KR20170073399A - 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치 - Google Patents

스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치 Download PDF

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Abstract

선박에 설치된 레이더의 반사 신호를 이용하여 선체의 경사도를 측정하고, 측정된 경사도가 선박의 복원성 한계를 초과하는 상태이면 자동으로 선박에 비치된 구명정(Life-raft)을 동작시키고, 원격 섭와 주변 선박에 비상 신호를 전송하여 신속한 조치가 이루어지도록 한 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치에 관한 것으로서, 선박에 설치된 레이더로부터 획득한 측정 데이터로부터 로(raw) 데이터를 추출하는 레이더 데이터 추출부; 상기 레이더 데이터 추출부에서 추출한 로 데이터를 신호 처리하는 레이더 신호 변환기; 상기 레이더 신호 변환기에서 처리된 레이더 영상신호를 분석하여 선체 경사도를 측정하고, 측정한 선체 경사도를 기초로 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 선박경사 비상신호를 생성하여 자동으로 송출하는 메인 제어 유닛; 상기 메인 제어 유닛으로부터 송출된 선박경사 비상신호에 따라 구명장비를 자동으로 동작시키는 구명장비 자동 동작부를 포함하여, 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치를 구현한다.

Description

스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치{Ship tilt automatic emergency signal transmission device using stereo radar technology}
본 발명은 스테레오 레이더(stereo rader) 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송에 관한 것으로, 특히 선박에 설치된 레이더의 반사 신호를 이용하여 선체의 경사도를 측정하고, 측정된 경사도가 선박의 복원성 한계를 초과하는 상태이면 자동으로 선박에 비치된 구명정(Life-raft)을 동작시키고, 비상 신호를 원격에 위치한 관제 서버 또는 주변 선박으로 전파하여 신속한 조치가 이루어지도록 한 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치에 관한 것이다.
우리나라의 해상교통 안전 환경은 매우 악조건하에 있어 해양사고의 발생 위험이 상존한다. 연안해역은 지형적으로 복잡하고 비좁으며, 기상적으로는 여름철의 태풍, 겨울철의 저기압, 짙은 안개 등이 잦은 편이며, 한정된 공간에 해상교통량이 지속적으로 증가하고 있으며, 고속선, 초대형선, 관리상태가 부실한 선박(Sub-standard Vsddel) 수가 증가하고 있다.
선박의 대형화 및 어업, 어구, 전자장비 등의 꾸준한 성장에도 선박의 운항환경이 가지는 특성으로 많은 해양사고가 발생하고 있다. 사고 유형 중 충돌, 전복, 침몰과 같은 사고는 그 비율이 전체 해양 사고에 대비하여 그리 크지 않지만, 선박의 복원성능과 관련된 문제를 야기하기 때문에 전체 사고 중 인명피해의 비율이 가장 높다고 할 수 있다.
주지한 바와 같이, 선박이 복원력을 상실하였을 경우, 선박이 침몰하는 사고가 발생하는 데, 선박에 장착되어 있는 대부분의 안전장비는 선박 침몰 후 동작하도록 설계되어있기 때문에, 침몰 전 인명을 조기에 구조할 수 있는 환경이 조성되지 않는 실정이다.
선박 침몰시 사용하는 구난장비인 구명정(Life-Raft) 및 "EPIRB(Emergency Position Indicating Radio Beacon)"는 수압센서인 자동 이탈 장치(hydroststic auto-release system)을 채택하여 사용중이나, 이 센서가 오작동하였을 경우 사람이 직접 안전핀을 제거한 후 투하하여야 동작한다. 따라서 수압센서가 고장 났을 경우 이미 침몰중인 선체에서 사람이 직접 구난장비를 동작시키기에는 많은 어려움이 따르며, 실제 구난장비가 동작을 하지 않아 선박의 침몰 시 많은 인명이 희생되는 상황이 종종 발생한다.
최근 국내 연안에서 발생하는 해양사고의 대부분(해양안전심판원 집계, 2009년 - 2013년)은 운항 과실에 의해 발생하였으며, 대부분의 운항과실을 차지하고 있는 원인으로는 경계소홀, 항법 위반, 조선의 부적절 및 기타 등이다. 특히, 운항과실에 의해 발생한 사고 유형으로는 충돌사고가 약 90%로 가장 높게 나타나고 있다.
