KR20200132392A - Integrated control system for inner and outer sections of a vessel and method for integrated control system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박의 내부 및 외부 통합 관리 시스템 및 이를 이용한 통합 관리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 외부는 물론 선실, 기관실 등과 같은 밀폐된 내부 공간에서 발생하는 진동을 통합 계측함으로써, 선박의 외부 및 내부의 진동을 통합 관리하여 선박 전체의 상태를 모니터링할 수 있는 선박의 내부 및 외부 통합 관리 시스템 및 이를 이용한 통합 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ship's internal and external integrated management system and an integrated management method using the same, and more specifically, by integrally measuring vibrations occurring in a closed interior space such as a cabin, engine room, etc. The present invention relates to a ship's internal and external integrated management system capable of monitoring the overall condition of the ship by integrated management of external and internal vibrations, and an integrated management method using the same.
선박은 해상에서 운행되는 특성으로, 선박의 사고가 발생하는 경우, 인명피해나 손해가 육상에서의 사고에 비해 상대적으로 매우 크며, 이에 따라 선박의 상태를 전반적으로 모니터링하거나 통합 관리하는 기술은 선박의 안전성의 향상을 위해 반드시 필요한 기술이다. Ships operate at sea, and in the event of a ship's accident, human damage or damage is relatively greater than that of land accidents. Accordingly, the technology for overall monitoring or integrated management of the ship's condition is It is a necessary technology to improve safety.
이러한 선박 모니터링 또는 선박 정보의 관리와 관련된 기술로, 대한민국 등록특허 제10-1828758호에서는, 선박 성능 데이터를 측정하고, 이를 바탕으로 무선 네트워크를 통해 데이터를 교환하여 선박을 관리하는 기술을 개시하고 있다. As a technology related to such ship monitoring or management of ship information, Korean Patent Registration No. 10-1828758 discloses a technology for managing ships by measuring ship performance data and exchanging data through a wireless network based on this. .
그러나, 선박의 경우, 외부에 노출되는 구역 외에, 선실이나 기관실 또는 화물실 등 내부에 밀폐되는 구역을 다수 포함하고 있으며, 이렇게 내부에 밀폐되는 구역들은, 선박의 침수 방지 등의 다양한 이유로 철문이나 알루미늄 문 또는 프레임 등을 통해 각각의 구역들이 서로 밀폐되도록 설계된다. However, in the case of ships, in addition to the areas exposed to the outside, there are a number of areas that are sealed inside, such as a cabin, engine room, or cargo room, and these areas sealed inside are iron or aluminum doors for various reasons such as prevention of flooding of the ship. Or it is designed so that the respective areas are sealed to each other through a frame or the like.
이에, 상기 선박의 내부에 밀폐되는 구역에서는, 선박이 가지는 여러 특성들, 특히, 진동 특성들과 같이 선박의 안전에 직접적인 영향을 미치는 특성들을 계측하거나 모니터링하기 어려우며, 이에 따라 해당 구역에서의 선박 상태를 관리하는 것은 매우 어렵다. Accordingly, in the area enclosed inside the ship, it is difficult to measure or monitor various characteristics of the ship, especially characteristics that directly affect the safety of the ship, such as vibration characteristics. It is very difficult to manage.
나아가, 상기 밀폐되는 구역의 경우, 무선 통신망으로는 데이터 송수신이 불가능하며, 유선 통신망을 통해서만 선박의 특성들에 대한 결과를 송수신할 수 있는데, 선박의 내부 구역들에 상기 유선 통신망을 설치하는 것은 선박의 설계 단계로부터 설치가 필요한 것으로, 기 운행되는 선박에 이를 설치하기 위해서는 많은 시간과 비용이 필요하여, 설치가 어려운 문제가 있다. Further, in the case of the enclosed area, data transmission and reception is not possible through a wireless communication network, and results of ship characteristics can be transmitted and received only through a wired communication network. Installing the wired communication network in the inner areas of the ship Installation is necessary from the design stage of, and it requires a lot of time and cost in order to install it on an already operated ship, and installation is difficult.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 선박의 외부는 물론 선실, 기관실 등과 같은 밀폐된 내부 공간에서 발생하는 진동을 통합 계측함으로써, 선박의 외부 및 내부의 진동을 통합 관리하여 선박 전체의 상태를 모니터링할 수 있고, 이에 따라 선박의 문제를 조기에 발견하고 안전성과 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 선박의 내부 및 외부 통합 관리 시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention is conceived in this respect, and an object of the present invention is to measure vibrations occurring in a closed interior space such as a cabin, an engine room, etc. It is to provide an integrated management system inside and outside the ship that can monitor the condition of the entire ship by integrated management, and accordingly detect problems of the ship early and improve safety, reliability and durability.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 통합 관리 시스템을 이용한 통합 관리 방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide an integrated management method using the integrated management system.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 통합 관리시스템은 복수의 외부 센서들, 외부 데이터 수집부, 복수의 내부 센서들, 내부 데이터 수집부, 및 데이터 통합모듈을 포함한다. 상기 외부 센서들은 선박 외부의 각 구역들에 각각 위치하여 센싱 신호를 측정한다. 상기 외부 데이터 수집부는 상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 수집한다. 상기 내부 센서들은 선박 내부의 각 구역들에 각각 위치하여 센싱 신호를 측정한다. 상기 내부 데이터 수집부는 상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 수집한다. 상기 데이터 통합모듈은 상기 외부 데이터 수집부에서 수집한 센싱 신호들과 상기 내부 데이터 수집부에서 수집한 센싱 신호들을 동기화하여 통합한다.An integrated management system according to an embodiment for realizing the above object of the present invention includes a plurality of external sensors, an external data collection unit, a plurality of internal sensors, an internal data collection unit, and a data integration module. The external sensors are located in respective areas outside the ship to measure sensing signals. The external data collection unit collects sensing signals measured in each of the external areas. The internal sensors are respectively located in each zone inside the ship to measure the sensing signal. The internal data collection unit collects sensing signals measured in each of the internal regions. The data integration module synchronizes and integrates sensing signals collected by the external data collection unit and sensing signals collected by the internal data collection unit.
일 실시예에서, 상기 선박 내부의 각 구역들 마다 복수개가 위치하여 센싱 신호를 측정하는 복수의 서브 센서들을 더 포함하고, 상기 서브 센서들에서 측정된 센싱 신호들은 해당 구역의 내부 센서로 제공될 수 있다. In one embodiment, a plurality of sub-sensors are positioned for each zone inside the ship to measure a sensing signal, and the sensing signals measured by the sub-sensors may be provided to an internal sensor of a corresponding zone. have.
일 실시예에서, 상기 내부 센서는 상기 선박 내부의 각 구역에 1개가 구비되며, 상기 서브 센서는 상기 선박 내부의 각 구역마다 적어도 2개 이상 구비될 수 있다. In one embodiment, one internal sensor may be provided in each zone inside the ship, and at least two or more sub-sensors may be provided in each zone inside the ship.
일 실시예에서, 상기 내부 센서는 상기 선박 내부의 각 구역의 대표 센싱 신호를 측정하며, 상기 서브 센서들은 상기 선박 내부의 각 구역에서의 상세 센싱 신호를 측정할 수 있다. In one embodiment, the internal sensor measures a representative sensing signal of each zone inside the ship, and the sub-sensors may measure a detailed sensing signal in each zone inside the ship.
일 실시예에서, 상기 외부 데이터 수집부는, 상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 무선 통신망을 이용하여 수집할 수 있다. In an embodiment, the external data collection unit may collect sensing signals measured in each of the external areas using a wireless communication network.
일 실시예에서, 상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 상기 내부 데이터 수집부로 수집시키는 전력망 통신(power line communication: PLC) 모듈을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, it may further include a power line communication (PLC) module for collecting sensing signals measured in each of the inner regions to the internal data collection unit.
일 실시예에서, 상기 데이터 통합모듈은, 상기 외부 데이터 수집부 및 상기 내부 데이터 수집부에서 수집한 센싱 신호들을 동기화하는 데이터 통합부, 상기 동기화된 센싱 신호들을 데이터 처리하는 신호 처리부, 및 상기 처리된 데이터를 바탕으로 상기 선박의 외부 및 내부의 각 구역들에 대하여 실시간으로 상태를 모니터링하는 실시간 감시부를 포함할 수 있다. In an embodiment, the data integration module includes a data integration unit synchronizing sensing signals collected by the external data collection unit and the internal data collection unit, a signal processing unit processing the synchronized sensing signals, and the processed Based on the data, it may include a real-time monitoring unit that monitors the status of each zone outside and inside of the ship in real time.
