KR20190082969A - 공기식 방현재의 모니터링 시스템 - Google Patents

공기식 방현재의 모니터링 시스템 Download PDF

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타로 타카하시
마사하루 마니시
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Abstract

공기식 방현재가 압축될 때의 외형 상태를 순차 파악하면서 손상을 방지할 수 있는 공기식 방현재의 모니터링 시스템을 제공한다. 선박(11a)과 선박(11b) 사이에 배치되어 사용되고 있는 공기식 방현재(9)의 정면시의 외형을 순차 촬영하는 정면시 촬영 장치(2a) 또는 측면시의 외형을 순차 촬영하는 측면시 촬영 장치(2b)의 적어도 한쪽을 이용하여 촬영한 화상 데이터를 제어부(3)에 순차 입력하는 동시에 모니터(4)에 순차 표시하고, 화상 데이터에 기초하여 제어부(3)가 공기식 방현재(9)의 외형 변형량이 미리 설정된 허용 범위 내 또는 허용 범위 외의 어디인지를 판단한다.

Description

공기식 방현재의 모니터링 시스템
본 발명은 공기식 방현재(防舷材)의 모니터링 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 공기식 방현재가 압축될 때의 외형 상태를 순차 파악하면서 손상을 방지할 수 있는 모니터링 시스템에 관한 것이다.
공기식 방현재의 상태를 감시하는 모니터링 시스템은 여러 가지 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 종래의 모니터링 시스템은 일반적으로 방현재의 내부에 압력계 등의 계기를 배치하고, 이 계기에 의한 검지 데이터를 무선 송신하여 수신기에 의해 수신하는 구성으로 되어 있다. 종래의 모니터링 시스템에서는, 접안하는 선박과 안벽(岸壁) 사이나, 선박과 선박 사이에 협지되어 압축 변형되어 있는 공기식 방현재의 외형 상태는 전혀 파악되고 있지 않다.
따라서 종래의 모니터링 시스템에서는 공기식 방현재가 상정 외의 상태로 협지되어 있는지 아닌지, 이상 변형되어 손상되어 있는지 아닌지 등을 판단할 수 없다. 공기식 방현재의 손상을 방지하기 위해서는, 사용 현장에서의 공기식 방현재의 외형 상태를 파악한 후에 대처하는 것이 유익하다.
일본 공개특허공보 제2010-175298호 일본 공개특허공보 제2013-65352호
본 발명의 목적은, 공기식 방현재가 압축될 때의 외형 상태를 순차 파악하면서 손상을 방지할 수 있는 공기식 방현재의 모니터링 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 공기식 방현재의 모니터링 시스템은, 선박과 대상물 사이에 배치되어 사용되고 있는 공기식 방현재의 정면시(正面視)의 외형을 순차 촬영하는 정면시 촬영 장치 또는 상기 공기식 방현재의 측면시(側面視)의 외형을 순차 촬영하는 측면시 촬영 장치의 적어도 한쪽을 갖고, 상기 정면시 촬영 장치 또는 상기 측면시 촬영 장치의 적어도 한쪽에 의해 촬영된 화상 데이터가 순차 입력되는 제어부와, 상기 화상 데이터가 순차 표시되는 모니터를 구비하고, 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 제어부에 의해 상기 공기식 방현재의 외형 변형량이 미리 설정된 허용 범위 내인지 아닌지가 판단되는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 사용 중인 공기식 방현재의 정면시의 외형을 순차 촬영하는 정면시 촬영 장치 또는 공기식 방현재의 측면시의 외형을 순차 촬영하는 측면시 촬영 장치의 적어도 한쪽을 이용하여 촬영한 화상 데이터를 모니터에 표시한다. 그 때문에, 공기식 방현재가 압축될 때의 외형 상태를 모니터에 표시된 화상 데이터에 의해 안전하게 순차 파악할 수 있다. 그리고 이 화상 데이터에 기초하여 제어부가 공기식 방현재의 외형 변형량이 미리 설정된 허용 범위 내인지 아닌지를 판단하기 때문에, 이 판단에 기초하여 적절한 대처를 함으로써 공기식 방현재의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 공기식 방현재의 모니터링 시스템의 적용례를 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1의 일부 확대도이다.
도 3은 도 2의 A 화살시(矢視) 도면이다.
도 4는 방현재의 기준 데이터를 방현재의 정면시로 예시하는 설명도이다.
도 5는 방현재의 기준 데이터를 방현재의 측면시로 예시하는 설명도이다.
도 6은 정면시 촬영 장치에 의해 촬영된 방현재의 화상 데이터(외형 변형량이 허용 범위 외의 경우)를 예시하는 설명도이다.