국제해사기구(IMO; International Maritime Organization)와 주요 국가들이 인적요인의 중요성을 인식하고 인간과실 예방을 위한 연구를 추진하고 있으나, 개념정립과 단편적 정보전달에 국한되고 있어 실용성이 부족하다. 따라서 인위적인 사고 및 자연재해로 인한 사고의 발생은 꾸준히 증가하고 있는 추세이며, 사고 발생 시 원활한 구조 및 인명의 손실을 미리 방지할 수 있는 기술이 요구된다.
선박의 해양 사고를 방지하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 2> 에 개시되었다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 항해 자동화 및 기관 감시제어 시스템이 데이터베이스 및 네트워크에 의해 통합된 선박용 종합 항법 장치로서, 이중으로 네트워크를 구성한 LAN(Local Area Network), 이중 LAN에 접속되고, OSDB(Own Ship Database)용 메인 서버, 공유 저장수단, OSDB백업용 서버를 구비한 OSDB 시스템, 이중 LAN에 접속된 항해 시스템, 이중 LAN에 접속되고, 주기관의 제어 및 감시를 원격 및 실시간으로 실행하는 기관 시스템 및 이중 LAN에 접속된 다수의 클라이언트 시스템을 포함하며, 각각의 시스템은 LAN 중 ATM 스위치 수단에 의해 접속된 메인 네트워크와 스위칭 허브 수단에 접속된 백업용 네트워크에 의해 결합한다.
이러한 구성을 통해, 항해 자동화 및 기관 감시제어 시스템이 데이터베이스 및 네트워크에 의해 통합되어 선내의 모든 곳에서 운항상태를 모니터링할 수 있다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 모듈러의 무게를 측정하는 단계, 모듈러에 경사시험용 중량블록을 적재하는 단계, 상기 중량 블록이 적재된 모듈러를 선박의 일측으로 인입시키는 단계, 선박의 경사도를 측정하는 단계, 상기 모듈러를 선박의 타측으로 이동시키는 단계, 상기 선박의 경사도를 측정하는 단계 및 측정된 상기 선박의 경사도를 통해 상기 선박의 중심과 복원력을 산출하는 단계를 포함하여 선박의 경사를 측정한다. 이러한 구성을 통해, 선박의 정확한 중심을 알아내고 복원력을 산출한다.
대한민국 공개특허 특2001-0097908호(2001.11.08. 공개) 대한민국 공개특허 10-2013-0002705호(2013.01.08. 공개)
그러나 상기와 같은 일반적인 조난 장비 및 종래기술들은 선박의 경사를 측정하거나 항법에 사용하기 위해 선박 상태를 감시하는 기능만 할 뿐, 실제 선박의 침몰을 정확하게 추정하고, 이를 기반으로 경보를 발생하여 선박 침몰 전에 이를 경보해주거나 구명 장비를 동작시키는 것은 불가능한 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 선박에 설치된 레이더의 반사 신호를 이용하여 선체의 경사도를 측정하고, 측정된 경사도가 선박의 복원성 한계를 초과하는 상태이면 자동으로 선박에 비치된 구명정(Life-raft)을 동작시키고, 비상 신호를 원격에 위치한 관제 서버 또는 주변 선박으로 전파하여 신속한 조치가 이루어지도록 한 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 해상에서 선박의 위급 상황 시 탈출과 긴급 구난신호 발생 등과 같이 승객들에게 미리 대처하고 안전한 탈출에 도움을 주도록 한 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치는 선박에 설치된 레이더로부터 획득한 측정 데이터로부터 레이더 로(raw) 데이터를 추출하는 레이더 데이터 추출부; 상기 레이더 데이터 추출부에서 추출한 레이더 로 데이터를 신호 처리하는 레이더 신호 변환기; 상기 레이더 신호 변환기에서 처리된 레이더 영상신호를 분석하여 선체 경사도를 측정하고, 측정한 선체 경사도를 기초로 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 선박경사 비상신호를 생성하여 자동으로 송출하는 메인 제어 유닛; 상기 메인 제어 유닛으로부터 송출된 선박경사 비상신호에 따라 구명장비를 자동으로 동작시키는 구명장비 자동 동작부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치는 상기 메인 제어 유닛에서 송출된 선박경사 비상신호를 원격에 위치한 관제 서버 또는 주변 선박으로 전파하기 위한 무선 신호로 만들어 송출하는 통신 장비를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 레이더 데이터 추출부는 대공 및 해상 