KR20200103222A - 선박 발열 제어 방법 및 그 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

선박 발열 제어 시스템 및 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기상 정보를 획득하는 통신부와 선박의 외부 기상 정보를 측정하는 측정부 및 획득한 기상 정보를 기초로 발열 가동을 사전 예측하고, 측정된 외부 기상 정보를 기초로 사전 예측된 발열 가동을 수정하여 발열 구동시키는 통합 제어부를 포함하는 선박 발열 제어 시스템이 제공된다.

Description

선박 발열 제어 방법 및 그 제어 시스템{Ship Heating Control Method And System Thereof}
본 발명은 선박 발열 제어 방법 및 그 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 포함된 각종 센서 및 기상 정보를 기초로 선박의 발열을 제어하는 선박 발열 제어 방법 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 또는 해상 구조물에 설치되는 계단이나 복도와 같은 구조물은 내구성 측면에서 철제 구조물로 이루어진다. 다만, 극지방과 같은 추운 기후에 장시간 노출되는 선박이나 해상구조물에 설치된 철제 계단의 경우 발판이 쉽게 결빙되어 안전사고에 노출되는 문제점이 있었다.
이에 문제점을 개선하기 위하여 계단 발판 또는 복도에 결빙을 방지하기 위한 발열장치들이 개시되어 있으나, 로컬 지역에서 스위치의 턴 온 또는 턴 오프만으로 동작되어 효율적으로 전력 시스템을 이용할 수 없는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 오작동 또는 파손시에 발열장치 전체에 대해 유지보수를 진행해야 하는 바 유지 보수 기간 내에 계단이나 복도가 결빙될 경우 계단의 사용이 어려울 뿐만 아니라 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라 기존의 구조물에 설치할 경우 계단이나 복도를 해체한 뒤에 발열장치가 포함되도록 재시공해야하는 번거로움이 있었고, 구조물의 하부가 아닌 상부에 상향 돌출되도록 설치되기 때문에 보행이나 작업이 번거로울 수 있었다.
선박은 바다 위를 긴 시간 동안 항해해야 하므로, 안전사고의 발생을 미연에 방지하기 위하여 해상 기상 정보를 받는다. 즉, 해상 기상 예보는 선박 안전 운항의 가장 핵심적인 정보이므로 선박 운항이 시작될 때부터 최대의 관심사이다.
이에 선박 발열 제어 방법이 선박의 항로에 따라 예측되는 기상 정보를 토대로 선박에 능동적 제어를 위한 기술이 개발되고 있다.
본 발명의 실시 예는 선박에 포함된 각종 센서들의 턴온 또는 턴오프의 이분화된 동작으로 인하여 낭비되는 전력을 최소화하고자 한다.
또한, 해상 기후 정보를 토대로 예측 시스템을 가동하여 결빙 사전에 미리 예방하여 최소한의 전력으로 최대한의 효율을 통해 발열 제어를 수행하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기상 정보를 획득하는 통신부;와 상기 선박의 외부 기상 정보를 측정하는 측정부; 및 상기 획득한 기상 정보를 기초로 발열 가동을 사전 예측하고, 상기 측정된 외부 기상 정보를 기초로 상기 사전 예측된 발열 가동을 수정하여 발열 구동시키는 통합 제어부;를 포함하는 선박 발열 제어 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 통합 제어부는 상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출할 수 있다.
또한, 사용자의 온도 설정을 입력 받는 사용자 인터페이스;를 더 포함하고, 상기 통합 제어부는 설정된 온도 및 상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 상기 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 기상 정보를 획득하는 단계;와 상기 선박의 외부 기상 정보를 측정하는 단계;와 상기 획득한 기상 정보를 기초로 발열 가동을 사전 예측 하는 단계; 및 상기 측정된 외부 기상 정보를 기초로 상기 사전 예측된 발열 가동을 수정하여 발열 구동시키는 단계;를 포함하는 선박 발열 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 온도 설정을 입력 받는 단계;를 더 포함하고, 설정된 온도 및 상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 상기 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 선박에 포함된 각종 센서들의 턴온 또는 턴오프의 이분화된 동작으로 인하여 낭비되는 전력을 최소화할 수 있다.
