KR20190080117A - 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템 - Google Patents

운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템 Download PDF

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KR20190080117A
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남궁호
정중식
김건웅
최조천
김선영
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목포해양대학교 산학협력단
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Abstract

운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 출항단계, 항해단계 및 입항단계의 순서로 항해하도록 구성된 무인선을 경유하여 무인선을 제어하는 무인선 제어센터와 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상 사이에서 이루어지는 무인선 통신중계 시스템에 있어서, 무인선이 출항단계에 있을 때, 무인선 제어센터는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 해상교통 관제센터에 출항보고를 하는 제1시나리오; 무인선이 항해단계에 있을 때 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상으로부터 무인선으로 통신요청이 있는 경우, 무인선 제어센터 및 통신요청을 한 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상은 VHF 무선전화 통신을 이용하여 쌍방 정보교환을 하는 제2시나리오; 무인선이 항해단계에 있을 때 무인선 제어센터가 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 무인선의 정보를 제공하는 경우, 무인선 제어센터는 AIS 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 일방 정보제공을 하는 제3시나리오; 및 무인선이 입항단계에 있을 때, 무인선 제어센터는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 해상교통 관제센터에 입항보고를 하는 제4시나리오를 포함하되, 무인선의 항해상황에 따라, 제1시나리오, 제2시나리오, 제3시나리오 및 제4시나리오 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템을 제공한다.

Description

운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템{Communication Relay System for an Unmanned Surface Vehicle}
본 개시는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는 무인선의 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
무인선 통신중계 시스템이란, 유인선(Manned Ship) 및 해상교통 관제센터(Vessel Traffic Service center, VTS)에게 무인선(Unmanned Surface Vehicle, USV)의 임무 정보를 제공하고 유인선 및 해상교통 관제센터와의 협력동작을 취하기 위한 정보교환이 가능하도록 통신을 지원하는 시스템을 의미한다.
유인선 혹은 해상교통 관제센터로부터 통신요청이 온 경우, 이를 무인선 통신중계 시스템을 통해 인지하고 교신이 가능한 해역 내에서 무인선 제어센터(Maritime Control Center, MCC)가 응답할 수 있는 상황인 경우 이에 대한 응답을 무인선 제어센터에서 직접 응답하며, 무인선 제어센터와의 직접 통신이 불가능한 경우 무인선 통신중계 시스템을 활용하여 간접통신을 이용하여 대응하게 된다.
한편, 무인선에 대한 연구가 활발하게 진행됨에 따라, 무인선을 경유하여 무인선 제어센터와 유인선 간, 무인선 제어센터와 해상교통 관제센터 간의 정보교환이 가능한 무인선 통신중계 시스템을 개발 중에 있다.
그러나, 종래의 무인선 통신중계 시스템은, 해상에서 무인선의 운항상황을 기반으로 하여 무인선 통신중계 시스템을 효율적으로 운용하기 위한 각 기기별 정보교환 체계가 잡혀있지 않은 실정이다.
이 경우, 무인선의 효율적인 운항이 어려우며, 무인선과 유인선 또는 무인선과 해상교통 관제센터 간의 통신이 원활히 이루어지지 않아 무인선과 유인선이 충돌하는 등의 위험 상황이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 무인선 제어센터 및 무인선 간 전용 통신네트워크를 활용하여 무인선을 안전하고 효율적으로 운용하기 위해서는 다양한 CNPC(Control and Non-Payload Communication) 정보의 고속 데이터 전송을 위해 넓은 주파수 대역이 필요하다. 따라서, 대역폭이 확보 되더라도, 다양한 CNPC의 이용하에서 간섭 및 재밍의 영향을 고려할 필요가 있다.
종래의 무인선 통신중계 시스템은 무인선 제어센터 및 무인선 간 전용 통신네트워크에서 VoIP(Voice over Internet Protocol)를 사용하였다. 회선을 독점하지 않는 VoIP를 사용하는 경우 문장의 길이가 길어짐에 따라 트래픽 양이 증가하면서 통화품질이 떨어질 수 있다.
구체적으로, VoIP를 활용하여 음성통화에 소요되는 데이터를 이른바 PCM(Pulse Code Modulation) 이론을 통해 8비트 코드 변조를 기준으로 산출한다면, 1초 음성통화에 필요한 데이터는 약 13.3KB 수준이다.
따라서, 무인선 통신중계 시스템에 있어 무인선 제어센터 및 무인선 간 전용 통신네트워크에는, 메시지 정보교환의 신속한 처리를 목적으로 데이터량, 간섭 및 재밍 감소를 위한 표준 메시지 활용이 필요한 실정이다.