목표물의 방위 탐지를 위해 전파를 발사하는 방위탐지 레이더와 상기 목표물의 고도탐지를 위해 전파를 발사하는 고도탐지 레이더를 통해 방위 데이터와 목표물의 고도 데이터를 추출하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메인 제어 유닛은 상기 레이더 신호 변환기에서 출력되는 레이더 로 데이터를 신호 처리하는 레이더 신호 처리기; 상기 레이더 신호 변환기에서 출력되는 레이더 영상을 분석하는 레이더 영상 분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메인 제어 유닛은 레이더 신호 처리기와 상기 레이더 영상 분석기에서 각각 처리된 처리 결과 데이터를 기초로 선체의 경사도를 검출하고, 검출한 경사도와 미리 기준으로 설정된 복원성 경사도를 비교하여 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 상기 선박경사 비상신호를 생성하여 출력하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어모듈은 상기 검출한 경사도가 상기 복원성 경사도보다 클 경우, 선박의 침몰로 예측하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 구명장비 자동 동작부는 상기 메인 제어 유닛으로부터 발생한 선박경사 비상신호를 구명장비 신호로 변환하는 구명장비 신호 변환기; 상기 구명장비 신호 변환기에서 변환된 구명장비 신호를 기초로 각각의 구명장비를 자동으로 동작시키는 구명장비 동작신호를 발생하여 각각의 구명장비를 자동으로 동작시키는 자동 동작신호 발생모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 통신 장비는 PAS(Public Address System), VHF 통신기, 위성 통신기, AIS 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 선박에 설치된 레이더의 반사 신호를 이용하여 선체의 경사도를 측정하고, 측정된 경사도가 선박의 복원성 한계를 초과하는 상태이면 자동으로 선박에 비치된 구명장비(예를 들어, Life-raft)를 자동으로 동작시키고, 비상 신호를 원격에 위치한 관제 서버 또는 주변 선박으로 전파하여 신속한 조치가 이루어지도록 함으로써, 사고 발생 시 승객 및 승조원의 안전을 보장할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 해상에서 선박의 위급 상황 시 탈출과 긴급 구난신호 발생 등을 미리 승객 및 승조원에게 전송함으로써, 승객들이 미리 대처하고 안전한 탈출을 할 수 있게 도모해주는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치의 개념도,
도 2는 도 1의 각 부 실시 예 구성도,
도 3의 도 1의 메인 제어 유닛의 실시 예 블록 구성도,
도 4는 도 3의 레이더 신호 처리기의 실시 예 블록 구성도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에서 레이더 영상 분석 과정을 설명하기 위한 분석 예시도,
도 6은 도 1의 구명장비 자동 동작부의 실시 예 블록 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치의 개념 도이고, 도 2는 도 1의 각부 실시 예 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치는 레이더 데이터 추출부(10), 레이더 신호 변환기(20), 메인 제어 유닛(30), 구명장비 자동 동작부(40), 구명장비(50), 비상방송시스템(70), 통신장비(80)를 포함한다.
레이더 데이터 추출부(10)는 선박에 설치된 레이더의 반사 신호를 이용하여 선체의 경사도를 측정하기 위한 레이더 로(raw) 데이터를 추출하는 역할을 한다.
이러한 레이더 데이터 추출부(10)는 대공 및 해상 목표물의 방위 탐지를 위해 전파를 발사하는 방위탐지 레이더와 상기 목표물의 고도탐지를 위해 전파를 발사하는 고도탐지 레이더를 복합적으로 이용한 스테레오 레이더 시스템을 이용하여, 방위 데이터와 목표물의 고도 데이터를 추출하는 것이 바람직하다.
레이더 신호 변환기는 상기 레이더 데이터 추출부(10)에서 추출한 레이더 로 데이터를 후술하는 메인 제어 유닛(30)에서 분석할 수 있는 신호 형태로 변환하는 역할을 한다. 통상의 신호 처리기를 이용할 수 있다. 여기서 레이더 신호 변환기(20)는 레이더 데이터 추출부(10)에 구비된 2개의 레이더에 각각 대응하게 2개의 레이더 신호 변환기를 구비하는 것이 바람직하다.
