTION UNIT FOR TESTING DYNAMIC POSITIONING CONTROLLER SYSTEM OF A MARINE VESSEL}
본 발명은 선박의 동적 위치설정 제어시스템을 선박에 장착하기 전에 성능을 테스트하여 검증하는 시스템에 대한 것으로, 테스트 조건 및 테스트결과를 저장하고 이를 바탕으로 테스트에 대한 보고서를 자동으로 생성할 수 있는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템에 관한 것이다.
선박의 동적 위치설정 제어시스템(Dynamic Positioning Controller System: DPC 시스템)은 선박의 닻 또는 닻과의 조합을 사용하지 않고 선박이 바다에서 고정된 위치 또는 미리 지정된 경로를 자동으로 유지되게 하는 소위 정위치 유지(Station Keeping)를 위해 사용된다.
선박에 있어 DPC 시스템은 선박의 안전 및 임무 완성 등과 관련하여 매우 중요하다. 예를 들어, 심해에서 석유를 시추하는 시추선의 DPC 시스템이 제대로 작동하지 못하는 경우, 잘못된 위치로 시추선이 이동하여 심해에 연결된 석유 연결관과 시추선과의 연결이 끊어질 수 있다. 이때, 끊어진 연결관에서 흘러나오는 석유로 바다 생태계에 회복할 수 없는 피해가 발생할 뿐만 아니라 심각한 경제적 손실을 초래하고, 시추선에 탑승한 작업자들의 안전을 위협하는 등 많은 문제를 발생시킨다.
따라서, 먼 해양으로 운항하는 선박은 예상되지 못한 선박의 고장(센서의 고장이나 이상상태 등)이나 외부환경(파도의 이상 속도, 예상 범위 밖의 파도의 세기등)의 영향을 받을 수 있으므로, DPC 시스템이 예상된 선박의 이상상태뿐만 아니라 비정상적인 이상상태에서 어떻게 작동하는지에 대한 광범위한 테스트가 필요하다.
한편, DPC 시스템은 실제 선박에 설치될 때 수많은 장치와 연결되어야 하며, 만약 DPC 시스템이 선박에 설치된 이후 정상적으로 작동하지 않는다면, 선박에서 새로운 DPC 시스템을 교체하는 작업은 수많은 연결선을 끊고 다시 재결합하는 작업이 필요하다. 이는 과도한 시간적 노력이 요구되며 수많은 선들이 잘못 연결될 가능성을 배제할 수 없고, 실제 배가 먼 해양에 위치하는 경우 육지에서 배가 존재하는 먼 해양까지 새로운 DPC 시스템 운반해야 하는 어려움 등 문제점이 많다.
따라서, 설계자에 의해 DPC 시스템이 완성되었더라고 선박에 최종적으로 장착하기 전에 DPC 시스템에 대한 정밀한 테스트의 필요성이 크다. 한편, DPC 시스템 생산시 공장에서 제조업자가 시뮬레이션 된 센서신호를 DPC 시스템에 입력하고 DPC 시스템의 응답에 대한 모니터링하는 소위 FAT(Factory Acceptance Test)가 수행될 수 있는데, FAT는 예견한 소스로부터 예견된 장비에만 관련된 에러를 밝혀낼 수 있어 광범위한 모의상황에 대하여 DPC 시스템을 검증할 수 없는 단점이 있다.
최근에는 DPC 시스템을 선박 대신 시뮬레이터에 연결하여 HIL(Hardware In The Loop Simulation) 시뮬레이션으로 테스트하고 있다.
한편, 선박은 운항 중에, 다양한 요소로 인해, 선박에 장착된 센서, 액츄에이터, 크레인 등의 교체/수리, 재 프로그램밍 등으로 DPC 시스템이 변경되는 경우가 발생하며, 이와 같은 DPC 시스템의 변경은, 최초 인증된 DPC 시스템의 불안정성과 이로 인한 선박의 위험을 초래할 수 있게 된다. 그래서, 주기적으로 DPC 시스템의 변경 여부를 확인할 필요가 있고, 변경되었을 경우 새로운 인증을 받도록 하여, 선박에 초래될 수 있는 잠재적인 위험을 선재적으로 예방할 수 있어야 한다. 따라서, DPC 시스템이 최초 인증된 것처럼 의도한 대로 작동하는지 여부 및 새로운 에러발생 가능성 등을 확인하기 위해 종전과 동일한 테스트 조건으로 DPC 시스템에 대한 재 테스트함으로서, DPC 시스템의 변경 여부를 확인할 필요가 있다.
그러나, 선박에 설치되는 수많은 장치에 대한 조건이나 한계사항을 변경하여 상기 장치들을 제어하는 DPC 시스템의 성능도 대응되게 변경했을 때, DPC 시스템의 변경여부를 확인하기 위하여 테스트를 반복하여 수행할 필요성이 있지만 종래에는 DPC 시스템을 대상으로 하는 HIL 테스트를 하는 동안 복잡하고 방대한 테스트 조건 및 그 조건에 따른 테스트 결과를 저장하지 아니하여, 추후 DPC 시스템의 변경여부를 확인하고자 할 때 최초 테스트 조건과 테스트 결과를 확인할 수 없어서, 테스트 결과에 대한 비교분석이 어렵게 되어, DPC 시스템의 변경 여부를 확인할 수 없게 됨으로서, 선박이 잠재적인 위험에 노출된 상태로 운항되고 있는 문제가 있다.
따라서, 테스트 결과에 대한 논쟁 발생의 여지가 있었으며 보고서를 작성할 때 테스트 결과를 정확하게 기재하지 못하는 문제가 발생하였다. 그로 인해 테스트 결과에 대한 신뢰성이 낮고 DPC 시스템을 대상으로 하는 HIL 테스트의 활용도가 떨어지며 인증자료로서의 활용가치도 낮은 문제점이 발생하였다.
또한, HIL 테스트 수행시 DPC 시스템은 액츄에이터 시뮬레이터, PMS 시뮬레이터, 선박 시뮬레이터 그리고 센서 시뮬레이터 등 많은 시뮬레이터 장치와 개별적/물리적으로 연결해야 하는데, 이는 시뮬레이션을 수행하는데 시간적으로 비효율적인 문제점이 있었다. 실제 수많은 시뮬레이터 장치의 연결선을 DPC 시스템에 잘못 연결할 가능성도 배제할 수 없어 정확한 테스트 결과를 얻지 못하는 문제점도 있었다.
