KR20170108730A - 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치 - Google Patents

선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170108730A
KR20170108730A KR1020160033083A KR20160033083A KR20170108730A KR 20170108730 A KR20170108730 A KR 20170108730A KR 1020160033083 A KR1020160033083 A KR 1020160033083A KR 20160033083 A KR20160033083 A KR 20160033083A KR 20170108730 A KR20170108730 A KR 20170108730A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
control system
sub
ship
performance
operating
Prior art date
Application number
KR1020160033083A
Other languages
English (en)
Inventor
전득찬
서준상
이광국
신성철
Original Assignee
주식회사 유시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 유시스 filed Critical 주식회사 유시스
Priority to KR1020160033083A priority Critical patent/KR20170108730A/ko
Publication of KR20170108730A publication Critical patent/KR20170108730A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
    • B63B9/00—
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

실시예는 선박 주요(main) 운용 설비를 제어하는 서브(sub) 제어시스템을 포함하여 통합한 선박 통합 제어시스템의 사용자 검증 요청을 입력받는 사용자 인터페이스부, 선박에 탑재되는 장비 정보와 설계 정보로부터 생성된 선종별 모델 정보를 구비한 선종별 모델 라이브러리를 포함하여 구성된 데이터베이스(DB)부 및, 상기 검증 요청된 선박 통합 제어시스템을 해당 선종의 모델 정보 기반으로 기등록된 테스트 플랫폼에 연동시켜 검증하는 제어부를 포함하고, 상기 테스트 플랫폼은 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템을 수치화 변환하여 된 제어시스템 모델을 시뮬레이션하는 시뮬레이터(Simulator)를 상기 서브 제어시스템별로 각기 구비하여 된 것이고, 상기 제어부는 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템 중에서 테스트 지정받은 서브 제어시스템을 해당 선종의 모델 정보 기반으로 수치 모델링하여 상기 테스트 플랫폼에 연동시켜 해당 서브 제어시스템의 시뮬레이터를 기반으로 시뮬레이션해서, 선박 통합 제어시스템을 검증하는 것을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치에 관한 것으로, 실시예들에 의하면 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템의 유효성과 안전성 및 성능을 검증하여 해당 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 또는 특정 해양환경 하에서의 안전성 및 성능지표별 성능 등을 진단하고, 상기 안전성과 성능 검증 결과 등을 기반으로 선박 통합 제어시스템에 포함되어 통합된 서브 제어시스템별로 최적 제어 운용안을 도출하여 선박이나 해양 플랜트의 운용 중 선박 통합 제어시스템의 제어 운용을 최적화해서 선박의 항해를 지원한다.

Description

선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치{Apparatus for managing and examining performance of Ship Integrated Control System}
본 명세서에 개시된 내용은 선박의 주요 운용 설비 제어시스템을 통합한 선박 통합 제어시스템을 검증하고, 제어 운용하는 장치에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
최근 전자통신 기술의 급격한 발전으로 선박의 아날로그 항해 장비가 디지털 항해 장비로 변하면서 과거 경험적 지식을 기반으로 운항하던 패러다임이 현재 자동화 시스템을 기반으로 운항하는 패러다임으로 전환되고 있다.
그리고, 선박의 항해 장비는 통합 운용의 개념이 도입되면서 통합항해시스템이 선박에 탑재하고 있으며, 엔진 운용에 기반한 추진시스템은 통합 제어 시스템을 중심으로 추진제어, 전력제어, 기타 제어 시스템 등이 선진 외국사를 중심으로 통합되어 대형 솔루션으로 공급되고 있다.
따라서, 선박의 설계와 건조 시에 고부가가치를 창출하기 위해선 외국 선진사에 의존하던 통합 항해 시스템과 통합 제어 감시시스템의 국산화 연구가 필수적이다.
또한, 컨테이너선, LNG선, 드릴십(Drillship)과 같이 선주의 요구가 다양하게 변화하고, 해양플랜트 공사에 적용되는 통합시스템의 복잡도가 증가할수록 소프트웨어의 오류 발생 빈도는 증가한다.
