KR20230077169A - Lte-m 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치 - Google Patents

Lte-m 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치 Download PDF

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Abstract

LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치가 개시된다. GPS 신호를 수신하여 실시간 위치 정보를 산출하는 GPS 모듈; 상기 GPS 모듈에서 산출된 실시간 위치 정보를 포함하는 조난 신호를 생성하는 조난 신호 생성 모듈; 상기 조난 신호 생성 모듈에서 생성된 조난 신호를 LTE-M 통신망을 통해 e-내비게이션 센터로 실시간 송신하는 LTE-M 통신 모듈; 수압을 측정하는 수압계; 상기 수압계에서 측정된 수압이 소정 수압 이상으로 높아지는 경우 비상 전원을 작동시키는 비상 전원 작동 모듈을 구성한다. 상술한 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치에 의하면, 해상 100 km까지 양방향 통신이 가능한 LTE-M 통신에 기반하여 조난 신호를 송신하도록 구성됨으로써, 기존 AIS 신호의 신호 지연이나 신호 유실 등의 문제점없이 신속하게 구조를 요청할 수 있는 효과가 있다. 또한, VDR 데이터와 승무원 데이터를 조난 신호에 실어 e-내비게이션 센터로 송신함으로써, 선박의 전복이나 침몰 상황에 대해 좀 더 정확하게 알 수 있고, 미리 대처할 수 있는 효과가 있다.