이에, 본 발명은 무인선 통신중계 시스템에 있어, 무인선의 운항상황을 기반으로 하여 무인선 통계중계 시스템을 효율적으로 운용하기 위한 각 기기별 정보교환 체계를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 무인선이 항해단계에 있을 때, 무인선과 무인선 제어센터 간의 전용 통신네트워크 상에서 활용될 수 있는 표준 메시지 및 이를 변환한 Q코드를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 출항단계, 항해단계 및 입항단계의 순서로 항해하도록 구성된 무인선을 경유하여 무인선을 제어하는 무인선 제어센터와 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상 사이에서 이루어지는 무인선 통신중계 시스템에 있어서, 무인선이 출항단계에 있을 때, 무인선 제어센터는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 해상교통 관제센터에 출항보고를 하는 제1시나리오; 무인선이 항해단계에 있을 때 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상으로부터 무인선으로 통신요청이 있는 경우, 무인선 제어센터 및 통신요청을 한 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상은 VHF 무선전화 통신을 이용하여 쌍방 정보교환을 하는 제2시나리오; 무인선이 항해단계에 있을 때 무인선 제어센터가 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 무인선의 정보를 제공하는 경우, 무인선 제어센터는 AIS 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 일방 정보제공을 하는 제3시나리오; 및 무인선이 입항단계에 있을 때, 무인선 제어센터는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 해상교통 관제센터에 입항보고를 하는 제4시나리오를 포함하되, 무인선의 항해상황에 따라, 제1시나리오, 제2시나리오, 제3시나리오 및 제4시나리오 중 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 무인선의 운항상황을 기반으로 하여 무인선 통계중계 시스템을 효율적으로 운용하기 위한 각 기기별 정보교환 체계를 제공하고, 이를 통해, 무인선이 효율적이고 안전한 운항할 수 있는 효과가 있다.
또한, 무인선이 항해단계에 있을 때, 무인선과 무인선 제어센터 간의 전용 통신네트워크 상에서 활용될 수 있는 표준 메시지 및 이를 변환한 Q코드를 제공하고, 이를 통해, 무인선과 무인선 제어센터 간의 정보교환시 데이터의 감섭 내지 데이터의 재밍을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템 의 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 표준 메시지의 리스트를 나타낸 표이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 Q코드의 리스트를 나타낸 표이다.
도 4는 도 3에 도시된 Q코드를 이용하여 통신이 이루어지는 것을 나타낸 일 예시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 Q코드를 이용하여 통신이 이루어지는 것을 나타낸 다른 예시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2시나리오의 순서도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 제2시나리오의 순서도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제3시나리오의 순서도이다.
도 9는 본 개시의 다른 실시예에 따른 제3시나리오의 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 표준 메시지의 리스트를 나타낸 표이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 Q코드의 리스트를 나타낸 표이다.
도 1을 참조하면, 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템은 무인선(110), 무인선 제어센터(120), 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140)를 포함한다.
무인선(110)은 사람이 승선하지 아니하고 수색, 구조 및 오염방제 등을 목적으로 임무수행지역에 투입되는 소형선박을 의미한다.
무인선(110)은 출항단계, 항해단계 및 입항단계의 순서로 항해하도록 구성된다. 여기서, 출항단계는 무인선(110)의 출발지점에서 임무수행지역에 투입하기 전까지의 무인선(110)의 운항단계를 의미하며, 항해단계는 임무수행지역 내에서의 무인선(110)의 운항단계를 의미하고, 입항단계는 임무수행지역으로부터 무인선(110)의 도착지점까지의 무인선(110)의 운항단계를 의미한다.
무인선 제어센터(120)는 무인선(110)을 원격으로 제어할 수 있다. 무인선 제어센터(120)와 무인선(110) 사이에는 전용 통신네트워크가 형성될 수 있으며, 전용 통신네트워크는 무인기기의 전용통신 방식인 CNPC(Control and Non-Payload Communication) 통신 방식이 이용될 수 있다.
유인선(130)은 사람이 승선하고 있는 선박을 의미한다.
해상교통 관제센터(140, Vessel Traffic Service center)는 관제구역 안에서 이동하는 선박들의 해상교통, 질서유지 및 안전운항을 위한 관찰확인, 정보제공, 조언, 권고 및 지시를 하거나 필요한 항만운영 정보를 제공하는 업무를 수행하는 기관을 의미한다.