또한, DPC 시스템에 대한 HIL(Hardware In The Loop Simulation)테스트는 DPC 시스템과 시뮬레이터 상호 간 통신형태의 인터페이스를 이용하여 테스트를 수행하게 되므로 아날로그적 값에 대한 시뮬레이션을 제공할 수 없어 정밀한 HIL 테스트 수행이 어려운 문제가 있었다. 예를 들어, 실제 선박에서 선박 추진기(Thruster)의 제어는 아날로그 값을 출력하여 추진기의 속도나 방향을 제어하게 되고, 그 피드백을 아날로그 형태로 받게 되는데, 가상의 모의환경을 제공하는 HIL시뮬레이션 장치는 DPC 시스템과 통신형태의 인터페이스를 이용하여 테스트를 수행하므로 HIL 시뮬레이션 장치는 실제 선박에서의 제어환경과는 차이가 있으며 자연스러운 노이즈를 모사 하는 것도 어려운 문제점이 있다.
미국등록특허 제06450112호
본 발명은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 DPC 시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 시스템에 DPC 시스템을 대상으로 하는 HIL 테스트를 하는 동안 복잡하고 방대한 테스트 조건 및 그 조건에 따른 테스트 결과를 저장하는 데이타 수집부를 장착함으로써 종전과 동일한 테스트 조건으로 DPC 시스템에 대한 재테스트하여 DPC 시스템의 변경 여부를 확인할 수 있고, 그로 인해 DPC 시스템의 재인증이 요구되는지 여부를 판단할 수 있는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 데이타 수집부를 장착함으로써 선박에 설치되는 수많은 장치에 대한 조건이나 한계사항이 변경되여 상기 장치들을 제어하는 DPC 시스템의 성능도 대응되게 변경했을 때, DPC 시스템이 최초 인증된 것처럼 의도한 대로 작동하는지 여부 및 새로운 에러발생 가능성도 확인할 수 있는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 데이타 수집부를 장착함으로써, 최초 테스트 조건과 대응되는 테스트 결과에 대한 비교분석이 가능하므로 추후 DPC 시스템의 변경 여부를 확인할 수 있으므로 선박이 잠재적인 위험에 노출된 상태로 운항 되는 것을 선재적으로 예방할 수 있는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 데이타 수집부를 장착함으로써, 저장된 테스트 결과 데이타를 바탕으로 보고서를 자동으로 생성할 수 있어 테스트 수행자의 편의성 제공할 수 있고 테스트 의뢰자는 보고서를 증거자료로 제출하여 DPC 시스템에 대한 관련법규와 관련된 인증을 받을 수 있는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 DPC 시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 시스템에 하나의 통합된 입출력 인터페이스를 제공하여 동적 위치설정 제어시스템의 테스트 수행의 편의성을 제공하고 정확한 테스트 수행이 가능한 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 DPC 시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 시스템에 아날로그신호 생성 시뮬레이터를 제공하여 아날로그 적인 제어가 필요한 선박의 구성요소에 대한 정확한 테스트 수행이 가능한 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 동적 위치설정 제어시스템을 검증하는 검증시스템에 있어서, 상기 검증시스템은 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 입력받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 지속적으로 생산하는 액츄에이터 시뮬레이터와, 상기 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이터와, 상기 선박 시뮬레이터에서 모의센서신호를 측정하는 센서 시뮬레이터와, 테스트 조건을 저장하는 데이타 수집부를 포함하고, 상기 검증시스템이 테스트 조건에 대한 시뮬레이션을 반복하여 수행하면 상기 데이타 수집부는 테스트 결과를 저장하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 데이타 수집부는 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트를 수행하는 과정에 있어서 필요한 일체의 데이터를 저장하는 데이타 저장모듈을 포함하고, 상기 데이타 저장모듈은 테스트 조건을 저장하는 테스트 조건모듈과, 상기 검증시스템에서 시뮬레이션 된 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트 결과를 테스트 조건과 연동하여 저장하는 테스트 결과모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 데이타 수집부는 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트 결과에 대하 보고서를 자동으로 생성하는 보고서 생성모듈을 포함하고, 상기 보고서 생성모듈은 상기 동적 위치설정 제어시스템의 성능을 인증받기 위해 필요한 선급규제조건에 대응하는 규격대로 보고서 타입을 생성하는 보고서타입 생성모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 데이타 수집부는 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트 결과에 대하 보고서를 자동으로 생성하는 보고서 생성모듈을 포함하고, 상기 보고서 생성모듈은 선주가 요청한 선주요구사항에 대응하는 규격대로 보고서 타입을 생성하는 보고서타입 생성모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 보고서 생성모듈은 상기 보고서타입 생성모듈에서 생성된 보고서를 저장하는 보고서타입 저장모듈과, 테스트 조건 등에 대응하여 규격에 맞는 보고서 타입을 상기 보고서타입 저장모듈에 호출에 호출하여 전달받는 보고서타입 호출모듈과, 상기 검증시스템에서 시뮬레이션 된 테스트 결과를 실시간 저장하는 테스트결과 실시간 입력모듈 및 상기 테스트 결과모듈에 저장된 테스트 결과를 호출하는 테스트결과 호출모듈을 포함하는 테스트결과 입력모듈과, 상기 보고서타입 호출모듈에서 호출한 보고서 타입에 상기 테스트결과 입력모듈에 입력된 테스트 결과를 기재하여 보고서를 생성하는 보고서 출력모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 데이타 수집부는 상기 데이타 저장모듈에 저장된 데이타를 호출하여 상기 동적 위치설정 제어시스템의 테스트 결과를 비교분석하는 DP변경 확인모듈를 포함하고, 상기 DP변경 확인모듈은 상기 데이타 저장모듈에 저장된 테스트 조건을 호출하는 테스트 조건 호출모듈과, 테스트 조건에 대응되는 테스트 결과를 호출하는 테스트 결과 호출모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 DP변경 확인모듈은,상기 호출한 테스트 결과를 비교분석하는 DP비교 판단모듈을 추가로 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 검증시스템은 통합된 하나의 연결 포트를 제공하는 통합입출력 인터페이스를 추가로 포함하여 상기 동적 위치설정 제어시스템과 상기 검증시스템을 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 검증시스템은 통신형태의 데이터를 아날로그 형태의 데이터로 변경하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 전송하는 아날로그신호 시뮬레이터를 추가로 포함하여 아날로그적인 