Description

LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치{LTE-M COMMUNICATION-BASED VESSEL AUTOMATIC POSITIONING DEVICE}
본 발명은 선박 자동 위치 발신 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치에 관한 것이다.
도 1은 EPRIB(electronic position indicating radio beacon)의 실물 예시도이다.
EPRIB는 선박의 침몰 또는 조난 시에 수면에 부유하면서 위치 신호를 송신하도록 구성된다.
선박의 침몰지 위치를 알려주어 신속하게 구난을 할 수 있게 되는 장점이 있다.
EPRIB는 수심 4m에서 자동으로 선박에서 이탈하여 수면에 부유하며, 자동으로 조난 신호를 송신한다.
그런데, 기존에는 AIS(automatic identification system) 신호를 이용하여 송신하기 때문에 위치 신호 이외에는 더 이상 많은 정보를 주변에 알릴 수 없으며, 단지 조난 위치와 침몰만을 알릴 수 있을 뿐이다. 그리고 AIS 신호는 그 지연율이 높아 신속하 조난에 한계가 있다.
더군다나, 실제 기존의 EPRIB는 오작동률이 많다는 통계가 있다.
EPRIB의 효과적인 활용도가 낮고, AIS 신호의 한계성으로 인해 충분히 조난을 회피할 수단으로서는 그 기능이 충분하지 않다는 문제점이 있다.
공개특허공보 10-2013-0014701 등록특허공보 10-1145398
본 발명의 목적은 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치는, QR 인식기에서 인식되는 승무원 QR 코드를 이용하여 선박에 승선하는 승무원의 승무원 정보를 실시간으로 자동 등록하여 저장하는 승무원 자동 등록 모듈; 선박 VDR에 저장된 VDR 데이터를 실시간으로 백업하여 저장하는 VDR 실시간 백업 모듈; 수압을 측정하는 수압계; 상기 수압계에서 측정된 수압이 소정 수압 이상으로 높아지는 경우 비상 전원을 작동시키는 비상 전원 작동 모듈; GPS 신호를 수신하여 실시간 위치 정보를 산출하는 GPS 모듈; 상기 승무원 자동 등록 모듈에 저장된 승무원 정보, 상기 VDR 실시간 백업 모듈에 저장된 VDR 데이터 및 상기 GPS 모듈에서 산출된 실시간 위치 정보를 포함하는 조난 신호를 생성하는 조난 신호 생성 모듈; 상기 조난 신호 생성 모듈에서 생성된 조난 신호를 LTE-M 통신망을 통해 e-내비게이션 센터로 실시간 송신하고, 상기 e-내비게이션 센터로부터 음성 신호 및 제어 신호를 수신하는 LTE-M 통신 모듈; 승무원 무전기와 미리 정해진 주파수 대역에서의 무전 음성 통신을 수행하는 무전 통신 모듈; 상기 LTE-M 통신 모듈에서 수신되는 e-내비게이션 센터의 음성 신호를 상기 승무원 무전기로 전달할 수 있도록 통신 방식을 변환하여 상기 무전 통신 모듈로 전달하고, 상기 승무원 무전기의 음성 신호를 상기 e-내비게이션 센터로 전달할 수 있도록 통신 방식을 변환하여 상기 LTE-M 통신 모듈로 전달하는 통신 변환 모듈; 상기 통신 변환 모듈에서 통신 방식을 변환하기 위해 상기 e-내비게이션 센터의 음성 신호 및 상기 승무원 무전기의 음성 신호를 입력 순서에 따라 임시 저장하여 상기 통신 변환 모듈로 FIFO 출력하는 통신 변환 버퍼; 상기 통신 변환 버퍼에 임시 저장된 음성 신호의 양에 따라 상기 e-내비게이션 센터와의 LTE-M 통신 대역폭 추가 할당을 상기 e-내비게이션 센터로 자동 요청하고, 상기 e-내비게이션 센터의 LTE-M 통신 대역폭 추가 할당에 따라 상기 LTE-M 통신 모듈의 LTE-M 통신 대역폭을 자동으로 조정하는 LTE-M 통신 대역폭 자동 조정 모듈; 상기 LTE-M 통신 모듈에서 수신되는 e-내비게이션 센터의 제어 신호에 따라 조명탄 발사를 제어하는 조명탄 발사 제어 모듈; 상기 조명탄 발사 제어 모듈의 제어에 따라 조명탄을 발사하는 조명탄 발사 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치에 의하면, 해상 100 km까지 양방향 통신이 가능한 LTE-M 통신에 기반하여 조난 신호를 송신하도록 구성됨으로써, 기존 AIS 신호의 신호 지연이나 신호 유실 등의 문제점없이 신속하게 구조를 요청할 수 있는 효과가 있다.
또한, VDR 데이터와 승무원 데이터를 조난 신호에 실어 e-내비게이션 센터로 송신함으로써, 선박의 전복이나 침몰 상황에 대해 좀 더 정확하게 알 수 있고, 미리 대처할 수 있는 효과가 있다.
그리고 침몰 후 승무원의 무전기와 e-내비게이션 센터 간에 음성 통신이 가능하도록 통신 변환 및 신호 전달을 하도록 구성됨으로써, 승무원과의 음성 교신에 의해 보다 정확한 상황 파악을 할 수 있는 효과가 있다.
