KR20220074439A - 선박의 항로를 결정하는 서버 및 방법 - Google Patents

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Abstract

선박의 항로를 결정하는 항로 결정 서버는 복수의 웨이포인트(WayPoint)에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스, 복수의 웨이포인트에 대한 정보에 포함된 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 각 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 네트워크 그래프 생성부, 사용자 단말로부터 출발지 및 목적지에 대한 정보를 수신하는 항구 정보 수신부, 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 복수의 네트워크 그래프 중 하나를 선택하는 네트워크 그래프 선택부 및 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 항로 정보 전송부를 포함할 수 있다.

Description

선박의 항로를 결정하는 서버 및 방법{METHOD AND SERVER FOR PROVIDING COURSE INFORMATION OF VESSEL}
본 발명은 선박의 항로를 결정하는 서버 및 방법에 관한 것이다.
선박 항로 문제(Ship Routing Problem)는 기본적으로 경로 최적화 문제로써 이를 해결하기 위한 다양한 알고리즘들이 제시되어 왔다. 예를 들어, 대표적으로 해양 경로 탐색을 위해 TREAD(Traffic Route Extraction and Anomaly Detection) 알고리즘있다.
또한, AIS(Automatic Identication System) 기술을 활용하여 기록된 선박 위치 데이터를 비지도 학습하고 이를 통해 효과적인 선박 이동 경로를 예측하고 위험성이 높은 위치를 분류하는 방법이 있다. 이러한 방법은 통상적으로 선박들이 많이 다니는 경로를 분석함으로써 안전한 경로를 탐색하고 이를 추천하는데 유용하지만, 최적의 경로를 제공하지 않을 뿐만 아니라, 달라지는 날씨 및 조류 정보를 반영하지 못한다는 단점이 있다.
한편, SPEA2(Strength Pareto Evolutionary Algorithm) 최적화 알고리즘을 사용하여 선박 항로 최적화 문제를 접근하는 방법이 있었는데 SPEA2 최적화 알고리즘은 다중 목표 최적화 문제를 해결하기 위해 고안된 알고리즘으로 최단 시간이 걸리는 경로뿐만 아니라 연료 소모 및 난파 위험도까지 고려하여 다중목표에 최적화된 경로를 탐색하는 알고리즘이다. 이러한, SPEA2 최적화 알고리즘은 날씨 정보를 반영해서 해풍과 조류를 고려한 여러 조건 하에서 최적의 경로들을 탐색하는 알고리즘이지만, 첫 경로들 집합을 계산하는데 상당한 시간이 소요되어 실제 선상에서 사용하기에는 한계가 있다.
또한, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 활용하여 선박의 최단 경로 문제를 해결하려는 시도도 있다. 그러나, 다익스트라 알고리즘은 짧은 거리의 선박 항로만을 계산할 수 있고, 날씨나 조류 정보를 고려할 경우 계산이 너무 복잡해져서 실제로 사용하기 어려운 수준이다.
나아가, 최근에는 다익스트라 알고리즘이 발전된 버전인 A* 알고리즘을 개선하여 해류, 해상 트래픽, 정박 등을 고려한 최적화 경로 탐색 방법이 제안되었다. A* 알고리즘을 이용함으로써 최적의 경로 계산에 대한 효율성이 달성되었지만, A* 알고리즘을 이용한 최적화 경로 탐색 방법은 복잡한 해상 상황을 고려한 경로 최적화라기 보단 단거리 경로에서 충돌 위험, 트래픽, 정박 등의 리스크 최소화의 관점이 고려되었고, 시뮬레이션 역시 굉장히 짧은 구간에서만 이루어져 장거리 운항에 대한 확장 가능성이 낮다.
한국등록특허공보 제10-1556723호 (2015.09.23 공개)
본 발명은 해양 기상 데이터를 활용한 인공지능 기반의 선박항로 최적화 서비스를 제공하기 위해 기존의 A* 알고리즘을 이용한 경로 계산에 날씨 및 해풍 정보, 조류 정보를 대입하여 개선된 A* 알고리즘을 도출하고, 개선된 A* 알고리즘을 이용하여 최적의 선박 항로를 제공하고자 한다.