신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있고 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 아날로그신호 시뮬레이터는 아날로그 형태의 데이터를 통신형태의 데이터로 변경하여 상기 액츄에이터 시뮬레이터에 전송하여 아날로그적인 신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있고 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제어신호는 액츄에이터에 대한 샤프트 속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 제어하는 신호정보를 포함하여 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 센서 시뮬레이터는 위성으로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 GPS 센서 및 해저에 설치된 장치로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 수중음파 센서 중 적어도 2 이상을 포함하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 복수 개의 모의센서신호를 전달함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 DPC 시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 시스템에 DPC 시스템을 대상으로 하는 HIL 테스트를 하는 동안 복잡하고 방대한 테스트 조건 및 그 조건에 따른 테스트 결과를 저장할 수 있으므로, 종전과 동일한 테스트 조건으로 DPC 시스템에 대한 재테스트하여 DPC 시스템의 변경 여부를 확인할 수 있고, 그로 인해 DPC 시스템의 재인증이 요구되는지 여부를 판단할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 선박에 설치되는 수많은 장치에 대한 조건이나 한계사항이 변경되여 상기 장치들을 제어하는 DPC 시스템의 성능도 대응되게 변경했을 때, DPC 시스템이 최초 인증된 것처럼 의도한 대로 작동하는지 여부, 새로운 에러발생 가능성 확인 및 동일한 테스트 조건을 기초로 DPC 시스템을 반복하여 테스트할 수 있으므로 DPC 시스템의 다양한 사양에 따른 성능을 면밀히 검증할 수 있는 효과를 얻을 수 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 최초 테스트 조건과 대응되는 테스트 결과에 대한 비교분석이 가능하므로 추후 DPC 시스템의 변경 여부를 확인할 수 있으므로 선박이 잠재적인 위험에 노출된 상태로 운항 되는 것을 선재적으로 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 테스트 조건 및 그 조건에 대한 테스트 결과를 자동으로 저장하고 저장된 데이타를 바탕으로 보고서를 자동으로 생성할 수 있어 테스트 결과에 대한 논쟁을 줄이고 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 저장된 테스트 결과 데이타를 바탕으로 선박의 규제조건 항목 및/또는 선주의 요구사항에 따른 보고서를 자동으로 생성할 수 있어 테스트 수행자의 편의성 제공할 수 있고 신뢰성을 높여 보고서를 증거자료로 하여 DPC 시스템에 대한 관련법규와 관련된 인증을 받을 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 DPC 시스템에 대한 HIL 테스트 수행시 하나의 통합된 입출력 인터페이스를 제공함으로써 수많은 시뮬레이터 장치와 개별적/물리적으로 연결해야하는 불편함을 줄이고 수많은 시뮬레이터 장치의 연결선을 DPC 시스템에 잘못 연결할 가능성을 줄여 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 DPC 시스템에 대한 HIL 테스트 수행시 아날로그신호 생성 시뮬레이터를 추가하여 아날로그적인 노이즈 모사능력을 향상시킴으로써 실제 선박 환경과 유사한 모의환경 시뮬레이션을 제공할 수 있으므로 DPC 시스템에 대한 아날로그 적인 계산의 정확도에 대한 테스트가 가능한 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 DPC 시스템을 선박에 최종적으로 장착하기 전에 선박 대신 시뮬레이터에 연결되는 HIL(Hardware In The Loop Simulation)테스트로 검증하므로 반복하여 검증할 수 있으며, 검증결과를 토대로 문제점을 개선하여 DPC 시스템의 알고리즘 수정이 가능하다. 따라서, 본 발명은 선박 내부 및 외부환경에 대한 다양한 상황에 대처 가능한 DPC 시스템으로 개선할 수 있으며, 실제 선박에서 DPC 시스템의 고장으로 발생할 수 있는 회복할 수 없는 경제적 손실 등과 같은 문제발생을 효과적으로 예방할 수 있다.
또한, 본 발명은 DPC 시스템을 선박에 최종적으로 장착하기 전에 그 기능과 고장대응 능력을 테스트하고 검증하는 것인바, 테스트를 통해 숨겨진 오류, 파라미터 및 설계 오류를 검출할 수 있으므로 향후 검증을 통과한 DPC 시스템은 기타 선박 시스템과 완벽한 통합이 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템의 구성도이다.
도 2는 데이타 수집부를 포함하는 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 데이타 수집부의 데이타 저장모듈을 자세하게 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 2에 도시된 데이타 수집부의 보고서 생성모듈을 자세하게 설명하는 블록도이다.
도 5는 도 2에 도시된 데이타 수집부의 DP변경 확인모듈을 자세하게 설명하는 블록도이다.
도 6은 데이타 수집부 및 통합된 입출력 인터페이스를 포함하여 동적 위치설정 제어시스템을 테스트하는 검증시스템의 구성도이다.
도 7은 데이타 수집부, 통합된 입출력 인터페이스 및 아날로그신호 시뮬레이터를 포함하여 동적 위치설정 제어시스템을 테스트하는 검증시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
그러면 도면을 참고하여 본 발명의 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템에 대한 검증시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템은 동적 위치설정 제어시스템(10) 및 검증시스템(20)을 포함한다. 동적 위치설정 제어시스템(10)은 아날로그신호 I/O모듈(11) 및 컨트롤러(12)를 포함할 수 있고, 알고리즘에 따라 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성한다.
아날로그신호 I/O모듈(11)은 검증시스템(20)과 아날로그 형태의 신호를 전송하거나 받으며 검증시스템(20)에 포함된 수많은 시뮬레이션 장치들과 연결되기 위해 수백~수천 개의 I/O를 포함할 수 있다. 한편, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 아날로그 센서 데이터 및 시그널 등 아날로그 적인 데이터를 검증시스템(20)으로부터 수신받아 컨트롤러(12)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(12)는 동적 위치설정 제어시스템(10)의 동작 전반을 제어하며 아날로그신호 I/O모듈(11)로부터 모의센서신호를 전달받아 제어신호를 생성할 수 있으며, 제어신호는 선박의 최종목적 정보를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 연결선(e)은 컨트롤러(12)가 아날로그신호 I/O모듈(11)로부터 디지털 통신방법에 의해 데이타를 전달받는 것을 표현한 것이다.