이러한 향후 선박 및 해양플랜트 통합시스템 소프트웨어의 복잡도는 계속 증가할 것으로 예상되며, 이를 해상 시운전으로 대체하는 것은 한계가 있으므로 통합시스템의 고장 및 오작동을 테스트하기 위한 검증체계가 필요하다.
참고로, 이와 관련된 기술은 주로 항공, 자동차 등의 분야를 중심으로 적용되어 왔으며, 적용 사례로 항공 분야에 있어서, 가상 비행체의 운동 모델을 가상 항공기 컴퓨터와 영상 컴퓨터를 이용 지상에서 모사하고 모사된 가상 비행체에 개발된 비행제어 시스템을 장착하여 그 성능 검증을 위해 주로 사용되는 사례가 있다(선행문헌 참조, 선행문헌 : 국내출원번호 제10-2009-0097328호, 발명의 명칭 "HILS(Hardware-In-the-Loop-Simulation) 시스템").
개시된 내용은, 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템을 검증하여 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 등을 방지할 수 있도록 하고 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치는,
선박 통합 제어시스템에 통합되어 포함된 서브 제어시스템(즉, 선박 주요 운용 설비의 제어시스템 예를 들어, 엔진 추진과 전력관리의 제어시스템)을 수치화 변환하여 된 제어시스템 모델을 시뮬레이션하는 시뮬레이터(Simulator)를 서브 제어시스템별로 각기 구비하여, 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템 중에서 테스트 지정받은 서브 제어시스템을 선박에 탑재되는 장비 정보와 설계 정보로부터 생성된 해당 선종의 모델 정보 기반으로 수치 모델링해서 해당 서브 제어시스템의 시뮬레이터를 기반으로 시뮬레이션하여, 선박 통합 제어시스템의 유효성과 안전성 및 성능을 검증하는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 의하면 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템의 유효성과 안전성 및 성능을 검증하여 해당 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 또는 특정 해양환경 하에서의 안전성 및 성능지표별 성능 등을 진단하고, 상기 안전성과 성능 검증 결과 등을 기반으로 선박 통합 제어시스템에 포함되어 통합된 서브 제어시스템별로 최적 제어 운용안을 도출하여 선박이나 해양 플랜트의 운용 중 선박 통합 제어시스템의 제어 운용을 최적화해서 선박의 항해를 지원한다.
도 1은 일실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치의 구성을 도시한 도면
도 2는 일실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치의 동작을 순서대로 도시한 도면
도 1은 일실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치는 선박 주요(main) 운용 설비를 제어하는 다수의 서브(sub) 제어시스템을 통합한 선박 통합 제어시스템의 사용자 검증 요청을 입력받는 사용자 인터페이스부(101), 선박에 탑재되는 장비 정보와 설계 정보로부터 생성된 선종별 모델 정보를 구비한 선종별 모델 라이브러리를 포함하여 구성된 데이터베이스(DB)부(103) 및, 상기 검증 요청된 선박 통합 제어시스템을 해당 선종의 모델 정보 기반으로 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템을 수치화 변환하여 된 제어시스템 모델을 시뮬레이션하는 기등록된 테스트 플랫폼에 연동시켜 검증하는 제어부(104)를 포함한다.
사용자 인터페이스부(101)는 선박의 항해시 운용 등을 제어하는 선박 통합 제어시스템의 사용자 검증 요청을 입력받는 것이다. 즉, 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 등을 진단하고 성능을 평가하는 선박 통합 제어시스템의 사용자 검증 요청을 입력받는 것이다. 이러한 상기 선박 통합 제어시스템은 선박 주요 운용 설비(예를 들어, 엔진 추진체 제어, 전력관리, 및 비상차단 장치 시스템 등)를 제어하는 서브 제어시스템을 통합하여 된 것이다.