구체적으로, 본 발명은 복수의 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성하고, 생성된 복수의 네트워크 그래프를 이용하여 최적의 선박 항로를 사용자 단말에게 추천할 수 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 선박의 항로를 결정하는 항로 결정 서버는 복수의 웨이포인트(WayPoint)에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스; 상기 복수의 웨이포인트에 대한 정보에 포함된 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 각 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 네트워크 그래프 생성부; 사용자 단말로부터 출발지 및 목적지에 대한 정보를 수신하는 항구 정보 수신부; 상기 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 상기 복수의 네트워크 그래프 중 하나를 선택하는 네트워크 그래프 선택부; 및 상기 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 항로 정보 전송부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 항로 결정 서버에 의해 수행되는 선박의 항로를 결정하는 방법은 복수의 웨이포인트(WayPoint)에 대한 정보를 저장하는 단계; 상기 복수의 웨이포인트에 대한 정보에 포함된 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 각 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 단계; 사용자 단말로부터 출발지 및 목적지에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 상기 복수의 네트워크 그래프 중 하나를 선택하는 단계; 상기 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 복수의 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성하고, 생성된 복수의 네트워크 그래프를 이용하여 최적의 선박 항로를 사용자 단말에게 추천할 수 있다. 또한, 본 발명은 출발지에서 목표지까지의 방향을 설정해 불필요한 부분에서의 탐색을 최소화하면서 최단 경로의 탐색을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 항로 결정 서버의 블록도이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터베이스에 저장된 복수의 웨이포인트(WayPoint)에 대한 정보를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 선박의 항로 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 항로 결정을 위한 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 선박의 항로를 결정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 항로 결정 서버(10)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 항로 결정 서버(10)는 데이터베이스(100), 네트워크 그래프 생성부(110), 항구 정보 수신부(120), 네트워크 그래프 선택부(130) 및 항로 정보 전송부(140)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 항로 결정 서버(10)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
이하에서는 도 2a 내지 도 4b를 함께 참조하여 도 1을 설명하기로 한다.
데이터베이스(100)는 공공 및 민간에서 제공되는 전 세계 해상에 대한 해상 구역별 해상의 해류, 깊이 및 파고, 풍속, 풍력 등을 포함하는 해상 기상 정보를 수집하여 저장할 수 있다.
데이터베이스(100)는 복수의 웨이포인트(WayPoint)에 대한 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 복수의 웨이포인트는 복수의 선박이 운항 가능한 복수의 항로에서 교차하는 지점 또는 항로 상의 유의미한 지점을 의미한다. 이러한, 복수의 웨이포인트는 예를 들어, 해상 구역 간에 항해 시에 선박이 지나가는 지점으로서 신규 항구가 건설되거나 신규 항로가 개척되거나, 해상에 인공물 등의 설치로 인해 변경될 수 있다.
예를 들어, 도 2a를 참조하면, 데이터베이스(100)는 각 웨이포인트 각각에 대한 위도 데이터 및 경로 데이터를 저장하고, 각 웨이포인트별 연결된 인접 웨이포인트 리스트를 저장할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스(100)는 1번 웨이포인트에 대한 위도 데이터 및 경로 데이터를 저장하고, 1번 웨이포인트와 인접한 2번 웨이포인트, 3번 웨이포인트, 6번 웨이포인트를 1번 웨이포인트와 매핑하여 저장할 수 있다.
정보 가공부(미도시)는 데이터베이스(100)에 저장된 각 웨이포인트별로 연결된 인접 웨이포인트 리스트를 멜트(melt) 기법을 통해 각 연결된 웨이포인트에 대한 정보로 세분화하고, 추후 데이터 활용을 위해 가공할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 데이터베이스(100)는 각 웨이포인트별로 연결된 다른 웨이포인트 간의 거리값, 연결된 다른 웨이포인트에 대한 위도 데이터 및 경로 데이터, 웨이포인트들 간에 연결된 연결선 정보(엣지 정보)를 포함하는 관계 정보를 각 웨이포인트별로 저장할 수 있다. 여기서, 두 개의 웨이포인트 간의 거리값은 두 개의 웨이포인트 각각의 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 기정의된 거리 계산 함수를 통해 계산될 수 있다. 이 때, 기정의된 거리 계산 함수는 다음과 같이 정의될 수 있다.