해상교통 관제센터(140)는 무인선(110)와 유인선(130) 간의 충돌위험을 감지하는 경우, 두 선박의 충돌을 방지하기 위한 목적으로, 무인선(110) 또는 유인선(130)에게 상대 선박의 속력, 침로, DCPA(Distance at Closest Point of Approach, 최단접근거리), TCPA(Time to Closest Point of Approach, 최단접근시간) 및 주변상황 등의 정보를 제공할 수 있다.
유인선(130) 또는 해상교통 관제센터(140)가 무인선(110)의 운항과 관련하여 무인선 제어센터(120)와 교신을 원하는 경우가 발생할 수 있다.
이때, 무인선 제어센터(120)가 유인선(130) 또는 해상교통 관제센터(140)와 교신이 가능한 해역 내에서 있는 경우, 무인선 제어센터(120)와 유인선(130) 또는 해상교통 관제센터(140)와 직접통신이 가능할 수 있다.
반대로, 무인선 제어센터(120)와의 직접 통신이 불가능한 경우, 무인선 통신중계 시스템을 활용한 간접통신을 이용하여 무인선 제어센터(120)와 유인선(130) 또는 무인선 제어센터(120)와 해상교통 관제센터(140) 사이의 교신이 이루어질 수 있다.
여기서, 무인선 통신중계 시스템은 무인선 제어센터(120)와 유인선(130) 사이, 또는, 무인선 제어센터(120)와 해상교통 관제센터(140) 사이의 교신을 위해, 무인선(110)이 중계소 역할을 하여 이루어지는 통신중계 시스템을 의미한다.
본 개시에 따른 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템에서는 통신기기로서 선박에서 일반적으로 사용되는 VHF(Very High Frequency, 초단파) 무선전화, AIS(Automatic Identification System, 선박자동식별 시스템) 장비 및 TTS(Text To Speech, 문자음성 변환) 장비 등이 이용될 수 있다.
본 개시에 따른 운항상황에 따른 무인선 통신중계는 무인선(110)의 운항단계에 따라 나누어지는 제1시나리오, 제2시나리오, 제3시나리오 및 제4시나리오를 포함하며, 무인선(110)의 항해상황에 따라, 제1시나리오, 제2시나리오, 제3시나리오 및 제4시나리오 중 하나를 수행하게 된다.
여기서, 시나리오란, 무인선(110)의 각 운항단계에서 무인선(110)에 빈번하게 발생할 수 있는 상황들을 상정하여 각 상황에서 어떠한 통신기기를 이용하여 어떠한 방식으로 통신할 것인지에 대해 정해놓은 지침을 의미한다.
제1시나리오에서는, 무인선(110)이 출항단계에 있을 때, 무인선 제어센터(120)는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 해상교통 관제센터(140)에 출항보고를 하게 된다. 이때, 출항보고의 내용에는 무인선(110)의 이름, 호출 부호(call sign), 출발지 및 출발시간 등이 포함될 수 있다.
제2시나리오에서는, 무인선(110)이 항해단계에 있을 때 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상으로부터 무인선(110)으로 통신요청이 있는 경우, 무인선 제어센터(120) 및 통신요청을 한 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상은 VHF 무선전화 통신을 이용하여 쌍방 정보교환을 하게 된다.
여기서, 쌍방 정보교환은, 무인선(110)과 유인선(130) 또는 무인선(110)과 해상교통 관제센터(140)가 서로 정보를 주고 받는 상황을 말하는 것으로 후술할 일방 정보제공과 반대되는 개념이다.
제2시나리오는 다시, 유인선(130)과 통신하는 경우와 해상교통 관제센터(140)와 통신하는 경우로 나눌 수 있다. 각 경우의 제2시나리오에 대한 상세한 내용은 도 6 및 도 7과 관련하여 각각 기술하도록 한다.
다시 도1을 참조하면, 제3시나리오에서는, 무인선(110)이 항해단계에 있을 때 무인선 제어센터(120)가 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상에 무인선(110)의 정보를 제공하는 경우, 무인선 제어센터(120)는 AIS 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상에 일방 정보제공을 하게 된다.
여기서, 일방 정보제공은, 무인선 제어센터(120)가, 무인선(110) 및 유인선(130) 간의 충돌방지 등을 목적으로, 유인선(130) 또는 해상교통 관제센터(140)에 게 무인선(110)의 상태정보를 일방적으로 제공하는 상황을 말하는 것으로, 상술한 쌍방 정보제공과 반대되는 개념이다.
제3시나리오는 다시, AIS 통신을 이용하는 경우와 TTS 통신을 이용하는 경우로 나눌 수 있다. 각 경우의 제3시나리오에 대한 상세한 내용은 도 8 및 도 9와 관련하여 각각 기술하도록 한다.