도 7은 측면시 촬영 장치에 의해 촬영된 방현재의 화상 데이터(외형 변형량이 허용 범위 외의 경우)를 예시하는 설명도이다.
도 8은 정면시 촬영 장치에 의해 촬영된 방현재의 화상 데이터(외형 변형량이 허용 범위 내의 경우)를 예시하는 설명도이다.
도 9는 측면시 촬영 장치에 의해 촬영된 방현재의 화상 데이터(외형 변형량이 허용 범위 내의 경우)를 예시하는 설명도이다.
이하, 본 발명의 공기식 방현재의 모니터링 시스템을 도면에 나타낸 실시형태에 기초하여 설명한다.
도 1∼도 3에 예시하는 본 발명의 공기식 방현재의 모니터링 시스템1)이하, 시스템1)이라고 한다)은, 해상 등에서 사용되는 공기식 방현재9)이하, 방현재9)라고 한다)에 대하여 적용된다. 방현재9)는 원통부9a)의 양단에 반구상半球狀) 거울부9b)가 연접되어 형성되어 있어서, 선박11a)과 대상물 사이에 배치되어 사용된다. 이 실시형태에서는, 한쪽 선박11a)과 대상물이 되는 다른 선박11b) 사이에 방현재9)가 배치되어 있다.
상대적으로 큰 선박11a)에 상대적으로 작은 선박11b)이 접근할 때에, 선박11a)에 장비되어 있었던 복수의 방현재9)가 종렬(縱列)하여 간격을 둔 상태로 배치된다. 선박(11a)과 각각의 방현재(9)는 가이 로프(guy rope)(10)에 의해 접속되어 있다.
이 시스템(1)은, 이 방현재(9)의 정면시의 외형을 순차 촬영하는 정면시 촬영 장치(2a) 및 방현재(9)의 측면시의 외형을 순차 촬영하는 측면시 촬영 장치(2b)와, 제어부(3)와, 모니터(4)를 구비하고 있다. 방현재(9)의 정면시란, 원통부(9a)의 통축(筒軸) 방향으로 거의 직교하는 방향에서의 시야이다. 방현재(9)의 측면시란, 원통부(9a)의 통축 방향과 거의 평행하는 방향에서의 시야이다. 제어부(3)로서는 컴퓨터 등을 이용한다.
이 실시형태의 시스템(1)은 추가로 경고 장치(5)와, 선박(11a)과 선박(11b)과의 이격 거리(X)를 순차 검지하는 거리 센서(6)와, 방현재(9)의 내압(P)을 순차 검지하는 압력 센서(7)와, 방현재(9)의 내부 온도(T)를 순차 검지하는 온도 센서(8)를 갖고 있다. 경고 장치(5)로서는 경고등이나 경보기 등을 예시할 수 있다. 이 시스템(1)의 대부분의 구성 요소가 한쪽 선박(11a)에 장비되어 있다. 제어부(3)나 모니터(4)는 조종실 등의 실내에 배치된다. 시스템(1)의 구성 요소의 대부분 또는 일부를 다른 쪽 선박(11b)에 장비할 수도 있다. 또한, 도면에서는 시스템(1)의 구성 요소를 과장하여 실제보다도 크게 기재하고 있다.
정면시 촬영 장치(2a) 및 측면시 촬영 장치(2b)에 의해 촬영된 화상 데이터는 무선 또는 유선 통신에 의해 제어부(3)에 순차 입력된다. 거리 센서(6), 압력 센서(7) 및 온도 센서(8)에 의한 검지 데이터도 각각 무선 또는 유선 통신에 의해 제어부(3)에 순차 입력된다. 모니터(4) 및 경고 장치(5)는 무선 또는 유선에 의해 제어부(3)와 접속되어 있다.
정면시 촬영 장치(2a) 및 측면시 촬영 장치(2b)로서는, 예를 들어 디지털 비디오 카메라 등을 이용한다. 하나의 방현재(9)에 대하여 정면시 촬영 장치(2a) 및 측면시 촬영 장치(2b)는 적어도 한쪽이 구비되어 있으면 좋다. 하나의 방현재(9)에 대하여 정면시 촬영 장치(2a), 측면시 촬영 장치(2b)는 각각 1대에 한정하지 않고 복수 대 구비할 수도 있다. 예를 들어, 방현재(9)의 각각의 거울부(9b)를 촬영하기 위해 2대의 측면시 촬영 장치(2b)를 구비할 수도 있다.