<기정의된 거리 계산 함수>
Figure pat00001
예를 들어, 데이터베이스(100)는 1번 웨이포인트 및 1번 웨이포인트와 연결된 2번 웨이포인트 간의 거리값, 1번 웨이포인트 및 2번 웨이포인트 간의 엣지 정보, 2번 웨이포인트에 대한 위도 데이터 및 경로 데이터를 1번 웨이포인트에 매핑하여 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스(100)는 1번 웨이포인트 및 1번 웨이포인트와 연결된 3번 웨이포인트 간의 거리값, 1번 웨이포인트 및 3번 웨이포인트 간의 엣지 정보, 3번 웨이포인트에 대한 위도 데이터 및 경로 데이터를 1번 웨이포인트에 매핑하여 저장할 수 있다.
한편, 보통 소프트웨어 등에서 네트워크 그래프를 그릴 때에는 각 노드가 상대 노드와 연결되어 있는지, 아니면 연결되어 있지 않은지를 나타내는 관계 매트릭스(또는 인접(Adjacency) 매트릭스)를 사용하는 경우가 많다. 따라서, 각 노드가 어떤 노드와 연결되어 있는지 여부를 관계 매트릭스로 표현해준 다음 예를 들어, 파이썬 프로그램을 활용하여 관계 매트릭스를 네트워크 그래프로 표현할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 관계 매트릭스 정보 생성부(미도시)는 데이터베이스(100)에 저장된 관계 정보를 이용하여 각 웨이포인트별로 다른 웨이포인트와 연결되어 있는지 여부를 나타내는 관계 매트릭스(Relation Matrix) 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 관계 매트릭스 정보를 통해 만들어진 각 웨이포인트가 노드가 되고, 각 웨이포인트 간의 연결선이 엣지가 되는 네트워크 그래프가 생성될 수 있다.
네트워크 그래프 생성부(110)는 데이터베이스(100)에 저장된 관계 정보 및 관계 매트릭스 정보를 이용하여 각 웨이포인트별로 연결된 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성할 수 있다.
도 3를 함께 참조하면, 네트워크 그래프 생성부(110)는 각 웨이포인트별로 복수의 웨이포인트에 대한 정보에 포함된 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 각 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성할 수 있다.
여기서, 네트워크 그래프를 구성하는 복수의 웨이포인트 각각은 노드이고, 각 노드를 연결하는 연결선은 엣지이다. 즉, 네트워크 그래프 생성부(110)는 노드 및 엣지를 포함하는 네트워크 그래프를 생성할 수 있다.
네트워크 그래프 생성부(110)는 각 웨이포인트별로 연결된 웨이포인트 각각의 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 웨이포인트 간의 거리를 계산하고, 계산된 웨이포인트 간의 거리에 기초하여 네트워크 그래프를 생성할 수 있다.
예를 들어, 1번 웨이포인트와 연결된 웨이포인트가 2번 웨이포인트, 3번 웨이포인트, 6번 웨이포인트인 경우, 네트워크 그래프 생성부(110)는 데이터베이스(100)에 저장된 관계 정보 및 관계 매트릭스 정보를 이용하여 1번 웨이포인트, 2번 웨이포인트, 3번 웨이포인트 및 6번 웨이포인트를 연결하는 거리값을 계산하고, 계산된 거리값에 기초하여 1번 웨이포인트, 2번 웨이포인트, 3번 웨이포인트 및 6번 웨이포인트를 연결하는 제 1 네트워크 그래프를 생성할 수 있다.
네트워크 그래프 생성부(110)는 그래프 경로 최적화 문제로 항로 문제를 변경한 후, 최적화 알고리즘을 사용하여 각 웨이포인트별로 연결된 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성할 수 있다.
네트워크 그래프 생성부(110)는 공공 및 민간에서 제공되는 전 세계 해상의 해류, 깊이, 기상에 대한 기상 정보를 활용하여 각 웨이포인트별로 연결된 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성할 수 있다.