일 실시예에서, 상기 전력망 통신 모듈은, 상기 내부 센서들의 센싱 신호를 무선으로 수신하는 무선 수신부, 상기 무선 수신부에 전기적으로 연결되는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈과 전원 라인을 통해 연결되어 상기 센싱 신호를 통합 수신하는 통합 수신부를 포함할 수 있다. In an embodiment, the power network communication module includes a wireless receiving unit for wirelessly receiving sensing signals of the internal sensors, a communication module electrically connected to the wireless receiving unit, and the sensing signal by being connected to the communication module through a power line. It may include an integrated receiving unit for integrated reception.
일 실시예에서, 상기 무선 수신부, 및 상기 통신 모듈은, 상기 선박 내부의 각 구역들마다 구비되며, 각 구역의 콘센트에 전기적으로 연결될 수 있다. In one embodiment, the wireless receiver and the communication module are provided for each zone inside the ship, and may be electrically connected to an outlet in each zone.
일 실시예에서, 상기 전원 라인은, 상기 선박 내부의 각 구역들에 기 설치된 전원 라인이고, 상기 기 설치된 전원 라인은 상기 통합 수신부로 통합되어 연결될 수 있다. In one embodiment, the power line is a power line pre-installed in each zone inside the ship, and the pre-installed power line may be integrated and connected to the integrated receiver.
일 실시예에서, 상기 선박 내부의 각 구역들은, 상기 선박 내부에서 서로 무선 통신이 차단되도록 밀폐되는 선실, 객실, 기관실 및 화물실을 포함할 수 있다. In one embodiment, each of the zones inside the ship may include a cabin, a cabin, an engine room, and a cargo compartment that are sealed so as to block wireless communication with each other inside the ship.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 선박의 내부 및 외부 통합 관리방법에서는, 복수의 외부 센서들이 선박 외부의 각 구역에서의 센싱 신호를 측정한다. 상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호를 전송받아 이를 수집한다. 복수의 내부 센서들이 선박 내부의 각 구역에서의 센싱 신호를 측정한다. 상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호를 전송받아 이를 수집한다. 상기 수집된 외부의 각 구역에서의 센싱 신호와, 상기 내부의 각 구역에서의 센싱 신호를 동기화하여 통합한다. In the integrated management method inside and outside a ship according to an embodiment for realizing another object of the present invention, a plurality of external sensors measure sensing signals in each area outside the ship. The sensing signals measured in each of the outer regions are received and collected. A plurality of internal sensors measure sensing signals in each area inside the ship. The sensing signals measured in each of the inner regions are received and collected. The collected sensing signals in each area outside and the sensing signals in each area inside are synchronized and integrated.
일 실시예에서, 상기 내부의 각 구역의 상태가 비정상인 경우, 해당 구역의 복수의 서브 센서들이 센싱 신호를 측정하는 단계, 및 상기 측정된 센싱 신호를 전송받아 이를 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, when the state of each of the inner zones is abnormal, a plurality of sub-sensors of the zone may further include measuring a sensing signal, and receiving the measured sensing signal and collecting it. have.
일 실시예에서, 상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호는 무선 통신망을 이용하여 수집하고, 상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호는 전력망 통신을 이용하여 수집할 수 있다. In an embodiment, the sensing signals measured in each of the external regions may be collected using a wireless communication network, and the sensing signals measured in each of the internal regions may be collected using power network communication.
일 실시예에서, 상기 센싱 신호를 동기화하여 통합하는 단계는, 상기 수집된 외부의 각 구역에서의 센싱 신호와, 상기 내부의 각 구역에서의 센싱 신호를 동기화하는 단계, 상기 동기화된 센싱 신호를 데이터 처리하는 단계, 및 상기 처리된 데이터를 바탕으로 상기 선박의 외부 및 내부의 각 구역들에 대하여 실시간으로 상태를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the synchronizing and integrating the sensing signals comprises: synchronizing the collected sensing signals in each of the external regions and the sensing signals in the internal regions, and the synchronized sensing signals with data The processing may include monitoring conditions in real time for each zone outside and inside the ship based on the processed data.
본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 선박의 내부의 각 구역들에서 밀폐된 공간으로 인해 무선 통신이 어려운 문제를 해결하여, 내부의 각 구역들에 기 설치된 전력망을 이용하여 전력망 통신으로 데이터를 전송함으로써, 선박 내부의 각 구역들로부터 선박의 모니터링에 필요한 센싱 데이터를 획득할 수 있으며, 이를 통해 선박의 내부의 각 구역들에 대한 모니터링 및 감시가 가능하다. According to the embodiments of the present invention, by solving the problem that wireless communication is difficult due to the enclosed space in each area inside the ship, data is transmitted through power network communication using the power grid already installed in each area inside the ship. By doing so, it is possible to obtain sensing data necessary for monitoring of the ship from each zone inside the ship, and through this, it is possible to monitor and monitor each zone inside the ship.
다만, 선박의 외부에서는 무선 통신을 통해 데이터 전송이 가능하며, 이는 전력망 통신으로 전송되는 데이터와는 동기화가 어려우므로, 데이터 통합모듈을 통해, 상기 데이터들을 동기화하여, 처리함으로써, 선박의 외부 및 내부의 각 구역들에서의 진동 특성과 같은 선박 상태에 대한 실시간 모니터링을 구현할 수 있다. However, data transmission is possible from the outside of the ship through wireless communication, which is difficult to synchronize with the data transmitted through the power network communication, so the data is synchronized and processed through the data integration module, thereby It is possible to implement real-time monitoring of ship conditions such as vibration characteristics in each of the areas.
특히, 선박의 내부의 각 구역은 선박의 특성상 서로 밀폐되도록 설계되지만, 각 구역에 전력망은 제공되고 있으므로, 상기와 같은 데이터 전송 및 통합을 구현할 수 있으며, 새로 설계되는 선박에서 내부의 구역에 대한 데이터 전송을 위한 별도의 유선 통신망을 설치하지 않을 수 있으며, 기 제작된 선박에서도 데이터 전송을 수행할 수 있어, 상기 실시간 모니터링 시스템을 구현하기 위한 시간이나 비용을 절약할 수 있다. In particular, each zone inside the ship is designed to be sealed to each other due to the characteristics of the ship, but since the power grid is provided for each zone, the above data transmission and integration can be implemented, and the data on the interior zone in the newly designed ship A separate wired communication network for transmission may not be installed, and data transmission can be performed even on a pre-manufactured ship, thereby saving time or cost for implementing the real-time monitoring system.
이 경우, 선박의 내부의 각 구역에는 내부 센서가 구비되어, 해당 구역의 진동 특성에 대한 대표 센싱 신호를 측정하여 제공하되, 해당 구역의 진동 특성에 이상이 발견되는 경우, 해당 구역에 복수개가 구비되는 서브 센서들을 통해 진동 특성에 대한 상세 센싱 신호를 측정하여 제공할 수 있다. 이에, 평상시에는 내부 센서를 이용한 전체적인 내부 구역의 모니터링을 통해 전력 소모를 최소화하며 측정 데이터의 량을 최소화할 수 있으며, 특정 이상이 발생되는 경우 선택에 따라 해당 구역에 대한 상세 정보를 서브 센서를 통해 획득할 수 이으므로, 보다 정확하고 정밀한 모니터링을 수행할 수 있다. In this case, each zone inside the ship is equipped with internal sensors to measure and provide representative sensing signals for the vibration characteristics of the zone, but if an abnormality in the vibration characteristics of the zone is found, a plurality of them are provided in the zone. Detailed sensing signals for vibration characteristics may be measured and provided through sub-sensors. Therefore, it is possible to minimize power consumption and minimize the amount of measurement data through monitoring of the entire internal area using an internal sensor in normal times, and when a specific abnormality occurs, detailed information about the area can be selected through a sub-sensor. Because it can be obtained, more accurate and precise monitoring can be performed.