메인 제어 유닛(MCU)(30)은 상기 레이더 신호 변환기(20)에서 처리된 레이더 영상신호를 분석하여 선체 경사도를 측정하고, 측정한 선체 경사도를 기초로 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 선박경사 비상신호를 생성하여 자동으로 송출하는 역할을 한다.
이러한 메인 제어 유닛(30)은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 레이더 신호 변환기(20)에서 출력되는 레이더 로 데이터를 신호 처리하는 레이더 신호 처리기(31); 상기 레이더 신호 변환기(20)에서 출력되는 레이더 영상을 분석하는 레이더 영상 분석기(32); 상기 레이더 신호 처리기(31)와 상기 레이더 영상 분석기(32)에서 각각 처리된 처리 결과 데이터를 기초로 선체의 경사도를 검출하고, 검출한 경사도와 미리 기준으로 설정된 복원성 경사도를 비교하여 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 상기 선박경사 비상신호를 생성하여 출력하는 제어모듈(33)을 포함한다. 여기서 제어모듈(33)은 상기 검출한 경사도가 상기 복원성 경사도보다 클 경우, 선박의 침몰로 예측하는 것이 바람직하다.
구명장비 자동 동작부(40)는 상기 메인 제어 유닛(30)으로부터 송출된 선박경사 비상신호에 따라 구명장비를 자동으로 동작시키는 역할을 한다.
이러한 구명장비 자동 동작부(40)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 메인 제어 유닛(30)으로부터 발생한 선박경사 비상신호를 구명장비 신호로 변환하는 구명장비 신호 변환기(41); 상기 구명장비 신호 변환기(41)에서 변환된 구명장비 신호를 기초로 각각의 구명장비를 자동으로 동작시키는 구명장비 동작신호를 발생하여 각각의 구명장비(Life Raft, EPIRB, SART, 기타)를 자동으로 동작시키는 자동 동작신호 발생모듈(42)을 포함한다. 아울러 상기 자동 동작신호 발생모듈(42)은 필요에 따라 구명정이 개방되었다는 외부 경보 신호를 발생하는 것도 가능하다.
통신 장비(80)는 상기 메인 제어 유닛(30)에서 송출된 선박경사 비상신호에 따라 긴급 구난신호를 원격에 위치한 관제 서버 또는 주변 선박으로 전파하기 위한 무선 신호로 만들어 송출하는 역할을 한다.
이러한 통신 장비(80)는 상기 긴급 구난신호를 VHF 대역의 무선 신호로 만들어 전송하는 VHF DSC 전송기(81), 상기 VHF DSC 전송기(81)에서 전송된 VHF 대역의 무선 신호를 외부에 방사하기 위한 VHF 안테나(82)를 포함할 수 있다.
이러한 통신 장비(80)는 PAS(Public Address System), VHF 통신기, 위성 통신기, AIS 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치는 시스템 동작 전원을 공급해주는 전원부(90), 측정한 레이더 영상 기타 데이터를 시각적으로 디스플레이해주는 표시장치(95)를 더 포함할 수 있다.
전원부(90)는 전원(91), 전원(91)에 포함된 잡음을 제거하는 잡음 필터(92), 전원(91)의 과전류 또는 과전압이 포함될 경우, 전원(91)이 장비에 공급되는 것을 차단하는 퓨즈(93)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 선박경사 비상신호 자동전송장치를 동작시키기 위해, 전원 스위치를 온 상태로 조작하면, 전원부(90)에 의해 레이더 데이터 추출부(10) 및 전원을 필요로 하는 부분에 구동 전원이 공급된다. 이때, 잡음 필터(92)는 전원(91)에 포함된 잡음을 제거하고, 구동용 전원을 공급해준다. 만약, 공급되는 전원에 과전류 및/또는 과전압이 포함될 경우, 퓨즈(93)가 자동으로 끊어져 후단에 과전류 및/또는 과전압이 공급되는 것을 차단한다.
구동용 전원이 공급되면 레이더 데이터 추출부(10)는 선박에 설치된 레이더의 반사 신호를 이용하여 선체의 경사도를 측정하기 위한 레이더 로(raw) 데이터를 추출한다.
로 데이터 추출을 위해, 본 발명에서는 스테레오 레이더 기술을 이용한다. 스테레오 레이더 기술은 서로 다른 특징을 갖는 레이더를 복합적으로 사용하여, 원하는 데이터를 추출하는 기술이다.