본 발명에 있어서, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 아날로그 신호를 검증시스템(20)으로부터 전달받아 전달받은 데이타를 컨트롤러(12)에 디지털 통신방법으로 전달할 수 있다. 또 다른 실시 예로, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 컨트롤러(12)로부터 디지털 통신방법으로 제어신호를 전달받아 전달받은 데이타를 아날로그 형태의 제어신호로 변경하여 검증시스템(20)에 전달할 수 있다.
한편, 본 발명에서, 동적 위치설정 제어시스템(10)은 선박의 동적 위치설정 제어시스템(Dynamic Positioning Controller System: DPC 시스템)에 대응되고, 설계자에 의해 완성된 장치로 검증시스템(20)의 검증을 통과하면 실제 선박에 장착되어 선박의 동적 위치를 제어하게 된다.
동적 위치설정 제어시스템(10)은 사용자에 의해 설정된 알고리즘을 포함하며 실제 선박이 아닌 검증시스템(20)에 연결되어 검증시스템(20)에서 제공하는 모의상황에 대해 알고리즘에 따라 제어신호를 생성함으로써 성능을 검증받는다. 본 발명의 검증을 수행하기 위해 검증시스템(20)은 가상의 모의센서신호를 동적 위치설정 제어시스템(10)에 전달하고, 동적 위치설정 제어시스템(10)은 입력받은 모의센서신호를 기초로 최초 제어신호를 생성하게 된다.
제어신호는 실제 선박이 위치하고자 하는 최종 목표지점에 대한 정보이며, 액츄에이터를 움직이는 힘과 방향에 대응하는 샤프트 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 이상을 제어하는 신호정보를 포함할 수 있다.
본 발명은 컨트롤러(12)에서 생성되는 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 가상의 선박환경을 제공하는 검증시스템(20)에 입력하여 시뮬레이션을 실행하고 그 결과를 다시 동적 위치설정 제어시스템(10)으로 피드백한다.
피드백된 모의센서신호를 입력받은 컨트롤러(12)는 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하고, 피드백이 반복됨에 따라 제어신호도 순차적으로 반복하여 생성된다. 이러한 피드백 과정에 따라, 동적 위치설정 제어시스템(10)이 주어진 조건에서 정상정인 제어신호를 생성하는지 여부는 모니터(미도시)에 표시되는 선박모형이 제어신호에 대응하여 움직이는 것을 시각적으로 확인함으로써 검증될 수 있다.
검증시스템(20)은 액츄에이터 시뮬레이터(21), PMS 시뮬레이터(22), 선박 시뮬레이터(23) 그리고 센서 시뮬레이터(24)를 포함하여, 테스트 조건에 따라 모의상황을 생성하여 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대한 성능을 검증한다. 본 발명에서 검증시스템(20)은 선박 대신 시뮬레이터에 연결되 는 HIL(Hardware In The Loop Simulation)테스트로 구현될 수 있다.
동적 위치설정 제어시스템(10)은 액츄에이터 시뮬레이터(21)에 연결선(a) 및 연결선(b), PMS 시뮬레이터(22)에 연결선(c), 그리고 센서 시뮬레이터(24)에 연결선(d)을 통하여 각 시뮬레이터에 개별적으로 각각 연결되고 검증시스템(20)은 동적 위치설정 제어시스템(10) 테스트를 위한 시뮬레이션을 수행한다.
도 1에서는 연결선(a) 내지 연결선(d)로 간단히 4개의 선으로 표시하였으나, 실제 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대해 HIL 테스트를 수행하기 위해서는 연결선(a) 내지 연결선(d)에 포함된 수많은 선을 동적 위치설정 제어시스템(10)의 내부 아날로그신호 I/O모듈(11)에 개별적으로 연결해야 한다. 따라서, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 연결선(a) 내지 연결선(d)에 포함된 수많은 선을 연결하기 위해 대응되는 연결선 개수만큼 I/O 개수를 가질 수 있다.
액츄에이터 시뮬레이터(21)는 실제 선박의 액츄에이터와 유사한 파라미터로 구현되어 실제 선박에 장착되는 액츄에이터와 유사하게 선박 시뮬레이터(23)에 제어신호를 지속적으로 전달한다. 액츄에이터 시뮬레이터(21)에서 생성되는 제어신호를 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호로 정의하며, 추력 정보는 액츄에이터에서 제공되는 힘과 방향에 대한 정보를 의미한다.
예를 들어, 현재 선박이 북위 30°/동경 30°에 위치하고, 선박의 목표지점이 북위 50°/동경 50°인 정보를 갖는 제어신호가 액츄에이터 시뮬레이터(21)에 전달되면, 액츄에이터 시뮬레이터(21)는 단위 시간당 (또는 1분당) 액츄에이터에서 생산되는 힘과 방향에 대한 정보를 선박 시뮬레이터(23)에 전달할 수 있다.
액츄에이터 시뮬레이터(21)는 선박이 최종 목표지점에 도달할 때까지 액츄에이터에서 제공되는 힘과 방향에 대한 정보를 지속적으로 선박 시뮬레이터(23)에 전달하고 관련 정보는 아날로그신호 I/O모듈(11)에 전달한다. 또한, 필요한 전력을 PMS 시뮬레이터(22)에 요청한다.
PMS 시뮬레이터(22)는 선박에 필요한 전력을 제공하는 전력시스템으로 전력관리시스템(Power Management System: PMS)이다. PMS 시뮬레이터(22)는 액츄에이터 시뮬레이터(21)로부터 전력요청 신호가 전달되면 요청된 전력에 대응하는 값을 액츄에이터 시뮬레이터(21)에 전달하고 관련 정보를 아날로그신호 I/O모듈(11)에도 전달한다.
선박 시뮬레이터(23)는 실제 선박과 유사하게 모델링되어 선박의 운동해석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 동적 위치설정 제어시스템(10)으로부터 전달된 실제 액츄에이터 목표 제어값이 액츄에이터 시뮬레이터(21)를 거쳐 실제 액츄에이터 반응과 유사하게 생산된 힘과 방향에 대한 정보를 선박 시뮬레이터(23)에 전달하면 선박 시뮬레이터(23)는 해당 제어신호에 대응하는 선박의 운동해석을 수행하게 된다.
센서 시뮬레이터(24)는 선박 시뮬레이터(23)의 운동해석 결과에 따라 선박 시뮬레이터(23)의 위치와 속도를 동시에 또는 선택적으로 측정하는 시뮬레이션을 수행하고 시뮬레이션 된 모의센서신호를 아날로그신호 I/O모듈(11)에 전달한다.