데이터베이스(DB)부(103)는 선박에 탑재되는 장비 정보와 설계 정보로부터 생성된 선종별 모델 정보를 구비한 선종별 모델 라이브러리를 포함하여 구성된 것이다. 이러한 상기 데이터베이스부(103)는 일예로, 선종별 모델 라이브러리를 등록한 등록(Configuration) DB, 선박 통합 제어시스템이나 선박 통합 제어시스템에 통합되어 포함된 서브 제어시스템의 검증 결과를 등록한 결과(Result) DB, 선박 통합 제어시스템의 검증 정보(예를 들어, 시스템 검증 정보와 기능 검증 및 소프트웨어 검증 정보 등)를 포함하여 구성된 HIL(Hardware-In-the-Loop) DB를 포함하여 된 것이다.
제어부(104)는 사용자 검증 요청된 선박 통합 제어시스템을 검증하는 것으로, 즉 상기 선박 통합 제어시스템의 유효성과 안전성 및 성능을 평가하여 검증하는 것이다. 구체적으로, 상기 제어부(104)는 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템을 해당 선종의 모델 정보 기반으로 수치화 모델링하여, 기등록된 테스트 플랫폼에 연동시켜 실시간 시뮬레이션해서 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템의 유효성과 안전성 및 성능을 평가하여 검증하는 것이다. 상기 선종의 모델 정보는 선박에 탑재되는 장비 정보와 설계 정보로부터 생성된 선종의 모델 정보이다. 이러한 선종의 모델 정보는 선종별로 생성되어 모델 라이브러리에 설정 등록된다. 상기 테스트 플랫폼은 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템을 수치화 변환하여 된 제어시스템 모델을 시뮬레이션하는 시뮬레이터(Simulator)를 상기 서브 제어시스템별로 각기 구비하여 된 것이다. 그리고, 상기 제어부(104)는 이러한 서브 제어시스템의 시뮬레이터를 기반으로 서브 제어시스템별로 시뮬레이션하여, 서브 제어시스템의 유효성과 안정성 및 성능을 평가하여 검증한다. 이때, 상기 제어부(104)는 바람, 파도, 파고 세기나 레벨 중 적어도 어느 하나 이상의 해양환경 변수를 수학적 모델링과 선형화 모델링하여, 이를 기반으로 서브 제어시스템의 안정성과 성능을 평가하여 검증한다. 그리고, 상기 검증된 결과를 기반으로 예를 들어, 특정 해양환경 하에서 최적의 성능을 나타내는 제어 운용안 즉, 서브 제어시스템의 최적 제어 운용안을 서브 제어시스템 별로 각기 도출한다(구체적인 검증과 제어 운용안 도출 동작은 후술함). 이러한 실시예에 따른 서브 제어시스템은 추진(Propulsion Plant) 서브 제어시스템, 전력(Power Management) 서브 제어시스템, 비상차단(ESD : Electrostatic Discharge) 서브 제어시스템 중 적어도 어느 하나 이상의 서브 제어시스템을 포함하여 된 것이다.
저장부(102)는 실시예에 따른 테스트 플랫폼을 저장하는 것이다. 즉, 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템을 수치화 변환하여 된 제어시스템 모델을 시뮬레이션하는 시뮬레이터를 상기 서브 제어시스템별로 저장하는 것이다. 상기 시뮬레이터는 추진 서브 제어시스템의 시뮬레이터, 전력 서브 제어시스템의 시뮬레이터, 비상차단 서브 제어시스템의 시뮬레이터를 포함한다. 상기 시뮬레이터는 일예로, 상호 간 연동하여 된 것이고, 예를 들어 상기 추진 서브 제어시스템의 시뮬레이터는 동적 위치 콘트롤러(DB) 즉, 선박의 위치를 원하는 지점에 지속적으로 위치시킬 수 있도록 제어하는 동적 위치 콘트롤러(DB)와 상호 간 연동하여 추진체(예를 들어, 엔진 추진체) 제어 시뮬레이션한다.