한편, 상기 서브 센서들은 상기 내부 센서와 해당 구역에서는 무선 통신을 통한 데이터 전송이 가능하므로, 해당 구역의 다양한 위치에 내부 센서를 설치할 수 있는 것은 물론, 측정 데이터를 보다 효과적으로 전송할 수 있다. Meanwhile, since the sub-sensors can transmit data through wireless communication between the internal sensor and the corresponding area, the internal sensor can be installed at various locations in the corresponding area, as well as the measurement data can be more effectively transmitted.
이와 같이, 선박의 내부 및 외부의 각 구역들에 대한 개별적인 진동 특성과 같은 선박 상태의 정보를 획득하여, 이를 하나의 실시간 감시 시스템으로 통합 및 관리할 수 있으므로, 특정 구역에서의 진동 이상 등의 문제를 즉각 감지하여 문제를 해결할 수 있으므로, 선박의 안전성, 신뢰성 및 내구성을 보다 향상시킬 수 있다. In this way, it is possible to acquire information on the condition of the ship, such as individual vibration characteristics for each zone inside and outside the ship, and integrate and manage it into one real-time monitoring system, so problems such as vibration abnormalities in a specific area Since the problem can be solved by immediately sensing, the safety, reliability, and durability of the ship can be further improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 내부 및 외부 통합 관리 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 통합 관리 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 통합 관리 시스템을 보다 상세히 도시한 블록도이다.
도 4는 도 2의 내부 센서들을 통한 실시간 감시부의 감시 상태를 도시한 모식도이다.
도 5는 도 2의 서브 센서들을 통한 실시간 감시부의 감시 상태를 도시한 모식도이다.
도 6은 도 1의 통합 관리 시스템을 이용한 통합 관리 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6의 선박의 각 구역에서의 진동 특성을 모니터링함으로써, 선박 전체의 진동 모드를 통합 모니터링한 예를 도시한 이미지들이다.
도 8a는 도 6의 선박 각 구역에서의 진동 특성을 모니터링함으로써, 특정 구역의 진동 특성을 모니터링한 예의 이미지이고, 도 8b는 도 8a의 'A'구역에 대한 진동 특성을 구체적으로 모니터링한 예를 도시한 이미지이다. 1 is a schematic diagram showing an internal and external integrated management system of a ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the integrated management system of FIG. 1.
3 is a block diagram showing the integrated management system of FIG. 2 in more detail.
4 is a schematic diagram showing a monitoring state of a real-time monitoring unit through the internal sensors of FIG. 2.
5 is a schematic diagram showing a monitoring state of a real-time monitoring unit through the sub-sensors of FIG. 2.
6 is a flowchart illustrating an integrated management method using the integrated management system of FIG. 1.
7A and 7B are images showing an example of integrated monitoring of the overall vibration mode of the ship by monitoring vibration characteristics in each zone of the ship of FIG. 6.
FIG. 8A is an image of an example of monitoring the vibration characteristics of a specific area by monitoring the vibration characteristics of each area of the ship of FIG. 6, and FIG. 8B is an example of specifically monitoring the vibration characteristics of the'A' area of FIG. 8A. This is the image shown.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. The present invention will be described in detail in the text, since various modifications can be made and various forms can be obtained. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it is to be understood as including all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprise" or "consist of" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of the presence or addition.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 내부 및 외부 통합 관리 시스템을 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 통합 관리 시스템을 도시한 블록도이다. 도 3은 도 2의 통합 관리 시스템을 보다 상세히 도시한 블록도이다. 도 4는 도 2의 내부 센서들을 통한 실시간 감시부의 감시 상태를 도시한 모식도이다. 도 5는 도 2의 서브 센서들을 통한 실시간 감시부의 감시 상태를 도시한 모식도이다. 1 is a schematic diagram showing an internal and external integrated management system of a ship according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram showing the integrated management system of FIG. 1. 3 is a block diagram showing the integrated management system of FIG. 2 in more detail. 4 is a schematic diagram showing a monitoring state of a real-time monitoring unit through the internal sensors of FIG. 2. 5 is a schematic diagram showing a monitoring state of a real-time monitoring unit through the sub-sensors of FIG. 2.
우선, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 선박의 내부 및 외부 통합 관리시스템(100)(이하, 통합 관리시스템이라 함)은 선박(1)의 내부 및 외부의 상태를 통합 관리하는 시스템으로, 선박의 내부 및 외부의 각 구역들의 상태에 관한 정보를 획득하여 이를 통합하여 실시간으로 관리하는 시스템이다. First, referring to Figures 1 to 3, the ship's internal and external integrated management system 100 (hereinafter, referred to as an integrated management system) according to this embodiment integrated management of the internal and external conditions of the
이를 위해, 상기 통합 관리시스템(100)에서는, 상기 선박(1)의 내부 구역들(10) 및 외부 구역들(20) 각각에서의 상태에 관한 정보를 획득하여 이를 통합 처리하여야 한다. To this end, in the
다만, 일반적으로 선박(1)은 외부에서는 무선 통신을 통한 데이터 송수신을 수행할 수 있으나, 선박의 내부는, 손상시 침수 구역의 확장을 최소화하기 위해 선실, 객실, 기관실, 화물실 등 각각의 구역들은 서로 밀폐되도록 설계된다. However, in general, the
특히, 상기 각각의 구역들은, 철이나 알루미늄 등과 같은 소재의 밀폐 문, 또는 밀폐 벽 등으로 구획되므로, 각 구역들의 내부에서 무선 통신을 통한 데이터 송수신은 가능할 수 있으나, 각 구역들을 벗어난 외부와는 무선 통신을 통한 데이터 송수신을 수행할 수는 없다. 이에 본 실시예의 경우, 상기 선박(1)의 내부의 각 구역(10)들의 경우, 각 구역들(10)의 내부에서는 무선 통신을 통한 데이터 송수신을 수행하지만, 각 구역들(10)과 외부와의 통신에 대하여는 소위, 전력망 통신(power line communication, PLC)을 이용하여 데이터 송수신을 수행하는 것을 특징으로 한다. In particular, since each of the areas is partitioned by a sealed door made of a material such as iron or aluminum, or a sealed wall, data transmission and reception through wireless communication may be possible inside each area, but wireless communication with the outside outside each area Data transmission/reception cannot be performed through communication. Accordingly, in the case of the present embodiment, in the case of each of the