센서 시뮬레이터(24)는 위성으로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 GPS 센서(미도시), 해저에 설치된 장치로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 수중음파 센서(미도시) 및 선박이 위치하는 지역의 바람을 측정하는 윈드 센서(미도시) 등 가상의 센서를 포함할 수 있다. 상기 가상의 센서들은 각각 하나 이상의 복수 개로 실현될 수 있다.
따라서, 액츄에이터 시뮬레이터(21)에서 전달되는 제어신호에 대응하여 선박 시뮬레이터(23)가 운동해석을 수행하면 복수 개의 가상의 센서는 운동 해석된 선박의 위치와 선수방향 등을 실시간 또는 일정 주기마다 데이터를 측정하여 위/경도 및 방위정보 등으로 변환하여 모의센서 신호를 만드는 시뮬레이션을 수행하고 센서 시뮬레이터(24)는 시뮬레이션 된 모의센서신호를 아날로그신호 I/O모듈(11)에 전달한다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240) 그리고 데이타 수집부(250)를 포함하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트 결과를 저장하고 보고서를 자동으로 생성한다. 다른 구성의 기능은 상기 설명내용과 동일하며, 이하 데이타 수집부(250)와 관련된 내용에 대해서 이하 상세히 설명한다.
데이타 수집부(250)는 데이타 저장모듈(251), 보고서 생성모듈(252) 그리고 DP변경 확인모듈(253)을 포함하고 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트 결과를 저장하여 보고서를 자동으로 생성한다.
도 3을 참고하면, 데이타 저장모듈(251)은 테스트 조건모듈(251a), 테스트 결과모듈(251b), 보고서 결과모듈(251c)을 포함하고, 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에 있어서 필요한 일체의 데이터를 저장한다.
테스트 조건모듈(251a)은 동적 위치설정 제어시스템(100)의 성능을 검증하기 위한 테스트 조건을 저장한다. 테스트 조건은 동적 위치설정 제어시스템(100)의 관련 법규에 정해진 성능을 만족하는지 여부를 테스트하기 위한 조건 및 선주가 요청한 성능을 만족하는지 테스트하기 위한 조건 등을 포함한다.
한편, 선박은 운항 중에, 다양한 요소로 인해, 선박에 장착된 센서, 액츄에이터, 크레인 등의 교체/수리, 재 프로그램밍 등으로 동적 위치설정 제어시스템(100)이 변경되는 경우가 발생할 수 있으며, 이와 같이 변경된 동적 위치설정 제어시스템(100)은 기타 선박 시스템과 완벽한 통합이 어려워 선박의 위험을 초래할 수 있다.
그래서, 주기적으로 동적 위치설정 제어시스템(100)의 변경 여부를 확인할 필요가 있고, 변경되었을 경우 새로운 인증을 받도록 하여 선박에 초래될 수 있는 잠재적인 위험을 선재적으로 예방할 수 있어야 한다. 따라서, 동적 위치설정 제어시스템(100)이 최초 인증된 것처럼 의도한 대로 작동하는지 여부 및 새로운 에러발생 가능성 등을 확인하기 위해 종전과 동일한 테스트 조건으로 동적 위치설정 제어시스템(100)을 재 테스트함으로서, 동적 위치설정 제어시스템(100)의 변경 여부를 확인할 필요가 있다.
이에 본원발명의 테스트 조건모듈(251a)은 선박에 설치되는 수많은 장치에 대한 조건이나 한계사항이 변경되고 상기 장치들을 제어하는 동적 위치설정 제어시스템(100)의 성능도 대응되게 변경했을 때, 동적 위치설정 제어시스템(100)의 변경여부를 확인하기 위하여 HIL 테스트를 하는 동안 필요한 복잡하고도 방대한 테스트 조건을 저장할 수 있다.
즉, 테스트 조건모듈(251a)은 선박에서 발생할 수 있는 정상적 또는 비정상적 상황과 관련된 이벤트(모의상황)에 대한 테스트 조건을 검증시스템(200)에 제공한다. 본 발명의 실시예에 따라 이벤트는 동적 위치설정 제어시스템(100)을 다양한 모의상황에 대해 테스트하기 위해 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240)에 동시에 또는 선택적으로 제공될 수도 있다.
테스트 결과모듈(251b)은 검증시스템(200)에서 시뮬레이션 된 테스트 결과를 저장한다. 테스트 결과는 테스트 조건과 연동 되어 테스트 결과모듈(251b)에 저장되며 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240) 등 선박의 구성요소별 테스트 결과를 구별하여 저장할 수 있다.
한편, 선박에 설치되는 수많은 장치에 대한 조건이나 한계사항을 변경하여 상기 장치들을 제어하는 동적 위치설정 제어시스템(100)의 변경 여부를 확인하기 위하여 테스트를 반복하여 수행할 필요성이 있을 때, 테스트 결과모듈(251b)은 방대한 테스트 조건에 대응되는 테스트 결과를 저장할 수 있다.
따라서, 테스트 결과모듈(251b)은 보고서 생성모듈(252) 그리고 DP변경 확인모듈(253)에 광범위한 테스트 조건에 대응되는 테스트 결과를 제공할 수 있으므로 테스트 결과에 대한 비교분석을 용이하게 하며 동적 위치설정 제어시스템(100)의 변경여부를 쉽게 확인할 수 있어 선박이 잠재적인 위험에 노출된 상태로 운항되는 것을 예방할 수 있다.
보고서 결과모듈(251c)은 보고서 생성모듈(252)에서 작성된 보고서를 테스트한 날짜와 함께 보고서를 저장할 수 있다. 따라서, 보고서 결과모듈(251c)에 저장된 다양한 조건에 대응하는 테스트 결과에 대한 보고서는 테스트 날짜별로 간편하게 찾을 수 있고 비교분석 자료로 활용될 수 있다.
도 4를 참고하면, 보고서 생성모듈(252)은 보고서타입 생성모듈(2521), 보고서타입 저장모듈(2522), 보고서타입 호출모듈(2523), 테스트결과 입력모듈(2524) 및 보고서 출력모듈(2525)을 포함하고, 동적 위치설정 제어시스템(100)의 테스트 결과에 대한 보고서를 자동으로 작성한다.