다시 도1을 참조하면, 제4시나리오에서는, 무인선(110)이 입항단계에 있을 때, 무인선 제어센터(120)는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 해상교통 관제센터(140)에 입항보고를 하게 된다. 이때, 입항보고의 내용에는 무인선(110)의 이름, 호출 부호(call sign), 도착지 및 도착시간 등이 포함될 수 있다.
상술한 설명에서, 제1시나리오 내지 제4시나리오에서 이루어지는 무인선 제어센터(120)와 유인선(130) 사이 또는 무인선 제어센터(120)와 해상교통 관제센터(140) 사이의 통신은, 명시적으로 기술되어 있지 않더라도, 무인선(110)을 경유해서 이루어지는 무인선 통신중계 시스템을 통해 이루어지는 것으로 해석되어야 한다.
본 개시에 따른 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템은, 무인선(110)의 운항단계를 출항단계, 항해단계 및 입항단계로 나누고, 각 단계에서 잦은 빈도로 발생되는 상황을 사정하여 미리 지정해놓은 통신 기기를 사용하도록 시나리오를 설정해 놓음으로써, 무인선(110)은 보다 효율적이고 안전한 운항이 가능한 장점이 있다.
무인선 통신중계 시스템은 크게, 무인선 제어센터(120)와 무인선(110) 사이에 이루어지는 통신과 무인선(110)과 유인선(130) 또는 해상교통 관제센터(140) 사이에 이루어지는 통신으로 두 가지로 나누어질 수 있다.
무인선(110)이 항해단계에 있을 때, 무인선 제어센터(120)와 무인선(110) 사이 및 무인선(110)과 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 사이에서 이루어지는 통신은, 표준 메시지를 통해 이루어질 수 있다. 여기서, 표준 메시지란, 실제 선박의 항해 중에서 항해사 또는 관제사가 가장 잦은 빈도로 사용하고 있는 문구를 표준화하여 나타낸 것이다.
구체적으로, 표준 메시지는, SMCP(Standard Marine Communication Phrases, 표준해사영어), 국제신호서 및 RR(Radio Regulation, 국제무선통신규칙) 등에 포함된 해산교신 매뉴얼구문들 중에서 실제 항해사 및 관제사의 설문조사를 통해 도출된 최다 사용빈도 문구 중 무인선(110)의 안전운항에 필요한 것만 간추린 문구일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 표준 메시지에는, "Navigate with caution(주의를 가지고 항해하라).", "Advise you alter course to starboard/port(코스를 우현/좌현으로 변경할 것을 권고한다).", "Do not overtake(추월하지 마라).", "What is your position (당신의 위치는 어디인가) " 등의 내용이 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 따른 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템은, 무인선(110)의 항해단계에서, 선박간의 통신 또는 항해 안전 정보 전달을 위해, 무인선(110) 운항에 특히 필요로 하는 표준 메시지를 미리 선정해놓고, 이를 각 상황에 맞게 이용함으로써, 무인선 제어센터(120)와 유인선(130) 사이 또는 무인선 제어센터(120)와 해상교통 관제센터(140) 사이의 정보교환을 더 효율적이고 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 무인선 제어센터(120)와 무인선(110) 사이에서 이루어지는 통신에서, 표준 메시지는Q코드로 변환되어 이용될 수 있다. Q코드는 언어가 제각각인 국제 통신에서 원활한 소통을 위해 자주 쓰는 특정한 통신문을 Q로 시작하는 질의·응답 형식의 3문자로 표현한 단축 부호이다. 예를 들어, Q코드 중 하나인"QTH"는 "What is your position(당신의 위치는 어디인가)?"을 뜻한다.
구체적으로, 표준 메시지가 Q코드로 변환되는 방식은 다음과 같을 수 있다, 우선, 종래의 Q코드 리스트와 표준 메시지를 비교하여 내용이 서로 대응되는 Q코드와 표준 메시지를 매칭시킨다.
다만, 종래의 Q 코드 리스트에 포함되지 않은 표준 메시지의 내용이 있는 경우, 종래의 Q코드 리스트에 명시된 Q코드와 중복되지 아니한 범위 내에서 새로운 Q코드를 생성할 수 있다.
이때, 새롭게 작성된 Q 코드는 표준 메시지의 내용을 포함시킬 수 있도록 간단한 약어로 표현할 수 있으며, 새롭게 작성된 Q코드에 대한 응답에 해당하는 Q코드도 새로이 작성될 수 있다.
질의에 대한 사항은 Q(Question)를 앞에 입력하여 질문을 하도록 작성할 수 있으며, 그에 대한 응답은 A(Answer)를 입력 후 관련된 질문의 축약된 정보를 입력하여 응답하도록 작성될 수 있다.