예컨대, 대공 및 해상 목표물의 방위 탐지를 위해 전파를 발사하는 방위탐지 레이더와 상기 목표물의 고도탐지를 위해 전파를 발사하는 고도탐지 레이더를 복합적으로 이용한 스테레오 레이더 시스템을 이용하여, 방위 데이터와 목표물의 고도 데이터를 추출할 수 있다.
통상, 해상에서 사용중인 레이더는 근거리 및 원거리의 목표물을 탐지하여 충돌 및 기타 사고 예방 또는 선박의 항해 시 견시의 목적으로 사용되는 전자 장비이다.
이러한 방위탐지 레이더와 고도탐지 레이더를 복합적으로 이용한 스테레오 레이더 시스템을 이용하여, 방위 데이터와 목표물의 고도 데이터를 추출한다.
이어, 레이더 신호 변환기(20)는 상기 레이더 데이터 추출부(10)에서 추출한 로 데이터를 후술하는 메인 제어 유닛(30)에서 분석할 수 있는 신호 형태로 변환하여, 상기 메인 제어 유닛(30)에 전달한다. 여기서 메인 제어 유닛(30)에서 분석할 수 있는 신호 형태로 변환하는 것은 일반적인 영상 데이터 처리에서 전처리 과정을 수행하는 것과 같다고 할 수 있다. 예컨대, 미약한 신호는 증폭하고, 신호에 포함된 잡음을 제거하는 과정을 의미한다.
다음으로, 메인 제어 유닛(MCU)(30)은 상기 레이더 신호 변환기(20)에서 처리된 레이더 영상신호를 분석하여 선체 경사도를 측정하고, 측정한 선체 경사도를 기초로 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 선박경사 비상신호를 생성하여 자동으로 송출하는 역할을 한다.
예컨대, 메인 제어 유닛(30)은 도 3에 도시한 바와 같이, 레이더 신호 처리기(31)에서 상기 레이더 신호 변환기(20)에서 출력되는 로 데이터를 신호 처리한다.
레이더 신호 변환기(31)는 도 4에 도시한 바와 같은 구성을 통해 레이더 영상 신호를 처리한다. 즉, 로 데이터 인터페이스용 RSC 보드를 이용하여, VGA를 통해 입력되는 레이더 영상 신호를 처리하고, 저역 필터를 통해 고역 성분을 제거하고, 디지털 신호로 변환을 한다. 이후, 샘플링 과정을 통해 영상 처리된 신호를 출력한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 레이더 신호 입력 과정으로서, 레이더 신호를 입력받아 기본적인 전처리 과정을 하고, Scan 변환기를 통해 데이터 변환을 하여 레이더 신호를 획득한다. 이어, 노이즈, 클러터(Clutter), 간섭 등의 배경잡음에 대응해 표적을 감지하는 시스템에 사용되는 적응 알고리즘(adaptive algorithm)인 Constant false alarm rate (CFAR)를 이용하여 Plot을 추출하고, 이를 기초로 목표물을 추적하여 목표 및 추적 데이터를 생성한다. 이때, 임계치도 추출한다. 아울러 상기 CFAR을 통과한 레이더 영상 데이터를 압축하여 비디오 데이터를 생성한다. 이렇게 생성된 레이더 영상 데이터 및 목표 및 추적 데이터는 표시장치(95)를 통해 디스플레이됨과 동시에 데이터베이스에 저장된다.
또한, 레이더 영상 분석기(32)는 상기 레이더 신호 변환기(20)에서 출력되는 레이더 영상을 분석한다. 도 5a 및 도 5b는 레이더 영상 분석의 예시이다. 레이더 영상 분석을 위해서는, 레이더 영상 분석 프로그램을 이용한다.
다음으로, 제어 모듈(33)은 상기 레이더 신호 처리기(31)와 상기 레이더 영상 분석기(32)에서 각각 처리된 처리 결과 데이터를 기초로 선체의 경사도(heeling angle)를 검출한다. 즉, 선체 기울기를 검출한다. 선체의 경사도 검출은 레이더 영상 분석기에서 선박 경사도 측정 프로그램을 이용하여 선체의 경사도를 레이더 영상 분석을 통해 실시간으로 검출할 수 있다.