그리고 필요에 따라 e-내비게이션 센터에서 LTE-M 통신에 의해 조명탄을 발사하도록 원격 제어함으로써, 구조대가 보다 쉽게 조난지를 탐색할 수 있게 하는 효과가 있으며, 특히 야간에는 원격 제어에 의해 형광 부유 물질을 수면 상에 방출하도록 구성됨으로써, 구조대가 야간에도 쉽게 침몰지를 찾을 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 EPRIB의 실물 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 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, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치(100)는 승무원 자동 등록 모듈(101), VDR(voyage data recorder) 실시간 백업 모듈(102), 수압계(103), 비상 전원 작동 모듈(104), GPS 모듈(105), 조난 신호 생성 모듈(106), LTE-M 통신 모듈(107), 무전 통신 모듈(108), 통신 변환 모듈(109), 통신 변환 버퍼(110), LTE-M 통신 대역폭 자동 조정 모듈(111), 조명탄 발사 제어 모듈(112), 조명탄 발사 모듈(113)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
승무원 자동 등록 모듈(101)은 QR 인식기(200)에서 인식되는 승무원 QR 코드를 이용하여 선박에 승선하는 승무원의 승무원 정보를 실시간으로 자동 등록하여 저장하도록 구성될 수 있다. QR 인식기(200)는 승무원 스마트폰(10)의 QR 코드를 인식하여 어느 승무원이 탑승하는지를 실시간으로 인식하고, 그 승무원 정보를 블루투스를 통해 승무원 자동 등록 모듈(101)로 송신하도록 구성될 수 있다.
VDR 실시간 백업 모듈(102)은 선박 VDR(20)에 저장된 VDR 데이터를 실시간으로 백업하여 저장하도록 구성될 수 있다.
여기서, VDR 데이터는 선박 위치, 속도, 침로, 선교 근무자 음성, 통신기 음성, 레이더 자료, 수심, 타 조작 내역, 엔진 사용 내역, 풍향, 풍속, 선박 자동 식별 장치(AIS) 관련 데이터 등을 포함할 수 있다.
VDR 데이터는 사고 원인 규명 및 상황 파악에 매우 유효하다.
수압계(103)는 수압을 측정하도록 구성될 수 있다. 선박의 전복이나 침몰로 인해 수면으로 가라앉으면, 수압계(103)에 의해 일정 기준 이상의 수압이 되는지 측정할 수 있다.
비상 전원 작동 모듈(104)은 수압계(103)에서 측정된 수압이 소정 수압 이상으로 높아지는 경우 비상 전원을 작동시키도록 구성될 수 있다. 즉, 평상 시에는 선박의 구동 전원을 이용할 수 있지만, 침몰이나 전복 등의 비상 상황에서는 비상 전원을 작동시킬 수 있다. 즉, 수면으로 어느 정도 가라앉으면 자동으로 비상 전원이 작동된다.
GPS 모듈(105)은 GPS 신호를 수신하여 실시간 위치 정보를 산출하도록 구성될 수 있다.
조난 신호 생성 모듈(106)은 선박의 MMSI(maritime mobile service identity)를 포함하는 조난 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
그리고 조난 신호 생성 모듈(106)은 승무원 자동 등록 모듈(101)에 저장된 승무원 정보, VDR 실시간 백업 모듈(102)에 저장된 VDR 데이터 및 GPS 모듈(105)에서 산출된 실시간 위치 정보를 포함하는 조난 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
LTE-M 통신 모듈(107)은 조난 신호 생성 모듈(106)에서 생성된 조난 신호를 LTE-M 통신망을 통해 e-내비게이션 센터(40)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
또한, LTE-M 통신 모듈(107)은 승무원 무전기(30)의 음성 신호를 e-내비게이션 센터(40)로 송신하며, e-내비게이션 센터(40)로부터 관제자의 음성 신호 및 원격 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
무전 통신 모듈(108)은 승무원 무전기(30)와 미리 정해진 주파수 대역에서의 무전 음성 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 조난 시에는 승무원의 보트와 수면 위의 선박 자동 위치 발신 장치(100)가 다소 떨어져 있을 수 있으며, 이러한 경우에는 일정 거리 내에서는 선박 자동 위치 발신 장치(100)와 승무원 무전기(30) 간에는 무전 통신이 가능하도록 구성될 수 있다.