보고서타입 생성모듈(2521)은 동적 위치설정 제어시스템(100)의 성능을 인증받기 위해 필요한 선급규제조건 또는 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대해 선주가 요청한 선주요구사항에 대응하는 규격대로 보고서 타입을 생성한다. 이에 한정되지 아니하고, 보고서타입 생성모듈(2521)은 다양한 규격에 맞는 보고서 타입을 생성할 수 있다.
보고서타입 저장모듈(2522)은 보고서타입 생성모듈(2521)에서 생성된 보고서를 저장하고 보고서타입 호출모듈(2523)의 호출시 보고서를 보고서타입 호출모듈(2523)에 전달한다.
보고서타입 호출모듈(2523)은 테스트 조건 등에 대응하여 규격에 맞는 보고서 타입을 보고서타입 저장모듈(2522)에 호출하여 전달받는다.
테스트결과 입력모듈(2524)은 테스트결과 실시간 입력모듈(2524a) 및 테스트결과 호출모듈(2524b)을 포함하여 보고서 작성에 필요한 테스트 조건 등에 대응하는 테스트 결과를 입력한다.
테스트결과 실시간 입력모듈(2524a)는 검증시스템(200)에서 시뮬레이션 된 테스트 결과를 실시간 저장할 수 있다. 한편, 테스트결과 호출모듈(2524b)은 검증시스템(200)에서 이미 시뮬레이션 되어 테스트 결과모듈(251b)에 저장된 테스트 결과를 호출할 수 있다.
보고서 출력모듈(2525)은 보고서타입 호출모듈(2523)에서 호출한 보고서 타입에 테스트결과 입력모듈(2524)에 입력된 테스트 결과를 기재하여 보고서를 생성한다.
도 5를 참고하면, DP변경 확인모듈(253)은 테스트 조건 호출모듈(253a), 테스트 결과 호출모듈(253b), 그리고 DP비교 판단모듈(253c)를 포함하고, 복수 개의 테스트 조건에 대한 테스트 결과를 비교 분석한다.
선박에 장착된 센서, 액츄에이터의 교체/수리 등으로 상기 장치들을 제어하는 동적 위치설정 제어시스템(100)을 재 프로그래밍하였을 때 변경된 내용이 의도한 대로 작동하는지 여부 및 새로운 에러 발생 가능성 등을 확인하기 위해 검증시스템(200)은 종전과 동일한 테스트 조건으로 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 재 테스트를 수행할 수 있다. 테스트 조건 및 대응하는 테스트 결과는 테스트 조건모듈(251a)와 테스트 결과모듈(251b)에 각각 저장된다.
테스트 조건 호출모듈(253a)은 선박에서 발생할 수 있는 정상적 또는 비정상적 상황과 관련된 모의상황에 대한 조건을 테스트 조건모듈(251a)로부터 호출한다.
테스트 결과 호출모듈(253b)은 테스트 조건에 대응하는 복수 개의 테스트 결과를 테스트 결과모듈(251b)로부터 호출한다. 본 발명은 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 동일한 테스트 조건에 따른 복수 개의 테스트 결과를 호출하는 것에 한정되지 아니하며, 상이한 테스트 조건에 따른 복수 개의 테스트 결과를 호출하는 것을 포함한다.
테스트 결과 호출모듈(253b)은 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240) 등 개별 구성요소가 동적 위치설정 제어시스템(100)에 미치는 영향을 분석하기 위해 구성 요소별 테스트 결과를 구분하여 호출할 수 있다. 여기서, 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240)는 각각 실제 선박에 장착되는 액츄에이터와 센서에 대응되는 모의상황을 동적 위치설정 제어시스템(100)에 제공할 수 있다.
DP비교 판단모듈(253c)은 선박에 설치되는 수많은 장치에 대한 조건이나 한계사항이 변경되고 상기 장치들을 제어하는 동적 위치설정 제어시스템(100)의 성능도 대응되게 변경했을 때, 동일한 테스트 조건에 대하여 변경된 동적 위치설정 제어시스템(100)의 테스트 결과를 최초 테스트 결과와 비교하여 분석할 수 있다. 따라서, 동적 위치설정 제어시스템(100)을 재프로그래밍하였을 때 변경된 내용이 의도한 대로 작동하는지 여부 및 새로운 에러 발생 가능성 등을 확인할 수 있다.
또한, DP비교 판단모듈(253c)은 동적 위치설정 제어시스템(100)의 사양에 따라 검증시스템(200)에서 시뮬레이션 된 테스트 결과 기타 다양한 테스트 결과를 비교분석하여 테스트 조건의 변경이 동적 위치설정 제어시스템(100)에 미치는 영향을 비교분석할 수 있다.
DP비교 판단모듈(253c)이 테스트 결과를 비교분석하여 동적 위치설정 제어시스템(100)이 변경되었다고 판단되면, 변경된 동적 위치설정 제어시스템(100)은 새로운 인증이 필요하게 된다.
따라서, DP비교 판단모듈(253c)은 동적 위치설정 제어시스템(100)이 새로운 인증을 받기 이전에 재인증 대상인지 판단할 수 있다. 변경된 동적 위치설정 제어시스템(100)이 종전 동적 위치설정 제어시스템(100)과 비교하여 성능에 차이가 없는 경우 재인증 필요없이 변경된 동적 위치설정 제어시스템(100)을 선박에 장착하여 사용할 수 있으나, 차이가 발생하고 차이점이 허용범위를 넘어 재인증 대상으로 판단되면 DP비교 판단모듈(253c)은 변경된 동적 위치설정 제어시스템(100)이 재인증 대상임을 결정할 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템은 동적 위치설정 제어시스템(100) 및 검증시스템(200)을 포함한다.
검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240), 데이타 수집부(250), 통합입출력 인터페이스(260)를 포함하여, 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트 결과를 저장하고 보고서를 자동으로 생성한다. 다른 구성의 기능은 상기 설명내용과 동일하며, 이하 통합입출력 인터페이스(260)와 관련된 내용에 대해서 상세히 설명한다.