정면시 촬영 장치(2a) 및 측면시 촬영 장치(2b)는 선박(11a)으로부터 돌출하는 아암부(12)에 부착되어 있다. 아암부(12)의 위치를 조정하여 고정함으로써 정면시 촬영 장치(2a) 및 측면시 촬영 장치(2b)는 소망의 위치에 위치 결정된다. 아암부(12)는 선박에 대하여 탈착 자유자재 또는 절첩 가능한 구조로 하는 것이 바람직하다. 이 구조로 함으로써, 이 시스템(1)을 가동시키지 않을 때는 아암부(12)를 선박에서 떼어 내거나, 또는 접어서 수납해 둘 수 있다.
모니터(4)에는 제어부(3)에 입력된 화상 데이터가 순차 표시된다. 정면시 촬영 장치(2a) 및 측면시 촬영 장치(2b)에 촬영된 화상 데이터를 동시에 모니터(4)가 표시하는 구성으로 할 수도, 어느 한쪽을 선택적으로 표시하는 구성으로 할 수도 있다. 제어부(3)에 입력된 각각의 검지 데이터(이격 거리 데이터, 내압 데이터, 내부 온도 데이터)를 모니터(4)에 순차 표시하는 구성으로 할 수도 있다.
제어부(3)에는, 규정내압으로 팽창하고 있어서 특별한 외력을 받고 있지 않은 상태(중립 상태)의 방현재(9)의 외형 데이터(정면시 및 측면시의 데이터)가 입력되어 있다. 또한, 이 방현재(9)의 외형 변형량에 대하여, 허용 범위 내와 허용 범위 외의 경계가 되는 기준 데이터가 입력되어 있다.
기준 데이터로서는, 도 4에 예시하는 바와 같이, 원통부(9a)의 전장(全長)이 양측으로부터 협지되어 미리 설정되어 있었던 상한의 외력으로 압압(押壓)된 경우의 정면시에서의 방현재(9)의 통축 방향의 길이(L)나 통축 방향과 직교하는 방향의 길이(W)를 이용한다. 이 기준 데이터로 바꾸거나, 또는 이 기준 데이터에 더하여, 도 5에 예시하는 바와 같이, 원통부(9a)의 전장이 양측으로부터 협지되어 미리 설정되어 있었던 상한의 외력으로 압압된 경우의 측면시에서의 거울부(9b)의 장경(長徑)(Dx) 또는 단경(短徑)(Dm) 등을 이용한다.
다음에 이 시스템(1)에 의해 사용 중인 방현재(9)의 외형 상태를 감시하는 방법을 설명한다.
도 1∼3에 예시하는 바와 같이, 해상의 소정 위치에 정박하고 있는 선박(11a)에 대하여 다른 선박(11b)이 근접하고, 더욱더 근접하면 방현재(9)는 선박(11a)과 선박(11b) 사이에 협지되어 압축 변형된다. 선박(11a)과 선박(11b)은 근접한 상태를 유지하고, 한쪽 선박(11a)으로부터 다른 쪽 선박(11b)에, 예를 들어 원유 등의 화물(積荷)을 이재(移載)한다.
이 작업 공정에 있어서, 방현재(9)의 정면시 및 측면시의 외형을 각각 정면시 촬영 장치(2a), 측면시 촬영 장치(2b)에 의해 순차 촬영한다. 촬영된 화상 데이터는 제어부(3)에 순차 입력되는 동시에 모니터(4)에 실시간으로 순차 표시된다.
제어부(3)는 화상 데이터에 있어서의 정면시에서의 방현재(9)의 통축 방향의 최대 길이(L1)나 통축 방향과 직교하는 방향의 최대 길이(W1), 측면시에서의 타원형으로 변형된 거울부(9b)의 장경(D1) 또는 단경(D2)을 순차 특정한다.
방현재(9)가 압축된 경우의 방현재(9)의 외형 변화는, 예를 들어 이하와 같이 된다. 통축 방향 길이는 작아지고, 통축 방향과 직교하는 방향의 길이는 작아진다. 거울부(9b)의 바깥지름은, 거울부(9b)의 측면시가 원형에서 타원형으로 변형하기 때문에, 커지는 부분(장경)과 작아지는 부분(단경)이 존재한다.
그래서 제어부(3)는, 화상 데이터와 기준 데이터를 비교하여, 방현재(9)의 외형 변화량이 허용 범위 내인지 허용 범위 외인지의 판단을 행한다. 도 6, 도 7에 예시하는 화상 데이터에서는, 통축 방향 길이(L1)가 기준 데이터의 길이(L)보다도 작고, 통축 방향과 직교하는 방향의 길이(W1)가 기준 데이터의 길이(W)보다도 작고, 장경(D1)이 기준 데이터의 장경(Dx)보다도 크고, 단경(D2)이 기준 데이터의 단경(Dm)보다도 작아져 있다. 그 때문에, 방현재(9)의 외형 변형량이 허용 범위 외라고 판단된다.