보다 구체적으로 상기 통합 관리시스템(100)은 복수의 외부 센서들(110), 외부 데이터 수집부(120), 복수의 서브 센서들(200), 복수의 내부 센서들(210), 내부 데이터 수집부(220), 전력망 통신모듈(270) 및 데이터 통합모듈(300)을 포함한다. More specifically, the
상기 외부 센서들(110)은 상기 선박(1)의 외부의 각 구역(20)들, 예를 들어, 선두(21), 선미(22), 조타실 외부(23), 굴뚝 외부(24) 등의 외부에 각각 설치된다. The
즉, 상기 외부 센서들(110)은, 상기 선두(21)에 설치되는 제1 외부 센서(111), 상기 선미(22)에 설치되는 제2 외부 센서(112), 상기 조타실 외부(23)에 설치되는 제3 외부 센서(113), 상기 굴뚝 외부(24)에 설치되는 제3 외부 센서(114)와 같이, 각각의 구역들 마다 개별적으로 설치될 수 있다. That is, the
또한, 상기 외부 센서들(110) 각각은, 각 구역에서의 선박의 상태를 센싱하는 것으로, 예를 들어, 진동 센서로서 상기 각 구역에서의 진동 상태를 센싱할 수 있다. 즉, 상기 외부 센서들(110) 각각은 내부에 3축 가속도계가 구비된 진동 센서일 수 있다. In addition, each of the
나아가, 상기 외부 센서들(110)은 상기 예를 들어 설명한 선박의 외부의 각 구역들 외에, 추가로 상태 센싱이 필요한 구역에 설치될 수 있음은 자명하다. Further, it is obvious that the
이 경우, 상기 외부 센서들(110)은, 선박의 외부의 각 구역들에 1개씩 구비될 수도 있으나, 외부의 각 구역들의 공간이 큰 경우 또는 각 구역에 대한 보다 세부적인 모니터링이 필요한 경우라면, 외부의 각 구역들 마다 복수개가 구비될 수도 있다. In this case, one of the
상기 외부 데이터 수집부(120)는 상기 외부 센서들(110) 각각에서 측정된 상기 외부(20)의 각 구역들에서의 선박의 상태에 관한 센싱 신호를 수집한다. The external
상기 외부 데이터 수집부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 외부 센서들(110)의 센싱 데이터를 보다 용이하고 효과적으로 수집하기 위해, 상기 선박(1)의 중앙부분인, 갑판실(30)의 외부에 구비될 수 있으나, 상기 외부 데이터 수집부(120)의 위치는 다양하게 변경가능하다. The external
상기 외부 데이터 수집부(120)는, 무선 통신 네트워크를 이용하여 상기 외부 센서들(110) 각각에서 측정된 상기 센싱 신호들을 수집한다. The external
이를 위해, 상기 외부 데이터 수집부(120)는 무선 네트워크 수신모듈을 포함한다. 또한, 상기 외부 센서들(110) 각각은, 예를 들어, 3축 가속도계가 구비된 진동 센서인 경우, 상기 3축 가속도계에 센싱 데이터의 무선 송출을 위한 무선 송신모듈을 포함한다. To this end, the external
그리하여, 상기 외부 센서들(110) 각각(111, 112, 113, 114)에서 센싱되는 선박 외부의 각 구역들(21, 22, 23, 24)의 상태에 대한 센싱 신호는, 무선 통신 네트워크를 통해 상기 외부 데이터 수집부(120)로 전송된다. Thus, the sensing signal for the state of each zone (21, 22, 23, 24) outside the ship, sensed by each of the external sensors 110 (111, 112, 113, 114), through the wireless communication network It is transmitted to the external
상기 내부 센서들(210)은 상기 선박(1)의 내부의 각 구역(10)들, 예를 들어, 조타실(18), 선실 및 객실(15, 16, 17), 기관실(11, 12), 화물실(13, 14) 등의 내부에 각각 설치된다. The
상기 내부 센서들(210) 각각은, 선박 내부의 각 구역(10)에서의 선박의 상태를 센싱하는 것으로, 예를 들어, 진동 센서로서 상기 각 구역에서의 진동 상태를 센싱할 수 있다. 즉, 상기 내부 센서들(210) 각각은 내부에 3축 가속도계가 구비된 진동 센서일 수 있다. Each of the
나아가, 상기 내부 센서들(210)은 상기 예를 들어 설명한 선박의 내부의 각 구역들 외에, 추가로 상태 센싱이 필요한 구역에 설치될 수 있음은 자명하다. Further, it is apparent that the
예를 들어, 상기 내부 센서들(210)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 선박(1)의 내부 각 구역(10)들 마다 대표적으로 1개씩(211, 212, 213) 설치될 수 있다. For example, as shown in FIG. 4, the
앞서 설명한 바와 같이, 상기 선박(1)의 내부 각 구역(10)들은, 철이나 알루미늄 등과 같은 소재의 밀폐 문, 또는 밀폐 벽 등으로 구획되므로, 무선 통신을 통한 데이터 송수신을 수행할 수는 없다. 이에, 본 실시예에서는, 상기 내부 센서들(210)은 상기 무선 통신을 대신하여, 소위, 전력망 통신(power line communication, PLC)을 이용하여 외부와 데이터 송수신을 수행한다. As described above, since each of the
이에, 상기 내부 센서들(210)은, 전력망 통신을 수행하도록 각 구역(10)들 마다 1개(211, 212, 213)가 설치될 수 있다. 물론, 상기 내부 센서들(210)의 개수는 반드시 1개로 제한되지는 않으며, 외부와 전력망 통신을 수행할 수 있다면, 2개 이상이 각 구역들 마다 설치될 수는 있다. Accordingly, the
다만, 전력망 통신을 이용한 통신을 수행하는 경우, 상대적으로 전력 소비가 증가하게 되며, 무선 통신에 비하여 데이터 송수신의 속도 및 양이 우수하지 못한 단점이 있으므로, 각 구역(10)에 구비되는 상기 내부 센서들(210)은 최소의 개수로 설치될 수 있다. However, in the case of performing communication using power network communication, power consumption is relatively increased, and there is a disadvantage that the speed and amount of data transmission and reception are not excellent compared to wireless communication, so the internal sensor provided in each
한편, 상기 내부 센서들(210) 각각에서 측정된 상기 선박(1)의 내부의 각 구역(10)들에 대한 센싱 신호는 상기 내부 데이터 수집부(220)로 제공된다. 이 경우, 상기 내부 센서들(210)은 각 내부 구역(10)에서의 대표적인 센싱 신호, 즉 각 내부 구역(10)의 전체적인 센싱 신호에 해당되는 것으로, 이는 상기 전력망 통신을 통해 상기 내부 데이터 수집부(220)로 제공된다. On the other hand, the sensing signals for each
상기 내부 데이터 수집부(220)는, 상기 내부 센서들(210) 각각에서 측정된 상기 센싱 신호들을 상기 전력망 통신을 이용하여 수집하는 것으로, 상기 내부 데이터 수집부(220)는 상기 선박(1)에 설치된 전력망이 집중되는 위치에 구비될 수 있다. The internal
다만, 상기 내부 데이터 수집부(220)는 상기 외부 데이터 수집부(120)가 위치하는 상기 갑판실(30)에 구비됨으로써, 상기 내부 데이터 및 상기 외부 데이터에 대한 통합을 보다 용이하게 수행할 수는 있으나, 이에 제한되지는 않는다. However, since the internal
한편, 본 실시예에서, 상기 내부 데이터 수집부(220)는 상기 전력망 통신을 통해 상기 내부 센서들(210)에서 측정된 센싱 신호들을 수집하며, 이러한 전력망 통신은 상기 전력망 통신모듈(270)을 통해 구현된다. Meanwhile, in this embodiment, the internal
즉, 상기 전력망 통신모듈(270)은 무선 수신부(230), 통신 모듈(240) 및 통합 수신부(260)를 포함한다. That is, the power
상기 무선 수신부(230)는 상기 선박(1)의 내부(10)의 각 구역들에 구비되는 내부 센서들(210)의 센싱 신호를 무선을 수신하는 것으로, 상기 내부 센서들(210)의 센싱 신호를 수신하기 위한 무선 수신모듈을 포함한다. 한편, 상기 내부 센서들(210) 역시, 예를 들어, 3축 가속도계가 구비된 진동 센서인 경우, 상기 3축 가속도계에 센싱 데이터의 무선 송출을 위한 무선 송신모듈을 포함하여, 상기 무선 수신부(230)로 센싱된 신호를 송달한다. The
본 실시예에서, 선박(1)의 내부의 구역들에서는, 각 구역에서 다른 구역으로의 무선 통신이 차단되는 것일 뿐, 각 구역의 내에서는 무선 통신이 차단되지는 않는다. 따라서, 상기 내부 센서들(210)은 무선 송신모듈을 포함하여 각 구역 내에 위치한 상기 무선 수신부(230)와 무선 통신을 수행하게 된다. In the present embodiment, in the inner zones of the
즉, 제1 내부 센서(211)는 해당 구역에 구비되는 제1 무선 수신부(231)에 센싱 신호를 무선으로 제공하며, 제2 내부 센서(212)는 해당 구역에 구비되는 제2 무선 수신부(232)에 센싱 신호를 무선으로 제공한다. That is, the first