표시부(105)는 상기 테스트 플랫폼의 시뮬레이션 결과 즉, 사용자 검증 요청된 선박 통합 제어시스템의 운용 결과를 표시하는 것이다. 구체적으로는, 상기 제어부(104)의 제어하에, 추진 서브 제어시스템의 운용 결과나 전력 서브 제어시스템의 운용 결과, 비상차단 서브 제어시스템의 운용 결과를 표시하여, 관리자에게 제공하는 것이다.
도 2는 일실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치의 동작을 순서대로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 일실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치는 사용자 검증 요청(S201)된 선박 통합 제어시스템을 해당 선종의 모델 정보 기반으로 수치 모델링하여 실시예에 따른 테스트 플랫폼에 연동시켜 시뮬레이션해서 검증하는 것이다(S202).
구체적으로는, 선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템 중에서 테스트 지정받은 서브 제어시스템을 선박에 탑재되는 장비 정보와 설계 정보로부터 생성된 선종의 모델 정보 기반으로 수치 모델링하여, 실시예에 따른 테스트 플랫폼에 연동시켜 해당 서브 제어시스템의 시뮬레이터를 기반으로 시뮬레이션해서 검증하는 것이다.
구체적인 검증 동작을 서브 제어시스템의 유효성, 안전성, 성능 검증 동작으로 세분화하여 설명한다.
1. 서브 제어시스템의 유효성 검증 동작
우선, 실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치는 기설정된 상이한 동작 변수를 기준으로 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링별로 상이하게 기설정된 다수의 정상 유효 운용 결과를 설정 등록한다.
다음, 예를 들어 사용자 키 조작에 따라 시스템입력 동작 변수를 입력받고, 상기 입력된 시스템입력 동작 변수 기반으로 서브 제어시스템을 테스트 플랫폼에 연동시켜 시뮬레이션한다.
그런 다음, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 시스템입력 동작 변수를 기준으로 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 유효 운용 결과 상호 간 동일 여부에 따라, 해당 서브 제어시스템의 유효성을 판별한다.
즉, 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 시스템입력 동작 변수를 기준으로 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 운용 결과가 동일한 경우, 해당 서브 제어시스템이 유효한 것으로 판별한다.
반면, 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 동작 변수를 기준으로 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 운용 결과가 상이한 경우, 해당 서브 제어시스템이 무효한 것으로 판별한다.
예를 들어, 상기 판별 결과 상기 사용자 키 조작에 따른 엔진 회전수 동작 변수 등을 포함한 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기반으로 시뮬레이션된 엔진 추진 서브 제어시스템의 운용 결과와 상기 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기준으로 동작하는 엔진 추진 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 운용 결과가 동일한 경우, 엔진 추진 서브 제어시스템이 유효한 것으로 판별한다.
반면, 상기 판별 결과 상기 사용자 키 조작에 따른 엔진 회전수 동작 변수 등을 포함한 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기반으로 시뮬레이션된 엔진 추진 서브 제어시스템의 운용 결과와 상기 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기준으로 동작하는 엔진 추진 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 운용 결과가 상이한 경우, 엔진 추진 서브 제어시스템이 무효한 것으로 판별한다.
그 결과, 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템의 유효성을 검증하여, 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 등을 진단한다.
2. 서브 제어시스템의 안전성 검증 동작
우선, 일실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치는 기설정된 상이한 동작 변수를 기준으로 해양환경 변수(예: 바람, 파도, 파고 세기나 레벨 등)를 부가 적용하여 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링별로 상이하게 기설정된 다수의 정상 안전 운용 결과를 설정 등록한다.
다음, 예를 들어 사용자 키 조작에 따라 시스템입력 동작 변수와 해양환경 변수를 입력받고, 상기 입력된 시스템입력 동작 변수 기반으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 서브 제어시스템을 테스트 플랫폼에 연동시켜 시뮬레이션한다.