또한, 해상 기후 정보를 토대로 예측 시스템을 가동하여 결빙 사전에 미리 예방하여 최소한의 전력으로 최대한의 효율을 통해 발열 제어를 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 선박 발열 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 선박 발열 제어 시스템의 통합 제어부의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 선박 발열 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 4는 다른 일 실시예에 의한 선박 발열 제어 방법에 관한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 선박 발열 제어 시스템의 블록도 이다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 선박 발열 제어 시스템(1)은 통신부(10), 측정부(20), 통합 제어부(30), 사용자 인터페이스(50) 및 구동부(40)를 포함한다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 선박 발열 제어 시스템(1)은 기상 정보를 수신하는 통신부(10)와 선박의 상태를 감지하는 측정부(20)를 기초로 선박 발열 온도를 산출하는 통합 제어부(30)의 제어 알고리즘에 기초하여 선박의 각종 장치를 구동하는 구동부(40)를 포함한다.
이하, 각 구성요소의 세부 구성 요소에 대하여 설명한다.
먼저, 통신부(10)는 기상 정보 획득부(11)를 포함한다. 구체적으로, 기상 정보 획득부(11)는 도시되지는 않았으나, 위성 또는 육상에 설치된 해상 선박 관리 육상 서버와 통신을 수행하여, 선박의 운행에 필요한 각종 외부 정보를 획득할 수 있다.
일 예로, 기상 정보 획득부(11)는 위성으로부터 예상되는 풍향, 풍속, 파도 높이에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 육상 서버가 분석한 다양한 운항 데이터를 수신할 수 있으며, 선박 운영, 선박과 육상의 열람 단말로부터 해상 기상 정보를 획득할 수 있다.
즉, 기상 정보 획득부(11)는 선박에 설치된 인터넷망을 통해 데이터 송수신을 수행하여 기상 정보 기타 풍향, 풍속, 파도에 관한 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 측정부(20)는 압력 센서부(21), 풍속 센서부(22) 및 온도 센서부(23)를 포함한다. 즉, 통신부(10)는 위성으로부터 송수신한 기상 정보를 기초로 이후 해상 상황을 예측(사전 예측)하기 위한 정보를 수신함에 비하여, 측정부(20)는 현재 항로상에 있는 선박 갑판의 압력과 풍속 및 온도 등을 측정하여 현재 기상 정보 기타 선박 상황에 따른 현상 보정을 수행하기 위해 현상을 감지하는 각종 센서를 포함한다.
일 예로, 압력 센서부(21)는 선박 갑판에 눈이 쌓이는 경우에 있어서, 압력 센서부(21)에 포함된 압력 센서(미도시)를 통하여 갑판의 압력을 측정함에 따라 눈의 쌓인 양을 측정할 수 있다. 뿐만 아니라, 압력 센서부(21)는 압력 센서가 측정한 갑판의 압력의 변화량을 기초로 쌓이는 속도를 산출할 수도 있다. 이 때, 선박에 설치되는 압력 센서(미도시)는 선박 발열을 위한 모든 공간에서 측정되는 것이 아니라, 선박 표면의 적정한 구역에 설치되어 선박에 쌓이는 눈의 무게를 측정할 수 있다.
다음으로, 풍속 센서부(22)는 현재의 풍속을 측정하고, 온도 센서부(23)는 현재의 온도를 측정한다.
사용자 인터페이스(50)는 사용자의 입력을 수신하는 입력부(미도시)와 사용자에게 기상 정보 획득부(11)에서 획득한 풍향, 풍속, 파도 기타 정보와 측정부(20)에서 측정한 정보를 보여주는 표시부(미도시)를 포함한다.
통합 제어부(30)는 본 발명에 따른 선박 발열 제어 시스템(1)을 총괄적으로 제어한다. 이러한 통합 제어부(30)는 통신부(10)와 측정부(20)에서 수신한 정보를 기초로 발열 제어를 수행하도록 구동부(40)에 송신할 제어 신호를 생성하는 메인 프로세서(31)와 메인 프로세서(31)의 처리 데이터 및 기타 정보를 저장하는 메모리(32)를 포함한다.
이하, 통합 제어부(30)에 대하여 도 2에서 구체적으로 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 통합 제어부(30)는 소프트웨어적으로 가동 제어(310), 온도 제어(320) 및 전력량 제어(330)를 수행한다.
구체적으로, 메인 프로세서(31)는 기상 정보 획득부(11)를 통하여 획득한 기상 정보를 기초로 사전 예측을 하는 것으로, 사전 예측에 따라 가동 제어(310), 온도 제어(320) 및 전력량 제어(330)를 수행한다. 즉, 사전 예측을 수행하여, 선박이 항로 중 결빙에 의한 사고나 오작동 등을 미연에 방지하는 예방적인 제어를 수행할 수 있다.