예를 들어, "QKS"는 "Can you keep your present speed(현재 속도를 유지해줄 수 있는가?)?"를 의미한다면, 이에 대한 대답은"AKS 010"은 "I am keeping speed 010 knot(나는 10노트 속도를 유지하고 있다)"를 의미할 수 있다.
또한, 질의 응답 형식이 아닌, 해상교통 관제센터(140) 등에서 일방적으로 무인선 제어센터(120)에 정보를 제공하는 표준 메시지도 있을 수 있으므로, 이 경우, Q코드는 N으로 시작하는 3글자를 이용할 수 있다. 예를 들어, "NCF"는 "Do not cross fairway(항로를 넘지 마라)."라는 의미일 수 있다.
본 개시에 따른 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템은, 표준 메시지를 3글자의 Q코드로 변환함으로써, 무인선 제어센터(120)와 무인선(110) 사이에서 교환되는 정보데이터의 용량이 대폭 감소하게 되고, 이를 통해, 데이터의 간섭 및 데이터의 재밍을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 도 3에 도시된 Q코드를 이용하여 통신이 이루어지는 것을 나타낸 일 예시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 Q코드를 이용하여 통신이 이루어지는 것을 나타낸 다른 예시도이다.
도 4 및 도 5에서, 'USV'는 무인선(110)의 명칭이고, 'SAENURI'는 유인선(130)의 명칭이다.
도 4의 A 상황을 참조하면, 'SAENURI'는 "Can you alter course to starboard(코스를 우현으로 변경할 수 있는가)?"라는 표준 메시지를 'USV'에게 전달한다. 이때, 'USV'는 전달받은 내용을 Q 코드 "QAL S"로 변환하여 무인선 제어센터(120)에 전달한다.
무인선 제어센터(120)는 전달받은 "QAL S"를 변환하여 'SAENURI'가 보낸 표준 메시지의 내용을 파악하고, "C", "AAL 175 S"라는 응답을 무인선(110)에 전달한다.
무인선(110)은 전달받은 "C" 및 "AAL 175 S"를 "Yes(알겠다).", "I am altering my course 175 degrees to starboard(코스를 우현 방향으로 175도 변경하겠다)."의 내용의 표준 메시지로 각각 변환하여 유인선(130)에 전달한다.
도 4의 B 상황 및 도 5의 C 내지 E 상황도 상술한 과정과 동일한 방식을 반복하여 무인선 제어센터(120)와 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나와 정보교환하는 것이 가능하다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2시나리오의 순서도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 제2시나리오의 순서도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2시나리오는 유인선(130)과 통신하는 경우와 해상교통 관제센터(140)와 통신하는 경우로 나눌 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2시나리오 중 유인선(130)과 통신하는 경우는 다음의 단계를 포함한다.
우선, 유인선(130)이 무인선(110)을 발견하고 무인선(110) 및 유인선(130) 간의 충돌위험을 감지한다.
다음으로, 유인선(130)이 유인선(130)에 설치된 VHF 무선전화를 통해 무인선 제어센터(120)에 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널변경을 요청한다.
다음으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널을 원격으로 변경 후 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 유인선(130)의 통신요청에 응답한다. 이때, 무인선 제어센터(120)의 응답은 2초 내에 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 유인선(130)은 유인선(130)의 속력, 침로, DCPA, TCPA 및 주변상황 중 하나 이상의 정보를 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 무인선 제어센터(120)에 전달한다.
최종적으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선(110)의 침로변경 가능여부를 확인 후, 무인선(130)의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 유인선(130)에게 무인선(110)을 변침시킬 것을 응답하고 무인선(110)을 변침하여 유인선(130)과의 충돌을 회피한다. 이때, 무인선 제어센터(120)의 응답은 2초 내에 이루어지는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 제2시나리오 중 해상교통 관제센터(140)와 통신하는 경우는 다음의 단계를 포함한다.
우선, 해상교통 관제센터(140)가 무인선(110)을 발견하고 무인선(110) 및 타선박 또는 무인선(110) 부근의 장애물 간의 충돌위험을 감지한다.
다음으로, 해상교통 관제센터(140)는 해상교통 관제센터(140)에 설치된 VHF 무선전화를 통해 무인선 제어센터(120)에 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널변경을 요청한다.
다음으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널을 원격으로 변경 후 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 무인선 제어센터(120)의 통신요청에 응답한다. 이때, 무인선 제어센터(120)의 응답은 2초 내에 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 해상교통 관제센터(140)는 타선박의 속력, 침로, DCPA, TCPA 및 주변상황 중 하나 이상의 정보 또는 무인선(110) 부근의 장애물에 대한 정보를 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 무인선 제어센터(120)에 전달한다.