네트워크 그래프 생성부(110)는 계산된 웨이포인트 간의 거리에 기초하여 웨이포인트 간의 엣지에 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 그래프 생성부(110)는 계산된 웨이포인트 간의 거리가 클수록 선박이 운항하는데 소비되는 연료 사용량 및 항해 소요 시간이 높으므로 해당 웨이포인트 간의 엣지에 제 1 가중치를 부여할 수 있다. 네트워크 그래프 생성부(110)는 계산된 웨이포인트 간의 거리가 작을수록 선박이 운항하는데 소비되는 연료 사용량 및 항해 소요 시간이 줄어들므로 해당 웨이포인트 간의 엣지에 제 1 가중치보다 큰 제 2 가중치를 부여할 수 있다. 다른 예로, 네트워크 그래프 생성부(110)는 해상 기상 정보에 기초하여 계산된 웨이포인트 간의 엣지에 서로 다른 추가 가중치를 부여하거나 가중치를 조정할 수도 있다.
여기서, 각 웨이포인트(노드) 간 엣지에 부여된 가중치는 개선된 A* 알고리즘(최적화된 항로 도출 알고리즘)의 휴리스틱(heuristic) 거리로 활용될 수 있다. 즉, 각 웨이포인트 간 엣지에 부여된 가중치는 각 웨이포인트 각각의 위도 데이터 및 경도 데이터를 이용하여 산출된 휴리스틱 거리를 의미할 수 있다.
네트워크 그래프 생성부(110)는 해상에 대한 해상 기상 정보(예컨대, 해풍, 해류, 파도의 속도 및 방향에 대한 정보 등)를 기존 A* 알고리즘에 반영함으로써 개선된 A* 알고리즘(최적화된 항로 도출 알고리즘)을 도출할 수 있다.
여기서, A* 알고리즘은 다음과 같이 정의될 수 있다.
< A* 알고리즘>
Figure pat00002
A* 알고리즘은 먼저 Openlist 상에서 목표 지점까지 예상 거리(즉, cost + heuristic function이 합쳐진 f(x))가 가장 최소인 노드를 고른다. 여기서, Openlist는 경로 상에서 가능한 모든 노드들을 추가해놓은 리스트이고, 예상 거리 함수 f(x)는 현재까지 거쳐온 경로들의 거리 소모값들의 합에 해당되는 cost function인 g(x)와, 현재 지점과 목표 지점까지의 예상 거리에 대한 heruistic function인 h(x)의 합으로써, 출발 항구로부터 도착 항구까지의 전체 경로에 대한 예상 거리 및 연료 소모값을 의미한다. 만약 그 노드가 도착지점 노드이면 경로 찾기가 모두 완료되었다는 의미이므로 해당 알고리즘은 종료되고, 도착지점이 아니라면 경로 중간이라는 의미이므로 해당 노드를 경로 찾기를 시도한 노드들의 리스트인 Closelist에 추가된다. 해당 노드에 인접한 노드들 중, Closelist에 소속되지 않은 노드들은 가능한 경로 중 하나이므로, Openlist에 추가하고, 해당 인접 노드들의 도착지점까지의 예상거리 f(x)를 계산한다. 만약 인접 노드가 이미 Openlist에 있었는데, 계산된 f(x) 값이 더 작다면, 지금의 경로가 더욱 최적이라는 뜻이므로 f(x) 값을 업데이트하고, 인접 노드와 해당 노드를 Parent-Child 관계로 연결한다. 위와 같은 단계로 경로 찾기가 완료될 때까지 반복하면 A* 알고리즘에 따른 최적화 경로가 도출된다.
또한, 네트워크 그래프 생성부(110)는 복수의 네트워크 그래프에 대응되는 복수의 항로별로 예상되는 항해 소요 시간 및 연료 사용량을 개선된 A* 알고리즘에 반영할 수 있다. 이를 통해, 개선된 A* 알고리즘을 이용하여 최적화된 항로를 도출할 수 있다.