일 예로, 획득한 기상 정보를 기초로 향후 강수량 등을 예상하여 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 예측 가동 종료 시간 등을 예상하고, 그에 필요한 최소한의 전력량을 산출할 수 있다. 즉, 메인 프로세서(31)는 예측 시간 정보를 미리 산출함에 따라 최소한의 전력량으로 기후 변화에 대응할 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 선박의 설정 온도가 영상의 온도로 설정되어 있는 경우에 획득한 기상 정보를 기초로 선박에 눈이 쌓이지 않게 하기 위하여 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 예측 가동 종료 시간 등을 예상하고, 그에 필요한 최소한의 전력량을 산출할 수 있다
다만, 사용자가 사용자 인터페이스(50)를 통하여 제어하고자 하는 온도를 달리 설정하는 경우, 선박의 가동 제어(310) 및 전력량 제어(330)는 다시 해당 온도를 유지하기 위하여 필요한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 예측 가동 종료 시간 등을 예상하여 그에 필요한 최소한의 전력량을 산출할 수 있다.
또한, 메인 프로세서(31)는 미리 산출한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간 등에 있어서, 현상 보정에 따른 가동 제어(310), 온도 제어(320) 및 전력량 제어(330)를 재산출할 수도 있다.
일 예로, 메인 프로세서(31)에서 산출한 예측 가동 시작 시간에 따라, 선박의 가동 제어(310), 온도 제어(320) 및 전력량 제어(330)를 수행하는 경우 일지라도, 측정부(20)의 압력 센서부(21)에서 측정한 압력값, 풍속 센서부(22)에서 측정한 풍속 및 온도 센서부(23)에서 측정한 온도값에 따라 추가적인 가동 제어가 필요한 경우로 판단되면, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 재 산출하고, 그에 따른 최소한의 전력량으로 기후 변화의 대응을 현상 보정할 수 있다.
구체적으로, 압력 센서부(21)에서 측정한 눈이 쌓이는 속도, 또는 쌓인 눈의 양을 측정하여, 메인 프로세서(31)는 눈을 융설할 수 있는 적합한 온도로 선박의 갑판 등을 제어할 수 있다.
또한, 능동적 제어를 수행하기 위하여 메인 프로세서(31)는 본 발명에 따른 선박 발열 제어 시스템(1)이 사용자가 관찰이 어려운 야간에만 동작하도록 제어할 수도 있다.
또한, 메인 프로세서(31)는 이후 설명하는 구동부(40)에 포함된 복수개의 발열 장치에 대하여 일부에 대해서만 선별적으로 구동 신호를 송신할 수도 있다. 이에 메인 프로세서(31)는 발열 제어가 필요한 구역에 대해서만 선별적으로 가동 제어(310), 온도 제어(320) 및 전력량 제어(330)의 수행이 가능하다.
다음으로, 메인 프로세서(31)의 제어 신호에 따라 발열을 제공하는 구동부(40)에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 선발 발열 제어 시스템(1) 내 포함된 구동부(40)는 열 통로(41), 열 계단(42), 열 도어(43), 열 헬리덱(Helideck)(44), 열 파이프(45) 및 이외의 기타 보온 제어 구동기(46)를 포함한다.
열 통로(41), 열 계단(42), 열 도어(43) 및 열 헬리덱(44)은 선박에 탑승한 사용자의 이동이나 물체의 운송 등 이동의 불편함을 없애기 위하여 열선을 포함한 통로, 계단, 도어로 구성되거나, 헬리콥터의 착륙에 불편함을 없애기 위하여 열선이 깔린 헬리덱을 의미한다. 이를 포함함에 따라, 메인 프로세서(31)에서 산출되는 가동 제어(310), 온도 제어(320) 및 전력량 제어(330)에 따라 열 통로(41), 열 계단(42), 열 도어(43) 및 열 헬리덱(44)의 열선을 구동할 수 있다.
다음으로, 열 파이프(45)는 선박 내 수도관, 가스관 등에 열선을 포함하여 외부 온도가 하락하더라도 얼지 않도록 영상의 온도를 유지할 수 있다. 이에, 메인 프로세서(31)에서 산출되는 가동 제어(310), 온도 제어(320) 및 전력량 제어(330)에 따라 열 파이프(45)의 열선이 구동된다.