상기 통신 모듈(240)은 상기 무선 수신부(230)에 전기적으로 연결되는 것으로, 일 단은 상기 무선 수신부(230)에 전기적으로 연결되고, 타 단은 선박(1)의 내부의 각 구역마다 기 설치된 전원 라인(250), 즉 전력 공급라인에 전기적으로 연결된다. The
이 경우, 상기 전원 라인(250)은 콘센트의 형태로 상기 선박(1) 내부의 각 구역에 노출될 수 있으며, 이에 따라 상기 통신 모듈(240)은 상기 각 구역에 노출된 콘센트에 전기적으로 연결될 수 있다. In this case, the
이에 따라, 상기 무선 수신부(230)를 통해 수신된 각 센서들의 센싱 정보는 상기 통신 모듈(240)을 통해 상기 전원 라인(250)을 따라, 상기 통합 수신부(260)로 제공된다. Accordingly, sensing information of each sensor received through the
즉, 제1 통신 모듈(241)은 제1 무선 수신부(231)의 수신된 센싱 신호를 제1 전원 라인(251)을 통해 상기 통합 수신부(260)로 제공하고, 제2 통신 모듈(242)은 제2 무선 수신부(232)의 수신된 센싱 신호를 제2 전원 라인(252)을 통해 상기 통합 수신부(260)로 제공한다. That is, the
즉, 상기 통합 수신부(260)는 각각의 통신 모듈(240)을 통해 각각의 전원 라인(250)을 따라 제공되는 선박 내부의 각 구역에서의 센싱 신호들을 통합하여 수신하게 된다. That is, the
상기 통합 수신부(260)는, 선박에 기 설치된 전원 라인들, 즉 전력선들이 통합되어 인출되는 전력선에 연결되는 것으로, 상기 통합 수신부(260)는 이렇게 수신된 상기 선박(1) 내부의 각 구역들에서의 센싱 신호들을 모두 통합하여 수신하여 상기 내부 데이터 수집부(220)로 제공한다. The
그리하여, 상기 내부 데이터 수집부(220)는, 상기 통합된 상기 선박(1) 내부의 각 구역들에서의 센싱 신호들을 수집하게 된다. Thus, the internal
이상과 같이, 상기 외부 데이터 수집부(120)는 상기 외부 센서들(110) 각각에서 측정된 선박(1) 외부의 각 구역들(20)의 상태에 대한 센싱 신호들을 수집하고, 상기 내부 데이터 수집부(220)는 상기 내부 센서들(210) 각각에서 측정된 선박(1) 내부의 각 구역들(10)의 상태에 대한 센싱 신호들을 수집한다. As described above, the external
또한, 이렇게 수집된 상기 센싱 신호들은, 각각 상기 데이터 통합모듈(300)로 제공된다. In addition, the sensing signals collected in this way are provided to the
한편, 본 실시예에서는, 상기 서브 센서들(200)이 상기 선박(1)의 내부(10)의 각 구역들(11, 12, 13)마다 복수개가 구비된다. On the other hand, in this embodiment, a plurality of the
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제1 구역(11, 기관실)에 복수의 서브 센서들(201)이 제1 구역의 내부센서(211)를 중심으로 상기 제1 구역(11)의 내부에 균일하게 배치될 수 있으며, 이는 제2 구역(12) 및 제3 구역(13)도 동일하여, 각각 복수의 서브 센서들(202, 203)이 해당 구역의 내부센서(212, 213)를 중심으로 배치될 수 있다. That is, as shown in Figure 4, for example, a plurality of
이 경우, 도 4에서는 각 구역의 중앙에 내부센서(210)가 배치되고, 상기 내부센서의 주변에 서브 센서들(200)이 균일하게 배치되는 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 내부 센서 및 서브 센서들의 위치는 다양하게 변경될 수 있다. In this case, FIG. 4 illustrates that the
다만, 상기 서브 센서들(200)은, 각 구역에서 적어도 2개 이상이 균일한 간격으로 또는, 각 구역의 다양한 위치에 배치될 수 있다. However, at least two of the sub-sensors 200 may be arranged at uniform intervals in each region or at various locations in each region.
상기 서브 센서들(200)은, 상기 내부 센서(210)와 동일하게, 예를 들어, 3축 가속도계가 구비된 진동 센서로서, 각각이 위치한 위치에서의 진동 상태, 즉 선박의 내부의 각 구역 내에서의 다양한 위치에서의 진동 상태를 센싱할 수 있다. The sub-sensors 200 are the same as the
즉, 상기 내부 센서(210)가 각 구역에 1개 정도 위치하여, 해당 구역의 진동 상태 등에 대한 대표 센싱 신호를 측정하여 이를 제공한다면, 상기 서브 센서들(200)은 각 구역에 적어도 2개 이상이 위치함으로써, 해당 구역 내의 다양한 위치에서의 센싱 신호를 측정하는 것으로, 이는 각 구역에서의 위치별 상세 센싱 신호에 해당되는 것이다. That is, if about one
따라서, 선박(1) 내부의 각 구역(10)에서의 전체적인 진동 상태는 상기 내부 센서(210)를 통해 측정되며, 각 구역(10)에서의 세부적인 진동 상태는 상기 서브 센서(200)에 의해 측정된다. Therefore, the overall vibration state in each
다만, 도 4에 도시된 바와 같이, 평상시 또는 일반적인 상황에서는 상기 내부 센서(210)를 통해서만, 선박(1) 내부의 각 구역(10)에서의 전체적인 진동 상태에 대한 신호만 전달되며, 상기 선박(1) 내부의 특정 구역의 상태가 비정상 상태임이 파악되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 해당 구역에서의 세부적인 진동 상태에 대하여 상기 서브 센서(200)를 통해 측정된 신호가 전달된다. However, as shown in Fig. 4, only through the
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 선박(1)의 내부의 구역들에서는, 각 구역에서 다른 구역으로의 무선 통신이 차단되는 것일 뿐, 각 구역의 내에서는 무선 통신이 차단되지는 않는다. On the other hand, as described above, in the inner zones of the
이에, 본 실시예에서의 상기 서브 센서들(200)은, 해당 구역의 상기 내부 센서(210) 또는, 해당 구역의 상기 무선 수신부(230)와 무선 통신을 수행할 수 있다. 즉, 상기 서브 센서들(200)은, 각 위치에서 측정된 센싱 신호를 상기 내부 센서(210)로 무선 통신을 통해 제공하여 상기 내부 센서(210)를 통해 상기 무선 수신부(230)로 제공하거나, 상기 무선 수신부(230)로 직접 무선 통신을 통해 제공할 수 있다. Accordingly, the
이렇게 상기 무선 수신부(230)로 제공된 상기 서브 센서들(200)에서 측정된 신호들은, 상기 내부 센서들(210)로부터 상기 무선 수신부(230)로 제공된 신호들과 동일하게, 앞서 설명한 전력망 통신을 이용하여, 상기 내부 데이터 수집부(220)로 수집된다. In this way, the signals measured by the
그리하여, 상기 데이터 통합모듈(300)은 상기 외부 데이터 수집부(120)를 통해 수집된 상기 외부 센서들(110)의 센싱 신호들과, 상기 내부 데이터 수집부(220)를 통해 수집된 상기 내부 센서들(210) 또는 비상 상황 등의 경우 상기 서브 센서들(200)의 센싱 신호들을 동기화하여 통합한다. Thus, the
보다 구체적으로, 상기 데이터 통합모듈(300)은 데이터 통합부(310), 신호 처리부(320) 및 실시간 감시부(330)를 포함한다. More specifically, the
상기 데이터 통합부(310)는 상기 외부 데이터 수집부(120)를 통해 수집된 상기 외부 센서들(110)의 센싱 신호들과, 상기 내부 데이터 수집부(220)를 통해 수집된 상기 내부 센서들(210) 또는 비상 상황 등의 경우 상기 서브 센서들(200)의 센싱 신호들을 동기화한다. The data integration unit 310 includes sensing signals of the
상기 외부 데이터 수집부(120)를 통해 수집된 센싱 신호들은 무선 통신 네트워크를 통해 수신되는 신호들이며, 상기 내부 데이터 수집부(220)를 통해 수집된 센싱 신호들은 전력망 통신을 통해 수신되는 신호들이므로, 동일한 시간에 발생된 신호라 하더라도 수집되는 시간의 차이가 존재할 수 있으며, 수신되는 신호들의 형식이나 데이터의 양 또는 종류 등의 차이가 존재하게 된다. Since the sensing signals collected through the external
이에 따라, 상기 데이터 통합부(310)는 상기와 같은, 데이터의 시간, 양, 종류 등의 차이를 서로 동기화함으로써, 상기 외부 센서들(110)의 센싱 신호들과, 상기 내부 센서들(210) 또는 상기 서브 센서들(200)의 센싱 신호들의, 센싱 시간, 신호의 양 또는 종류를 모두 일치시키며 통합한다. Accordingly, the data integration unit 310 synchronizes the difference in time, amount, and type of data as described above with each other, so that the sensing signals of the
그리하여, 상기 외부 센서들(110)의 센싱 신호들과, 상기 내부 센서들(210) 또는 상기 서브 센서들(200)의 센싱 신호들은 각 구역에 대한 센싱 신호들로서 통합되며, 내부 구역의 센싱 신호인지 외부 구역의 센싱 신호인지는 구별되지 않게 된다. Thus, the sensing signals of the
상기 신호 처리부(320)는 상기 통합된 센싱 신호들로부터 필요한 정보를 취득하기 위하여 상기 센싱 신호들에 대한 데이터 처리를 수행한다. The signal processing unit 320 performs data processing on the sensing signals in order to obtain necessary information from the integrated sensing signals.