데이터베이스(100)는 네트워크 그래프 생성부(110)에 의해 생성된 복수의 네트워크 그래프를 저장하고, 각 네트워크 그래프별로 각 네트워크 그래프와 관련된 관계 정보 및 각 네트워크 그래프에 포함된 복수의 웨이포인트 간의 거리 및 엣지 정보를 매핑하여 저장할 수 있다.
항구 정보 수신부(120)는 사용자 단말로부터 선박의 출발지 및 목적지에 대한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 선박의 출발지 정보에는 선박이 출발하는 출발지 항구에 해당하는 항구명 또는 출발지 항구가 위치하는 위경도 정보가 포함되고, 선박의 목적지 정보에는 선박이 도착하는 목적지 항구에 해당하는 항구명 또는 목적지 항구가 위치하는 위경도 정보가 포함될 수 있다.
네트워크 그래프 선택부(130)는 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 복수의 네트워크 그래프 중 하나를 선택할 수 있다.
예를 들어, 네트워크 그래프 선택부(130)는 데이터베이스(100)에 저장된 복수의 네트워크 그래프와 관련된 관계 정보를 이용하여 출발지 정보에 대응하는 웨이포인트 및 목적지 정보에 대응하는 웨이포인트에 대한 정보를 검색할 수 있다. 또한, 네트워크 그래프 선택부(130)는 데이터베이스(100)에 저장된 복수의 네트워크 그래프 중 검색된 출발지 정보에 대응하는 웨이포인트 및 목적지 정보에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프를 선택할 수 있다.
예를 들어, 도 4a를 참조하면, 출발지 정보에 대응하는 웨이포인트가 11번 웨이포인트이고, 목적지 정보에 대응하는 웨이포인트가 2374번 웨이포인트인 경우, 네트워크 그래프 선택부(130)는 데이터베이스(100)에 저장된 복수의 네트워크 그래프 중 11 번 웨이포인트를 출발지로하고 2374번 웨이포인트를 목적지로 하는 네트워크 그래프를 검색하고, 검색된 네트워크 그래프에 포함된 복수의 웨이포인트 간의 거리값과 함께 검색된 네트워크 그래프에 포함된 각 웨이포인트의 위도 데이터 및 경로 데이터를 검색할 수 있다.
네트워크 그래프 선택부(130)는 출발지에 대응하는 웨이포인트 및 목적지에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프에 포함된 복수의 엣지의 가중치에 기초하여 최단 경로를 갖는 네트워크 그래프를 선택할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 그래프 선택부(130)는 최단 경로 탐색 알고리즘(예컨대, A* 알고리즘)을 이용하여 최단 경로를 갖는 네트워크 그래프를 검색할 수 있다.
네트워크 그래프 선택부(130)는 출발지에 대응하는 웨이포인트 및 목적지에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프에 대하여 각 네트워크 그래프별로 예상되는 항해 소요 시간 및 연료 사용량 정보를 계산할 수 있다.
네트워크 그래프 선택부(130)는 출발지에 대응하는 웨이포인트 및 목적지에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프 중 기설정된 임계값 이하인 거리값을 갖는 네트워크 그래프를 추출하고, 추출된 적어도 하나의 네트워크 그래프에 대한 항해 소요 시간 및 연료 사용량 정보에 기초하여 최적의 네트워크 그래프를 선택할 수 있다.
네트워크 그래프 선택부(130)는 출발지에 대응하는 웨이포인트 및 목적지에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프 중 기설정된 임계값 이하인 거리값을 갖는 네트워크 그래프를 추출하고, 추출된 네트워크 그래프에 대응하는 항로 상의 해상 기상 정보에 기초하여 추출된 네트워크 그래프 중 최적의 네트워크 그래프를 선택할 수 있다. 여기서, 해상 기상 정보는 예를 들어, 파고, 파향, 풍향, 표면압, 너울(swell) 높이, 너울 방향, 커런트(current), 열대성 태풍 및 아이스 커버(ice cover) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
네트워크 그래프 선택부(130)는 출발지에 대응하는 웨이포인트 및 목적지에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프 중 기설정된 임계값 이하인 거리값을 갖는 네트워크 그래프를 추출하고, 추출된 네트워크 그래프에 대응하는 항로 상의 해상 트래픽 정보에 기초하여 추출된 네트워크 그래프 중 최적의 네트워크 그래프를 선택할 수 있다.