이 외에 구동부(40)는 선박의 갑판, 선박 지하, 등 일정한 온도가 필요할 수 있는 부분에 열선을 포함하는 기타 보온 제어 구동기(46)를 포함하여 메인 프로세서(31)의 제어 신호에 따라 구동될 수 있다.
다음으로, 통합 제어부(30) 내 메모리(32)에 대하여 설명한다. 메모리(32)는 통합 제어부(30)에 포함되어 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
비휘발성 메모리는 선박 발열 제어 시스템(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반 영구적으로 저장할 수 있다.
또한, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 불러와 임시로 기억하고, 통합 제어부(30), 구체적으로 메인 프로세서(31) 에서 출력하는 각종 제어 신호를 임시로 저장할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 선박 발열 제어 시스템(1)의 각 구성에 대하여 살펴보았다.
이하에서는 본 발명에 따른 선박 발열 제어 시스템(1)의 동작에 대하여 살펴본다. 구체적으로, 도 3 및 도 4는 일 실시예에 의한 선박 발열 제어 방법에 관한 순서도이다.
먼저, 도 3에 도시된 바에 따라, 본 사전 예측을 수행하기 위하여 기상 정보를 획득한다(S100). 구체적으로, 통신부(10)는 위성과 통신을 수행하여 기상 정보를 획득하고, 이에 선박 발열 제어 시스템(1)은 사전 예측을 수행하여 필요한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 예측 가동 종료 시간 등을 예상하고, 그에 필요한 최소한의 전력량을 산출하여, 산출한 예측 시간에 기초하여 선박의 구동부(40)를 가동한다(S200, S300).
이후, 측정부(20)에서 계속적으로 센서값을 획득하여(S400), 현상 보정이 필요한 경우 현상 보정을 위한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 예측 가동 종료 시간 등을 예상하고, 그에 필요한 최소한의 전력량을 산출한다(S500). 이후, 통합 제어부(30)는 보정된 가동 제어값에 기초하여 구동부(40)를 가동한다(S600).
이 때, 선박의 발열 제어는 도 4에 도시된 바에 따라 가동 방법이 설명될 수 있다. 도 4는 본 발명의 선박 발열 제어 방법의 일 예로, 가동 온도 산출하는 단계(S40), 가동 시간 산출하는 단계(S50) 및 가동 구역을 설정하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
이 때, 가동 온도 및 가동 시간은 최소한의 전력량으로 선박의 결빙을 방지하기 위하여 설정될 수 있으나, 사용자 인터페이스(50)에 입력된 사용자의 의사에 따른 온도로 설정될 수도 있다.
뿐만 아니라, 가동 구역 역시 사용자 인터페이스(50)에 입력된 사용자의 의사에 따른 구역에 가동될 수도 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 선박 발열 제어 시스템

Claims (6)

  1. 기상 정보를 획득하는 통신부;
    상기 선박의 외부 기상 정보를 측정하는 측정부; 및
    상기 획득한 기상 정보를 기초로 발열 가동을 사전 예측하고, 상기 측정된 외부 기상 정보를 기초로 상기 사전 예측된 발열 가동을 수정하여 발열 구동시키는 통합 제어부;를 포함하는 선박 발열 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합 제어부는 상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출하는 선박 발열 제어 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    사용자의 온도 설정을 입력 받는 사용자 인터페이스;를 더 포함하고,
    상기 통합 제어부는 설정된 온도 및 상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 상기 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출하는 선박 발열 제어 시스템.
  4. 기상 정보를 획득하는 단계;
    상기 선박의 외부 기상 정보를 측정하는 단계;
    상기 획득한 기상 정보를 기초로 발열 가동을 사전 예측 하는 단계; 및
    상기 측정된 외부 기상 정보를 기초로 상기 사전 예측된 발열 가동을 수정하여 발열 구동시키는 단계;를 포함하는 선박 발열 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출하는 단계;를 더 포함하는 선박 발열 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    사용자의 온도 설정을 입력 받는 단계;를 더 포함하고,
    상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출하는 단계;는
    설정된 온도 및 상기 발열 가동을 최소한의 전력량으로 구동하기 위한 상기 예측 가동 시작 시간, 예측 가동 소요 시간, 및 예측 가동 종료 시간을 산출하는 선박 발열 제어 방법.



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