방현재(9)의 외형 변화량이 허용 범위 외라고 판단되지 않는 경우는, 방현재(9)의 외형 변화량은 허용 범위 내라고 판단되게 된다. 도 8, 도 9에 예시하는 화상 데이터에서는, 통축 방향 길이(L1)가 기준 데이터의 길이(L)보다도 크고, 통축 방향과 직교하는 방향의 길이(W1)가 기준 데이터의 길이(W)보다도 크고, 장경(D1)이 기준 데이터의 장경(Dx)보다도 작고, 단경(D2)이 기준 데이터의 단경(Dm)보다도 커지고 있다. 그 때문에, 방현재(9)의 외형 변형량이 허용 범위 내라고 판단된다.
화상 데이터에 있어서, 통축 방향 길이(L1)가 기준 데이터의 길이(L)보다도 작은 경우, 통축 방향과 직교하는 방향의 길이(W1)가 기준 데이터의 길이(W)보다도 작은 경우, 장경(D1)이 기준 데이터의 장경(Dx)보다도 큰 경우, 단경(D2)이 기준 데이터의 단경(Dm)보다도 작은 경우 모두가 적합할 때에 방현재(9)의 외형 변형량이 허용 범위 외라고 판단되는 설정으로 할 뿐만 아니라, 다른 설정으로 할 수도 있다. 예를 들어, 상기 네 가지 경우의 어느 한 가지 경우가 적합할 때에 방현재(9)의 외형 변형량이 허용 범위 외라고 판단되는 설정으로 할 수도, 어느 두 가지 경우가 적합할 때, 또는 어느 세 가지 경우가 적합할 때에 방현재(9)의 외형 변형량이 허용 범위 외라고 판단되는 설정으로 할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 시스템(1)에 의하면, 방현재(9)가 압축될 때의 외형 상태를 모니터(4)에 표시된 화상 데이터에 의해 안전하게 순차 파악할 수 있다. 예를 들어, 이 화상 데이터를 봄으로써, 방현재(9)가 정상적으로 협지되어 압축 변형되어 있는지 아닌지, 국부적으로 압압되어 이상 변형되어 있는지 아닌지 등을 파악할 수 있다.
그리고 방현재(9)의 외형 변형량이 허용 범위 외라고 판단된 경우에, 선박(11a, 11b)끼리의 간격을 넓히는 등의 적절한 대처를 함으로써 방현재(9)의 손상을 방지할 수 있다. 정면시 촬영 장치(2a)와 측면시 촬영 장치(2b)를 모두 구비하고 있다면, 한층 더 정밀도 좋게 방현재(9)가 압축될 때의 외형 상태를 파악할 수 있고, 손상을 방지하는 데도 유리해진다.
이 실시형태에서는, 방현재(9)의 표면에 원통부(9a)의 통축 방향 및 원주 방향으로 연재하는 육안 가능한 식별 라인(9L)이 부착되어 있다. 이 식별 라인(9L)을 지표로 함으로써, 압축 변형되어 있는 방현재(9)의 외형 변형량을 파악하기 쉬워진다. 식별 라인(9L)은 형광색으로 하거나, 반사 재료를 함유시키는 등에 의해 시인성을 향상시키면 좋다. 통축 방향으로 연재하는 식별 라인(9L) 또는 원주 방향으로 연재하는 식별 라인(9L)의 적어도 한쪽을 갖고 있는 사양이라도 좋지만, 양쪽 식별 라인(9L)을 갖고 있으면, 방현재(9)의 외형 변형량을 파악하기 쉬워진다.
이 실시형태에서는, 방현재(9)의 외형 변화량(외형 상태)과, 선박(11a)과 선박(11b)과의 이격 거리(X)와, 방현재(9)의 내압(P)과, 방현재(9)의 내부 온도(T)에 대해서, 이들 파라미터 중에서 임의로 선택된 복수의 파라미터끼리의 상관관계를 파악할 수 있다. 따라서 이 상관관계를 분석함으로써, 방현재(9)의 파손을 보다 확실하게 방지하는 것도 가능해진다.