항로 정보 전송부(140)는 선택된 최단 경로를 갖는 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보를 사용자 단말로 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 참조하면, 항로 정보 전송부(140)는 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로를 지도 UI 상에 표시하여 사용자 단말에게 전송할 수 있다.
여기서, 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보에는 예를 들어, 항로에 따라 예상되는 항해 거리 정보, 항해 시간 정보, 선박의 평균 운항 속도, 선박의 운항에 대한 연료 사용량 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보에는 운항 날짜별 예상 해상 기상 정보, 현재 해상 기상 정보, 해상 트래픽 정보, 항로 상의 해상의 깊이 정보 등이 포함될 수 있다.
예를 들면, 기상 예보 정보 제공부(미도시)는 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보에 포함된 정보 중 사용자 단말에 의해 선택된 기상 예보 정보를 지도의 해상에 반영하여 사용자 단말에게 제공할 수 있다.
예를 들면, 사용자 단말에서 해상의 파고에 대한 정보를 요청한 경우, 기상 예보 정보 제공부(미도시)는 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로 상에 대하여 해수면의 색상 변화로 현재 파도의 높이 정보를 반영한 지도를 사용자 단말에게 제공할 수 있다. 사용자 단말에서 해상의 파향 또는 풍향에 대한 정보를 요청한 경우, 기상 예보 정보 제공부(미도시)는 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로 상에 대하여 지도의 해상에 파도가 진행하는 방향 또는 바람의 방향 정보를 표시하여 사용자 단말에게 제공할 수 있다.
기상 예보 정보 제공부(미도시)는 사용자 단말에 의해 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보에 기초하여 항로에 대한 적어도 하나의 기상 예보 정보의 요약 정보를 사용자 단말에게 제공하고, 사용자 단말로부터 항로에 대한 기상 예보 정보의 상세 정보 요청을 수신하면, 사용자 단말에게 기상 예보 정보의 상세 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 항로에 대한 기상 예보 정보의 요약 정보는 예를 들어, 출발지 및 목적지 각각에 대응하는 항구의 위치가 표시된 지도와 항로 상의 날짜별 바람 및 파도 세기 정보를 포함할 수 있다. 항로에 대한 기상 예보 정보의 상세 정보는 출발지 및 목적지에 대응하는 항구명, 위경도, 항구의 국가 정보, 로컬 시간 정보 등을 포함하는 항구 상세 정보, 날짜별 항로 상의 바람의 방향 및 속도를 포함하는 바람 기상 정보, 날짜별 파도의 진행 방향 및 파도의 높이를 포함하는 파도 기상 정보 및 출발지 및 목적지에 대응하는 항구의 현재 가시 거리 정보를 포함하는 가시 기상 정보를 포함할 수 있다.
한편, 당업자라면, 데이터베이스(100), 네트워크 그래프 생성부(110), 항구 정보 수신부(120), 네트워크 그래프 선택부(130) 및 항로 정보 전송부(140) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 항로 결정을 위한 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단계 S501에서 항로 결정 서버(10)는 복수의 웨이포인트에 대한 정보를 데이터베이스(100)에 저장할 수 있다. 여기서, 복수의 웨이포인트에 대한 정보는 웨이포인트의 위도 데이터 및 경도 데이터를 포함할 수 있다.
단계 S503에서 항로 결정 서버(10)는 복수의 웨이포인트에 대한 정보에 포함된 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 각 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성할 수 있다. 이 때, 각 웨이포인트별로 생성된 복수의 네트워크 그래프는 데이터베이스(100)에 저장될 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S501 내지 S503는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 선박의 항로를 결정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 단계 S601에서 항로 결정 서버(10)는 사용자 단말로부터 출발지 및 목적지에 대한 정보를 수신할 수 있다.
단계 S603에서 항로 결정 서버(10)는 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 데이터베이스(100)에 저장된 복수의 네트워크 그래프 중 하나를 선택할 수 있다.