다음으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선(110)의 충돌 또는 무인선(110) 부근의 장애물로 인한 위험성 파악 및 무인선(110)의 침로변경 가능여부를 확인한다.
최종적으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선(110)의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 해상교통 관제센터(140)에 응답하고 무인선(110)을 충돌위험으로부터 회피시킨다. 이때, 무인선 제어센터(120)의 응답은 2초 내에 이루어지는 것이 바람직하다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제3시나리오의 순서도이다.
도 9는 본 개시의 다른 실시예에 따른 제3시나리오의 순서도이다.
도 8 및 도9를 참조하면, 제3시나리오는 AIS 통신을 이용하는 경우와 TTS 통신을 이용하는 경우로 나눌 수 있다.
도 8을 참조하면, 제3시나리오 중 AIS 통신을 이용하는 경우는 다음의 단계를 포함한다.
우선, 무인선 제어센터(120)가 무인선(110) 및 유인선(130) 간의 충돌위험을 감지한다.
다음으로, 무인선 제어센터(120)가 무인선(110)의 식별정보, 항해계획, 목적지 및 임무목적 중 하나 이상의 정보가 포함된 무인선(110)의 상태정보를 생성한다.
다음으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선 제어센터(120) 및 무인선(110)에 설치된 AIS 장비를 통해 무인선(110)의 상태정보에 상응하는 상태정보 문자메시지를 생성한다.
다음으로, 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상은 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나에 설치된 AIS 장비를 통해 무인선(110)의 상태정보 문자메시지를 전달받는다. 이때, 무인선 제어센터(120)로부터 상태정보 문자메시지가 생성된 후, 생성된 상태정보 문자메시지가 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상에 전달되는 시간은 10초 내인 것이 바람직하다.
다음으로, 무인선(110)의 상태정보 문자메시지를 확인한 유인선(130)은 무인선(110) 및 유인선(130) 간의 충돌위험 회피를 위해 안전항해를 하고, 무인선(110)의 상태정보 문자메시지를 확인한 해상교통 관제센터(140)는 유인선(130)의 속력, 침로, DCPA, TCPA 및 주변상황 중 하나 이상의 정보를 무인선(110)을 경유하여 무인선 제어센터(120)정보에 제공한다.
최종적으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선 제어센터(120) 및 무인선(110)에 설치된 AIS 장비를 통해 무인선(110)의 상태정보 문자메시지를 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상에 지속적으로 전달한다. 이때, 상태정보 문자메시지가 전달되는 시간적 간격은 5분 내지 10분인 것이 바람직하다.
도 9를 참조하면, 제3시나리오 중 TTS 통신을 이용하는 경우는 다음의 단계를 포함한다.
우선, 무인선 제어센터(120)가 무인선(110) 및 유인선(130) 간의 충돌위험을 감지한다.
다음으로, 무인선 제어센터(120)가 무인선 제어센터(120)에 설치된 TTS 장비를 이용하여 무인선(110)의 식별정보, 항해계획, 목적지 및 임무목적 중 하나 이상의 정보가 포함된 무인선(110)의 상태정보를 생성한다.
다음으로, 무인선(110)은 무인선(110)에 설치된 TTS 장비를 이용하여 무인선 제어센터(120)로부터 무인선(110)의 상태정보를 전달받고 무인선(110)의 상태정보에 상응하는 상태정보 음성메시지를 생성한다.
다음으로, 무인선(110)은 무인선(110)의 상태정보 음성메시지를 무인선(110)에 설치된VHF 무전전화 및 무인선(110)에 설치된 방송앰프 중 하나 이상을 이용하여 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상에 전달한다. 이때, 무인선 제어센터(120)로부터 상태정보 음성메시지가 생성된 후, 생성된 상태정보 음성메시지가 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상에 전달되는 시간은 10초 내인 것이 바람직하다.
다음으로, 무인선(110)의 상태정보 음성메시지를 확인한 유인선(130)은 무인선(110) 및 유인선(130) 간의 충돌위험 회피를 위해 안전항해를 하고, 무인선(110)의 상태정보 음성메시지를 확인한 해상교통 관제센터(140)는 유인선(130)의 속력, 침로, DCPA, TCPA 및 주변상황 중 하나 이상의 정보를 무인선 제어센터(120)정보에 제공한다.