예를 들어, 내부 온도(T)와 방현재(9)의 외형 변화량과의 상관관계로부터 방현재(9)의 외형 변화량의 온도 의존성을 파악하는 것이 가능해진다. 그래서 파악한 온도 의존성에 기초하여, 방현재(9)의 사용 환경 온도에 따라 상술한 기준 데이터를 변화시킴으로써, 방현재(9)의 사용 환경 온도마다 방현재(9)의 외형 변화량이 허용 범위 내인지 아닌지를 보다 적절하게 판단할 수 있다.
또는, 이격 거리(X)의 경시 변화에 기초하여 선박(11a, 11b)끼리의 근접 속도를 산출하고, 이 근접 속도와 방현재(9)의 외형 변화량과의 상관관계로부터 방현재(9)의 변형 속도(변형의 속도 의존성)를 파악할 수 있다. 그래서 파악한 변형 속도로부터 선박(11a, 11b)끼리의 적절한 근접 속도를 산출한다. 이 적절한 근접 속도를 준수함으로써, 방현재(9)의 손상을 억제할 수 있다.
방현재(9)의 외형 변형량이 허용 범위 외라고 판단된 경우에는, 경고 장치(5)는 제어부(3)의 지시에 의해 경고를 발한다. 구체적으로는, 경고 장치(5)의 경고등을 점등 또는 점멸시킨다. 또는, 사이렌 등의 경고음을 발한다. 이 경고에 의해, 현장의 작업자나 관리자 등에 대하여 방현재(9)가 과잉으로 압축 변형되어 있는 것을 알려서 주의를 환기시킨다.
변형량이 소정 시간 계속해서 허용 범위 외라고 판단된 경우에는, 경고 장치(5)가 선박(11a)과 선박(11b)과의 이격 거리(X)를 크게 하도록 경고를 발하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경고에 따라 선박(11b)을 선박(11a)으로부터 약간 이격시키면, 방현재(9)의 압축 변형을 작게 하거나, 또는 압축 변형을 없앨 수 있다.
방현재(9)는 선박(11a)과 선박(11b) 사이에 배치될 뿐만 아니라, 선박(11a)과 안벽 등의 대상물 사이에 배치되는 경우도 있다. 이 경우는, 시스템(1)의 구성 요소는 안벽 등에 설치하면 좋다.
1: 모니터링 시스템
2a: 정면시 촬영 장치
2b: 측면시 촬영 장치
3: 제어부
4: 모니터
5: 경고 장치
6: 거리 센서
7: 압력 센서
8: 온도 센서
9: 공기식 방현재
9a: 원통부
9b: 거울부
9L: 식별 라인
10: 가이 로프
11a, 11b: 선박
12: 아암부

Claims (7)

  1. 선박과 대상물 사이에 배치되어 사용되고 있는 공기식 방현재의 정면시의 외형을 순차 촬영하는 정면시 촬영 장치 또는 상기 공기식 방현재의 측면시의 외형을 순차 촬영하는 측면시 촬영 장치의 적어도 한쪽을 갖고, 상기 정면시 촬영 장치 또는 상기 측면시 촬영 장치의 적어도 한쪽에 의해 촬영된 화상 데이터가 순차 입력되는 제어부와, 상기 화상 데이터가 순차 표시되는 모니터를 구비하고, 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 제어부에 의해 상기 공기식 방현재의 외형 변형량이 미리 설정된 허용 범위 내인지 아닌지가 판단되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 공기식 방현재의 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선박과 상기 대상물과의 이격 거리를 순차 검지하는 거리 센서를 갖고, 이 거리 센서에 의한 검지 데이터가 상기 제어부에 순차 입력되는 구성으로 한 공기식 방현재의 모니터링 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변형량이 상기 허용 범위 외라고 판단된 경우에 상기 제어부의 지시에 의해 경고를 발하는 경고 장치를 구비한 공기식 방현재의 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변형량이 소정 시간 계속해서 상기 허용 범위 외라고 판단된 경우에, 상기 경고 장치에 의해 상기 선박과 상기 대상물과의 이격 거리를 크게 하도록 경고를 발하는 구성으로 한 공기식 방현재의 모니터링 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기식 방현재의 표면에 적어도 이 방현재의 통축 방향 또는 원주 방향으로 연재하는 육안 가능한 식별 라인이 구비되어 있는 공기식 방현재의 모니터링 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기식 방현재의 내압을 순차 검지하는 압력 센서를 갖고, 이 압력 센서에 의한 검지 데이터가 순차 상기 제어부에 입력되는 구성으로 한 공기식 방현재의 모니터링 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기식 방현재의 내부 온도를 순차 검지하는 온도 센서를 갖고, 이 온도 센서에 의한 검지 데이터가 순차 상기 제어부에 입력되는 구성으로 한 공기식 방현재의 모니터링 시스템.
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