통신 변환 모듈(109)은 LTE-M 통신 모듈(107)에서 수신되는 e-내비게이션 센터(40)의 음성 신호를 승무원 무전기(30)로 전달할 수 있도록 통신 방식을 LTE-M에서 무전 통신 방식으로 변환하여 무전 통신 모듈(108)로 전달하도록 구성될 수 있다.
또한, 통신 변환 모듈(109)은 승무원 무전기(30)의 음성 신호를 e-내비게이션 센터(40)로 전달할 수 있도록 통신 방식을 무전 통신 방식에서 LTE-M 통신 방식으로 변환하여 LTE-M 통신 모듈(107)로 전달하도록 구성될 수 있다.
통신 변환 버퍼(110)는 통신 변환 모듈(109)에서 통신 방식을 변환하기 위해 e-내비게이션 센터(40)의 음성 신호 및 승무원 무전기(30)의 음성 신호를 입력 순서에 따라 임시 저장하도록 구성될 수 있다. 무전기 통신에서와 같이 양방향 싱글밴드(single band) 방식으로 통신이 가능할 수 있다.
통신 변환 버퍼(110)는 임시 저장된 음성 신호를 통신 변환 모듈(109)로 FIFO(first-in-first-out) 출력하도록 구성될 수 있다.
LTE-M 통신 대역폭 자동 조정 모듈(111)은 통신 변환 버퍼(110)에 임시 저장된 음성 신호의 양에 따라 e-내비게이션 센터(40)와의 LTE-M 통신 대역폭 추가 할당을 e-내비게이션 센터(40)로 자동 요청하도록 구성될 수 있다.
즉, LTE-M 통신 대역폭 자동 조정 모듈(111)은 통신 변환 버퍼(110)의 버퍼 데이터 양을 실시간으로 모니터링하도록 구성될 수 있다. 이때, 버퍼 데이터 양이 많은 경우에는 음성 데이터를 보다 빠르고 정확하게 전달하여야 하기 때문에 LTE-M 통신 대역폭을 일시적으로라도 확장해달라고 자동 요청할 수 있다.
그리고 LTE-M 통신 대역폭 자동 조정 모듈(111)은 e-내비게이션 센터(40)의 LTE-M 통신 대역폭 추가 할당에 따라 LTE-M 통신 모듈(107)의 LTE-M 통신 대역폭을 자동으로 조정하도록 구성될 수 있다.
조명탄 발사 제어 모듈(112)은 LTE-M 통신 모듈(107)에서 수신되는 e-내비게이션 센터(40)의 제어 신호에 따라 조명탄 발사를 제어하도록 구성될 수 있다. 구조대가 가까이 갔으나 제대로 찾지 못하는 경우 유용할 수 있으며, 이는 e-내비게이션 센터(40)에서 원격 제어할 수 있다.
조명탄 발사 모듈(113)은 조명탄 발사 제어 모듈(112)의 제어에 따라 조명탄을 발사하도록 구성될 수 있다.
조도 센서(미도시)는 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 즉, 조도 센서(미도시)는 주야간을 감지할 수 있다.
형광 부유 물질 방사 모듈(미도시)은 조도 센서(미도시)에서 측정된 조도가 소정 기준 이하인 경우 즉, 야간이거나 매우 어두운 날씨인 경우, e-내비게이션 센터(40)의 제어 신호가 있으면 형광 부유 물질을 수면 위로 방사하도록 구성될 수 있다. 수면 위의 형광 부유 물질이 계속 방사되면 그 위치가 쉽게 확인될 수 있다.
또한, 형광 부유 물질 방사 모듈(미도시)은 LTE-M 통신 모듈(107)에서 수신되는 e-내비게이션 센터(40)의 제어 신호가 있는 경우 형광 부유 물질을 수면 위로 방사하도록 구성될 수 있다. 필요에 따라서 e-내비게이션 센터(40)의 관제자는 언제든지 원격으로 형광 부유 물질의 방사를 제어할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101: 승무원 자동 등록 모듈
102: VDR 실시간 백업 모듈
103: 수압계
104: 비상 전원 작동 모듈
105: GPS 모듈
106: 조난 신호 생성 모듈
107: LTE-M 통신 모듈
108: 무전 통신 모듈
109: 통신 변환 모듈
110: 통신 변환 버퍼
111: LTE-M 통신 대역폭 자동 조정 모듈
112: 조명탄 발사 제어 모듈
113: 조명탄 발사 모듈

Claims (3)

  1. GPS 신호를 수신하여 실시간 위치 정보를 산출하는 GPS 모듈;
    상기 GPS 모듈에서 산출된 실시간 위치 정보를 포함하는 조난 신호를 생성하는 조난 신호 생성 모듈을 포함하는 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조난 신호 생성 모듈에서 생성된 조난 신호를 LTE-M 통신망을 통해 e-내비게이션 센터로 실시간 송신하는 LTE-M 통신 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    수압을 측정하는 수압계;
    상기 수압계에서 측정된 수압이 소정 수압 이상으로 높아지는 경우 비상 전원을 작동시키는 비상 전원 작동 모듈을
    더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LTE-M 통신 기반의 선박 자동 위치 발신 장치.
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