그런 다음, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 시스템입력 동작 변수를 기준으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 안전 운용 결과 상호 간 동일 여부에 따라, 해당 서브 제어시스템의 안전성을 판별한다.
즉, 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 시스템입력 동작 변수를 기준으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 안전 결과가 동일한 경우, 해당 서브 제어시스템이 안전한 것으로 판별한다.
반면, 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 동작 변수를 기준으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 안전 결과가 상이한 경우, 해당 서브 제어시스템이 불안전한 것으로 판별한다.
예를 들어, 상기 판별 결과 상기 사용자 키 조작에 따른 엔진 회전수 동작 변수 등을 포함한 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기반으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 시뮬레이션된 엔진 추진 서브 제어시스템의 운용 결과와 상기 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기준으로 상기 부가된 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 엔진 추진 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 안전 결과가 동일한 경우, 엔진 추진 서브 제어시스템이 안전한 것으로 판별한다.
반면, 상기 판별 결과 상기 사용자 키 조작에 따른 엔진 회전수 동작 변수 등을 포함한 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기반으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 시뮬레이션된 엔진 추진 서브 제어시스템의 운용 결과와 상기 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기준으로 상기 부가된 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 엔진 추진 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 안전 결과가 상이한 경우, 엔진 추진 서브 제어시스템이 불안전한 것으로 판별한다.
그 결과, 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템의 안전성을 검증하여, 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 또는 특히, 특정 해양환경 하에서의 안전성 등을 진단한다.
3. 서브 제어시스템의 성능 검증 동작
먼저, 실시예에 따른 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치는 기설정된 상이한 시스템입력 성능지표 변수(예를 들어, 선회성능 변수나 내항성능 변수 등)를 기준으로 해양환경 변수(예: 바람, 파도, 파고 세기나 레벨 등)를 부가 적용하여 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링별로 상이하게 기설정된 다수의 성능 레벨(level) 운용 결과를 설정 등록한다.
다음, 예를 들어 사용자 키 조작에 따라 시스템입력 동작 변수와 해양환경 변수를 입력받고, 상기 입력된 시스템입력 동작 변수 기반으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 서브 제어시스템을 테스트 플랫폼에 연동시켜 시뮬레이션한다.
그런 다음, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 성능지표 변수를 기준으로 동작하거나 상기 성능지표 변수를 기준으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 상이한 다수의 성능 레벨(level) 운용 결과 상호 간 동일 여부에 따라, 해당 서브 제어시스템의 성능을 판별한다.
즉, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 동일한 성능 레벨 운용 결과를 가진 성능 레벨을 해당 서브 제어시스템의 성능 레벨로 판별하여, 해당 서브 제어시스템의 성능을 검증한다.
예를 들어, 상기 사용자 키 조작에 따른 엔진 회전수 동작 변수 등을 포함한 엔진 추진 시스템입력 동작 변수를 기반으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 시뮬레이션된 엔진 추진 서브 제어시스템의 운용 결과와 동일한 성능 레벨 운용 결과를 가진 성능 레벨을 해당 엔진 추진 서브 제어시스템의 성능 레벨로 판별하여, 해당 엔진 추진 서브 제어시스템의 성능을 검증한다.
그 결과, 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템의 성능을 검증하여, 해당 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 또는 다수의 성능지표별 성능 등을 진단한다.
한편, 실시예는 상기한 검증 결과 선박 통합 제어시스템(구체적으로는, 선박 통합 제어시스템에 통합되어 포함된 서브 제어시스템)의 안전성과 성능 검증 결과 등을 기반으로, 최적 제어 운용안을 도출한다.
즉, 동일 해양환경 변수(예를 들어, 바람, 파도, 파고 세기나 레벨 등)에 안전하고 성능지표(예: 선회성능 변수나 내항성능 변수 등) 별로 가장 높게 판별된 성능 레벨의 동작 변수를 기반으로 해당 해양환경의 제어 변수를 산출하여, 상기 산출된 해당 해양환경과 제어 변수 상호 간 매칭 정보를 기준으로 해당 서브 제어시스템의 최적 제어 운용안을 도출한다.