앞서 설명 한대로, 도 1을 참고하면, 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대한 테스트를 수행하기 위해 동적 위치설정 제어시스템(10)을 검증시스템(20)에 연결할 때, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 검증시스템(20)에 포함된 수많은 시뮬레이션 장치들과 수백~수천 개의 I/O를 통해 연결되는 것이 필요하다. 그러나, 이 경우, 수많은 연결선(a) 내지 연결선(d)들을 물리적으로 수백~수천 개의 I/O를 통해 아날로그신호 I/O모듈(11)과 연결/단절하는 작업은 시간적/공간적으로 비효율적일 뿐만 아니라 잘못 연결될 가능성도 있어 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대한 정확한 검증을 어렵게 만든다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 , 도 1의 수많은 연결선(a) 내지 연결선(d)을 소프트웨어적으로 단절시키고 하나의 통합된 입출력 인터페이스인 통합입출력 인터페이스(260)을 제시한다.
도 2 및 도 6을 비교하면, 통합입출력 인터페이스(250)는 연결선(a1)을 통하여 디지털 통신형태로 신호를 전송하면 컨트롤러(12)는 내부적으로 연결선(f)을 통해 디지털 통신형태로 신호를 직접 수신할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 통합입출력 인터페이스(260)는 아날로그신호 I/O모듈(110)을 통하지 아니하고 직접 컨트롤러(120)에 신호 정보를 전달할 수 있다. 이 경우, 아날로그신호 I/O모듈(110)은 컨트롤러(120)와 소프트웨어적으로 단락상태를 유지할 수 있다.
한편, 통합입출력 인터페이스(260)는 검증시스템(200)의 단일 입출력 인터페이스를 제공하며, 이더넷(Ethernet)으로 구현될 수 있다. 이더넷의 네트워크 형태는 버스(Bus)형이고 액세스 방식으로 CSMA/CD를 채용할 수 있다. 즉, 이더넷은 하나의 물리적인 전송매체를 다수의 통신국이 공유하는 형태로 데이터를 보내려는 통신망이 사용중인지 아닌지 검사한 후 네트워크가 비어 있을 때 데이터를 보낸다. 이더넷은 통신망이 사용중이면 일정시간 기다린 후 다시 네트워크를 검사하여 데이터 전송여부를 결정한다. 본 발명에서 통합입출력 인터페이스(260)는 이더넷(Ethernet)으로 구현함으로써 물리적/ 소프트웨어적으로 단일 입출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240), 데이타 수집부(250)를 소프트웨어적으로 구현하여 하나의 PC 형태로 실현될 수 있다.
따라서, 검증시스템(200)을 PC 형태로 구현하는 경우 통합입출력 인터페이스(260)는 동적 위치설정 제어시스템(100)을 검증시스템(200)에 연결하는 단인 연결 인터페이스 역할을 할 수 있다.
검증시스템(200)을 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240), 데이타 수집부(250)를 각각 별개의 장치로 구현하는 경우에도 통합입출력 인터페이스(260)는 다중입력 단일출력 형태의 장치로 구현되어 동적 위치설정 제어시스템(100)을 검증시스템(200)에 연결하는 단인 연결 포트(Port)로서 역할을 할 수 있다.
따라서, 검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240)에 대한 값을 개별적으로 또는 동시에 변경하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서, 모델링된 제어신호 및 모의센서신호를 통합입출력 인터페이스(260)를 통하여 동적 위치설정 제어시스템(100)으로 피드백하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트를 수행하고, 테스트 조건 및 테스트 결과를 데이타 수집부(250)에 저장하여 테스트 결과를 비교분석하고 보고서를 자동으로 생성한다.
정리하면, 본 발명은 통합입출력 인터페이스(260)를 이용함으로써 소프트웨어적인 단일 입출력 인터페이스를 제공하므로, 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트를 수행하기 위해 동적 위치설정 제어시스템(100)을 검증시스템(200)에 연결할 때, 아날로그신호 I/O모듈(110)을 소프트웨어적으로 컨트롤러(120)와 단절시키고 통합입출력 인터페이스(260)는 연결선(f)을 통하여 컨트롤러(120)에 직접 디지털 통신형태로 데이타를 주고 받을 수 있다. 따라서, 본 발명은 시뮬레이터 장치의 연결선을 아날로그신호 I/O모듈(110)과 개별적/물리적으로 단절/연결해야하는 불편함을 줄이고 수많은 시뮬레이터 장치의 연결선을 아날로그신호 I/O모듈(110)에 잘못 연결할 가능성을 줄여 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240), 데이타 수집부(250), 통합입출력 인터페이스(260) 및 아날로그신호 시뮬레이터(270)를 포함하여, 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트 결과를 저장하고 보고서를 자동으로 생성한다. 다른 구성의 기능은 상기 설명내용과 동일하며, 이하 아날로그신호 시뮬레이터(270)와 관련된 내용에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명은 실시예에 따라 동적 위치설정 제어시스템(100)과 검증시스템(200)은 통합입출력 인터페이스(260)를 이용함으로써 상호 통신형태(디지털형태)의 인터페이스를 이용하여 HIL 테스트를 수행할 수 있다. 그러나, 실제 선박에서 동적 위치설정 제어시스템(100)은 액츄에이터에 대한 속도 및 방향 제어신호를 아날로그 형태로 생성하고 그 제어신호에 따른 피드백을 아날로그 형태로 받게 되는 점에서 차이가 있다.
본 발명은 통합입출력 인터페이스(260)를 이용하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 HIL 테스트를 수행시 제어신호에 대한 실제 선박 상황과 유사한 시뮬레이션을 제공하기 위해 아날로그신호 시뮬레이터(270)을 포함한다. 따라서, 동적 위치설정 제어시스템(100) 내부 아날로그신호 I/O모듈(110)과 같이 아날로그 적인 장치에 대한 검증이 필요한 경우에는 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그신호 시뮬레이터(270)를 이용하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
기본적으로 통합입출력 인터페이스(260)를 이용하여 단일 입출력 인터페이스로 시뮬레이션을 구현하여 시뮬레이션 과정을 편리하게 하되, 아날로그 적인 검증이 필요한 경우 필요한 부분에 한해서 아날로그신호 시뮬레이터(270)을 이용할 수 있다. 또한, 실제 선박에서 상황과 유사하게 만들기 위해 아날로그신호 시뮬레이터(270)는 자연스런 노이즈를 만들어 이를 시뮬레이션 결과와 함께 아날로그신호 I/O모듈(110)에 전송할 수도 있다.