이어, 제어모듈(33)은 검출한 경사도와 미리 기준으로 설정된 복원성 경사도를 비교하여 선박의 침몰을 예측한다. 여기서 복원성이란 선박이 물 위에 떠 있는 상태에서 외부로부터 힘을 받아서 경사하려고 할 때의 저항 또는 경사한 상태에서 그 외력을 제거하였을 때 원래의 상태로 돌아오려고 하는 상태를 말한다. 따라서 복원성 경사도는 경사한 상태에서 복원력에 의해 원래의 상태로 돌아올 수 있는 경사도를 의미한다. 예컨대, 상기 검출한 경사도가 상기 복원성 경사도보다 클 경우, 선박의 침몰로 예측하며, 상기 검출한 경사도가 상기 복원성 경사도보다 작을 경우에는 복원력에 의해 선박이 원래의 상태로 복원 가능하므로 비침몰로 예측한다.
만약, 상기 선박 침몰 예측 결과, 선박 침몰로 예측되면 선박경사로 인해 침몰 우려가 있는 것을 알리기 위한 선박경사 비상신호를 생성하여 구명장비 자동 동작부(40)와 통신장비(80) 및 PAS(70)에 전달한다.
PAS(70)는 선박 내에 구비된 경보 시스템으로서, 선박경사 비상신호가 전달되면, 즉시 경보음을 발생하여 선박 내의 승객 및 승조원에게 선박에 비상 상황이 발생하였음을 알리게 된다.
또한, 구명장비 자동 동작부(40)는 상기 메인 제어 유닛(30)으로부터 송출된 선박경사 비상신호에 따라 구명장비를 자동으로 동작시켜, 승객 및 승조원이 위험 상황에서 안전을 도모하도록 한다.
예컨대, 구명장비 자동 동작부(40)는 도 6에 도시한 바와 같이, 구명장비 신호 변환기(41)에서 상기 메인 제어 유닛(30)으로부터 발생한 선박경사 비상신호를 구명장비 신호로 변환한다. 즉, 선박경사 비상신호를 신호 처리하여 자동 동작신호 발생모듈(42)이 동작할 수 있는 전기신호로 만들어, 상기 자동 동작신호 발생모듈(42)에 전달한다.
자동 동작신호 발생모듈(42)은 상기 구명장비 신호 변환기(41)에서 변환된 구명장비 신호를 기초로 각각의 구명장비를 자동으로 동작시키는 구명장비 동작신호를 발생하여, 각각의 구명장비(Life Raft, EPIRB, SART, 기타)를 자동으로 동작시킨다. 예컨대, 구명정(Life Raft)을 자동으로 동작시키기 위한 전기 또는 물리적 신호를 발생하여 구명정을 자동으로 동작시킨다. 여기서 구명정은 수압센서 등을 이용하여 일정 수압이 발생하였을 경우 자동으로 동작하도록 되어 있는 데, 본 발명에서는 인위적으로 일정 수압이 발생한 것과 동일하게 전기 또는 물리적 신호를 생성하여 상기 구명정을 자동으로 동작시키게 된다. 여기서 구명정은 컨테이너, weak link, 작동 줄을 포함하며, 구명정이 침몰할 때 컨테이너가 자동으로 부상하고 그 부력에 의하여 weak link에 인장력이 걸리면 작동줄을 당겨 구명정을 팽창시킨다. 작동줄은 팽창용 가스 병의 cut 장치를 작동시키는 줄로서, 컨테이너 내부에 장착되거나 외부로 나와 있을 수 있는 데, 외부로 나올 경우에는 항상 선채 또는 구명정 거치대에 고정되어 설치되는 것이 바람직하다.
아울러 EPRIB 및/또는 SART를 동작시키기 위한 전기 또는 물리적 신호를 생성하여, 상기 EPRIB 및/또는 SART를 자동으로 동작시킨다. 여기서 자동 동작신호 발생모듈(42)은 필요에 따라 구명정이 개방되었다는 외부 경보 신호를 발생하여, 승객 또는 승조원이 구명장비가 자동으로 동작하였음을 인지하도록 한다.
한편, 본 발명의 또 다른 특징으로 통신 장비(80)를 이용하여, 선박경사 비상신호를 원격에 위치한 관제 서버 또는 주변 선박으로 전파할 수 있다는 것이다.