단계 S605에서 항로 결정 서버(10)는 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보를 사용자 단말에게 전송할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S601 내지 S607은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 항로 결정 서버
100: 데이터베이스
110: 네트워크 그래프 생성부
120: 항구 정보 수신부
130: 네트워크 그래프 선택부
140: 항로 정보 전송부

Claims (12)

  1. 선박의 항로를 결정하는 항로 결정 서버에 있어서,
    복수의 웨이포인트(WayPoint)에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스;
    상기 복수의 웨이포인트에 대한 정보에 포함된 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 각 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 네트워크 그래프 생성부;
    사용자 단말로부터 출발지 및 목적지에 대한 정보를 수신하는 항구 정보 수신부;
    상기 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 상기 복수의 네트워크 그래프 중 하나를 선택하는 네트워크 그래프 선택부; 및
    상기 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 항로 정보 전송부
    를 포함하는 것인, 항로 결정 서버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 웨이포인트 각각은 노드이고, 각 노드를 연결하는 연결선은 엣지이고,
    상기 네트워크 그래프 생성부는 상기 노드 및 엣지를 포함하는 네트워크 그래프를 생성하는 것인, 항로 결정 서버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크 그래프 생성부는
    상기 복수의 웨이포인트 각각의 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 웨이포인트 간의 거리를 계산하고,
    상기 계산된 웨이포인트 간 거리에 기초하여 상기 네트워크 그래프를 생성하는 것인, 항로 결정 서버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 네트워크 그래프 생성부는
    상기 웨이포인트 간의 거리에 기초하여 상기 엣지에 가중치를 부여하는 것인, 항로 결정 서버.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 각 네트워크 그래프별로 각 네트워크 그래프에 포함된 복수의 웨이포인트 간의 거리를 매핑하여 저장하는 것인, 항로 결정 서버.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 네트워크 그래프 선택부는 상기 출발지에 대응하는 웨이포인트 및 상기 목적지에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프에 포함된 복수의 엣지의 가중치에 기초하여 최단 경로를 갖는 네트워크 그래프를 선택하는 것인, 항로 결정 서버.
  7. 항로 결정 서버에 의해 수행되는 선박의 항로를 결정하는 방법에 있어서,
    복수의 웨이포인트(WayPoint)에 대한 정보를 저장하는 단계;
    상기 복수의 웨이포인트에 대한 정보에 포함된 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 각 웨이포인트별로 복수의 다른 웨이포인트를 연결하여 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 단계;
    사용자 단말로부터 출발지 및 목적지에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 출발지 및 목적지에 대한 정보에 기초하여 상기 복수의 네트워크 그래프 중 하나를 선택하는 단계;
    상기 선택된 네트워크 그래프에 대응하는 항로에 대한 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는 것인, 항로 결정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 웨이포인트 각각은 노드이고, 각 노드를 연결하는 연결선은 엣지이고,
    상기 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 단계는
    상기 노드 및 엣지를 포함하는 네트워크 그래프를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 항로 결정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 단계는
    상기 복수의 웨이포인트 각각의 위도 데이터 및 경도 데이터에 기초하여 웨이포인트 간의 거리를 계산하는 단계 및
    상기 계산된 웨이포인트 간 거리에 기초하여 상기 네트워크 그래프를 생성하는 단계를 포함하는 것인, 항로 결정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 네트워크 그래프를 생성하는 단계는
    상기 웨이포인트 간의 거리에 기초하여 상기 엣지에 가중치를 부여하는 단계를 포함하는 것인, 항로 결정 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    각 네트워크 그래프별로 각 네트워크 그래프에 포함된 복수의 웨이포인트 간의 거리를 매핑하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것인, 항로 결정 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 선택하는 단계는
    상기 출발지에 대응하는 웨이포인트 및 상기 목적지에 대응하는 웨이포인트를 포함하는 복수의 네트워크 그래프에 포함된 복수의 엣지의 가중치에 기초하여 최단 경로를 갖는 네트워크 그래프를 선택하는 단계를 포함하는 것인, 항로 결정 방법.
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