아날로그신호 시뮬레이터(270)는 아날로그신호 I/O모듈(110)로부터 아날로그 형태의 제어신호를 입력받고 입력받은 제어신호를 통신형태로 변환하여 액츄에이터 시뮬레이터(210)에 전달한다. 이후, 통신형태의 제어신호에 대한 시뮬레이션이 검증시스템(200)에서 수행되면 아날로그신호 시뮬레이터(270)는 그 결과를 아날로그 형태로 변환하여 아날로그신호 I/O모듈(110)로 전달한다.
따라서, 기본적으로 통합입출력 인터페이스(260)는 연결선(f)을 통하여 컨트롤러(120)에 직접 디지털 통신형태로 데이타를 주고 받을 수 있으며, 부가적으로 아날로그 적인 테스트가 필요한 신호에 대해서는 아날로그신호 시뮬레이터(270)가 아날로그 형태의 신호로 아날로그신호 I/O모듈(110)과 통신할 수 있다. 이때, 아날로그신호 I/O모듈(110)로 입력된 아날로그 신호를 디지털 통신형태로 변경하여 컨트롤러(120)로 전송할 수 있다.
따라서, 검증시스템(200)이 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240)에 대한 값을 개별적으로 또는 동시에 변경하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서, 아날로그신호 시뮬레이터(270)는 제어신호를 통신형태로 변경하여 액츄에이터 시뮬레이터(210)에 전달하고 통신형태의 시뮬레이션 결과를 아날로그 형태로 변환하여 동적 위치설정 제어시스템(100)으로 피드백함으로써 아날로그 적인 값에 대한 정밀한 테스트가 가능하다. 여기서, 아날로그신호 시뮬레이터(270)는 동적 위치설정 제어시스템(100)으로 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호 및 모의센서신호 등을 피드백하는 통신을 수행하기 위해 아날로그 형태의 모델링된 제어신호 및 모의센서신호을 통신형태로 변경하여 전송할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 동적 위치설정 제어시스템(DPC) 200: 검증시스템
210: 액츄에이터 시뮬레이터 220: PMS 시뮬레이터 230: 선박 시뮬레이터 240: 센서 시뮬레이터
250: 데이타 수집부 251: 데이타 저장모듈
252: 보고서 생성모듈 253: DP변경 확인모듈
260: 통합입출력 인터페이스(통합 I/O) 270: 아날로그신호 시뮬레이터

Claims (12)

  1. 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 동적 위치설정 제어시스템을 검증하는 검증시스템에 있어서,
    상기 검증시스템은 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 입력받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 지속적으로 생산하는 액츄에이터 시뮬레이터와, 상기 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이터와, 상기 선박 시뮬레이터에서 모의센서신호를 측정하는 센서 시뮬레이터와, 테스트 조건을 저장하는 데이타 수집부를 포함하고,
    상기 검증시스템이 테스트 조건에 대한 시뮬레이션을 반복하여 수행하면 상기 데이타 수집부는 테스트 결과를 저장하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이타 수집부는
    상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트를 수행하는 과정에 있어서 필요한 일체의 데이터를 저장하는 데이타 저장모듈을 포함하고,
    상기 데이타 저장모듈은 테스트 조건을 저장하는 테스트 조건모듈과, 상기 검증시스템에서 시뮬레이션 된 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트 결과를 테스트 조건과 연동하여 저장하는 테스트 결과모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 데이타 수집부는
    상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트 결과에 대하 보고서를 자동으로 생성하는 보고서 생성모듈을 포함하고,
    상기 보고서 생성모듈은 상기 동적 위치설정 제어시스템의 성능을 인증받기 위해 필요한 선급규제조건에 대응하는 규격대로 보고서 타입을 생성하는 보고서타입 생성모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 데이타 수집부는
    상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 테스트 결과에 대하 보고서를 자동으로 생성하는 보고서 생성모듈을 포함하고,
    상기 보고서 생성모듈은 선주가 요청한 선주요구사항에 대응하는 규격대로 보고서 타입을 생성하는 보고서타입 생성모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 보고서 생성모듈은
    상기 보고서타입 생성모듈에서 생성된 보고서를 저장하는 보고서타입 저장모듈과, 테스트 조건 등에 대응하여 규격에 맞는 보고서 타입을 상기 보고서타입 저장모듈에 호출에 호출하여 전달받는 보고서타입 호출모듈과, 상기 검증시스템에서 시뮬레이션 된 테스트 결과를 실시간 저장하는 테스트결과 실시간 입력모듈 및 상기 테스트 결과모듈에 저장된 테스트 결과를 호출하는 테스트결과 호출모듈을 포함하는 테스트결과 입력모듈과, 상기 보고서타입 호출모듈에서 호출한 보고서 타입에 상기 테스트결과 입력모듈에 입력된 테스트 결과를 기재하여 보고서를 생성하는 보고서 출력모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 데이타 수집부는
    상기 데이타 저장모듈에 저장된 데이타를 호출하여 상기 동적 위치설정 제어시스템의 테스트 결과를 비교분석하는 DP변경 확인모듈를 포함하고,
    상기 DP변경 확인모듈은 상기 데이타 저장모듈에 저장된 테스트 조건을 호출하는 테스트 조건 호출모듈과, 테스트 조건에 대응되는 테스트 결과를 호출하는 테스트 결과 호출모듈을 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 DP변경 확인모듈은,
    상기 호출한 테스트 결과를 비교분석하는 DP비교 판단모듈을 추가로 포함하여 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 검증시스템은
    통합된 하나의 연결 포트를 제공하는 통합입출력 인터페이스를 추가로 포함하여 상기 동적 위치설정 제어시스템과 상기 검증시스템을 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 검증시스템은
    통신형태의 데이터를 아날로그 형태의 데이터로 변경하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 전송하는 아날로그신호 시뮬레이터를 추가로 포함하여 아날로그적인 신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있고 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 아날로그신호 시뮬레이터는
    아날로그 형태의 데이터를 통신형태의 데이터로 변경하여 상기 액츄에이터 시뮬레이터에 전송하여 아날로그적인 신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있고 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 저장된 테스트 결과를 분석하여 보고서를 자동으로 생성함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어신호는
    액츄에이터에 대한 샤프트 속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 제어하는 신호정보를 포함하여 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 센서 시뮬레이터는
    위성으로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 GPS 센서 및 해저에 설치된 장치로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 수중음파 센서 중 적어도 2 이상을 포함하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 복수 개의 모의센서신호를 전달함으로써 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 신뢰성 높은 테스트 결과를 도출하는 데이타 수집부를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.

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