최종적으로, 무인선 제어센터(120)는 무인선 제어센터(120) 및 무인선(110)에 설치된 TTS 장비를 통해 무인선(110)의 상태정보 음성메시지를 유인선(130) 및 해상교통 관제센터(140) 중 하나 이상에 지속적으로 전달한다. 이때, 상태정보 음성메시지가 전달되는 시간적 간격은 5분 내지 10분인 것이 바람직하다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 무인선 120: 무인선 제어센터 130: 유인선
140: 해상교통 관제센터

Claims (20)

  1. 출항단계, 항해단계 및 입항단계의 순서로 항해하도록 구성된 무인선을 경유하여 상기 무인선을 제어하는 무인선 제어센터와 유인선 및 해상교통 관제센터 중 하나 이상 사이에서 이루어지는 무인선 통신중계 시스템에 있어서,
    상기 무인선이 상기 출항단계에 있을 때, 상기 무인선 제어센터는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 상기 해상교통 관제센터에 출항보고를 하는 제1시나리오;
    상기 무인선이 상기 항해단계에 있을 때 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상으로부터 상기 무인선으로 통신요청이 있는 경우, 상기 무인선 제어센터 및 상기 통신요청을 한 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상은 VHF 무선전화 통신을 이용하여 쌍방 정보교환을 하는 제2시나리오;
    상기 무인선이 상기 항해단계에 있을 때 상기 무인선 제어센터가 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 상기 무인선의 정보를 제공하는 경우, 상기 무인선 제어센터는 AIS 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 일방 정보제공을 하는 제3시나리오; 및
    상기 무인선이 상기 입항단계에 있을 때, 상기 무인선 제어센터는 VHF 무선전화 통신 및 TTS 통신 중 하나 이상을 이용하여 상기 해상교통 관제센터에 입항보고를 하는 제4시나리오를 포함하되,
    상기 무인선의 항해상황에 따라, 상기 제1시나리오, 상기 제2시나리오, 상기 제3시나리오 및 상기 제4시나리오 중 하나를 수행하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무인선이 상기 항해단계에 있을 때, 상기 무인선 제어센터와 상기 무인선 사이 및 상기 무인선과 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 사이에서 이루어지는 통신은 표준 메시지를 통해 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무인선 제어센터와 상기 무인선 사이에서 이루어지는 통신에서,
    상기 표준 메시지는 Q코드로 변환되어 이용되는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2시나리오는,
    상기 유인선이 상기 무인선을 발견하고 상기 무인선 및 상기 유인선 간의 충돌위험을 감지하는 단계;
    상기 유인선이 상기 유인선에 설치된 VHF 무선전화를 통해 상기 무인선 제어센터에 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널변경을 요청하는 단계;
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 원격으로 변경 후 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 상기 유인선의 통신요청에 응답하는 단계;
    상기 유인선은 상기 유인선의 상태정보를 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 상기 무인선 제어센터에 전달하는 단계;
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 침로변경 가능여부를 확인 후, 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 상기 유인선에게 상기 무인선을 변침시킬 것을 응답하고 상기 무인선을 변침하여 상기 유인선과의 충돌을 회피하는 단계
    를 포함하는 것 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2시나리오는,
    상기 해상교통 관제센터가 상기 무인선을 발견하고 상기 무인선 및 타선박 또는 상기 무인선 부근의 장애물 간의 충돌위험을 감지하는 단계;
    상기 해상교통 관제센터는 상기 해상교통 관제센터에 설치된 VHF 무선전화를 통해 상기 무인선 제어센터에 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널변경을 요청하는 단계;
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 원격으로 변경 후 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 상기 무인선 제어센터의 통신요청에 응답하는 단계;
    상기 해상교통 관제센터는 상기 타선박의 상태정보 또는 상기 무인선 부근의 장애물에 대한 정보를 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 상기 무인선 제어센터에 전달하는 단계;
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 충돌 또는 상기 무인선 부근의 장애물로 인한 위험성 파악 및 상기 무인선의 침로변경 가능여부를 확인하는 단계; 및
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 VHF 무선전화 채널을 경유하여 상기 해상교통 관제센터에 응답하고 상기 무인선을 충돌위험으로부터 회피시키는 단계
    를 포함하는 것 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3시나리오는,
    상기 무인선 제어센터가 상기 무인선 및 상기 유인선 간의 충돌위험을 감지하는 단계;
    상기 무인선 제어센터가 상기 무인선의 상태정보를 생성하는 단계;
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선 제어센터 및 상기 무인선에 설치된 AIS 장비를 통해 상기 무인선의 상태정보에 상응하는 상태정보 문자메시지를 생성하는 단계;
    상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상은 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나에 설치된 AIS 장비를 통해 상기 무인선의 상태정보 문자메시지를 전달받는 단계;