예를 들어, 동일 해양환경 변수에 안전하고 성능지표 별로 가장 높게 판별된 성능 레벨의 동작 변수를 각기 검출하여 상기 검출된 동작 변수를 평균 산출해서, 상기 산출된 해당 해양환경과 상기 산출된 동작 변수의 평균 값을 기준으로 해당 서브 제어시스템의 최적 제어 운용안을 도출한다.
다른 예로, 동일 해양환경 변수에 안전하고 성능지표 별로 가장 높게 판별된 성능 레벨의 동작 변수를 각기 검출하여, 상기 검출된 동작 변수별로 해당 성능지표마다 상이하게 부여된 가중치를 적용해서 상기 검출된 동작 변수를 변환해서, 상기 변환된 동작 변수를 평균 산출하여, 상기 산출된 해당 해양환경과 상기 산출된 동작 변수의 평균 값을 기준으로 해당 서브 제어시스템의 최적 제어 운용안을 도출한다.
그 결과, 선박이나 해양 플랜트의 운용 중 선박 통합 제어시스템의 제어 운용을 최적화하여, 선박의 항해를 지원한다.
이상과 같이, 실시예는 선박이나 해양 플랜트의 설계 초기 단계나 제작 중 또는 운용 시 선박 통합 제어시스템의 유효성과 안전성 및 성능을 검증하여 해당 선박 통합 제어시스템의 설계 오류나 오작동 또는 특정 해양환경 하에서의 안전성 및 성능지표별 성능 등을 진단하고, 상기 안전성과 성능 검증 결과 등을 기반으로 선박 통합 제어시스템에 통합되어 포함된 서브 제어시스템별로 최적 제어 운용안을 도출하여 선박이나 해양 플랜트의 운용 중 선박 통합 제어시스템의 제어 운용을 최적화해서 선박의 항해를 지원한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 사용자 인터페이스부 102 : 저장부
103 : 데이터베이스(DB)부 104 : 제어부
105 : 표시부

Claims (8)

  1. 선박 주요(main) 운용 설비를 제어하는 서브(sub) 제어시스템을 포함하여 통합한 선박 통합 제어시스템의 사용자 검증 요청을 입력받는 사용자 인터페이스부;
    선박에 탑재되는 장비 정보와 설계 정보로부터 생성된 선종별 모델 정보를 구비한 선종별 모델 라이브러리를 포함하여 구성된 데이터베이스(DB)부; 및,
    상기 검증 요청된 선박 통합 제어시스템을 해당 선종의 모델 정보 기반으로 기등록된 테스트 플랫폼에 연동시켜 검증하는 제어부;
    를 포함하고,

    상기 테스트 플랫폼은,
    선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템을 수치화 변환하여 된 제어시스템 모델을 시뮬레이션하는 시뮬레이터(Simulator)를 상기 서브 제어시스템별로 각기 구비하여 된 것이고,

    상기 제어부는,
    선박 통합 제어시스템에 포함된 서브 제어시스템 중에서 테스트 지정받은 서브 제어시스템을 해당 선종의 모델 정보 기반으로 수치 모델링하여 상기 테스트 플랫폼에 연동시켜 해당 서브 제어시스템의 시뮬레이터를 기반으로 시뮬레이션해서, 선박 통합 제어시스템을 검증하는 것;
    을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기설정된 상이한 동작 변수를 기준으로 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링별로 상이하게 기설정된 다수의 정상 유효 운용 결과를 기반으로, 상기 서브 제어시스템을 시스템입력 동작 변수 기준으로 시뮬레이션하여, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 시스템입력 동작 변수를 기준으로 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 유효 운용 결과 상호 간 동일 여부에 따라 해당 서브 제어시스템의 유효성을 판별해서, 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 운용 결과가 동일한 경우 해당 서브 제어시스템이 유효한 것으로 판별하고 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 동작 변수를 기준으로 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 운용 결과가 상이한 경우 해당 서브 제어시스템이 무효한 것으로 판별하여, 선박 통합 제어시스템의 유효성을 검증하는 것;
    을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터베이스부는,
    바람, 파도, 파고 세기나 레벨 변수 정보 중 적어도 어느 하나 이상의 해양환경 변수 정보를 포함하여 구성되고,

    상기 제어부는,