이를 위해, 통신 장비(80)는 상기 선박경사 비상신호를 VHF 대역의 무선 신호로 만들어 전송하는 VHF DSC 전송기(81), 상기 VHF DSC 전송기(81)에서 전송된 VHF 대역의 무선 신호를 외부에 방사하기 위한 VHF 안테나(82)를 이용하여, 긴급 조난 신호를 VHF 대역의 무선 신호로 만들어 원격 관제 서버 및 주변 선박에 전파한다. 여기서 통신 장비(80)는 PAS(Public Address System), VHF 통신기, 위성 통신기, AIS 중 적어도 어느 하나 이상을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따르면 스테레오 레이더 기술을 이용하여 선박 경사도를 검출하고, 검출한 경사도가 선박의 복원성 한계를 초과하는 상태이면 자동으로 선박에 비치된 구명장비인 구명정정(Life-raft)을 동작시키고, 원격 서버 및 주변 선박에 비상 신호를 전파함으로써, 신속한 조치가 이루어지도록 하여, 선박 침몰 이전에 승객 및 승조원이 안전하게 탈출을 하여, 선박 침몰 시에도 귀중한 인명 손실을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 선박에서 스테레오 레이더 기술을 이용하여 선박 침몰을 예측하고, 이를 기반으로 구명장비를 자동으로 동작시켜, 승객 및 승조원의 안전을 도모하는 기술에 적용된다.
10: 레이더 데이터 추출부
20: 레이더 신호 변환기
30: 메인 제어 유닛
31: 레이더 신호 처리기
32: 레이더 영상 분석기
33: 제어모듈
40: 구명장비 자동 동작부
50: 구명장비
70: 비상방송시스템
80: 통신장비

Claims (8)

  1. 선박에 설치된 레이더로부터 획득한 측정 데이터로부터 로(raw) 데이터를 추출하는 레이더 데이터 추출부;
    상기 레이더 데이터 추출부에서 추출한 로 데이터를 신호 처리하는 레이더 신호 변환기;
    상기 레이더 신호 변환기에서 처리된 레이더 영상신호를 분석하여 선체 경사도를 측정하고, 측정한 선체 경사도를 기초로 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 선박경사 비상신호를 생성하여 자동으로 송출하는 메인 제어 유닛;
    상기 메인 제어 유닛으로부터 송출된 선박경사 비상신호에 따라 구명장비를 자동으로 동작시키는 구명장비 자동 동작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 메인 제어 유닛에서 송출된 선박경사 비상신호를 원격에 위치한 관제 서버 또는 주변 선박으로 전파하기 위한 무선 신호로 만들어 송출하는 통신 장비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.
  3. 청구항 1에서, 상기 레이더 데이터 추출부는 대공 및 해상 목표물의 방위 탐지를 위해 전파를 발사하는 방위탐지 레이더와 상기 목표물의 고도탐지를 위해 전파를 발사하는 고도탐지 레이더를 통해 방위 데이터와 목표물의 고도 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.
  4. 청구항 1에서, 상기 메인 제어 유닛은 상기 레이더 신호 변환기에서 출력되는 레이더 로 데이터를 신호 처리하는 레이더 신호 처리기; 상기 레이더 신호 변환기에서 출력되는 레이더 영상을 분석하는 레이더 영상 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.
  5. 청구항 4에서, 상기 메인 제어 유닛은 레이더 신호 처리기와 상기 레이더 영상 분석기에서 각각 처리된 처리 결과 데이터를 기초로 선체의 경사도를 검출하고, 검출한 경사도와 미리 기준으로 설정된 복원성 경사도를 비교하여 선박의 침몰을 예측하며, 선박 침몰로 예측되면 상기 선박경사 비상신호를 생성하여 출력하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.
  6. 청구항 5에서, 상기 제어모듈은 상기 검출한 경사도가 상기 복원성 경사도보다 클 경우, 선박의 침몰로 예측하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.
  7. 청구항 1에서, 상기 구명장비 자동 동작부는 상기 메인 제어 유닛으로부터 발생한 선박경사 비상신호를 구명장비 신호로 변환하는 구명장비 신호 변환기; 상기 구명장비 신호 변환기에서 변환된 구명장비 신호를 기초로 각각의 구명장비를 자동으로 동작시키는 구명장비 동작신호를 발생하여 각각의 구명장비를 자동으로 동작시키는 자동 동작신호 발생모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.
  8. 청구항 2에서, 상기 통신 장비는 PAS(Public Address System), VHF 통신기, 위성 통신기, AIS 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 레이더 기술을 이용한 선박경사 비상신호 자동전송장치.



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