    상기 무인선의 상태정보 문자메시지를 확인한 상기 유인선은 상기 무인선 및 상기 유인선 간의 충돌위험 회피를 위해 안전항해를 하고, 상기 무인선의 상태정보 문자메시지를 확인한 상기 해상교통 관제센터는 상기 유인선의 상태정보를 상기 무인선을 경유하여 상기 무인선 제어센터에 제공하는 단계; 및
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선 제어센터 및 상기 무인선에 설치된 AIS 장비를 통해 상기 무인선의 상태정보 문자메시지를 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 지속적으로 전달하는 단계
    를 포함하는 것 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제3시나리오는,
    상기 무인선 제어센터가 상기 무인선 및 상기 유인선 간의 충돌위험을 감지하는 단계;
    상기 무인선 제어센터가 상기 무인선 제어센터에 설치된 TTS 장비를 이용하여 상기 무인선의 상태정보를 생성하는 단계;
    상기 무인선은 상기 무인선에 설치된 TTS 장비를 이용하여 상기 무인선 제어센터로부터 상기 무인선의 상태정보를 전달받고 상기 무인선의 상태정보에 상응하는 상태정보 음성메시지를 생성하는 단계;
    상기 무인선은 상기 무인선의 상태정보 음성메시지를 상기 무인선에 설치된VHF 무전전화 및 상기 무인선에 설치된 방송앰프 중 하나 이상을 이용하여 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 전달하는 단계;
    상기 무인선의 상태정보 음성메시지를 확인한 상기 유인선은 상기 무인선 및 상기 유인선 간의 충돌위험 회피를 위해 안전항해를 하고, 상기 무인선의 상태정보 음성메시지를 확인한 상기 해상교통 관제센터는 상기 유인선의 상태정보를 상기 무인선 제어센터에 제공하는 단계; 및
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선 제어센터 및 상기 무인선에 설치된 TTS 장비를 통해 상기 무인선의 상태정보 음성메시지를 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 지속적으로 전달하는 단계
    를 포함하는 것 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 출항보고는,
    상기 무인선의 이름, 상기 무인선의 호출 부호(call sign), 상기 무인선의 출발지 및 상기 무인선의 출발시간 중 하나 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입항보고는,
    상기 무인선의 이름, 상기 무인선의 호출 부호(call sign), 상기 무인선의 도착지 및 상기 무인선의 도착시간 중 하나 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  10. 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유인선의 상태정보는,
    상기 유인선의 속력, 침로, DCPA, TCPA 및 주변상황 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 타선박의 상태정보는,
    상기 타선박의 속력, 침로, DCPA, TCPA 및 주변상황 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  12. 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무인선의 상태정보는,
    상기 무인선의 식별정보, 항해계획, 목적지 및 임무목적 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 유인선에 대한 상기 무인선 제어센터의 응답은,
    2초 내에 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 해상교통 관제센터에 대한 상기 무인선 제어센터의 응답은,
    2초 내에 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 상태정보 문자메시지를 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 10초 내에 전달하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  16. 제7항에 있어서,
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 상태정보 음성메시지를 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 10초 내에 전달하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 상태정보 문자메시지를 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 5분 내지 10분 간격으로 지속적으로 전달하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  18. 제7항에 있어서,
    상기 무인선 제어센터는 상기 무인선의 상태정보 음성메시지를 상기 유인선 및 상기 해상교통 관제센터 중 하나 이상에 5분 내지 10분 간격으로 지속적으로 전달하는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    무인선 제어센터와 무인선 사이에서 이루어지는 통신은 CNPC 방식이 이용되는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
  20. 제3항에 있어서,
    상기 표준 메시지가 상기 Q코드로 변환되는 과정은,
    Q코드 리스트와 상기 표준 메시지를 비교하여 내용이 서로 대응되는 Q코드와 상기 표준 메시지를 매칭시킨 후 표준 메시지를 매칭된 Q코드로 변환시키고,
    상기 Q 코드 리스트에 포함되지 않은 표준 메시지의 내용이 있는 경우, 상기 Q코드 리스트에 명시된 Q코드와 중복되지 아니한 범위 내에서 새로운 Q코드를 생성하여 상기 Q코드 리스트에 포함되지 않은 내용을 갖는 표준 메시지를 상기 새로운 Q코드로 변환시키는 것
    을 특징으로 하는 운항상황에 따른 무인선 통신중계 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113436465A (zh) * 2021-05-12 2021-09-24 北京金交信息通信导航设计院 一种船舶交通管理系统
KR102587014B1 (ko) * 2023-04-11 2023-10-10 한국해양과학기술원 해상교통관제 신고 사항 처리 방법

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