    기설정된 상이한 동작 변수를 기준으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링별로 상이하게 기설정된 다수의 정상 안전 운용 결과를 기반으로, 상기 서브 제어시스템을 시스템입력 동작 변수 기준으로 시스템입력 해양환경 변수를 부가 적용하여 시뮬레이션해서, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 동작 변수를 기준으로 상기 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 정상 안전 운용 결과 상호 간 동일 여부에 따라 해당 서브 제어시스템의 안전성을 판별해서, 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 동작 변수를 기준으로 상기 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 운용 결과가 동일한 경우 해당 서브 제어시스템이 안전한 것으로 판별하고 상기 판별 결과 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 동작 변수를 기준으로 상기 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 정상 운용 결과가 상이한 경우 해당 서브 제어시스템이 불안전한 것으로 판별하여, 선박 통합 제어시스템의 안전성을 검증하는 것;
    을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기설정된 상이한 시스템입력 성능지표 변수를 기준으로 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 서브 제어시스템의 수치 모델링별로 상이하게 기설정된 다수의 성능 레벨(level) 운용 결과를 기반으로, 상기 서브 제어시스템을 시스템입력 동작 변수 기준으로 시뮬레이션하거나 시스템입력 동작 변수를 기준으로 시스템입력 해양환경 변수를 부가 적용하여 시뮬레이션해서, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 상기 성능지표 변수를 기준으로 동작하거나 상기 성능지표 변수를 기준으로 상기 해양환경 변수를 부가 적용하여 동작하는 상기 서브 제어시스템의 수치 모델링에 매칭된 기설정된 상이한 다수의 성능 레벨(level) 운용 결과 상호 간 동일 여부에 따라 해당 서브 제어시스템의 성능을 판별해서, 상기 시뮬레이션된 운용 결과와 동일한 성능 레벨 운용 결과를 가진 성능 레벨을 해당 서브 제어시스템의 성능 레벨로 판별하여, 선박 통합 제어시스템의 성능을 검증하는 것;
    을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    동일 해양환경 변수에 안전하고 성능지표 별로 가장 높게 판별된 성능 레벨의 동작 변수를 기반으로 해당 해양환경의 제어 변수를 산출하여, 상기 산출된 해당 해양환경과 제어 변수 상호 간 매칭 정보를 기준으로 해당 서브 제어시스템의 최적 제어 운용안을 도출하는 것;
    을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    동일 해양환경 변수에 안전하고 성능지표 별로 가장 높게 판별된 성능 레벨의 동작 변수를 각기 검출하여 상기 검출된 동작 변수를 평균 산출해서, 상기 산출된 해당 해양환경과 상기 산출된 동작 변수의 평균 값을 기준으로 해당 서브 제어시스템의 최적 제어 운용안을 도출하는 것;
    을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    동일 해양환경 변수에 안전하고 성능지표 별로 가장 높게 판별된 성능 레벨의 동작 변수를 각기 검출하여, 상기 검출된 동작 변수별로 해당 성능지표마다 상이하게 부여된 가중치를 적용하여 상기 검출된 동작 변수를 변환해서 상기 변환된 동작 변수를 평균 산출하여, 상기 산출된 해당 해양환경과 상기 산출된 동작 변수의 평균 값을 기준으로 해당 서브 제어시스템의 최적 제어 운용안을 도출하는 것;
    특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 선박 통합 제어시스템은,
    추진 서브 제어시스템, 전력 서브 제어시스템, 비상차단 서브 제어시스템 중 적어도 어느 하나 이상의 서브 제어시스템을 포함하여 된 것;
    을 특징으로 하는 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치.