예를 들어, 상기 센싱 신호들이 진동 특성에 관한 신호들이라면, 상기 신호 처리부(320)에서는, 선박의 진동 특성을 보다 잘 확인할 수 있도록 상기 센싱 신호들에 대한 노이즈를 제거하기 위한 필터링을 수행하거나, 특정 주파수 범위의 진동 특성만을 파악할 수 있도록 특정 주파수 범위의 신호들만을 추출하는 등, 다양한 신호 처리를 수행할 수 있다. For example, if the sensing signals are signals related to vibration characteristics, the signal processing unit 320 performs filtering to remove noise from the sensing signals so that the vibration characteristics of the vessel can be better identified, or Various signal processing can be performed, such as extracting only signals of a specific frequency range so that only the vibration characteristics of the frequency range can be recognized.
한편, 본 실시예에서는, 상기 데이터 통합부(310) 및 상기 신호 처리부(320)가 서로 구별되어 데이터에 대한 동기화와 처리를 수행하는 것으로 서로 구분하여 설명하였으나, 상기 데이터 통합부(310) 및 상기 신호 처리부(320)는 서로 통합되어 상기 센싱 신호에 대한 동기화와 동시에 데이터 처리를 수행할 수도 있다. On the other hand, in the present embodiment, the data integration unit 310 and the signal processing unit 320 are separated from each other to perform synchronization and processing on data. However, the data integration unit 310 and the The signal processing unit 320 may be integrated with each other to perform data processing while synchronizing the sensing signal.
이상과 같이, 상기 데이터 통합부(310) 및 상기 신호 처리부(320)를 통해 상기 센싱 신호에 대한 동기화 및 데이터 처리가 종료되면, 상기 실시간 감시부(330)는 상기 처리된 데이터를 바탕으로, 상기 선박(1)의 외부(20) 및 내부(10)의 각 구역들에 대하여 실시간으로 상태를 모니터링하게 된다. As described above, when synchronization and data processing for the sensing signal through the data integrating unit 310 and the signal processing unit 320 are terminated, the real-
예를 들어, 상기 센싱 신호가 각 구역들에서의 진동 상태에 대한 신호라면, 상기 실시간 감시부(330)는 상기 선박(1)의 외부(20) 및 내부(10)의 각 구역들에서의 진동 상태에 대하여 감시를 수행할 수 있으며, 특이한 진동 상태에 대한 감지를 통해 해당 구역에서의 문제를 실시간으로 확인하여 필요한 조치를 취할 수 있다. For example, if the sensing signal is a signal for a vibration state in each area, the real-
즉, 상기 실시간 감시부(330)에서는, 우선적으로, 상기 내부 센서들(210)로부터 제공되는 신호를 바탕으로, 특히, 상기 선박(1)의 내부(10)의 각 구역들에서의 진동 상태를 전체적으로 모니터링하되, 특정 구역에서의 진동 상태가 이상 상태 또는 비정상인 것으로 판단되면, 해당 구역에서의 서브 센서들(200)로부터 제공되는 신호를 바탕으로, 해당 구역에 대한 보다 상세하고 정밀한 진동 상태를 모니터링할 수 있다. That is, in the real-
그리하여, 특이한 진동 상태에 대한 감지를 통해 해당 구역에서의 문제를 실시간으로 확인하여 필요한 조치를 취할 수 있다. Thus, through detection of unusual vibration conditions, problems in the area can be checked in real time and necessary actions can be taken.
도 6은 도 1의 통합 관리 시스템을 이용한 통합 관리 방법을 도시한 흐름도이다. 도 7a 및 도 7b는 도 6의 선박의 각 구역에서의 진동 특성을 모니터링함으로써, 선박 전체의 진동 모드를 통합 모니터링한 예를 도시한 이미지들이다. 도 8a는 도 6의 선박 각 구역에서의 진동 특성을 모니터링함으로써, 특정 구역의 진동 특성을 모니터링한 예의 이미지이고, 도 8b는 도 8a의 'A'구역에 대한 진동 특성을 구체적으로 모니터링한 예를 도시한 이미지이다. 6 is a flowchart illustrating an integrated management method using the integrated management system of FIG. 1. 7A and 7B are images showing an example of integrated monitoring of the overall vibration mode of the ship by monitoring vibration characteristics in each zone of the ship of FIG. 6. FIG. 8A is an image of an example of monitoring the vibration characteristics of a specific area by monitoring the vibration characteristics of each area of the ship of FIG. 6, and FIG. 8B is an example of specifically monitoring the vibration characteristics of the'A' area of FIG. 8A. This is the image shown.
도 6을 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 상기 통합 관리시스템(100)을 이용한 선박의 내부 및 외부의 통합 관리방법에서는, 우선, 상기 복수의 외부 센서들(110)이 선박(1)의 외부의 각 구역들(20)에서 센싱 신호를 측정한다(단계 S10). Referring to FIG. 6, in the integrated management method of the inside and outside of the ship using the integrated
또한, 이렇게 측정된 상기 외부의 각 구역들(20)에서의 센싱 신호들을 무선 네트워크를 이용하여 상기 외부 데이터 수집부(120)로 전송하며, 이에 상기 외부 데이터 수집부(120)는 상기 센싱 신호들을 수집한다(단계 S20). In addition, the sensing signals measured in each of the
한편, 상기 복수의 내부 센서들(210)은 선박(1)의 내부의 각 구역들(10)에서 센싱 신호를 측정한다(단계 S30). Meanwhile, the plurality of
그리고, 이렇게 측정된 상기 내부의 각 구역들(10)에서의 센싱 신호들을 전력망 통신을 이용하여 상기 내부 데이터 수집부(220)로 전송하며, 이에 상기 내부 데이터 수집부(220)는 상기 센싱 신호들을 수집한다(단계 S40). In addition, the sensing signals measured in each of the
이 경우, 상기 내부 구역들(10)에 대한 센싱 신호들이 상기 내부 데이터 수집부(220)로 제공되는 구체적인 방법으로 상기 전력망 통신모듈(270)을 통한 전력망 통신 방법에 대하여는 앞서 상세히 설명한 바와 같다. In this case, as a specific method in which sensing signals for the
이 후, 상기 데이터 통합부(310)는 상기 수집된 외부의 각 구역들(20)의 센싱 신호와, 내부의 각 구역들(10)의 센싱 신호를 서로 동기화하여(단계 S50), 상기 외부 센서들(110)의 센싱 신호들과, 상기 내부 센서들(210)의 센싱 신호들의, 센싱 시간, 신호의 양 또는 종류를 모두 일치시키며 통합한다. Thereafter, the data integration unit 310 synchronizes the collected sensing signals of each of the
이 후, 상기 신호 처리부(320)는 상기 동기화되어 통합된 센싱 신호들로부터 필요한 정보를 취득하기 위하여 상기 센싱 신호들에 대한 데이터 처리를 수행하여(단계 S60), 필요한 데이터로 가공한다. Thereafter, the signal processing unit 320 performs data processing on the sensing signals in order to acquire necessary information from the synchronized and integrated sensing signals (step S60), and processes the data into necessary data.
그리하여, 상기 실시간 감시부(330)는 상기 처리된 데이터를 바탕으로, 상기 선박(1)의 외부(20) 및 내부(10)의 각 구역들에 대하여 실시간으로 상태를 모니터링하게 된다(단계 S70). Thus, the real-
예를 들어, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 실시간 감시부(330)에서는 상기 선박(1)의 외부(20) 및 내부(10)의 각 구역들에 대한 측정 결과를 동기화, 통합 및 데이터 처리를 수행함으로써 전체적인 선박(1)의 진동 상태 또는 진동 모드를 파악할 수 있다. For example, as shown in Figs. 7A and 7B, the real-
이 후, 상기 실시간으로 상태를 모니터링하며, 상기 선박(1)의 외부 또는 내부의 각 구역들에서의 상태가 정상인지의 여부를 판단한다(단계 S80). Thereafter, the condition is monitored in real time, and it is determined whether the condition in each zone outside or inside of the
그리하여, 각 구역들의 상태가 정상인 경우라면, 모니터링을 실시간으로 지속하거나, 또는 모니터링을 일정 시간 동안 종료할 수 있다(단계 S110). Thus, if the state of each zone is normal, monitoring may be continued in real time, or monitoring may be terminated for a predetermined time (step S110).
이와 달리, 상기 실시간으로 상태를 모니터링한 결과, 특히 상기 선박(1)의 내부의 특정 구역에서의 상태가 비정상이라고 판단되면(단계 S80), 상기 비정상이라고 판단되는 구역의 서브 센서들(200)이 해당 위치에서의 센싱 신호를 측정한다(단계 S90). On the contrary, when the condition is monitored in real time, in particular, if it is determined that the condition in a specific area inside the
이 후, 상기 해당 구역의 각 위치에서 측정된 서브 센서들(200)의 센싱 신호는, 해당 구역의 내부 센서(210)를 통해, 또는 해당 구역의 무선 수신부(230)로 직접 제공되고, 상기 무선 수신부(230)로부터 전력망 통신을 통해 상기 내부 데이터 수집부(220)로 수집된다(단계 S100). Thereafter, the sensing signals of the
이 후, 상기 동기화 단계(단계 S50), 및 상기 데이터 처리 단계(단계 S60)를 거쳐, 상기 실시간 감시부(330)에서 진동 특성을 모니터링 하게 된다(단계 S70). Thereafter, through the synchronization step (step S50) and the data processing step (step S60), the real-
즉, 도 8a에 도시된 바와 같이, 실시간으로 진동 상태를 모니터링한 결과, 상기 선박(1)의 내부의 특정 구역(A)에서의 상태가 비정상이라고 판단되면, 해당 구역(A)에 대한 서브 센서들을 이용한 센싱 결과를 통해, 도 8b에 도시된 바와 같이, 해당 구역(A)의 진동 상태를 보다 상세하게 도출하여 이를 모니터링할 수 있다. That is, as shown in FIG. 8A, as a result of monitoring the vibration condition in real time, if it is determined that the condition in the specific area A inside the
이러한, 실시간 감시를 수행함으로써, 실제 선박(1)의 외부 또는 내부의 각 구역들에서 상태 이상을 실시간으로 진단하며, 필요한 경우, 특히 내부의 특정 공간에 대한 보다 상세한 상태 이상을 실시간으로 진단할 수 있으며, 이러한 실시간 상태 이상이 진단됨과 동시에 해당 구역에 대한 안전성 검사 및 수리 등을 수행할 수 있고, 이를 통해 선박의 안전성, 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. By performing such real-time monitoring, it is possible to diagnose condition abnormalities in real time in each area outside or inside of the
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 선박의 내부의 각 구역들에서 밀폐된 공간으로 인해 무선 통신이 어려운 문제를 해결하여, 내부의 각 구역들에 기 설치된 전력망을 이용하여 전력망 통신으로 데이터를 전송함으로써, 선박 내부의 각 구역들로부터 선박의 모니터링에 필요한 센싱 데이터를 획득할 수 있으며, 이를 통해 선박의 내부의 각 구역들에 대한 모니터링 및 감시가 가능하다. According to the embodiments of the present invention as described above, by solving the problem that wireless communication is difficult due to the airtight space in each of the inner zones of the ship, the power grid communication is performed using the power grid already installed in each of the inner zones. By transmitting data, it is possible to obtain sensing data necessary for monitoring of the ship from each zone inside the ship, and through this, monitoring and monitoring of each zone inside the ship is possible.
다만, 선박의 외부에서는 무선 통신을 통해 데이터 전송이 가능하며, 이는 전력망 통신으로 전송되는 데이터와는 동기화가 어려우므로, 데이터 통합모듈을 통해, 상기 데이터들을 동기화하여, 처리함으로써, 선박의 외부 및 내부의 각 구역들에서의 진동 특성과 같은 선박 상태에 대한 실시간 모니터링을 구현할 수 있다. However, data transmission is possible from the outside of the ship through wireless communication, which is difficult to synchronize with the data transmitted through the power network communication, so the data is synchronized and processed through the data integration module, thereby It is possible to implement real-time monitoring of ship conditions such as vibration characteristics in each of the areas.
특히, 선박의 내부의 각 구역은 선박의 특성상 서로 밀폐되도록 설계되지만, 각 구역에 전력망은 제공되고 있으므로, 상기와 같은 데이터 전송 및 통합을 구현할 수 있으며, 새로 설계되는 선박에서 내부의 구역에 대한 데이터 전송을 위한 별도의 유선 통신망을 설치하지 않을 수 있으며, 기 제작된 선박에서도 데이터 전송을 수행할 수 있어, 상기 실시간 모니터링 시스템을 구현하기 위한 시간이나 비용을 절약할 수 있다. In particular, each zone inside the ship is designed to be sealed to each other due to the characteristics of the ship, but since the power grid is provided for each zone, the above data transmission and integration can be implemented, and the data on the interior zone in the newly designed ship A separate wired communication network for transmission may not be installed, and data transmission can be performed even on a pre-manufactured ship, thereby saving time or cost for implementing the real-time monitoring system.
이 경우, 선박의 내부의 각 구역에는 내부 센서가 구비되어, 해당 구역의 진동 특성에 대한 대표 센싱 신호를 측정하여 제공하되, 해당 구역의 진동 특성에 이상이 발견되는 경우, 해당 구역에 복수개가 구비되는 서브 센서들을 통해 진동 특성에 대한 상세 센싱 신호를 측정하여 제공할 수 있다. 이에, 평상시에는 내부 센서를 이용한 전체적인 내부 구역의 모니터링을 통해 전력 소모를 최소화하며 측정 데이터의 량을 최소화할 수 있으며, 특정 이상이 발생되는 경우 선택에 따라 해당 구역에 대한 상세 정보를 서브 센서를 통해 획득할 수 이으므로, 보다 정확하고 정밀한 모니터링을 수행할 수 있다. In this case, each zone inside the ship is equipped with internal sensors to measure and provide representative sensing signals for the vibration characteristics of the zone, but if an abnormality in the vibration characteristics of the zone is found, a plurality of them are provided in the zone. Detailed sensing signals for vibration characteristics may be measured and provided through sub-sensors. Therefore, it is possible to minimize power consumption and minimize the amount of measurement data through monitoring of the entire internal area using an internal sensor in normal times, and when a specific abnormality occurs, detailed information about the area can be selected through a sub-sensor. Because it can be obtained, more accurate and precise monitoring can be performed.
한편, 상기 서브 센서들은 상기 내부 센서와 해당 구역에서는 무선 통신을 통한 데이터 전송이 가능하므로, 해당 구역의 다양한 위치에 내부 센서를 설치할 수 있는 것은 물론, 측정 데이터를 보다 효과적으로 전송할 수 있다. Meanwhile, since the sub-sensors can transmit data through wireless communication between the internal sensor and the corresponding area, the internal sensor can be installed at various locations in the corresponding area, as well as the measurement data can be more effectively transmitted.
이와 같이, 선박의 내부 및 외부의 각 구역들에 대한 개별적인 진동 특성과 같은 선박 상태의 정보를 획득하여, 이를 하나의 실시간 감시 시스템으로 통합 및 관리할 수 있으므로, 특정 구역에서의 진동 이상 등의 문제를 즉각 감지하여 문제를 해결할 수 있으므로, 선박의 안전성, 신뢰성 및 내구성을 보다 향상시킬 수 있다. In this way, it is possible to acquire information on the condition of the ship, such as individual vibration characteristics for each zone inside and outside the ship, and integrate and manage it into one real-time monitoring system, so problems such as vibration abnormalities in a specific area Since the problem can be solved by immediately sensing, the safety, reliability, and durability of the ship can be further improved.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.