KR1020160033083A 2016-03-19 2016-03-19 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치 KR20170108730A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160033083A KR20170108730A (ko) 2016-03-19 2016-03-19 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160033083A KR20170108730A (ko) 2016-03-19 2016-03-19 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170108730A true KR20170108730A (ko) 2017-09-27

Family

ID=60036057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160033083A KR20170108730A (ko) 2016-03-19 2016-03-19 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170108730A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200080588A (ko) 2018-12-27 2020-07-07 대우조선해양 주식회사 선박 사물인터넷 연계 클라우드 기반의 재기화 설비 원격제어 시스템
KR20200080587A (ko) 2018-12-27 2020-07-07 대우조선해양 주식회사 클라우드 기반 선박의 중앙제어 시스템
CN111539149A (zh) * 2020-04-29 2020-08-14 重庆交通大学 舰船模型建立及模态分析方法
KR102661624B1 (ko) * 2023-11-06 2024-04-30 (주)해양정보기술 선박운항융합지수 산출 시스템 및 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200080588A (ko) 2018-12-27 2020-07-07 대우조선해양 주식회사 선박 사물인터넷 연계 클라우드 기반의 재기화 설비 원격제어 시스템
KR20200080587A (ko) 2018-12-27 2020-07-07 대우조선해양 주식회사 클라우드 기반 선박의 중앙제어 시스템
CN111539149A (zh) * 2020-04-29 2020-08-14 重庆交通大学 舰船模型建立及模态分析方法
CN111539149B (zh) * 2020-04-29 2023-08-08 重庆交通大学 舰船模型建立及模态分析方法
KR102661624B1 (ko) * 2023-11-06 2024-04-30 (주)해양정보기술 선박운항융합지수 산출 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2719064C2 (ru) Интегрированная система и способы для управления и контроля транспортных средств
KR20170108730A (ko) 선박 통합 제어시스템 성능 검증 및 운용 장치
EP2607239B1 (en) System and method for remote and automatic assessment of structural damage and repair
Mitchell et al. Symbiotic system of systems design for safe and resilient autonomous robotics in offshore wind farms
US20140058709A1 (en) Structural health management system and method based on combined physical and simulated data
Gall Functional safety IEC 61508/IEC 61511 the impact to certification and the user
Gardiner Testing Safety-Related Software: A Practical Handbook
Dummer et al. An elementary guide to reliability
Ahn et al. The hybrid method combined STPA and SLIM to assess the reliability of the human interaction system to the emergency shutdown system of LNG ship-to-ship bunkering
US20180059627A1 (en) Method for verifying actuator control data
CN112817855B (zh) 系统的众测方法、设备及计算机存储介质
Ham et al. A framework for simulation-based engine-control unit inspection in manufacturing phase
CN114818108A (zh) 测试系统模型的方法
Dmitriev et al. Towards Design Assurance Level C for Machine-Learning Airborne Applications
CN104460337B (zh) 一种基于修正β因子的控制系统共因失效分析方法
CN114157493A (zh) 一种工控系统网络安全仿真测试平台及计算机设备
CN112416748A (zh) 用于遵照要求对系统进行测试的方法
Plankl Ground test facilities and integration concepts for combat air systems at airbus defence and space
Muhlheim et al. How Digital Twins May Be Used in Design and Operations
CN112146890A (zh) 用于评价和选择信号比较度量的方法和设备
Ramos et al. Proceedings of the First International Workshop on Autonomous Systems Safety
Smogeli Managing DP system software-A life-cycle perspective
Doerry et al. Open Architecture Machinery Control System
Muhlheim et al. Regulatory Requirements, Guidance, and Review of Digital Twins
KR20170021690A (ko) 해양 구조물의 홀 설치 위치 검사 방법 및 장치