1 : 선박
10 : 내부 구역
20 : 외부 구역
100 : 통합 관리 시스템
110 : 외부 센서들
120 : 외부 데이터 수집부
200 : 서브 센서들
210 : 내부 센서들
220 : 내부 데이터 수집부
230 : 무선 수신부
240 : 통신 모듈
250 : 전원 라인
260 : 통합 수신부
270 : 전력망 통신모듈
300 : 데이터 통합모듈
310 : 데이터 통합부
320 : 신호 처리부
330 : 실시간 감시부1: ship 10: inner zone
20: outer zone 100: integrated management system
110: external sensors 120: external data collection unit
200: sub-sensors 210: internal sensors
220: internal data collection unit 230: wireless receiver
240: communication module 250: power line
260: integrated receiver 270: power network communication module
300: data integration module 310: data integration unit
320: signal processing unit 330: real-time monitoring unit
Claims (15)
상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 수집하는 외부 데이터 수집부;
선박 내부의 각 구역들에 각각 위치하여 센싱 신호를 측정하는 복수의 내부 센서들;
상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 수집하는 내부 데이터 수집부; 및
상기 외부 데이터 수집부에서 수집한 센싱 신호들과 상기 내부 데이터 수집부에서 수집한 센싱 신호들을 동기화하여 통합하는 데이터 통합모듈을 포함하는 통합 관리 시스템. A plurality of external sensors respectively located in each area outside the ship to measure a sensing signal;
An external data collection unit collecting sensing signals measured in each of the external areas;
A plurality of internal sensors respectively positioned in each area of the ship to measure a sensing signal;
An internal data collection unit that collects sensing signals measured in each of the inner regions; And
Integrated management system comprising a data integration module for synchronizing and integrating sensing signals collected by the external data collection unit and the sensing signals collected by the internal data collection unit.
상기 선박 내부의 각 구역들 마다 복수개가 위치하여 센싱 신호를 측정하는 복수의 서브 센서들을 더 포함하고,
상기 서브 센서들에서 측정된 센싱 신호들은 해당 구역의 내부 센서로 제공되는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 1,
Further comprising a plurality of sub-sensors for measuring a sensing signal by a plurality of locations for each zone inside the ship,
The integrated management system, characterized in that the sensing signals measured by the sub-sensors are provided to an internal sensor of a corresponding area.
상기 내부 센서는 상기 선박 내부의 각 구역에 1개가 구비되며,
상기 서브 센서는 상기 선박 내부의 각 구역마다 적어도 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 2,
One internal sensor is provided in each zone inside the ship,
The integrated management system, characterized in that at least two sub-sensors are provided for each zone inside the ship.
상기 내부 센서는 상기 선박 내부의 각 구역의 대표 센싱 신호를 측정하며,
상기 서브 센서들은 상기 선박 내부의 각 구역에서의 상세 센싱 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 3,
The internal sensor measures a representative sensing signal of each zone inside the ship,
The sub-sensors measure detailed sensing signals in each zone inside the ship.
상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 무선 통신망을 이용하여 수집하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 1, wherein the external data collection unit,
Integrated management system, characterized in that collecting the sensing signals measured in each of the outer zones using a wireless communication network.
상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호들을 상기 내부 데이터 수집부로 수집시키는 전력망 통신(power line communication: PLC) 모듈을 더 포함하는 통합 관리 시스템. The method of claim 5,
Integrated management system further comprising a power line communication (PLC) module for collecting the sensing signals measured in each of the inner zones to the internal data collection unit.
상기 외부 데이터 수집부 및 상기 내부 데이터 수집부에서 수집한 센싱 신호들을 동기화하는 데이터 통합부;
상기 동기화된 센싱 신호들을 데이터 처리하는 신호 처리부; 및
상기 처리된 데이터를 바탕으로 상기 선박의 외부 및 내부의 각 구역들에 대하여 실시간으로 상태를 모니터링하는 실시간 감시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 6, wherein the data integration module,
A data integration unit for synchronizing sensing signals collected by the external data collection unit and the internal data collection unit;
A signal processing unit that processes the synchronized sensing signals; And
An integrated management system comprising a real-time monitoring unit for monitoring conditions in real time for each zone outside and inside of the ship based on the processed data.
상기 내부 센서들의 센싱 신호를 무선으로 수신하는 무선 수신부;
상기 무선 수신부에 전기적으로 연결되는 통신 모듈; 및
상기 통신 모듈과 전원 라인을 통해 연결되어 상기 센싱 신호를 통합 수신하는 통합 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 6, wherein the power grid communication module,
A wireless receiver for wirelessly receiving sensing signals from the internal sensors;
A communication module electrically connected to the wireless receiver; And
And an integrated reception unit connected to the communication module through a power line to receive the sensing signal.
상기 선박 내부의 각 구역들마다 구비되며, 각 구역의 콘센트에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 8, wherein the wireless receiver, and the communication module,
An integrated management system, characterized in that provided for each zone inside the ship and electrically connected to an outlet in each zone.
상기 전원 라인은, 상기 선박 내부의 각 구역들에 기 설치된 전원 라인이고,
상기 기 설치된 전원 라인은 상기 통합 수신부로 통합되어 연결되는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 9,
The power line is a power line previously installed in each zone inside the ship,
The integrated management system, characterized in that the pre-installed power line is integrated and connected to the integrated receiving unit.
상기 선박 내부에서 서로 무선 통신이 차단되도록 밀폐되는 선실, 객실, 기관실 및 화물실을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리 시스템. The method of claim 1, wherein each of the zones inside the ship,
An integrated management system comprising a cabin, a cabin, an engine room, and a cargo room that are sealed so as to block wireless communication with each other inside the ship.
상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호를 전송받아 이를 수집하는 단계;
복수의 내부 센서들이 선박 내부의 각 구역에서의 센싱 신호를 측정하는 단계;
상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호를 전송받아 이를 수집하는 단계; 및
상기 수집된 외부의 각 구역에서의 센싱 신호와, 상기 내부의 각 구역에서의 센싱 신호를 동기화하여 통합하는 단계를 포함하는 통합 관리방법. A plurality of external sensors measuring a sensing signal in each zone outside the ship;
Receiving and collecting sensing signals measured in each of the external areas;
Measuring a sensing signal in each zone inside the ship by a plurality of internal sensors;
Receiving and collecting sensing signals measured in each of the inner regions; And
And synchronizing and integrating the collected sensing signals in each of the external zones and the sensing signals in each of the internal zones.
상기 내부의 각 구역의 상태가 비정상인 경우, 해당 구역의 복수의 서브 센서들이 센싱 신호를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 센싱 신호를 전송받아 이를 수집하는 단계를 더 포함하는 통합 관리방법. The method of claim 12,
Measuring a sensing signal by a plurality of sub-sensors of the corresponding area when the state of each area inside the area is abnormal; And
The integrated management method further comprising receiving the measured sensing signal and collecting it.
상기 외부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호는 무선 통신망을 이용하여 수집하고,
상기 내부의 각 구역들에서 측정된 센싱 신호는 전력망 통신을 이용하여 수집하는 것을 특징으로 하는 통합 관리방법. The method of claim 12,
The sensing signals measured in each of the external areas are collected using a wireless communication network,
The integrated management method, characterized in that the sensing signals measured in each of the inner zones are collected using power network communication.
상기 수집된 외부의 각 구역에서의 센싱 신호와, 상기 내부의 각 구역에서의 센싱 신호를 동기화하는 단계;
상기 동기화된 센싱 신호를 데이터 처리하는 단계; 및
상기 처리된 데이터를 바탕으로 상기 선박의 외부 및 내부의 각 구역들에 대하여 실시간으로 상태를 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 관리방법. The method of claim 12, wherein synchronizing and integrating the sensing signal comprises:
Synchronizing the collected sensing signals in each of the outer zones and the sensing signals in each of the inner zones;
Data processing the synchronized sensing signal; And
And monitoring the status of each zone outside and inside of the ship based on the processed data in real time.
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KR101828758B1 (en) | 2014-09-08 | 2018-02-12 | 에니람 오와이 | A sensor device for providing marine vessel data |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
X601 | Decision of rejection after re-examination |